KR101584980B1

KR101584980B1 - 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반

Info

Publication number: KR101584980B1
Application number: KR1020150101712A
Authority: KR
Inventors: 김복용; 김성준
Original assignee: (주)서전기전
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2016-01-14

Abstract

본 발명에 따른 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반은 배전반이 내부에 설치되는 컨테이너(Container)와, 상기 컨테이너의 상부에서 컨테이너와 소정 높이 간격을 두고 떨어지며 태양광을 이용하여 전기를 발생함과 동시에 컨테이너로 전달되는 태양광을 차단하여 그늘을 형성하는 태양 전지판, 상기 태양 전지판을 컨테이너의 상단에 고정시키는 지지 프레임, 상기 컨테이너의 내부 공기를 조화시킴과 더불어 컨테이너 내부 온도를 조절하고 컨테이너로 인입되는 자연풍을 조절하는 HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 시스템, 상기 컨테이너의 외부에 설치된 상태에서 상기 태양 전지로부터 발생된 전력을 배터리에 저장하였다가 HVAC 시스템에 공급하는 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System), 상기 컨테이너의 외부에 코팅된 상태에서 컨테이너로 전달되는 태양광을 반사시킴으로써 컨테이너로 전달되는 태양열을 감쇄시켜 컨테이너의 내부 온도를 낮추는 차열 도료, 및 상기 컨테이너의 내부 측면과 상부에 마감 처리되어 컨테이너 내부의 온도가 일정치를 넘어가면 열을 잠열의 형태로 저장하여 내부의 온도를 낮추고, 컨테이너의 내부 온도가 일정치 이하로 떨어지면 잠열의 형태로 저장하고 있던 열을 방출하여 컨테이너의 내부 온도를 일정하게 유지하는 상변화 물질(Phase Change Material)로 이루어질 수 있다.

Description

자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반{HOUSE TYPE SWITCHGEAR HAVING A SELF POWER GENERATION AND CONDITION CONTROL FUNCTION}

본 발명은 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배전반이 내부 설치된 컨테이너의 환경을 배전 설비가 동작하기에 최적의 상태로 유지할 수 있도록 한 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반에 관한 것이다.

일반적으로 학교나 빌딩, 아파트 단지, 또는 공장 등과 같은 집단 수요처에는 변전소로부터 공급되는 특고압을 수전하여 적정한 저전압의 상용 전압으로 변환하기 위해 배전반이 설치된다.

상기 배전반은 무부하 손실 또는 부하 손실에 의한 발열, 차단기 작동 시 소호에 의한 발열, 콘덴서 등 전하 축적에 의한 발열, 전기 기기 동작 시 고유 저항에 의한 발열 등 상시 주위 온도 대비 10도 내지 30도의 온도가 상승된다.

상기 수배전반 내부에는 복수개의 부스바가 구비되는데, 상기 부스바는 구리나 알루미늄으로 제작된 스트립 형태의 전도체로서, 복수 개의 부스바가 볼트 등으로 체결된다.

이러한 수배전반의 내부 공간 온도는 부스바 및 기타 다른 구성에 의해 발생되는 저항열에 의해 고온으로 올라가는데, 이러한 발열은 수배전반을 손상시킬 뿐만 아니라 화재 발생으로까지 이어질 수 있어 수배전반의 발열 상태를 정확하게 측정 및 파악함으로써 대형 사고를 미연에 방지함이 매우 중요하다.

한편, 일반적으로 밀폐된 수배전반에는 열을 외부로 방출시키기 위하여 배기팬을 사용한다.

즉, 열교환기와 같은 장치 없이, 수배전반의 열을 배기팬을 이용하여 강제 순환시킴과 동시에 외부 방출시킴으로써 수배전반을 냉각시키는 방식이다.

하지만, 이러한 배기팬을 이용한 냉각 방식으로는 수배전반을 냉각시키는 데에 한계가 있었다.

한편, 본 발명의 선행 기술로는 출원번호 "10-2014-0032393"호의 "태양광 발전 설비를 이용한 배전반의 멀티 공조 시스템"이 있는데, 상기 태양광 발전 설비를 이용한 배전반의 멀티 공조 시스템은 각종 전력 기기들을 수납하는 배전반 함체 내의 방열 및 환기 장치를 갖는 멀티 공조 시스템에 있어서, 상기 시스템은 배전반 함체의 상부면에 고정 설치되어 배터리 전원과 온도 감지 센서에서 검출된 정보 및 송풍 팬 제어부의 명령에 따라 자동으로 동작하되, 상기 함체 내부의 더운 공기와 먼지를 포집하고 정화하며 적정 온도를 유지하는 제1 무전원정전필터를 갖는 한 쌍의 송풍 장치와, 상기 한 쌍의 송풍 장치 사이에 배치되어 상기 함체의 상부면에 설치되며, 배터리 전원과 온·습도 감지 센서에서 검출된 정보 및 제1/제2 구동 모터 제어부의 명령에 따라 자동으로 동작하되, 상기 함체 내부의 온·습도 변화에 따른 결로 현상을 제거하기 위하여 습기와 먼지를 유도 포집하고 정화하며 적정 온도를 유지하는 제2 무전원 정전 필터를 갖는 환풍 장치를 포함한다.

또한, 상기 배터리 전원은 태양광 발전 설비와, 풍력, 및 연료 전지 시스템의 신재생 에너지를 공급 전원으로 전력 변환하여 축적된 전원이다.

대한민국 특허등록번호 10-1455199 (2014.10.27) 대한민국 실용신안공개번호 20-2009-0001665 (2009.02.20)

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 컨테이너의 상부에 태양 전지를 설치하여 전기를 발생함과 동시에 상기 태양 전지가 그늘을 형성하도록 하여 컨테이너로 전달되는 태양열을 감쇄하고, 상기 태양 전지를 이용하여 발생된 전기를 컨테이너에 설치된 HVAC(Heating, Ventilating, And air Conditioning)에 적용함으로써 컨테이너 내부의 공기를 조절하거나 환기시킬 수 있도록 한 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 본 발명의 또 다른 목적은 대기 냉기를 이용하여 컨테이너의 외벽을 항상 서늘하게 유지할 수 있도록 한 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반을 제공하는 것이다.

