KR101982105B1

KR101982105B1 - Ｍｏｖ 임피던스 특성을 이용한 ｓｐｄ의 유효성능 감지방식 수명예측장치

Info

Publication number: KR101982105B1
Application number: KR1020170114426A
Authority: KR
Inventors: 김동진; 권완성; 김용수; 김병우
Original assignee: 선광엘티아이(주)
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2019-08-29
Also published as: KR20190027976A

Abstract

본 발명은 평상시에는 서지전류에 대응할 수 있도록 MOV의 입력단과 출력단에 L-N 또는 L-G 또는 N-G을 연결하고, MOV의 검사시에만 MOV의 입력단과 출력단에 검사전압 인가부와 임피던스 측정부를 연결하여 MOV의 작동에 영향을 미치지 않으면서 MOV를 검사할 수 있는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치에 관한 것이다.
본 발명은 SPD 내부에 위치하는 MOV(100)와; 일단이 SPD로 유입된 외부전원에 연결되고 타단이 MOV의 입력단(11)에 선택적으로 연결되며, MOV 검사시에 MOV의 입력단(11)으로 MOV 검사용 교류전압을 인가하는 검사전압 인가부(20)와; MOV의 출력단(12)에 선택적으로 연결되며 MOV 검사시에 MOV의 저항(R), 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)에 대한 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부(30)와; 평상모드이면 MOV의 입력단(11)에 전원선을 연결하고, MOV 검사모드이면 MOV의 입력단(11)에 검사전압 인가부(20)를 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부(40)와; 평상모드이면 MOV의 출력단(12)에 접지선을 연결하고, MOV 검사모드이면 MOV의 출력단(12)에 임피던스 측정부(30)를 선택적으로 연결하는 제2 스위칭부(50)와; MOV(10)의 정상모드 또는 검사모드에 대한 정보를 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)로 제공하는 MOV 검사관리부(60)와; 임피던스 측정부(30)에서 측정된 각각의 임피던스를 기준 임피던스와 비교하여 측정된 각각의 임피던스가 기준 임피던스의 범위를 벗어난 것으로 측정되면 MOV 이상신호를 발생시키는 임피던스 검토부(70)와; SPD의 외표면에 위치하며 임피던스 검토부(70)에서 MOV 이상신호가 발생되면 외부에서 확인할 수 있도록 표시하는 MOV 상태표시부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＭＯＶ 임피던스 특성을 이용한 ＳＰＤ의 유효성능 감지방식 수명예측장치{Apparatus for forecasting the lifetime of SPD using impedance characteristic of MOV}

본 발명은 평상시에는 서지전류에 대응할 수 있도록 MOV의 입력단과 출력단에 L-N 또는 L-G 또는 N-G을 연결하고, MOV의 검사시에만 MOV의 입력단과 출력단에 검사전압 인가부와 임피던스 측정부를 연결하여 MOV의 작동에 영향을 미치지 않으면서 MOV를 검사할 수 있는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치에 관한 것이다.

근래, 데이터 통신 기술의 발달로 인해 외부 통신회선과 직접 연결되어 데이터를 송수신하는 전자장치들이 급증하였다. 이로 인해, 전자장치로 유입되는 서지의 영향으로 인한 전자장치의 고장을 방지하는 과전압 보호장치의 필요성이 크게 대두되었다.

일반적인 과전압 보호장치는 서지로 인해 전자장치로 과전압이 인가되는 것을 방지하기 위해 내부에 SPD를 구비한다. 이러한 SPD는 내부에 MOV(Metal Oxide Varistor) 등의 각종 소자들로 이루어지며 서지 등의 과전압이 지속적으로 유입되면 서서히 손상되어 어느 시점에서는 작동하지 않게 되어 연결된 외부의 전자장치에 대해 정상적인 보호가 불가능하며, 과도전압/전류에 의하여 전자장비에 직접적으로 피해를 줄 수 있다.

