KR101677237B1 - 지락 차단 기능을 구비하는 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반) - Google Patents

지락 차단 기능을 구비하는 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반) Download PDF

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Abstract

본 발명은 수배전반에 관한 것이다. 본 수배전반은, 배전 선로나 분전 선로별로 설치되어 지락전류를 감지하며, 지락전류가 감지된 경우 지락 감지신호를 출력하는 지락전류 감지부, 및 지락 감지신호가 출력되면, 지락전류가 감지된 배전 선로나 분전 선로에 연결된 개폐기를 제어하여, 지락전류가 감지된 배선 선로나 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하에 전원 공급이 차단되도록 하는 부하 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 지락전류의 발생을 오류 없이 감지할 수 있으며, 지락전류가 감지된 경우에도 전력 계통 전체의 전원을 차단하지 않고 부하별로 전원 공급을 차단할 수 있다.

Description

지락 차단 기능을 구비하는 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반){Distributing board having a function of preventing ability for ground fault}
본 발명은 지락전류를 오류 없이 감지할 수 있으며, 지락 발생시 부하별로 전원 공급을 차단할 수 있는 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반(이하, "수배전반" 이라 함)에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반이란 수배전에 필요한 각종 계기, 제어 개폐기, 보호 계전기 등을 안전하게 금속함에 설치한 것을 말한다. 즉, 수배전반은 전력을 수전하여 부하에서 필요로 하는 전압으로 변환하여 부하에 전력을 공급하는 전기 설비이다. 빌딩이나 공장 또는 아파트 등에 마련된 전기실에는 전력회사가 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전하여 각 수용가의 부하로 배전하는 수배전반이 설치되어 있다.
수배전반은 전력계통의 통전 수순 및 전압에 따라 특고압반, 변압기반 및 저압반으로 구분할 수 있고, 특고압반은 통상적으로 고압수전반(LBS반), 계기용 변압변류기반(MOF반), 계기용 변압기반(PT반), 특고차단기반(VCB반) 등으로 구성할 수 있다. 또한, 수배전반은 부하개폐기(LBS), 피뢰기(LA), 전력퓨즈(PF), 계기용 변압변류기(MOF), 진공차단기(VCB) 등과 같은 전력 기기와, 외부로부터 공급되는 1차 전원을 전력 기기에 인입하기 위해 전력 기기와 전기적으로 연결된 1차 모선과, 전력 기기에 의해 제어된 2차 전원을 외부로 인출하기 위해 전력 기기와 전기적으로 연결된 2차 모선을 포함하고, 그 내부에는 고압의 전류가 흐르게 된다.
한편, 지락전류는 전력공급 계통의 한 상이 대지에 접촉함에 따라 전류가 대지로 흐르면서, 화재, 인축의 감전 또는 전로나 기기의 손상 등 사고를 일으킬 우려가 있는 전류를 말한다.
이러한 지락전류의 검출은, 통상적으로 지략전류가 흐를 경우에 발생하는 불평등 전류를 검출하는 방식을 사용하고 있다. 즉, 변압기 접지 라인에 변류기(CT)를 설치하여 변압기로 돌아서 들어오는 지락전류를 검출하는 것이다.
이와 관련된 선행문헌으로, 한국 특허등록공보 제10-1003814호의 '전기적회로 이상감지기능을 갖는 수배전반 및 그 제어방법', 한국 특허등록공보 제10-1567491호 '누설전류 측정 장치 및 누설전류 측정 장치를 구비한 수배전반' 등이 있다.
그러나, 이러한 방식은 상불평형이나 영상 고조파가 발생할 경우 오동작을 일으킬 가능성이 존재한다. 또한, 지락 등의 이상이 발생하여 수배전반의 전력 계통 상단의 고압반 또는 저압반에서 전원 공급을 차단하는 경우, 전력 계통의 하단의 저압반, 전동기 제어반 및 분전반의 배전 또는 분전 선로의 전원 공급도 차단되어 전력 계통 전체로 확대될 수 있다.
