KR101311835B1

KR101311835B1 - 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈

Info

Publication number: KR101311835B1
Application number: KR1020120094882A
Authority: KR
Inventors: 윤종찬
Original assignee: 주식회사 비엠티
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-09-26

Abstract

본 발명은 고전류가 흐르는 부스바에 접촉하여 폐루프를 형성시키는 철심과; 상기 철심에 설치되며 철심의 자속을 감지하여 전류를 측정하는 비접촉식 전류센서와; 상기 비접촉식 전류센서의 계측 전류량과 상기 부스바로 흐르는 실제 전류량을 미리 측정하여 이를 변환계수로 환산하여 메모리에 저장하고, 상기 비접촉식 전류센서의 계측 전류량이 입력되면 상기 부스바의 실제 전류량을 출력시키는 제어 회로부로; 구성되어 상기 부스바에 흐르는 고전류를 상기 철심으로 흐르는 저전류로 계측하는 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 의하여, 저전류 레벨용 비접촉식 전류센서를 고전류 영역까지 사용범위를 확대할 수 있는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈이 제공되는 이점이 있다.

Description

저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈{high current sensing module with low current sensor}

본 발명은 고전류가 흐르는 부스바에 접촉하여 폐루프를 형성시키는 철심과; 상기 철심에 설치되며 철심의 자속을 감지하여 전류를 측정하는 비접촉식 전류센서와; 상기 비접촉식 전류센서의 계측 전류량과 상기 부스바로 흐르는 실제 전류량을 미리 측정하여 이를 변환계수로 환산하여 메모리에 저장하고, 상기 비접촉식 전류센서의 계측 전류량이 입력되면 상기 부스바의 실제 전류량을 출력시키는 제어 회로부로; 구성되어 상기 부스바에 흐르는 고전류를 상기 철심으로 흐르는 저전류로 계측하는 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 비접촉식 전류센서는 선등록특허 10-1165992의 일점 감지식 전원측정기(이하 '비접촉식 전류센서'로 기재함.)로서, 전류가 흐르는 부스바의 자속을 수집하여 전류를 측정하는 장치이다.

상기 장치는 장치의 내부에 설치된 코일과 철심에 의하여 계측 전류의 크기가 결정되므로, 측정 전류의 크기에 따라 상기 비접촉식 전류센서의 설계를 변화시켜야 하는 문제점이 있었다.

이는 저전류용으로 설계된 비접촉식 전류센서는 고전류용으로 사용할 수 없음을 의미하며, 더 나아가 각 전류 레벨에 적합한 비접촉식 전류센서를 준비하여야 함을 의미하였으므로, 스펙 관리의 부담과 맞춤 설계의 노력과 비용이 필요한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 저전류 레벨용 비접촉식 전류센서를 고전류 영역까지 사용범위를 확대할 수 있는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고전류가 흐르는 부스바에 접촉하여 폐루프를 형성시키는 철심과; 상기 철심에 설치되며 철심의 자속을 감지하여 전류를 측정하는 비접촉식 전류센서와; 상기 비접촉식 전류센서의 계측 전류량과 상기 부스바로 흐르는 실제 전류량을 미리 측정하여 이를 변환계수로 환산하여 메모리에 저장하고, 상기 비접촉식 전류센서의 계측 전류량이 입력되면 상기 부스바의 실제 전류량을 출력시키는 제어 회로부로; 구성되어 상기 부스바에 흐르는 고전류를 상기 철심으로 흐르는 저전류로 계측하는 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈을 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 철심은 고전류가 흐르는 부스바에 평행 접촉하는 서브 부스바에 결합되어 폐루프를 형성시키는 철심인 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어 회로부는 상기 변환계수를 상기 부스바와 철심의 단면적 비율에 의하여 자동 설정시키는 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 철심은 ㄷ 자형 손잡이 형태로 구성되어 부스바에 직접 결합시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈로 되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하여, 저전류 레벨용 비접촉식 전류센서를 고전류 영역까지 사용범위를 확대할 수 있는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈이 제공되는 이점이 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 사시도
도 3은 본 발명의 측면도
도 4는 본 발명의 실시 구성도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1과 도 2는 본 발명의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 실시 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 부스바(100)와 서브 부스바(1)와 철심(2)과 비접촉식 전류센서(3)와 제어 회로부(4)로 구성된다.

상기 부스바(100)는 기계 장치, 안전 차단기, 단자함, 분전반 등에 설치되는 고전압용 전선으로 널리 사용되고 있는 것이다.

일반적으로 고전력 장치나 고전력 부하가 연결된 단자함, 분점함에서의 부스바에는 고전력이 흐르게 되어 취급에 유의해야 한다.

상기 비접촉식 전류센서는 장치의 내부에 설치된 코일과 철심에 의하여 계측 전류의 크기가 결정되므로, 측정 전류의 크기에 따라 상기 비접촉식 전류센서의 코일과 철심 등의 내부 설계를 변화시켜야 하는 문제점이 있었다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 상기 비접촉식 전류센서의 특징을 이용하여 해결한다.

