KR101706622B1 - 연면 방전 또는 아크 방전에 의해 발생되는 가스 감지 기능을 구비하는 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반) - Google Patents

연면 방전 또는 아크 방전에 의해 발생되는 가스 감지 기능을 구비하는 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반) Download PDF

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Abstract

본 발명은 수배전반에 관한 것이다. 본 수배전반은, 내부공간을 가지며, 내부공간에 배전 선로나 분전 선로에 공급되는 전류를 제어하기 위한 전력 기기가 설치되는 하우징, 하우징 및 전력 기기를 대지와 절연하기 위해 사용되는 절연물에 인접한 위치에 배치되어, 가스를 감지하며, 감지된 가스에 대한 가스 정보를 전송하는 가스 감지부, 경고 신호를 출력하는 경고신호 발생부, 및 가스 정보를 전달받아 분석하며, 가스 정보의 분석 결과 연면 방전에 따른 에폭시 수지 연소에 의한 가스이거나 아크 방전의 발생에 의한 가스로 판단되면, 가스 감지신호를 출력하고,경고신호 발생부를 제어하여 경고 신호가 출력되도록 하는 분석 및 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 수배전반에서 사용되는 절연물인 에폭시 수지 연소의 의해 발생하는 가스 성분이나 아크 방전에 의해 발생하는 가스 성분을 검출하여, 수배전반에서 발생하는 연면 방전이나 아크 방전을 오류 없이 감지할 수 있다.

