KR101332672B1 - 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템 - Google Patents

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송길목
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한국 전기안전공사
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Abstract

수배전반에 근접하는 활선 작업을 하는 인체를 감지하고, 감지된 인체와 수배전반과의 거리에 따라 아크-플래시(사고 에너지) 사고에 대한 위험도 등급을 실시간으로 계산하여 경고해줌으로써, 작업자가 안전성을 확보할 수 있도록 한 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템이 개시된다.
개시된 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템은, 수배전반의 몸체 소정 위치에 설치되어, 인체를 감지하는 인체 감지부와; 상기 몸체의 소정 위치에 설치되어, 감지된 인체와의 거리를 검출하는 거리 감지부와; 상기 인체 감지부에 의해 인체가 감지되면 메모리로부터 사고 에너지 계산 알고리즘을 추출하고, 상기 사고 에너지 계산 알고리즘에 상기 거리 감지부에서 검출한 거리 값을 적용하여 사고 에너지(아크-플래시)를 산출하며, 산출한 사고 에너지를 위험도 등급도에 대비시켜 위험도 등급을 판정한 후, 위험도 등급 표시를 제어하는 제어부와; 상기 몸체의 소정 위치에 설치되며, 상기 제어부와 연동하여 위험도 등급을 표시해주는 표시장치를 구비한다.
색인어 : 아크플래시, 수배전반, IEEE1584, 위치검출, 위험도

Description

수배전반의 아크-플래시 보호 시스템{Arc-flash protection system}
본 발명은 수배전반의 아크-플래시(arc flash) 보호 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수배전반에 근접하는 활선 작업을 하는 인체를 감지하고, 감지된 인체와 수배전반과의 거리에 따라 아크-플래시(사고 에너지) 사고에 대한 위험도 등급을 실시간으로 계산하여 경고해줌으로써, 작업자가 안전성을 확보할 수 있도록 한 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템에 관한 것이다.
수배전반에 근접하여 활선 작업을 수생하는 중에 전기사고가 발생하면, 아크-플래시가 발생하며, 이로 인해 인체 화상은 물론 생명에 위험을 초래하는 경우가 있다. 중대 재해 사고에서 전기사고 특히 아크-플래시로 인한 재해가 차지하는 비중은 크다고 할 수 있다. 흔히 화학 물질에 의한 사고를 미연에 방지하기 위해 착용하는 안전 보호구는 종류별로 내화학복, 후드, 호흡기보호구, 안면보호구, 보안경, 내산장갑, 내열장갑, 안전화 등 다양하고 안전한 제품들이 많이 갖추어져 있다. 그러나 화학물질사고보다 더 순식간에 그리고 치명적인 중대 재해 사고로 이어질 수 있는 전기 아크 재해에 대한 개인안전보호구(Personal Protection Equipment, PPE)는 절연장갑, 절연화 정도로 작업자 개인의 안전에 충분하다 할 수 없다.
아크-플래시 사고를 방지하기 위해서는 아크-플래시 위험도를 평가 분석하고, 이를 기반으로 개인안전보호구를 최적으로 적용함으로써, 작업자의 안전성을 확보하는 것이 바람직하다.
기존 아크-플래시 위험도를 평가 분석하는 방법으로는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1584와 NFPA(National Fire Protection Association) 70E의 두 방법이 있는 데 사고 에너지의 계산에서 영향을 고려하는 데 다소 차이가 있다.
