KR102078082B1

KR102078082B1 - 차단기 부착형 전력모니터링 장치

Info

Publication number: KR102078082B1
Application number: KR1020190116662A
Authority: KR
Inventors: 송인수
Original assignee: 주식회사 신아시스템
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2020-02-17

Abstract

본 발명의 차단기 부착형 전력 모니터링 장치는 후방에 제1홀이 복수 개 형성되고 상기 제1홀 각각과 대응되는 제2홀이 전방에 복수 개 형성된 제1바디프레임; 차단기의 단자에 연결되는 복수 개 전력라인 각각이 관통하며 상기 제1 및 제2홀 각각과 대응되는 위치의 관통홀이 가운데 부분에 형성된 복수 개 전류변성기; 상기 제2홀 인접 부위에서 상기 차단기의 단자 방향으로 돌출된 형상을 가지고, 상기 제1홀, 관통홀 및 제2홀을 관통한 상기 복수 개 전력라인의 각 단부와 함께 상기 차단기의 해당 단자에 전기적으로 연결되는 복수 개 제1접속단자; 및 상기 복수 개 전류변성기 또는 상기 복수 개 제1접속단자와 전기적으로 연결되어 전압 또는 전류를 포함하는 특성정보를 생성하는 제어부를 가지는 메인유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차단기 부착형 전력모니터링 장치{ACTUATOR FOR MONITORING POWER OF DETACHABLE TYPE}

본 발명은 전력이 인출입되는 차단기와 같은 전력장치에 설치되는 전력 모니터링 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 차단기 구조 및 차단기와 연결되는 전력라인의 배치에 최적화되는 간단하면서도 직관적인 구조를 통하여 설치 등에 따른 사용자 편의성이 더욱 증대되는 전력 모니터링 장치에 관한 것이다.

빌딩에너지 관리시스템(BEMS, Building Energy Management System)에 대한 규제 강화는 물론, 에너지 활용이나 절감 등에 대한 관심이 증대되면서 에너지 사용에 대한 다양한 정보를 모니터링하는 장치가 적용되고 있다.

대규모 전력이 사용되는 건물, 공장, 학교, 병원 등과 같은 산업 인프라에서는 에너지 모니터링을 통한 에너지 절감 이슈가 상대적으로 크다고 할 수 있는데, 이러한 산업 현장에서는 통상적으로 해당 산업시설 전체를 대상으로 한 전력 모니터링 장치만 시스템으로 구축되어 활용되고 있다.

그러므로 개별 장치나 또는 장치군 등을 대상으로 하거나, 특정 단위 공간 등을 대상으로 한 전력 모니터링을 위해서는 사용자 내지 관리자가 별도의 모니터링 장치를 관련 시설이나 장비 등에 추가 설치하여야 한다.

그러나 종래 개시되는 이러한 모니터링 장치의 경우, 목적한 바를 위한 다양한 인터페이스 수단 등이 구현되어 있다고 할 수는 있으나 기본적으로 복잡한 배선 구조 등으로 연결되도록 구성되어 있어 전력 계통에 익숙하지 않는 유저(user)는 설치하기는 상당히 어렵다고 할 수 있다.

특히 산업용 전력 계통의 경우, 일반 사용자에게 익숙하지 않은 교류 전력이 외부에서 유입되며 나아가 3상 3선식 또는 3상 4선식과 같이 정형화되지 않는 개별 전력 라인으로 구현되므로 일반 유저가 쉽게 적응적으로 설치하기 어렵다고 할 수 있다.

또한, 3상 3선식이나 4선식의 경우, R, S, T, N의 순서와 전기적 연결을 위한 구조 등이 전력 장치마다 각각 다르게 제작되어 있어 종래 모니터링 장치의 경우 전력 라인이 잘못 연결되는 경우 오동작이 발생할 수 있음은 물론, 안전사고 발생의 위험도 따른다고 할 수 있다.

나아가 종래 모니터링 장치의 경우, 교류 방식 등에 따라 다른 종류의 장치를 사용해야 하거나 또는 전력 라인이나 부하선을 변경 내지 교체하여야 하므로 다양한 전력 장치에 따른 범용성을 가지기 어렵다는 점도 극복해야 될 과제라고 할 수 있다.

등록특허공보 제10-1966428호(2019.04.01.) 등록특허공보 제10-1629406호(2019.06.03.)

