KR101663532B1 - 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서미스터 회로패턴이 인쇄된 발열감지 부스바와 이를 이용한 배전반에 관한 것이다. 다시말해, 본 발명은 배전반의 발열 예측시스템에 있어서, 배전반에 장착되는 각상(R, S, T, N)별 부스바에 온도를 측정하기 위한 서미스터패턴을 구성하여 배전반의 발열을 예측하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에서는 배전반의 부스바 자체에 온도센서 패턴을 인쇄하여 부스바 자체를 센서화하는 구성을 제시한다. 다시 말해, 배전반 발열 예측시스템의 부스바에는 도체가 인쇄되고 도체와 통전되는 서미스터패턴이 다수로 인쇄되며, 상기 도체에는 서미스터패턴에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성되어 컨트롤러와 연결되도록 구성함으로써, 다수의 온도센서를 부스바에 설치시에도 전자패턴을 이용하여 종래의 배선연결이 필요하지 않아 저렴하면서도 간편하게 충분한 부스바의 다수의 지점마다 온도센서를 설치할 수 있는 배전반 발열 예측시스템을 구성하고 있다.

Description

전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템{The heat prediction system of the distributing board with BUS-bar printed electronic pattern}
본 발명은 서미스터 회로패턴이 인쇄된 발열감지 부스바와 이를 이용한 배전반에 관한 것이다. 다시말해, 본 발명은 배전반의 발열 예측시스템에 있어서 배전반에 장착되는 각상(R, S, T, N)별 부스바 자체에 온도를 측정하기 위한 서미스터 회로를 구성하여 배전반의 발열을 예측하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 배전반은 집단거주지역(APT), 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상하수 처리장, 변전소, 중공업플랜트, 지하철, 화학단지, 제철소 등의 광범위한 전력 수용가에서 특고압의 전력을 저압으로 변환하여 해당 설비에게 공급하는 배전 계통에 설치되어 전력 감시, 제어 및 보호를 위하여 사용된다.
배전반은 용량별로 600V이하 배전계통에 사용되는 저압반과, 3.6㎸ 또는 7.2㎸의 배전계통에 사용되는 고압반(switchgear)과, 22.9㎸, 24㎸, 25.8㎸ 등에 사용 가능한 특별고압반으로 구분할 수 있다.
이들 배전반의 내부는 통상적으로 특고압측과 저압측으로 구분될 수 있되, 부연 설명하면, 설비를 기준으로 할 때, 전력 제공자인 한국전력에서 전기를 받는 수전설비가 위치한 쪽과, 수전설비를 통해 수전된 전기를 공장 또는 사용자가 필요로 하는 전압 또는 용량으로 변경 공급하는 변압기 혹은 단락사고 등과 같은 사고로부터 전체 설비를 보호하는 차단기 등을 구비한 배전설비가 위치한 쪽으로 구분 가능하다.
일반적으로, 국내에서 생산되는 대부분의 전력은 전력계통도를 따라 복잡하게 연결되어 고압전선을 따라 각 지역별로 이동되고 있으며, 각 가정으로 공급된다. 이러한 과정에서 생기는 손실을 최소화하기 위해 고압화를 추진하고 있다. 공급된 전력은 배전반을 거처 여러 전력 수요부로 나뉘어지는데, 이러한 배전반에는 차단기 등의 전기/전자 부품과 연결시켜 주며 전력의 분기점을 만들어 주는 부스바가 필수적이라 할 수 있다.
특히, 공장과 같은 산업용 설비에서는 3상 교류전력을 사용하므로 대전력이 요구되며, 발전소로부터 송전선로를 통하여 공급되는 수만 V의 교류전압을 변압기를 통해 수천 V의 교류전압으로 감압하고, 이 감압된 교류전압을 공장의 각 설비로 공급하기 위한 배전반이 구비되며, 각 배전반에서는 고전압 대전류를 각 공장 내의 설비로 공급하기 위하여 통상적으로 각 설비와 배전반을 부스바(Bus-bar)로 연결하게 되며, 배전반에서 감압된 교류전압이 부스바를 통해 설비로 공급된다.
즉, 고압전기를 수전하여 전압강하를 시킨 후 배전을 행하게 되는 배전반에서는 수 개의 전기패널을 연결하여 사용하고 있으며, 전기패널과 전기패널 사이의 전기적인 연결은 부스바를 이용하여 연결하고 있다.