IEEE 1584의 계산에 비해 NFPA 70E 방법은 이론적인 최대값에 근거를 두고 사고 에너지를 계산하며 보수적이라 할 수 있다. 반면 IEEE 1584는 수많은 실험과 통계 분석에서 개발된 실험식을 이용하여 사고 에너지를 계산한다. NFPA 70E는 사고 에너지를 최대 및 최소 고장전류(480V에서 최대전류의 38%)를 기준으로 계산하는데, 이 정도의 전류에서는 보호기가 동작하는 데 수초 또는 수분의 시간이 소요된다. 이 38% 수준은 Arc 사고가 자력으로 지속하는 데 필요한 전류로 보고 있다. IEEE 1584는 저압 계통의 사고에너지 계산시 실험식에 근간을 둔 수식들을 사용하고 있으며, NFPA 70E가 3상 단락전류를 사용하는데 반해 IEEE 1584는 실제 Arc 고장전류의 크기를 사용하고 있다. 저압계통에서 실제로 계산된 아크 고장전류의 크기는 대략 최대 3상 단락 전류의 45% 수준으로 낮은 아크 사고 전류의 크기는 오히려 아크-플래시 해석에 문제를 야기한다. 다시 말하면 가상 큰 사고에너지를 얻기 위해서는 아크 사고 전류의 크기에 대한 다양한 변화를 고려해야 한다.
NFPA 70E에 따른 위험도 등급과 각 등급에 해당하는 사고 에너지량 그리고 등급별 개인안전보호구(PPE) 체계가 [표1]에 도시된다.
위험도 등급 Arc 에너지량(J/(/) 대표적인 개인안전보호구 체계
0 N/A 비용융성, 비인화성 물질
1 16.74(4) 난연성 셔츠 및 바지 또는 외투
2 33.47(8) 면내복-난연성 셔츠 및 바지(1또는2)
3 104.6(25) 면내복-난연성 셔츠, 바지 및 외투 또는 면내복-2개의 난연성 외투(2또는3)
4 167.36(40) 면내복-난연성 셔츠, 바지 및 여러 겹의 섬광복(3 이상)
ETAP 아크-플래시 분석모듈은 작업자가 아크-플래시 에너지에 노출되는 정도를 분석하고 상해방지를 위한 개인안전보호구(PPE)를 선정할 수 있다. 이러한 사고 에너지와 아크 보호 범위는 IEEE 1584, 2002, 1584a 2004, Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations(이하, "문헌 1"이라 약칭함) 및 NFPA 70E, 2004, Standard for Electrical Safety in the Workplace(이하, "문헌 2"라 약칭함)에 의해 계산된다.
ETAP 아크-플래시는 자동으로 단락전류를 결정하고 ETAP Star(보호기기 선정 및 협조 모듈)와 연계되어 아크 사고에 포함된 보호 기기의 아크 사고 처리시간과 개별 아크 전류 기여분을 계산한다. 추가로 ETAP은 계통접지구성과 가장 적절하고 보수적인 위험분석결과를 결정하기 위한 다른 정보를 결정한다. 이러한 자동화된 기능은 규격과 기준에 따라 아크-플래시 분석을 수행하는데 필요한 시간을 획기적으로 줄여준다. ETAP은 또한 자료입력절차를 간소화하기 위해 IEEE 1584와 NFPA 70E에서 주어지는 전형적인 데이터와 기기간격자료를 사용할 수 있다. ETAP은 1kV이하 계통에서의 아크 전류 변동, 사고 전 전압 변경, 다양한 3상 단락 전류 수준선택 등을 포함한 NFPA 70E와 IEEE 1584에서 추천하는 모든 분석기능을 갖고 있으며 각 보호기기를 통과하는 아크 전류기여분, 사고 차단시간계산, 개별기기 또는 모선에 대한 위험분석결과를 제공한다.
주지한 바와 같은 아크-플래시에 대한 분석을 통해 사고 에너지와 아크 보호 범위를 계산할 수 있으며, 작업자가 아크-플래시 에너지에 노출되는 정도를 분석하고 상해방지를 위한 에너지와 개인안전보호구(PPE)를 선정할 수 있다.
한편, 아크-플래시에 대응하기 위해서 기존의 수배전반들은 아크-플래시에 대한 위험도 등급을 경고문구 등을 이용하여 표시하고 개인안전보호구를 안내하여, 작업자의 안전성을 도모하는 것이 전부이다.
