KR101873867B1 - 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치 - Google Patents

스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 스마트 분전반에 사용되는 클램프 구조의 전류 측정 장치에 있어서, 상기 전류 측정 장치는, 전면이 개방되고, 후면 상부에 전선이 삽입 고정되는 "C"자 형상의 전선 접촉부가 구비되며, 상면에 가압부 삽입홈이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 가압부 삽입홈에 삽입되고, 전면 하부에 센서를 고정시키는 센서 고정부가 구비되며, 후면 상부에 전선이 삽입 고정되는 "C"자 형상의 전선 고정부가 구비된 전선 가압부재; 상기 몸체에 삽입되는 상기 전선 가압부재의 하측에 배치되고, 상기 전선 접촉부에 삽입되는 전류 측정 전선의 두께에 따라 전선 가압부재를 상하 이동시키는 스프링; 및 상기 몸체의 전면에 삽입 고정되는 커버;를 포함하되, 상기 전선 가압부재의 하부면에는 스프링 고정홈이 구비되고, 그 중앙에는 거리센서의 거리 측정용 관통홀이 구비되며, 상기 몸체의 바닥면에는 상기 스프링 고정홈과 대응되는 스프링 고정 가이드가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 스마트 분전반에 사용되는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치{Current Measuring Apparatus for Smart Distribution Board}
본 발명은 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전류 센서와 거리 센서를 이용하여 전류를 측정하는 전류 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 스마트 그리드(Smart Grid, 지능형 전력망)는 전력망에 정보통신기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 전력 사용 정보를 실시간 교환하는 시스템을 구축하는 것을 기본 개념으로 하고 있다.
그러나 스마트 그리드 시스템을 보급함에 있어서, 기존의 배전 시스템을 배제하고, 전반적으로 스마트 그리드 시스템으로 교체하는 경우, 발생하는 비용적인 문제와 기존의 전류 측정 장치들의 아날로그 데이터 처리 방식에 따른 오차 발생으로 인해 스마트 그리드 시스템의 활성화가 지연되고 있다.
현재 전류 측정 장치에 사용되는 전류측정 방식으로 전류센서를 사용하여 도체에 흐르는 전류를 측정하는 방식이 가장 폭넓게 사용되고 있다. 최근에는 홀 센서를 이용하여 도체에 흐르는 전류를 측정하는 방식이 많이 사용되고 있다.
하지만, 홀 센서를 이용한 전류 측정 방식은 전선과 측정 센서 간의 거리에서 오는 정밀도 측면에서의 오류 발생의 문제가 있고, 이로 인해 홀 센서를 이용한 전류 측정에 있어서 전선의 중심과 센서 사이의 거리는 중요한 요소가 되고 있다.
이에 따라, 홀 센서를 이용한 전류 측정 장치에서 전류 측정에 대한 정밀도를 향상시키기 위해서 전선의 중심과 센서 사이의 거리를 측정하는 거리 센서를 포함하는 전류 측정 방식의 도입이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 10-2014-0075932(공개일자 2014년06월20일)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전류를 측정하는 홀 센서와 전선의 두께를 측정하는 거리 센서를 이용하여 보다 정밀하게 전류 값을 측정하는 것으로, 분전반과 다수개의 부하 사이에 설치된 활선(전선) 상에 각각 클램프 형태로 설치하여 종래의 스마트 분전반에 비해 부피를 최소화할 수 있는 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치는, 전면이 개방되고, 후면 상부에 전선이 삽입 고정되는 "C"자 형상의 전선 접촉부가 구비되며, 상면에 가압부 삽입홈이 형성된 몸체와; 상기 몸체의 가압부 삽입홈에 삽입되고, 전면 하부에 센서를 고정시키는 센서 고정부가 구비되며, 후면 상부에 전선이 삽입 고정되는 "C"자 형상의 전선 고정부가 구비된 전선 가압부재; 상기 몸체에 삽입되는 상기 전선 가압부재의 하측에 배치되고, 상기 전선 접촉부에 삽입되는 전류 측정 전선의 두께에 따라 전선 가압부재를 상하 이동시키는 스프링; 및 상기 몸체의 전면에 