KR101200534B1 - 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법 및 이에 따른 스마트 미터 - Google Patents

서지 및 과전압 잡음의 대응 방법 및 이에 따른 스마트 미터 Download PDF

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Abstract

병렬 접속된 하나 이상의 보호 회선을 포함하는 스마트 미터에 관해 개시하고 있다. 스마트 미터는, 서지(surge) 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 보호 회선, 상기 보호 회선과 연결되어 허용 전력 이상에서 소손되는 저항 퓨즈, 상기 저항 퓨즈의 탈부착이 가능한 퓨즈 홀더 및 상기 보호 회선의 소손 정보를 취합하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 도통 중인 일측의 보호 회선에 이상이 발생하면, 상기 일측의 보호 회선을 차단하고 타측의 보호 회선을 도통시킨다.

Description

서지 및 과전압 잡음의 대응 방법 및 이에 따른 스마트 미터{APPARATUS AND METHOD FOR PROTECTING FROM SURGE AND OVERVOLTAGE NOISE}
본 발명은 서지 영향 및 과전압 잡음을 대응하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
배전계통에서의 안정성 확보를 위해서 다양한 관점에서의 투자가 이루어지고 있다. 일례로서 RCM(Reliability Centered Maintenance)에 기반한 고장예방과 보전 체계화 추진을 통해 시스템의 설계 및 부품 선정에 있어서 안전성 및 신뢰성을 중요시하고 있다.
고압계량 관련 배전설비의 특징은 파급고장 및 파급정전과 직간접적으로 연계되어 있고, 저압기기의 경우에도 서지(surge)와 과전압 잡음에 의해 고장이 발생할 가능성이 높다. 따라서, 이에 대한 고장 대책 및 운용 효율을 향상시킬 필요가 있다.
이와 관련하여, 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2010-0126333호(2010.12.01)에 개시되어 있다.
한편, 도 1은 일반적인 배전계통 계기 및 부속 설비의 구성도이다. 도 1에서, MOF는 고압 대전류를 전력계량이 용이하도록 전압, 전류를 특정 배율로 축소한다. 또한, 전력량계는 MOF 내의 PT(potential transformer) 및 CT(current transformer)를 통하여 전압값 및 전류값을 계측하여 전력량을 계량한다. 시험용 단자대(TTB)는 전력량계의 교체, 역상 등의 자동 표시를 위해 계기 전단에 부설된다. 시험용 단자대는 과거에는 무정전으로 계기를 교체하기 위해 PT/CT의 개방/단락 조정을 위한 비교적 단순한 기구식을 사용하였다. 이후, 결상, 역상 등의 점검을 위해 전자식으로 변경되어 사용되었으며, 현재는 다시 기구식으로 전환되고 있는 추세이다.
이러한 전력량계 및 전자식 시험용 단자대는 전원 입력부에 "전압 감지부"를 시설하여 서지와 과전압 잡음으로부터 제어용 회로를 보호하기 위해 바리스터 또는 퓨즈블 저항(Fusible Resistor, FR. 저항 퓨즈라고 호칭함)을 추가로 삽입하기도 한다.
참고로, 바리스터는 양단에 가해지는 전압에 의해서 저항값이 변하는 비선형 반도체 소자로서, 전원측 서지 또는 과전압 잡음 등으로부터 계기를 보호하기 위해 사용된다. 바리스터는 저항 퓨즈와 직렬로 연결된다. 바리스터는 MOV(Metal Oxide Varistor) 타입을 주로 사용하며, 서지나 기타 과전압 잡음으로부터 영구한 보호 능력을 가지는 것이 아니라, 자신의 용량을 초과하게 되면 임피던스가 급감하여 본래의 기능을 상실하게 된다.
일반적으로, 낙뢰 다발지역 및 과전압 잡음이 수시로 발생하는 장소에 설치된 전력량계기는 수년 또는 수개월 이내에 바리스터의 고유 기능이 상실될 수 있다. 이 경우, 바리스터 설치회로 상에 과부하가 유입되고 해당 선로가 과열되어 저항 퓨즈가 소손(open)되며, 이로 인해 계량 기능이 중지되게 된다.
