KR101587957B1 - 분전반 내의 전원 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 분전반 내의 전원 제어 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 별도의 조명 제어반이 설치될 필요없이 분전반 내에 양방향의 릴레이를 통한 전원 제어를 수행하는 것에 의하여, 조명 제어뿐만 아니라 대기전력 차단이 가능하게 하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는 적어도 하나의 분전반 내부에 구비되어 복수 개의 부하에 공급되는 전원을 제어하는 분전반 내의 전원 제어 시스템이고, 입력단에 R, S, T의 삼상의 전력선과, N 상의 전력선이 접속되는 메인 차단기; 상기 메인 차단기의 출력측인 R, S, T의 삼상과 N상의 출력단에 설치되는 복수 개의 분기 차단기; 상기 복수 개의 분기 차단기와 상기 복수 개의 부하 사이에 각각 연결되는 복수 개의 릴레이; 및 상기 복수 개의 릴레이에 각각 전선을 통한 단자 접속 방식 또는 일면 전선 돌출 방식으로 연결되고, 사용자의 조작에 의하여 개별적으로 또는 적어도 하나의 릴레이를 그룹화하여 스위칭하는 제어부를 포함하는 분전반 내의 전원 제어 시스템을 개시한다.

Description

분전반 내의 전원 제어 시스템{POWER CONTROL SYSTEM IN POWER DISTRIBUTION PANEL}

본 발명의 일 실시예는 분전반 내의 차단기 2차 측에 릴레이를 인근 또는 밀착 설치하여 전원 제어, 조명 제어, 대기전력 차단 및 전기 안전 사고 등이 가능한 분전반 내의 전원 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사무실, 공장, 창고, 가정 등의 건축물에는 전원을 연결하는 조명기구, 컴퓨터, 냉장고, TV, 팩스 등과 같은 각종 가전제품(이하 '전기기기'라 함)이 구비되며, 이러한 전기기기는 분전반이나 전기기기의 전원스위치에 의해 전원이 온(ON)/오프(OFF)된다.

종래의 일반적인 건축물의 옥내에는 일반적으로 분전반과 연결된 전력선에 전기기기가 연결되고, 전력선은 옥내의 배선방식(직렬, 병렬, 복합)에 따라 전선의 가닥수가 각각 다르며, 분전반에서 온/오프되도록 설계되어 있다. 또한, 기존의 전원 제어 시스템은 T/U와 4개의 릴레이가 유니트 단위로 있고, 릴레이의 1면은 T/U와 연결되는 조명제어 시스템을 별도로 구비하고 있다. 따라서, 기존의 차단기와 밀착 또는 인근에 설치가 어렵다. 또한, PCB 기판 위에 형성된 릴레이 전원단자는 릴레이 앞쪽으로 일방향으로 설치되어 있으며, 하나의 PCB 기판에 여러 개의 릴레이가 고정으로 부착되며 기판 내에 배선이 되어 있다.

이와 같이, 종래의 조명제어 시스템에서와 같이 릴레이가 일 방향일 경우 차단기 단자와 릴레이 단자간에 일직선으로 결선이 어렵고, PCB 기판에 여러 개의 릴레이가 고정되어 부착되면 PCB 기판에 고정되어 있어 수리가 쉽지 않고, 수리 시 다른 릴레이의 전원도 모두 차단하여야 한다는 불편함이 존재한다.

또한, 일부 부품이 교체가 불가시 전체를 교체하여 유지 보수 비용이 많이 발생된다는 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-1154249호 '자동 상평형 기능을 가진 삼상 분전반' 등록특허공보 제10-1057982호 '대기전력 차단 분전반'

본 발명의 일 실시예는 별도의 조명 제어반이 설치될 필요없이 분전반 내에 양방향의 릴레이 단자를 통한 전원 제어를 수행하는 것에 의하여, 조명 제어뿐만 아니라 대기전력 차단이 가능한 분전반 내의 전원 제어 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 분전반 내의 전원 제어 시스템은 적어도 하나의 분전반 내부에 구비되어 복수 개의 부하에 공급되는 전원을 제어하는 분전반 내의 전원 제어 시스템이고, 입력단에 R, S, T의 삼상의 전력선과, N 상의 전력선이 접속되는 메인 차단기; 상기 메인 차단기의 출력측인 R, S, T의 삼상과 N상의 출력단에 설치되는 복수 개의 분기 차단기; 상기 복수 개의 분기 차단기와 상기 복수 개의 부하 사이에 각각 연결되는 복수 개의 릴레이; 및 상기 복수 개의 릴레이에 각각 전선을 통한 단자 접속 방식 또는 전선 돌출 방식으로 연결되고, 사용자의 조작에 의하여 개별적으로 또는 적어도 하나의 릴레이를 그룹화하여 스위칭하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 복수 개의 제1 단자를 구비하고, 상기 복수 개의 릴레이는 상기 제1 단자에 전선을 통하여 각각 연결되는 제2 단자를 구비할 수 있다.

상기 제1 단자에 전선을 통하여 각각 연결되는 제3 단자를 구비하는 PCB를 더 포함하고, 상기 제3 단자는 전선을 통하여 상기 제2 단자에 각각 연결될 수 있다.