그리고, 지락 등의 이상 발생으로 수배전반에 문제가 발생할 경우, 작업자는 보수 또는 부품 등을 교환하기 위하여 수배전반의 개폐문을 열고 내부의 각 부품들의 근접된 위치에서 작업을 수행하게 되는데, 이와 같은 작업과정에서 부주의로 인하여 작업자가 고압전류에 감전되는 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 오류 없이 지락전류를 감지할 수 있는 방안이 필요하다. 또한, 지락 등이 감지된 경우에도, 전력 계통 전체의 전원을 차단하는 대신 이상이 있는 부하별로 전원을 차단할 수 있도록 하고, 작업자의 안전도 보호할 수 있는 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 지락전류의 발생을 오류 없이 감지할 수 있으며, 지락전류의 발생이 감지된 경우에도 부하별로 전원 공급을 차단할 수 있는 수배전반을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수배전반은, 배전 선로나 분전 선로별로 설치되어 지락전류를 감지하며, 상기 지락전류가 감지된 경우 지락 감지신호를 출력하는 지락전류 감지부, 및 상기 지락 감지신호가 출력되면, 상기 지락전류가 감지된 배전 선로나 분전 선로에 연결된 개폐기를 제어하여, 상기 지락전류가 감지된 배선 선로나 분전 선로로 공급되는 전원이 차단되도록 하는 부하 제어부를 포함한다.
또한, 상기 지략전류 감지부는, 상기 배전 선로나 분전 선로의 R상, S상, T상, 및 N상의 전류를 측정하는 제1 내지 제4 전류 감지부, 상기 제1 내지 제3 전류 감지부에서 측정한 상기 R상, 상기 S상, 상기 T상 전류의 합성전류를 산출하는 합성전류 산출부, 및 상기 합성전류의 크기와 상기 N상 전류의 크기를 비교하여, 상기 합성전류의 크기가 상기 N상 전류보다 큰 경우, 상기 지락 감지신호를 출력하는 판별부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 배전 선로나 분전 선로를 통해 인가되는 전력의 총합이 기설정된 제한 전력을 초과하는 경우, 미리 설정된 순서에 따라 상기 배전 선로나 상기 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하별로 전원 공급을 차단하도록 상기 부하 제어부로 제어 신호를 전송하는 최대 수요 전력 제어기와, 상기 배전 선로나 상기 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하별 동작 상태와 계측 값을 표시하는 전원 관리부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, R상, S상, T상의 합성전류와 N상 전류의 크기 비교에 의하여, 지락전류의 발생을 오류 없이 감지할 수 있다. 또한, 지락전류가 감지된 경우에도 전력 계통 전체의 전원을 차단하지 않고 부하별로 전원 공급을 차단할 수 있다. 그리고, 지락 등의 이상 발생시 작업자가 수배전반에 근접한 거리에 따라 경고 신호를 출력하거나 전원을 차단하여 작업자의 감전사고 등을 미연에 방지할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수배전반의 구성을 설명하기 위해 참조되는 도면,
도 2는 도 1에서 지락전류 감지부에 대한 구성의 일 예를 나타낸 블럭도,
도 3은 도 1에서 지락전류 감지부의 동작 설명에 제공되는 흐름도,
도 4는 합성전류 및 중선선 전류에 대한 벡터도의 일 예,
도 5는 지락 감지신호에 따라 경고신호 및 전력공급을 차단하기 위한 구성을 설명하기 위한 블럭 구성도, 그리고
도 6은 지락 감지신호에 따라 경고신호 및 전력공급을 차단하는 과정에 대한 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수배전반의 구성을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기본적으로 수배전반(100)은 주선로(1)로부터 다수의 배전 또는 분전 선로(2)가 분기되어 하나의 전력 계통을 이룬다.
