KR100889045B1 - 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함 - Google Patents

타이머 기능을 가진 디지틀 분전함 Download PDF

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김진술
정형태
이재용
김경우
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제천시
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Abstract

본 발명은 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메인전원을 입력받아 복수 채널의 부하전원을 출력하는 분전반; 및 분전반과 연결되고, 각 채널과 관련된 정보를 입출력하며, 각 채널에 대한 부하전원의 자동 온오프 시간을 설정하는 조작반을 포함하는 디지틀 분전함으로서, 분전반은, 메인전원을 n개 채널의 부하전원으로 분전시키는 분전부; 분전된 부하전원을 채널렬로 출력하는 부하단자; 분전부와 부하 단자 사이를 연결시키고, 부하전원의 누설전류와 과전류와 전원상태를 감지하여 감시정보를 생성하고, 전원 차단신호에 의하여 부하전원을 차단시키며, 전원 공급신호에 의하여 부하전원을 공급하는, 각 채널별로 구비된 복수의 차단부; 및 감시정보를 복수의 차단부로부터 수신하며, 누설전류 또는 과전류가 감지된 채널이거나 조작반에서 설정된 부하전원의 오프 시간에 해당하는 채널의 경우 전원 차단신호를 생성하여 그 해당 채널로 송신하고, 조작반에서 설정된 부하전원의 온 시간에 해당하는 채널의 경우 전원 공급신호를 생성하여 그 해당 채널로 송신하는 제어부;를 포함하는 디지틀 분전함에 관한 것이다.

Description

타이머 기능을 가진 디지틀 분전함{Digital Distribution Box Having Timer}
본 발명은 디지틀 분전함에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 협소한 공간에 설치될 수 있으며 대기전력을 감소시킬 수 있는 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함에 관한 것이다.
분전함은 각종 차단기나 개폐기를 함 내부에 장착하여 외부로부터 전력을 끌어들여 배분하는 것으로서, 전선이 외부에 노출됨을 방지하여 감전 및 각종 전기사고를 방지한다. 분전함에는 과전류나 누설전류가 발생하는 경우 전원 공급을 차단하는 차단기가 내부에 설치되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 분전함을 예시한 도면이다.
메인 차단기(12)와 그 메인 차단기(12)의 하부에 세로 방향으로 다수의 모선 부스바(bus bar)가 설치되어 있고, 모선 부스바(BUS-BAR)의 좌우로 자선 부스바(14)를 통해 연결된 보조 차단기(16)가 각각 설치되어 있다. 메인 차단기(12)는 외부에서 공급되는 메인전원(13)을 차단하는데 이용되며, 보조 차단기(16)는 각 부하로 공급되는 부하전원을 차단하는데 이용된다.
이러한 종래기술에 따른 분전함은 과전류나 누설전류가 발생한 경우 그 발생 시점을 알기가 힘들며, 메인전원 및 각 부하전원의 전원상태, 예를 들어 누설전류, 과전류, 소비전력, 누적전력, 사용전압, 사용전류, 및 부하전원 또는 메인전원의 이상 여부에 대한 정보를 알기가 힘든 문제점이 있다.
또한 종래기술에 따른 분전함은 자동으로 전원을 차단하거나 공급하도록 제어할 수 없기 때문에 전기가 전혀 사용되지 않는 시간 대에 대기전력의 감소를 위해 전기 공급을 차단하기 위해서는 일일이 수동으로 차단기를 조작해야 하는 문제점이 있으며, 각 부하전원과 연결되는 차단기의 크기가 커서 소형화하기 힘든 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 메인전원을 입력받아 복수 채널의 부하전원을 출력하는 분전반; 및 분전반과 연결되고, 부하전원의 각 채널의 전원상태를 출력하며, 부하전원의 각 채널에 대한 자동 온오프 시간을 입력받는 조작반을 포함하는 디지틀 분전함으로서, 분전반은, 메인전원을 n개 채널의 부하전원으로 분전시키는 분전부; 분전된 부하전원을 채널별로 출력하는 부하단자; 분전부와 부하단자 사이를 연결시키고, 부하전원의 누설전류와 과전류와 전원상태를 감지하여 감시정보를 생성하고, 전원 차단신호에 의하여 부하에 공급되는 부하전원을 차단시키며, 전원 공급신호에 의하여 부하에 부하전원을 공급하는, 각 채널별로 구비된 복수의 차단부; 및 감시정보를 복수의 차단부로부터 수신하며, 누설전류 또는 과전류가 감지된 채널이거나 조작반으로부터 입력받은 자동 오프(off) 시간에 도달한 채널의 경우 전원 차단신호를 생성하여 그 해당 채널로 송신하고, 조작반으로부터 입력받은 자동 온(on) 시간에 도달한 채널의 경우 전원 공급신호를 생성하여 그 해당 채널로 송신하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함을 제공한다.