또, 본 발명은 배전반이 내부에 설치되는 컨테이너의 외부에 태양광을 반사키는 차열 도료를 코팅하고, 컨테이너의 내벽은 상변화 물질이 함유된 내장재로 마감 처리함으로써 컨테이너의 내부 온도를 배전 설비가 동작하기에 최적의 상태로 유지시킬 수 있도록 한 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반은 배전반이 내부에 설치되는 컨테이너(Container)와, 상기 컨테이너의 상부에서 컨테이너와 소정 높이 간격을 두고 떨어지며 태양광을 이용하여 전기를 발생함과 동시에 컨테이너로 전달되는 태양광을 차단하여 그늘을 형성하는 태양 전지판, 상기 태양 전지판을 컨테이너의 상단에 고정시키는 지지 프레임, 상기 컨테이너의 내부 공기를 조화시킴과 더불어 컨테이너 내부 온도를 조절하고 컨테이너로 인입되는 자연풍을 조절하는 HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 시스템, 상기 컨테이너의 외부에 설치된 상태에서 상기 태양 전지로부터 발생된 전력을 배터리에 저장하였다가 HVAC 시스템에 공급하는 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System), 상기 컨테이너의 외부에 코팅된 상태에서 컨테이너로 전달되는 태양광을 반사시킴으로써 컨테이너로 전달되는 태양열을 감쇄시켜 컨테이너의 내부 온도를 낮추는 차열 도료, 및 상기 컨테이너의 내부 측면과 상부에 마감 처리되어 컨테이너 내부의 온도가 일정치를 넘어가면 열을 잠열의 형태로 저장하여 내부의 온도를 낮추고, 컨테이너의 내부 온도가 일정치 이하로 떨어지면 잠열의 형태로 저장하고 있던 열을 방출하여 컨테이너의 내부 온도를 일정하게 유지하는 상변화 물질(Phase Change Material)로 이루어질 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반은 컨테이너의 상부에 태양 전지를 설치하여 전기를 발생함과 동시에 상기 태양 전지가 그늘을 형성하도록 하여 컨테이너로 전달되는 태양열을 감쇄하고, 상기 태양 전지를 이용하여 발생된 전기를 컨테이너에 설치된 HVAC(Heating, Ventilating, And air Conditioning) 시스템에 적용함으로써 컨테이너 내부의 공기를 조절하거나 환기시킬 수 있다.

또, 본 발명은 대기 냉기를 이용하여 컨테이너의 외벽을 항상 서늘하게 유지할 수 있고, 배전반이 내부에 설치되는 컨테이너의 외부에 태양광을 반사키는 차열 도료를 코팅하고, 컨테이너의 내벽은 상변화 물질이 함유된 내장재로 마감 처리함으로써 컨테이너의 내부 온도를 배전 설비가 동작하기에 최적의 상태로 유지시킬 수 있다.

도면 1은 본 발명의 개념도,
도면 2a는 본 발명에 갖추어진 냉각 수단을 설명하기 위한 컨테이너의 투시도,
도면 2b는 본 발명에 갖추어진 냉각 수단을 설명하기 위한 컨테이너의 측면도,
도면 2c는 컨테이너의 측벽을 설명하기 위한 측벽 절단면도,
도면 2d는 컨테이너의 측벽을 설명하기 위해 측벽을 횡방향으로 자른 횡단면도,
도면 2e는 도면 2d의 'A'영역을 확대한 도면,
도면 3은 배전반 내부의 제어 블록도,
도면 4는 차단기를 구동시키는 기계 장치의 외함에 디지털 기록 장치가 장착된 상태를 도시한 도면,
도면 5는 본 발명에 갖추어진 아크 검출 계전기를 설명하기 위한 배전반의 종단면도,
도면 6은 온도 감시부의 제1 실시예에 대한 제어 블록도,
도면 7은 온도 감시부의 제1 실시예에 구비된 SAW 온도 센서의 사시도,
도면 8은 온도 감시부의 제2 실시예에 대한 제어 블록도,
도면 9는 본 발명에 갖추어진 디지털 기록 장치의 제어 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반은 도면 1에 도시한 바와 같이, 배전반(2)이 내부에 설치되는 컨테이너(1)(Container)와, 상기 컨테이너(1)의 상부에서 컨테이너(1)와 소정 높이 간격을 두고 떨어지며 태양광을 이용하여 전기를 발생함과 동시에 컨테이너(1)로 전달되는 태양광을 차단하여 그늘을 형성하는 태양 전지판(3), 상기 태양 전지판(3)을 컨테이너(1)의 상단에 고정시키는 지지 프레임(5), 상기 컨테이너(1)의 내부 공기를 조화시킴과 더불어 컨테이너(1) 내부 온도를 조절하고 컨테이너(1)로 인입되는 자연풍을 조절하는 HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 시스템(7), 상기 컨테이너(1)의 외부에 설치된 상태에서 상기 태양 전지로부터 발생된 전력을 배터리(9)에 저장하였다가 HVAC 시스템(7)에 공급하는 에너지 저장 시스템(11)(ESS: Energy Storage System), 상기 컨테이너(1)의 외부에 코팅된 상태에서 컨테이너(1)로 전달되는 태양광을 반사시킴으로써 컨테이너(1)로 전달되는 태양열을 감쇄시켜 컨테이너(1)의 내부 온도를 낮추는 차열 도료(13), 및 상기 컨테이너(1)의 내부 측면과 상부에 마감 처리되어 컨테이너(1) 내부의 온도가 일정치를 넘어가면 열을 잠열의 형태로 저장하여 내부의 온도를 낮추고, 컨테이너(1)의 내부 온도가 일정치 이하로 떨어지면 잠열의 형태로 저장하고 있던 열을 방출하여 컨테이너(1)의 내부 온도를 일정하게 유지하는 상변화 물질(Phase Change Material)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 컨테이너(1)의 외벽(19)과 차열 도료(13) 사이에는 단열 도료가 코팅되어 컨테이너(1) 외부와 컨테이너(1) 사이에 열이 전달됨을 방지한다.

상기 에너지 저장 시스템(11)(ESS)은 상기 배터리(9)로부터 출력되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 HVAC에 공급하는 전력 변환 장치(PCS: Power Conversion System)와, 상기 태양 전지로부터 발생된 전기 에너지의 사용 현황을 실시간으로 모니터링하고 집계 데이터를 분석하여 에너지 사용을 조절하는 에너지 관리 시스템(EMS: Energy Management System)을 구비한다.

상기 배터리(9)는 리튬 이온 전지로 이루어짐이 바람직하다.

상기 컨테이너(1)의 측벽은 도면 2a 내지 도면 2d에 도시한 바와 같이, 소정 간격의 측부 공간부(23)를 사이에 두고 서로 마주보게 배치된 외벽(19)과 내벽(21)을 구비하고, 상기 외벽(19)과 내벽(21) 사이에 배치된 측부 공간부(23)에는 측부 공간부(23)의 안쪽에서 지그재그 방향으로 꺽어지면서 외벽(19)과 내벽(21)에 고정 설치되어 외벽(19)과 내벽(21)의 결합을 보강하는 보강 부재(25)가 장착된다.

상기 보강 부재(25)는 열 또는 습기 발생 지점에 접착성이 우수한 에폭시(Epoxy) 접착재를 이용하여 외벽(19)과 내벽(21)에 부착됨이 바람직하다.