주선로(1)에는 계기용 변성기인 MOF(Metering Out Fit)(10)가 설치되고, 계기용 변성기(10)에는 전력량계인 WHM(Watt-Hour Meter)(15)가 연결된다. MOF(10)와 변압기(25)사이에는 진공 차단기(Vacuum Circuit Breaker, VCB)(20)가 설치되고, 변압기(25) 하단에는 주선로(1)에서 전력 계통에 이상이 있을 경우 전력 계통의 보호를 위한 기중 차단기(Air Circuit Breaker, ACB)(30)가 설치된다.
배전 또는 분전 선로(2)에는 과전류나 지락전류 등의 발생시 전력 계통의 보호를 위한 배선용 차단기(35a, 35b, 35c)가 설치된다. 배선용 차단기(35a, 35b, 35c) 하단에는 부하(90a, 90b, 90c) 마다 지략전류 감지부(50a, 50b, 50c), 개폐기(60a, 60b, 60c)가 각각 배치된다.
도 1에서는 설명의 편의상 3개의 부하(90a, 90b, 90c)가 있는 경우를 도시하고 있으나, 부하(90a, 90b, 90c)와 부하별로 배치되는 지략전류 감지부(50a, 50b, 50c)와 개폐기(60a, 60b, 60c) 등의 개수는 이보다 많거나 적을 수 있다.
부하 제어부(110)는 배선용 차단기(35a, 35b. 35c)나 개폐기(60a, 60b, 60c) 등을 제어하여, 부하별로 전원을 공급하거나 차단할 수 있다.
전원 관리부(120)는 부하 제어부(110)를 통해 부하별 동작 상태나 계측 값을 전달받아 모니터에 표시할 수 있다. 최대 수요 전력 제어기(130)는 전력 과다 사용중인 경우에 미리 설정된 순서에 따라 특정 배전 또는 분전 선로(2)나 부하에 전원 공급을 차단하도록 제어 신호를 부하 제어부(110)로 전달할 수 있다.
이와 같은 구성에서, 지략전류 감지부(50a, 50b, 50c)는 지락전류 등을 감지하며, 지락전류가 감지되면 부하 제어부(110)로 지락 감지신호를 전달할 수 있다. 부하 제어부(110)는 지락 감지신호를 전달받으면, 개폐기(60a, 60b, 60c) 중에서 지락전류가 감지된 부하에 대응하는 개폐기를 동작시켜 해당 부하에 대한 전원 공급을 차단할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 지락전류가 감지된 경우 해당 부하에 대한 전원 공급만을 선택적으로 차단할 수 있다. 또한, 전력 과다 사용중인 경우나 지략 전류 발생 등으로 전력이 과다하게 흐르는 경우, 최대 수요 전력 제어기(130)의 제어에 따라 부하 제어부(110)가 동작하여 미리 설정된 순서에 따라 부하별로 전원 공급을 차단할 수도 있다.
도 2는 도 1에서 지락전류 감지부의 구성의 일 예를 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 지략전류 감지부(50)는 제1 내지 제4 전류감지부(51, 52, 53, 54), 합성전류 산출부(55), 및 판별부(56)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.
제1 내지 제4 전류감지부(51, 52, 53, 54)는 각각 R상, S상, T상, N상에 대한 전류를 측정한다. 합성전류 산출부(55)는 제1 내지 제3 전류감지부(51, 52, 53)에서 측정한 R상, S상, T상의 합성전류를 산출한다. 판별부(56)는 합성전류 산출부(56)가 산출한 합성전류의 크기와 제4 전류감지부(54)가 측정한 중성선 N상의 전류 크기를 비교하여, 지락 발생 여부를 판단한다.
제1 내지 제4 전류감지부(51, 52, 53, 54)에서 각각 측정된 R상, S상, T상, N상에 대한 전류의 크기는 부하 제어부(110), 전원 관리부(120), 최대 수요 전력 제어기(130) 등으로 전달되어, 과전류를 감지하거나. 설정된 목표전력을 넘지 않도록 부하를 자동으로 차단하거나 투입하는 제어 등에 사용할 수도 있다.
