KR101523308B1 - 확장형 다채널 전력측정 장치 - Google Patents

확장형 다채널 전력측정 장치 Download PDF

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KR101523308B1
KR101523308B1 KR1020150056389A KR20150056389A KR101523308B1 KR 101523308 B1 KR101523308 B1 KR 101523308B1 KR 1020150056389 A KR1020150056389 A KR 1020150056389A KR 20150056389 A KR20150056389 A KR 20150056389A KR 101523308 B1 KR101523308 B1 KR 101523308B1
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배윤호
신문수
김승영
김세진
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주식회사 에코스
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Abstract

본 발명은 다채널로 확장 가능한 전력측정 장치에 관한 것으로, 분전반과 같은 전력분배장치 등에 설치되어 각각의 전력을 측정할 수 있으며, 확장가능하여 현장 상황에 대처할 수 있는 전력측정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위한 확장형 다채널 전력측정장치는 본체부(10)와 상기 본체부(10)에 결?되어 확장되는 확장부(20) 및 확장부(20)의 일측에 결합되는 마감캡(30)으로 구성되고, 복수개의 전력선의 전력량을 측정하기 위해, 본체부(10)에 확장부(20)를 추가 결합하여 확장가능한 것을 특징으로 한다.

Description

확장형 다채널 전력측정 장치{AN EXPANSION TYPE MULTI-CHANNEL POWER MEASURING DEVICE}
본 발명은 다채널로 확장 가능한 전력측정 장치에 관한 것으로, 분전반 또는 배전반과 같은 전력분배장치 등에 설치되어 각각의 전력을 측정할 수 있으며, 확장가능하여 현장 상황에 대처할 수 있는 전력측정 장치를 제공하고자 한다.
일반적으로 전력측정 장치는 전력이 공급되는 전력선과 연동하여 설치된다.
그러나, 분전반 또는 배전반 등의 전력분배장치와 같은 복합설비에 적용될 경우 각각의 측정장치를 별도로 설치해야 하기 때문에, 그 구성이 복잡할 뿐만 아니라 전력분배장치의 경우 전력선을 복수개의 분기선으로 분배해주게 된다.
이때, 각각의 전력선에 개별적으로 독립된 측정장치를 구비하게 되고 이를 이용하여 각각 측정된 값을 중앙제어장치에 원거리에서 전송하여 전력량을 산출하게 되는 것이다.
이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1120076호(무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄 전력측정 시스템, 이하 '선행기술 1'이라 함) 전력소비량을 3상 4선식 전력공급선의 전력공급 중단없이 무정전으로 측정함과 동시에 병렬연결 구조를 구비한 무정전 병렬형 전력측정장치를 이용하여 복수개의 전력공급선에서 일괄적으로 전력을 측정하는 일괄 전력측정 시스템을 제공함에 있어서, 기 작동중인 소비전력 계측대상 기기에 전류를 공급하는 3상4선의 배선방식 전력공급선 둘레에 설치되어 전력공급선에서 발생된 자기장에 의한 유도전류 값을 검출하는 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서와; 상기 전력공급선의 전력을 입력받는 4개의 접점으로 이루어진 입력 단자와 이 입력단자와 회로연결된 4개의 접점을 가지는 전압측정을 위한 병렬연결용 출력 단자를 구비하여 전력계측 기기 내부 전압 세기를 측정하는 전압 검출부와; 회로연결된 상기 3개의 외부 분리형 자기장 감지센서 및 전압 검추부로부터 입력된 아날로그 자기장 세기 및 전압 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D변환부와; 상기 전압검출부와 체결되어 일부 전력으로 작동 전원을 공급하는 전원 관리부;를 포함하여 구성된 무정전 병렬형 전력측정 장치를 이용한 일괄전력 측정시스템을 개시하고 있다.
또한, 이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1141286호(무정전 다측점 멀티계측기를 통한 개별 소비처별 에너지 소비 모니터링 시스템, 이하 '선행기술 2' 이라 함)및 대한민국 등록특허 제10-1140277호(다중 통신 방식의 무정전 다측점 멀티계측기와 전력량 수집기를 이용한 전력데이터 모니터링 시스템, 이하 '선행기술 2'라 함)은 건물 혹은 시설, 공장 등에서도 온실가스 저감 및 에너지 저감 사업이 가능하도록 배전반(혹은 분전반) 내에서 주 전력선에서 분지된 복수개의 개별 전력선들의 전력 사용량을 측정하는 하나의 다측점 멀티 계측기를 통해 복수개의 계측 포인트별 전력 사용량을 단선없이 무정전 방식으로 측정 후 무선방식으로 전송토록 하고, 원격지에서는 복수개의 다측점 멀티 계측기로부터 자료를 실시간 모니터링하여, 분석된 개별 전력사용처별 전력 소비량 데이터를 이용 해당 건물에 설치된 복수개의 계전기를 개별 제어하여 전력사용처별 에너지 사용량을 절감함과 동시에 온실가스 저감과 에너지 사용량 저감 사업의 데이터로 사용하는 시스템에 관한 기술을 개시하고 있다.