문헌 1. IEEE 1584, 2002, 1584a 2004, Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations 문헌 2. NFPA 70E, 2004, Standard for Electrical Safety in the Workplace
그러나 상기와 같이 아크-플래시에 대응하기 위한 종래의 수배전반들은 아크-플래시에 대한 위험도 등급을 표시해주어, 작업자가 적합한 개인안전보호구를 착용하도록 유도하여 작업자의 안전성을 도모하는 방식인데, 이 방식은 고정된 최대 및 최소 고장전류에 따라 미리 계산식에 의해 계산된 사고 에너지를 기반으로 위험도 등급을 표시해주는 방식이므로 현실성이 떨어지며, 위험도 등급도 작업자와 수배전반의 거리를 고려하지 않는 고정된 위험도 등급이므로 비현실적이어서 작업자의 안전성을 도모하기에는 최적이라고 볼 수 없다.
예컨대, 공급 전류나 기타 전기 계통의 변동 등에 따라 아크-플래시의 사고 에너지는 달라질 수 있으며, 발생한 사고 에너지는 동일한 개인안전보호구를 장착한 작업자라도 수배전반과의 거리에 따라 인체에 미치는 영향이 달라질 수 있는 데, 기존의 모든 수배전반들은 단순히 미리 실험에 의해 산출된 고정된 위험도 등급만을 표시해주기 때문에, 작업자 역시 표시된 위험도 등급에 맞는 개인안전보호구를 착용하여도 수배전반과 거리에 따라 아크-플래시에 의한 전기 사고가 발생할 우려가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 아크-플래시에 대한 사고 에너지를 미리 계산하여 위험도 등급을 설정하여 표시해주는 종래의 수배전반에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수배전반에 근접하여 작업을 하는 인체를 감지하고, 감지된 인체와 수배전반과의 거리에 따라 아크-플래시(사고 에너지) 사고에 대한 위험도 등급을 실시간으로 계산하여 경고해줌으로써, 작업자가 안전성을 확보할 수 있도록 한 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 수배전반에 근접하여 작업을 하는 인체를 감지하고, 감지된 인체와 수배전반과의 거리에 따라 아크-플래시(사고 에너지) 사고에 대한 위험도 등급을 실시간으로 계산하여 시청각으로 표시해줌으로써, 작업자가 직접 수배전반에 구비된 표시장치를 확인하지 않고서도 원거리에서 위험도 등급을 확인할 수 있도록 한 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템은,
수배전반의 몸체 소정 위치에 설치되어, 인체를 감지하는 인체 감지부와;
상기 몸체의 소정 위치에 설치되어, 감지된 인체와의 거리를 검출하는 거리 감지부와;
상기 인체 감지부에 의해 인체가 감지되면 메모리로부터 사고 에너지 계산 알고리즘을 추출하고, 상기 사고 에너지 계산 알고리즘에 상기 거리 감지부에서 검출한 거리 값을 적용하여 사고 에너지(아크-플래시)를 산출하며, 산출한 사고 에너지를 위험도 등급도에 대비시켜 위험도 등급을 판정한 후, 위험도 등급 표시를 제어하는 제어부와;
상기 몸체의 소정 위치에 설치되며, 상기 제어부와 연동하여 위험도 등급을 표시해주는 표시장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템은,
상기 제어부의 제어에 따라 아크-플래시에 대응하는 위험도 등급을 시청각으로 표시해주는 위험도 등급 경고부를 더 포함하고,
상기 위험도 등급 경고부는,
위험도 등급을 다양한 컬러로 표시해주는 경고 램프와;
상기 위험도 등급을 음성으로 변환하는 음성 변환기와;
상기 음성 변환기에서 변환된 위험도 등급 음성을 외부에 송출하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 메모리는,
사고 에너지를 계산하기 위한 사고 에너지 계산 알고리즘과, 계산된 사고 에너지에 대응하는 위험도 등급을 판정하기 위한 위험도 등급도가 저장된 것을 특징으로 한다.