도 3은 도 1에서 지락전류 감지부의 동작 설명에 제공되는 흐름도이고, 도 4는 합성전류 및 중선선 전류에 대한 벡터도의 일 예이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 내지 제4 전류 감지부(51, 52, 53, 54)는 각각 R상, S상, T상, N상에 대한 전류를 측정한다(S200).
합성전류 산출부(55)는 제1 내지 제3 전류감지부(51, 52, 53)에서 측정한 R상, S상, T상의 합성전류를 산출한다(S205).
판별부(56)는 합성전류의 크기와 중성선 N상 전류의 크기를 비교하여, 합성전류의 크기가 N상 전류보다 큰 경우(S210), 지락전류가 감지된 것으로 판단하여, 지락 감지신호를 출력한다(S215).
합성전류 산출부(55)에서 산출된 합성전류의 일 예는, 도 4에서 도면 부호 251로 표시한 벡터와 같으며, N상 전류의 일 예는, 도 4에서 도면 부호 253으로 표시한 벡터와 같다.
그러나, 판별부(56)의 판단 결과, 합성전류의 크기가 N상 전류보다 크지 않은 경우에는, S200 단계 이후의 과정이 반복적으로 수행된다.
이와 같은 과정에 의해, 오류 없이 지락전류의 발생 여부를 감지할 수 있다.
한편, 지락전류 감지부(50)를 이용하여 누설전류(leakage current)를 감지할 수도 있다. 누설전류는 기기 또는 선로의 절연 열화로 전력공급 계통의 한 상이 고저항으로 대지에 접촉하여 원하지 않는 곳으로 흐르면서, 인체나 기기에 치명적 위험과 손상을 입힐 수 있는 전류를 말한다.
즉, 초기 운전 동작시, 합성전류 산출부(55)에서 산출된 R상, S상, T상의 합성전류의 크기를 저장한 후, 운전 동작 중, 제1 내지 제3 전류 감지부(51, 52, 53)는 각각 R상, S상, T상에 대한 전류를 측정하고, 합성전류 산출부(55)는 제1 내지 제3 전류감지부(51, 52, 53)에서 측정한 R상, S상, T상의 합성전류를 산출한다.
판별부(56)는 운전 동작 중 합성전류 산출부(55)에서 산출된 합성전류의 크기와 초기 운전 동작시 저장된 합성전류의 크기를 비교하여, 운전 동작 중 산출된 합성전류의 크기가 초기 운전 동작시 저장된 합성전류의 크기보다 큰 경우, 누설전류가 감지된 것으로 판단할 수 있다. 일정한 기준치를 설정한 후, 운전 동작 중 산출된 합성전류의 크기가 초기 운전 동작시 저장된 합성전류의 크기보다 기준치 이상으로 큰 경우, 누설전류가 감지된 것으로 판단할 수도 있다.
지락전류 감지부(50)는 누설전류가 감지되면, 누설전류가 감지되었음을 나타내는 감지신호를 출력할 수 있다.
도 5는 지락 감지신호에 따라 경고신호 및 전력공급을 차단하기 위한 구성을 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 5를 참조하면, 수배전반(100)은 인체 감지부(70)와 경고신호 발생부(80)를 더 포함할 수 있다.
인체 감지부(70)는 원적외선 센서(pyro-infrared ray sensor)와 라이트 커튼 센서(light curtain sensor) 등을 사용하여, 작업자나 기타 사람이 일정 거리 이내로 근접한 것을 감지한다. 경고신호 발생부(80)는 음향신호, 광신호, 수배전반에 배치된 디스플레이에 표시되는 경고 메시지 등으로 경고 신호를 출력할 수 있다.
이와 같은 구성 요소를 더 포함하며, 지락전류 감지부(50)에서 지락 감지신호가 부하 제어부(110)에 전달된 상태에서, 인체 감지부(70)를 통해 작업자가 수배전반에 일정 거리 이내로 근접한 것이 감지된 경우, 부하 제어부(110)는 개폐 제어신호를 출력하여 전원 공급을 차단하거나, 경고신호 발생부(80)를 제어하여, 경고 신호를 출력할 수 있다.