상기 PCB와 릴레이는 하나의 PCB와 한 개, 두 개 또는 세 개의 릴레이가 연결될 수 있다.

상기 PCB 상의 릴레이는 소켓형으로 구비될 수 있다.

상기 메인 차단기의 R, S, T의 삼상과 각 릴레이의 1차 및 2차 측의 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 복수 개의 릴레이를 개별적으로 스위칭하는 제1 키입력부; 미리 설정된 그룹 설정키를 구비하고, 상기 그룹 설정키의 조작에 의하여 상기 복수 개의 릴레이 중 적어도 하나의 릴레이를 그룹별로 동시에 스위칭하는 제2 키입력부; 상기 분전반이 설치된 건물 내부에 설치되어 상기 건물 내부의 상태 정보를 감지하는 복수의 센서들과의 데이터 송수신을 위한 제1 통신부; 원격 제어를 위한 외부 서버와의 데이터 송수신을 위한 제2 통신부; 상기 R, S, T의 삼상의 각 전류 정보와, 상기 복수의 센서들로부터 수신된 감지 데이터를 기초로 각 구성요소의 동작을 제어하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러를 통하여 처리된 데이터를 저장하는 메모리부; 및 상기 컨트롤러를 통하여 처리된 데이터를 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 분전반 내의 전원 제어 시스템은 분전반 내의 차단기 2차측에 양방향의 릴레이 단자를 설치하고, 차단기 단자와 릴레이 단자를 일치시킴으로써, 시공 또는 설치가 용이하다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 릴레이용 개별PCB에 한 개 이상의 릴레이를 설치가능하고, 릴레이용 개별PCB는 차단기와 제어부 배선의 완전 분리가 용이하고, 유지 보수가 용이하다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 분전반 내의 전원제어를 통하여 조명 제어뿐만 아니라 대기전력 차단 및 전기 안전사고 예방 등이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반 내의 전원 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 분전반 내의 전원 제어 시스템을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 3d는 도 1에서 제어부와 릴레이 간의 연결의 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 4c는 도 1에서 분기 차단기와 릴레이 및 부하 간의 접점 연결의 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 제어부를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반 내의 전원 제어 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 분전반 내의 전원 제어 시스템을 구체적으로 나타내는 도면이며, 도 3a 내지 3d는 도 1에서 제어부와 릴레이 간의 연결의 실시예들을 나타내는 도면이고, 도 4a 내지 4c는 도 1에서 분기 차단기와 릴레이 및 부하 간의 접점 연결의 실시예들을 나타내는 도면이며, 도 5는 도 1의 제어부를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반 내의 전원 제어 시스템(1)은 적어도 하나의 분전반(10) 내부에 구비되어 복수 개의 부하(160)에 공급되는 전원을 제어하는 시스템으로서, 메인 차단기(110), 분기 차단기(120), 릴레이 설치용 개별 PCB(130), 릴레이(132), 배선용 PCB(145), 전류 검출부(150) 및 제어부(140)를 포함한다. 본 전원 제어 시스템(1)은 수배전반에서 분기되는 분전반(10) 또는 분전반(10)에 분기되는 다른 분전반(10), 세대 분전반(10) 등 차단기 2차 측에 소형, 고용량 파워 릴레이 등을 인근 또는 밀착 설치가능하고 차단기의 단자와 릴레이 단자(즉, 제4 단자(133))를 일직선(즉, 양방향)으로 연결하는 시스템이다. 또한, 본 전원 제어 시스템(1)은 MPU, MCU, PLC, CPU 등(즉, 제어부(140))과 연결되는 1개의 배선용 PCB(145) 또는 개별 PCB(130)에 릴레이 제어단자(131)를 부착하여 전원을 제어하게 된다. 또한, 개별 PCB(130) 하부에 상부의 릴레이 제어단자(131)와 병렬로 설치하여 제어단자로 사용할 수도 있다.

상기 메인 차단기(110)의 입력단에는 R, S, T의 삼상의 전력선과, N상 전력선이 접속된다.

상기 분기 차단기(120)는 메인 차단기(110)의 출력측인 R, S, T의 삼상과 N상의 출력단에 복수 개로 설치된다.

상기 메인 차단기(110) 및 분기 차단기(120)는 분전반(10)에 통상적으로 사용되는 장치에 해당되므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 개별 PCB(130)는 복수 개의 분기 차단기(120)와 복수 개의 부하(160) 사이의 배선을 전기적으로 연결하거나 차단하기 위하여, 복수 개의 분기 차단기(120)와 복수 개의 부하(160) 사이의 배선에 설치된다. 즉, 상기 릴레이(132)는 내측에 전류의 끊어지고, 이어짐 또는 방향에 따라 다른 회로를 여닫아 전류의 변화를 중계하는 장치이다. 이러한 복수 개의 개별 PCB(130)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제어부(140)에 구비된 제1 단자(141)에 전선(142)을 통하여 각각 연결되는 제2 단자(131)를 구비한다. 이러한 구성을 통하여 제어부(140)와 선로의 분리가 가능하다. 한편, 상기 개별 PCB(130)에 설치되는 릴레이는 소켓형으로 사용할 수 있고, 이러한 경우 릴레이 고장시 부품 교체 및 유지보수가 더욱 더 용이하게 된다.