상기에서 제어부는,
상기 인체 감지부에서 발생하는 인체 감지신호 및 상기 거리 감지부에서 출력되는 거리감지신호를 입력받기 위한 데이터 입력부와;
상기 데이터 입력부에 의해 인체 감지신호가 전달되면 사고 에너지 계산 알고리즘을 추출하고, 상기 거리감지신호를 상기 사고 에너지 계산 알고리즘에 적용하여 사고 에너지를 계산하는 사고 에너지 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제어부는,
상기 사고 에너지 계산부에 의해 계산된 사고 에너지를 메모리에 저장된 위험도 등급도에 대비시켜 위험도 등급을 판정하는 위험도 등급 판정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제어부는,
상기 위험도 등급 판정부에 의해 판정된 위험도 등급의 표시와 경고를 위한 제어신호를 발생하는 위험도 표시 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 수배전반에 근접하는 인체를 감지하고, 감지된 인체와 수배전반과의 거리에 따라 아크-플래시(사고 에너지) 사고에 대한 위험도 등급을 실시간으로 계산하여 경고해줌으로써, 작업자가 안전성을 확보할 수 있도록 도모해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 수배전반에 근접하는 인체를 감지하고, 감지된 인체와 수배전반과의 거리에 따라 아크-플래시(사고 에너지) 사고에 대한 위험도 등급을 실시간으로 계산하여 시청각으로 표시해줌으로써, 작업자가 직접 수배전반에 구비된 표시장치를 확인하지 않고서도 원거리에서 위험도 등급을 확인할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 수배전반의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템의 구성도.
도 3은 도 2의 제어부의 실시 예 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 수배전반(100)의 개략 구성도로서, 도어(110)가 구비되고, 도어(110)의 소정 위치에는 위험도 등급과 개인안전보호구 정보 표시 등을 위한 표시장치(120)가 구비된다. 여기서 표시장치(120)는 정보 표시가 가능한 액정표시장치(LCD)로 구현하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템의 구성도로서, 인체 감지부(130), 거리 감지부(140), 제어부(150), 메모리(160), 위험도 등급 경고부(170)로 구성된다. 여기서 인체 감지부(130)와 거리 감지부(140) 및 위험도 등급 경고부(170)는 수배전반(100)의 함체 외부에 구현하는 것이 바람직하고, 제어부(150)와 메모리(160)는 하나의 제어모듈로 구현하여 함체의 내부 소정 위치에 장착하는 것이 바람직하다. 그리고 제어모듈과 나머지 장치들간에는 신호 케이블로 연결된다.
인체 감지부(130)는 수배전반(100)의 몸체 소정 위치에 설치되어, 인체를 감지하는 역할을 한다. 바람직하게 인체 감지부(130)는 수배전반(100)의 몸체의 각 면에 복수로 형성되어, 수배전반 기준으로 모든 방향에서 인체 감지가 가능하도록 설치된다. 이러한 인체 감지부(130)는 인체에서 나오는 적외선(대략 파장 5㎛ ~ 14㎛)을 검출하는 통상의 적외선 센서로 구성한다.
거리 감지부(140)는 상기 몸체의 소정 위치에 설치되어, 감지된 인체와의 거리를 검출하는 역할을 한다. 바람직하게 거리 감지부(140)는 수배전반의 몸체의 각 면에 복수로 형성되어, 수배전반 기준으로 모든 방향에서 인체와의 거리를 감지하도록 설치된다.
