KR101251058B1 - Ｅｍｉ 감시장치를 탑재한 배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배전반의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 실시간으로 모니터링하여 배전반의 이상상태 발생을 감시하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 배전반 내부에서 발생되는 EMI를 실시간으로 모니터링하여 배전반의 정상상태 동작시 발생되는 EMI보다 높은 EMI값이 측정되는 경우에 이를 사용자에게 알림과 동시에, 배전반의 이상상태가 발생하게 된 원인 분석 및 제거를 용이하게 할 수 있도록 하여 동일한 이상상태가 재차 발생되는 것을 사전에 예방할 수 있으며, 더 치명적인 배전반의 오동작을 사전에 예방할 수 있고, 배전반에 연결되는 전자기기들을 상시 안정적으로 운영할 수 있도록 하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반에 관한 것으로,
본 발명에 따른 EMI 감시장치를 탑재한 배전반은, 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기에 각각의 정격전원으로 변환하여 공급하는 내부전원 공급부를 포함하는 배전반에 대해 EMI(Electro Magnetic Interference)를 측정하여 상기 배전반의 이상상태를 감시하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반에 있어서, 상기 배전반으로 공급되는 외부입력전원의 전압값과 전류값을 측정하는 외부전원 측정부; 상기 배전반에서 발생되는 배전반 EMI를 측정하는 EMI 측정부; 상기 내부전원 공급부에서 상기 배전반에 연결된 각각의 전자기기로 공급되는 전원의 전압값과 전류값을 측정하는 전자기기 입력전원 측정부; 사용자로부터 상기 배전반에 대한 정상작동 상태에서의 EMI 기준값을 입력받고, 상기 EMI 측정부에서 측정된 EMI값을 입력받아 상기 측정 EMI값이 상기 EMI 기준값보다 높은 경우에 경보신호를 출력하는 이상상태 검출부; 상기 EMI 측정부, 전자기기 입력전원 측정부 및, 외부전원 측정부로부터 측정된 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하는 데이터 저장부; 및, 상기 EMI 측정부, 전자기기 입력전원 측정부, 외부전원 측정부 및, 이상상태 검출부로부터 측정신호를 입력받아 외부로 표시하는 디스플레이부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

ＥＭＩ 감시장치를 탑재한 배전반{The Switchboard With Electro Magnetic Interference Monitoring Device }

본 발명은 배전반의 EMI(Electro Magnetic Interference)를 실시간으로 모니터링하여 배전반의 이상상태 발생을 감시하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 배전반 내부에서 발생되는 EMI를 실시간으로 모니터링하여 배전반의 정상상태 동작시 발생되는 EMI보다 높은 EMI값이 측정되는 경우에 이를 사용자에게 알림과 동시에, 배전반의 이상상태가 발생하게 된 원인 분석 및 제거를 용이하게 할 수 있도록 하여 동일한 이상상태가 재차 발생되는 것을 사전에 예방할 수 있으며, 더 치명적인 배전반의 오동작을 사전에 예방할 수 있고, 배전반에 연결되는 전자기기들을 상시 안정적으로 운영할 수 있도록 하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반에 관한 것이다.

일반적으로 고압의 외부전원을 공급받아 각각의 연결 전자기기가 요구하는 정격 전원으로 변환하여 공급하기 위해 스위치, 계기, 릴레이 등이 구비되는 배전반이 공장, 빌딩, 병원, APT단지 및 각종 산업 시설등에 설치되고 있다.

이러한 배전반 내에는 고압이 흐르는 전선과 기기들로 복잡한 구성을 이루고 있으며, 배전반 내부 부품의 열화상태, 기기의 가동시 발생되는 과부하, 서지 및, 노이즈 등에 의해 이상상태가 발생되며, 배전반의 이상상태 발생에 따른 오작동으로 상기 배전반에 전기적으로 연결된 각종 전자기기들에 대해 2차 피해를 발생케 하는 문제점이 있었다.