바람직하게는, 상기 분전부는 단일의 PCB(printed circuit board)에 구현될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 차단부는, 전원 차단신호 또는 전원 공급신호에 따라 메인전원과의 연결을 개폐시킴으로써 부하전원을 차단 또는 공급하는 SSR(solid state relay); 및 부하전원의 각 채널의 누설전류, 과전류, 소비전력, 누적전력, 사용전압, 사용전류, 및 채널의 이상 여부 중의 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 감시정보를 생성하는 감시부;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 조작반은, 부하전원의 각 채널에 대한 설정정보 및 조작정보를 입력받아 제어부로 송신하는 입력부; 및 조작정보에 따른 부하전원의 상태정보를 출력하는 출력부;를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 누설전류 또는 과전류가 감지된 채널이 있는 경우 해당 채널에 대한 정보를 포함하는 경고신호를 생성하고, 상기 분전반은 경고신호, 감시정보, 및 설정정보를 각 채널별로 저장하는 메모리를 더 포함하며, 상기 분전부는 유무선 통신망을 통하여 감시정보 및 경고신호를 관리자 단말기로 송신하고 부하전원의 각 채널에 대한 설정정보 및 조작정보를 원거리에 위치한 관리자 단말기로부터 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 미리 설정된 시간에 자동으로 부하전원의 공급을 제어하여 대기전력을 감소시킬 수 있으며, 메인전원 및 부하전원의 전원상태를 출력하고 이상 상황 발생시 관리자 단말기로 경고신호를 전송함으로써 전기사고 예방 및 전기사고의 원인을 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 분전반을 단일의 PCB에 구현함으로써 디지틀 분전함을 소형화할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지틀 분전함을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 디지틀 분전함(100)은 분전반(110) 및 조작반(190)를 포함한다.
분전반(110)은 메인단자(120), 분전부(130), 복수의 차단부(140_1~140_n), 부하단자(150), 및 제어부(160)를 포함하며, 추가로 메모리(170) 및/또는 통신부(180)를 더 포함할 수 있다.
메인단자(120)는 교류 메인전원을 입력받는 단자이다. 일반적으로 메인단자(120)는 R,S,T,N의 3상4선 380V 교류전원을 메인전원으로 입력받을 수 있으나 이에 한정되지는 않으며, 부하의 종류 및 용량에 따라 다양한 규격의 메인전원이 입력될 수 있다.
분전부(130)는 메인단자(120)로부터 입력받은 메인전원을 그 부스 바의 결선에 따라 n개 채널로 분전시켜 n개의 부하전원으로 출력한다. 부하전원의 채널 개수는 부하의 종류 및 그 부하의 소비전력에 따라 적절한 개수로 형성될 수 있다.
부하단자(150)는 n개 채널의 부하전원을 출력하는 단자로서, 부하단자와 연결된 외부 전선을 통해 부하로 전원을 공급한다.
차단부(140)는 분전부(130)와 부하단자(150) 간을 연결하는 구성요소로서, 분전부(130) 및 부하단자(150)의 채널 개수(n)만큼 복수 개 존재하여 분전부(130)와 부하단자(150)의 각 채널을 1:1로 연결시킨다.
각 차단부(140_1~140_n)는 분전부(130)와 부하단자(150) 사이를 연결시키고, 부하전원의 누설전류와 과전류와 전원상태를 감지하여 감시정보를 생성하고, 전원 차단신호에 의하여 부하전원을 차단시키며, 전원 공급신호에 의하여 부하전원을 공급한다.
각각의 차단부(140_1~140_n)는 SSR(solid state relay) 및 감시부를 포함할 수 있다. 각각의 차단부(140_1~140_n)는 동일한 구성을 가지고 동일한 기능을 수행하므로, 도 2에서의 제1 차단부(140_1)를 대표로 하여 설명하도록 한다.
제1 차단부(140_1)는 분전부(130)와 부하단자(150)의 제1 채널 간을 연결하며, SSR(142_1)과 감시부(144_1)를 포함한다.
