KR101831426B1 - 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반은 수전된 전기를 각종 전기 설비로 분배하는 배전반에 있어서, 상기 배전반 내 각 전력 설비가 접촉되는 접촉점에 각각 설치되고 신호 처리부로부터 구동 신호를 무선 전송 받았을 때 접촉점의 온도나 접촉점으로부터 발생 된 부분 방전 여부에 따라 각기 다른 주파수의 표면 탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave)를 발생하며 상기 표면 탄성파를 변조시켜 무선 통신을 통해 신호 처리부로 전송하는 온도 및 부분 방전 센싱부; 상기 배전반에 설치되어 배전반의 내부 습도를 감지하는 습도 감지 모듈; 중앙 제어부의 명령에 따라 상기 온도 및 부분 방전 센싱부에 구동 신호를 무선 전송하고 상기 온도 및 부분 방전 센싱부로부터 전송받은 표면 탄성파의 주파수 성분을 분석하여 온도 및 부분 방전 센싱부가 설치된 접촉점의 위치를 파악하고 상기 표면 탄성파를 복조하며 복조 된 아날로그 형태의 표면 탄성파를 디지털 값으로 변환한 다음 복조된 표면 탄성파의 주파수를 분석하고 분석된 표면 탄성파의 주파수를 접촉점의 온도값으로 환산하거나 분석된 표면 탄성파의 주파수로 접촉점의 부분 방전 여부를 판단하며 습도 감지 모듈로부터 전송된 로우 데이터(Raw Data) 형태의 센싱 결과값을 배전반 내 습도값으로 환산하는 신호 처리부; 상기 신호 처리부로부터 배전반 내 각 접촉점별 온도값과 부분 방전 여부 그리고 배전반 내부의 습도를 입력받아 디스플레이부에 표시하는 중앙 제어부; 및 상기 중앙 제어부로부터 전송된 배전반 내 각 접촉점별 온도값과 부분 방전 여부 그리고 배전반 내부의 습도를 표시하고 HMI(Human Machine Interface)를 통해 신호 처리부와 중앙 제어부를 제어하는 디스플레이부로 이루어질 수 있다.
Description
본 발명은 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배전반에 내부 설치된 SAW(Surface Acoustic Wave) 센서로 배전반 내 부분 방전과 온도를 측정함과 동시에, 배전반에 내부 설치된 습도 센서로 배전반 내 습도를 고려한 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반에 관한 것이다.
일반적으로, 배전반에 내부 설치된 전력 설비나 산업 설비는 온도 환경이 매우 중요하다.
상기 배전반에는 부하 장치 및 회로를 과전류나 이상 전류로부터 보호하기 위해 고압 차단기나 저압 차단기가 설치된다.
상기 배전반 내 고압 차단기나 저압 차단기는 상호 전기 접속을 위해 도전용 금속 소재인 부스바를 이용한다.
상기 차단기와 부스바의 접촉점 또는 부스바와 부스바 사이의 접촉점에서는 접촉점의 결속 상태나, 접촉점의 산화, 또는 부식, 접촉점 내 이물질로 인해 접촉 저항이 증가 되거나 부분 방전이 일어날 수 있고, 접촉 저항의 증가로 인해 발열이 일어나 배전반 내부가 손상될 수 있다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 배전반 내부에는 아크 검출기나, 열화상 카메라, 또는 무선 온도 센서 등이 설치된다.
하지만, 상기 아크 검출기나, 열화상 카메라는 배전반 내부의 수많은 접촉점에 대한 온도를 측정 및 모니터링(Monitoring) 하기에 한계가 있었다.
또한, 상기 무선 온도 센서는 무선 온도 센서를 구동시키기 위한 배터리를 주기적으로 교체해 줘야 한다는 불편함이 있었다.