즉, SPD에 보호용량 이상의 서지전압이 유입되는 경우 소자들이 손상되어 단락되는 경우가 많은데, 육안으로는 고장 유무를 확인 할 수 없어 서지보호기의 수명이 다하였는데도 그 교체시기를 놓쳐 장비에 피해를 야기한 사례가 늘어나고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1253229호에서는 MOV의 단락을 감지하여 SPD 자체에서 LED로 표시하게 하였지만, 단락이 아닌 일부 손상된 경우에는 고장여부를 확인할 수 없어 서지유입시 장비의 피해가 발생되는 문제가 여전히 남아 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1303202호에서는 서지전류의 크기와 횟수에 따라 유입된 에너지를 확인하고 SPD의 고장률을 예측하였다. 그러나, 유입되는 서지전류 측정의 오차율이 중요한 요소가 되고, 그것을 위해 성능이 우수한 CT가 반드시 필요한 문제가 있다.

본 발명은 평상시에는 서지전류에 대응할 수 있도록 MOV의 입력단과 출력단에 L-N 또는 L-G 또는 N-G을 연결하고, MOV의 검사시에만 MOV의 입력단과 출력단에 검사전압 인가부와 임피던스 측정부를 연결하여 MOV의 작동에 영향을 미치지 않으면서 MOV를 검사할 수 있는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치는, SPD 내부에 위치하며, 입력단(11)과 출력단(12)을 구비하는 MOV(100)와; 일단이 SPD로 유입된 외부전원에 연결되고 타단이 MOV의 입력단(11)에 선택적으로 연결되며, MOV 검사시에 MOV의 입력단(11)으로 MOV 검사용 교류전압을 인가하는 검사전압 인가부(20)와; MOV의 출력단(12)에 선택적으로 연결되며 MOV 검사시에 MOV의 저항(R), 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)에 대한 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부(30)와; 평상모드이면 MOV의 입력단(11)에 전원선을 연결하고, MOV 검사모드이면 MOV의 입력단(11)에 검사전압 인가부(20)를 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부(40)와; 평상모드이면 MOV의 출력단(12)에 접지선을 연결하고, MOV 검사모드이면 MOV의 출력단(12)에 임피던스 측정부(30)를 선택적으로 연결하는 제2 스위칭부(50)와; MOV(10)의 정상모드 또는 검사모드에 대한 정보를 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)로 제공하는 MOV 검사관리부(60)와; 임피던스 측정부(30)에서 측정된 각각의 임피던스를 기준 임피던스와 비교하여 측정된 각각의 임피던스가 기준 임피던스의 범위를 벗어난 것으로 측정되면 MOV 이상신호를 발생시키는 임피던스 검토부(70)와; SPD의 외표면에 위치하며 임피던스 검토부(70)에서 MOV 이상신호가 발생되면 외부에서 확인할 수 있도록 표시하는 MOV 상태표시부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 임피던스 측정부(30)는 측정된 각각의 임피던스를 저장하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, MOV 검사관리부(60)는 정기적으로 MOV(10)를 검사하도록 검사주기를 등록받아 저장하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, MOV 검사관리부(60)는 외부의 관리센터로부터 MOV(10)의 검사모드를 제공받아 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, MOV 이상신호는 임피던스가 기준 임피던스에서 벗어난 정도에 따라 주의신호, 경고신호 등으로 구분하여 발생되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 임피던스 검토부(70)에서 MOV 이상신호가 발생되면 등록된 관리자의 무선단말기 또는 관리센터에 MOV 이상신호를 SPD의 고유식별정보와 함께 제공하는 외부알림부(90)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 외부알림부(90)는 임피던스 측정부(30)에서 측정된 각각의 임피던스를 함께 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치는 평상시에는 서지전류에 대응할 수 있도록 MOV의 입력단과 출력단에 L-N 또는 L-G 또는 N-G에 연결되고, MOV의 검사시에만 MOV의 입력단과 출력단에 검사전압 인가부와 임피던스 측정부를 연결하기 때문에 MOV의 작동에 영향을 미치지 않으면서 MOV를 검사할 수 있는 장점이 있다.