이에 종래에는, 정비원이나 운전원 등이 측정 장비로 배전반의 주요 부품들의 전압 및 전류를 직접 측정하여 이상 동작 여부를 점검함으로써, 점검하는 사람의 숙련도나 개인 기준에 따라 점검 결과가 다르게 나타나거나, 점검 중 인적 실수에 의한 고장을 일으키는 경우도 종종 발생하였다. 이를 해결하기 위한 방법으로는 근래에는 센서를 이용하여 원격지에서 배전반의 주요 부분에 대한 전압 및 전류치를 모니터링할 수 있는 감시 시스템이 개발되고 있으나, 이 또한, 배전반의 이상상태 발생여부를 점검하기 위해, 수십에서 수백개에 달하는 전자부품들로 구성되는 배전반의 내부 부품들 모두를 개별적으로 모니터링 하여야 하는 문제점이 있으며, 상기 배전반의 이상상태 발생을 알았다 하더라도 다양한 발생 원인들로 인해 그 이상상태 발생위치나 발생원인을 정확히 분석 파악하지 못하고, 차후에도 동일한 발생원 원인에 의한 이상상태가 반복적으로 발생 될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 배전반을 구성하는 모든 전자부품들에 대해 개별적으로 작동상태를 모니터링 하지 않고도, 수많은 전자부품들로 구성되는 단일 배전반에 대한 모니터링을 통해 배전반의 이상상태 발생을 실시간으로 감시할 수 있도록 구성을 단순화시켜 배전반에 대한 모니터링을 용이하게 하고, 감시장치에 대한 제작 및 유지관리 비용을 낮출 수 있도록 하며,

또한, 배전반에 이상상태가 발생한 경우에, 상기 이상상태가 발생한 위치나 원인을 분석한 후, 발생원인을 제거하여 동일한 이상상태가 재차 발생 되는 것을 사전에 방지할 수 있도록 하고, 더 치명적인 배전반의 오작동 발생을 사전에 예방할 수 있어 배전반에 전기적으로 연결된 전자기기들을 상시 안정적으로 운영할 수 있도록 한다.

상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기에 각각의 정격전원으로 변환하여 공급하는 내부전원 공급부를 포함하는 배전반에 대해 EMI(Electro Magnetic Interference)를 측정하여 상기 배전반의 이상상태를 감시하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반에 있어서, 상기 배전반으로 공급되는 외부입력전원의 전압값과 전류값을 측정하는 외부전원 측정부; 상기 배전반에서 발생되는 배전반 EMI를 측정하는 EMI 측정부; 상기 내부전원 공급부에서 상기 배전반에 연결된 각각의 전자기기로 공급되는 전원의 전압값과 전류값을 측정하는 전자기기 입력전원 측정부; 사용자로부터 상기 배전반에 대한 정상작동 상태에서의 EMI 기준값을 입력받고, 상기 EMI 측정부에서 측정된 EMI값을 입력받아 상기 측정 EMI값이 상기 EMI 기준값보다 높은 경우에 경보신호를 출력하는 이상상태 검출부; 상기 EMI 측정부, 전자기기 입력전원 측정부 및, 외부전원 측정부로부터 측정된 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하는 데이터 저장부; 및, 상기 EMI 측정부, 전자기기 입력전원 측정부, 외부전원 측정부 및, 이상상태 검출부로부터 측정신호를 입력받아 외부로 표시하는 디스플레이부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반을 제공한다.

본 발명에 따른 EMI 감시장치를 탑재한 배전반에 있어서, 상기 내부전원 공급부로 입력되는 외부전원의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터링부를, 더 포함하여 구성되는 것을 될 수 있으며,

바람직하게는, 상기 외부전원 측정부는, 상기 노이즈 필터링부의 전·후단 각각의 전압값과 전류값을 측정하고, 상기 데이터 저장부는, 상기 외부전원 측정부로부터 측정신호를 입력받아 저장하고, 상기 디스플레이부는 상기 외부전원 측정부로부터 측정신호를 입력받아 외부로 표시할 수 있고,

좀 더 바람직하게는, 상기 디스플레이부로부터 데이터 신호를 입력받아 원격지에 위치한 중앙 감시 시스템으로 실시간 무선 전송하는 통신부를, 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 EMI 감시장치를 탑재한 배전반은, 실시간으로 원격지에서 배전반의 이상상태 발생 여부를 모니터링할 수 있음과 더불어,

배전반을 구성하는 내부 부품들에 의해 발생되는 배전반 내부 전체의 EMI를 측정하여 이상상태 발생여부를 판단함으로써, 배전반 내부에 구비되는 모든 전자부품들에 대해 개별적으로 작동상태를 모니터링할 필요가 없는 단순한 구성으로도 배전반에서 발생될 수 있는 외란이나 서지 및, 부품 열화상태 등을 총괄적으로 감시할 수 있어 배전반의 이상상태 감시가 용이하고, 감시 장치의 제작 및 유지관리 비용을 현저히 낮출 수 있다.