상기 릴레이(132)가 단상 부하(160)에 연결되는 경우에는 1개의 선을 제어시 R, S, T상을 제어함이 원칙이다. 본 발명은 도 4a에 도시된 바와 같이 릴레이(132)형태를 분전반(10) 내부에 설치하여 그 구별이 매우 용이하여 R, S, T상에 릴레이 제4 단자(133)를 정확하게 시공할 수 있고, 분기 차단기(120)와 릴레이(132)를 함께 설치하여 유지보수가 용이하다.

또한, 상기 분전반(10) 내부에서의 상의 배치는 좌에서 우로 R, S, T, N, 상하로는 3상 R, S, T, 단상은 R, N, S, N T, N으로 제작되고, 각 상의 부스바는 R, S, T, N상이 각각 흑색, 적색, 청색, 백색으로 되어 구별할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 단상의 분기 차단기(120)의 2선, 즉 상(R, S, T)과 중성선을 모두 제어할 수 있다. 이를 위하여, 도 4b에 도시된 바와 같이, 1개의 분기 차단기(120)에 대하여 개별 PCB(130)에 1극 릴레이를 2개 설치하거나, 개별 PCB(130)에 1개의 2극 릴레이를 설치하여 시공할 수 있다. 이때, 2개의 릴레이가 설치되는 경우에는 1개의 릴레이가 상을 제어하고 또 다른 1개의 릴레이는 중성선을 제어하거나, 릴레이 각각을 동상을 두 회로로 제어할 수 있다. 상기 중성선은 개별 PCB(130) 하부로 관통하여 부하로 연결된다. 또한, 3개의 릴레이가 설치되는 경우에는 2개의 릴레이는 상을 제어하고 또 다른 1개의 릴레이는 중성선을 제어하거나, 릴레이 각각 동상을 세 회로로 제어할 수 있다. 이때, 상기 중성선은 개별 PCB(130) 하부로 관통하여 부하로 연결된다.

또한, 본 발명에서는 도 4c에 도시된 바와 같이 단상 분기 차단기(120)에 2차 측에 개별 PCB(130)에 2개 또는 3개의 릴레이(132)를 이용하여 릴레이 개수에 맞는 회로를 제어할 수 있도록 시공할 수도 있다. 이때, 분기 차단기(120)의 넓이와 릴레이(132) 설치 개수의 넓이를 고려하여 선정되어야 한다.

상기 릴레이(132)는 분기 차단기(120)에 부착되어 요구되는 회로수에 따라 그 개수를 조정할 수 있고 복합적으로 사용가능하다. 또한, 상기 릴레이(132)는 래치 릴레이를 사용할 수도 있는데, 이때는 정전 보상 기능 및 수동 조작이 가능하다.

본 전원 제어 시스템(1)에서의 릴레이(132)는 분기 차단기(120)와 무관하게 제어부(140)에 연결하여 사용할 수 있고, 이런 경우도 매우 초소형으로 제작할 수 있다. 또한, 도 3d에 도시된 바와 같이, 1개의 배선용 PCB(145)에 릴레이를 설치하여 하나의 모듈 형태로도 제작할 수 있다.

상기 배선용 PCB(Printed Circuit Board)(145)는 기판에 선로를 구비하여 제어부(140)와 릴레이(132)를 연결한다. 이를 위하여, 상기 배선용 PCB(145)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 제어부(140)에 구비된 제1 단자(141)에 전선(142)을 통하여 각각 연결되는 제3 단자(146)를 구비한다.

상기 전류 검출부(150)는 메인 차단기(110) 또는 분기 차단기(160)의 R, S, T의 삼상의 각 전류를 검출하는 장치로서, R상의 전류를 검출하기 위한 R상 전류검출부(미도시), S상의 전류를 검출하기 위한 S상 전류검출부(미도시), T상의 전류를 검출하기 위한 T상 전류검출부(미도시)로 구성된다. 상기 R상 전류검출부, S상 전류검출부 및 T상 전류검출부로서는 CT(Current Transformer) 등이 사용될 수 있다.

상기 복수의 개별 PCB는 탈착 가능한 1개의 지지대(149)를 이용하여 복수의 개별 PCB를 단일화할 수 있는 구조로 사용될 수 있다.

상기 제어부(140)는 분전반 내부 또는 외부에 설치가 가능하다. 즉, 상기 제어부(140)의 설치 장소는 상대적으로 자유롭다. 상기 배선용 PCB(145)을 이용한 전선 연결시에는 끝면에 커넥터(147)를 설치하고, 플랫 케이블(148)을 이용하여 분전반 내의 설치 가능하며, 분전반 외부로 인출되어서로 설치가능하다. 이때, 전선(142)은 설치하는 곳 만큼의 선로 길이를 확보하면 분전반 내부 또는 외부에도 설치 가능하다.