그러나, 이러한 선행기술 들은 개별 또는 복합적으로 적용할 경우 각각 이격시켜 무선통신 등의 방법을 적용하기 때문에 개별제어를 위한 설비가 복잡한 경우가 빈번하게 발생하였으며, 아날로그와 디지털의 신호 변환시 시간적인 차이가 발생하여 실시간 정보를 획득하기 어려워 정확한 동시간대 전력량을 측정하기 어려운 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 분전반 또는 배전반과 같은 전력배선장치에 설치되어 전력측정을 수행하는 것으로 단순한 구조로 제조가 용이하며, 현장 상황에 따라 다양하게 확장하여 적용할 수 있는 전력량 측정장치를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
본 발명의 또다른 목적은 실시간 전력량 측정이 가능하여 측정시간에 따른 오차범위를 줄여 보다 정밀하고 정확한 측정이 가능한 전력량 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해 분전함과 같은 전력분배장치에 적용되는 확장형 다채널 전력측정장치는 전면에 CPU를 포함하는 디스플레이장치(11)가 구비되고, 상기 디스플레이장치(11)와 인접하게 제어패널(12)이 구비되며, 측면에 한쌍의 접속단자(13)가 구비되는 본체부(10)와
상기 본체부(10)에 결합되어 확장되며, 전면 상측에 표시발광부(21)가 구비되고, 좌측면에 본체부(10)의 일측에 형성되는 접속단자(13)와 대응하며 결합되는 소켓부(22)가 형성되며, 상기 소켓부(22)의 반대측 측면에 또다른 확장부가 결합될 수 잇도록 한쌍의 연결단자(23)가 형성되는 확장부(20)로 구성되고, 다회선의 전력선을 측정하기 위해, 본체부(10)에 확장부(20)를 결합하여 확장할 수 있는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치를 제공하게 된다.
이때, 상기 본체부(10) 또는 확장부(20)의 일측에는 접속단자(13) 및 연결단자(23)를 보호하기 위한 마감캡(30)이 더 구비된다.
또한, 상기 본체부(10)와 확장부(20)의 배면부에는 현장설치가 용이하도록 플레이트(40)가 더 구비되고, 상기 본체부(10)의 전면하단에는 신호케이블 등의 접속상태를 확인할 수 있는 결선확인홀(14)이 복수개 형성되고, 저면에는 결선확인홀(14)과 대응되는 위치에 신호케이블 등을 접속하기 위해 본체부(10)에 내삽시킬 수 있는 케이블인입홀(15)이 복수개 형성된다.
또한, 상기 확장부(20)의 전면 하단부에는 복수개의 결선확인홀(24)이 형성되며, 저면부에는 결선확인홀(24)과 대응되는 위치에 케이블인입홀(25)이 형성되며, 상기 본체부(10)의 배면에는 플레이트(40)의 일부분을 내삽할 수 있도록, 내측으로 함몰된 형상으로 형성되어 현장설치시 플레이트(40)를 내삽하여 설치가 용이하도록 하는 플레이트결합홈(16)이 더 형성되고, 확장부(20)의 배면에도 본체부(10)의 플레이트결합홈(16)과 동일한 형상의 플레이트결합홈(26)이 더 형성된다.
상기와 같은 본체부(10)에는 데이터를 저장할 수 있는 메모리부(11a)와 외부와 유선 또는 무선통신을 수행할 수 있는 통신드라이버(11b)가 더 구비되며, 디스플레이장치(11)에 일체형으로 구비되거나, 개별적으로 구비되고, 상기 본체부(10)에는 복수개의 신호케이블을 결합할 수 있는 터미널단자(17a)가 구비되며, 가각의 터미널단자(17a)는 스위치부(17b)를 통하여 신호변환부(18)에서 아날로고 신호를 디지털 신호로 변환하거나 디지털 신호를 아난로그 신호로 변환하여 CPU에 전송하게 된다.