또한, 배전반에서 이상상태가 발생한 경우에, 상기 이상상태의 발생위치나 발생원인을 분석한 후, 발생원인의 제거가 용이하고, 동일한 이상상태가 재차 발생되는 것을 사전에 방지할 수 있고, 더욱 치명적인 배전반의 오동작을 사전에 예방할 수 있어 배전반에 연결된 다수의 전자기기를 항상 안정적으로 운영할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 EMI 감시장치를 탑재한 배전반을 나타내는 블록 선도; 및,
도 2는 다수의 배전반에 설치된 EMI 감시장치가 각각의 통신부를 통해 중앙 감시 시스템으로 측정치를 무선 전송하는 것을 나타내는 개념도;이다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 EMI 감시장치(100)를 탑재한 배전반을 나타내는 블록 선도이고, 도 2는 다수의 배전반(1)에 설치된 배전반 EMI 감시장치(100)가 각각의 통신부를 통해 중앙 감시 시스템으로 측정치를 무선 전송하는 것을 나타내는 개념도이다.

외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기에 각각의 소요 정격전원으로 변환하여 공급하는 내부전원 공급부를 포함하여 구성되는 배전반(1)에 대해, 본 발명에 따른 EMI 감시장치(100)를 탑재한 배전반은, 도 1에 도시된 바와 같이, 배전반(1)으로 공급되는 외부입력전원의 전압값과 전류값을 측정하는 외부전원 측정부, 배전반(1) 내부에서 발생되는 전체 EMI를 측정하는 EMI 측정부, 상기 내부전원 공급부에서 상기 배전반(1)에 연결된 각각의 전자기기로 공급되는 전원의 전압값과 전류값을 측정하는 전자기기 입력전원 측정부, 사용자로부터 상기 배전반(1)에 대한 정상작동 상태에서의 소정 EMI 기준값을 입력받고 상기 EMI 측정부에서 실시간으로 측정된 EMI 값을 입력받아 상기 측정 EMI값이 상기 EMI 기준값보다 높은 경우에 경보신호를 출력하는 이상상태 검출부, 상기 EMI 측정부, 전자기기 입력전원 측정부 및, 외부전원 측정부로부터 측정된 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하는 데이터 저장부 및, 상기 EMI 측정부, 전자기기 입력전원 측정부, 외부전원 측정부 및, 이상상태 검출부로부터 측정신호를 입력받아 외부로 표시하는 디스플레이부를 포함하여 구성된다.

상기 외부전원 측정부는, 외부에서 공급되는 외부전원의 전압값 및 전류값을 실시간으로 측정하며, 측정된 데이터를 상기 데이터 저장부를 통해 저장하게 되고,상기 이상상태 검출부를 통해 배전반(1)의 이상상태 발생이 감지되는 경우에, 외부전원을 통해 낙뢰나 써지(Surge) 등이 유입되었는지 여부와 관련된 이상상태 발생원인 분석을 위한 측정 데이터를 제공해 주게 된다. 바람직하게는, 감시장치(100)의 정확한 신호측정을 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부로부터 유입되는 노이즈를 제거할 수 있도록 배전반(1)으로 외부전원이 유입되는 외부전원 입력단에 노이즈 필터링부를 구비시킬 수 있으며, 이때 상기 외부전원 측정부는, 상기 노이즈 필터링부의 정상동작 여부를 감시함과 동시에, 외부전원으로부터 유입되는 외란을 감지하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 노이즈 필터링부의 전·후단 각각의 전압값과 전류값을 측정하게 되며, 상기 측정값은 상기 데이터 저장부와 디스플레이부로 각각 출력하게 된다.

또한, 외부전원을 공급받은 배전반(1)에 전기적으로 연결된 다수의 전자기기들에 대해 각각의 전자기기들이 필요로 하는 전압값 및 전류값으로 변환하기 위한 내부전원 공급부가 상기 배전반(1) 내부에 구비되며, 본 발명은 상기 내부전원 공급부에서 발생되는 외란 및 연결된 전자기기들을 통해 전달되는 단락, 써지 및, 과부하 등의 외란에 의한 배전반(1) 내의 과도한 EMI 발생원인을 분석할 수 있도록 내부전원 공급부와 각각의 전자기기들이 전기적으로 연결되는 연결선로의 전압값과 전류값을 실시간으로 측정하는 전자기기 입력전원 측정부가 구비되며, 상기 전자기기 입력전원 측정부에서 측정된 값들은, 상기 데이터 저장부에 실시간 저장되며 상기 디스플레이부로 보내져 작업자가 실시간으로 확인 가능하게 된다.

