KR100921963B1 - 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바에 관한 것으로 특히, 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바를 구성함에 있어서, 부스바의 온도가 어느 온도에 도달되었을 때 열전소자(PTC)를 구동시킬 것인지를 사용자가 설정할 수 있도록 하는 기준온도 설정부와; 애자의 상면과 부스바의 결합부 저면 사이에 설치되어 부스바의 온도를 실시간으로 검출하는 온도검출센서와; 상기 온도검출센서를 통해 아날로그신호로 검출되는 부스바의 온도를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와; 상기 A/D 변환기를 통해 입력되는 부스바의 온도가 사용자가 설정한 설정온도보다 높으면 PTC 구동부에 열전소자 구동신호를 출력하는 마이컴과; 상기 마이컴의 출력신호에 부응하여 열전소자의 구동을 제어하는 PTC 구동부와; 직류전압의 공급방향에 따라 일면에서는 냉기가 발생되고 타면에서는 열기가 발생되는 기능을 갖고 상기 애자의 저면과 애자 고정체의 상면 사이에 설치되어 상기 PTC 구동부의 출력신호에 부응하여 구동되며 상기 애자를 통한 냉기를 발생시켜 부스바의 과열을 방지하는 열전소자(PTC);로 구성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 부스바 자체의 효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 과부하로 인해 부스바가 지나치게 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있어 무효전력 손실을 막을 수 있고, 과열로 인해 부스바가 변형되거나 아예 용융되어 전력공급이 차단되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 특정 부스바가 지나치게 과열되었을 때 수배전반의 관리자가 경보음 또는 경보용 불빛을 통해 즉시 인식하고 빠른시간 내에 필요한 조치를 취할 수 있어 수배전반의 관리를 효율적으로 실시할 수 있고, 부스바 자체의 방열면적이 높아 방열효과도 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

수배전반, 부스바, 과열방지, 열전소자(PTC), 냉각

Description

과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바{Bus bar with function of preventing overheat in distributing board}

본 발명은 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기를 필요로 하는 각종 전기기기에 전력을 공급해 주는 수배전반 내에 설치되는 부스바의 온도를 검출하여 부스바의 온도가 과부하로 인해 정해진 온도 이상으로 상승하면 애자의 저면과 애자 고정체의 상면 사이에 설치한 열전소자(PTC; 이하 PTC로 병기함)를 구동시켜 부스바를 냉각하는 방식을 통해 고효율의 부스바가 과부하로 인한 과열로 인해 용융되는 것을 방지할 수 있도록 함은 물론 무효전력 손실을 막을 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 공장, 빌딩, 병원, APT단지, 및 각종 산업시설에서는 3상 교류전력을 사용하므로 대전력이 요구되며, 발전소로부터 송전선로를 통하여 공급되는 수만 볼트(V)의 교류전압을 변압기를 통해 수천V의 교류전압으로 감압하고 이 감압된 교류전압을 공장의 각 설비로 공급하기 위한 수배전반이 구비된다.

이와 같은 수배전반은 전력을 필요로 장소에 설치되어 전력공급처에서 공급 되는 특고압의 전기를 실제 사용하는 각종 설비 및 장비의 정격에 맞는 낮은 전압 및 정격 용량으로 변환시켜 전기 시설물을 안전하게 사용할 수 있도록 조작/제어 및 감시하는 장치이다.

이러한 수배전반은 케이스의 내부에 차단기를 비롯하여 공급되는 전기의 조작,제어 및 감시를 위한 각종 부품들이 설치된 것으로 구성되어 있다.

이와 같은 수배전반에서는 고전압 대전류를 각 공장 내의 설비로 공급하기 위하여 통상적으로 각 설비와 배전반을 부스바(Bus-bar)로 연결하게 되며, 배전반에서 감압된 교류전압이 부스바를 통해 설비로 공급된다.

이때, 부스바는 일반적으로 전원 케이블을 대신하여 사용되는 긴 금속판 형상의 제품을 총칭하며, 이러한 부스바는 케이블에 비해 넓은 평판형이므로 방열 효과가 크고 또한 그 표면적이 넓어 도체의 표면에 흐르는 고주파전류의 임피던스를 낮추어 줄 수 있어 전류가 큰 고속시스템에 보다 더 유리하다.