한편, 통상적으로 수배전반(100)의 하우징(미도시)은, 전후, 좌우, 상하면에 의해 밀폐되는 구조이며, 그 내부공간에는 전력 기기, 1차 모선, 2차 모선 등이 설치될 수 있다.
전력 기기는, 수배전반(100)의 하우징 내부공간에 설치되며 공급되는 전원을 제어하는 것으로서, 전력 기기의 예로는, 진공차단기(20), 기중 차단기(30) 등이 될 수 있다. 1차 모선은 하우징 외부로부터 전력 기기로 전원을 인입하기 위한 것으로서, 1차 모선을 통해 인입되는 전원을 통상적으로 1차 전원이라고 한다. 2차 모선은 전력 기기에 의해 제어된 전원을 하우징 외부로 유출하기 위한 것으로서, 전력 기기에 의해 제어되어 2차 모선을 통해 인출되는 전원을 통상적으로 2차 전원이라고 한다.
전방 도어부는, 하우징의 전면에 마련되어 하우징의 내부공간을 폐쇄 또는 외부로 개방하게 된다. 전방 도어부가 닫혔을 때는 하우징의 내부공간을 독립된 공간이 되도록 하고, 전방 도어부가 개방될 때는 하우징의 내부공간과 외부가 연통되고, 작업자의 접근이 가능하게 되어 1차 모선 또는 전력 기기에 대한 보수 또는 교체가 가능하게 된다.
후방 도어부는, 하우징의 후면에 마련되어 하우징의 내부공간을 폐쇄 또는 외부로 개방하게 된다. 후방 도어부가 닫혔을 때는 하우징의 내부공간을 독립된 공간이 되도록 하고, 후방 도어부가 개방될 때는 하우징의 내부공간과 외부가 연통되고, 작업자의 접근이 가능하게 되어 2차 모선 또는 전력 기기에 대한 보수 또는 교체가 가능하게 된다.
도 6은 지락 감지신호에 따라 경고신호 및 전력공급을 차단하는 과정에 대한 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하의 설명에서, 제1 인체 감지부(70b)와 제2 인체 감지부(70b)는 하우징의 내부공간 내에서 하우징의 전면에 인접한 위치에 설치되며, 제3 인체 감지부(70c)와 제4 인체 감지부(70b)는 하우징의 내부공간 내에서 하우징의 후면에 인접한 위치에 설치된 것으로 가정한다. 이때, 제1 인체 감지부(70a)와 제3 인체 감지부(70c)로는 원적외선 센서를 이용하고, 제2 인체 감지부(70b)와 제4 인체 감지부(70d)로는 라이트 커튼 타입의 센서를 사용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 지락전류 감지부(50)가 지락 감지신호가 발생하고(S300), 인체 감지부(70)에 의해 작업자가 감지된 경우(S305), 제1 인체 감지부(70a)는, 전방 도어부의 개방시 작업자와 1차모선 간의 거리 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제1 거리(d1) 이내인 경우, 제1 감지 신호를 출력한다.
제1 감지 신호가 출력되는 작업자와 1차 모선 간의 거리 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제1 거리(d1) 이내인 경우(S310), 부하 제어부(110)는 경고신호 발생부(80)를 제어하여 경고 신호가 출력되도록 한다(S315). 이와 같은 경고 신호에 의해, 작업자에게 감전에 대한 주의를 환기시킬 수 있다.
제1 거리(d1)는 약 50cm로 설정할 수 있다. 제1 인체 감지부(70a)는 하우징의 내부공간에서 하우징의 전면 측 상부에 설치할 수 있으며, 1차 모선 또는 전력 기기로부터 제1 거리(d1)만큼, 예컨대 약 50cm 만큼 이격되게 설치할 수 있다.