또한, 상기 본체부(10)에는 동작을 위한 전원부(19)가 더 구비되는데, SMPS(Switching Mode Power Supply)가 적용되어 효율성과 내구성을 높이며, 소형 및 경량화가 가능하도록 하며, 상기 본체부(10)에 결합되는 확장부(20)는 복수개의 터미널단자(27a)가 구비되고, 상기 각각의 터미널단자(27a)는 스위치부(27b)를 통하여 신호변환부(28)를 거쳐 소켓부(22)와 본체부(10)의 접속단자(13)를 거쳐 신호를 본체부(10)에 전송하게 되며, 상기 접속단자(13)와 소켓부(22)는 복수개의 신호를 전송할 수 있도록 BUS타입의 통신방식을 적용한 통신라인과 전원을 공급하기 위한 전원공급라인을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치를 제공함으로써, 본 발명의 목적을 보다 잘 달성할 수 있는 것이다.
본 발명의 확장형 다채널 전력측정 장치를 제공함으로써, 현장 상황에 따라 다양하게 확장하여 적용할 수 있는 전력량 측정장치를 제공하는 효과가 있으며, 실시간 전력량 측정이 가능하여 측정시간에 따른 오차범위를 줄여 보다 정밀하고 정확한 측정이 가능한 전력량 측정장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 본체부(10)의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 본체부(10)의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 본체부(10)의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 확장부(20)의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 확장부(20)의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 확장부(20)의 저면도이다.
도 8은 본 발명의 확장부(20)의 좌측면도이다.
도 9는 본 발명의 확장부(20)의 우측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시를 도시한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 내부 구성을 도시한 구성도이다.
이하에서 본 발명의 확장형 다채널 전력측정 장치 및 그 시스템을 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 구성을 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 본체부(10)의 사시도, 도 3은 본 발명의 본체부(10)의 정면도, 도 4는 본 발명의 본체부(10)의 저면도, 도 5는 본 발명의 확장부(20)의 사시도, 도 6은 본 발명의 확장부(20)의 정면도, 도 7은 본 발명의 확장부(20)의 저면도, 도 8은 본 발명의 확장부(20)의 좌측면도, 도 9는 본 발명의 확장부(20)의 우측면도 및 도 10은 본 발명의 실시를 도시한 예시도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 확장형 다채널 전력측정장치는 본체부(10)와 상기 본체부(10)에 결?되어 확장되는 확장부(20) 및 확장부(20)의 일측에 결합되는 마감캡(30)으로 구성된다.
또한, 상기 본체부(10)와 확장부(20)의 배면부에 결합되는 플레이트(40)가 더 구비된다.
상기와 같은 본체부(10)는 전면에 CPU를 포함하는 디스플레이장치(11)가 구비되고, 상기 디스플레이장치(11)와 인접하게 제어패널(12)을 구비하며, 측면에 한쌍의 접속단자(13)가 구비된다.
또한, 상기 본체부(10)의 전면하단에는 신호케이블 등의 접속상태를 확인할 수 있는 결선확인홀(14)이 복수개 형성되고, 저면에는 결선확인홀(14)과 대응되는 위치에 신호케이블 등을 접속하기위해 본체부(10)에 내삽시킬 수 있는 케이블인입홀(15)이 복수개 형성된다.
또한 배면에는 플레이트(40)의 넓이에 대응되는 플레이트결합홈(16)이 더 형성된다.
보다 상세하게 설명하면, 본체부(10)의 배면에 플레이트(40)의 일부분을 내삽할 수 있도록 내측으로 함몰된 형상으로 형성되어 현장 설치시 본체부(10)를 플레이트(40)에 내삽하여 설치가 용이하도록 하기 위한 것이다.
이는 현장 설치시 신속한 작업을 수행하기 위함과 동시에 수평 및 수직 설정이 용이하도록 하기 위한 것이다.
상기 본체부(10)에 확장결합되는 확장부(20)는 전면 상측에 표시발광부(21)가 구비되고, 좌측면에 본체부(10)의 일측에 형성되는 접속단자(13)와 대응하며 결합되는 소켓부(22)가 형성된다.
또한, 상기 소켓부(22)가 형성된 반대측 측면인 우측면에는 또다른 확장부(20)가 결합될 수 있도록 한쌍의 연결단자(23)가 형성되고, 전면 하단부에는 복수개의 결선확인홀(24)이 형성되며, 저면부에는 결선확인홀(24)과 대응되는 위치에 케이블인입홀(25)이 형성된다.
또한, 배면부에는 본체부(10)와 동일한 형상의 플레이트결합홈(26)이 더 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본체부(10)와 확장부(20)는 현장상황에 따라 본체부(10) 단독으로 사용하거나, 전력값을 측정해야 하는 전력선의 수에 따라 일개 내지 복수개의 확장부(20)를 연장하여 사용하게 된다.