Description

연면 방전 또는 아크 방전에 의해 발생되는 가스 감지 기능을 구비하는 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반){Distributing board having a function of sensing gas generated by creeping discharge or arc discharge}
본 발명은 연면 방전 또는 아크 방전에 의해 발생되는 가스를 감지하여 경고 신호를 발생하거나 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, 수배전반은 수배전반이 설치된 환경적 요인 또는 경년 변화에 의해 열화가 발생되어, 수배전반 내부에 설치되어 있는 에폭시 수지 절연물에서 연면 방전이 발생하고, 이를 방치하면 단락에 의한 아크 방전으로 확대되어, 배전반의 소손으로 이어지면, 이에 따라 심각한 재산상 피해나 인명 피해가 발생할 수 있다. 따라서 수배전반에서 연면 방전의 발생을 검출하는 것이 필요하다.
이와 관련된 선행문헌으로, 한국 특허등록공보 제10-1180010호의 '자외선 센서와 전자파 센서를 이용한 수배전반의 절연 진단 장치', 한국 특허등록공보 제10-1519923호 'AE센서를 구비한 수배전반의 부분방전 검출 시스템' 등이 있다.
그러나, 이러한 방식은, 전자파 또는 초음파의 의해 연면 방전을 검출하고 있으나, 주위 환경의 왜란으로 인하여 측정 정밀도가 낮아 참고용으로만 사용되고 있는 실정이다.
따라서, 수배전반 열화에 의한 피해를 최소화하기 위해서는 연면 방전의 정확한 검출을 통해 즉시 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 연면 방전이나 아크 방전을 오류 없이 감지할 수 있으며, 연면 방전이나 아크 방전이 감지된 경우 경고 신호를 출력하거나 연면 방전이나 아크 방전이 발생한 장소의 전단에서 부하별로 전원 공급을 차단할 수 있는 수배전반을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수배전반은, 내부공간을 가지며, 상기 내부공간에 배전 선로나 분전 선로에 공급되는 전류를 제어하기 위한 전력 기기가 설치되는 하우징, 상기 하우징 및 상기 전력 기기를 대지와 절연하기 위해 사용되는 절연물에 인접한 위치에 배치되어, 가스를 감지하며, 감지된 가스에 대한 가스 정보를 전송하는 가스 감지부, 경고 신호를 출력하는 경고신호 발생부, 및 상기 가스 정보를 전달받아 분석하며, 상기 가스 정보의 분석 결과 연면 방전에 따른 에폭시 수지 연소에 의한 가스이거나 아크 방전의 발생에 의한 가스로 판단되면, 가스 감지신호를 출력하고, 상기 경고신호 발생부를 제어하여 상기 경고 신호가 출력되도록 하는 분석 및 제어부를 포함한다.
상기 경고신호 발생부는, 음향신호, 광신호, 경고 메시지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 경고 신호를 출력할 수 있으며, 상기 가스 감지신호가 출력되면, 상기 가스가 감지된 배선 선로나 분전 선로에 연결된 개폐기를 제어하여, 상기 가스가 감지된 배선 선로나 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하에 전원 공급이 차단되도록 제어하는 부하 제어부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 배전 선로나 분전 선로를 통해 인가되는 전력의 총합이 기설정된 제한 전력을 초과하는 경우, 상기 배전 선로나 상기 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하별로 미리 설정된 순서에 따라 순차적으로 전원 공급을 차단하거나 연결하도록 제어신호를 전송하는 디맨트 컨트롤러, 및 상기 제어신호를 수신하여 미리 설정된 부하 제어부로 전달하며, 상기 배전 선로나 상기 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하별 동작 상태와 전원 관련 계측 값을 표시하는 메인 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수배전반에서 사용되는 절연물인 에폭시 수지 연소의 의해 발생하는 가스 성분이나 아크 방전에 의해 발생하는 가스 성분을 검출하여, 수배전반에서 발생하는 연면 방전이나 아크 방전을 오류 없이 감지할 수 있다. 