제2 인체 감지부(70b)는, 전방 도어부의 개방시 작업자와 1차 모선 간의 거리 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제2 거리(d2) 이내인 경우, 제2 감지 신호를 출력한다. 제2 감지 신호가 출력되는, 작업자와 1차 모선 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제2 거리(d2) 이내인 경우(S320), 부하 제어부(110)는 개폐 제어신호를 출력하여, 1차 모선을 통해 전송되는 전원이 차단되도록 한다(S325).
1차 모선을 통해 전력 기기로 인입되는 전원은 이웃하게 상류 측에 배치된 다른 수배전반으로부터 공급되는 전원이다. 따라서, 제2 감지 신호가 출력되는 경우, 부하 제어부(110)는 상류 측에 배치된 다른 수배전반의 전력 기기의 전원을 차단하게 함으로써, 1차 모선이 설치된 수배전반 내부에 전류가 흐르지 않도록 한다.
특고압반 또는 고압반의 경우 그 내부공간에 설치된 전력 기기와 모선을 통해 약 22,900V의 고압전류가 흐른다. 전력 기기, 1차 모선 또는 2차 모선의 보수 또는 교체 작업시 작업자가 기기 등에 접촉하지 않고 일정 거리 이내로 근접하더라도 상술한 고압전류에 의해 순간적으로 기기 측으로 흡인되어 감전사고가 발생하는 경우가 발생한다. 통상적으로 약 22,900V의 고압전류가 흐르는 경우 기기와 작업자 간의 거리가 20cm 이내가 되면 작업자가 기기 측으로 빨려들어가게 되므로, 제2 거리(d2)를 대략 30cm로 설정할 수 있다.
제2 인체 감지부(70b)는 하우징의 내부공간에서 하우징의 전면 측에 상하 방향으로 설치할 수 있으며, 1차 모선 또는 전력 기기로부터 제2 거리(d2)만큼, 예컨대 약 30cm 만큼 이격되게 설치할 수 있다.
제3 인체 감지부(70c)는, 후방 도어부의 개방시 작업자와 2차모선 간의 거리 또는 작업자와 전력기기 간의 거리가 제3 거리(d3) 이내인 경우, 제3 감지 신호를 출력한다. 제3 감지 신호가 출력되는, 작업자와 2차모선 간의 거리 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제3 거리(d3) 이내인 경우(S330), 부하 제어부(110)는 경고신호 발생부(80)를 제어하여 경고 신호가 출력되도록 한다(S335). 이와 같은 경고 신호에 의해, 작업자에게 감전에 대한 주의를 환기시킬 수 있다.
제3 거리(d3)는 제1 거리(d1)와 동일하게 약 50cm로 설정할 수 있으나, 이와 다르게 설정할 수도 있다. 또한, 제3 인체 감지부(70c)는 하우징의 내부공간에서 하우징의 후면측 상부에 설치할 수 있으며, 2차 모선 또는 전력 기기로부터 제3 거리(d3)만큼, 예컨대 약 50cm 만큼 이격되게 설치할 수 있다.
제4 인체 감지부(70d)는, 후방 도어부의 개방시 작업자와 2차모선 간의 거리 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제4 거리(d4) 이내인 경우, 제4 감지 신호를 출력한다. 제4 감지 신호가 출력되는 작업자와 2차모선 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제4 거리(d4) 이내인 경우(S340), 부하 제어부(110)는 전력 기기의 전원을 차단하는 신호를 출력한다.
따라서, 작업자와 하우징 내의 기기 간의 거리가 제4 거리(d4) 이내인 경우 이를 감지하여 전력 기기의 전원을 차단함으로써, 더 이상 수배전반 내부에 전류가 흐르지 않도록 한다.
제4 거리(d4)는 제1 거리(d1)와 동일하게 약 30cm 로 설정할 수 있으나, 이와 다르게 설정할 수도 있다.
제4 인체 감지부(70d)는 하우징의 내부공간에서 하우징의 후면 측에 상하 방향으로 설치할 수 있으며, 2차 모선 또는 전력 기기로부터 제4 거리(d4)만큼, 예컨대 약 30cm 만큼 이격되게 설치할 수 있다.