이와 같이, 높은 세기의 서지, 과전압 노이즈 또는 대량의 잡음 유입 시, 바리스터와 저항 퓨즈의 수명은 다하더라도 전력량계의 제어 보드 내의 각 소자 및 회로는 정상 상태임에도 불구하고 신규 전력량계로 교체해야 하므로, 기자재의 사용 효율 저하와 신 계기의 설치로 인한 설치 비용이 증가하는 문제점이 발생한다.
또한, 낙뢰 다발지역 및 과전압 잡음이 수시로 발생하는 장소에서는, 전자식 TTB는 전원측에 퓨즈블 저항이 없기 때문에, 내부에 설치된 바리스터의 성능이 저하되면 해당 회선이 open되지 않아서 TTB의 소비전력 증가로 MOF의 정격 초과를 초래하여, PT의 소손/단락/지락이 발생하게 되고 파급고장 및 파급정전을 유발하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하고, 바리스터의 소손으로 인해 전원 공급 및 계량 기능이 중단되지 않는 스마트 미터의 제공이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제2010-0126333호(2010.12.01)
본 발명은 배전계통에서 바리스터의 소손만으로 전원 공급 및 계량 기능이 중단되지 않는 스마트 미터 및 방법을 제공한다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1측면에 따른 병렬 접속된 하나 이상의 보호 회선을 포함하는 스마트 미터는, 서지(surge) 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 보호 회선, 상기 보호 회선과 연결되어 허용 전력 이상에서 소손되는 저항 퓨즈, 상기 저항 퓨즈의 탈부착이 가능한 퓨즈 홀더 및 상기 보호 회선의 소손 정보를 취합하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 도통 중인 일측의 보호 회선에 이상이 발생하면, 상기 일측의 보호 회선을 차단하고 타측의 보호 회선을 도통시킨다.
여기서, 상기 보호 회선은, 서지 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 바리스터, 상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 도통 전류를 계측하는 홀센서 및 상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 이상 발생시 상기 제어부의 차단 신호에 의해 차단되는 릴레이를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스마트 미터는 상기 도통 전류의 계측값을 수신하여 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부로부터 상기 제어 신호를 수신하여 상기 릴레이에 전달하는 제어신호 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 홀센서에서 계측된 도통 전류를 기초로 상기 바리스터의 이상 여부를 판단하고, 상기 릴레이에 대한 상기 차단 신호를 생성하는 메인 CPU, 상기 바리스터의 상태 정보를 저장하는 저장 장치 및 상기 바리스터의 상태 정보를 원격지의 감시 서버로 전송하는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스마트 미터는 상기 보호 회선의 차단 여부를 표시하는 표시 램프를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 퓨즈 홀더는 상기 스마트 미터의 몸체 표면부에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 스마트 미터는 상기 저항 퓨즈의 전단에 위치하며, 유입되는 서지 및 과전압 잡음의 세기를 측정하는 전류 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 병렬 접속된 하나 이상의 보호 회선을 포함하는 스마트 미터는, 서지 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 보호 회선, 상기 보호 회선과 연결되어 허용 전력 이상에서 소손되는 저항 퓨즈, 상기 저항 퓨즈의 탈부착이 가능한 퓨즈 홀더 및 상기 보호 회선의 소손 정보를 취합하는 제어부를 포함하되, 상기 보호 회선은, 서지 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 바리스터, 상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 도통 전류를 계측하는 홀센서 및 상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 이상 발생시 상기 제어부의 차단 신호에 의해 차단되는 릴레이를 포함하고, 상기 바리스터의 탈부착이 가능한 바리스터 홀더를 더 포함한다.