또, 기존의 아크 검출기나, 열화상 카메라, 또는 무선 온도 센서 등은 접촉점의 온도와 부분 방전을 동시에 검출할 수 없다는 한계가 있었다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1655869"호의 "표면 탄성파를 이용한 온도 센서"가 출원되어 등록되었는데, 상기 표면 탄성파를 이용한 온도 센서는 기판 수용홈이 하부에 구비된 절연 지지부와; 상기 절연 지지부 하부의 기판 수용홈에 결합되는 압전 기판; 상기 절연 지지부에서 돌출되도록 표면 탄성파 발생부의 하부에 결합되는 표면 탄성파 발생부; 상기 절연 지지부의 상부에 구비되는 평면 안테나부; 및 상기 평면 안테나부의 상부에 구비되는 덮개부를 포함한다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 배전반 내 접촉점의 온도와 부분 방전 여부를 동시에 측정 및 모니터링 할 수 있는 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 배터리 없이도 배전반 내 부분 방전이나 온도를 감지할 수 있는 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반을 제공하는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반은 수전된 전기를 각종 전기 설비로 분배하는 배전반에 있어서, 상기 배전반 내 각 전력 설비가 접촉되는 접촉점에 각각 설치되고 신호 처리부로부터 구동 신호를 무선 전송 받았을 때 접촉점의 온도나 접촉점으로부터 발생 된 부분 방전 여부에 따라 각기 다른 주파수의 표면 탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave)를 발생하며 상기 표면 탄성파를 변조시켜 무선 통신을 통해 신호 처리부로 전송하는 온도 및 부분 방전 센싱부; 상기 배전반에 설치되어 배전반의 내부 습도를 감지하는 습도 감지 모듈; 중앙 제어부의 명령에 따라 상기 온도 및 부분 방전 센싱부에 구동 신호를 무선 전송하고 상기 온도 및 부분 방전 센싱부로부터 전송받은 표면 탄성파의 주파수 성분을 분석하여 온도 및 부분 방전 센싱부가 설치된 접촉점의 위치를 파악하고 상기 표면 탄성파를 복조하며 복조 된 아날로그 형태의 표면 탄성파를 디지털 값으로 변환한 다음 복조된 표면 탄성파의 주파수를 분석하고 분석된 표면 탄성파의 주파수를 접촉점의 온도값으로 환산하거나 분석된 표면 탄성파의 주파수로 접촉점의 부분 방전 여부를 판단하며 습도 감지 모듈로부터 전송된 로우 데이터(Raw Data) 형태의 센싱 결과값을 배전반 내 습도값으로 환산하는 신호 처리부; 상기 신호 처리부로부터 배전반 내 각 접촉점별 온도값과 부분 방전 여부 그리고 배전반 내부의 습도를 입력받아 디스플레이부에 표시하는 중앙 제어부; 및 상기 중앙 제어부로부터 전송된 배전반 내 각 접촉점별 온도값과 부분 방전 여부를 표시하고 HMI(Human Machine Interface)를 통해 신호 처리부와 중앙 제어부를 제어하는 디스플레이부로 이루어질 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반은 배전반 내 주요 접촉점의 온도와 부분 방전 여부를 동시에 측정 및 모니터링 할 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리 없이도 배전반 내 부분 방전이나 온도를 센싱할 수 있기 때문에 배터리를 주기적으로 갈아줄 필요가 없다.
또, 본 발명은 수많은 배전반 내 접촉점들의 열화를 원격지에서 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에 문제가 발생 된 배전반에 대하여 즉각적인 조치를 취할 수 있다.
또, 온도 및 부분 방전을 동시에 측정할 수 있는 센서를 배전반 내 주요 지점에 설치할 수 있기 때문에 배전반 내 주요 지점에 대한 열화와 부분 방전 여부를 꼼꼼하게 모니터링할 수 있다.
또, 배전반 내 주요 지점에 대한 열화와 부분 방전 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에 배전반 내 화재를 예방하고, 화재로 인해 전력이 차단됨을 방지할 수 있다.