여기서, 부스바는 전기패널의 상부에서 부스바 연결장치에 의해 서로 연결되며, 부스바 연결장치는 두개의 부스바가 서로 맞닿은 상태로 위치시키고, 상기 부스바의 연결부위 상, 하부에 연결대를 마주 대준 후 상기 연결대와 부스바를 관통하여 고정볼트를 조여주도록 함으로서 부스바를 연결시키게 된다.
부스바 연결장치는 부스바를 연결할 때 연결부위에서의 저항을 줄이기 위하여 부스바와 동일 재질의 연결대를 사용하고, 상기 연결되는 고정볼트로 조여주도록 하고 있으나, 장기간 사용시 부스바를 통한 전류의 흐름에 따라 열이 발생하게 되어 연결대와 부스바가 수축 이완작용을 하게 되어 고정볼트가 자연히 풀리게 되는 현상이 발생하게 된다.
부스바 연결장치의 고정볼트가 풀려 느슨하게 되면 전기적 접촉 저항이 증가하여 불필요한 전력손실이 발생하는 한편 열이 발생함에 따라 화재가 발생할 수 있는 요인이 되기 때문에 지속적인 모니터링이 필요한 실정이다.
결국, 배전반 내부의 열이 발생되는 경우는 과전류에 따른 열발생과 부스바 연결장치의 체결부위의 고정볼트가 풀리게 되면서 전기적 접촉 저항이 증가에 따른 열발생이 화재를 야기시키는 원인이 된다.
이를 개선하기 위한 여러가지 구성이 한국특허공보에 제시되고 있는데, 주요 구성은 다음과 같다.
종래의 한국공개특허 제2009-0038527호에서는, 부스바의 동판에 온도 센서를 부착하여 온도를 측정하고 이를 중앙처리장치로 전송함으로써, 부스바에서 발생하는 온도를 모니터링할 수 있는 방법을 제시하고 있다.
그러나, 이러한 방식은 고압전력 공급 설비의 부스바의 경우, 부스바에 대전력이 통과하나 온도센서를 부스바의 동판에 직접 부착하기 때문에, 온도 센서와 부스바 사이의 충분한 절연거리를 확보하지 못하는 문제점이 있으며, 온도센서와 중앙처리장치의 연결에 따른 배선처리 등의 난해로 인해 부착할 수 있는 온도센서가 수적 한계가 있다는 문제점도 지적된다.
즉, 온도센서 부착의 수적 한계로 인해 부스바의 즉각적인 열발생 지점을 잡아내는데 정밀도가 떨어지며 에러발생이 많고 온도센서의 수적제한으로 인해 처리속도가 느려, 갑작스런 사고에 대비하기 어려운 문제점이 지적된다.
또한, 종래의 한국등록특허 제1041576호는 적외선 온도센서를 이용하여 부스바의 온도를 감시하는 적외선 온도센서를 이용한 부스바 온도감시장치에 대한 것으로서, 적외선 온도센서를 이용함으로써 온도센서와 부스바사이의 절연거리를 확보할 수 있다.
그러나, 한국등록특허 1041576호는 온도센서의 설치에 있어서, 온도 측정 포인트를 알 수 없어 여러 곳을 찍어야 하므로, 정확한 온도 감지를 위한 적외선 온도센서의 설치가 어려운 문제점이 있다.
또한, 정확한 온도감지 및 절연거리 확보를 위하여 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되었는지 여부를 알기 어려운 문제점이 있으며, 또한, 온도 센서의 설치과정에서 온도센서가 부스바에 대하여 기울어져 설치되거나, 부스바에 대전력이 통과함에 따라 발생하는 진동에 의해 온도 센서가 측정대상인 부스바에 대해 기울어지게 되는 경우, 측정 오차가 발생할 수 있으나, 이를 감지할 수 있는 수단이 없어 알기 어려운 문제점이 있다.
또한, 또한, 종래의 한국등록특허 제1041576호는 열화상 카메라를 수배전반 내에 탑재시켜 상시 수배전반 및 전력설비를 감시하면서 통전부의 온도, 열화 정도, 과부하 상태, 접촉불량 등을 열화상 카메라에서 촬영, 화상데이터를 서버로 전송하여 진단, 제품에 문제가 있다고 판정되면 제어하도록 구성하고 있다.