거리 감지를 위한 센서로는, 3각 측량방식을 이용한 적외선 방식 및 자연광 방식이 있으며, 아울러 초음파 방식 등이 있다. 3각 측량의 원리와 같이 2개의 경로에서 온 피측정물을 직각 프리즘으로 반사시켜 2개의 이미지 센서에 입사(入射)시켜 상대적 위치가 합치했을 때, 2점간의 거리가 표시된다. 이 경우, 자연광으로 하는 방법(수동식)과 적외선을 발사하여 행하는 방법이 있다. 초음파 방식은 피측정물에 지향성이 날카로운 초음파를 송신하여 피측정물로부터의 반사파를 수신하기까지의 시간을 측정하여 거리를 환산하는 방식인데, 수신센서는 압전소자가 사용된다.
제어부(150)는 상기 인체 감지부(130)에 의해 인체가 감지되면 메모리(160)로부터 사고 에너지 계산 알고리즘을 추출하고, 상기 사고 에너지 계산 알고리즘에 상기 거리 감지부(140)에서 검출한 거리 값을 적용하여 사고 에너지(아크-플래시)를 산출하며, 산출한 사고 에너지를 위험도 등급도에 대비시켜 위험도 등급을 판정한 후, 위험도 등급 표시를 제어하는 역할을 한다. 이러한 제어부(150)는 마이컴, 마이크로프로세서, 컨트롤러와 같은 제어 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
주지한 제어부(150)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 인체 감지부(130)에서 발생하는 인체 감지신호 및 상기 거리 감지부(140)에서 출력되는 거리감지신호를 입력받기 위한 데이터 입력부(151)와; 상기 데이터 입력부(151)에 의해 인체 감지신호가 전달되면 사고 에너지 계산 알고리즘을 추출하고, 상기 거리감지신호를 상기 사고 에너지 계산 알고리즘에 적용하여 사고 에너지를 계산하는 사고 에너지 계산부(152)와; 상기 사고 에너지 계산부(152)에 의해 계산된 사고 에너지를 메모리(160)에 저장된 위험도 등급도에 대비시켜 위험도 등급을 판정하는 위험도 등급 판정부(153) 및 상기 위험도 등급 판정부(153)에 의해 판정된 위험도 등급의 표시와 경고를 위한 제어신호를 발생하는 위험도 표시 제어부(154)를 구비한다.
표시장치(120)는 주지한 바와 같이 상기 몸체의 소정 위치에 설치되며, 상기 제어부(150)와 연동하여 위험도 등급을 표시해주게 된다.
메모리(160)는 사고 에너지를 계산하기 위한 사고 에너지 계산 알고리즘과, 계산된 사고 에너지에 대응하는 위험도 등급을 판정하기 위한 위험도 등급도가 저장되는 데, 여기서 사고 에너지 계산 알고리즘은 전술한 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 문헌 1 이나 문헌 2에 이미 알려진 사고 에너지 계산 알고리즘에 거리 값을 변수로 적용할 수 있도록 하여 사용하는 것이 바람직하다.
위험도 등급 경고부(170)는 상기 제어부(150)의 제어에 따라 아크-플래시에 대응하는 위험도 등급을 시청각으로 표시해주는 역할을 한다.
이러한 위험도 등급 경고부(170)는 위험도 등급을 다양한 컬러의 시각으로 표시해주는 경고 램프와, 상기 위험도 등급을 음성으로 변환하는 음성 변환기 및 상기 음성 변환기에서 변환된 위험도 등급 음성을 외부에 송출하는 스피커를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템은, 시스템에 전원이 공급되고 동작이 시작되면, 인체 감지부(130)에서 인체 감지 동작을 시작한다. 여기서 인체 감지부(130)는 인체 검출 가능한 영역을 설정하고, 그 영역 내에서만 인체를 검출한다.