즉, 종래의 전류계는 선로의 중간에 장치가 삽입되어 선로에 병렬로 전류계를 설치하면 전류계 자체가 부하로 작용하여 정확한 전류를 측정할 수 없었으나, 상기 비접촉식 전류센서는 부스바로 흐르는 자속만을 감지하는 장치이므로 상기와 같은 문제가 발생되지 않는다.

따라서, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 고전류(i)가 흐르는 부스바(100)에서 전선을 분지하여 저전류(i₂)가 흐르게 하고, 상기 저전류(i₂)를 측정하여 실제 흐르는 고전류(i) 값을 계측해 내도록 한다.

본 발명의 철심(2)은 이를 위한 것으로서, 고전류가 흐르는 부스바(100)에 접촉하여 도 3과 같이 폐루프를 형성시킨다.

상기 철심(2)은 도 1에 도시된 바와 같이 ㄷ 자형 손잡이 형태로 구성되어 부스바에 직접 밀착 결합시키면서 자연스럽게 도 4와 같이 폐루프가 형성되도록 한다.

이때, 상기 철심(2)과 부스바(100)로 흐르는 전류비는 철심과 부스바의 단면적 비율에 의해 결정된다.

따라서, 미리 철심(2)과 부스바(100)의 단면적을 안다면 철심(2)과 부스바(100)로 흐르는 전류의 비율을 알 수 있으므로 철심(2)에 흐르는 전류를 계측하면 부스바(100)로 흐르는 전류를 알 수 있다.

본 발명의 제어 회로부(4)는 상기 비접촉식 전류센서(3)의 센싱 신호를 받아 실제 전류값을 출력시키는 부분으로서, 상기 비접촉식 전류센서(3)의 계측 전류량과 상기 부스바(100)로 흐르는 실제 전류량을 미리 측정하여 이를 변환계수로 환산하여 메모리(미도시)에 저장하고, 상기 비접촉식 전류센서(3)의 계측 전류량이 입력되면 상기 부스바(100)의 실제 전류량을 출력시킨다.

실험에 의하면 800A의 부스바를 4:6 단면적 비를 가지는 실험용 철심을 부착시켰을 때, 1.18A : 2.46A 가 계측되었다.

이는 전류밀도가 철심과 부스바의 단면적에 의하여 비례적으로 변화된다는 것을 의미하며, 철심과 부스바의 단면적 비가 1 :1 인 경우에는 전류량도 1:1로 계측되었다.

따라서, 상기 변환계수는 상기 부스바(100)와 철심(2)의 단면적 비율에 의하여 결정되므로, 상기 제어 회로부(4)는 상기 부스바(100)와 철심(2)의 단면적 비율로 상기 변환계수를 자동 설정시키게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 변환계수는 상기 철심이 모양과 결합 형태에 따라 미세하게 변화되므로 미리 계측값과 실제값을 비교하여 이를 메모리에 저장해 두고 당해 계측값에 대하여 메모리의 데이터값을 출력시키는 것도 바람직하다.

한편, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상기 철심(2)을 고전류가 흐르는 부스바(100)에 평행 접촉하는 서브 부스바(1)에 결합시켜 미리 폐루프를 형성시키면, 상기 철심의 모양과 결합 형태에 따른 오차가 축소되어 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈로 더욱 편리하게 이용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 부스바에 흐르는 고전류를 상기 철심으로 흐르는 저전류로 계측하는 것을 특징한다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1 : 부스바 2: 철심
3 : 비접촉식 전류센서 4 : 제어 회로부
100 : 부스바

Claims

고전류가 흐르는 부스바에 접촉하여 폐루프를 형성시키는 철심과;
상기 철심에 설치되며 철심의 자속을 감지하여 전류를 측정하는 비접촉식 전류센서와;
상기 비접촉식 전류센서의 계측 전류량과 상기 부스바로 흐르는 실제 전류량을 미리 측정하여 이를 변환계수로 환산하여 메모리에 저장하고, 상기 비접촉식 전류센서의 계측 전류량이 입력되면 상기 부스바의 실제 전류량을 출력시키는 제어 회로부로;
구성되어
상기 부스바에 흐르는 고전류를 상기 철심으로 흐르는 저전류로 계측하는 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈.
제1항에 있어서 상기 철심은
고전류가 흐르는 부스바에 평행 접촉하는 서브 부스바에 결합되어 폐루프를 형성시키는 철심인 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈.
제1항 또는 제2항에 있어서 상기 제어 회로부는
상기 변환계수를 상기 부스바와 철심의 단면적 비율에 의하여 자동 설정시키는 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈.
제1항에 있어서 상기 철심은
ㄷ 자형 손잡이 형태로 구성되어 부스바에 직접 결합시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 저전류 센서를 이용한 고전류 측정 모듈.