또한, 연면 방전이나 아크 방전이 감지된 경우, 부하별로 경고 신호를 출력하거나 전원 공급을 차단할 수 있다. 그리고, 연면 방전이나 아크 방전의 감지시 작업자가 수배전반에 근접한 거리에 따라 경고 신호를 출력하거나 전원을 차단하여 불의의 사고를 미연에 방지할 수도 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수배전반의 구성을 설명하기 위해 참조되는 도면,
도 3 및 도 4는 가스 감지신호에 따라 경고 신호를 출력하거나 전력공급을 차단하기 위한 구성을 설명하기 위한 블럭 구성도,
도 5는 분석부의 동작 과정에 대한 설명에 제공되는 흐름도, 그리고
도 6은 가스 감지신호 발생시 경고 신호를 출력하거나 전력공급을 차단하는 과정에 대한 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 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 부하 개폐기인 LBS(Load Breaker Switch)(10)와, 계기용 변성기인 MOF(Metering Out Fit)(15)가 설치되고, 계기용 변성기(15)에는 전력량계인 WHM(Watt-Hour Meter)(20)가 연결된다. MOF(15)와 변압기(30)사이에는 진공 차단기(Vacuum Circuit Breaker, VCB)(25)가 설치되고, 변압기(30) 하단에는 주선로(1)에서 전력 계통에 이상이 있을 경우 전력 계통의 보호를 위한 기중 차단기(Air Circuit Breaker, ACB)(35)가 설치된다.
배전 또는 분전 선로(2)에는 과전류나 누설전류 등의 발생시 전력 계통의 보호를 위한 배선용 차단기(Moulded Case Circuit Breaker, MCCB)(40a ~ 40n)가 설치된다. 배선용 차단기(40a ~ 40n)는 개폐기구, 트립장치 등을 절연물 용기 내에 일체로 조립한 것으로 통전 상태의 전로를 수동 또는 전기 조작에 의해 개폐할 수 있으며, 과부하 및 단로 등의 이상 상태시 자동적으로 전류를 차단할 수 있다.
배선용 차단기(40a ~ 40n)의 하단에는 전자 개폐기(Magnetic Switch, MS)(60a ~ 60n)가 설치된다. 전자 개폐기(60a ~ 60n)는 전자접촉기와 과부하계전기가 조합되어 사용되는 것으로, 전자접촉기의 ON/OFF에 의해 모터 등의 부하를 운전/정지시킴으로써 부하를 보호, 제어하는 목적으로 사용되며, 과부하계전기에 의해 부하에 일정 이상의 과전류가 흐르면 이를 감지하여 전자접촉기의 조작 전원을 OFF시켜 부하를 정지시킨다.
전류 감지부(50a ~ 50n)는 배선용 차단기(40a ~ 40n)와 전가 개폐기(60a ~ 60n) 사이에서 배전선로나 분전 선로별로 설치할 수 있으며, 지락전류나 누락전류, 과전류 등을 감지하는 기능을 구비한다. 여기서, 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. 또한, 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.
특고압반(3, 4, 5), 변압기반(6), 및 기타 저압반, 전동기 제어반, 분전반 등에서는 가스 감지를 위한 가스 감지부(70a ~ 70n)를 설치할 수 있다. 가스 감지부(70a ~ 70n)는 가스를 감지하여, 감지된 가스에 대한 가스 정보를 분석 및 제어부(140)로 전송한다. 가스 감지부(70a ~ 70b)는 바닥면이나 절연물 등에 인접하게 설치할 수 있다.
도 2를 참조하면, 디맨드 컨트롤러(demand controller)(110)는 현재 사용하고 있는 전력을 예측하고 감시하여 설정된 목표전력을 넘지 않도록 부하를 자동으로 차단하거나 투입시켜 준다. 디맨트 컨트롤러(110)는 WHM(20)에 연결되어, 수요시한 및 전력 사용량을 입력받아, 수요전력을 측정한다. 여기서, 수요전력은 수요시한 동안 측정된 전력의 평균값을 의미하며, 수요시한은 평균전력을 구하기 위하여 정해진 시간의 길이로 국내의 경우 통상 15분으로 설정되어 있으며, 디맨드 컨트롤러(110)가 사용전력을 연산하고 부하를 제어하는데 기본이 되는 시간으로 정의할 수 있다.