인체 검출 동작이 시작되는 상황에서, 수배전반의 경고문에 표시된 주의 사항에 표시된 위험도 등급에 대응하는 개인안전보호구를 착용한 작업자가 활선 작업을 하는 경우, 전압-전류 변동과 같은 전기 계통 변화, 그리고 수배전과의 근접 거리 변화에 따라 작업자에게 미치는 사고 에너지 영향을 달라질 수 있다. 특히 사고 에너지가 이전 설정된 위험도 등급보다 커진 경우에는 활선 작업을 하는 작업자는 개인안전보호구를 착용하였다 하여도 아크-플래시에 의해 전기 사고를 당할 우려가 있다.
따라서 본 발명은 이러한 주변 환경 변화에 따른 사고 에너지의 변동을 실시간으로 계산하고, 그 계산한 사고 에너지에 대응하는 위험도 등급을 실시간으로 가변하여 시청각으로 경고해줌으로써, 활선 작업을 하는 작업자가 개인안전보호구를 변경하거나 위험을 인지하고 작업을 중지한 후 수배전반으로부터 안전한 거리로 대피토록 하여 안전을 도모할 수 있도록 하고자 한 것이다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
인체 감지부(130)는 인체 검출 가능한 영역 내에 인체가 존재하는지를 검출하게 되고, 그 검출 결과 인체가 검출되면 제어부(150)에 인체 감지 신호를 전달한다.
제어부(150)는 인체 감지부(130)에 의해 인체가 감지되면 거리 감지부(140)를 통해 인체와 수배전반 간의 거리를 검출한다. 여기서 거리 감지부(140)는 주지한 바와 같이 다양한 거리 감지 방식 중 어느 하나를 이용하여 인체와 수배전반 간의 거리를 검출하게 된다. 실제로 수배전반에 설치된 복수의 거리 감지부가 동시에 동작을 하나, 거리 감지 신호는 인체가 검출된 영역에 존재하는 거리 감지 센서에서만 거리 감지 신호가 발생한다. 만약, 작업자가 다수이고 이러한 작업자가 수배전반의 여러 방향에서 작업을 하게 되면 다수의 거리 감지 센서(거리 감지부)에서 다수의 거리 감지 신호가 발생하는 데, 이 경우에 제어부(150)는 다수의 거리 감지 신호 중 가장 가까운 거리 값을 기준으로 사고 에너지를 계산한다.
제어부(150)의 데이터 입력부(151)는 인체 감지 신호가 발생하면 사고 에너지 계산부(152)에 인체 감지 신호를 전달하여 사고 에너지 계산이 이루어지도록 하며, 사고 에너지 계산부(152)는 인체 감지 신호가 전달되면 메모리에 저장된 사고 에너지 계산 알고리즘을 추출하고, 추출한 사고 에너지 계산 알고리즘에 거리 감지부(140)에서 감지한 거리 감지 신호 즉, 거리 값을 변수로 적용하여 사고 에너지를 계산하게 된다. 사고 에너지 계산 알고리즘은 기존 IEEE 1584 또는 NFPA 70E에 제시된 사고 에너지 계산 알고리즘에 거리 값이 가중치로 적용되는 변형된 사고 에너지 계산 알고리즘이다. 가중치는 인체와 수배전반의 거리가 가까우면 가까울수록 가중치가 높도록 설정되고, 이와 반대의 경우는 가중치가 낮아지도록 설정하는 것이 바람직하다. 따라서 거리가 가까우면 사고 에너지값이 커지고, 상대적으로 거리가 멀수록 사고 에너지값이 작아지는 형태가 된다.
이러한 과정을 통해 사고 에너지를 계산하게 되면, 위험도 등급 판정부(153)에서 메모리에 저장된 위험도 등급도와 계산된 사고 에너지를 비교하여, 위험도 등급을 판정하게 된다. 여기서 위험도 등급도는 IEEE 1584에 제시된 위험도 등급 또는 NFPA 70E에 제시된 [표1]과 같은 위험도 등급을 그대로 채택하여 사용한다.