SSR(142_1)은 전자식 릴레이로서, 후술할 제어부(160) 또는 감시부(144_1)로부터 전원 차단신호를 수신하여 제1 채널에서 분전부(130)와 부하단자(150) 간의 전기적 연결을 차단함으로써 부하에 공급되는 전원을 차단하고, 제어부(160)로부터 전원 공급신호를 수신하여 제1 채널에서 분전부(130)와 부하단자(150) 간을 전기적으로 연결시킴으로써 부하에 전원을 공급한다.
감시부(144_1)는 제1 채널의 부하전원의 전원상태를 감시한다. 부하전원의 전원상태란 부하전원에서의 누설전류, 과전류, 소비전력, 누적전력, 사용전압, 사용전류, 및 전원의 이상 여부에 대한 정보를 포함한다.
즉, 감시부(144_1)는 제1 채널의 부하전원의 전원상태를 감시하고 계측하여, 제1 채널의 부하전원의 누설전류, 과전류, 소비전력, 누적전력, 사용전압, 사용전류, 및 이상 여부 중의 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 감시정보를 생성한다.
한편, 감시부(144_1)는 과전류 계전기로서의 역할을 수행하여, 제1 채널에서 과전류나 누설전류가 발생하는 경우 SSR(142_1)로 전원 차단신호(트립신호)를 직접 출력함으로써 부하에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
제어부(160)는 복수의 차단부(140_1~140_n)별로 감시정보를 수신하며, 누설전류 또는 과전류가 감지된 채널이거나 조작반(190)으로부터 입력받은 자동 오프(off) 시간에 도달한 채널의 경우 전원 차단신호를 생성하여 해당 채널로 송신하고, 조작반(190)으로부터 입력받은 자동 온(on) 시간에 도달한 채널의 경우 전원 공급신호를 생성하여 해당 채널로 송신한다.
즉, 제어부(160)는 각 채널별로 감시정보를 수신하고, 수신한 감시정보를 시간별로 메모리에 저장한다. 감시정보는 각 채널에 대한 누설전류, 과전류, 소비전력, 누적전력, 사용전압, 사용전류, 및 이상 여부에 대한 정보를 포함하며, 시간별, 각 채널별로 메모리(170)에 저장된다. 각 채널별, 시간별로 저장된 감시정보는 후술하는 조작반(190)의 출력부를 통해 출력될 수 있으며, 추후 사고가 발생한 경우 사고의 원인 파악에 도움이 된다.
제어부(160)는 감시정보에 기초하여 채널에서 누설전류 또는 과전류 등의 이상 상황이 발생한 경우 전원 차단신호를 생성하고, 누설전류 또는 과전류가 감지된 해당 채널에 대한 정보를 포함하는 경고신호를 생성한다. 생성된 전원 차단신호는 누설전류 또는 과전류가 발생한 채널의 차단부로 송신되어 부하에 공급되는 부하전원을 차단하며, 생성된 경고신호는 조작반(190)의 출력부를 통해 출력되거나 통신부(180)를 통해 관리자 단말기로 송신됨으로써 관리자가 과전류 및 누설전류의 발생을 인지할 수 있게 한다.
또한 제어부(160)는 후술할 조작반(190)을 통해 설정된 채널별 자동 온오프 시간에 기초하여 해당 채널이 자동으로 온(on)되는 시간인 경우에는 해당 채널의 차단부로 전원 공급신호를 송신하여 부하에 전원을 공급하며, 해당 채널이 자동으로 오프(off)되는 시간인 경우에는 해당 채널의 차단부로 전원 차단신호를 송신하여 부하에 공급되는 전원을 차단한다.
또한 제어부(160)는 조작반(190)으로부터 입력된 각종 설정정보를 수신하여 분전반(110)에 대한 설정을 수행하고, 감시정보 및 경고신호를 조작반(190)으로 송신하여 감시정보 및 경고신호 등이 조작반(190)의 출력부를 통해 출력되도록 한다.
한편, 제어부(160)는 관리자 외의 제3자가 분전반(110)에 대한 설정 변경이나 조작을 행하지 못하도록 하기 위해, 분전반에 대한 설정 및 조작이 수행되는 경우 조작반(190)을 통해 비밀번호 정보를 입력받도록 할 수 있다. 제어부(160)는 조작반(190)을 통해 입력받은 비밀번호 정보가 정확한 경우에만 분전반(110)에 대한 설정 및/또는 조작이 수행되도록 제어한다. 비밀번호 정보는 관리자에 의해 미리 설정되어 메모리(170)에 저장되며, 관리자에 의해 변경될 수 있다.