도면 1은 본 발명의 제어 블록도,
도면 2는 온도 및 부분 방전 센싱부의 제어 블록도,
도면 3은 습도 감지 모듈의 제어 블록도,
도면 4는 신호 처리부의 제어 블록도,
도면 5는 전단측 송·수신부의 제어 블록도.
도면 6은 신호 처리부에 부가 설치된 습도 수신부와 습도 환산부를 설명하기 위한 도면.
도면 2는 온도 및 부분 방전 센싱부의 제어 블록도,
도면 3은 습도 감지 모듈의 제어 블록도,
도면 4는 신호 처리부의 제어 블록도,
도면 5는 전단측 송·수신부의 제어 블록도.
도면 6은 신호 처리부에 부가 설치된 습도 수신부와 습도 환산부를 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반은 도면 1에 도시한 바와 같이, 수전된 전기를 각종 전기 설비로 분배하는 배전반에 있어서, 상기 배전반 내 각 전력 설비가 접촉되는 접촉점에 각각 설치되고 신호 처리부(1)로부터 구동 신호를 무선 전송 받았을 때 접촉점의 온도나 접촉점으로부터 발생 된 부분 방전 여부에 따라 각기 다른 주파수의 표면 탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave)를 발생하며 상기 표면 탄성파를 변조시켜 무선 통신을 통해 신호 처리부(1)로 전송하는 온도 및 부분 방전 센싱부(3); 상기 배전반에 설치되어 배전반의 내부 습도를 감지하는 습도 감지 모듈(5); 중앙 제어부(9)의 명령에 따라 상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)에 구동 신호를 무선 전송하고 상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)로부터 전송받은 표면 탄성파의 주파수 성분을 분석하여 온도 및 부분 방전 센싱부가 설치된 접촉점의 위치를 파악하고 상기 표면 탄성파를 복조하며 복조 된 아날로그 형태의 표면 탄성파를 디지털 값으로 변환한 다음 복조된 표면 탄성파의 주파수를 분석하고 분석된 표면 탄성파의 주파수를 접촉점의 온도값으로 환산하거나 분석된 표면 탄성파의 주파수로 접촉점의 부분 방전 여부를 판단하며 습도 감지 모듈(5)로부터 전송된 로우 데이터(Raw Data) 형태의 센싱 결과값을 배전반 내 습도값으로 환산하는 신호 처리부(1); 상기 신호 처리부(1)로부터 배전반 내 각 접촉점별 온도값과 부분 방전 여부 그리고 배전반 내부의 습도를 입력받아 디스플레이부(7)에 표시하는 중앙 제어부(9); 및 상기 중앙 제어부(9)로부터 전송된 배전반 내 각 접촉점별 온도값과 부분 방전 여부를 표시하고 HMI(Human Machine Interface)를 통해 신호 처리부(1)와 중앙 제어부(9)를 제어하는 디스플레이부(7)로 이루어질 수 있다.
상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)는 도면 2에 도시한 바와 같이, 안테나(13)를 통해 마이크로웨이브 신호가 입력되었을 때 구동되고 고유의 탄성 상수를 갖으며 고유의 탄성 상수와 접촉점의 온도에 따라 진동되며 진동 주파수와 맞대응되는 표면 탄성파를 발생하는 표면 탄성파 발생부(11)와, 상기 신호 처리부(1)로부터 표면 탄성파 발생부(11)의 구동 신호인 마이크로웨이브 무선 신호를 입력받는 안테나(13), 상기 표면 탄성파 발생부(11)로부터 발생 된 표면 탄성파를 미리 설정된 고유의 반송 주파수와 합성 변조하는 주파수 변조부(15), 및 상기 주파수 변조부(15)에 의해 표면 탄성파와 합성 변조된 반송 주파수를 신호 처리부(1)에 무선 전송하는 변조 신호 전송부(17)로 이루어질 수 있다.
상기 주파수 변조부(15)에 미리 설정된 반송 주파수는 428Mhz 내지 439Mhz의 주파수 대역에 포함된 어느 하나의 반송 주파수만 이용한다.