또한, 상기 컨테이너(1)의 바닥은 측부 공간부(23)와 연통되는 하부 공간부(27)를 사이에 두고 하부 공간부(27)의 상부에 배치되는 하부 상판(29)과, 하부 공간부(27)의 하부에 배치되면서 지면을 마주보는 하부 하판(31)을 구비하고, 상기 하부 하판(31)에는 대지로부터 발생된 냉기를 하부 공간부(27)로 인입시키는 냉기 인입 구멍(33)이 갖추어진다.

또, 상기 하부 공간부(27)에는 냉기 인입 구멍(33)을 통해 대지로부터 발생된 냉기를 하부 공간부(27) 내부로 끌어들이는 쿨링 팬(35)(Cooling Fan)이 장착된다.

또, 상기 컨테이너(1)의 상부에는 도면 2e에 도시한 바와 같이, 상부 덮개(37)가 갖추어지고 상기 상부 덮개(37)의 가장자리는 컨테이너(1) 바깥으로 돌출되고, 상기 상부 덮개(37)에는 측부 공간부(23)와 연통되는 상부 공간부(39)가 갖추어진다.

또, 상기 컨테이너(1) 바깥으로 돌출된 상부 덮개(37)의 하부에는 상부 공간부(39)와 연통되는 공기 방출 구멍(41)이 갖추어져 하부 공간부(27)와 측부 공간부(23) 및 상부 공간부(39)를 통과한 대지 냉기를 컨테이너(1) 바깥으로 배출시킬 수 있다.

상기 차열 도료(13)는 일반 단열 도료들이 단열 기능을 내기 위해 배합하는 중공 안료를 사용하지 않고, 밀가루보다 더 미세한 무공질의 실리카(Silica)를 배합해 기능을 내는 특수 기능성 차열 도료(13)이다.

상기 차열 도료(13)는 태양열의 가장 많은 열량을 포함하는 적외선 파장대를 가장 효과적으로 분산시켜 열차단 효과를 내도록 설계됐다.

상기 차열 도료(13)는 예를 들어 안료 입자끼리 또는 안료 입자를 도장면에 접착하여 페인트 막을 형성하도록 접착제 역할을 수행하는 바인더(Binder)로서 10 내지 96 중량부의 아크릴 수지와, 입사된 빛을 난반사시키는 1 내지 40 중량부의 파인 세라믹(Fine Ceramic), 1 내지 5 중량부의 실리카(Silica) 안료, 1 내지 5 중량부의 경화제, 및 1 내지 40 중량부의 희석제를 혼합하여 구성할 수 있다.

상기 파인 세라믹은 입사된 빛을 난반사하기 때문에 빛이 통과되지 않고 상기 실리카 안료는 열에 저항함과 동시에 열을 반사한다.

상기 파인 세라믹 입자의 직경은 0.3 마이크로미터(um) 내지 0.7 마이크로미터(um)로 이루어짐이 바람직하고, 상기 차열 도료(13)에는 친환경 도료가 첨가될 수 있다.

상기 구성으로 이루어진 차열 도료(13)는 93%의 높은 반사율을 갖고 에너지 효율을 개선시킬 수 있다.

상기 컨테이너(1)에 코팅되는 차열 도료(13)의 도막 두께는 초미립자로 시공되기 때문에 0.1mm ~ 0.3mm의 도막 두께를 갖는다.

한편, 상기 상변화 물질은 특정한 온도에서 온도 변화 없이 고체에서 액체, 액체에서 기체, 또는 그 반대 방향으로 형상이 변화되면서 많은 열을 흡수 또는 방출할 수 있는 잠열재나, 축열재 또는 열조절 기능을 하는 물질을 의미하는 것으로 자체적으로 주위의 열을 저장하였다가 필요할 때 방출하는 혁신적인 온도 조절 기능 물질이다.

이와 같이, 상변화 물질이 상변화시 동일한 온도를 유지하면서 흡수 또는 방출하는 열을 잠열이라고 하는데, 고체와 액체 간의 상변화와 관련된 열을 융융열이라고 한다.

상변화시 잠열은 에너지 저장에 중요한 역할을 하는데 현열에 비해 잠열은 상변화 온도에서 수십배에서 수백배의 에너지 저장 능력과 방출 능력을 가지기 때문에 기존 현열을 이용하는 에너지 절약 소재들 보다 탁월한 기능을 수행한다.

다양한 온도에서 상변화를 일으키는 물질은 유기 물질과 무기 물질 그리고 자연계에서 얻을 수 있는 식물성으로 분류할 수 있다.

상기 상변화 물질은 수천여종으로 무수히 존재하는데, 상변화 물질 중에서 미국 NASA에 의하면 실질적으로 적용 가능한 물질은 100~200여종이다.

상기 유기 물질의 예로는 탄소와 수소로 이루어진 하이드로카본 계열의 테트라데칸(Tetradecan)과, 옥타데칸(Octadecan), 및 노나데칸(Nonadecan) 등의 물질이 있으며, 무기 물질의 예로는 수화물 형태의 염화칼슘 등이 있다.

한편, 상기 배전반(2)에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 배전반(2)에 내부 설치된 전기 선로의 전압과 전류를 계기용 변압기와 계기용 변류기를 이용하여 검출한 다음 전기 선로에 단락이나 맴돌이 전류가 발생되었을 때 차단기(61)에 트립(Trip) 신호를 전달하여 차단기(61)를 개방시킴으로써 전기 선로의 전류 흐름을 차단하는 보호 계전기(43)와, 상기 배전반(2)의 내부 온도를 감지하는 온도 센서(45), 상기 배전반(2)의 내부 습도를 감지하는 습도 센서(47), 및 상기 보호 계전기(43)를 통해 전기 선로의 전압과 전류를 검출하고 상기 온도 센서(45)와 습도 센서(47)로부터 취득된 아날로그 신호를 디지털값으로 변환함과 더불어 변환된 디지털값을 실제 온도와 습도로 환산하며 외부 단말기(48)로부터 정보 요청이 있을 때 보호 계전기(43)의 동작 상태와 보호 계전기(43)를 통해 검출된 전기 선로의 전압과 전류 및 상기 온도 센서(45)와 습도 센서(47)로부터 취득된 배전반(2)의 내부 온·습도를 인터넷을 통해 외부 단말기(48)에 제공하는 중앙 처리 수단(49)(RTU(Remote Terminal Unit)/Data Logger)이 장착된다.

상기 온도 센서(45)와 습도 센서(47)는 중앙 처리 수단(49)에 하드 와이어(Hard-Wire)로 연결된다.

또한, 상기 보호 계전기(43)는 중앙 처리 수단(49)과 RS-485 통신을 통해 데이터를 교류한다.