이와 같은 과정에 의해, 지락전류가 감지된 경우, 미처 전원 공급이 차단되지 않은 상태에서, 작업자와 고압의 전류가 흐르는 수배전반 내의 모선 또는 전력기기 사이의 거리가 정해진 거리 이내로 가까워지면 수배전반의 전원을 차단하여 작업자의 감전사고를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 감전사고를 염려할 정도의 거리는 아니더라도 정해진 거리 이내로 가까워지면 경고 신호를 출력함으로써, 작업자에게 감전사고에 대한 주의를 환기시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 상기한 바와 같은 과정은 누설전류가 감지되거나 과전류가 감지된 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 누설전류나 과전류가 감지된 경우, 미처 전원 공급이 차단되지 않은 상태에서, 작업자와 고압의 전류가 흐르는 수배전반 내의 모선 또는 전력기기 사이의 거리가 정해진 거리 이내로 가까워지면 수배전반의 전원을 차단하여 작업자의 감전사고를 방지할 수 있으며, 감전사고를 염려할 정도의 거리는 아니더라도 정해진 거리 이내로 가까워지면 경고 신호를 출력함으로써, 작업자에게 감전사고에 대한 주의를 환기시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 수배전반은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
50a ~ 50c : 지락전류 감지부 60a ~ 60c : 개폐기
110 : 부하 제어부 120 : 전원 관리부
130 : 최대 수요 전력 제어기

Claims (10)

  1. 배전 선로나 분전 선로별로 설치되어, 상기 배전 선로나 분전 선로의 R상, S상, T상, 및 N상의 전류를 측정하여, 상기 R상, 상기 S상, 상기 T상 전류의 합성전류를 산출하며,
    상기 합성전류의 크기와 상기 N상 전류의 크기를 비교하여, 상기 합성전류의 크기가 상기 N상 전류보다 큰 경우, 지락전류가 감지된 것으로 판단하여 지락 감지신호를 출력하고,
    운전 동작 중 산출된 합성전류의 크기가 초기 운전 동작시 저장된 합성전류의 크기보다 기설정된 기준치 이상으로 큰 경우, 누설전류가 감지된 것으로 판단하여 누설전류 감지신호를 출력하는 지락전류 감지부;
    내부공간을 가지며, 상기 내부공간에 상기 배전 선로나 분전 선로로 공급되는 전류를 제어하기 위한 전력 기기가 설치되는 하우징;
    작업자와 상기 하우징 간의 거리가 소정 거리 이내인 경우, 감지 신호를 출력하는 인체 감지부;
    상기 지락 감지신호가 출력되면, 상기 지락전류가 감지된 배전 선로나 분전 선로에 연결된 개폐기를 제어하여, 상기 지락전류가 감지된 배선 선로나 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하에 전원 공급이 차단되도록 제어하고,
    상기 지락 감지신호나 상기 누설전류 감지신호가 출력된 상태에서 상기 감지 신호가 출력되면, 상기 감지신호가 출력된 하우징에 대하여 경고 신호나 전원 차단을 위한 제어 동작을 실행하는 부하 제어부; 및
    상기 부하 제어부를 통해 부하별 동작 상태와 계측 값을 전달받아 모니터에 표시하는 전원 관리부를 포함하는 수배전반.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지락전류 감지부는,
    상기 배전 선로나 분전 선로의 상기 R상, 상기 S상, 상기 T상, 및 상기 N상의 전류를 측정하는 제1 내지 제4 전류 감지부;
    상기 제1 내지 제3 전류 감지부에서 측정한 상기 R상, 상기 S상, 상기 T상 전류의 합성전류를 산출하는 합성전류 산출부; 및
    상기 합성전류의 크기와 상기 N상 전류의 크기를 비교하여, 상기 합성전류의 크기가 상기 N상 전류보다 큰 경우, 상기 지락 감지신호를 출력하고,