상기 주파수 변조부(15)에 설정된 반송 주파수는 주파수 변조부(15) 마다 상이하기 때문에 상기 신호 처리부(1)는 온도 및 부분 방전 센싱부(3)로부터 전송된 반송 주파수를 분석하여 온도 및 부분 방전 센싱부(3)가 설치된 배전반 내 접촉점의 위치를 알 수 있다.
상기 표면 탄성파 발생부(11)는 온도 및 부분 방전 센싱부(3)가 장착된 접촉점의 온도에 따라 진동 주파수가 변화된다.
상기 각각의 온도 및 부분 방전 센싱부(3)에 할당된 반송 주파수는 서로 중복되지 않아야만 한다.
상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)는 -20도 내지 120도의 온도 측정 범위를 갖음이 바람직하다.
상기 표면 탄성파 발생부(11)는 -20도 내지 120도의 온도 범위에서 온도 변화에 따라 표면 탄성파의 주파수가 변동됨이 바람직하다.
상기 표면 탄성파의 주파수는 표면 탄성파 발생부(11)의 온도가 상승함에 따라 선형적으로 낮아지고, 표면 탄성파 발생부(11)의 온도가 하강됨에 따라 선형적으로 높아진다.
상기 표면 탄성파 발생부(11)로부터 발생 된 표면 탄성파의 주파수와 표면 탄성파 발생부(11)을 구성하는 물질의 온도 사이의 관계를 나타내는 표면 탄성파 발생부(11)의 고유 특성을 알고 있으면, 표면 탄성파의 주파수만으로 접촉점의 온도를 검출할 수 있다.
상기 습도 감지 모듈(5)은 배전반 내부에서 감지된 습도를 신호 처리부(1)에 디지털 값으로 전송하는 디지털 방식이거나 배전반 내 습도를 감지하여 배전반 내 습도에 비례하거나 반비례하는 전압을 신호 처리부(1)로 전송하는 아날로그 방식으로 구성될 수 있다.
상기 습도 감지 모듈(5)이 배전반 내 습도를 감지하여 배전반 내 습도에 비례하거나 반비례하는 전압을 신호 처리부(1)로 전송하는 아날로그 방식인 경우 상기 습도 감지 모듈(5)은 도면 3에 도시한 바와 같이, 배전반 내부의 습도에 비례하거나 반비례하는 전압 신호를 출력하는 습도 센싱부(19)와; 상기 습도 센싱부(19)로부터 출력되는 미소 전압을 소정 이득으로 증폭하는 신호 증폭부(21); 및 상기 신호 증폭부(21)로부터 출력되는 노이즈 신호를 감쇄하는 로우 패스 필터(23)(Low Pass Filter)로 이루어질 수 있다.
상기 로우 패스 필터(23)는 제1 실시 예로 2극 저역 통과 필터로서 일단이 신호 증폭부(21)의 출력 단자에 연결된 제1 저항과, 일단이 제1 저항의 타단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프의 반전 입력 단자에 연결된 제1 커패시터, 일단이 제1 저항의 타단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프의 비반전 입력 단자에 연결된 제2 저항, 일단이 제1 오피 앰프의 비반전 입력 단자에 연결되고 타단이 접지된 제2 커패시터, 및 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되어 제1 저항으로 입력된 신호 증폭부(21)의 신호 중 
보다 큰 주파수 신호를 감쇄하는 제1 오피 앰프로 이루어질 수 있다.
상기 신호 증폭부(21)는 반전 증폭기나 비반전 증폭기 또는 차단 증폭기를 사용할 수 있다.