상기 EMI 측정부는 배전반(1)을 구성하는 각종 전자·전기 부품들로부터 발생되는 각각의 EMI의 총합으로 배전반(1) 내부에서 발생되는 전체 EMI를 측정하게 되며, 측정된 배전반(1) 내부 전체 EMI 값은 상기 이상상태 검출부, 데이터 저장부 및, 디스플레이부로 출력된다.

상기 이상상태 검출부는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자로부터 상기 배전반(1)에 대한 정상작동 상태에서의 EMI 기준값을 입력받게 되며, 상기 EMI 기준값은 과거 측정된 정상 동작상태에서의 배전반(1)의 EMI 값을 통계적 방법을 통해 획득가능하며, 상기 EMI 측정부로부터 배전반(1) 내부에서 실시간으로 발생되는 EMI 값을 입력받아 상기 실시간 측정된 EMI 값이 EMI 기준값보다 높은 경우에 배전반 작동의 이상상태로 판단하고 경보신호를 상기 디스플레이부로 전송하고, 작업자는 상기 디스플레이부를 통해 배전반(1)의 이상상태를 확인할 수 있게 되며, 작업자는 경보신호 출력 순간에 상기 데이터 저장부에 저장된 각종 데이터 값들을 분석하여 이상상태 발생원인 및 위치를 파악하고 제거할 수 있게 된다.

좀 더 상세하게 EMI 감시장치(100)의 작동을 설명하면, 일반적으로 배전반(1)은 수십에서 수백 개에 달하는 전기 전자 부품들로 구성되어 있으며, 상기 복잡한 전기 전자 부품들의 동작에 의한 유도 전압이 발생하거나, 배전반(1)에 연결된 장치들의 온·오프에 따른 써지나 외란의 발생 등 다양한 원인으로 배전반(1)의 오작동을 발생시키게 된다. 이러한 배전반(1)의 오작동을 발생시키는 외란 신호는 순간적으로 발생되는 특성으로 인해 측정의 어려움이 있으며, 정밀한 측정을 위해서는 일반적으로 상기 배전반(1)을 구성하는 각각의 전기 전자 부품들의 전원선로를 실시간으로 측정하여야 하나, 모든 구성 전기 전자 부품들의 전원선로를 실시간으로 측정한다는 것은 측정장비의 비용이나 공간적 제약에 의해 현실적으로 수행하기 어려운 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는, 배전반(1)을 구성하는 전자 전기부품들로부터 발생하는 EMI를 통합 측정하여 실시간으로 모니터링하고, 배전반(1)의 정상상태 동작하에서의 기준 EMI값과 비교하여 과도한 EMI값이 측정되는 경우에는 배전반(1) 내 이상동작이 있는 것으로 판단하고 이를 외부로 표시하게 된다. 이와 같이, 본 발명은 다수의 측정장비를 구비하지 않는 단순한 구성으로도 배전반(1) 내의 전체 전기 전자부품들에서 동시 다발적으로 발생될 수 있는 외란에 의한 배전반(1)의 이상상태를 배전반(1) 내 발생되는 EMI값의 측정을 통해 총괄적으로 감시할 수 있게 되는 것이다.

또한, 배전반(1) 내의 외란을 일으키는 일반적인 원인으로 알려진 것은, 내부전원 공급부로 입력되는 입력전원에 외란이 혼합되어 들어오는 경우나, 상기와 같은 입력전원의 외란과 같은 노이즈를 제거하기 위해 노이즈 필터링부가 구비되는 경우에도 상기 노이즈 필터링부의 고장으로 외란이 제거되지 못하는 경우가 있으며, 배전반(1)과 연결된 각종 장비들의 온·오프 작동시 발생되는 써지 등에 의한 외란이 주를 이루고 있다. 이에 본 발명에서는, 상기 EMI 측정부를 통해 이상상태를 총괄적으로 감지하게 되면, 상기 외부전원 측정부 및, 전자기기 입력전원 측정부의 측정값이 실시간으로 저장되는 데이터 저장부를 분석하여 외란 발생의 원인이 입력전원에 있는지 혹은, 배전반(1) 연결 전기 전자기기들의 동작에 의해 발생했는지 등을 통해 발생위치나 원인을 파악할 수 있게 되고, 파악된 발생원인의 제거를 통해 재차 동일 원인에 의한 배전반(1)의 오동작을 방지할 수 있으며, 미세한 오동작 신호의 누적에 따른 더 치명적인 고장발생을 사전에 예방할 수 있게 되는 것이다.