더욱이, 부스바의 층간 박층(Laminate) 설치를 통하여 실드(Shield)효과를 얻을 수 있고 나아가 분포상수가 대단히 높은 정전용량을 얻을 수 있어 외부 노이즈 차단 효과가 뛰어나 안정된 전원을 생성시킬 수 있기 때문에, 수배전 설비나 모터제어반 등의 내부 배전 선로구성에 많이 적용되고 있다.

여기서, 부스바에 흐르는 전류량은 수용가 측이나 모터 등의 부하의 변동에 따라 변화하게 되는데 그 전류량이 증가하거나 과도한 부하전류가 장시간 흐르게 될 경우 부스바의 온도가 상승한다.

종래 대부분의 부스바는 몸체 전체가 순동 재질이면서 직사각의 막대형 판상 으로 성형하였는데, 이 경우 순수 구리만 사용하여 부스바를 성형함으로써 구리 사용량이 많아 고가이므로 설치비의 상승을 초래하는 요인이 되고, 무게가 많이 나가는 반면 강성이 약하기 때문에 부스바를 설치할 때의 작업성이 상당히 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 사각 막대형의 판상으로 된 부스바는 고압전류가 흐를 때의 발열성으로 인해 과열되는 현상이 있고, 동심원을 그리는 전기장의 특성상 전도되는 도전율이 떨어져 전압이 불안정하고 열을 받으면 설치상태가 쉽게 변형되는 문제점이 있다.

그러므로 일부에서는 알루미늄 합금 또는 순수 알루미늄으로만 부스바를 성형하여 사용하고 있으나, 순수 알루미늄 부스바의 경우에는 알루미늄 자체의 특성 때문에 고강도를 유지하면서 동시에 전기 도전률을 향상시키는 제품의 생산의 너무 어렵고, 제조 단가가 고가인 문제점이 있는 것이며, 또한 알루미늄 동 합금 부스바는 알루미늄과 동의 용융 온도차가 심하여 이를 극복하기 위한 개발비가 막대한 실정에 있다.

따라서, 최근에는 알루미늄 바로 부스바의 중심체를 형성하고 이 알루미늄 중심체의 둘레를 동으로 에워싸는 형상으로 하여 알루미늄 동 부스바를 형성하여 사용하고 있는데, 이 경우 비중이 작고 원자재 값이 저렴한 알루미늄이 갖는 특성과, 강도가 강하면서 전기 도전률이 우수한 동의 특성을 동시에 얻을 수 있다.

한편, 상기한 부스바들에 과부하로 인한 과전류가 흐를 때 그 재질의 특성에 따라서는 일부 차이가 있긴 하나 결국 과부하로 인한 과전류에 부응하여 부스바 자 체에서 발열이 발생하게 되는데, 이와 같은 과전류가 일정시간 이상 흐르게 되어 부스바가 과열되면 무효전력 손실이 많이 발생되고, 전기장의 특성상 전도되는 도전율이 떨어져 전압이 불안정하고 쉽게 변형될 뿐만 아니라 심할 경우에는 부스바 자체가 용융되어 전력의 공급이 아예 차단되는 문제점이 있다.