상기 신호 처리부(1)는 도면 4에 도시한 바와 같이, 상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)에 구동 신호를 송신하고 상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)로부터 온도 및 부분 방전 센싱부(3)에 설정된 고유의 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파를 수신받는 전단측 송·수신부(25)와, 상기 중앙 제어부(9)로부터 후단측 송·수신부(27)를 통해 온도 및 부분 방전 센싱부(3)의 구동 명령이 들어왔을 때 온도 및 부분 방전 센싱부(3)를 구동시키기 위한 마이크로웨이브 신호를 발생하는 구동 신호 발신부(29), 상기 전단측 송·수신부(25)를 통해 입력된 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파를 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환부(33), 상기 A/D 변환부(33)에 의해 디지털 값으로 변환된 반송 주파수를 검출하여 배전반 내 접촉점의 특정 위치를 분석하는 접촉점 위치 분석부(55), 상기 A/D 변환부(33)에 의해 디지털 값으로 변환된 변조 신호를 수신받아 복조하여 변조 신호 속에 포함된 표면 탄성파를 추출하는 복조부(31), 상기 복조부(31)를 통해 추출된 표면 탄성파를 시간축상에 나열한 다음 주파수 성분을 분석하는 주파수 분석부(35), 상기 주파수 분석부(35)에 의해 분석된 주파수를 접촉점의 온도 값으로 환산하는 온도 환산부(37), 상기 주파수 분석부(35)에 의해 분석된 주파수가 접촉점의 온도를 나타내는 주파수 대역을 벗어났는지 판단하고 판단 결과 만약 주파수 대역을 벗어났다면 부분 방전이 일어났다고 판단하는 부분 방전 검출부(39), 및 상기 중앙 제어부(9)로부터 온도 및 부분 방전 센싱부(3)의 구동 명령을 수신받고, 접촉점의 위치 별로 상기 온도 환산부(37)에 의해 환산된 접촉점의 온도 값과 상기 부분 방전 검출부(39)에 의해 검출된 부분 방전 여부를 중앙 제어부(9)로 전송하는 후단측 송·수신부(27)로 이루어질 수 있다.
상기 전단측 송·수신부(25)는 도면 5에 도시한 바와 같이, 2개 이상의 온도 및 부분 방전 센싱부(3)로부터 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파를 수신하는 표면 탄성파 수신부(41)와; 상기 표면 탄성파 수신부(41)를 통해 입력된 2개 이상의 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파 중 어느 하나를 순차적으로 선택하여 입력받는 신호 선택부(43); 상기 신호 선택부(43)를 통해 입력된 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파를 소정 이득으로 증폭하는 소신호 증폭부(21); 및 상기 소신호 증폭부(21)에 의해 소정 이득 증폭된 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파는 통과시키고 불필요한 노이즈 신호는 감쇄하는 필터링부(47)를 포함한다.
상기 복조부(31)는 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파에서 반송 주파수를 제거하고 표면 탄성파를 추출하는 다운 믹서(49)(Down mixer)를 포함한다.
또한, 상기 신호 처리부(1)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 디지털 방식이나 아날로그 방식의 습도 감지 모듈(5)로부터 습도 센싱 결과값을 수신하는 습도 수신부(51)를 더 포함하고, 상기 습도 감지 모듈(5)이 배전반 내 습도 감지 결과를 아날로그 전압 신호 형태로 출력할 경우 상기 A/D 변환부(33)는 습도 수신부(51)를 통해 수신된 아날로그 신호 형태의 습도 센싱 결과값을 디지털 값으로 변환한다.
또, 상기 신호 처리부(1)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 습도 수신부(51)를 통해 입력된 디지털 신호 형태의 습도 센싱 결과 값이나 A/D 변환부(33)에 의해 디지털 값으로 변환된 로우 데이터(Raw Data) 형태의 습도 센싱 결과 값을 습도로 환산하는 습도 환산부(53)를 더 포함한다.
상기 전단측 송·수신부(25)는 상기 습도 감지 모듈(5)로부터 배전반 내 습도 센싱 결과 값을 수신받고, 상기 후단측 송·수신부(27)는 습도 환산부(53)에 의해 환산된 배전반 내 습도를 중앙 제어부(9)로 전송한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반은 배전반 내 주요 접촉점의 온도와 부분 방전 여부를 동시에 측정 및 모니터링 할 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리 없이도 배전반 내 부분 방전이나 온도를 센싱할 수 있기 때문에 배터리를 주기적으로 갈아줄 필요가 없다.