삽입 고정되는 커버;를 포함하되, 상기 전선 가압부재의 하부면에는 스프링 고정홈이 구비되고, 그 중앙에는 거리센서의 거리 측정용 관통홀이 구비되며, 상기 몸체의 바닥면에는 상기 스프링 고정홈과 대응되는 스프링 고정 가이드가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 스마트 분전반에 사용되는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 상기 몸체에는, 상기 전선 가압부재가 삽입된 상태에서 기울임 현상을 방지하는 고정홈이 상기 가압부 삽입홈의 둘레면에 구비되고, 상기 전선 가압부재의 전면에는 상기 몸체의 고정홈에 삽입되는 돌출부가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 개방된 몸체의 전면 상하부면에는 데이터 통신용 커넥터 연결 홈이 각각 구비되고, 상기 커버에는 상기 커넥터 연결홈과 대응되는 위치에 커넥터 연결부가 상측에서 하측 방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 몸체에는, 상기 커버가 결합 시에 서로 결합 고정되는 결합홈이 양쪽 측면 가장자리에 구비되고, 상기 커버에는 상기 결합홈과 대응되는 위치에 결합 돌기가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 센서 고정부에는, 센서 동작을 위해 센서에 전원을 공급하는 케이블 통로가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전류를 측정하는 홀 센서와 전선의 두께를 측정하는 거리 센서를 이용하여 보다 정밀하게 전류 값을 측정할 수 있는 전류 측정 장치를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 다수개의 전류 측정 장치를 분전반과 다수개의 부하 사이에 설치된 활선(전선) 상에 각각 클램프 형태로 설치하므로 종래의 스마트 분전반에 비해 부피를 최소화할 수 있고, 설치가 간단하여 유지보수 및 설치 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 분전반의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 분해도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 몸체와 커버를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 가압부재를 나타낸 상세도이다.
도 8은 본 발명에 따른 가압부재와 센서 고정부의 결합 상태를 나타낸 상세도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 이하에 설명되는 본 발명의 특정한 구조 또는 기능들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위해 예시된 것으로서, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 분전반의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 분전반은 분전반(100)과 다수개의 부하 사이에 각각 설치된 전선 상에 클램프 형태로 설치되는 다수개의 센서부(120)와, 전자식 전력량계(140), 및 컴퓨터 서버(160)를 포함 구성된다.
상기 센서부(200)는 직렬 방식으로 서로 연결되며, 분전반(100)과 다수개의 부하 예를 들어, 조명, 콘센트, 에어컨 사이에 각각 설치되고, 스마트 분전반(100)으로부터 각각의 부하로 공급되는 전력량을 계산하기 위하여 전류 값을 측정한다.
상기 전자식 전력량계(140)는 각각의 센서부(120)로부터 출력되는 분기 전력 사용량을 표시하는 다중 전력 미터(142)가 일체로 구비되고, 분전반(100을 통해서 사용되는 통합 전력 사용량을 계측하여 표시하며, 상기 분기 전력 사용량과 통합 전력 사용량을 컴퓨터 서버(160)에 전송한다.
한편, 본 발명은 상기 전자식 전력량계(140)와 다중 전력 미터(142)가 일체로 구비된 것으로 설명하고 있으나, 상기 전자식 전력량계(140)와 다중 전력 미터(142)가 각각 구성될 수도 있다. 이때, 상기 전자식 전력량계(140)는 일반적으로 사용되는 제품이 사용될 수 있으며, 상기 다중 전력 미터(142)는 센서부(120)들과 직렬 방식으로 연결되어 각각의 센서부(120)로부터 출력되는 분기 전력 사용량을 계측하여 컴퓨터 서버(160)로 전송한다.