상기 배전반(2)에는 도면 3과 도면 4에 도시한 바와 같이, 배전반(2) 내부에 설치된 아크 검출 센서(50)를 이용하여 배전반(2) 내부에서 발생된 아크를 검출하고 상기 아크 검출 센서(50)를 통해 아크가 검출되면 차단기(61)에 트립(Trip) 신호를 전달하여 차단기(61)를 개방시킴으로서 아크를 제거하는 아크 검출 계전기(52)와, 배전반(2) 내부의 전기 접속점의 온도를 측정하는 온도 감시부(51), 및 상기 차단기(61)를 구동시키기 위한 기계 장치(Mechanism)의 외함(117) 또는 차단기반에 차단기(61)의 운전 데이터와 차단기(61)의 이력 정보를 기록하고 트립 코일(119)의 이상 유무를 진단하며 차단기(61)가 동작될 때 발생되는 서지 전류를 검출하는 착탈식 디지털 기록 장치(53)(CB CMD Unit: Circuit Breaker Condition Monitoring & Diagnosis)를 구비한다.

상기 중앙 처리 수단(49)은 온도 감시부(51)로부터 입력된 배전반(2) 내부의 전기 접속점의 온도가 설정된 온도 범위를 벗어나거나 상기 아크 검출 계전기(52)에 의해 배전반(2) 내부에서 아크가 검출되었을 때 경보 신호를 발생하고 상기 온도 감시부(51)와 아크 검출 계전기(52)의 운전 조건을 원격 조종하며 인터넷을 통해 외부 단말기(48)와 연결되었을 때 아크 검출 계전기(52)와 온도 감시부(51)의 동작 상태 및 디지털 기록 장치(53)에 기록된 내용을 인터넷을 통해 외부 단말기(48)에 제공한다.

상기 배전반(2)에는 중앙 처리 수단(49)으로부터 제공된 웹 페이지를 표시하는 디스플레이부(54)가 부가 장착된다.

상기 아크 검출 계전기(52)와 디지털 기록 장치(53)는 이더넷(Ethernet)을 통해 중앙 처리 수단(49)과 접속되고 상기 온도 감시부(51)는 RS485 통신을 통해 중앙 처리 수단(49)에 접속된다.

상기 중앙 처리 수단(49)은 외부 단말기(48)에 정보를 제공하는 웹 서버 기능을 수행하고 Modbus TCP나, Modbus RTU, 또는 인테넷 관련 프로토콜을 사용하여 외부 장치와 접속된다.

또한, 상기 중앙 처리 수단(49)에는 운영체제가 포팅(Porting)됨이 바람직하다.

상기 디지털 기록 장치(53)는 통신 포트(Comm Ports)로서 이더넷(Ethernet) 통신 포트와 RS485 통신 포트를 구비하고, Modbus TCP나 Modbus RTU 통신 프로토콜을 이용하여 중앙 처리 수단(49)과 정보를 주고 받을 수 있다.

상기 디지털 기록 장치(53)는 차단기(61)를 예방 및 진단하는 장치로서 차단기(61) 구동 전압과 전류를 검출하고, 배전반(2) 내 아크 발생 내역을 기록한다.

또한, 상기 디지털 기록 장치(53)는 디지털 기록 장치(53)로부터 전달받은 서지 전류를 분석하여 차단기(61)의 스위치 접점 상태를 진단하는 외부 서버(125)를 더 포함한다.

상기 중앙 처리 수단(49)에는 표준 웹 브라우저가 설치된 단말기가 접속되어 아크 검출 계전기(52)와 온도 감시부(51)의 동작 상태 및 디지털 기록 장치(53)에 기록된 내용을 열람할 수 있다.

또, 상기 디스플레이부(54)는 배전반(2)의 외부 판넬에 부가 장착된다.

상기 중앙 처리 수단(49)은 웹 페이지(Web Page) 기능을 내장하여 배전반(2)의 구성도나 배전반(2)에 온도 센서(45)가 설치된 위치 또는 배전반(2)에 아크 검출 계전기(52)가 설치된 위치를 웹 페이지를 통해 표시 화면으로 구성할 수 있다.

상기 중앙 처리 수단(49)은 온도 감시부(51)나 아크 검출 계전기(52), 또는 디지털 기록 장치(53)로부터 수집된 데이터를 사용자가 기정의한 보고서 틀에 맞춰 기록 및 저장한다.

상기 중앙 처리 수단(49)은 차단기반에 장착 될 수 있다.

또, 상기 중앙 처리 수단(49)은 표준 웹 브라우저(Web Browser)가 내장된 휴대폰이나 PC 또는 태블릿과의 인터넷 접속을 통해 중앙 처리 수단(49)에 의해 취득된 데이터를 실시간으로 감시 및 진단할 수 있다.

상기 디스플레이부(54)에는 이벤트(Event)가 발생되지 않은 평상시 보호 계전기(43)를 통해 읽어들인 전기 선로의 전압과 전류값을 표시할 수 있고, 온도 센서(45)와 습도 센서(47)로부터 취득된 배전반(2)의 내부 온도와 습도를 표시하며, 상기 온도 감시부(51)를 통해 읽어들인 배전반(2) 내부의 전기 접속점의 온도를 표시할 수 있다.

상기 중앙 처리 수단(49)은 전기 선로의 전압 및 전류값과, 배전반(2)의 내부 온도와 습도, 그리고 배전반(2) 내 주요 판넬부의 온도를 디스플레이부(54)에 표시된 배전반(2)의 구성도에 실시간으로 표시한다.

또한, 상기 중앙 처리 수단(49)은 단락 사고나 배전반(2) 내 아크 발생 및 배전반(2)의 온도 상승에 의한 이벤트(Event) 발생 시 보호 계전기(43)가 동작되었을 때 보호 계전기(43)를 모니터링(Monitoring)하는 화면으로 이동한다.

또, 상기 중앙 처리 수단(49)은 이벤트 발생시 아크 검출 계전기(52)와 보호 계전기(43)가 함께 동작되었을 때 디스플레이부(54)에 아크 검출 계전기(52)를 모니터링하는 화면을 자동으로 표시하고, 디스플레이부(54)에 아크 발생 개소를 표시한다.

또, 상기 중앙 처리 수단(49)은 온도 감시부(51)로부터 경보가 발생되었을 때 디스플레이부(54)에 온도 감시부(51)를 모니터링하는 화면을 자동으로 표시한다.

한편, 상기 디지털 기록 장치(53)에 기록 및 저장된 내용은 사용자의 요청이 있을 경우에만 디스플레이부(54)에 디스플레이 된다.

