KR101707027B1 - 교육용 트래킹현상 시각화장치 - Google Patents

교육용 트래킹현상 시각화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 절연물질로 이루어지며, 일방향으로 형성된 안내홈을 포함하며 상기 안내홈에는 매개체가 놓여지는 절연부; 상기 절연부 상에 배치되되 상기 안내홈의 일단부에 배치되는 제1도전체; 상기 절연부 상에 배치되되 상기 안내홈의 타단부에 배치되어 상기 제1도전체와 이격되는 제2도전체; 및 상기 제1도전체와 전기적으로 연결되는 제1배선 및 상기 제2도전체와 전기적으로 연결되는 제2배선을 포함하며, 상기 제1배선과 상기 제2배선 사이에 제1교류전원을 인가하는 전원부;를 포함하는, 교육용 트래킹현상 시각화장치를 제공한다.

Description

교육용 트래킹현상 시각화장치{EDUCATIONAL TRACKING PHENOMENON VISUALIZATION APPARATUS}
본 발명의 실시예들은 교육용 트래킹현상 시각화장치에 관한 것이다.
트래킹현상은 트래킹 파괴와 트래킹 열화의 2개의 현상으로 분류할 수 있다. 트래킹 파괴는 특히 콘센트 부분을 구성하는 절연재료의 표면이 습윤하거나 오염된 경우, 먼지의 더러움이나 수분 등의 부착물을 통해 표면에 전류가 흐르고 이것이 반복해져 부착물을 따르도록 탄화 도전로가 형성되는데, 이러한 탄화도전로를 통하여 전류가 흐르는 현상을 의미한다. 또한, 트래킹 열화는 콘센트 부분 등을 구성하는 도체에 전류가 흐름으로써 손실열이 과도하게 생긴 경우에 열열화에 의해서 유기 절연 재료 표면에 형성된 탄화 도전로를 통하고 전류가 흐르는 현상이다.
이러한 트래킹현상은 일상 생활에서 전기콘센트의 관리 소홀 등으로 발생될 수 있으며, 화재를 유발하게 된다. 그러나, 일반인들은 트래킹현상이 어떠한 상황에서 발생되는지와 같은 지식이 없거나, 그 위험성을 간과하는 경우가 많다.
본 발명의 실시예들은 트래킹현상에 대한 이해 및 교육을 위한 교육용 트래킹현상 시각화장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 절연물질로 이루어지며, 일방향으로 형성된 안내홈을 포함하며 상기 안내홈에는 매개체가 놓여지는 절연부; 상기 절연부 상에 배치되되 상기 안내홈의 일단부에 배치되는 제1도전체; 상기 절연부 상에 배치되되 상기 안내홈의 타단부에 배치되어 상기 제1도전체와 이격되는 제2도전체; 및 상기 제1도전체와 전기적으로 연결되는 제1배선 및 상기 제2도전체와 전기적으로 연결되는 제2배선을 포함하며, 상기 제1배선과 상기 제2배선 사이에 제1교류전원을 인가하는 전원부;를 포함하는, 교육용 트래킹현상 시각화장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 안내홈의 상부에 배치되고, 상기 안내홈을 향해 상기 매개체의 양을 조절하여 공급하는 매개체 공급부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1도전체와 상기 제2도전체 사이의 저항을 측정하여 저항값을 생성하는 저항측정부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 저항값이 사전에 설정된 기준값보다 작아지는 경우 트래킹현상이 발생한 것으로 판단하는 트래킹현상 검출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1도전체와 상기 제2도전체의 이격 거리를 조절하는 거리조절부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전원부와 상기 제1배선 및 상기 제2배선 사이에 연결되며, 상기 제1교류전원을 제2교류전원으로 변환하는 변압부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연부, 상기 제1도전체 및 상기 제2도전체를 내부에 배치시키며, 투명 재질로 이루어진 챔버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연부, 상기 제1도전체 및 상기 제2도전체와 인접하게 상기 챔버의 내부에 배치되는 비교대상부;를 더 포함하고, 상기 비교대상부는, 절연물질로 이루어지며, 일방향으로 형성된 기준안내홈을 포함하며 상기 기준안내홈에는 기준매개체가 놓여지는 기준절연부; 상기 기준절연부 상에 배치되되 상기 기준안내홈의 일단부에 배치되는 제1-1도전체; 및 상기 기준절연부 상에 배치되되 상기 기준안내홈의 타단부에 배치되어 상기 제1-1도전체와 이격되는 제2-1도전체;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1-1도전체 및 상기 제2-1도전체는 상기 전원부와 연결되며, 상기 제1-1도전체와 상기 제2-1도전체 사이에 인가되는 전압은 상기 제1도전체와 상기 제2도전체 사이에 인가되는 전압과 실질적으로 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기준매개체의 양은 상기 매개체의 양과 서로 다를 수 있다..