또, 본 발명은 수많은 배전반 내 접촉점들의 열화를 원격지에서 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에 문제가 발생 된 배전반에 대하여 즉각적인 조치를 취할 수 있다.
또, 온도 및 부분 방전을 동시에 측정할 수 있는 센서를 배전반 내 주요 지점에 설치할 수 있기 때문에 배전반 내 주요 지점에 대한 열화와 부분 방전 여부를 꼼꼼하게 모니터링할 수 있다.
또, 배전반 내 주요 지점에 대한 열화와 부분 방전 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에 배전반 내 화재를 예방하고, 화재로 인해 전력이 차단됨을 방지할 수 있다.
1. 신호 처리부 3. 온도 및 부분 방전 센싱부
5. 습도 감지 모듈 7. 디스플레이부
9. 중앙 제어부 11. 표면 탄성파 발생부
13. 안테나 15. 주파수 변조부
17. 변조 신호 전송부 19. 습도 센싱부
21. 신호 증폭부 23. 로우 패스 필터
25. 전단측 송·수신부 27. 후단측 송·수신부
29. 구동 신호 발신부 31. 복조부
33. A/D 변환부 35. 주파수 분석부
37. 온도 환산부 39. 부분 방전 검출부
41. 표면 탄성파 수신부 43. 신호 선택부
45. 소신호 증폭부 47. 필터링부
53. 습도 환산부 55. 접촉점 위치 분석부
5. 습도 감지 모듈 7. 디스플레이부
9. 중앙 제어부 11. 표면 탄성파 발생부
13. 안테나 15. 주파수 변조부
17. 변조 신호 전송부 19. 습도 센싱부
21. 신호 증폭부 23. 로우 패스 필터
25. 전단측 송·수신부 27. 후단측 송·수신부
29. 구동 신호 발신부 31. 복조부
33. A/D 변환부 35. 주파수 분석부
37. 온도 환산부 39. 부분 방전 검출부
41. 표면 탄성파 수신부 43. 신호 선택부
45. 소신호 증폭부 47. 필터링부
53. 습도 환산부 55. 접촉점 위치 분석부
Claims (4)
- 수전된 전기를 전기 설비로 분배하는 배전반에 있어서,
상기 배전반 내 각 전력 설비가 접촉되는 접촉점에 각각 설치되고 신호 처리부(1)로부터 구동 신호를 무선 전송 받았을 때 접촉점의 온도나 접촉점으로부터 발생 된 부분 방전 여부에 따라 각기 다른 주파수의 표면 탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave)를 발생하며 상기 표면 탄성파를 변조시켜 무선 통신을 통해 신호 처리부(1)로 전송하는 온도 및 부분 방전 센싱부(3);
상기 배전반에 설치되어 배전반의 내부 습도를 감지하는 습도 감지 모듈(5);
중앙 제어부(9)의 명령에 따라 상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)에 구동 신호를 무선 전송하고 상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)로부터 전송받은 표면 탄성파의 주파수 성분을 분석하여 온도 및 부분 방전 센싱부가 설치된 접촉점의 위치를 파악하고 상기 표면 탄성파를 복조하며 복조 된 아날로그 형태의 표면 탄성파를 디지털 값으로 변환한 다음 복조된 표면 탄성파의 주파수를 분석하고 분석된 표면 탄성파의 주파수를 접촉점의 온도값으로 환산하거나 분석된 표면 탄성파의 주파수로 접촉점의 부분 방전 여부를 판단하며 습도 감지 모듈(5)로부터 전송된 로우 데이터(Raw Data) 형태의 센싱 결과값을 배전반 내 습도값으로 환산하는 신호 처리부(1);
상기 신호 처리부(1)로부터 배전반 내 각 접촉점별 온도값과 부분 방전 여부 그리고 배전반 내부의 습도를 입력받아 디스플레이부(7)에 표시하는 중앙 제어부(9);
및 상기 중앙 제어부(9)로부터 전송된 배전반 내 각 접촉점별 온도값과 부분 방전 여부를 표시하고 HMI(Human Machine Interface)를 통해 신호 처리부(1)와 중앙 제어부(9)를 제어하는 디스플레이부(7)로 이루어지고,
상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)는 마이크로웨이브 신호가 입력되었을 때 구동되고 고유의 탄성 상수를 갖으며 고유의 탄성 상수와 접촉점의 온도에 따라 진동되고 진동 주파수와 맞대응되는 표면 탄성파를 발생하는 표면 탄성파 발생부(11)와,
상기 신호 처리부(1)로부터 표면 탄성파 발생부(11)의 구동 신호인 마이크로웨이브 무선 신호를 입력받는 안테나(13),