즉, 상기 구성은 접촉불량 등을 열화상 카메라에서 촬영하여 분석한 화상데이터를 PC(서버)로 전송하여 상태 진단, 수배전 설비에 열화로 인한 고장 징후가 있다고 판정되면 이를 사전에 제어(차단)하여 사고를 사전에 예방할 수 있는 열화상 카메라를 이용한 수배전반 열화 예측시스템을 제공한다.
그러나. 이러한 열화상 카메라를 이용한 방식은 배전반에 설치시 설치공간의 어려움과 비용의 과다로 인해 경제성의 문제가 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 배전반의 열발생 상태를 측정하기 위한 온도센서로서, 서미스터회로가 전자회로패턴으로 다수로 인쇄된 부스바와 상기 서미스터패턴에 전원을 공급하고 상기 부스바에서 발생되는 온도를 검출하는 컨트롤러가 구성된 발열 예측시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 종래의 배전반의 부스바에 온도센서의 부착의 어려움을 극복할 수 있는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배전반의 발열 예측시스템에 있어서, 온도를 측정하기 위한 서미스터패턴이 다수로 인쇄된 부스바; 및 상기 서미스터패턴에 전원을 공급하면서 상기 부스바의 온도를 검출하는 컨트롤러;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템을 제시한다.
상기 부스바에는 절연처리후 도체가 인쇄되며, 상기 도체 상에 상기 서미스터패턴이 인쇄된다.
또한, 상기 부스바에 인쇄된 도체에는 상기 인쇄된 서미스터패턴에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성되어 상기 컨트롤러와 연결되도록 구성된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배전반의 발열 예측시스템에 있어서, 온도를 측정하기 위한 인쇄된 서미스터패턴이 다수로 장착된 폴리이미드필름이 부착된 부스바; 및 상기 서미스터패턴에 전원을 공급하면서 상기 부스바의 온도를 검출하는 컨트롤러;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템을 제시한다.
상기 서미스터패턴은 폴리이미드필름에 구성된 동박에 인쇄되도록 구성된다.
또한, 상기 서미스터패턴은 폴리이미드필름의 제거된 동박 사이에 SMT 공법으로 부착될 수 있다.
상기 부스바에 장착된 폴리이미드필름의 동박에는 상기 서미스터패턴에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성되어 상기 컨트롤러와 연결되도록 구성된다.
상기 컨트롤러에는 상기 서미스터패턴에 전원을 공급하는 전원부; 상기 서미스터패턴에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인과 연결되는 입력단자부; 상기 입력단자부를 통해 인가된 전압이 인가되는 제어부; 상기 제어부와 연결되어 이상전압 기준데이터 및 상기 서미스터패턴의 저항-온도 데이터가 저장되어 있는 메모리부; 상기 제어부에 인가되는 전압으로부터 각각의 저항값을 추출하여 상기 메모리부에 설정된 저항-온도데이터를 통해 온도를 검출하는 온도검출부; 및 상기 제어부에 인가되는 전압으로부터 상기 메모리부에 설정된 이상전압 기준데이터에 따라 이상전압이 발생시 알람을 구동하는 알람부;를 포함하여 구성된다.
본 발명인 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템을 통해 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.
첫 번째로, 본 발명의 배전반 발열 예측시스템의 부스바에는 도체가 인쇄되고 온도를 측정하기 위한 서미스터패턴이 다수로 인쇄되며, 상기 도체에는 서미스터패턴에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성되어 컨트롤러와 연결되도록 구성함으로써, 다수의 온도센서의 설치시에도 종래의 배선연결이 필요하지 않아 저렴하면서도 간편하게 부스바 지점마다 충분한 온도센서패턴을 설치할 수 있는 효과가 있다.
두 번째로, 본 발명의 배전반 발열 예측시스템의 부스바에는, 다수의 온도센서가 전자회로패턴으로 부스바에 인쇄되도록 함으로써, 부스바의 전체에 충분한 온도센서의 장착이 가능하면서 부스바의 온도측정의 정밀도를 향상시킴과 동시에 다수의 온도센서를 통해 열발생지점에 대한 검출시간을 단축할수 있어 신속한 대응을 할 수 있는 효과가 있다.
세 번째로, 본 발명의 배전반 발열 예측시스템에는 서미스터패턴을 다수로 폴리이미드필름의 동박에 인쇄한 후에 폴리이미드필름을 부스바에 부착시켜 컨트롤러와 연결하도록 구성함으로써, 부스바에 별도의 절연처리 없이 보다 간편하게 부스바에 온도센서패턴을 장착할 수 있는 효과가 있다.