상기 아크 검출 계전기(52)는 도면 5에 도시한 바와 같이, 모선 단락 및 지락 사고시 발생하는 아크 빛을 감지하여 광 신호를 전송하는 적어도 하나 이상의 아크 검출 센서(50)와, 상기 아크 발생으로 인한 이상 전압 및 전류를 감지하여 이상 감지 신호를 전송하는 적어도 하나 이상의 변성기(56), 상기 아크 검출 센서(50) 및 변성기(56)로부터 광 신호와 이상 감지 신호를 전송받아 비교 분석하여 아크 고장 상태 여부를 판별하고, 상기 아크 고장 상태로 판단되면 차단 신호와 아크 소호 동작 신호를 전송하는 아크 보호 모니터(55), AC 전원을 입력받아 DC 전압으로 변환하여 축적하고, 상기 아크 소호 동작 신호를 전송받아 DC 전압을 방전하는 콘덴서 뱅크(57)(CAPACITOR BANK), 상기 콘덴서 뱅크(57)의 DC 고전압을 전송받아 톰슨 코일(THOMSON COIL)에 전류를 흘려 가동 접점을 동작시켜 모선 부스바를 접지시킴으로써 고속으로 아크를 제거하는 아크 소호 장치(59), 및 상기 아크 소호 장치(59)에 의한 아크 제거 후에 차단 신호를 전송받아 주전원을 차단하는 차단기(61)를 포함한다.

상기 온도 감시부(51)는 도면 6에 도시한 제1 실시예와 같이, 외부로부터 수신된 센서 구동 마이크로웨이브(microwave) 신호에 의해 구동되며, 상기 배전반(2) 설비의 미리 정해진 각 접속점의 온도 정보를 포함하는 표면 탄성파(surface acoustic wave)를 각각 미리 정해진 중심 주파수와 해당 대역폭의 신호로 변조하여 송신하는 12개의 SAW 온도 센서(63)와, 상기 12개의 SAW 온도 센서(63)로부터 표면 탄성파를 각각 수신하여 외부로 유선 송출하는 1개의 안테나(65)를 포함한다.

상기 SAW 온도 센서(63)는 도면 7에 도시한 바와 같이, 고유의 탄성 상수와 온도에 따라 진동하여 표면 탄성파를 발생하는 압전 기판(67)과, 상기 센서 구동 마이크로웨이브(microwave) 신호를 무선 수신하는 안테나(69), 상기 안테나(69)를 통해 무선 수신된 센서 구동 마이크로웨이브 신호가 입력되고 입력된 센서 구동 마이크로웨이브 신호에 의해 상기 압전 기판(67)이 해당 점속점의 온도가 높아짐에 따라 점점 낮아지는 주파수로 진동하고 상기 압전 기판(67)의 진동에 의한 주파수를 갖는 표면 탄성파(surface acoustic wave)를 소정의 중심 주파수로 변조하는 인터 디지털 트랜스듀서(71)(inter digital transducer, IDT), 및 상기 인터 디지털 트랜스듀서(71)에 의해 변조된 표면 탄성파를 반사하여 송신하는 반사판(73)을 포함한다.

상기 안테나(65)의 출력단에는 배전반(2)으로부터 수신된 복수개의 표면 탄성파를 동축 케이블(coaxial cable)을 통해 수신받아 멀티플렉싱(multiplexing)하고 멀티플렉싱된 표면 탄성파를 하나의 동축 케이블로 출력하는 멀티플렉서(75)가 장착된다.

또한, 상기 온도 감시부(51)의 제1 실시 예는 센서 구동 마이크로웨이브 신호를 멀티플렉서(75)와 안테나(65)를 통해 SAW 온도 센서(63)로 송신하고, 멀티플렉서(75)로부터 출력되는 표면 탄성파를 수신하여 중앙 처리 수단(49)으로 전송하는 리더(77)가 부가 장착된다.

상기 리더(77)는 송수신을 위한 구성은 물론 내부에 프로세서(processor) 그리고 공진기를 구비하도록 구성될 수 있다.

상기 리더(77)는 각 SAW 온도 센서(63)의 공진기를 이용하여 중심 주파수를 통해 어느 SAW 온도 센서(63)의 온도값(표면 탄성파)이 수신되었는지 파악할 수 있도록 구성된다.

리더(77)는 각 SAW 온도 센서(63)에 대하여 미리 정해진 중심 주파수를 미리 저장하도록 구성된다.

또한, 상기 리더(77)는 프로세서의 제어에 의해 SAW 온도 센서(63)로 센서 구동 마이크로웨이브 신호를 송신하도록 구성되며, 멀티플렉서(75)로부터 표면 탄성파를 수신한다.

상기 리더(77)에 장착된 프로세서는 센서 구동 마이크로웨이브 신호를 생성하고, 멀티플렉서(75)로부터 수신된 표면 탄성파를 디멀티플렉싱하고 디멀티플렉싱된 표면 탄성파 내지는 그를 복조하여 산출한 온도값 자체를 SAW 온도 센서(63)별로 구분한다.

리더(77)는 프로세서에서 SAW 온도 센서(63)별로 구분된 온도값을 중앙 처리 수단(49)으로 전송한다.

여기서, 상기 멀티플렉서(75)가 리더(77) 내에 임베드(embed)되어 구비될 수도 있다.

상기 리더(77)는 멀티플렉서(75)나 중앙 처리 수단(49)과의 인터페이싱(interfacing)을 위해 PC(personal computer) 인터페이스의 일종인 RS232C, RS485, E-NET, CAN, MODE-BUS 등의 범용 통신을 채택하여 통신하도록 구성될 수 있다.

리더(77)는 아날로그 신호를 직접 인출할 수도 있으며, 위 통신 방식중 하나 또는 하나 이상의 조합으로 구성될 수도 있다.

리더(77)의 프로세서는 SAW 온도 센서(63)의 신호를 일반적으로 사용되는 동상(in-phase) 기본 대역에서 직각 위상 샘플 스트림(Quadrature sample stresam)과 더블 헤테로다인 인식(double heterodyne down-conversion)에 대한 시간 영역(time-domain)을 기반으로 분석한다.

또한, 상기 리더(77)의 프로세서는 비연속 푸리에 변환(discrete Fourier transform, DFT)과, 파워 스펙트랄 밀도(power spectral density, PSD), 곡선 맞춤 보간법(curve fit interpolation)을 사용하여 신호를 획득하며 동상(in-phase) 직각 위상 샘플(quadrature sample)을 통하여 분석하도록 구성될 수 있다.

상기 리더(77)의 송수신 모듈은 공진기(reasonator)를 통해 길고 균일한 링-다운 신호를 발생하여 송신하도록 구성되며, 공진기의 Q값은 방사선 저항과 안테나(65) 저항을 고려하여 결정될 수 있다.