여기서, 상기 스마트 미터는 상기 바리스터 및 저항 퓨즈 중 하나 이상의 상태를 표시하는 표시 램프를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스마트 미터는 상기 저항 퓨즈의 전단에 위치하여 유입되는 서지 및 과전압 잡음의 세기를 측정하는 전류 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 측면에 따른 병렬 접속된 하나 이상의 보호 회선을 포함하는 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법은, 도통 중인 일측의 보호 회선의 도통 전류를 계측하는 단계, 계측된 도통 전류를 기초로 상기 일측의 보호 회선의 바리스터의 이상 여부를 판단하는 단계, 이상이 발생한 상기 일측의 보호 회선을 차단하는 단계, 타측의 보호 회선을 도통시키는 단계 및 상기 일측의 보호 회선의 차단 여부를 표시 램프로 표시하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 표시 램프로 표시하는 단계는, 기 타측의 보호 회선의 도통 여부를 상기 표시 램프로 표시하는 단계 및 차단된 보호 회선의 상태 정보를 원거리의 감시 서버로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도통 전류를 계측하는 단계는, 상기 일측의 보호 회선의 홀센서에서 상기 도통 전류를 계측하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 일측의 보호 회선을 차단하는 단계는, 이상이 발생한 상기 일측의 보호 회선의 릴레이를 차단하는 단계일 수 있다.
여기서, 저항 퓨즈의 상태를 체크하여 상기 저항 퓨즈의 상태 정보를 원격지의 감시 서버로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 서지 또는 과전압 잡음으로 인해 전력량계기의 계측 중단을 줄일 수 있으며, 계기 전체를 교체하지 않고도 퓨즈블 저항 또는 바리스터를 교체하는 것만으로 고장 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 하나의 보호 회선이 기능을 상실하더라도 다른 보호 회선을 통해 계기의 동작을 지속시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 하나 이상의 보호 회선의 동작 상태를 원격지의 감시 서버에서 파악할 수 있고, 현장의 작업자가 장치의 상태표시 램프를 통해 보호 회선의 이상 여부를 빠르게 파악할 수 있다.
도 1은 일반적인 배전계통 계기 및 부속설비의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터의 전체적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터의 보호 회선의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터의 제어부의 세부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 미터의 전체 구성도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 미터의 전체 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터의 전체적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스마트 미터는, 병렬로 연결된 하나 이상의 보호 회선(100)과, 상기 보호 회선과 직렬 연결된 퓨저블 저항(이하, 저항 퓨즈)(210)과, 상기 퓨저블 저항을 탈착할 수 있는 퓨즈 홀더(220)와, 상기 보호 회선과의 제어 신호 및 입력 신호의 송수신을 수행하는 제어신호 인터페이스(300)와, 상기 제어신호 인터페이스(300)와 통신하며 보호 회선(100)를 제어하는 제어부(400)를 포함한다. 또한, 스마트 미터는 저항 퓨즈(210)의 전단에서 전류를 센싱하는 전류 센서(230) 및 전원 인터페이스(250)를 더 포함할 수 있다.
보호 회선(100)은 전원 회로를 보호하기 위해 회로의 전단에 배치되며, 서지(surge) 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지한다.
보호 회선(100)은 하나 이상이 병렬로 연결된 구조로 형성될 수 있다. 실제로 도통되는 보호 회선(100)은 후술할 제어부(400)에 의해 결정될 수 있다. 도통되지 않은 나머지 보호 회선(100)은 차단된다. 스마트 미터의 정상 동작을 위해서 적어도 하나의 보호 회선(100)은 도통된 상태로 유지된다.
이와 관련하여, 도 3에는 상기 보호 센서(100)의 세부 구성이 도시되어 있다. 보호 센서(100)는 릴레이(Relay, R)(110), 바리스터(Varistor, VR)(120) 및 홀센서(Hall Sensor, HR)(130)가 직렬로 연결되는 구조로서, 바리스터(120)와 홀센서(130)의 위치는 바뀔 수 있다.
릴레이(110)는 후술할 제어부(400)에 의해 연결 또는 차단된다. 릴레이(110)가 온(on)인 경우 해당 보호 회선(100)은 도통되며, 오프(off)인 경우 해당 보호 회선(100)은 차단된다.