삭제

또한, 본 발명은 MOV의 저항(R), 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)에 대한 각각의 임피던스를 확인하기 때문에 정확하게 MOV의 상태를 확인할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치의 작동과정을 나타낸 플로차트.
도 3a는 서지전류에 대응할 수 있는 평상모드에서의 1 스위칭부, 제2 스위칭부의 연결상태도.
도 3b는 본 발명에 따른 MOV 임피던스 특성을 확인하기 위한 MOV 검사모드에서 제1 스위칭부, 제2 스위칭부의 연결상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치에 대하여 자세히 살펴본다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치는 일측으로 과전압전류가 유입되고, 타측에 외부 전자장치가 연결되는 SPD에 위치한다. 이러한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치는 MOV(10), 검사전압 인가부(20), 임피던스 측정부(30), 제1 스위칭부(40), 제2 스위칭부(50), MOV 검사관리부(60), 임피던스 검토부(70), MOV 상태표시부(80), 외부알림부(90)를 포함한다.

MOV(Metal Oxide Varistor;10)는 서지전압(surge voltage), 과전압으로부터 보호하기 위해 사용되는 것으로, 입력단(11)과 출력단(12)으로 형성되어 있으며, 입력단(11)을 통해 일정수준 이상의 전원이 인가되면 출력단(12)을 통해 접지로 도통시킨다. 이러한 MOV(10)는 평상시에 전원선(L선) 및 중성선(N선)과 접속되거나, 전원선(L선) 및 접지선(G선)과 접속되거나, 중성선(N선) 및 접지선(G선)과 접속됨에 따라 각각의 선으로부터 인가되는 모든 과전압을 감지할 수 있게 된다.

검사전압 인가부(20)는 일단이 SPD로 유입된 외부전원에 연결되고 타단이 MOV의 입력단(11)에 선택적으로 연결되며, MOV 검사시에 MOV의 입력단(11)으로 MOV 검사용 교류전압을 인가한다. 이러한 검사전압 인가부(20)를 통해서 SPD를 사용하면서 MOV의 저항(R), 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)에 대한 임피던스를 확인할 수 있게 된다.

임피던스 측정부(30)는 MOV의 출력단(12)에 선택적으로 연결되며 MOV 검사시에 MOV의 저항(R), 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)에 대한 임피던스를 측정한다. 이때, 임피던스 측정부(30)는 측정된 각각의 임피던스는 임피던스DB(31)에 저장하는 것이 바람직하다.

제1 스위칭부(40)는 평상모드이면 MOV의 입력단(11)에 전원선을 연결하고, MOV 검사모드이면 MOV의 입력단(11)에 검사전압 인가부(20)를 선택적으로 연결한다. 이러한 제1 스위칭부(40)에 의해서 평상모드이면 MOV(10)가 서지전류에 대응할 수 있도록 MOV의 입력단(11)이 전원선에 연결되고, MOV 검사모드이면 MOV의 입력단(11)에 연결된 전원선이 차단되면서 MOV의 입력단(11)이 검사전압 인가부(20)에 연결된다.

제2 스위칭부(50)는 평상모드이면 MOV의 출력단(12)에 접지선을 연결하고, MOV 검사모드이면 MOV의 출력단(12)에 임피던스 측정부(30)를 선택적으로 연결한다. 이러한 제2 스위칭부(50)에 의해서 평상모드에는 MOV(10)가 서지전류에 대응할 수 있도록 MOV의 출력단(12)이 접지선에 연결되고, MOV(10)의 검사모드이면 MOV의 출력단(12)이 임피던스 측정부(30)에 연결된다.

MOV 검사관리부(60)는 MOV(10)의 정상모드 또는 검사모드에 대한 정보를 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)로 제공한다. MOV 검사관리부(60)는 정기적으로 MOV(10)를 검사하도록 월, 주, 일, 시간을 등록받아 저장하는 검사주기DB(61)를 포함하여 주기적으로 검사모드를 발생시켜 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)를 제어하거나 또는 외부의 관리센터로부터 MOV(10)의 검사모드를 제공받아 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)를 제어할 수도 있다.