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 직관적으로 인식할 수 있는 외부 구조를 통하여 전기 계통의 전문가가 아니더라도 쉽고 편리하게 차단기 등의 전력 장치에 용이하게 설치할 수 있음은 물론, 장치 확장성을 가지는 간단한 구조적 조립 및 결합을 통하여 전력 계통의 종류에 상관없이 범용적으로 적용될 수 있는 차단기 착탈형 스마트 전력 모니터링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 그 구성의 조합에 의하여 실현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차단기 부착형 전력모니터링 장치는 후방에 제1홀이 복수 개 형성되고 상기 제1홀 각각과 대응되는 제2홀이 전방에 복수 개 형성된 제1바디프레임; 차단기의 단자에 연결되는 복수 개 전력라인 각각이 관통하며 상기 제1 및 제2홀 각각과 대응되는 위치의 관통홀이 가운데 부분에 형성된 복수 개 전류변성기; 상기 제2홀 인접 부위에서 상기 차단기의 단자 방향으로 돌출된 형상을 가지고, 상기 제1홀, 관통홀 및 제2홀을 관통한 상기 복수 개 전력라인의 각 단부와 함께 상기 차단기의 해당 단자에 전기적으로 연결되는 복수 개 제1접속단자; 및 상기 복수 개 전류변성기 또는 상기 복수 개 제1접속단자와 전기적으로 연결되어 전압 또는 전류를 포함하는 특성정보를 생성하는 제어부를 가지는 메인유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 본 발명은 상기 메인유닛의 제1바디프레임의 측면에 구비된 가이딩 결합 구조를 통하여 상기 메인유닛에 착탈 가능하게 결합되는 서브유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 상기 서브유닛은 상기 가이딩 결합 구조에 상응하는 대응 결합구조가 형성된 제2바디프레임; 상기 제2바디프레임의 후방에서 전방을 관통하는 형상을 가지며, 상기 차단기에 연결되는 N상 전력라인이 관통하는 제2관통홀; 상기 제2관통홀 인접 부위에서 상기 차단기의 단자 방향으로 돌출된 형상을 가지고, 상기 제2관통홀을 관통한 상기 N상 전력라인의 단부와 함께 상기 차단기의 해당 단자에 전기적으로 연결되는 제2접속단자; 및 상기 제2접속단자와 전기적으로 연결되며 상기 제2바디프레임의 측면에 구비되는 제2대접단자를 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우 본 발명의 상기 메인유닛의 제1바디프레임은 상기 서브유닛이 상기 메인유닛에 결합되는 경우 상기 제2대접단자와 전기적으로 대접하는 제1대접단자가 구비되며, 상기 메인유닛의 제어부는 제1대접단자를 통하여 전기적으로 연결되는 상기 N상 전력라인을 더 이용하여 상기 특성정보를 생성하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 메인유닛은 상기 복수 개 제1접속단자와 연결된 상기 복수 개 전력라인 중 두 개의 전력라인을 이용하여 자체 구동을 위한 자가전원을 생성하는 자가전원부를 더 포함할 수 있다.

이 경우 본 발명의 상기 메인유닛의 자가전원부는 상기 서브유닛이 결합되는 경우, 상기 복수 개 제1접속단자와 연결된 상기 복수 개 전력라인 중 하나의 전력라인 및 상기 제1대접단자를 통하여 전기적으로 연결되는 상기 N상 전력라인을 이용하여 상기 자가전원을 생성하도록 구성될 수 있다.

나아가 본 발명의 상기 가이딩 결합 구조 및 제1대접단자는 상기 제1바디프레임의 왼쪽 및 오른쪽 측면 모두에 구비될 수 있으며 이 경우 상기 제2대접단자는 상기 제2바디프레임의 좌측 및 우측 모두에 구비될 수 있다.

실시형태에 따라서 상기 복수 개 전력라인은 R상, S상 및 T상 전력라인으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 본 발명의 메인유닛은 상기 복수 개 제1접속단자에 전기적으로 연결된 상기 복수 개 전력라인의 위상이 각 제1접속단자에 기설정된 디폴트 위상이 아닌 경우 위상 변환 프로세싱을 통하여 해당 위상을 상기 디폴트 위상으로 변화시키는 위상변환부를 더 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 메인유닛은 단부가 N상 전력라인의 단부와 함께 상기 차단기의 해당 단자에 전기적으로 연결되며 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 제3접속라인을 더 포함할 수 있으며 이 경우 본 발명의 상기 제어부는 상기 제3접속라인을 통하여 전기적으로 연결되는 상기 N상 전력라인을 더 이용하여 상기 특성정보를 생성하도록 구성될 수 있다.