또, 상기 온도 감시부(51)는 도면 8에 도시한 제2 실시예와 같이, 배전반(2) 외부에 설치되어 온도를 센싱하고 센싱된 온도에 대응되는 제1 전압값으로 변환하여 송신하며 고유의 어드레스(address)를 갖는 외부 유선 온도 센서 모듈(79)과, 상기 배전반(2) 내부의 적어도 하나 이상의 도체 접속 부위에 설치되어 온도를 센싱하고 센싱된 온도에 대응되는 제2 전압값으로 변환하여 송신하며 고유의 어드레스를 갖는 내부 무선 온도 센서 모듈(81), 상기 외부 유선 온도 센서 모듈(79)로부터 제1 전압값을 수신하고 상기 내부 무선 온도 센서 모듈(81)로부터 제2 전압값을 수신하며, 수신된 제1 전압값과 제2 전압값을 각각 대응되는 외부 온도 및 내부 온도로 변환하는 온도 변환 모듈(83), 상기 배전반(2) 내부의 적어도 하나 이상의 도체 접속 부위에 설치되어 통전 전류를 측정하는 통전 전류 측정용 제2 계기용 변류기(85), 상기 통전 전류 측정용 제2 계기용 변류기(85)의 2차측에 설치되어 상기 통전 전류 측정용 제2 계기용 변류기(85)에서 측정된 통전 전류를 전달하는 관통형 변류기(87), 및 상기 온도 변환 모듈(83)에서 변환된 외부 온도의 시간에 따른 변화량, 상기 온도 변환 모듈(83)에서 변환된 내부 온도의 시간에 따른 변화량, 상기 관통형 변류기(87)를 통해 전달받은 통전 전류의 시간에 따른 변화량을 각각 대비하여 분석하고, 분석 결과에 따라 이상 상태 신호 또는 이상 상태 징후 신호를 중앙 처리 수단(49)으로 출력하는 이상 상태 분석 모듈(89)을 포함한다.

상기 디지털 기록 장치(53)(CB CMD Unit: Circuit Breaker Condition Monitoring & Diagnosis)는 도면 9에 도시한 바와 같이, 보호 계전기(43)가 차단기(61)의 트립 코일(119)을 구동시킬 때 트립 코일(119)로 공급되는 전압을 검출하는 트립 코일 전압 검출부(91)와, 상기 보호 계전기(43)가 차단기(61)의 트립 코일(119)을 구동시킬 때 트립 코일(119)로 공급되는 전류를 검출하는 트립 코일 전류 검출부(93), 제어부(95)의 제어 신호에 따라 복수개의 스위치 중 어느 1개의 스위치를 닫아 상기 트립 코일 전압 검출부(91)와 트립 코일 전류 검출부(93)로부터 입력된 신호 중 어느 1개의 신호를 제어부(95)로 입력시키는 신호 선택부(97), 차단기(61)가 동작할 때 발생되는 서지(Surge) 전류를 측정하는 서지 전류 검출부(99), 상기 신호 선택부(97)를 통해 입력된 트립 코일 전압 검출부(91)에 의해 검출된 트립 코일(119) 전압과 트립 코일 전류 검출부(93)에 의해 검출된 트립 코일(119) 전류를 입력받아 메모리(101)에 기 저장된 트립 코일(119) 전압과 트립 코일(119) 전류를 비교하여 이상 여부를 진단하고 서지 전류 검출부(99)로부터 측정된 서지 전류를 전송부(127)를 통해 외부 서버(125)로 전송하는 제어부(95), 및 차단기(61)가 정상적으로 동작할 때 차단기(61)의 트립 코일(119)에 공급되는 전압 및 전류 데이터와 차단기(61)의 이력 정보와 운전 데이터를 저장하는 메모리(101)로 이루어질 수 있다.

상기 디지털 기록 장치(53)는 서지 전류 검출부(99)로부터 입력된 서지 전류를 분석해 본 결과 차단기(61)의 스위치 접점에 이상이 검출되었을 때 경보를 발생시키고 트립 코일 전압 검출부(91)와 트립 코일 전류 검출부(93)에 의해 검출된 트립 코일(119) 전압과 트립 코일(119) 전류를 메모리(101)에 기저장된 차단기(61)의 트립 코일(119) 전압 및 전류와 비교하여 차이가 발생되었을 때 경보를 발생시키는 경보 발생부(105)를 더 포함한다.

상기 디지털 기록 장치(53)에는 차단기(61)가 동작한 경우에 차단기(61)의 진동 파형을 측정하는 진동 센싱 모듈(107)이 부가 장착되고, 상기 제어부(95)는 진동 센싱 모듈(107)에 의해 측정된 진동 파형과 제어부(95)에 저장된 표준 파형을 비교하여 이상 여부를 판별하며, 상기 제어부(95)에 저장된 표준 파형은 진동 센싱 모듈(107)을 통해 자체적으로 검출한 다음 저장한다.

상기 진동 센싱 모듈(107)은 진동을 감지하는 진동 센서와, 진동 센서로부터 출력되는 소신호를 증폭하는 제1 증폭부, 상기 제1 증폭부로부터 출력되는 신호 중 고주파 성분을 감쇄하는 제1 로우 패스 필터, 및 상기 제1 로우 패스 필터로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부(95)로 전송하는 제1 A/D 변환부를 구비한다.

상기 차단기(61)의 운전 데이터는 차단기(61) 보조 전원의 전압 레벨과, 차단기(61)의 동작 횟수, 차단기(61)의 주위 온도, 차단기(61)의 투입과 개방 동작 사이의 소요 시간, 및 진공 차단기(61)에 장착되는 진공 밸브의 잔여 수명을 포함한다.

상기 운전 데이터와 이력 정보에 포함된 차단기(61)의 제번과 정격 사항은 외부 장치로부터 제어부(95)를 통해 메모리(101)에 저장된다.

상기 디지털 기록 장치(53)는 차단기(61) 보조 전원의 전압 레벨을 측정하여 차단기(61) 보조 전원의 최대값과 최소값을 검출하는 전압 측정 모듈(103)과, 상기 차단기(61)가 개방되거나 폐쇄된 동작 횟수를 카운트(Count)하는 차단기 동작 횟수 카운터(109), 상기 차단기(61)의 주위 온도를 측정하는 온도 측정 모듈(111), 상기 차단기(61)의 투입과 개방 동작간의 소요 시간을 측정하는 소요 시간 감지 모듈(113), 및 진공 차단기(61)에 장착되는 진공 밸브의 잔여 수명을 카운터하는 잔여 수명 카운터 모듈(115)을 더 포함한다.

상기 온도 측정 모듈(111)은 차단기(61) 외부에 장착된 상태에서 주변 온도에 비례하는 전압을 출력하는 온도 센싱부와, 상기 온도 센싱부로부터 출력되는 전압을 증폭하는 제2 증폭부, 상기 제2 증폭부로부터 출력되는 고주파 성분을 감쇄하는 제2 로우 패스 필터, 및 상기 제2 로우 패스 필터로부터 출력되는 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환하는 제2 A/D 변환부로 구성될 수 있다.

또한, 상기 온도 측정 모듈(111)은 차단기(61) 외부에 장착된 상태에서 차단기(61) 주위 온도를 검출하는 디지털 온도 센서(45)로 구성될 수 있고, 상기 제어부(95)는 디지털 온도 센서(45)와 디지털 통신 인터페이스를 통해 디지털 온도 센서(45)로부터 검출된 차단기(61) 주위 온도를 취득할 수 있다.