네 번째로, 본 발명의 배전반 발열 예측시스템에는 폴리이미드필름의 동박을 벗긴후에 벗겨진 동박사이에 서미스터패턴을 다수로 SMT공법으로 부착시킨 폴리이미드필름을 부스바에 부착시켜 컨트롤러와 연결하도록 구성함으로써, 부스바에 별도의 절연처리가 필요없게 함과 동시에, 서미스터패턴을 폴리이미드필름에 인쇄하지 않고 SMT 작업으로 부착함으로써 보다 간편하게 부스바에 온도센서패턴을 장착할 수 있는 효과가 있다.
다섯 번째로, 본 발명의 배전반 발열 예측시스템의 컨트롤러에는 온도센서패턴으로부터 인가되는 전압을 분석하여 현재 부스바의 온도를 검출하면서, 설정된 이상전압 기준데이터에 따라 이상전압이 발생시 알람을 구동하는 알람부를 구성하도록 함으로써 신속하게 배전반 과열에 대처할수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배전반 발열 예측시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1실시예로써, 온도센서패턴이 인쇄된 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 조립설계도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제 2실시예로써, 온도센서패턴이 인쇄된 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 조립설계도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제 1실시예와 제 2실시예의 구성도로서, 온도센서패턴이 인쇄된 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 구성상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제 3실시예로 서미스터패턴이 다수로 장착된 폴리이미드필름을 부착시킨 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 조립설계도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제 3실시예로 서미스터패턴이 다수로 장착된 폴리이미드필름을 부착시킨 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 구성상태도이다.
이하 본 발명인 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 배전반 발열 예측시스템의 구성도이다. 도시된 바처럼, 공장과 같은 산업용 설비에서는 3상 교류전력을 사용하므로 대전력이 요구되며, 발전소로부터 송전선로를 통하여 공급되는 수만 V의 교류전압을 변압기를 통해 수천 V의 교류전압으로 감압하고, 이 감압된 교류전압을 공장의 각 설비로 공급하기 위한 배전반이 구비되며, 각 배전반에서는 고전압 대전류를 각 공장 내의 설비로 공급하기 위하여 통상적으로 각 설비와 배전반을 부스바(Bus-bar)로 연결하게 되며, 배전반에서 감압된 교류전압이 부스바를 통해 설비로 공급된다.
도시된 본 발명의 발열 예측시스템을 보면, 감압된 교류전압이 배선용차단기(100)를 통해 인가되어 분기차단기(300)와 연결되어 있는 각 설비로 공급하기 위해서 부스바(200)가 구성된다. 상기 부스바(200)에는 부스바의 온도를 측정하기 위한 다수의 서미스터패턴이 구성되고, 부스바의 서미스터패턴은 컨트롤러(400)와 연결되어 구성된다.
상기 서미스터패턴은 일종의 저항의 개념으로서, 해당 서미스터패턴의 특성곡선인 저항(R)-온도(T)곡선에 따라 저항값을 알면 온도를 추출할 수가 있다.
상기 컨트롤러(400)는 상기 서미스터패턴을 분석하여 배전반의 부스바의 온도를 검출하는 역할을 하게 되는데. 이에 대한 자세한 구성에 대해서는 이하 후술한다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1실시예로써, 온도센서패턴이 인쇄된 부스바와 이를 제어하는 콘트롤러의 조립설계도이다. 도시된 바처럼, 본 발명의 배전반에 장착되는 부스바에(200)는 온도를 측정하기 위한 다수의 서미스터패턴(210)이 부스바(200) 전체에 광범위하게 인쇄된다. 다시 말해, 본 발명의 특징은 종래방식처럼 부스바에 온도센서를 부착하면서 온도센서에 배선을 연결하여 온도센서의 상태를 검출하는 방식이 아니라, 부스바 자체에 서미스터회로(thermister circuit) 같은 온도센서 패턴을 인쇄하여 부스바 자체를 센서화하는 구성이다.
각상별(R, S, T, N) 부스바(200) 자체에 온도센서회로패턴, 이를 테면, 서미스터패턴(210)을 인쇄하여 부스바 자체를 센서화하는 구성을 보면, 먼저 도체인 부스바(200)를 절연처리하고 코팅, 경화한 후에, 절연처리된 부스바에 도체(220)를 군데군데 인쇄하고, 도체(220)위나 또는 도체(220)의 군데군데 빈공간 사이로 다시 서미스터패턴(210)을 인쇄한다.