디맨드 컨트롤러(110)는 시간대별 전력요금의 차등화에 따라, 주간, 저녁, 심야대로 구분하여 각각 다른 목표전력을 설정하여 제어할 수도 있다.
메인 제어부(120)는 디맨드 컨트롤러(110)와 연결되어 설정된 제어 방식에 따라 연결된 부하 제어부(130)에 제어 명령을 전달하고, 부하별 동작 상태나 계측 값을 전달받아 모니터에 표시할 수 있다.
메인 제어부(120)로부터 전달받은 제어 명령에 따라, 부하 제어부(130)는 개폐 제어신호를 출력하여, 배선용 차단기(40a ~ 40n)나 전자 개폐기(60a ~ 60n)를 제어하여, 부하(90a ~ 90n) 별로 전원을 공급하거나 차단할 수 있다.
이에 의해, 수배전반(100)의 총 사용 전력이 미리 설정된 제한 전력을 초과하는 경우, 디맨드 컨트롤러(110)가 메인 제어부(120)에 특정 부하에 공급되는 전원을 차단하거나 연결하는 제어 신호를 전달하고, 메인 제어부(120)는 이를 해당 부하를 제어하는 부하 제어부(130)에 전달하여, 최대 수요 전력을 제어할 수 있다.
분석 및 제어부(140)는 가스 감지부(70a ~ 70n)로부터 전달받은 가스 정보를 분석하여, 감지한 가스의 종류를 분석한다. 분석 및 제어부(140)는 분석한 가스의 종류가 에폭시 수지 연소에 의해 발생한 가스이거나 아크 방전에 의해 발생한 가스인 경우, 경고 신호나 전원 차단을 위해 가스 감지신호를 출력할 수 있다.
수배전반(100)의 하우징 내부는 고압의 전압이 인가된 상태로 이를 대지와 절연하기 위하여 에폭시 수지물로 대지와 절연하고 있다. 수배전반(100)의 설치 환경이 열악하거나 경년변화에 의해 소재 자체의 절연성능이 떨어지면, 절연물 표면을 따라 연면 방전(creeping discharge)이 발생하며, 절연물의 표면이 전로를 따라 부분적으로 연소하면 탄화된다. 또한, 연면 방전의 방치에 따른 단락에 의한 아크(arc) 방전이 발행할 수도 있다. 이와 같은 경우, 에폭시 수지 연소에 의한 가스가 발생하게 되므로, 이를 통해 연면 방전이나 아크 방전을 검출할 수 있다.
대전물체에서의 방전은 대기중에서 발생하는 기중방전과 대전체의 표면을 따라 발생하는 연면 방전으로 대별할 수 있는데, 연면 방전은 일반적으로 절연체의 표면에서 발생하는 방전현상으로 공기중에 놓여진 절연체 표면의 전계 강도가 큰 경우에 고체표면을 따라서 진행하는 발광이 동반된 방전을 의미한다. 연면 방전은 드럼이나 사이로내의 분진이 다량의 전하를 보유할 때와 높은 대전상태의 엷은 층상 부도체의 박리, 또는 엷은 층상의 대전된 부도체 뒷면에 근접한 접지체가 있을 때 표면에 연한 복수의 수지상의 발광을 수반하여 발생되는 방전으로 불꽃 방전과 마찬가지로 재해나 장해의 원인이 된다.
그리고, 아크 방전은 전극에 전위차가 발생하여 전극 사이의 기체에 지속적으로 발생하는 절연 파괴의 일종으로, 아크를 지지하는 전극으로부터 전자의 열전자 방출에 의존한다.
분석 및 제어부(140)는 에폭시 수지 연소에 의해 발생한 가스이거나 아크 방번에 의해 발생한 가스를 감지하면 가스 감지신호를 부하 제어부(130)로 전달하고, 부하 제어부(130)는 가스 감지신호를 전달받으면, 전자 개폐기(60a ~ 60n) 중에서 가스가 감지된 부하에 대응하는 전자 개폐기를 동작시켜 해당 부하에 대한 전원 공급을 차단할 수도 있다.
수배전반(100)에서 주로 대지와 절연하기 위한 절연물로 사용되는 에폭시 수지는 열경화성 플라스틱의 일종이며, 하기의 표는 여러 가지 플라스틱 연소시 생성되는 가스를 나타낸다. 따라서, 수배전반(100)에서 바닥면이나 절연물 근처에서 발생하는 가스 성분을 분석하면, 연면 방전에 따른 에폭시 수지의 연소에 의해 발생하는 가스인지 여부를 파악할 수 있다. 또한, 수배전반(100) 내부에 온도 센서를 설치하고, 수배전반(1000 내부의 온도를 동시에 측정하면, 화재의 의한 가스 발생인지 혹은 연면 방전에 의한 가스 발생인지 여부를 구별할 수도 있다.