임피던스 검토부(70)는 임피던스 측정부(30)에서 측정된 저항(R), 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)의 임피던스를 기준 임피던스와 비교하여 측정된 각각의 임피던스가 기준 임피던스의 범위를 벗어난 것으로 측정되면 MOV 이상신호를 발생시킨다. 즉, MOV 이상신호는 임피던스가 기준 임피던스의 범위 내에 위치하면 정상으로 판단하고, 측정된 각각의 임피던스의 값이 기준보다 낮으면 MOV가 손상되는 것으로 판단하여 이상신호를 발생하게 되며, 측정된 각각의 임피던스의 벗어난 정도에 따라 주의신호, 경고신호 등으로 구분하여 발생되는 것이 바람직하다. 이러한 임피던스의 크기를 통해서 MOV(10)의 상태를 확인할 수 있게 된다.

MOV 상태표시부(80)는 SPD의 외표면에 위치하며 임피던스 검토부(70)에서 MOV 이상신호가 발생되면 외부에서 확인할 수 있도록 표시한다. 이때, MOV 상태표시부(80)는 LED인 것이 바람직하며, MOV 이상신호가 발생되지 않은 정상인 경우에는 녹색으로 표시하고, MOV 이상신호가 주의신호인 경우에는 주황색으로 표시하고, MOV 이상신호가 경고신호인 경우에는 빨간색으로 표시하는 것이 바람직하다.

외부알림부(90)는 임피던스 검토부(70)에서 MOV 이상신호가 발생되면 등록된 관리자의 무선단말기 또는 관리센터에 MOV 이상신호를 SPD의 고유식별정보와 함께 제공한다. 이때, 외부알림부(90)는 임피던스 측정부(30)에서 측정된 각각의 임피던스를 함께 제공하는 것이 바람직하다. 이에 따라 다수의 SPD를 관리하는 외부의 관리센터는 SPD의 설치위치와 상태를 손쉽게 확인하면서 MOV(10)를 교체할 수 있게 된다.

이하, 도 2의 플로차트를 참조하여 본 발명에 따른 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치의 작동과정에 대하여 자세히 살펴본다.

평상시에는 SPD 내의 MOV(10)가 서지전류에 대응할 수 있도록 MOV 검사관리부(60)는 도 3a와 같이 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)를 제어하여 MOV(10)가 전원선(L선) 및 중성선(N선)과 접속되거나, 전원선(L선) 및 접지선(G선)과 접속되거나, 중성선(N선) 및 접지선(G선)과 접속되어 과전압을 감지할 수 있게 된다(S101).

한편, MOV 검사관리부(60)는 검사주기DB(61)에 등록된 MOV(10)의 검사시간이 도래하거나 또는 외부의 관리센터로부터 MOV(10)의 검사모드신호를 수신되면(S102), 도 3b와 같이 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)를 MOV 검사모드로 전환시킨다. 이에 따라 MOV의 입력단(11)에 검사전압 인가부(20)를 연결되고, MOV의 출력단(12)에 임피던스 측정부(30)를 연결되게 된다(S103).

그 후, 검사전압 인가부(20)를 통해서 MOV 검사용 교류전압이 MOV의 입력단(11)으로 공급되면(S104), MOV의 출력단(12)에 연결된 임피던스 측정부(30)에서 저항(R), 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)에 대한 임피던스를 측정하고(S105), 임피던스 검토부(70)에서 측정된 각각의 임피던스를 기준 임피던스와 비교하여 측정된 각각의 임피던스가 기준 임피던스의 범위를 벗어나면 MOV 이상신호를 발생시킨다(S106). 이때, MOV 이상신호는 임피던스가 기준 임피던스에서 벗어난 정도에 따라 주의신호, 경고신호 등으로 구분된다.