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치는 트래킹현상을 시각적으로 피교육자에게 제공함으로써 트래킹현상의 발생원리 및 위험성을 효과적으로 교육시킬 수 있다. 또한, 교육용 트래킹현상 시각화장치는 제1도전체와 제2도전체의 이격거리, 제1도전체와 제2도전체 사이에 인가되는 전압, 매개체의 양을 조절하면서 트래킹현상을 실험하여, 트래킹현상이 언제 잘 발생될 수 있는지를 정량적인 데이터로서 피교육자에게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 교육용 트래킹현상 시각화장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)는 절연부(111), 제1도전체(113), 제2도전체(115) 및 전원부(200)를 포함하고, 거리조절부(117), 매개체 공급부(300), 저항측정부(500), 트래킹검출부(600), 변압부(250)를 더 포함할 수 있다.
절연부(111)는 절연물질로 이루어지며, 일방향으로 형성된 안내홈(H)을 포함하며, 절연부(111)의 안내홈(H)에는 매개체(M)가 놓여질 수 있다. 절연부(111)는 콘센트를 형성하는 플라스틱 재질, 예를 들면, PVC로 이루어질 수 있다. 매개체(M)는 일반적인 가정에서 콘센트를 오염시킬 수 있는 물질로서, 물, 소금물, 먼지 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
제1도전체(113)는 절연부(111) 상에 배치되되 안내홈(H)의 일단부에 배치될 수 있다. 제2도전체(115)는 절연부(111) 상에 배치되되 안내홈(H)의 타단부에 배치되어 제1도전체(113)와 이격될 수 있다. 제1도전체(113) 및 제2도전체(115)는 도전성을 갖는 금속 재질, 구체적으로 플러그의 접속단자와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
거리조절부(117)는 제1도전체(113)와 제2도전체(115)의 이격 거리를 조절할 수 있다. 구체적으로, 거리조절부(117)는 적어도 일 방향으로 제1도전체(113) 및/또는 제2도전체(115)의 거리를 조절할 수 있는 리니어 스테이지(linear stage)일 수 있다. 이때, 거리조절부(117)는 제1도전체(113) 및/또는 제2도전체(115)를 안내홈(H)을 따라 움직여 이격거리를 조절할 수 있다. 또한, 거리조절부(117)는 제1도전체(113) 및 제2도전체(115)를 고정할 수 있는 고정홀더를 포함하고, 제1도전체(113) 및 제2도전체(115)를 고정시킨 상태에서 거리를 조절할 수 있다.
매개체 공급부(300)는 안내홈(H)의 상부에 배치되고, 안내홈(H)을 향해 매개체의 양을 조절하여 공급할 수 있다. 이때, 매개체 공급부(300)는 제1도전체(113)와 제2도전체(115) 사이의 안내홈(H)에 매개체(M)를 공급하게 된다. 도면에서는 매개체 공급부(300)를 안내홈(H)의 상부의 일 영역에 고정된 것으로 도시하였으나, 매개체 공급부(300)는 안내홈(H)을 따라 이동가능할 수 있다. 다시 말해, 매개체 공급부(300)는 안내홈(H)의 전체 면적에 균일하게 매개체(M)를 공급하여 실제 환경과 유사한 환경에서 실험할 수 있도록 한다. 매개체 공급부(300)는 외부의 입력을 제공받는 입력수단(400)과 연결되어, 외부의 입력에 따라 매개체(M)의 양을 조절하여 안내홈(H)으로 공급할 수 있다.
교육용 트래킹현상 시각화장치(10)는 챔버(100)를 더 포함할 수 있으며, 챔버(100)는 내부에 적어도 절연부(111), 제1도전체(113), 제2도전체(115)를 배치시킬 수 있고, 거리조절부(117) 및 매개체 공급부(300) 또한 배치시킬 수 있다. 챔버(100)는 트래킹 현상을 시각적으로 관찰할 수 있으면서, 전기적으로 절연이 될 수 있도록, 적어도 일면이 아크릴과 같은 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 챔버(100)는 트래킹현상 시험과정에서의 사용자의 안전을 보호함과 동시에 트래킹현상을 시각화할 수 있다.
한편, 전원부(200)는 제1도전체(113)와 전기적으로 연결되는 제1배선(201) 및 제2도전체(115)와 전기적으로 연결되는 제2배선(203)을 포함하며, 제1배선(201)과 제2배선(203) 사이에 제1교류전원을 인가할 수 있다. 이때, 제1교류전원은 상용전원일 수 있으며, 110V 및 220V의 교류전원 중 어느 하나일 수 있다. 전원부(200)의 본체는 챔버(100)의 하부에 배치되는 하우징(101) 내부에 배치될 수 있다. 이때, 하우징(101)은 사용자의 안전을 위하여 절연물질로 이루어질 수 있다.