다음으로 코팅, 경화처리후에 각상별 부스바(200)에 인쇄된 도체(220)와 서미스터패턴(210)에 전기가 공급되도록 컨트롤러(400)가 연결되어 구성된다. 상기 컨트롤러(400)는 상기 인쇄된 도체(220)와 서미스터패턴(210)에 전원을 공급하면서 상기 각상별 부스바(200)의 온도를 검출하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 제 2실시예로써, 온도센서패턴이 인쇄된 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 조립설계도이다. 도시된 바처럼, 본 발명은 서미스터패턴이(210) 다수로 인쇄된 폴리이미드필름(230)을 부스바(200)에 부착하도록 구성된다.
상기 폴리이미드필름(230)은 내열성필름으로서 다층기판으로 구성되며, 0.12mm의 두께의 내열성필름위에 전기가 통전되는 구리동박이 입혀져 있으며 절연 특성을 갖는다.
상기 서미스터패턴(210)을 다수로 폴리이미드필름의 동박에 인쇄한 후에 폴리이미드필름을 부스바에 부착시켜 컨트롤러(400)와 연결하도록 구성한다.
다음으로 코팅, 경화처리후에 각상별 부스바(200)에 인쇄된 폴리이미드필름(220)의 동박과 서미스터패턴(210)에 전기가 공급되도록 컨트롤러(400)가 연결되어 구성된다. 상기 컨트롤러(400)는 상기 인쇄된 폴리이미드필름(220)의 동박과 서미스터패턴(210)에 전원을 공급하면서 상기 각상별 부스바(200)의 온도를 검출하게 된다.
본 발명의 제 2실시예를 통해, 부스바에 별도의 절연처리 없이 보다 간편하게 부스바에 온도센서패턴을 장착할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명에 따른 제 1실시예와 제 2실시예의 구성도로서, 온도센서패턴이 인쇄된 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 구성상태도이다.
도시된 바를 참조하면, 배선용차단기(100)를 통해 전압이 외부에서 인가되면 각상별 부스바(200)를 통해 각각의 설비로 배전이 이루어지는데, 이때 부스바(200)의 열화상태를 판단할수 있도록 상기 부스바(200)에는 부스바 자체에 온도센서인 서미스터패턴(210)을 인쇄하여 센서화하고 있다.
상기 부스바(200)에 인쇄된 도체(220) 또는 부스바에 부착된 폴리이미드필름(230)에는 상기 인쇄된 서미스터패턴(210)에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성되어 컨트롤러(400)와 연결되도록 구성된다. 상기 패턴라인은 부스바에 인쇄되는 각각의 서미스터패턴(210)별로 구성되면서 컨트롤러(400)의 입력단자부(410)로 연결된다.
본 발명의 작동상태를 설명하면, 먼저 컨트롤러(400)의 전원부(420)에서 전원이 on되면, 상기 부스바(200)에 구성된 상기 도체(210)와 서미스터패턴(220) 또는 부스바에 부착된 폴리이미드필름(230)의 동박과 서미스터패턴(220)에 전원을 공급된다. 이때 상기 패턴라인을 통해 상기 서미스터패턴(220)의 전압상태가 컨트롤러(400)의 입력단자부(410)로 인가된다.
상기 입력단자부(410)를 통해 인가된 전압은 다시 제어부(430)로 인가된다. 제어부(430)에는 메모리부(460)와 결합되어 연결되는데, 상기 메모리부(460)에는 이상전압 기준데이터 및 상기 서미스터패턴(220)의 저항(R)-온도(T) 데이터가 미리 저장되어 있다.
다시말해, 상기 메모리부(460)에는 서미스터의 저항값, 이를테면 1k로 이미 저장되어 있으며, 저항(R)이 변하면서 서미스터패턴의 변화된 저항값에 대한 온도(T)에 대한 특성곡선에 대한 데이터가 저장되어 있다. 따라서, 전원부(420)에서 전원이 on 되면서 상기 서미스터패턴(220)에 전원이 공급된후에 제어부(430)는 입력단자부(410)로 인가되는 각상별 각각의 서미스터패턴(220)의 전압값을 기억하게 된다.
각상별 부스바(200)의 온도가 변하게 되면 그에 따른 각각의 서미스터패턴(220)의 전압이 변화하게 되며, 이러한 실시간의 각각의 서미스터패턴(220)의 전압의 크기는 제어부(430)로 입력되게 된다.