플라스틱 종류
생성가스

모든 플라스틱
CO, CO2

질소함유 플라스틱(PAN, ABS, 폴리우레탄, 나이론, 아미노레진 등)
HCN, NO, NO2, NH2

황함유 플라스틱
SO2, H2S, COS, CS2

PVC, PTFE, 할로겐계통의 연소억제제 함유 플라스틱
HCI, HF, HBr

폴리올레핀, 대부분의 유기 고분자
알칸, 알켄

폴리스텔렌, PVC, 폴리에스터
벤젠

페놀수지
페놀, 알데히드

폴리아세탈
포름알데히드
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, 배전반 보호구조를 통하여 배전반 내부공간과 격리되어 보호된다.
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 1차 모선이나 2차 모선 또는 전력 기기에 대한 보수 또는 교체가 가능하게 된다.
이와 같은 하우징이나 전력 기기를 대지와 절연하기 위해 사용되는 절연물에 인접한 위치에 가스 감지부(70a ~ 70n)를 설치하여, 발생하는 가스를 감지할 수 있다. 또한, 화재의 의한 가스 발생과 연면 방전에 의한 가스 발생을 구별하기 위해 하우징 내외부에 온도 센서를 설치할 수도 있다.
도 3 및 도 4는 가스 감지신호에 따라 경고 신호를 출력하거나 전력공급을 차단하기 위한 구성을 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 3을 참조하면, 수배전반(100)은 경고신호 발생부(80)를 더 포함할 수 있다. 경고신호 발생부(80)는 음향신호, 광신호, 수배전반에 배치된 디스플레이에 표시되는 경고 메시지 등으로 경고 신호를 출력할 수 있다.
분석 및 제어부(140)는 가스 감지부(70)로부터 전달받은 가스 정보를 분석하여, 감지한 가스의 종류를 분석한다. 분석 및 제어부(140)는 분석한 가스의 종류가 에폭시 수지 연소에 의해 발생한 가스인 경우, 가스 감지신호를 출력할 수 있으며, 경고신호 발생부(80)를 제어하여, 음향신호, 광신호, 수배전반에 배치된 디스플레이에 표시되는 경고 메시지 등으로 경고 신호를 출력할 수 있다.
도 4를 참조하면, 수배전반(100)은 인체 감지부(75)를 더 포함할 수 있다.
인체 감지부(75)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.
분석 및 제어부(140)에서 가스 감지신호가 부하 제어부(130)에 전달된 상태에서, 인체 감지부(75)를 통해 작업자가 수배전반에 일정 거리 이내로 근접한 것이 감지된 경우, 부하 제어부(130)는 개폐 제어신호를 출력하여 전원 공급을 차단하거나, 메인 제어부(120)를 통해 경고신호 발생부(80)를 제어하여, 경고 신호를 출력할 수 있다.
또한, 전류 감지부(50)에서 전류 감지신호가 부하 제어부(130)에 전달된 상태에서, 인체 감지부(75)를 통해 작업자가 수배전반에 일정 거리 이내로 근접한 것이 감지된 경우, 부하 제어부(130)는 개폐 제어신호를 출력하여 전원 공급을 차단하거나, 메인 제어부(120)를 통해 경고신호 발생부(80)를 제어하여, 경고 신호를 출력할 수도 있다.
도 5는 분석 및 제어부의 동작 과정에 대한 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 분석 및 제어부(140)는 가스 감지부(70)로부터 가스 정보를 수신하면(S200), 수신한 가스 정보를 분석하여(S205), 에폭시 수지 연소에 의한 가스 발생인지 혹은 아크 방전에 의한 가스 발생인지 여부를 판단한다(S210).
가스 감지부(70)는 하우징이나 전력 기기를 대지와 절연하기 위해 사용되는 절연물에 인접한 위치에 설치하면, 연면 방전에 따른 에폭시 수지 연소의 경우 수배전반(100)의 바닥면이나 절연물 근처에서 CO, CO2 등의 발생이 증가하게 된다. 또한, 아크 방전의 경우에는 수배전반(100) 내부에서 O3가 발생하게 된다. 따라서, 이러한 성분의 검출에 따라 연면 방전에 따른 에폭시 수지 연소에 의해 발생한 가스인지 혹은 아크 방전에 의해 발생한 가스 인지 여부를 파악할 수 있다. 또한, 수배전반(100) 내외부에 온도 센서를 설치하여 온도를 감지하면, 화재 발생에 의한 가스 발생인지 연면 방전에 따른 가스 발생인지 여부도 구별할 수 있다.
분석 및 제어부(140)는 에폭시 수지 연소에 의한 가스 발생 혹은 아크 방전에 의한 가스 발생이 미리 설정된 기준 시간 이상 동안 발생하는 경우(S215), 가스 감지신호를 출력하고(S220), 경고 신호가 출력되도록 경고신호 발생부(80)를 제어한다(S225).
이와 같은 과정에 의해, 연면 방전이나 아크 방전을 검출할 수 있다.
도 6은 가스 감지신호 발생시 경고 신호를 출력하거나 전력공급을 차단하는 과정에 대한 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하의 설명에서, 제1 인체 감지부(75a)와 제2 인체 감지부(75b)는 하우징의 내부공간 내에서 하우징의 후면에 인접한 위치에 설치된 것으로 가정한다. 이때, 제1 인체 감지부(70a)로는 원적외선 센서를 이용하고, 제2 인체 감지부(70b)로는 라이트 커튼 타입의 센서를 사용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 분석 및 제어부(140)에서 가스 감지신호가 출력되고(S300), 인체 감지부(75)에 의해 작업자가 감지된 경우(S305), 제1 인체 감지부(70a)는 후방 도어부의 개방시 작업자와 1차 모선이나 2차 모선 간의 거리 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제1 거리(d1) 이내인 경우(S305), 제1 감지신호를 출력한다.
제1 감지신호가 출력되면, 부하 제어부(130)는 메인 제어부(120)를 통해 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 후면 측 상부에 설치할 수 있으며, 1차 모선이나 2차 모선 또는 전력 기기로부터 제1 거리(d1)만큼, 예컨대 약 50cm 만큼 이격되게 설치할 수 있다.
제2 인체 감지부(70b)는, 후방 도어부의 개방시 작업자와 1차 모선 또는 2차 모선 간의 거리 또는 작업자와 전력 기기 간의 거리가 제2 거리(d2) 이내인 경우(S320), 제2 감지신호를 출력한다. 제2 감지신호가 출력되면, 부하 제어부(130)는 개폐 제어신호를 출력하여, 1차 모선 및 2차 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 후면 측에 상하 방향으로 설치할 수 있으며, 1차 모선이나 2차 모선 또는 전력 기기로부터 제2 거리(d2)만큼, 예컨대 약 30cm 만큼 이격되게 설치할 수 있다.
이와 같은 과정에 의해, 가스가 감지된 경우, 미처 전원 공급이 차단되지 않은 상태에서, 작업자와 고압의 전류가 흐르는 수배전반 내의 모선 또는 전력 기기 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 지락전류, 누설전류, 과전류 등이 감지된 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 지락전류, 누설전류, 과전류 등이 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 : 전류 감지부 60a ~ 60c : 전자 개폐기
70a ~ 70n : 가스 감지부 75 : 인체 감지부
80 : 경고신호 발생부 110 : 디맨드 컨트롤러
120 : 메인 제어부 130 : 부하 제어부
140 : 분석 및 제어부