바리스터(120)는 릴레이(110)의 후단에 직렬로 연결되며, 서지 또는 과전압 잡음 등으로부터 회로를 보호한다. 바리스터(120)는 용량을 초과하는 서지 또는 과전압 잡음에 의해 소손된다.
홀센서(130)는 릴레이(110)의 후단에 직렬로 연결되며, 보호 회선(100)을 흐르는 도통 전류를 센싱한다. 센싱된 도통 전류는 후술할 제어신호 인터페이스(300)를 통해 제어부(400)로 전송된다.
도 2에서, 서지 또는 과전압 잡음에 의해 바리스터 VR1 이 소손된 경우, 후술할 제어부(400)에서 소손된 바리스터 VR1이 포함되는 보호 회선(100)의 릴레이 R1을 차단하고 릴레이 R2를 온으로 하여 다음 보호 회선(110)을 도통시킨다. 마찬가지로, 도통된 보호 회선의 수명이 다한 경우에는 다음 보호 회선이 순차적으로 보호 기능을 인계한다.
저항 퓨즈(210)는 보호 회선(100)과 직렬 연결되어 허용 전력 이상에서 소손된다. 저항 퓨즈(210)가 소손되면 스마트 미터의 동작은 중단된다. 따라서, 소손된 저항 퓨즈(210)를 교체하여야 한다.
퓨즈 홀더(220)는 저항 퓨즈(210)를 탈부착 가능하게 결합시킨다. 퓨즈 홀더(220)는 스마트 미터의 몸체 표면부에 형성되어, 저항 퓨즈(210)의 교체 작업을 용이하게 한다. 예를 들어, 퓨즈 홀더(220)는 전력량계 단자부의 표면에 형성될 수 있다.
전류 센서(230)는 저항 퓨즈(210)의 전단에 위치하며, 유입되는 서지 및 과전압 잡음의 세기를 감지하여 후술할 제어신호 인터페이스(300)를 통해 후술할 제어부(400)로 전송한다. 전류 센서(230)는 로코스키 코일, 클램프형 코일 등으로 구현될 수 있다.
제어신호 인터페이스(300)는 후술할 제어부(400)와 통신하며 전류 센서(230)로부터 계측된 전류값, 서지의 크기 및 과전류 잡음의 크기값 등을 제어부(400)로 전송한다. 또한, 제어신호 인터페이스(300)는 홀센서(130)로부터 계측된 보호 회로의 도통 전류값을 제어부(400)로 전송한다. 또한, 제어신호 인터페이스(300)는 제어부(400)로부터 제어 신호를 수신하여 릴레이(110)에 전달하고, 릴레이(110)는 제어 신호에 의해 온/오프된다.
상태 표시램프(350)는 계기 몸체의 표면부에 배치되며, 각 보호 회선(100)과 매칭되어 구성되어 있다. 상태 표시램프(350)는 각 보호 회선(100)의 바리스터(120)의 소손 여부 및 상태를 표시하는 기능을 수행한다. 상태 표시램프(350)는 LED, LCD, 발광 다이오드 등으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 바리스터(120)가 이상이 있는 경우에, 대응되는 상태 표시램프(350)는 점등될 수 있다.
제어부(400)는 발생된 서지의 크기, 바리스터(120)의 상태 정보, 바리스터(120)의 소손 정보 및 저항 퓨즈(210)의 소손 정보 등을 수신하여 저장하고, 수신된 정보를 기초로 릴레이(110)에 대한 온/오프 제어 신호를 생성하여 전달한다. 또한, 제어부(400)는 원격지의 감시 서버(500)와 통신하고 상기 각종 정보를 감시 서버(500)에 제공할 수 있다.
구체적으로, 도 4에는 제어부(500)의 세부 구성이 도시되어 있다. 도 4에서, 제어부(500)는 전원 인터페이스(410), 제어신호 인터페이스(420), 메인 CPU(430), 메모리(440) 및 통신 인터페이스(450)를 포함할 수 있다.