위험도 등급이 판정되면 위험도 표시 제어부(154)는 위험도 등급 경고부(170)에 위험도 등급을 경고하기 위한 제어 신호를 전달함과 동시에 표시장치(120)에 위험도 등급 관련 표시정보를 전달한다.
수배전반(100)의 함체 외부에 설치된 표시장치(120)는 전달되는 위험도 등급 관련 표시정보에 기반하여, 위험도 등급, 아크-플래시 에너지 량(사고 에너지) 및 그에 대응하는 개인안전보호구 체계 정보 등을 표시해준다. 이로써 작업자는 표시 장치(120)를 통해 위험도 등급을 실시간으로 확인하고, 개인안전보호구를 위험도 등급에 맞게 변경하여 착용하거나 활선 작업을 중지하고, 수배전반으로부터 안전한 거리까지 이동하여 아크-플래시로 인한 전기 사고를 예방하게 된다. 여기서 표시장치(120)에 표시되는 위험도 등급은 실시간으로 작업자와 수배전반과의 거리에 따라 변경되므로, 작업자가 표시장치(120)에 표시되는 위험도 등급을 확인하기 위해서 표시장치(12)에 근접하게 되면 실제 작업자가 작업하는 거리와 다른 거리에 대한 위험도 등급이 표시될 수 있다. 따라서 이러한 경우를 대비하여 본 발명은 제어부(150)에 실시간으로 거리에 따라 산출한 위험도 판정 등급 및 그에 대응하는 개인안전보호구 체계를 메모리(160)에 지속적으로 저장하고, 사용자가 입력부(도면에는 도시하지 않았으나, 별도의 입력장치가 구비되는 것으로 간주함)를 통해 검색 기능을 입력하면, 최소 거리부터 작업자가 검출된 최대 거리까지의 산출한 위험도 판정 및 개인안전보호구 체계를 저장된 역순으로 디스플레이해준다. 가장 늦게 저장한 위험도 등급(최소 거리의 위험도 등급)을 먼저 표시해준다. 이로써 작업자는 자신이 작업할 거리를 확인하고, 그에 맞는 위험도 등급을 확인한 후 대응하는 개인안전보호구를 착용하고, 작업을 함으로써 아크-플래시에 의해 발생하는 안전 사고를 최소화할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 다른 특징으로서 작업자가 표시장치(120)로 직접 가지 않고서도 현재의 작업 위치에서 실시간으로 위험도 등급을 알 수 있다는 것이다.
예컨대, 위험도 등급 경고부(170)는 위험도 등급이 산출될 때마다 실시간으로 제어부(150)로부터 위험도 등급 표시 제어신호를 전달받게 되며, 이렇게 전달받은 위험도 등급 표시 제어신호를 경고 램프를 통해 표시해준다. 여기서 경고 램프는 위험도 등급에 맞는 컬러로 점등되는 경고 램프를 의미한다. 예컨대, 위험도 등급이 최대 등급일 경우(NFPA 70E 기준 4등급), 빨간색 컬러로 점등되고, 3등급일 경우에는 주홍색 컬러로 점등되고, 2등급일 경우에는 분홍색 컬러로 점등되고, 1등급일 경우에는 청색 컬러로 점등되고, 0등급일 경우에는 녹색 컬러로 점등된다.
따라서 작업자는 현재 작업 위치에서 표시장치(120)를 확인하지 않고서도 실시간으로 위험도 등급을 알 수 있으며, 그에 대응하는 개인안전보호구를 착용하고 작업을 수행함으로써, 아크-플래시에 대한 전기 사고를 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 위험도 등급 경고부(170)는 위험도 등급 표시 제어신호를 전달받게 되면, 전달받은 위험도 등급을 음성 신호로 변환하고, 스피커를 통해 위험도 등급을 송출해주게 된다. 예컨대, "위험도 등급 4", "위험도 등급 3" 등과 같은 음성이 송출된다.