상기 컴퓨터 서버(160)는 전자식 전력량계(140)와 연결되어 전송되는 통합 전력 사용량 및 분기 전력 사용량을 모니터링하고, 해당 전력 사용량을 도시되지 않은 데이터베이스(DB)에 저장하여 유무선 네트워크로 연결된 다른 통신기기 예를 들어, 전력공급자 또는 전력 소비자의 스마트폰, 테블릿 PC, 노트북 등으로 해당 전력 사용량 정보를 제공할 수 있다.
상기 센서부(120)는 홀 센서(122)와, 거리 측정 센서(124), 제어부(126), 및 전원 통신부(128)를 포함하는 전류 측정 장치이다.
상기 홀 센서(Hall Effect Current Seneor, 122)는 전선 상의 전류 값을 측정하고, 상기 거리 측정 센서(Photo Sensor Potentiometer, 124)는 전선의 중심으로부터의 거리를 측정한다.
상기 제어부(126)는 상기 측정된 전류 값을 ADC(Analog to Digital Convertor)를 통해 디지털 신호로 변환하고, 상기 측정된 거리 값이 적용된 측정 보정 알고리즘을 통해 상기 디지털 신호로 변환된 전류 값으로 보정한다.
상기 전원 통신부(128)는 상기 센서(122,124)들에 전원을 공급하고, 제어부(126)에 의해 보정된 전류 값을 전자식 전력량계의 다중 전력 미터(142)로 전달한다.
상기 센서부(120)는 분전반(100)과 다수개의 부하 사이에 각각 설치된 전선 상에 탈부착이 가능한 클램프 형태로 설치되며, 측정 전선의 위치에 고정되어 사용될 수 있고, 예를 들어 최대 60개의 센서부(120)들이 직렬로 연결되어 센서부(120) 간의 통신이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 다른 전류 측정 장치의 분해도이며, 도 5는 본 발명에 다른 전류 측정 장치의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 다른 전류 측정 장치의 몸체와 커버를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 전류 측정 장치의 가압부재를 나타낸 상세도이고, 도 8은 본 발명에 따른 가압부재와 센서 고정부의 결합 상태를 나타낸 상세도이다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전류 측정 장치는 상기 센서부(120)로서 전면이 개방되고, 후면 상부에 전선이 삽입 고정되는 "C"자 형상의 전선 접촉부(12)가 구비되며, 상면에 가압부 삽입홈(14)이 형성된 몸체(10)와, 상기 몸체의 가압부 삽입홈(14)에 삽입되고, 전면 하부에 센서를 고정시키는 센서 고정부(22)가 구비되며, 후면 상부에 전선이 삽입 고정되는 "C"자 형상의 전선 고정부(26)가 구비된 전선 가압부재(20), 상기 몸체(10)에 삽입되는 상기 전선 가압부재(20)의 하측에 배치되고, 상기 전선 접촉부(12)에 삽입되는 전류 측정 전선의 두께에 따라 전선 가압부재(20)를 상하 이동시키는 스프링(30), 및 상기 몸체(10)의 전면에 삽입 고정되는 커버(40)를 포함한다.
상기 스프링(30)은 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체(10)와 상기 몸체(10)에 삽입된 전선 가압부재(20) 사이에 배치되어, 상기 전선 가압부재(20)를 가압하면 상기 스프링(30)이 수축되고, 상기 전선 가압부재(20)에 가압을 해제하면 상기 스프링(30)이 팽창되면서 전류를 측정하기 위한 대상 전선에 고정된다.
상기 전선 가압부재(20)의 하부면에는 도 5에 도시된 바와 같이, 스프링 고정홈(28)이 구비되고, 그 중앙에는 거리센서(124)의 거리 측정용 관통홀(29)이 구비되며, 상기 몸체(10)의 바닥면에는 상기 스프링 고정홈(28)과 대응되는 스프링 고정 가이드(15)가 돌출 형성된다.
상기 몸체(10)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전선 가압부재(20)가 삽입된 상태에서 기울임 현상을 방지하는 고정홈(16)이 상기 가압부 삽입홈(14)의 둘레면에 구비되고, 상기 전선 가압부재(20)의 전면에는 상기 몸체의 고정홈(16)에 삽입되는 돌출부(24)가 구비된다.