전원 인터페이스(410)는 전원 회로의 전원 인터페이스와 연동한다.
제어신호 인터페이스(420)는 전원 회로의 제어신호 인터페이스(300)와 연동하여 전원 회로 상의 바리스터(120), 저항 퓨즈(210) 등의 상태 정보 등을 수신하고, 제어 신호를 전송한다.
메인 CPU(430)은 수신된 각종 데이터를 처리하고 이를 통해 제어 신호를 생성한다.
메모리(440)는 수신된 서지의 크기 정보, 바리스터(120)의 상태 정보, 바리스터(120)의 소손 정보 및 저항 퓨즈(210)의 소손 정보 등을 저장한다.
통신 인터페이스(450)는 원격지의 감시 서버(500) 또는 외부의 장치와의 통신을 수행한다. 감시 서버(500)는 AMR(Automatic Meter Reading) 서버 또는 AMI(Advanced metering Infrastructure) 서버일 수 있으며, 통신 인터페이스(450)는 스마트그리드 네트워크를 통해 AMR 서버 또는 AMI 서버와 통신할 수 있다.
참고로, AMI 서버는 ZigBee Alliance 표준 인증 기술을 적용하여, 장치간 상호 호환성을 유지하면서 일반가정 및 빌딩을 포함한 도시단위의 전력 소비량을 관리하기 위한 서버이다. 또한, AMR 서버는 원격 검침 시스템(AMR)을 운용하기 위한 서버로서 전자식 계량기를 통해 현장에 직접 가지 않고도 원격지에서 사용량을 전송 받아 요금 업무를 처리하기 위한 서버이다.
다음으로, 상기의 스마트 미터에서 서지 및 과전압 잡음을 대응 처리하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법을 도시한 흐름도이다.
계기가 동작 상태에서 서지나 외부 잡음의 영향이 없거나 미미할 때에는 저항 퓨즈(210)는 정상 상태로 ON을 유지하고, 제1 보호 회선(100)의 제1 릴레이(110)는 ON되며, 나머지 보호 회선들의 릴레이들은 OFF된다.
제어부(400)는 전류 센서(230)를 통해 서지 또는 외부 잡음을 감시하여(S500), 유입되는 서지의 크기가 설정된 허용치보다 큰 경우에는(S502), 해당 서지 정보를 메모리(440)에 저장한다(S504). 이때, 저장된 서지 정보는 통신 인터페이스(450)를 통해 외부의 감시 서버(500)로 전송될 수 있다.
이후, 바리스터(120)의 상태를 감시하기 위해 도통 중인 보호 회선(100)(초기에는 제1 보호 회선이 도통된다.)의 전류를 홀센서(130)(초기에는 HS1)를 이용하여 측정하고(S508), 측정 전류가 설정된 허용값 이상일 때에는 바리스터(120)의 전류값을 메모리(440)에 저장한다. 예를 들어, 해당 바리스터의 정격 최대허용 회로전압에서의 임피던스와 대비하여, 임피던스 값이 10% 이상 감소되었을 때의 전류값을 저장하도록 설정할 수 있다.
만일, 유입되는 전류가 설정치 이하인 경우에는 VR의 기능이 정상인 것으로 판단한다. 반면, 유입되는 전류가 설정치 이상인 경우에는 VR의 기능이 저하된 것으로 판단한다(VR1 소손 판정)(S510). 이 경우, 해당 바리스터 VR1을 회로에서 차단하기 위해 릴레이 R1을 OFF시키고, 다음 보호 회선의 릴레이 R2를 ON시킨다. 다른 릴레이들은 OFF 상태를 계속 유지한다(S512). 이와 함께, 기능 저하를 알리기 위해 상태 표시램프 R1을 ON 시키고 나머지 램프들은 OFF 상태를 유지시킬 수 있다(S514). 또한, VR의 비정상 상태를 제어부(400)의 메모리(440)에 저장한다(S516). 상기의 과정은 모든 보호 회선이 이상 상태가 될 때까지 순차적으로 반복 처리된다. 마지막, VRn의 기능이 저하되었을 경우에는, 모든 상태 표시램프는 점등되며, 모든 릴레이(R1~Rn)은 OFF 상태가 된다.