이때, 온도검출부(440)에서는 상기 제어부(430)에 인가되는 각각의 서미스터패턴(220)의 전압의 크기를 통해 각각의 서미스터패턴(220)의 저항(R)을 추출하고, 제어부(430)와 연결되어 있는 메모리부(460)에 설정된 저항-온도데이터를 통해 계산된 저항을 대입하여 실시간별로 각상별 각각의 서미스터패턴(220)의 온도를 검출할 수가 있게 되고, 결국은 부스바(200)의 온도를 검출하여 과열상태를 판단할수 있게 된다. 또한, 컨트롤러(400)에는 상기 제어부(430)에 인가되는 전압으로부터 상기 메모리부(460)에 설정된 이상전압 기준데이터에 따라 이상전압이 발생시 알람을 구동하는 알람부(450)가 더 구성된다.
상기 메모리부(460)에는 각상별 각각의 서미스터패턴(220)의 전압이 급변하는 경우, 다시 말해 부스바의 온도가 크게 변화되어 과열로 인식되는 값에 해당하는 전압값을 미리 이상전압 기준데이터로 설정해둔다.
상기 알람부(450)는 각상별 각각의 서미스터패턴(220)의 전압 크기가 하나라도 상기 메모리부(460)에 설정된 이상전압 기준값에 도달하게 되면 알람 또는 경고메시지로 경고하도록 구성하여 미리 과열에 따른 배전반의 사고를 예방할수가 있도록 구성된다.
또한, 본 발명의 컨트롤러(400)에는 통신모듈(470)이 유선 또는 무선으로 구성되어 상기 알람부(450)로부터의 경고메시지와 온도검출부(440)로부터의 검출된 온도데이터를 원격지의 관리시스템이 인지할 수 있도록 원격으로 송신하는 역할을 하게 된다.
즉, 본 발명의 부스바(200)에는 도체(220)와 온도를 측정하기 위한 서미스터패턴(220)이, 또는 폴리이미드필름(230)과 온도를 측정하기 위한 서미스터패턴(220)이 다수로 구성되며, 상기 도체(220) 또는 폴리이미드필름(230)의 동박에는 서미스터패턴(210)에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성되어 컨트롤러(400)와 연결되도록 구성함으로써, 종래에 배선연결로 인해 다수의 온도센서의 설치가 불가능했던 점을 극복할 수가 있으며, 인쇄패턴기술을 이용하여 경제적이면서도 간편하게 온도센서를 설치한 부스바의 생산이 가능하며, 각상별 각각의 부스바에 전체적으로 온도센서패턴을 다수로 설치할 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 다수의 서미스터패턴(210)을 통하여 배전반의 부스바(200) 온도의 측정에 대한 정밀도를 향상시킴과 동시에, 다수의 서미스터패턴(210)을 통하여 부스바의 온도상태, 다시말해 열발생 여부를 즉각적으로 알수있어 부스바의 과열상태에 대해 신속한 대응을 할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제 3실시예로 서미스터패턴이 다수로 장착된 폴리이미드필름을 부착시킨 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 조립설계도이다.
도시된 바를 참조하면, 제 3실시예의 특징은 미리 인쇄된 서미스터패턴(210)은 폴리이미드필름의 제거된 동박 사이에 SMT 공법으로 부착되도록 구성된다.
상기 SMT(Surface Mount Technology: SMT)공법은 전자 부품을 인쇄회로 기판(PCB) 위에 올려놓고 고온을 인가하여 부착시키는 자동화 기술로서 표면실장기술이라고 칭하며, 이를 통해 전자부품간의 전기적 접촉 품질이 향상되고, 공정 시간이 단축되고, 제품의 초소형화가 더욱 가능하다.
즉, 폴리이미드필름(230)에서 다층기판의 내열성필름의 상층에 구성된 동박을 부식시켜 군데군데 제거하고, 벗겨진 동박사이에 인쇄된 서미스터패턴(230)을 다수로 SMT공법으로 부착시킨 폴리이미드필름을 구성한다.
상기 폴리이미드필름(230)을 부스바(200)에 부착시켜 컨트롤러(400)와 연결하도록 구성함으로써, 부스바에 별도의 절연처리가 필요없게 함과 동시에, 서미스터패턴을 폴리이미드필름에 인쇄하지 않고 SMT 작업으로 부착함으로써 보다 간편하게 부스바에 온도센서패턴을 장착할 수 있는 효과가 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제 3실시예로 서미스터패턴이 다수로 장착된 폴리이미드필름을 부착시킨 부스바와 이를 제어하는 컨트롤러의 구성상태도이다.