따라서, 종래의 수배전반에서도 수배전반 내의 온도가 일정온도 이상으로 상승하게나 각각의 부스바가 일정온도 이상으로 상승하였을 때 이를 냉각시켜 주는 방법으로 송풍팬을 작동시키는 경우가 있는데, 이와 같은 송풍방식은 수배전반 내의 공기를 외부로 강제 배출시키고 외부 공기를 내부로 강제 흡입시켜 수배전반 내부 공기온도 저하를 통한 부스바의 온도를 저하시키는 방식이므로 실제 과부하로 인해 집중적으로 온도가 상승하고 있는 부스바의 온도를 효율적으로 냉각시킬 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 수배전반 내에 설치되는 부스바의 온도를 검출하여 부스바의 온도가 과부하로 인해 정해진 온도 이상으로 상승하면 애자의 저면과 애자 고정체의 상면 사이에 설치한 열전소자(PTC)를 구동시켜 부스바를 냉각시켜 주되, 상기 부스바의 온도를 열전소자를 통해 냉각시켜 주는데도 불구하고 사용자에 의해 설정된 과열온도 이상으로 부스바의 온도가 상승하면 경보음 또는 경보용 불빛을 발생시켜 줌으로써 과부하로 인해 부스바가 지나치게 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있어 무효전력 손실을 막을 수 있고, 과열로 인해 부스바가 변형되거나 아예 용융되어 전력공급이 차단되는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 부스바가 지나치게 과열되었을 때 수배전반의 관리자가 경보음 또는 경보용 불빛을 통해 즉시 인식하고 빠른시간 내에 필요한 조치를 취할 수 있어 수배전반의 관리를 효율적으로 실시할 수 있으며, 또한 부스바 자체를 알루미늄 바의 외측에 동 파이프를 일체로 씌워주는 형태로 성형하되 상,하,좌,우면에 선택적으로 또는 모두에 방열홈을 형성하여 줌으로써 부스바 자체의 방열효과도 대폭 향상시킬 수 있는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바를 구성함에 있어서, 부스바의 온도가 어느 온도에 도달되었을 때 열전소자(PTC)를 구동시킬 것인지를 사용자가 설정할 수 있도록 하는 기준온도 설정부와; 애자의 상면과 부스바의 결합부 저면 사이에 설치되어 부스바의 온도를 실시간으로 검출하는 온도검출센서와; 상기 온도검출센서를 통해 아날로그신호로 검출되는 부스바의 온도를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와; 상기 A/D 변환기를 통해 입력되는 부스바의 온도가 사용자가 설정한 설정온도보다 높으면 PTC 구동부에 열전소자 구동신호를 출력하는 마이컴과; 상기 마이컴의 출력신호에 부응하여 열전소자의 구동을 제어하는 PTC 구동부와; 직류전압의 공급방향에 따라 일면에서는 냉기가 발생되고 타면에서는 열기가 발생되는 기능을 갖고 상기 애자의 저면과 애자 고정체의 상면 사이에 설치되어 상기 PTC 구동부의 출력신호에 부응하여 구동되며 상기 애자를 통한 냉기를 발생시켜 부스바의 과열을 방지하는 열전소자(PTC);로 구성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 기준온도 설정부에는 부스바의 온도가 설정온도에 도달하여 열전소자(PTC)가 구동되는 도중 어느 온도 이하로 부스바의 온도가 저하되었을 때 열전소자의 구동을 차단시킬 것인지에 대한 하한온도를 사용자가 설정할 수 있도록 하는 기능이 더 구비되고, 상기 마이컴은 부스바의 온도가 사용자의 설정온도보다 높으면 PTC 구동부에 열전소자 구동신호를 출력하고, 하한온도 미만일 경우 차단신호를 발생시키도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PTC 구동부에는 마이컴에서 PTC 구동신호가 출력될 때 정해진 시간 동안만 PTC에 구동전압을 공급해 주는 타이머를 더 구비하고 있는 것을 특징으 로 한다.

또 상기 마이컴의 입력단자에는 사용자가 부스바의 온도가 어느 온도 이상상승하였을 때 과열로 인식할 것인지에 따른 과열온도를 설정할 수 있는 과열온도 설정부를 부가 설치하고, 상기 마이컴의 출력단자에는 경보신호 발생부를 부가 설치하여, 상기 마이컴으로 하여금 열전소자가 구동되고 있음에도 불과하고 사용자에 의해 설정된 과열온도 이상으로 부스바의 온도가 상승하면 상기 경보신호 발생부를 통해 경보기를 구동시키도록 한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 경보기는 경보음을 발생시키는 부져 또는 경보용 불빛을 발생시키는 경보등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 기준온도 설정부에 의해 설정되는 열전소자(PTC)의 구동온도는 50-70도 사이에서 어느 한 온도이고, 열전소자(PTC)의 구동을 차단하는 하한온도는 50도 미만이며, 경보기를 구동시키는 과열온도는 75-90도 사이에서 어느 한 온도이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부스바는 사각 파이프 형상을 갖도록 압출 성형한 동 파이프의 내부로 직사각 바 형상을 갖도록 압출 성형한 알루미늄 바를 삽입하여 인발을 통해 사각 바 형상을 갖게 일체로 성형하되, 상기 부스바의 상,하면이나 좌,우측면 또는 상,하,좌,우측면 모두에서 길이방향에 대해 수개의 방열홈을 형성한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 수배전반 내에 설치되는 부스바의 온도를 검출하여 부스바의 온도가 과부하로 인해 정해진 온도 이상으로 상승하면 애자의 저면과 애자 고정체의 상면 사이에 설치한 열전소자(PTC)를 구동시켜 부스바를 냉각시켜 주되, 상기 부스바의 온도를 열전소자를 통해 냉각시켜 주는데도 불구하고 사용자에 의해 설정된 과열온도 이상으로 부스바의 온도가 상승하면 경보음 또는 경보용 불빛을 발생시켜 줌으로써 부스바 자체의 효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 과부하로 인해 부스바가 지나치게 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있어 무효전력 손실을 막을 수 있을 뿐만 아니라 과열로 인해 부스바가 변형되거나 아예 용융되어 전력공급이 차단되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 특정 부스바가 지나치게 과열되었을 때 수배전반의 관리자가 경보음 또는 경보용 불빛을 통해 즉시 인식하고 빠른시간 내에 필요한 조치를 취할 수 있어 수배전반의 관리를 효율적으로 실시할 수 있고, 또한 부스바 자체를 알루미늄 바의 외측에 동 파이프를 일체로 씌워주는 형태로 인발 성형하되 상,하,좌,우면에는 선택적으로 또는 모두에 방열홈을 형성시켜 줌으로써 부스바 자체의 방열면적이 높아 방열효과도 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명 에서 적용된 부스바들에 대한 사시도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명은, 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바를 구성함에 있어서,