상기 개방된 몸체(10)의 전면 상하부면에는 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터 통신용 커넥터 연결 홈(18)이 각각 구비되고, 상기 커버(40)에는 상기 커넥터 연결홈(18)과 대응되는 위치에 커넥터 연결부(44)가 상측에서 하측 방향으로 돌출 형성된다.
상기 몸체(10)에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 커버(40)가 결합 시에 서로 결합 고정되는 결합홈(13)이 양쪽 측면 가장자리에 구비되고, 상기 커버(40)에는 상기 결합홈(13)과 대응되는 위치에 결합 돌기(46)가 구비된다.
상기 센서 고정부(22)에는 도 8에 도시된 바와 같이 센서 동작을 위해 센서에 전원 공급 및 데이터 통신을 위한 케이블이 삽입되는 케이블 통로(23)가 구비된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치는 전류를 측정하는 홀 센서와 전선의 두께를 측정하는 거리 센서를 이용하여 보다 정밀하게 전류 값을 측정하는 것으로, 분전반과 다수개의 부하 사이에 설치된 활선(전선) 상에 각각 클램프 형태로 설치하므로 종래의 스마트 분전반에 비해 부피를 최소화할 수 있고, 설치가 간단하여 유지보수 및 설치 비용이 절감된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 몸체 12 : 전선 접촉부
13 : 결합홈 14 : 가압부 삽입홈
15 : 스프링 고정 가이드 16 : 고정홈
18 : 커넥터 연결홈 20 : 전선 가압부재
22 : 센서 고정부 23 : 케이블 통로
24 : 돌출부 26 : 전선 고정부
28 : 스프링 고정홈 29 : 거리 측정용 관통홀
30 : 스프링 40 : 커버
42 : PCB 삽입부 44 : 커넥터 연결부
46 : 결합 돌기

Claims (6)

  1. 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치에 있어서,
    상기 전류 측정 장치는 전면이 개방되고, 후면 상부에 전선이 삽입 고정되는 "C"자 형상의 전선 접촉부가 구비되며, 상면에 가압부 삽입홈이 형성된 몸체와;
    상기 몸체의 가압부 삽입홈에 삽입되고, 전면 하부에 센서를 고정시키는 센서 고정부가 구비되며, 후면 상부에 전선이 삽입 고정되는 "C"자 형상의 전선 고정부가 구비된 전선 가압부재;
    상기 몸체에 삽입되는 상기 전선 가압부재의 하측에 배치되고, 상기 전선 접촉부에 삽입되는 전류 측정 전선의 두께에 따라 전선 가압부재를 상하 이동시키는 스프링; 및
    상기 몸체의 전면에 삽입 고정되는 커버;를 포함하되,
    상기 전선 가압부재의 하부면에는 스프링 고정홈이 구비되고, 그 중앙에는 거리센서의 거리 측정용 관통홀이 구비되며, 상기 몸체의 바닥면에는 상기 스프링 고정홈과 대응되는 스프링 고정 가이드가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 스마트 분전반에 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체에는, 상기 전선 가압부재가 삽입된 상태에서 기울임 현상을 방지하는 고정홈이 상기 가압부 삽입홈의 둘레면에 구비되고, 상기 전선 가압부재의 전면에는 상기 몸체의 고정홈에 삽입되는 돌출부가 구비된 것을 특징으로 하는 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 개방된 몸체의 전면 상하부면에는 데이터 통신용 커넥터 연결 홈이 각각 구비되고, 상기 커버에는 상기 커넥터 연결홈과 대응되는 위치에 커넥터 연결부가 상측에서 하측 방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체에는, 상기 커버가 결합 시에 서로 결합 고정되는 결합홈이 양쪽 측면 가장자리에 구비되고, 상기 커버에는 상기 결합홈과 대응되는 위치에 결합 돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 고정부에는, 센서 동작을 위해 센서에 전원을 공급하는 케이블 통로가 구비된 것을 특징으로 하는 스마트 분전반에 사용되는 전류 측정 장치.

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