    상기 운전 동작 중 산출된 합성전류의 크기가 상기 초기 운전 동작시 저장된 합성전류의 크기보다 상기 기설정된 기준치 이상으로 큰 경우, 상기 누설전류 감지신호를 출력하는 판별부를 포함하는 수배전반.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배전 선로나 분전 선로를 통해 인가되는 전력의 총합이 기설정된 제한 전력을 초과하는 경우, 미리 설정된 순서에 따라 상기 배전 선로나 상기 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하별로 전원 공급을 차단하도록 상기 부하 제어부로 제어 신호를 전송하는 최대 수요 전력 제어기를 더 포함하는 수배전반.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 외부로부터 상기 전력 기기로 전원을 인입하기 위한 1차 모선; 상기 전력 기기에 의해 제어된 전원을 상기 하우징 외부로 인출하기 위한 2차 모선; 상기 하우징의 내부공간을 개방 또는 폐쇄하며 개방시 상기 2차 모선 또는 상기 전력 기기에 작업자의 접근을 가능하게 하는 후방 도어부; 및 상기 하우징의 내부공간을 개방 또는 폐쇄하며 개방시 상기 1차 모선 또는 상기 전력 기기에 상기 작업자의 접근을 가능하게 하는 전방 도어부;를 더 포함하며,
    상기 인체 감지부는,
    상기 작업자와 상기 1차 모선 또는 상기 전력 기기 간의 거리가 제1 거리 이내인 경우, 제1 감지 신호를 출력하는 제1 인체 감지부;
    상기 작업자와 상기 1차 모선 또는 상기 전력 기기 간의 거리가 상기 제1 거리보다 가까운 제2 거리 이내인 경우, 제2 감지 신호를 출력하는 제2 인체 감지부;
    상기 작업자와 상기 2차 모선 또는 상기 전력 기기 간의 거리가 제3 거리 이내인 경우, 제3 감지 신호를 출력하는 제3 인체 감지부; 및
    상기 작업자와 상기 2차 모선 또는 상기 전력 기기 간의 거리가 상기 제3 거리보다 가까운 제4 거리인 경우, 제4 감지 신호를 출력하는 제4 인체 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전반.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부하 제어부는, 상기 지락 감지신호나 상기 누설전류 감지신호가 출력된 상태에서 상기 제1 및 제 3 감지 신호 중 어느 하나가 출력되면, 상기 경고 신호가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수배전반.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 부하 제어부는, 상기 지락 감지신호나 상기 누설전류 감지신호가 출력된 상태에서 상기 제2 감지 신호의 출력되면, 상기 1차 모선을 통해 전송되는 전원이 차단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수배전반.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 부하 제어부는, 상기 지락 감지신호나 상기 누설전류 감지신호가 출력된 상태에서, 상기 제4 감지 신호의 출력시, 상기 전력 기기의 전원이 차단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수배전반.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 인체 감지부는, 상기 1차 모선 또는 상기 전력 기기로부터 상기 제1 거리만큼 이격되게 설치되는 원적외선 센서이며,
    상기 제2 인체 감지부는, 상기 1차 모선 또는 상기 전력 기기로부터 상기 제2 거리만큼 이격되게 설치되는 라이트 커튼 타입의 센서이고,
    상기 제3 인체 감지부는, 상기 1차 모선 또는 상기 전력 기기로부터 상기 제3 거리만큼 이격되게 설치되는 원적외선 센서이며,
    상기 제4 인체 감지부는, 상기 2차 모선 또는 상기 전력 기기로부터 상기 제 4거리만큼 이격되게 설치되는 라이트 커튼 타입의 센서인 것을 특징으로 하는 수배전반.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 부하 제어부의 제어에 따라, 음향신호, 광신호, 경고 메시지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 경고 신호를 출력하는 경고신호 발생부를 더 포함하는 수배전반.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101485540B1 (ko) 2014-05-13 2015-01-22 청석전기 주식회사 차단 기능이 보강된 수배전반
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