부스바(1)의 온도가 어느 온도(T1)에 도달되었을 때 열전소자(PTC)(10)를 구동시킬 것인지를 사용자가 설정할 수 있도록 하는 기준온도 설정부(4)와;

애자(2)의 상면과 부스바(1)의 결합부 저면 사이에 설치되어 부스바(1)의 온도를 실시간으로 검출하는 온도검출센서(5)와;

상기 온도검출센서(5)를 통해 아날로그신호로 검출되는 부스바(1)의 온도를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기(6)와;

상기 A/D 변환기(6)를 통해 입력되는 부스바(1)의 온도가 사용자가 설정한 설정온도(T1)보다 높으면 PTC 구동부(8)에 열전소자 구동신호를 출력하는 마이컴(7)과;

상기 마이컴(7)의 출력신호에 부응하여 열전소자(10)의 구동을 제어하는 PTC 구동부(8)와;

상기 PTC 구동부(8)를 통해 공급되는 직류전압의 공급방향에 따라 일면에서는 냉기가 발생되고 타면에서는 열기가 발생되는 기능을 갖고 상기 애자(2)의 저면과 애자 고정체(3)의 상면 사이에 설치되어 상기 PTC 구동부(8)의 출력신호에 부응하여 구동되며 상기 애자(2)를 통한 냉기를 발생시켜 부스바(1)에 전달하여 과열을 방지하는 PTC(10);로 구성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 기준온도 설정부(4)에는 부스바(1)의 온도가 설정온도(T1)에 도달 하여 PTC(10)가 구동되는 도중 어느 온도 이하로 부스바(1)의 온도가 저하되었을 때 열전소자(10)의 구동을 차단시킬 것인지에 대한 하한온도(T2)를 사용자가 설정할 수 있도록 하는 기능이 더 구비시키고, 상기 마이컴(7)은 부스바(1)의 온도가 사용자의 설정온(T1)도보다 높으면 PTC 구동부(8)에 열전소자 구동신호를 출력하고, 정해진 하한온도(T2) 미만일 경우 차단신호를 발생시키도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PTC 구동부(8)에는 마이컴(7)에서 PTC 구동신호가 출력될 때 정해진 시간(t; 예를 들어 1-5분) 동안만 PTC(10)에 구동전압을 공급해 주는 타이머(9)를 더 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또 상기 마이컴(7)의 입력단자에는 사용자가 부스바(1)의 온도가 어느 온도 이상상승하였을 때 과열로 인식할 것인지에 따른 과열온도(T3)를 설정할 수 있는 과열온도 설정부(13)를 부가 설치하고, 상기 마이컴(7)의 출력단자에는 경보신호 발생부(11)를 부가 설치하여, 상기 마이컴(7)으로 하여금 열전소자(10)가 구동되고 있음에도 불과하고 사용자에 의해 설정된 과열온도(T3) 이상으로 부스바(1)의 온도가 상승하면 상기 경보신호 발생부(11)를 통해 경보기(12)를 구동시키도록 한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 경보기(12)는 경보음을 발생시키는 부져 또는 경보용 불빛을 발생시키는 경보등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 기준온도 설정부(4)에 의해 설정되는 PTC(10)의 구동온도(T1)는 50-70도 사이에서 어느 한 온도이고, PTC(10)의 구동을 차단하는 하한온도(T2)는 50도 미만이며, 경보기(12)를 구동시키는 과열온도(T3)는 75-90도 사이에서 어느 한 온도이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부스바(1)는 사각 파이프 형상을 갖도록 압출 성형한 동 파이프(101)의 내부로 직사각 바 형상을 갖도록 압출 성형한 알루미늄 바(102)를 삽입하여 인발을 통해 사각 바 형상을 갖게 일체로 성형하되, 상기 부스바(1)의 상,하면이나 좌,우측면에 선택으로, 또는 상,하,좌,우측면 모두에서 길이방향에 대해 수개의 방열홈(103)을 형성한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 부스바에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명이 적용된 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바는, 크게 기준온도 설정부(4)와 온도검출센서(5), A/D 변환기(6), 마이컴(7), PTC 구동부(8) 및 PTC(10)로 구성한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 상기 기준온도 설정부(4)는 사용자가 부스바(1)의 온도가 어느 온도(T1)에 도달되었을 때 열전소자(PTC)(10)를 구동시킬 것인지를 설정할 수 있도록 하는 것을 기본으로 한다,