상기 제어부(140)는 복수 개의 릴레이(132)에 각각 전선(142)을 통한 단자 접속 방식 또는 일면 전선 돌출 방식으로 연결되고, 사용자의 조작에 의하여 개별적으로 또는 적어도 하나의 릴레이(132)를 그룹화하여 스위칭한다. 이를 위하여 상기 제어부(140)는 복수 개의 제1 단자(141)를 구비하여, 배선용 PCB(145)의 제3 단자(146) 또는 릴레이(132)의 제2 단자(131)에 각각 연결될 수 있다. 상기 제2 단자(131)는 개별 PCB(130) 하부에 병렬 설치하는 것도 가능하다.

이러한 기능을 구현하기 위하여, 상기 제어부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 키입력부(1410), 제2 키입력부(1420), 제1 통신부(1430), 제2 통신부(1440), 메모리부(1450), 디스플레이부(1460) 및 컨트롤러(1470)를 포함한다.

상기 제1 키입력부(1410)는 복수 개의 릴레이(132)를 개별적으로 스위칭하는 장치로서, 이러한 제1 키입력부(140)를 통하여 원하는 위치의 릴레이(132)를 통하여 전원을 선택적으로 스위칭할 수 있다.

상기 제2 키입력부(1420)는 미리 설정된 그룹 설정키를 구비하고, 그룹 설정키의 조작에 의하여 복수 개의 릴레이(132) 중 적어도 하나의 릴레이(132)를 그룹별로 동시에 스위칭하는 장치로서, 이러한 제2 키입력부(1420)를 통하여 정해진 그룹별 릴레이(132)를 한번에 스위칭할 수 있다. 상기 제2 키입력부(1420)는 외출버튼, 외출해제버튼, 출근버튼, 출근해제버튼, 퇴근버튼, 퇴근해제버튼, 취침버튼, 취침해제버튼, 취침모드버튼 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 키입력부(1420)는 미리 설정된 릴레이(132) 그룹을 퇴근버튼의 조작에 의하여 스위칭되도록 적어도 하나의 릴레이(132) 그룹을 설정한 후, 퇴근버튼을 누르면 퇴근버튼에 대응되도록 미리 설정된 그룹 릴레이(132)들이 동시에 스위칭되도록 할 수 있다. 이와 같이 항상 대기전원을 필요로 하는 전기기기들 또는 사용하지 않을 때에는 전원을 차단해야 하는 전기기기들을 각각의 그룹별로 설정하여 간편하게 스위칭할 수 있게 된다. 본 전원 제어 시스템(1)에서는 전류나 전압을 측정하는 방식이 아니라 제2 키입력부(1420)를 통한 그룹별 릴레이(132)의 스위칭 방식을 통하여 대기전력을 차단하는 기능을 구현할 수 있다.

또한, 본 전원 제어 시스템(1)에서는 상기와 같은 대기전력 차단방식과 함께 조명 제어를 병행하여 전원을 제어할 수 있다. 예를 들면, 본 전원 제어 시스템(1)을 이용하면 사무실, 기숙사 등 사람이 상주하지 않는 기간 동안에는 꼭 필요한 전원을 제외한 모든 전원을 일괄 차단할 수 있다. 즉, 사무실의 최종 근무자가 퇴실, 버튼을 누르면 조명, 전열등(꼭 필요한 전열은 제외) 등의 모든 전원을 분전반(10)에서 일괄 차단하여 대기전력 소모를 원천적으로 차단할 수 있다. 예를 들면, 근무자가 부서별 퇴근버튼을 누르면 해당부서의 모든 전등과 전열이(꼭 필요한 전열은 제외) 차단토록 할 수 있고, 출근 시에는 최초 근무자가 출근 버튼를 누르면 일부분이(주요동선 등) 점등되고, 해당부서 버튼을 누르면 해당부서의 전원이 투입되도록 할 수 있다. 이때, 상기 버튼은 다른 이의 오작동을 위해 비밀번호 또는 RF카드에 입력하여 해당부서를 인식하게 할 수 있다. 따라서, 본 전원 제어 시스템(1)은 대기전력 차단 및 조명 제어와 같은 에너지 절감 효과 이외에도 부재중 모든 전원 차단으로 전열기, 냉방기, 다리미 등 화재의 우려가 있는 부하(160)를 망각하여 켜놓는 경우에 화재예방의 효과도 있다. 또한, 본 전원 제어 시스템(1)은 아파트 단독주택 등 세대 분전반(10) 내에 설치하여 일괄 점소등, 에어컨 제어, 대기전력차단, 가스밸브 차단 등에 이용될 수도 있다. 또한, 본 전원 제어 시스템(1)은 제1 키입력부(1410) 및 제2 키입력부(1420)의 조작 및 설정에 의하여 스케줄 제어, 패턴 제어, 센서, 스위치, 밸브 등 입력 신호의 종류에 따라 다양한 방식으로 조명제어를 수행할 수 있다.