상기 트립 코일 전압 검출부(91)는 차단기(61)의 트립 코일(119)을 구동시킬 경우에 트립 코일(119)의 양단 전압을 검출한다.

상기 트립 코일 전압 검출부(91)는 트립 코일(119) 양단의 전압차를 증폭하는 제1 차동 증폭기와 상기 제1 차동 증폭기로부터 출력되는 고주파 성분을 감쇄하는 제3 로우 패스 필터로 이루어질 수 있다.

상기 트립 코일 전류 검출부(93)는 차단기(61)의 트립 코일(119)을 구동시킬 경우에 상기 트립 코일(119)에 흐르는 전류를 검출한다.

상기 트립 코일 전류 검출부(93)는 제1 실시 예로서, 트립 코일(119)과 직렬 연결된 상태에서 트립 코일(119)에 흐르는 전류량에 비례하는 전압을 출력하는 션트(Shunt) 저항과, 상기 션트 저항의 양단 전압을 증폭하는 제2 차동 증폭기, 및 상기 제2 차동 증폭기로부터 출력되는 고주파 성분을 감쇄한 다음 출력 신호를 신호 선택부(97)의 입력 단자로 전달하는 제4 로우 패스 필터로 이루어질 수 있다.

상기 트립 코일 전류 검출부(93)는 제2 실시예로서 트립 코일(119)과 직렬 연결된 상태에서 트립 코일(119)에 흐르는 전류를 일정한 비율로 감쇄하여 출력하는 전류 트랜스(121)와, 상기 전류 트랜스(121)로부터 출력되는 전류를 출력 전류에 비례하는 전압으로 변환하기 위해 상기 전류 트랜스(121)의 출력 단자와 직렬 연결된 전류 측정용 저항, 상기 전류 측정용 저항의 양단 전압을 증폭하는 제1 증폭기, 및 상기 제1 증폭기로부터 출력되는 고주파 성분을 감쇄한 다음 출력 신호를 신호 선택부(97)의 입력 단자로 전달하는 제5 로우 패스 필터로 이루어질 수 있다.

상기 제어부(95)는 신호 선택부(97)를 거쳐 입력되는 트립 코일 전압 검출부(91) 또는 트립 코일 전류 검출부(93)로부터 입력된 아날로그 전압을 디지털로 변환하여 트립 코일(119)의 전압과 전류를 검출할 수 있다.

상기 서지 전류 검출부(99)는 계기용 변류기로부터 검출된 전류에서 3상 전류를 합성하는 전류 트랜스(121)와, 상기 전류 트랜스(121)로부터 출력되는 전류와 서지 전류 기준 레벨을 비교하여 서지 전류를 검출하는 레벨 검출부(123)로 이루어질 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반은 컨테이너(1)의 상부에 태양 전지를 설치하여 전기를 발생함과 동시에 상기 태양 전지가 그늘을 형성하도록 하여 컨테이너(1)로 전달되는 태양열을 감쇄하고, 상기 태양 전지를 이용하여 발생된 전기를 컨테이너(1)에 설치된 HVAC(Heating, Ventilating, And air Conditioning)에 적용함으로써 컨테이너(1) 내부의 공기를 조절하거나 환기시킬 수 있다.

또, 본 발명은 대기 냉기를 이용하여 컨테이너(1)의 외벽(19)을 항상 서늘하게 유지할 수 있고, 배전반(2)이 내부에 설치되는 컨테이너(1)의 외부에 태양광을 반사키는 차열 도료(13)를 코팅하고, 컨테이너(1)의 내벽(21)은 상변화 물질이 함유된 내장재로 마감 처리함으로써 컨테이너(1)의 내부 온도를 배전 설비가 동작하기에 최적의 상태로 유지시킬 수 있다.

1. 컨테이너 3. 태양 전지판
5. 지지 프레임 7. HVAC 시스템
9. 배터리 11. 에너지 저장 시스템
13. 차열 도료 19. 외벽
21. 내벽 23. 측부 공간부
25. 보강 부재 27. 하부 공간부
29. 하부 상판 31. 하부 하판
33. 냉기 인입 구멍 35. 쿨링 팬
37. 상부 덮개 39. 상부 공간부
43. 보호 계전기 45. 온도 센서
47. 습도 센서 49. 중앙 처리 수단
51. 온도 감시부 53. 디지털 기록 장치
55. 아크 보호 모니터 57. 콘덴서 뱅크
59. 아크 소호 장치 61. 차단기
63. SAW 온도 센서 65. 안테나
67. 압전 기판 69. 안테나
71. 인터 디지털 트랜스듀서 73. 반사판
75. 멀티플렉서 77. 리더
79. 외부 유선 온도 센서 모듈 81. 내부 무선 온도 센서 모듈
83. 온도 변환 모듈 85. 제2 계기용 변류기
87. 관통형 변류기 89. 이상 상태 분석 모듈
91. 트립 코일 전압 검출부 93. 트립 코일 전류 검출부
95. 제어부 97. 신호 선택부
99. 서지 전류 검출부 101. 메모리
103. 전압 측정 모듈 105. 경보 발생부
107. 진동 센싱 모듈 109. 차단기 동작 횟수 카운터
111. 온도 측정 모듈 113. 소요 시간 감지 모듈
115. 잔여 수명 카운터 모듈 117. 외함
119. 트립 코일 121. 전류 트랜스
123. 레벨 검출부 125. 외부 서버
127. 전송부