변압부(250)는 전원부(200)와 제1배선(201) 및 제2배선(204) 사이에 연결되며, 제1교류전원을 제2교류전원으로 변환할 수 있다. 변압부(250) 또한, 전원부(200)와 함께 하우징(101)에 배치될 수 있다. 변압부(250)는 제2교류전원을 사용자의 입력에 따라 가변하여 제1도전체(113) 및 제2도전체(115) 사이에 가변전압을 인가할 수 있다.
저항측정부(500)는 제1도전체(113)와 제2도전체(115) 사이의 저항을 측정하여 저항값을 생성할 수 있다.
트래킹현상 검출부(600)는 저항측정부(500)로부터 제공받은 저항값이 사전에 설정된 기준값보다 작아지는 경우 트래킹현상이 발생한것으로 판단할 수 있다. 구체적으로, 트래킹현상이 발생하는 경우, 제1도전체(113)와 제2도전체(115) 사이의 절연부(111)는 탄화되어 탄화도전로가 생성된다. 탄화도전로에 교류전원에 의한 고주파 전압이 흐르게 되고, 제1도전체(113)와 제2도전체(115) 사이에 저항값이 작아지게 된다. 따라서, 사전에 설정된 기준값 이하로 저항값이 측정될 때 트래킹현상이 발생된 것으로 판단하고, 사용자로 하여금 트래킹현상을 시각적으로 인지할 수 있도록 안내할 수 있다. 트래킹현상 검출부(600)는 트래킹현상이 발생되면, 발생신호를 생성하여 경고장치(미도시) 또는 디스플레이부(미도시)로 제공할 수 있다. 다른 실시예로서, 트래킹현상 검출부(600)는 터치기능을 구비하는 디스플레이부에 발생신호를 제공하여, 입력수단(400)을 통해, 외부 입력을 제공받거나 트래킹현상 발생신호를 외부로 표시하도록 할 수 있다.
한편, 트래킹현상 검출부(600)는 저항값이 사전에 설정된 기준값 이하로 떨어지는 시점을 검출하고, 매개체 공급부(300)로부터 매개체(M)의 양에 대한 데이터를 제공받아 매개체(M)의 양에 따른 트래킹 현상 발생 시간과의 관계를 도출할 수 있다. 트래킹현상은 매개체(M)의 양이 많아질수록 발생할 확률이 높아지므로, 이에 대한 매개체(M)의 양에 따른 트래킹 현상 발생 시간과의 관계를 사용자에게 제공하여 트래킹현상을 효과적으로 교육시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예예 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)는 트래킹현상을 시각적으로 피교육자에게 제공함으로써 트래킹현상의 발생원리 및 위험성을 효과적으로 교육시킬 수 있다. 또한, 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)는 제1도전체(113)와 제2도전체(115)의 이격거리, 제1도전체(113)와 제2도전체(115) 사이에 인가되는 전압, 매개체(M)의 양을 조절하면서 트래킹현상을 실험하여, 트래킹현상이 언제 잘 발생될 수 있는지를 정량적인 데이터로서 피교육자에게 제공할 수 있다.
다른 실시예로서, 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)는 비교대상부(1)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)를 개략적으로 도시한 도면이다. 다른 실시예에 따른 교육용 트래킹현상 시각화장치(10)는 비교대상부(1)를 제외하고, 나머지 구성요소가 일 실시예와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서도 중복되는 구성요소를 생략하고 도시하였다.
비교대상부(1)는 절연부(111), 제1도전체(113) 및 제2도전체(115)와 인접하게 챔버(100) 내부에 배치될 수 있다. 비교대상부(1)는 기준절연부(111S), 제1-1도전체(113S), 제2-1도전체(115S)를 포함할 수 있다. 기준절연부(111S)는 절연물질로 이루어지며, 일방향으로 형성된 기준안내홈(HS)을 포함하며 기준안내홈(HS)에는 기준매개체(S)가 놓여질 수 있다.
제1-1도전체(113S)는 기준절연부(111S) 상에 배치되되 기준안내홈(HS)의 일단부에 배치될 수 있으며, 제2-1도전체(115S)는 기준절연부(111S) 상에 배치되되 기준안내홈(HS)의 타단부에 배치되어 제1-1도전체(113S)와 이격될 수 있다. 제1-1도전체(113S) 및 제2-1도전체(115S)는 전원부(200)와 연결될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않고, 다른 전원부와 연결될 수도 있다. 한편, 제1-1도전체(113S)와 제2-1도전체(115S) 사이에 인가되는 전압은 제1도전체(113)와 제2도전체(115) 사이에 인가되는 전압과 실질적으로 동일할 수 있다.