또한, 본 전원 제어 시스템(1)은 실내 또는 건축물의 방범 시스템과 연계할 수도 있다. 즉, 최종퇴실자가 방범시스템을 작동시키면 방범시스템이 동작함과 동시에 컨트롤러(1470)에 퇴실신호를 인가하여 제2 키입력부(1420) 중에서 퇴실버튼으로 설정된 릴레이(132)들을 동시에 스위칭하여 전원을 차단시킬 수 있다.

나아가, 상기 제어부(140)는 각 상별 복수의 분기 차단기(120)와 부하(160) 사이의 배선에 설치된 릴레이(132)의 온오프를 시간별로 제어할 수 있는 시간 설정부(미도시)를 포함할 수도 있다. 상기 시간 설정부를 이용하여 부하(160)의 온오프를 제어할 수 있어 전원 차단시간이 일정한 학교, 도서관 등의 기관에 사용할 경우 대기전력, 불필요한 전기설비의 전력소비를 대폭 절감할 수 있다. 이러한 시간 설정부는 제1 키입력부(1410)를 조작하여 각 상별 부하(160)를 선택하고 요일별, 시간별 타이머를 설정하면 각 부하(160)별 타이머정보가 메모리부(1450)에 저장되고, 시간 설정부는 메모리부(1450)에 저장된 각 부하(160)별 타이머정보에 따라 제어신호를 컨트롤러(1470)에 출력하고, 컨트롤러(1470)는 그 제어신호에 따라 각 부하(160)의 릴레이(132)를 제어한다.

상기 제1 통신부(1430)는 분전반(10)이 설치된 건물 내부에 설치되어 건물 내부의 상태 정보를 감지하는 복수의 센서들과의 데이터 송수신을 위한 장치로서, 복수의 센서들과 블루투스, 지그비, RF, DALI, DMX513, RS-232, RS-422, RS-485, WIFI, TCP/IP 프로토콜 등 방식으로 데이터를 송수신한다. 상기 복수 개의 센서는 포토 센서, 동작 감지 센서, 재실 감지 센서, ON/OFF 센서, 적외선 감지센서, 초음파 감지센서, 포토셀, 열감지 센서, 온도 감지 센서, 습도 감지 센서 등을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 센서의 종류를 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 제1 통신부(1430)는 각종 밸브, 각종 스위치 등과 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다.

상기 제2 통신부(1440)는 원격 제어를 위한 외부 서버(170) 또는 중앙 감시반(2)과의 데이터 송수신을 위한 장치로서, 통신망에 정의된 프로토콜 스택(예를 들면, TCP/IP 프로토콜, CDMA 프로토콜)을 기반으로 외부 서버(170) 또는 중앙 감시반(2)과 소정의 통신채널을 연결하고, 외부 서버(170) 또는 중앙 감시반(2)에 구비된 통신 프로그램에 정의된 통신 프로토콜(예를 들면, HTTP(Hyper-Text Transfer Protocol), WAP(Wireless Application Protocol)/ME(Mobile Explorer))을 이용하여 본 전원 제어를 위한 정보를 송수신하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 네트워크의 종류를 한정하는 것은 아니고, 와이파이(wifi) 방식, 지그비(zigbee) 방식, 블루투스(bluetooth) 방식, 3G, 4G, LTE, LTE-A 방식 및 그 등가 방식 등의 다양한 유무선 통신 방식을 적용할 수도 있다. 상기 외부 서버(170) 또는 중앙 감시반(2)은 본 전원 제어 시스템(1)에 대한 원격 감시, 제어 역할을 수행한다. 본 시스템은 원격 감시 및 제어를 위하여 각 분전반(10) 내 제어부(140)에 서버 보드를 설치할 수도 있다. 즉, 본 시스템은 아파트, 단독주택 등 1개의 세대 분전반(10)만 있는 경우 분기 차단기(120) 2차에 릴레이(132)와 소형 서버 보드를 설치한 후 인터넷을 통한 원격감시 제어를 할 수 있다.

상기 메모리부(1450)는 컨트롤러(1470)를 통하여 처리된 데이터를 저장하는 장치로서, RAM, ROM, EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory) 또는 HDD로 구성될 수 있으나, 이는 본 발명은 메모리부(1450)의 종류를 한정하는 것은 아니다. 상기 메모리부(1450)는 본 전원 제어 시스템(1)의 전체적인 제어 및 실행에 필요한 프로그램 등을 저장한다.

상기 디스플레이부(1460)는 컨트롤러(1470)를 통하여 처리된 데이터를 표시하는 장치로서, 사용자의 터치 입력이 가능하도록 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Liquid Emitting Diode), OLED(Organic LED), AMOLED(Active Matrix OLED) 방식을 사용할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(1460)는 각 상별 복수의 분기 차단기(120)와 부하(160) 사이의 배선에 설치된 릴레이(132)의 온오프 상태를 표시한다. 이때, 상기 디스플레이부(1460)는 릴레이(132)의 온오프 상태를 LED 등 별도의 표시수단을 통하여 표시하여 사용자가 용이하게 부하(160)의 상태를 확인할 수 있도록 한다. 또한, 상기 디스플레이부(1460)는 각 상별 총량, 사용량, 잔량 등을 포함한 분전반 정보를 표시할 수 있다. 이때, 상기 각 상별 총량, 사용량 및 잔량은 kW, A 또는 백분율(%) 중 어느 하나 또는 둘이 병기되어 표시될 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(1460)는 제어부(140)의 제어에 의해 데이터를 화면으로 나타내는 디스플레이, 소리로 나타내는 스피커 또는 버저, 빛의 점등 또는 점멸로 나타내는 LED 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 디스플레이부(1460)는 제어부(140)에서 인가되는 제어신호에 따라 컨트롤러(1470)를 통하여 처리된 데이터를 문자, 그래픽, 숫자 등을 포함하는 설정된 소정의 형식으로 표출시켜 관리자가 쉽게 인지할 수 있도록 한다.