바람직하게는, 도 2에 도시된 바와같이, 다수의 배전반(1)에 대한 이상상태를 원격지에 위치하는 중앙 감시 시스템에서 통합적으로 관리할 수 있도록 상기 디스플레이부로부터 입력되는 상기 측정 데이터값들을 중앙 감시 시스템으로 실시간 무선 전송하는 통신부를 구비할 수도 있다.

또한, 도시되지는 않았으나, 배전반(1)의 이상상태 여부 판단을 위해 배전반(1) 내의 EMI값을 활용하는 이외에, 상기 외부전원 측정부 및, 전자기기 입력전원 측정부에서 측정되는 각각의 전압값 및, 전류값을 이상상태 검출부로 입력한 후, 이를 미리 작업자로부터 입력받은 배전반(1)의 정상동작 상태에서의 각각의 값들과 비교하여 배전반(1)의 이상상태 여부를 더욱 정확하게 검출할 수도 있다.

상기 전술한 바와 같은 구성에 의해 본 발명에 따른 EMI 감시장치(100)를 탑재한 배전반은, 실시간으로 원격지에서 배전반(1)의 이상상태 발생 여부를 모니터링할 수 있으며, 배전반(1)을 구성하는 모든 전기 전자부품들에 대해 개별적으로 작동상태를 모니터링하지 않고도, 배전반(1)의 EMI 값을 실시간으로 모니터링 하는 단순한 구성으로도 배전반(1)에서 발생될 수 있는 외란이나 노이즈를 총괄적으로 감시할 수 있어 감시 장치의 제작 비용 및 유지 보수 비용을 현저히 낮출 수 있으며,

또한, 상기 모니터링을 통해 배전반(1)에 이상상태가 발생하였다고 판단되는 경우에는, 그 이상상태의 발생위치나 발생원인을 분석한 후, 발생원인의 제거가 용이하고, 동일한 이상상태가 재차 발생 되는 것을 사전에 예방할 수 있으며, 미세한 오동작의 누적에 따른 더욱 치명적인 배전반(1)의 오동작을 사전에 예방할 수 있어 배전반(1)에 연결된 각종 전자기기들을 상시 안정적으로 운영할 수 있게 된다.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명의 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적이 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

1 : 배전반 100 : EMI 감시장치

Claims (4)

1. 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기에 각각의 정격전원으로 변환하여 공급하는 내부전원 공급부를 포함하는 배전반에 대해 EMI(Electro Magnetic Interference)를 측정하여 상기 배전반의 이상상태를 감시하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반에 있어서,
   상기 배전반으로 공급되는 외부입력전원의 전압값과 전류값을 측정하는 외부전원 측정부;
   상기 배전반에서 발생되는 배전반 EMI를 측정하는 EMI 측정부;
   상기 내부전원 공급부에서 상기 배전반에 연결된 각각의 전자기기로 공급되는 전원의 전압값과 전류값을 측정하는 전자기기 입력전원 측정부;
   사용자로부터 상기 배전반에 대한 정상작동 상태에서의 EMI 기준값을 입력받고, 상기 EMI 측정부에서 측정된 EMI값을 입력받아 상기 측정 EMI값이 상기 EMI 기준값보다 높은 경우에 경보신호를 출력하는 이상상태 검출부;
   상기 EMI 측정부, 전자기기 입력전원 측정부 및, 외부전원 측정부로부터 측정된 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하는 데이터 저장부;
   상기 EMI 측정부, 전자기기 입력전원 측정부, 외부전원 측정부 및, 이상상태 검출부로부터 측정신호를 입력받아 외부로 표시하는 디스플레이부; 및,
   상기 내부전원 공급부로 입력되는 외부전원의 노이즈를 제거하는 노이즈 필터링부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 외부전원 측정부는, 상기 노이즈 필터링부의 전·후단 각각의 전압값과 전류값을 측정하고,
   상기 데이터 저장부는, 상기 외부전원 측정부로부터 측정신호를 입력받아 저장하고, 상기 디스플레이부는 상기 외부전원 측정부로부터 측정신호를 입력받아 외부로 표시하는 것을 특징으로 하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반.
   
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 디스플레이부로부터 데이터 신호를 입력받아 원격지에 위치한 중앙 감시 시스템으로 실시간 무선 전송하는 통신부를, 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 EMI 감시장치를 탑재한 배전반.

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