이러한 본체부(10)의 접속단자(13) 및 확장부(20)의 연결단자(23)가 형성된 측면에는 상황에 따라 마감캡(30)이 더 결합될 수 있다.
여기서, 상기 마감캡(30)은 외부로 돌출된 접속단자(13) 또는 연결단자(23)를 보호하기 위한 것으로 접속단자(13) 및 연결단자(23)를 내포하도록 하는 것이다.
보다 상세하게 설명하면, 본체부(10) 및 확장부(20)의 일측에 접속단자(13) 및 연결단자(23)를 내포하도록 결합하여 더이상 확장연결이 없을 경우 마감하는 역할을 하게 되는 것이다.
상기와 같이 형성된 본체부(10) 및 확장부(20)는 현장 상황에 따라 복수개를 연장하여 설치할 수 있는데, 이때, 앞서 설명하면 플레이트(40) 상에 횡측방향으로 연장하여 설치하게 된다.
상기와 같은 플레이트는 양측 단부가 '└' 형상으로 절곡된 절곡부(41)가 형성되고, 중앙부에는 타원형으로 타공된 결합홈(42)이 형성된다.
이때, 상기 절곡부(41)는 본체부(10) 및 확장부(20)의 배면에 각각 형성되는 플레이트결합홈(16, 26)에 내삽되어 결합되는 것이다.
또한, 상기 결합홈(42)은 현장 설치시 플레이트(40)를 현장에 체결하기 위한 것으로, 볼트 등의 체결부재가 결합되는 것이다.
상기와 같이 구성되는 본체부(10)와 확장부(20)는 현장설치 시 각각 복수개의 신호케이블(50)이 결선될 수 있도록 하는 것으로, 상기 신호케이블(50)은 전류 및 전압을 측정할 수 있는 측정부재가 구비되는 것이다. 여기서 상기와 같은 측정부재는 전류 및 전압을 측정할 수 있는 것은 무엇이든 가능하나 본 설명에서는 클램프타입의 측정부재를 예로 도시하여 설명하도록 한다.
이와 같은 본체부(10)와 확장부(20)는 전력배전반과 같이 복수개의 전력선에서 측정된 전류값 및 전압값 등을 입렵받아 본체부(10)에 전송한 후 외부 관리서버 및 관리자에게 전송해주게 되는 것이다.
상기와 같은 본체부(10)와 확장부(20)의 내부 구성은 이하에서 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 11은 본 발명의 내부 구성을 도시한 구성도로서, 이를 참조하여 상세하게 설명하면, 상기 본체부(10)는 CPU를 포함하는 디스플레이장치(11)가 구비되고, 데이터를 저장할 수 있는 메모리부(11a)와 외부와 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있는 통신드라이버(11b)가 더 구비된다.
여기서 상기 메모리부(11a)와 통신드라이버(11b)는 디스플레이장치(11)에 일체형으로 구비되거나 개별적으로 위치하기도 한다.
또한, 복수개의 신호케이블을 결합할 수 있는 터미널단자(17a)가 구비되며, 각각의 터미널단자(17a)는 스위치부(17b)를 통하여 신호변환부(18)에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하거나 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 CPU에 전송하도록 한다.
여기서, 상기 신호변환부(18)는 통상의 ADC(Analog-Digital Converter)을 적용하여 전압 또는 전류값을 아날로그 또는 디지털로 변환하는 것이다.
또한, 동작을 위한 전원부(19)가 구비되는데, 본 발명에서는 SMPS(Switching Mode Power Supply)가 적용되어 효율성과 내구성이 높으며 소형 및 경량화가 가능하도록 한다.
상기와 같이 구성된 본체부(10)에 결합되는 확장부(20)는 복수개의 터미널단자(27a)가 구비되고, 상기 각각의 터미널단자(27a)는 스위치부(27b)를 통하여 신호변환부(28)를 거쳐 본체부(10)에 신호를 전송하게 된다.
이때, 본체부(10)의 접속단자(13)와 결합되는 소켓부(22)를 통하여 신호를 전송하게 된다.
이와 같은 접속단자(13) 및 소켓부(22)는 복수개의 신호를 전송할 수 있도록 BUS타입의 통신방식을 적용한 통신라인과 전원을 공급하기 위한 전원공급라인을 각각 구비하게 된다.