또한, 상기 기준온도 설정부(4)에 하한온도(T2) 설정기능을 부가할 경우 사용자가 상기 기준온도 설정부(4)를 통해 부스바(1)의 온도가 어느 온도(T1)에 도달되었을 때 PTC(10)가 구동되도록 할 것인지와, 부스바(1)의 온도가 설정온도(T1)에 도달하여 PTC(10)가 구동되는 도중 어느 온도 이하로 부스바(1)의 온도가 저하되었을 때 불필요한 전력소모를 방지하기 위해 열전소자(10)의 구동을 차단시킬 것인지에 대한 하한온도(T2)를 설정할 수 있다.

이때, 상기 기준온도 설정부(4)에 의해 설정되는 PTC(10)의 구동온도(T1)는 부스바(1)가 어떤 재질로 성형된 것이냐에 따라 달라질 수 있는데, 최근 당 분야에서 널리 사용되고 있는 알루미늄-동 부스바 또는 알루미늄 합금이나 알루미늄 자체로 성형한 부스바(1)인 것을 감안하여 50-70도 사이에서 어느 한 온도로 설정하였고, PTC(10)의 구동을 차단하는 하한온도(T2) 역시 알루미늄-동 부스바 또는 알루미늄 합금이나 알루미늄 자체로 성형한 부스바(1)인 것을 감안하여 50도 미만으로 설정하였다.

또, 상기 온도검출센서(5)는 애자(2)의 상면과 부스바(1)의 결합부 저면 사이에 설치되어 부스바(1)의 온도를 실시간으로 검출하게 되고, 상기 A/D 변환기(6)는 온도검출센서(5)를 통해 아날로그신호로 검출되는 부스바(1)의 온도를 디지털신호로 변환한 다음 이를 마이컴(7)에 전달하게 된다.

그리고 상기 마이컴(7)은 A/D 변환기(6)를 통해 입력되는 부스바(1)의 온도가 기준온도 설정부(4)를 통해 사용자가 설정한 설정온도(T1)보다 높을 경우 PTC 구동부(8)에 열전소자 구동신호를 출력하게 되는 것을 기본으로 한다.

그러나, 상기 기준온도 설정부(4)에 하한온도(T2) 설정기능이 구비된 경우 상기 마이컴(7)은 전술한 바와 같이 부스바(1)의 온도가 사용자의 설정온도(T1)보다 높을 경우 PTC 구동부(8)에 열전소자 구동신호를 출력하여 시간에 관계없이 부스바(1)의 온도가 하한온도(T2) 미만으로 하강할 때까지 PTC(10)를 구동시키고, 상기와 같이 PTC(10)가 구동되던 중 부스바(1)의 온도가 하한온도(T2) 미만으로 저하될 경우 PTC 구동부(8)에 열전소자 차단신호를 출력하게 된다.

또한, 상기 PTC 구동부(8)는 마이컴(7)의 출력신호에 부응하여 열전소자(10)의 구동을 직접적으로 제어하게 된다.