Claims (6)

  1. 내부공간을 가지며, 상기 내부공간에 배전 선로나 분전 선로에 공급되는 전류를 제어하기 위한 전력 기기가 설치되는 하우징;
    상기 하우징 및 상기 전력 기기를 대지와 절연하기 위해 사용되는 절연물에 인접한 위치에 배치되어, 가스를 감지하며, 감지된 가스에 대한 가스 정보를 전송하는 가스 감지부;
    상기 하우징 내외부에 설치되어 온도를 감지하는 온도 센서;
    경고 신호를 출력하는 경고신호 발생부;
    상기 온도 센서에서 감지한 온도와 상기 가스 정보를 전달받아 분석한 결과에 기초하여, 상기 감지된 가스가 연면 방전에 따른 에폭시 수지 연소에 의한 가스이거나 아크 방전의 발생에 의한 가스로 판단되면, 가스 감지신호를 출력하고, 상기 경고신호 발생부를 제어하여 상기 경고 신호가 출력되도록 하는 분석 및 제어부;
    작업자와 상기 하우징 외부로부터 상기 전력 기기로 전원을 인입하기 1차 모선, 상기 전력 기기에 의해 제어된 전원을 상기 하우징 외부로 인출하기 위한 2차 모선, 또는 상기 전력 기기 간의 거리가 제1 거리 이내인 경우, 제1 감지신호를 출력하는 제1 인체 감지부;
    상기 작업자와 상기 1차 모선, 상기 2차 모선, 또는 상기 전력 기기 간의 거리가 상기 제1 거리보다 가까운 제2 거리 이내인 경우, 제2 감지신호를 출력하는 제2 인체 감지부; 및
    상기 가스 감지신호가 출력된 상태에서 상기 제1 감지신호가 출력되면 상기 경고 신호가 출력되도록 제어하고, 상기 가스 감지신호가 출력된 상태에서 상기 제2 감지신호가 출력되면, 상기 1차 모선 및 상기 2차 모선을 통해 전송되는 전원이 차단되도록 제어하는 부하 제어부를 포함하는 수배전반.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부하 제어부는, 상기 가스 감지신호가 출력되면, 상기 연면 방전에 따른 가스가 감지된 배선 선로나 분전 선로에 연결된 개폐기를 제어하여, 상기 연면 방전에 따른 가스가 감지된 배선 선로나 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하에 전원 공급이 차단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수배전반.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부하 제어부의 제어에 따라, 상기 배전 선로나 상기 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하별로 전원이 공급되도록 하거나 전원 공급을 차단하는 전자 개폐기를 더 포함하는 수배전반.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경고신호 발생부는, 음향신호, 광신호, 경고 메시지 중 적어도 하나를 이용하여 상기 경고 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 수배전반.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배전 선로나 분전 선로를 통해 인가되는 전력의 총합이 기설정된 제한 전력을 초과하는 경우, 상기 배전 선로나 상기 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하별로 미리 설정된 순서에 따라 순차적으로 전원 공급을 차단하거나 연결하도록 제어신호를 전송하는 디맨드 컨트롤러; 및
    상기 제어신호를 수신하여 상기 부하 제어부 중에서 미리 설정된 부하 제어부로 전달하며, 상기 배전 선로나 상기 분전 선로를 통해 전원을 공급받는 부하별 동작 상태와 전원 관련 계측 값을 표시하는 메인 제어부를 더 포함하는 수배전반.
  6. 삭제
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