이때, 저항 퓨즈(210)의 상태를 감시하여(S518), 저항 퓨즈(210)가 비정상 상태이면(S520), 저항 퓨즈(210)의 소손 정보를 제어부(400)에 전송하여 메모리(440)에 저장한다(S522). 메모리(440)에 저장된 각종 정보는 주기적으로 또는 필요 시에 AMI 서버 또는 AMR 서버 등의 외부의 감시 서버(500)로 전송될 수 있다.
저항 퓨즈(210)가 소손된 경우에, 해당 장치를 신규 기기로 교체하거나 퓨즈 홀더(220)에 결합된 소손된 저항 퓨즈(210)를 교체할 수 있다(S524).
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 미터를 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 미터의 전체 구성도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스마트 미터는 제어부(400)의 메인 CPU(430)와 별도로 전원회로에 별도의 보조 CPU(310)를 구비할 수 있다.
구체적으로, 보조 CPU(310)는 제어부(400)의 메인 CPU(430)와 연동하고, 릴레이의 ON/OFF 제어 및 계측 전류를 분석하여 바리스터의 이상 여부를 분석한다. 스마트 미터의 여러 동작 중에서 바리스터 감시 기능 및 저항 퓨즈의 상태 감시 기능만을 별도의 보조 CPU(310)에서 수행함으로써 더욱 빠른 처리가 가능하다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 미터를 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 미터의 전체 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 스마트 미터는 착탈 가능하도록 바리스터(120)를 구성할 수 있다. 이를 위해, 스마트 미터는 바리스터 홀더(125)를 더 포함할 수 있다. 이때, 바리스터 홀더(125)는 바리스터(120)의 탈부착이 용이하도록 계기 단자부 표면에 배치될 수 있다. 또한, 저항 퓨즈(210)의 상태를 표시하는 상태 표시램프(350) 이외에, 바리스터(120)의 상태를 표시하는 상태 표시램프(355)를 별도로 더 포함할 수도 있다.
이 경우, 바리스터의 소손 시에 소손된 바리스터를 즉시 교체 가능하므로, 복수의 보호 회선(100)으로 구성하지 않아도 좋다. 물론, 복수의 보호 회선을 다중병렬로 구성하는 경우에도 바리스터 홀더(125)를 추가하는 것도 가능하다.
상기와 같이, 스마트 미터에서 계측된 각종 정보는 제어부(400)를 통해 원격지의 감시 서버(500)로 전송되어 관리되므로, 전력회사 관리자는 AMI 서버 등을 통해 현장의 스마트 미터의 바리스터 소손 정보를 취득하여 낙뢰 등으로 인한 계기의 고장 예방 조치를 취할 수 있다.