비교대상부(1)는 제1도전체(113)와 제2도전체(115)에 인가되는 전압과 제1-1도전체(113S)와 제2-1도전체(115S) 사이에 인가되는 전압을 동일하게 유지한 채, 매개체의 유무, 매개체의 양 등과 같은 변수를 달리하여 제1도전체(113)와 제2도전체(115)와 동시에 실험이 가능할 수 있다. 따라서, 비교대상부(1)를 통해 매개체의 양이 적은 경우와 많은 경우, 또는 매개체의 유무에 따른 트래킹현상 발생 변화를 동시에 피교육자에게 시각적으로 제공할 수 있어 더욱 효과적으로 교육시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 교육용 트래킹현상 시각화장치
100 : 챔버
101 : 하우징
111 : 절연부
113 : 제1도전체
115 : 제2도전체
117 : 거리조절부
200 : 전원부
201 : 제1배선
203 : 제2배선
250 : 변압부
300 : 매개체 공급부
400 : 입력수단
500 : 저항측정부
600 : 트래킹검출부

Claims (10)

  1. 절연물질로 이루어지며, 일방향으로 형성된 안내홈을 포함하며 상기 안내홈에는 매개체가 놓여지는 절연부;
    상기 절연부 상에 배치되되 상기 안내홈의 일단부에 배치되는 제1도전체;
    상기 절연부 상에 배치되되 상기 안내홈의 타단부에 배치되어 상기 제1도전체와 이격되는 제2도전체;
    상기 제1도전체와 전기적으로 연결되는 제1배선 및 상기 제2도전체와 전기적으로 연결되는 제2배선을 포함하며, 상기 제1배선과 상기 제2배선 사이에 제1교류전원을 인가하는 전원부;
    상기 안내홈의 상부에 배치되고, 상기 안내홈을 향해 상기 매개체의 양을 조절하여 공급하며, 상기 안내홈을 따라 이동이 가능한 매개체 공급부;
    상기 안내홈을 따라 상기 제1 도전체와 상기 제2 도전체의 이격 거리를 조절하는 거리조절부;
    상기 절연부, 상기 제1도전체 및 상기 제2 도전체를 내부에 배치시키며, 투명 재질로 이루어진 챔버;
    상기 제1도전체와 상기 제2도전체 사이의 저항을 측정하여 저항값을 생성하는 저항측정부;
    상기 저항값이 사전에 설정된 기준값보다 작아지는 경우 트래킹현상이 발생한 것으로 판단하고 발생신호를 생성하며, 상기 저항값이 사전에 설정된 기준값 이하로 떨어지는 시점을 검출하고, 상기 매개체 공급부로부터 상기 매개체의 양에 대한 데이터를 제공받아 상기 매개체의 양에 따른 트래킹 현상 발생 시간과의 관계를 도출하는 트래킹현상 검출부; 및
    상기 발생 신호가 제공되면 상기 트래킹현상이 발생되었음을 외부로 표시하는 디스플레이부;를 포함하는, 교육용 트래킹현상 시각화장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전원부와 상기 제1배선 및 상기 제2배선 사이에 연결되며, 상기 제1교류전원을 제2교류전원으로 변환하는 변압부;를 더 포함하는, 교육용 트래킹현상 시각화장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 절연부, 상기 제1도전체 및 상기 제2도전체와 인접하게 상기 챔버의 내부에 배치되는 비교대상부;를 더 포함하고,
    상기 비교대상부는,
    절연물질로 이루어지며, 일방향으로 형성된 기준안내홈을 포함하며 상기 기준안내홈에는 기준매개체가 놓여지는 기준절연부;
    상기 기준절연부 상에 배치되되 상기 기준안내홈의 일단부에 배치되는 제1-1도전체; 및
    상기 기준절연부 상에 배치되되 상기 기준안내홈의 타단부에 배치되어 상기 제1-1도전체와 이격되는 제2-1도전체;를 포함하는, 교육용 트래킹현상 시각화장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1-1도전체 및 상기 제2-1도전체는 상기 전원부와 연결되며,
    상기 제1-1도전체와 상기 제2-1도전체 사이에 인가되는 전압은 상기 제1도전체와 상기 제2도전체 사이에 인가되는 전압과 실질적으로 동일한, 교육용 트래킹현상 시각화장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기준매개체의 양은 상기 매개체의 양과 서로 다른, 교육용 트래킹현상 시각화장치.
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