이와 같이 상기 PTC 구동부(8)에 타이머(9)가 부가 설치된 경우에는 상기 마이컴(7)에서 PTC 구동신호가 출력될 때 상기 PTC 구동부(8)는 타이머(9)에 의해 정해진 시간(t; 예를 들어 1-5분) 동안만 PTC(10)에 구동전압을 공급해 주게 된다.

따라서, 이와 같이 상기 PTC 구동부(8)에 타이머(9)를 부가 설치할 경우에는 기준온도 설정부(4)에는 부스바(1)의 온도가 설정온도(T1)에 도달하여 PTC(10)가 구동되는 도중 어느 온도 이하로 부스바(1)의 온도가 저하되었을 때 열전소자(10)의 구동을 차단시킬 것인지에 대한 하한온도(T2)를 설정할 수 있도록 하는 기능을 구비시킬 필요가 없게 된다.

즉, 상기 PTC 구동부(8)에 타이머(9)를 부가 설치한 경우 상기 마이컴(7)에서 PTC 구동신호가 출력될 때마다 무조건 상기 타이머(9)에 의해 정해진 1-5분 동안에만 PTC(10)에 구동전압을 공급해 주었다가 정해진 시간이 경과 되면 PTC(10)에 공급되던 전압을 차단하게 되므로 굳이 하한온도(T2)를 검출할 필요가 없기 때문이다.

이와 같이 상기 PTC 구동부(8)에 타이머(9)를 구비시켜 상기 마이컴(7)에서 PTC 구동신호가 출력될 때마다 무조건 상기 타이머(9)에 의해 정해진 1-5분 동안만 PTC(10)를 구동시키도록 하게 되면 불필요한 전력낭비를 방지할 수 있게 된다.

물론, 상기와 같이 타이머(9)에 의해 정해진 1-5분 동안 PTC(10)를 구동시켰다가 그 구동을 차단시킨 후 부스바(1)의 온도를 검출한 결과 사용자의 설정온 도(T1) 미만으로 하강하지 않은 상태이면 상기 마이컴(7)에서 다시 상기 PTC 구동부(8)에 PTC 구동신호를 출력하게 되므로 상기 PTC(10)는 다시 타이머(9)에 의해 정해진 시간동안 작동되는 동작이 반복 수행된다.

또, 상기 PTC(10)는 PTC 구동부(8)를 통해 공급되는 직류전압의 공급방향에 따라 일면에서는 냉기가 발생되고 타면에서는 열기가 발생되는 기능을 갖고 상기 애자(2)의 저면과 애자 고정체(3)의 상면 사이에 설치되되, 냉기가 발생되는 면이 애자(2)의 저면 측에 위치되게 설치된다.

따라서, 상기 PTC(10)가 PTC 구동부(8)에서 출력되는 구동전압에 부응하여 작동되며 상기 애자(2)를 통한 냉기를 발생시켜 주게 되므로 상기 PTC(10)에서 발생되는 냉기가 애자(2)를 통해 부스바(1)에 전달되어 냉각시켜 주게 되어 부스바(1)가 과부하에 의해 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있어 부스바(1) 자체의 효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 무효전력 손실을 막을 수 있을 뿐만 아니라, 과부하로 인해 부스바(1)가 변형되거나 아예 용융되어 전력공급이 차단되는 것을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

한편, 상기 부스바(1)에 과부하가 걸려 지속적으로 과전류가 흐르게 될 경우 전술한 바와 같이 PTC(10)를 구동시켜 줌에도 불과하고 부스바(1)의 온도가 상승할 수도 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 마이컴(7)의 입력단자에 사용자가 부스바(1)의 온도가 어느 온도 이상상승하였을 때 과열로 인식할 것인지에 따른 과열온도(T3)를 설정할 수 있는 과열온도 설정부(13)를 더 설치하고, 상기 마이컴(7)의 출력단자에 는 경보신호 발생부(11)를 부가 설치하였다.

또한, 상기 마이컴(7)의 일부 제어 프로그램을 변경시켜 부스바(1)의 온도가 사용자의 설정온도(T1) 이상으로 상승되어 열전소자(10)를 구동시켜 주고 있음에도 불과하고 부스바(1)의 온도가 사용자에 의해 설정된 과열온도(T3) 이상으로 상승하게 되면 상기 경보신호 발생부(11)를 통해 부져 또는 경보등을 포함하는 경보기(12)를 구동시켜 수배전반의 주변에 있는 관리자에게 이를 알려줄 수 있게 된다.