MOV 이상신호가 발생되면 SPD의 외표면에 위치하는 MOV 상태표시부(80)를 통해서 관리자가 확인할 수 있도록 LED가 표시된다(S107). 이때, MOV 이상신호가 주의신호인 경우에는 주황색으로 표시하고, MOV 이상신호가 경고신호인 경우에는 빨간색으로 표시하는 것이 바람직하다.

한편, MOV 이상신호가 발생되면 등록된 관리자의 무선단말기 또는 관리센터에 MOV 이상신호를 SPD의 고유식별정보와 함께 제공하여 관리자 또는 관리센터에서 MOV(10)의 상태를 확인할 수 있게 된다(S108).

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : MOV 20 : 검사전압 인가부
30 : 임피던스 측정부 40 : 제1 스위칭부
50 : 제2 스위칭부 60 : MOV 검사관리부
70 : 임피던스 검토부 80 : MOV 상태표시부
90 : 외부알림부

Claims

SPD 내부에 위치하며, 입력단(11)과 출력단(12)을 구비하는 MOV(10)와;
일단이 SPD로 유입된 외부전원에 연결되고 타단이 MOV의 입력단(11)에 선택적으로 연결되며, MOV 검사시에 MOV의 입력단(11)으로 MOV 검사용 교류전압을 인가하는 검사전압 인가부(20)와;
MOV의 출력단(12)에 선택적으로 연결되며 MOV 검사시에 MOV의 저항(R), 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)에 대한 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부(30)와;
평상모드이면 MOV의 입력단(11)에 전원선을 연결하고, MOV 검사모드이면 MOV의 입력단(11)에 검사전압 인가부(20)를 선택적으로 연결하는 제1 스위칭부(40)와;
평상모드이면 MOV의 출력단(12)에 접지선을 연결하고, MOV 검사모드이면 MOV의 출력단(12)에 임피던스 측정부(30)를 선택적으로 연결하는 제2 스위칭부(50)와;
MOV(10)의 정상모드 또는 검사모드에 대한 정보를 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)로 제공하는 MOV 검사관리부(60)와;
임피던스 측정부(30)에서 측정된 각각의 임피던스를 기준 임피던스과 비교하여 측정된 각각의 임피던스가 기준 임피던스의 범위를 벗어난 것으로 측정되면 MOV 이상신호를 발생시키는 임피던스 검토부(70)와;
SPD의 외표면에 위치하며 임피던스 검토부(70)에서 MOV 이상신호가 발생되면 외부에서 확인할 수 있도록 표시하는 MOV 상태표시부(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치.
청구항 1에 있어서, 임피던스 측정부(30)는 측정된 각각의 임피던스를 저장하는 것을 특징으로 하는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치.
청구항 1에 있어서, MOV 검사관리부(60)는 정기적으로 MOV(10)를 검사하도록 검사주기를 등록받아 저장하는 것을 특징으로 하는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치.
청구항 1에 있어서, MOV 검사관리부(60)는 외부의 관리센터로부터 MOV(10)의 검사모드를 제공받아 제1 스위칭부(40)와 제2 스위칭부(50)를 제어하는 것을 특징으로 하는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치.
청구항 1에 있어서, MOV 이상신호는 임피던스가 기준 임피던스에서 벗어난 정도에 따라 주의신호, 경고신호로 구분하여 발생되는 것을 특징으로 하는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치.
청구항 1에 있어서, 임피던스 검토부(70)에서 MOV 이상신호가 발생되면 등록된 관리자의 무선단말기 또는 관리센터에 MOV 이상신호를 SPD의 고유식별정보와 함께 제공하는 외부알림부(90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치.
청구항 6에 있어서, 외부알림부(90)는 임피던스 측정부(30)에서 측정된 각각의 임피던스를 함께 제공하는 것을 특징으로 하는 MOV 임피던스 특성을 이용한 SPD의 유효성능 감지방식 수명예측장치.