상기 표면 탄성파 발생부(11)로부터 발생 된 표면 탄성파를 미리 설정된 고유의 반송 주파수와 합성 변조하는 주파수 변조부(15),
및 상기 주파수 변조부(15)에 의해 표면 탄성파와 합성 변조된 반송 주파수를 신호 처리부(1)에 무선 전송하는 변조 신호 전송부(17)로 이루어지며,
상기 습도 감지 모듈(5)이 배전반 내 습도를 감지하여 배전반 내 습도에 비례하거나 반비례하는 전압을 신호 처리부(1)로 전송하는 아날로그 방식인 경우 상기 습도 감지 모듈(5)은 배전반 내부의 습도에 비례하거나 반비례하는 전압 신호를 출력하는 습도 센싱부(19)와;
상기 습도 센싱부(19)로부터 출력되는 미소 전압을 소정 이득으로 증폭하는 신호 증폭부(21);
및 상기 신호 증폭부(21)로부터 출력되는 노이즈 신호를 감쇄하는 로우 패스 필터(23)(Low Pass Filter)로 이루어지고,
상기 신호 처리부(1)는 상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)에 구동 신호를 송신하고 상기 온도 및 부분 방전 센싱부(3)로부터 온도 및 부분 방전 센싱부(3)에 설정된 고유의 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파를 수신받는 전단측 송·수신부(25)와,
상기 중앙 제어부(9)로부터 후단측 송·수신부(27)를 통해 온도 및 부분 방전 센싱부(3)의 구동 명령이 들어왔을 때 온도 및 부분 방전 센싱부(3)를 구동시키기 위한 마이크로웨이브 신호를 발생하는 구동 신호 발신부(29),
상기 전단측 송·수신부(25)를 통해 입력된 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파를 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환부(33),
상기 A/D 변환부(33)에 의해 디지털 값으로 변환된 반송 주파수를 검출하여 배전반 내 접촉점의 특정 위치를 분석하는 접촉점 위치 분석부(55),
상기 A/D 변환부(33)에 의해 디지털 값으로 변환된 변조 신호를 수신받아 복조하여 변조 신호 속에 포함된 표면 탄성파를 추출하는 복조부(31),
상기 복조부(31)를 통해 추출된 표면 탄성파를 시간축상에 나열한 다음 주파수 성분을 분석하는 주파수 분석부(35),
상기 주파수 분석부(35)에 의해 분석된 주파수를 접촉점의 온도 값으로 환산하는 온도 환산부(37),
상기 주파수 분석부(35)에 의해 분석된 주파수가 접촉점의 온도를 나타내는 주파수 대역을 벗어났는지 판단하고 판단 결과 만약 주파수 대역을 벗어났다면 부분 방전이 일어났다고 판단하는 부분 방전 검출부(39),
및 상기 중앙 제어부(9)로부터 온도 및 부분 방전 센싱부(3)의 구동 명령을 수신받고, 접촉점의 위치 별로 상기 온도 환산부(37)에 의해 환산된 접촉점의 온도 값과 상기 부분 방전 검출부(39)에 의해 검출된 부분 방전 여부를 중앙 제어부(9)로 전송하는 후단측 송·수신부(27)로 이루어지며,
상기 로우 패스 필터(23)는 제1 실시 예로 2극 저역 통과 필터로서 일단이 신호 증폭부(21)의 출력 단자에 연결된 제1 저항과, 일단이 제1 저항의 타단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프의 반전 입력 단자에 연결된 제1 커패시터, 일단이 제1 저항의 타단에 연결되고 타단이 제1 오피 앰프의 비반전 입력 단자에 연결된 제2 저항, 일단이 제1 오피 앰프의 비반전 입력 단자에 연결되고 타단이 접지된 제2 커패시터, 및 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되어 제1 저항으로 입력된 신호 증폭부(21)의 신호 중보다 큰 주파수 신호를 감쇄하는 제1 오피 앰프로 이루어지고,
상기 전단측 송·수신부(25)는 2개 이상의 온도 및 부분 방전 센싱부(3)로부터 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파를 수신하는 표면 탄성파 수신부(41)와; 상기 표면 탄성파 수신부(41)를 통해 입력된 2개 이상의 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파 중 어느 하나를 순차적으로 선택하여 입력받는 신호 선택부(43); 상기 신호 선택부(43)를 통해 입력된 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파를 소정 이득으로 증폭하는 소신호 증폭부(21); 및 상기 소신호 증폭부(21)에 의해 소정 이득 증폭된 반송 주파수와 합성 변조된 표면 탄성파는 통과시키고 불필요한 노이즈 신호는 감쇄하는 필터링부(47)를 포함한 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반.