메모리(170)는 상술한 것처럼 감시정보와 경고신호를 채널별 및 시간별로 저장하며, 조작반(190)을 통해 설정된 설정정보를 저장한다. 메모리에 저장된 설정정 보, 감시정보, 및 경고신호가 소멸되는 것을 방지하기 위해, 분전반(110)은 백업 배터리를 더 포함할 수 있다.
통신부(180)는 유무선 통신망과 연결되어 감시정보 및 경고신호를 관리자 단말기로 송신하고, 각 채널별 분전반의 설정정보와 각 채널별 분전반에 대한 조작정보를 원거리에 위치한 관리자 단말기로로부터 수신한다.
분전반(110)은 단일의 PCB(printed circuit board)에 구현되는 것이 바람직하다. 상기 분전반(110)의 각 구성요소들이 하나의 PCB에 통합되어 구현됨으로써, 본 발명에 따른 디지틀 분전함의 크기를 축소시킬 수 있으며, 기존의 분전함보다 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
조작반(190)은 분전반(110)과 연결되어 분전반(110)에 대한 각종 설정정보와 분전반(190)에 대한 조작정보를 입력받고, 분전반의 부하전원의 각 채널에 대한 감시정보 및 경고신호를 출력하는 역할을 한다.
도 3은 도 2에서의 조작반을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면 조작반(190)은 입력부(193~198) 및 출력부(191~192)를 포함한다.
조작반(190)의 입력부는 분전반(110)에 대한 설정정보 및 조작정보를 포함한 다양한 정보를 입력할 수 있는 키패드(198)와 각종 기능버튼(193~196)을 포함한다. 입력부를 통해 입력된 설정정보 및 조작정보는 제어부(160)로 제공되어 분전반(110)에 대한 설정 및 조작을 수행한다.
설정정보란 분전반(110)에 대한 설정을 수행하기 위한 정보로서 부하전원의 자동 온오프 수행 여부, 요일별 자동 온오프 여부, 및 자동 온오프 시간 등의 설정 을 위한 정보이며, 조작정보란 분전반(110) 및 조작반(190)에 대한 조작을 수행하기 위한 정보로서 부하전원의 각 채널로의 전원 차단/공급 제어 및 조작반(190)의 출력부에 출력할 내용(예를 들어 각 채널별 전원상태) 등에 관한 조작을 위한 정보이다.
기능버튼(193~196)은 각종 메뉴를 호출하는 메뉴버튼(195), 분전반(110)을 리셋할 수 있는 리셋버튼(196), 미리 설정된 자동 온오프 시간에 맞추어 부하에 공급되는 부하전원을 자동으로 개폐하게 하는 자동모드를 활성화시키는 자동버튼(193), 및 자동모드를 불활성화시키는 수동버튼(194) 등으로 구성되어 있다.
한편, 입력부는 키패드(198)와 기능버튼(193~196) 외에 리모트 콘트롤러로부터 설정정보 및 조작정보를 입력받을 수 있으며 이를 위해 리모콘 수신부(197)를 더 포함할 수 있다. 리모콘 수신부(197)는 소정의 근거리 무선 통신수단, 예를 들어 적외선(Infrared Ray) 통신, RF(Radio Frequency) 통신, 블루투스(BlueTooth), 무선랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 및 지그비(Zigbee)를 포함하는 현행 근거리 무선 통신수단을 이용할 수 있다. 입력부(193~198)의 구성은 도 3에 한정되지 않고 다양한 형태 및 방식으로 구현될 수 있다.
조작반(190)의 출력부(191, 192)는 각종 정보를 출력할 수 있는 디스플레이(191)와 각 채널의 이상 여부를 나타내는 채널 상태표시 램프(192)로 구성된다.
디스플레이(191)는 제어부(160)로부터 감시정보, 경고신호, 및 설정정보를 수신하여 출력한다. 디스플레이(191)를 통해 부하전원의 각 채널의 누설전류, 과전류, 소비전력, 누적전력, 사용전압, 사용전류, 현재 연월일시, 및 채널의 이상 여 부 등 분전반(110)의 각 채널에서의 전원상태가 출력된다.
채널 상태표시 램프(192)는 램프 점등 여부, 램프 색상, 또는 램프 점멸에 의하여 부하전원의 각 채널에서의 전원 공급 상태 및 채널의 정상 동작 여부를 표시한다.