상기 컨트롤러(1470)는 R, S, T의 삼상의 각 전류 정보와, 복수의 센서들로부터 수신된 감지 데이터를 기초로 각 구성요소의 동작을 제어한다. 즉, 상기 컨트롤러(1470)는 R, S, T의 삼상의 각 전류 정보를 기초로 상 불평형을 판단하고, 각 부하(160)의 대기전력이나 접지불량 등을 판단한다. 또한, 상기 컨트롤러(1470)는 복수의 센서들로부터 수신된 감지 데이터를 기초로 릴레이(132)를 통한 전원 공급 순위를 설정하거나 센서 등의 점등시간, 시작시간, 종료시간, 취침모드 전환 등의 동작을 수행할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러(1470)는 전원 공급부(155)에 연결되어 분전반(10)으로부터 공급된 전원을 공급받는다. 이러한 전원 공급부(155)는 전압을 변화시켜 DC 5~10V 등의 제어용 전원을 공급할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 전원 제어 시스템(1)은 별도의 조명 제어반이 필요하지 않고 분전반(10) 내 설치가 가능하므로 매우 유용하게 건물에 적용될 수 있고, 별도의 조명 제어반이 필요하지 않으므로 자재비가 줄어들고 설치가 간단하여 인건비를 절약할 수 있다.

또한, 본 전원 제어 시스템(1)은 삼상 또는 삼상, N상도 차단기 2차에 파워릴레이(132)를 이용하여 동일하게 전원을 제어할 수 있고, 릴레이(132) 제어만이 아니라 R, S, T상에 CT를 사용하여 결상시 또는 과부하 시 해당 신호를 제어부(140)에 전달하여 파워릴레이(132)를 차단하여 기기를 보호할 수 있다.

개별 PCB는 하우징 타입으로 사용할 수 있다.

한편, 본 전원 제어 시스템(1)에서의 분전반(10)은 내부의 각 구성요소들을 보호하기 위하여 본체 케이스(미도시)를 올레핀계 수지 25~39중량%와, 유리섬유 또는 황산바륨이거나 이들의 혼합물인 무기충전제 61~75중량%를 포함하는 폴리올레핀 수지 조성물로 구성할 수 있다.

상기 올레핀계 수지는 25~39중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 초고결정성 수지로 무기 충전제의 흐름성을 향상시키고 폴리올레핀 수지 조성물의 내열성, 강성 및 열변형성을 향상시키는 역할을 한다. 25중량%미만이면 무기 충전제가 과량으로 사용되어 수지의 흐름성과 성형성을 저하시키는 문제점을 나타내며, 39중량%를 초과하면 사출 성형품으로 제조 시, 강도, 내충격성 및 치수안정성을 향상시키는데 효과적이지 못한 문제점을 가진다. 구체적으로는, 상기 초고결정성 올레핀계 수지는 아이소택틱 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 코폴리머, 프로필렌-1-부텐 코폴리머, 프로필렌-1-헥센 코폴리머 및 프로필렌-4-메틸-1-펜텐 코폴리머 중에서 선택된 1종 이상과 프로필렌의 공중합체 또는 랜덤 공중합체이거나 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.

상기 올레핀계 수지는 용융지수가 1~70g/10min(230℃)인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3~30g/10min이다.

또한, 상기 올레핀계 수지 중 호모 부분의 C13-NMR에 의한 아이소택틱(isotactic) 펩타드분율이 96~99%인 것이 바람직한데, 96%미만이면 폴리올레핀 수지 조성물의 내열성, 강성 및 열변형성이 저하되는 문제점을 나타낸다.

상기 무기 충전제는 유리섬유 또는 황산바륨이거나 이들의 혼합물인 것인 것이 바람직한데, 61~75중량%를 포함하여 사출 성형품으로 제조 시, 강도, 내충격성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 무기 충전제가 61중량% 미만이면 강도 및 내충격성이 저하되고 저중량으로 인한 문제점을 나타내며, 75%중량%를 초과하는 경우에는 고중량 및 고강성으로 인하여 생산 공정이 원활하지 않는 문제점을 가진다.