따라서, 수배전반의 관리자는 수배전반 함체에 설치되어 있는 도어를 열어보지 않고도 상기 경보기(12)에서 발생되는 경보음 또는 경보용 불빛을 통해(즉, 청각 또는 시각을 통해) 즉시 부스바(1)의 과열상태를 인식하고 필요한 조치를 빠른시간 내에 취할 수 있어 부스바의 과열로 인한 전력차단 및 화재의 발생 등을 방지할 수 있는 등 수배전반을 보다 효율적으로 관리할 수 있는 것이다.

또, 상기에 있어서 경보기(12)를 구동시키기 위한 과열온도(T3) 역시 전술한 바와 같이 부스바 자체가 알루미늄-동 부스바 또는 알루미늄 합금이나 알루미늄인 것을 감안하여 75-90도 이상으로 설정하였다.

한편, 본 발명에서 적용된 부스바(1)는 기본적으로 사각 파이프 형상을 갖도록 압출 성형한 동 파이프(101)의 내부에 직사각 바 형상을 갖도록 압출 성형한 알루미늄 바(102)를 삽입하고 이를 인발을 통해 사각 바 형상을 갖게 일체로 성형한 구성을 갖는다.

이때, 상기 부스바(1)를 단순히 사각 바 형상을 갖도록 성형할 경우 공기와 직접적으로 접촉되며 방열작용을 하는 부스바의 외주면 면적이 작아 방열효과가 자 하될 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 도 2와 같이 상기 부스바(1)의 상,하면에서 일정 간격을 두고 수개의 방열홈(103)을 길이방향으로 형성하거나, 도 3과 같이 부스바(1)의 좌,우측면에서 길이방향으로 일정간격을 두고 수개의 방열홈(103)을 형성하거나 또는 도 4와 같이 부스바(1)의 상,하,좌,우측면 모두에서 길이방향으로 수개의 방열홈(103)을 정해진 간격을 두고 형성하여 주었다.

그러므로 상기 부스바(1)의 외주면 면적이 상,하면이나 좌,우측면 또는 사면 모두에 형성된 수개의 발열홈(103)에 대응하는 만큼 커지게 되므로 부스바(1)의 공기 접촉면을 그만큼 증대시킬 수 있어 부스바 자체의 방열효율을 증대시킬 수 있게 된다.

상기에 있어서 방열면적은 도 4와 같이 부스바(1)의 상,하,좌,우측면 모두에 수개의 방열홈(103)을 형성시켜 줄 경우가 가장 넓고, 그 다음은 도 2와 같이 부스바(1)의 상,하면에 수개의 방열홈(103)을 형성시켜 줄 경우이며, 방열면적이 가장 작은 경우는 도 3과 같이 부스바(1)의 좌,우측면에 수개의 방열홈(103)을 형성시켜 주는 경우이다.

따라서, 부스바의 설계시 또는 부스바의 제조시 상기 부스바(1)의 외주면 상에 방열홈(103)을 형성시켜 주고자 할 때에는, 해당 부스바(1)의 사용목적이나 설치 위치, 또는 공급전압의 크기 및 그를 통해 흐르게 될 전류량을 포함하여 부스바 자체의 전체 체적 등을 고려한 후 그에 적합한 위치와 개수 등을 결정하여 인발 성형하면 된다.

또한, 상기 방열홈(103)을 부스바(1)의 상,하면이나 좌,우면 또는 4면 모두에 형성시킬 때 정 단면이 "∨"형상 및 "∧"형상이나 "∪"형상 및 "∩"형상으로 형성할 수도 있으나 본 발명에서는 방열홈(103) 자체의 방열 면적을 최대로 넓히기 위하여 "T"자 형상 및 "⊥"을 갖도록 형성하는 방식을 통해 부스바(1) 자체의 방열효율을 대폭 증대시킬 수 있도록 하였다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 본 발명의 블록 구성도.