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| KR1020170166324A KR101831426B1 (ko) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반 |
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| KR1020170166324A KR101831426B1 (ko) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 부분 방전 및 온도를 하나의 센서로 측정하는 시스템을 갖춘 배전반 |
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| KR (1) | KR101831426B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109459151A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-12 | 南京信息工程大学 | 一种低温背景下海量温度点在线监测装置与方法 |
| CN110061318A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-07-26 | 广东电网有限责任公司 | 一种蓄电池柜及其控制方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101078905B1 (ko) * | 2009-05-21 | 2011-11-01 | 엘에스산전 주식회사 | 지능형 분전반 |
| KR101202878B1 (ko) | 2010-09-17 | 2012-11-19 | 아주대학교산학협력단 | 표면 탄성파 기반 마이크로 센서를 이용한 무선측정장치 및 그 방법 |
| KR101571877B1 (ko) * | 2015-07-03 | 2015-12-04 | (주)서전기전 | 진단 장치를 내장한 폐쇄형 배전반 |
| KR101648803B1 (ko) | 2016-02-17 | 2016-08-17 | 삼덕전기 주식회사 | 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도검출 시스템 |
-
2017
- 2017-12-06 KR KR1020170166324A patent/KR101831426B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101078905B1 (ko) * | 2009-05-21 | 2011-11-01 | 엘에스산전 주식회사 | 지능형 분전반 |
| KR101202878B1 (ko) | 2010-09-17 | 2012-11-19 | 아주대학교산학협력단 | 표면 탄성파 기반 마이크로 센서를 이용한 무선측정장치 및 그 방법 |
| KR101571877B1 (ko) * | 2015-07-03 | 2015-12-04 | (주)서전기전 | 진단 장치를 내장한 폐쇄형 배전반 |
| KR101648803B1 (ko) | 2016-02-17 | 2016-08-17 | 삼덕전기 주식회사 | 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도검출 시스템 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109459151A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-12 | 南京信息工程大学 | 一种低温背景下海量温度点在线监测装置与方法 |
| CN109459151B (zh) * | 2018-12-06 | 2024-02-20 | 南京信息工程大学 | 一种低温背景下海量温度点在线监测装置与方法 |
| CN110061318A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-07-26 | 广东电网有限责任公司 | 一种蓄电池柜及其控制方法 |
| CN110061318B (zh) * | 2019-06-03 | 2020-11-03 | 广东电网有限责任公司 | 一种蓄电池柜及其控制方法 |
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