상기 유리섬유는 평균입경이 5~15㎛이고, 길이가 1~16㎜인 쵸핑된 스트랜드(chopped strand) 형태를 사용하는 것이 바람직하며, 평균입경이 5㎛미만이면 혼합하는 동안에 유리섬유가 깨지기 쉬워 강성효과가 미흡한 문제점을 나타내며, 15㎛를 초과하는 경우에는 사출 성형품으로 제조 시, 성형품의 변형이 악화되어 외관 상태가 불량해질 수 있다. 또한, 길이가 1㎜미만이면 강도, 내충격성 및 중량이 저하되는 문제점을 가지며, 16㎜를 초과하는 경우에는 가공 공정에서의 투입이 어려워 생산 공정이 원활하지 않는 문제점을 나타낸다. 구체적으로는, 상기 유리섬유는 불포화 카르본산 또는 그 무수물을 그라프트한 변성 폴리프로필렌에 의해 표면이 처리된 유리섬유인 것이 바람직한데, 사출 성형품으로 제조 시, 성형품의 강도, 내충격성 및 내열성을 개선하는데 효과적인 역할을 한다. 상기 불포화 카르본산은 아크릴산, 타크릴산, 말레인산, 푸마르산, 이타콘산, 크로톤산, 디트라콘산, 소르빈산 및 인그리카산 중에서 선택된 1종인 것이 바람직하며, 상기 무수물은 산무수물, 에스테르, 아미드, 이미드 및 금속염 중에서 선택된 1종 이상이며, 구체적인 예로는 무수말레인산, 무수이타콘산, 무수디트라콘산, 아크릴산 나트륨 및 메타크릴산 나트륨 등이 있다. 상기 유리섬유의 표면을 처리하기 위해서는 결정성 폴리프로필렌에 불포화 카르본산 또는 그 무수물과 촉매를 이축 압출기에 투입하여 180~220℃의 온도에서 가열하여 용융함으로써 제조된 변성 폴리프로필렌을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 변성 폴리프로필렌 및 유리섬유는 1:9의 비율로 표면을 처리하는 것이 바람직하다.

상기 황산바륨은 레이저회절 산란법에 의한 평균입경이 0.5~1㎛인 것이 바람직한데, 유리섬유와 혼합하여 사용할 경우 고중량의 특성을 나타내는데 효과적인 역할을 하며, 0.5㎛미만이면 고중량 및 고강성의 물성이 저하되며 가공 공정에서의 투입이 어려운 문제점을 가지며, 1㎛를 초과하면 사출 성형품으로 제조 시 성형품의 표면 외관의 광택이 저하되는 문제점을 가진다.

또한, 상기 유리섬유와 황산바륨을 혼합하여 무기충전제로 사용할 경우에는 유리섬유 및 황산바륨의 혼합비가 2:8~8:2인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 4:6~5:5이다.

또한, 상기 폴리올레핀 수지 조성물은 본 기술 분야에서 알려진 수지 조성물의 제조방법 및 가공 조건을 토대로 응용될 수 있다. 예를 들어, 폴리프로필렌을 융점 이상에서 배합하고 혼련하여 사용될 수 있다. 즉, 상기 폴리올레핀 수지 조성물은 사출성형 및 압출성형 등의 통상적인 성형법을 통하여 본체 케이스를 제조하기 위하여 사용될 수 있다.

이하에서는 상기 폴리올레핀 수지 조성물을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<실시예 1~4 및 비교예 1~4>

올레핀계 수지 및 무기충전제를 투입하고 리본믹서에서 0.5~4시간 동안 드라이 블렌드한 후, 혼련압출기의 호퍼에 투입하고 180~220?의 온도에서 용융혼련하여 폴리올레핀 수지 조성물을 제조하였으며, 각 성분의 투입 함량은 아래 표 1에 나타내었다.

구분(중량%)		실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
올레핀계 수지		39	30	25	39	100	70	46	70
무기 충전제	유리섬유-1	31	30	30	-	-	30	-	-
	유리섬유-2	-	-	-	21	-	-	-	-
	유리섬유-3	-	-	-	-	-	-	-	30
	황산바륨	30	40	45	40	-	-	54	-

(단, 올레핀계 수지는 초고결정성 폴리프로필렌(용융수지: 1~70g/10min, 에틸렌 단위함량: 10.5몰%, 아이소택틱 펩타드분율: 96~99%)을 사용하였으며, 유리섬유-1은 평균입경이 9~13㎛, 길이가 3.0~4.5㎜이며, 유리섬유-2는 평균입경이 9~13㎛, 길이가 10.0~15.0㎜이며, 유리섬유-3은 평균입경이 28~32㎛, 길이가 3.0~4.5㎜인 것을 사용함.)

<시험예>

상기 실시예 1~4 및 비교예 1~4를 통해 제조된 폴리올레핀 수지 조성물의 기계적 물성을 측정하기 위하여, 70℃의 금형온도 및 60~100bar의 사출압력에서 사출 성형하여 시편을 제작하였으며, 측정된 결과는 아래 표 2에 나타내었다.