이는 본체부(10)에서 사용되는 전원을 각각의 확장부(20)에 공급함으로써, 종래의 개별적으로 이격되어 있는 장치들에 전원을 공급하기 위한 별도의 전원 공급장치를 추가로 구비해야 하는 불편함을 해소하기 위한 것이다.
또한, 복수개의 확장부(20)를 적용하여 또다른 확장부(20)를 연동하여 확장할 경우에도 동일한 방법으로 적용하게 되는 것이다.
10 : 본체부 11 : 디스플레이장치
11a : 메모리부 11b : 통신드라이버
12 : 제어패널 13 : 접속단자
14 : 결서확인홀 15 : 케이블인입홀
16 : 플레이트결합홈 17a : 터미널단자
17b : 스위치부 18 : 신호변환부
19 : 전원부 20 : 확장부
21 : 표시발광부 22 : 소켓부
23 : 연결단자 24 : 결선확인홀
25 : 케이블인입홀 26 : 플레이트결합홈
27a : 터미널단자 27b : 스위치부
30 : 마감캡

Claims (10)

  1. 분전반 또는 배전반과 같은 전력 분배 장치 등에 설치되어 전력을 측정할 수 있는 전력측정장치에 있어서,
    전면에 CPU를 포함하는 디스플레이장치(11)가 구비되고, 상기 디스플레이장치(11)와 인접하게 제어패널(12)이 구비되며, 측면에 한쌍의 접속단자(13)가 구비되는 본체부(10);와
    상기 본체부(10)에 결합되어 확장되며, 전면 상측에 표시발광부(21)가 구비되고, 좌측면에 본체부(10)의 일측에 형성되는 접속단자(13)와 대응하며 결합되는 소켓부(22)가 형성되며, 상기 소켓부(22)의 반대측 측면에 또다른 확장부가 결합될 수 있도록 한쌍의 연결단자(23)가 형성되는 확장부(20)로 구성되고, 다회선의 전력선을 측정하기 위해, 본체부(10)에 확장부(20)를 결합하여 확장할 수 있는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부(10) 또는 확장부(20)의 일측에는 접속단자(13) 및 연결단자(23)를 보호하기 위한 마감캡(30)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부(10)와 확장부(20)의 배면부에는 현장설치가 용이하도록 플레이트(40)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부(10)의 전면하단에는 신호케이블 등의 접속상태를 확인할 수 있는 결선확인홀(14)이 복수개 형성되고, 저면에는 결선확인홀(14)과 대응되는 위치에 신호케이블 등을 접속하기 위해 본체부(10)에 내삽시킬 수 있는 케이블인입홀(15)이 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 확장부(20)의 전면 하단부에는 복수개의 결선확인홀(24)이 형성되며, 저면부에는 결선확인홀(24)과 대응되는 위치에 케이블인입홀(25)이 형성되는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 본체부(10)의 배면에는 플레이트(40)의 일부분을 내삽할 수 있도록, 내측으로 함몰된 형상으로 형성되어 현장설치시 플레이트(40)를 내삽하여 설치가 용이하도록 하는 플레이트결합홈(16)이 더 형성되고, 확장부(20)의 배면에도 본체부(10)의 플레이트결합홈(16)과 동일한 형상의 플레이트결합홈(26)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부(10)에는 데이터를 저장할 수 있는 메모리부(11a)와 외부와 유선 또는 무선통신을 수행할 수 있는 통신드라이버(11b)가 더 구비되며, 디스플레이장치(11)에 일체형으로 구비되거나, 개별적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부(10)에는 복수개의 신호케이블을 결합할 수 있는 터미널단자(17a)가 구비되며, 가각의 터미널단자(17a)는 스위치부(17b)를 통하여 신호변환부(18)에서 아날로고 신호를 디지털 신호로 변환하거나 디지털 신호를 아난로그 신호로 변환하여 CPU에 전송하는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    본체부(10)에는 동작을 위한 전원부(19)가 더 구비되는데, SMPS(Switching Mode Power Supply)가 적용되어 효율성과 내구성을 높이며, 소형 및 경량화가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 본체부(10)에 결합되는 확장부(20)는 복수개의 터미널단자(27a)가 구비되고, 상기 각각의 터미널단자(27a)는 스위치부(27b)를 통하여 신호변환부(28)를 거쳐 소켓부(22)와 본체부(10)의 접속단자(13)를 거쳐 신호를 본체부(10)에 전송하게 되며, 상기 접속단자(13)와 소켓부(22)는 복수개의 신호를 전송할 수 있도록 BUS타입의 통신방식을 적용한 통신라인과 전원을 공급하기 위한 전원공급라인을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 확장형 다채널 전력측정장치.
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