도시된 바처럼, 본 발명의 배전반에 장착되는 부스바(200)에는 온도를 측정하기 위한 서미스터패턴(210)이 SMT공법으로 다수로 장착된 폴리이미드필름(230)이 부스바(200)의 전체에 광범위하게 부착된다.
상기 부스바에 장착된 폴리이미드필름(230)에는 상기 서미스터패턴(210)에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성된다.
또한, 각상별 부스바(200)에 부착된 폴리이미드필름(230)과 서미스터패턴(210)에 전기가 공급되도록 컨트롤러(400)가 구성된다. 상기 컨트롤러(400)는 상기 폴리이미드필름(230)과 서미스터패턴(210)에 전원을 공급하면서 상기 각상별 부스바(200)의 온도를 검출하게 된다.
이외의 모든 구성방식은 앞서 기술한 제 1실시예 및 제2실시예와 동일하며, 제 3실시예에서는 폴리이미드필름(230)의 동박을 벗긴후에 벗겨진 동박사이에 서미스터패턴(210)을 다수로 SMT공법으로 부착시킨 폴리이미드필름(230)을 부스바(200)에 부착시켜 컨트롤러(400)와 연결하도록 구성함으로써, 부스바에 별도의 절연처리가 필요없게 함과 동시에, 서미스터패턴을 폴리이미드필름에 직접 인쇄하지 않고, SMT 작업으로 미리 인쇄된 서미스터패턴을 부착함으로써 보다 간편하게 부스바에 온도센서패턴을 장착할 수 있는 효과가 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 배선용 차단기 200: 부스바
210: 서미스터패턴 220: 도체
230: 폴리이미드필름
300: 분기차단기 400: 컨트롤러
410: 입력단자 420: 전원부
430: 제어부 440: 온도검출부
450: 알람부 460: 메모리부
470: 통신모듈

Claims (8)

  1. 배전반의 발열 예측시스템에 있어서,
    온도를 측정하기 위한 서미스터패턴이 다수로 인쇄된 부스바; 및
    상기 서미스터패턴에 전원을 공급하면서 상기 부스바의 온도를 검출하는 컨트롤러;를 포함하여 구성되며,
    상기 부스바에는 절연처리후 도체가 인쇄되며, 상기 도체 상에 상기 서미스터패턴이 인쇄된 것을 특징으로 하는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 부스바에 인쇄된 도체에는,
    상기 인쇄된 서미스터패턴에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성되어 상기 컨트롤러와 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템.
  3. 배전반의 발열 예측시스템에 있어서,
    온도를 측정하기 위한 서미스터패턴이 다수로 장착된 폴리이미드필름이 부착된 부스바; 및
    상기 서미스터패턴에 전원을 공급하면서 상기 부스바의 온도를 검출하는 컨트롤러;를 포함하여 구성되며,
    상기 컨트롤러에는, 상기 서미스터패턴에 전원을 공급하는 전원부, 상기 서미스터패턴에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인과 연결되는 입력단자부, 상기 입력단자부를 통해 인가된 전압이 인가되는 제어부, 상기 제어부와 연결되어 이상전압 기준데이터 및 상기 서미스터패턴의 저항-온도 데이터가 저장되어 있는 메모리부, 상기 제어부에 인가되는 전압으로부터 각각의 저항값을 추출하여 상기 메모리부에 설정된 저항-온도데이터를 통해 온도를 검출하는 온도검출부 및 상기 제어부에 인가되는 전압으로부터 상기 메모리부에 설정된 이상전압 기준데이터에 따라 이상전압이 발생시 알람을 구동하는 알람부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 서미스터패턴은 폴리이미드필름에 구성된 동박에 인쇄되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 서미스터패턴은 폴리이미드필름의 제거된 동박 사이에 SMT 공법으로 부착된 것을 특징으로 하는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 부스바에 장착된 폴리이미드필름의 동박에는,
    상기 서미스터패턴에 인가되는 전압을 측정하기 위한 패턴라인이 형성되어 상기 컨트롤러와 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자회로 패턴이 내장된 발열감지 부스바를 이용한 배전반 발열 예측시스템.
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