구분	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
굴곡탄성률	90,000	100,000	100,000	70,000	14,000	62,000	31,000	89,000
상온충격강도	15	15	15	21	10	15	4	22
저온충격강도	12	12	12	18	5	9	3	13
비중	1.53	1.87	1.91	1.67	0.91	1.12	1.56	1.12
MD 수축률	3.1	3.1	3.1	2.8	15.8	9.0	9.0	8.8
TD 수축률	2.6	2.6	2.6	2.4	15.8	2.0	8.8	1.9
표면광택	35	30	28	40	75	20	60	10

상기 시험예에 있어서, 굴곡탄성률(kg/㎠)은 ASTM D 790의 방법으로 상온에서 측정하였고, 상온 충격강도(kg·㎝/㎝)는 ASTM D 256의 방법으로 상온에서 측정하였으며, 저온 충격강도(kg·㎝/㎝)는 ASTM D 256의 방법으로 -10 ℃에서 측정하였고, 비중은 ASTM D 1238의 방법으로 상온에서 측정하였으며, 표면광택(%, 60′)은 ASTM D 523의 방법으로 상온에서 측정하였고, MD 수축률(%)은 ASTM D 955의 방법으로 상온에서 흐름방향(Machine Direction)으로 측정하였으며, TD 수축률(%)은 ASTM D 955의 방법으로 상온에서 흐름직각방향(Transverse Direction)으로 측정하였다.

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1~4를 통해 제조된 폴리올레핀 수지 조성물은 비교예 1~4에 비하여 굴곡탄성률, 충격강도 및 비중이 높고, 수축률이 낮으므로 치수 안정성에 있어서도 효과적임을 확인할 수 있다.

따라서, 상기 폴리올레핀 수지 조성물은 사출 성형을 통하여 본체 케이스로 제조 시, 강도, 내충격성 및 치수 안정성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 분전반 내의 전원 제어 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1: 전원 제어 시스템 2: 중앙 감시반
10: 분전반 110: 메인 차단기
120: 분기 차단기 130: 개별 PCB
131: 제2 단자 132: 릴레이
133: 제4 단자 140: 제어부
141: 제1 단자 142: 전선
145: 배선용 PCB 146: 제3 단자
147: 커넥터 148: 플랫 케이블
149: 지지대 150: 전류 검출부
155: 전원 공급부 160: 부하
170: 외부 서버 1410: 제1 키입력부
1420: 제2 키입력부 1430: 제1 통신부
1440: 제2 통신부 1450: 메모리부
1460: 디스플레이부 1470: 컨트롤러

Claims (7)

1. 적어도 하나의 분전반 내부에 구비되어 복수 개의 부하에 공급되는 전원을 제어하는 분전반 내의 전원 제어 시스템이고,
   입력단에 R, S, T의 삼상의 전력선과, N 상의 전력선이 접속되는 메인 차단기;
   상기 메인 차단기의 출력측인 R, S, T의 삼상과 N상의 출력단에 설치되는 복수 개의 분기 차단기;
   상기 복수 개의 분기 차단기와 상기 복수 개의 부하 사이에 각각 연결되는 복수 개의 릴레이; 및
   상기 복수 개의 릴레이에 각각 전선을 통한 단자 접속 방식 또는 일면 전선 돌출 방식으로 연결되고, 사용자의 조작에 의하여 개별적으로 또는 적어도 하나의 릴레이를 그룹화하여 스위칭하는 제어부를 포함하고,
   상기 메인 차단기의 R, S, T의 삼상과 각 릴레이의 1차 및 2차 측의 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   상기 복수 개의 릴레이를 개별적으로 스위칭하는 제1 키입력부;
   미리 설정된 그룹 설정키를 구비하고, 상기 그룹 설정키의 조작에 의하여 상기 복수 개의 릴레이 중 적어도 하나의 릴레이를 그룹별로 동시에 스위칭하는 제2 키입력부;
   상기 분전반이 설치된 건물 내부에 설치되어 상기 건물 내부의 상태 정보를 감지하는 복수의 센서들과의 데이터 송수신을 위한 제1 통신부;
   원격 제어를 위한 외부 서버와의 데이터 송수신을 위한 제2 통신부;
   상기 R, S, T의 삼상의 각 전류 정보와, 상기 복수의 센서들로부터 수신된 감지 데이터를 기초로 각 구성요소의 동작을 제어하는 컨트롤러;
   상기 컨트롤러를 통하여 처리된 데이터를 저장하는 메모리부; 및
   상기 컨트롤러를 통하여 처리된 데이터를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분전반 내의 전원 제어 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 복수 개의 제1 단자를 구비하고,
   상기 복수 개의 릴레이는 상기 제1 단자에 전선을 통하여 각각 연결되는 제2 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 분전반 내의 전원 제어 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 단자에 전선을 통하여 각각 연결되는 제3 단자를 구비하는 PCB를 더 포함하고,
   상기 제3 단자는 전선을 통하여 상기 제2 단자에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 분전반 내의 전원 제어 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 PCB와 릴레이는 하나의 PCB와 한 개, 두 개 또는 세 개의 릴레이가 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 분전반 내의 전원 제어 시스템.
   
5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
   상기 PCB 상의 릴레이는 소켓형으로 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 분전반 내의 전원 제어 시스템.
   
6. 삭제
7. 삭제

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