도 2 내지 도 4는 본 발명에서 적용된 부스바들에 대한 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 부스바 2 : 애자

3 : 애자 고정체 4 : 기준온도 설정부

5 : 온도검출센서 6 : A/D 변환기

7 : 마이컴 8 : PTC 구동부

9 : 타이머 10 : PTC

11 : 경보신호 발생부 12 : 경보기

13 : 과열온도 설정부 101 : 동 파이프

102 : 알루미늄 바 103 : 방열홈

Claims (10)

1. 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바를 구성함에 있어서,

   부스바의 온도가 어느 온도(T1)에 도달되었을 때 열전소자(PTC)를 구동시킬 것인지를 사용자가 설정할 수 있도록 하는 기준온도 설정부와;

   애자의 상면과 부스바의 결합부 저면 사이에 설치되어 부스바의 온도를 실시간으로 검출하는 온도검출센서와;

   상기 온도검출센서를 통해 아날로그신호로 검출되는 부스바의 온도를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기와;

   상기 A/D 변환기를 통해 입력되는 부스바의 온도가 사용자가 설정한 설정온도보다 높으면 PTC 구동부에 열전소자 구동신호를 출력하는 마이컴과;

   마이컴에서 PTC 구동신호가 출력될 때 정해진 시간 동안만 PTC에 구동전압을 공급해 주는 타이머를 구비하고, 상기 마이컴의 출력신호에 부응하여 열전소자의 구동을 제어하는 PTC 구동부와;

   직류전압의 공급방향에 따라 일면에서는 냉기가 발생되고 타면에서는 열기가 발생되는 기능을 갖고 상기 애자의 저면과 애자 고정체의 상면 사이에 설치되어 상기 PTC 구동부의 출력신호에 부응하여 구동되며 상기 애자를 통한 냉기를 발생시켜 부스바의 과열을 방지하는 열전소자(PTC);로 구성하되,

   상기 부스바는 사각 파이프 형상을 갖도록 압출 성형한 동 파이프의 내부로 직사각 바 형상을 갖도록 압출 성형한 알루미늄 바를 삽입하여 인발을 통해 사각 바 형상을 갖게 일체로 성형한 것을 특징으로 하는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 기준온도 설정부에, 부스바의 온도가 설정온도에 도달하여 열전소자(PTC)가 구동되는 도중 어느 온도 이하로 부스바의 온도가 저하되었을 때 열전소자의 구동을 차단시킬 것인지에 대한 하한온도(T2)를 사용자가 설정할 수 있도록 하는 기능을 부가하고, 상기 마이컴으로 하여금 부스바의 온도가 사용자의 설정온도(T1)보다 높으면 PTC 구동부에 열전소자 구동신호를 출력시키고, 하한온도(T2) 미만일 경우 차단신호를 발생시키도록 한 것을 특징으로 하는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 마이컴의 입력단자에는 사용자가 부스바의 온도가 어느 온도 이상상승하였을 때 과열로 인식할 것인지에 따른 과열온도(T3)를 설정할 수 있는 과열온도 설정부를 부가 설치하고, 상기 마이컴의 출력단자에는 경보신호 발생부를 부가 설 치하여, 상기 마이컴으로 하여금 열전소자가 구동되고 있음에도 불과하고 사용자에 의해 설정된 과열온도 이상으로 부스바의 온도가 상승하면 상기 경보신호 발생부를 통해 경보기를 구동시키도록 한 것을 특징으로 하는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 경보기는 경보음을 발생시키는 부져 또는 경보용 불빛을 발생시키는 경보등을 포함하는 것을 특징으로 하는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 기준온도 설정부에 의해 설정되는 열전소자(PTC)의 구동온도(T1)는 50-70도 사이에서 어느 한 온도이고, 열전소자(PTC)의 구동을 차단하는 하한온도(T2)는 50도 미만인 것을 특징으로 하는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바.
7. 청구항 4에 있어서

   상기 과열온도 설정부에 의해 설정되는 과열온도(T3)는 75-90도 사이에서 어느 한 온도 이상인 것을 특징으로 하는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,

   사각 바 형상을 갖는 상기 부스바의 상,하면 또는 좌우측면에서 일정 간격을 두고 수개의 방열홈을 길이방향으로 형성한 것을 특징으로 하는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바.
10. 청구항 1에 있어서,

    사각 바 형상을 갖는 상기 부스바의 상,하,좌,우측면 모두에서 길이방향으로 수개의 방열홈을 정해진 간격을 두고 형성한 것을 특징으로 하는 과열 방지기능을 갖는 수배전반용 부스바.

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