Claims

배전반(2)이 내부에 설치되는 컨테이너(1)(Container)와;
상기 컨테이너(1)의 상부에서 컨테이너(1)와 소정 높이 간격을 두고 떨어지며 태양광을 이용하여 전기를 발생함과 동시에 컨테이너(1)로 전달되는 태양광을 차단하여 그늘을 형성하는 태양 전지판(3);
상기 태양 전지판(3)을 컨테이너(1)의 상단에 고정시키는 지지 프레임(5);
상기 컨테이너(1)의 내부 공기를 조화시킴과 더불어 컨테이너(1) 내부 온도를 조절하고 컨테이너(1)로 인입되는 자연풍을 조절하는 HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning) 시스템(7);
상기 컨테이너(1)의 외부에 설치된 상태에서 상기 태양 전지로부터 발생된 전력을 배터리(9)에 저장하였다가 HVAC 시스템(7)에 공급하는 에너지 저장 시스템(11)(ESS: Energy Storage System);
상기 컨테이너(1)의 외부에 코팅된 상태에서 컨테이너(1)로 전달되는 태양광을 반사시킴으로써 컨테이너(1)로 전달되는 태양열을 감쇄시켜 컨테이너(1)의 내부 온도를 낮추는 차열 도료(13);
및 상기 컨테이너(1)의 내부 측면과 상부에 마감 처리되어 컨테이너(1) 내부의 온도가 일정치를 넘어가면 열을 잠열의 형태로 저장하여 내부의 온도를 낮추고, 컨테이너(1)의 내부 온도가 일정치 이하로 떨어지면 잠열의 형태로 저장하고 있던 열을 방출하여 컨테이너(1)의 내부 온도를 일정하게 유지하는 상변화 물질(Phase Change Material)로 이루어지고,
상기 컨테이너(1)의 외벽(19)과 차열 도료(13) 사이에는 단열 도료가 추가로 코팅되어 컨테이너(1) 외부와 컨테이너(1) 사이에 열이 전달됨을 방지하며,
상기 에너지 저장 시스템(11)(ESS)은 상기 배터리(9)로부터 출력되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하여 HVAC 시스템(7)에 공급하는 전력 변환 장치(PCS: Power Conversion System)와,
상기 태양 전지로부터 발생된 전기 에너지의 사용 현황을 실시간으로 모니터링하고 집계 데이터를 분석하여 에너지 사용을 조절하는 에너지 관리 시스템(EMS: Energy Management System)을 구비하고,
상기 컨테이너(1)의 측벽은 소정 간격의 측부 공간부(23)를 사이에 두고 서로 마주보게 배치된 외벽(19)과 내벽(21)을 구비하고,
상기 외벽(19)과 내벽(21) 사이에 배치된 측부 공간부(23)에는 측부 공간부(23)의 안쪽에서 지그재그 방향으로 꺽어지면서 외벽(19)과 내벽(21)에 고정 설치되어 외벽(19)과 내벽(21)의 결합을 보강하는 보강 부재(25)가 장착되며,
상기 컨테이너(1)의 바닥은 측부 공간부(23)와 연통되는 하부 공간부(27)를 사이에 두고 하부 공간부(27)의 상부에 배치되는 하부 상판(29)과,
하부 공간부(27)의 하부에 배치되면서 지면을 마주보는 하부 하판(31)을 구비하고,
상기 하부 하판(31)에는 대지로부터 발생된 냉기를 하부 공간부(27)로 인입시키는 냉기 인입 구멍(33)이 갖추어지며,
상기 하부 공간부(27)에는 냉기 인입 구멍(33)을 통해 대지로부터 발생된 냉기를 하부 공간부(27) 내부로 끌어들이는 쿨링 팬(35)(Cooling Fan)이 장착되고,
상기 컨테이너(1)의 상부에는 상부 덮개(37)가 갖추어지며 상기 상부 덮개(37)의 가장자리는 컨테이너(1) 바깥으로 돌출되고 상기 상부 덮개(37)에는 측부 공간부(23)와 연통되는 상부 공간부(39)가 갖추어지며,
상기 컨테이너(1) 바깥으로 돌출된 상부 덮개(37)의 하부에는 상부 공간부(39)와 연통되는 공기 방출 구멍(41)이 갖추어져 하부 공간부(27)와 측부 공간부(23) 및 상부 공간부(39)를 통과한 대지 냉기를 컨테이너(1) 바깥으로 배출시키고,
상기 차열 도료(13)는 안료 입자끼리 또는 안료 입자를 도장면에 접착하여 페인트 막을 형성하도록 접착제 역할을 수행하는 바인더(Binder)로서 10 내지 96 중량부의 아크릴 수지와, 입사된 빛을 난반사시키는 1 내지 40 중량부의 파인 세라믹(Fine Ceramic), 1 내지 5 중량부의 실리카(Silica) 안료, 1 내지 5 중량부의 경화제, 및 1 내지 40 중량부의 희석제를 혼합하여 구성되며,
상기 배전반(2)에는 내부 설치된 전기 선로의 전압과 전류를 계기용 변압기와 계기용 변류기를 이용하여 검출한 다음 전기 선로에 단락이나 맴돌이 전류가 발생되었을 때 차단기(61)에 트립(Trip) 신호를 전달하여 차단기(61)를 개방시킴으로써 전기 선로의 전류 흐름을 차단하는 보호 계전기(43)와, 상기 배전반(2)의 내부 온도를 감지하는 온도 센서(45), 상기 배전반(2)의 내부 습도를 감지하는 습도 센서(47), 및 상기 보호 계전기(43)를 통해 전기 선로의 전압과 전류를 검출하고 상기 온도 센서(45)와 습도 센서(47)로부터 취득된 아날로그 신호를 디지털값으로 변환함과 더불어 변환된 디지털값을 실제 온도와 습도로 환산하며 외부 단말기(48)로부터 정보 요청이 있을 때 보호 계전기(43)의 동작 상태와 보호 계전기(43)를 통해 검출된 전기 선로의 전압과 전류 및 상기 온도 센서(45)와 습도 센서(47)로부터 취득된 배전반(2)의 내부 온·습도를 인터넷을 통해 외부 단말기(48)에 제공하는 중앙 처리 수단(49)(RTU(Remote Terminal Unit)/Data Logger)이 장착되고,
상기 배전반(2)에는 내부에 설치된 아크 검출 센서(50)를 이용하여 배전반(2) 내부에서 발생된 아크를 검출하고 상기 아크 검출 센서(50)를 통해 아크가 검출되면 차단기(61)에 트립(Trip) 신호를 전달하여 차단기(61)를 개방시킴으로서 아크를 제거하는 아크 검출 계전기(52)와, 배전반(2) 내부의 전기 접속점의 온도를 측정하는 온도 감시부(51), 및 상기 차단기(61)를 구동시키기 위한 기계 장치(Mechanism)의 외함(117) 또는 차단기반에 차단기(61)의 운전 데이터와 차단기(61)의 이력 정보를 기록하고 트립 코일(119)의 이상 유무를 진단하며 차단기(61)가 동작될 때 발생되는 서지 전류를 검출하는 착탈식 디지털 기록 장치(53)(CB CMD Unit: Circuit Breaker Condition Monitoring & Diagnosis)를 구비하며,
상기 중앙 처리 수단(49)은 상기 온도 감시부(51)로부터 입력된 배전반(2) 내부의 전기 접속점의 온도가 설정된 온도 범위를 벗어나거나 상기 아크 검출 계전기(52)에 의해 배전반(2) 내부에서 아크가 검출되었을 때 경보 신호를 발생하고 상기 온도 감시부(51)와 아크 검출 계전기(52)의 운전 조건을 원격 조종하며 인터넷을 통해 외부 단말기(48)와 연결되었을 때 아크 검출 계전기(52)와 온도 감시부(51)의 동작 상태 및 디지털 기록 장치(53)에 기록된 내용을 인터넷을 통해 외부 단말기(48)에 제공하는 것을 특징으로 하는 자체 발전과 상태 조절 기능을 갖춘 하우스형 배전반.
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