따라서 작업자는 현재 작업 위치에서 표시장치(120)를 확인하지 않고서도 실시간으로 위험도 등급을 알 수 있으며, 그에 대응하는 개인안전보호구를 착용하고 작업을 수행함으로써, 아크-플래시에 대한 전기 사고를 최소화할 수 있게 된다.
이상 상세히 설명한 본 발명은, 수배전반에 근접하는 인체를 감지하고, 감지된 인체와 수배전과의 거리에 따라 아크-플래시(사고 에너지) 사고에 대한 위험도 등급을 실시간으로 계산하여 경고해줌으로써, 작업자가 안전성을 확보할 수 있도록 도모해주게 된다. 또한, 수배전반에 근접하는 인체를 감지하고, 감지된 인체와 수배전과의 거리에 따라 아크-플래시(사고 에너지) 사고에 대한 위험도 등급을 실시간으로 계산하여 시청각으로 표시해줌으로써, 작업자가 직접 수배전반에 구비된 표시장치를 확인하지 않고서도 원거리에서 위험도 등급을 확인할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100… 수배전반
120… 표시장치
130… 인체 감지부
140… 거리 감지부
150… 제어부
151… 데이터 입력부
152… 사고 에너지 계산부
153… 위험도 등급 판정부
154… 위험도 표시 제어부
160… 메모리
170… 위험도 등급 경고부

Claims (3)

  1. 수배전반의 몸체 소정 위치에 설치되어, 인체를 감지하는 인체 감지부와;
    상기 몸체의 소정 위치에 설치되어, 감지된 인체와의 거리를 검출하는 거리 감지부와;
    사고 에너지를 계산하기 위한 사고 에너지 계산 알고리즘과, 계산된 사고 에너지에 대응하는 위험도 등급을 판정하기 위한 위험도 등급도가 저장된 메모리와;
    상기 인체 감지부에 의해 인체가 감지되면 상기 메모리로부터 사고 에너지 계산 알고리즘을 추출하고, 상기 사고 에너지 계산 알고리즘에 상기 거리 감지부에서 검출한 거리 값을 적용하여 사고 에너지(아크-플래시)를 산출하며, 산출한 사고 에너지를 위험도 등급도에 대비시켜 위험도 등급을 판정한 후, 위험도 등급 표시를 제어하는 제어부와;
    상기 몸체의 소정 위치에 설치되며, 상기 제어부와 연동하여 위험도 등급을 실시간으로 표시해주는 표시장치와;
    상기 제어부의 제어에 따라 아크-플래시에 대응하는 위험도 등급을 시청각으로 표시해주는 위험도 등급 경고부를 포함하며,
    상기 인체 감지부는 인체 검출 가능한 영역을 설정하여 그 영역 내에서만 인체를 검출하는 것을 특징으로 하는 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 위험도 등급 경고부는,
    위험도 등급을 다양한 컬러의 시각으로 표시해주는 경고 램프와;
    상기 위험도 등급을 음성으로 변환하는 음성 변환기와;
    상기 음성 변환기에서 변환된 위험도 등급 음성을 외부에 송출하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 인체 감지부에서 발생하는 인체 감지신호 및 상기 거리 감지부에서 출력되는 거리감지신호를 입력받기 위한 데이터 입력부와;
    상기 데이터 입력부에 의해 인체 감지신호가 전달되면 사고 에너지 계산 알고리즘을 추출하고, 상기 거리감지신호를 상기 사고 에너지 계산 알고리즘에 적용하여 사고 에너지를 계산하는 사고 에너지 계산부와;
    상기 사고 에너지 계산부에 의해 계산된 사고 에너지를 메모리에 저장된 위험도 등급도에 대비시켜 위험도 등급을 판정하는 위험도 등급 판정부와;
    상기 위험도 등급 판정부에 의해 판정된 위험도 등급의 표시와 경고를 위한 제어신호를 발생하는 위험도 표시 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전반의 아크-플래시 보호 시스템.

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