도 4a 내지 도 4c는 도3에서 조작반의 출력부를 통해 출력되는 화면을 예시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 출력부를 통해 부하전원에서의 각 채널의 자동 온오프 설정 여부가 출력되며, 각 채널의 자동 온오프 여부는 입력부를 통해 입력되는 설정정보에 의해 변경될 수 있다.
도 4b는 요일별 자동 온오프 설정 여부가 출력된 화면이고, 도 4c는 각 채널별로 설정된 자동 온오프 시간이 출력된 화면이다. 자동 온오프 시간은 하루에 수회 수행되도록 설정할 수 있으며, 요일별 자동 온오프 설정 및 자동 온오프 시간은 관리자에 의해 적절하게 설정될 수 있다.
이상에서는 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 분전함을 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지틀 분전함을 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에서의 조작반을 나타낸 도면.
도 4a 내지 도 4c는 도3에서 조작반의 출력부를 통해 출력되는 화면을 예시한 도면.

Claims (7)

  1. 메인전원을 입력받아 복수 채널의 부하전원을 출력하는 분전반; 및
    상기 분전반과 연결되고, 상기 부하전원의 각 채널의 상태를 출력하며, 상기 부하전원의 각 채널에 대한 자동 온오프 시간을 입력받는 조작반을 포함하는 디지틀 분전함으로서, 상기 분전반은,
    상기 메인전원을 n개 채널의 부하전원으로 분전시키는 분전부;
    분전된 상기 부하전원을 채널별로 출력하는 부하단자;
    상기 분전부와 상기 부하단자 사이를 연결시키고, 상기 부하전원의 누설전류와 과전류와 전원상태를 감지하여 감시정보를 생성하고, 전원 차단신호에 의하여 부하에 공급되는 상기 부하전원을 차단시키며, 전원 공급신호에 의하여 부하에 상기 부하전원을 공급하는, 각 채널별로 구비된 복수의 차단부; 및
    상기 감시정보를 상기 복수의 차단부로부터 수신하며, 누설전류 또는 과전류가 감지된 채널이거나 상기 조작반으로부터 입력받은 자동 오프(off) 시간에 도달한 채널의 경우 전원 차단신호를 생성하여 그 해당 채널로 송신하고, 상기 조작반으로부터 입력받은 자동 온(on) 시간에 도달한 채널의 경우 전원 공급신호를 생성하여 그 해당 채널로 송신하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지틀 분전함.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분전반은 단일의 PCB(printed circuit board)에 구현 되는 것을 특징으로 하는 디지틀 분전함.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각각의 차단부는,
    전원 차단신호 또는 전원 공급신호에 따라 메인전원과의 연결을 개폐시킴으로써 부하전원을 차단 또는 공급하는 SSR(solid state relay); 및
    상기 부하전원의 각 채널의 누설전류, 과전류, 소비전력, 누적전력, 사용전압, 사용전류, 및 채널의 이상 여부 중의 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는 감시정보를 생성하는 감시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조작반은,
    상기 부하전원의 각 채널에 대한 설정정보 및 조작정보를 입력받아 상기 제어부로 송신하는 입력부; 및
    상기 조작정보에 따른 부하전원의 상태정보를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는 누설전류 또는 과전류가 감지된 채널이 있는 경우 해당 채널에 대한 정보를 포함하는 경고신호를 생성하고,
    상기 분전반은 상기 경고신호, 상기 감시정보, 및 상기 설정정보를 각 채널별로 저장하는 메모리를 더 포함하며,
    상기 분전부는 유무선 통신망을 통하여 상기 감시정보 및 상기 경고신호를 관리자 단말기로 송신하고, 상기 부하전원의 각 채널에 대한 설정정보 및 조작정보를 원거리에 위치한 관리자 단말기로부터 수신하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함.
  6. 제5항에 있어서, 상기 입력부는 비밀번호 정보를 더 입력받을 수 있으며,
    상기 제어부는 입력된 비밀번호 정보가 정확한 경우에만 분전반에 대한 설정을 허용하는 것을 특징으로 하는 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조작반은 리모트 콘트롤러로부터 리모트 콘트롤신호를 수신하는 리모콘 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함.
KR1020080112861A 2008-11-13 2008-11-13 타이머 기능을 가진 디지틀 분전함 KR100889045B1 (ko)

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