또한, 상기와 같이 보호 회선을 다중병렬 회로로 구성하여 계측과 기능을 구현함으로써, 첫번째 바리스터의 성능 저하시 해당 보호 회선의 전류 흐름을 센싱하여 릴레이로 회선을 차단하고, 다음 보호 회선상의 릴레이를 도통시켜서 외부 잡음으로부터 회로를 보호할 수 있고, 이로 인해 바리스터의 고장으로 인한 계량 중단 시간을 최소화 할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 병렬 접속된 하나 이상의 보호 회선을 포함하는 스마트 미터에 있어서,
    서지(surge) 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 보호 회선,
    상기 보호 회선과 연결되어 허용 전력 이상에서 소손되는 저항 퓨즈,
    상기 저항 퓨즈의 탈부착이 가능한 퓨즈 홀더 및
    상기 보호 회선의 소손 정보를 취합하는 제어부
    를 포함하되,
    상기 제어부는 도통 중인 일측의 보호 회선에 이상이 발생하면, 상기 일측의 보호 회선을 차단하고 타측의 보호 회선을 도통시키는, 스마트 미터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 회선은,
    서지 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 바리스터,
    상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 도통 전류를 계측하는 홀센서 및
    상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 이상 발생시 상기 제어부의 차단 신호에 의해 차단되는 릴레이
    를 포함하는 스마트 미터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 도통 전류의 계측값을 수신하여 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부로부터 제어 신호를 수신하여 상기 릴레이에 전달하는 제어신호 인터페이스를 더 포함하는 스마트 미터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 홀센서에서 계측된 도통 전류를 기초로 상기 바리스터의 이상 여부를 판단하고, 상기 릴레이에 대한 상기 차단 신호를 생성하는 메인 CPU,
    상기 바리스터의 상태 정보를 저장하는 저장 장치 및
    상기 바리스터의 상태 정보를 원격지의 감시 서버로 전송하는 통신 인터페이스를 포함하는, 스마트 미터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 회선의 차단 여부를 표시하는 표시 램프를 더 포함하는 스마트 미터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 퓨즈 홀더는 상기 스마트 미터의 몸체 표면부에 형성되는 것인 스마트 미터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항 퓨즈의 전단에 위치하며, 유입되는 서지 및 과전압 잡음의 세기를 측정하는 전류 센서를 더 포함하는 스마트 미터.
  8. 병렬 접속된 하나 이상의 보호 회선을 포함하는 스마트 미터에 있어서,
    서지 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 보호 회선,
    상기 보호 회선과 연결되어 허용 전력 이상에서 소손되는 저항 퓨즈,
    상기 저항 퓨즈의 탈부착이 가능한 퓨즈 홀더 및
    상기 보호 회선의 소손 정보를 취합하는 제어부
    를 포함하되,
    상기 보호 회선은, 서지 또는 과전압 잡음에 의한 장치의 파손을 방지하는 바리스터,
    상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 도통 전류를 계측하는 홀센서 및
    상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 이상 발생시 상기 제어부의 차단 신호에 의해 차단되는 릴레이를 포함하고,
    상기 바리스터의 탈부착이 가능한 바리스터 홀더를 더 포함하는, 스마트 미터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 바리스터 및 저항 퓨즈 중 하나 이상의 상태를 표시하는 표시 램프를 더 포함하는 스마트 미터.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 저항 퓨즈의 전단에 위치하며, 유입되는 서지 및 과전압 잡음의 세기를 측정하는 전류 센서를 더 포함하는 스마트 미터.
  11. 병렬 접속된 하나 이상의 보호 회선을 포함하는 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법에 있어서,
    도통 중인 일측의 보호 회선의 도통 전류를 계측하는 단계,
    계측된 도통 전류를 기초로 상기 일측의 보호 회선의 바리스터의 이상 여부를 판단하는 단계,
    이상이 발생한 상기 일측의 보호 회선을 차단하는 단계,
    타측의 보호 회선을 도통시키는 단계,
    상기 일측의 보호 회선의 차단 여부를 표시 램프로 표시하는 단계 및
    저항 퓨즈의 상태를 체크하여 상기 저항 퓨즈의 상태 정보를 원격지의 감시 서버로 전송하는 단계
    를 포함하는, 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 표시 램프로 표시하는 단계는,
    상기 타측의 보호 회선의 도통 여부를 상기 표시 램프로 표시하는 단계 및
    차단된 보호 회선의 상태 정보를 원거리의 감시 서버로 전송하는 단계
    를 더 포함하는, 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 도통 전류를 계측하는 단계는,
    상기 일측의 보호 회선의 홀센서에서 상기 도통 전류를 계측하는 단계인, 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 일측의 보호 회선을 차단하는 단계는,
    이상이 발생한 상기 일측의 보호 회선의 릴레이를 차단하는 단계인, 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    저항 퓨즈의 상태를 체크하여 상기 저항 퓨즈의 상태 정보를 원격지의 감시 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는, 스마트 미터에서의 서지 및 과전압 잡음의 대응 방법.
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