나아가 본 발명의 상기 메인유닛은 상기 제어부에서 생성된 특성정보를 표출하고 무선 통신에 대한 채널 및 아이디 정보를 설정하는 인터페이스부; 및 상기 특성정보를 무선 통신을 이용하여 외부 장치로 전송하는 통신부를 더 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의할 때, 차단기 등과 같은 전력장치와 상응하는 물리적 형상을 가짐은 물론, 기 설치된 전력 라인의 배치 및 차단기의 단자 구조에 부합되는 물리적 구조로 구현되므로 전기 계통에 익숙하지 않은 사용자라도 직관적으로 더욱 쉽고 편리하게 설치할 수 있어 사용자 편의성을 더욱 증진시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하는 경우, 설치되는 환경에 따라 간단한 조립 및 배치 구조를 통하여 장치 확장성을 가지도록 구현되므로 전력 라인의 종류나 개수 등에 더욱 높은 적응성을 구현할 수 있다.

나아가, 설치되는 환경에 따라 자가 전력을 생성하는 방식이 자동적으로 전환되도록 구성하여 자가 전력 생성의 효율성을 더욱 높일 수 있으며, 원래의 전력 라인이 연결되지 않아도 위상변환을 구현하는 내부 알고리즘의 구동을 통하여 전력 모니터링이 가능하도록 구성되므로 전력 라인 연결의 자유도를 높이고 그에 따른 설치 편의성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 모니터링 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 모니터링 장치의 내부 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 모니터링 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예들에 의한 모니터링 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도 5는 도 4에 도시된 실시예에서 메인유닛과 서브유닛의 결합 관계 및 구조를 설명하는 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 내부 상세 구성을 도시한 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 차단기 부착형 전력모니터링 장치(3000)(이하 '모니터링장치'라 지칭한다)의 전체적인 구성을 도시한 도면, 도 2는 도 1에 도시된 모니터링 장치(3000)의 내부 구성을 도시한 도면이며, 도 6은 모니터링 장치(3000)의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

이하에서는 도 1 내지 도 3 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 모니터링 장치(3000)의 일 실시예를 먼저 설명하고, 도 3 내지 도 5 및 도 7을 참조하여 본 발명의 모니터링 장치(3000)에 대한 다른 실시예를 후술하여 설명하도록 한다.

도 1 등에 도시된 바와 같이 본 발명의 모니터링 장치(3000)는 유입되고 출력되는 전력 라인이 함께 연결되는 차단기(50)와 같은 전력 장치에 착탈 가능하게 설치되는 장치에 관한 것으로서, 공급되는 전압, 유효 전력, 전류, 전력량, 역률, 주파수 등 전력에 관한 다양한 특성정보를 모니터링하는 기능을 수행한다.

이하 설명에서는 본 발명의 모니터링 장치(3000)가 전력장치의 하나인 차단기(50)에 설치되는 실시예를 기준으로 설명되나, 차단기(50)는 하나의 예시일 뿐, 본 발명에 의한 모니터링 장치(3000)는 전원이 인입되거나 인출되는 전력라인 및 해당 전력라인과 전기적으로 접속되는 단자 등이 구비된 다양한 전력장치 또는 인터페이싱 장치에 설치될 수 있음은 물론이다.

도 4 등을 참조하여 후술되는 본 발명의 모니터링 장치(3000)에 대한 실시예는 메인유닛(1000) 및 서브유닛(2000)으로 구성되는 실시예이며, 이하 도 1등을 참조하여 설명되는 본 발명의 모니터링 장치(3000)에 대한 실시예는 메인유닛(1000)만으로 이루어지는 실시예에 해당한다.

그러므로 도 1 등을 참조하여 이하 설명되는 본 발명의 모니터링 장치(3000)는 메인유닛(1000)과 동일한 객체에 해당한다고 볼 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 이 발명의 모니터링 장치(3000) 즉, 메인유닛(1000)은 차단기(50)의 후방(도 1 기준, +Y축 방향) 또는 전방(도 1 기준, -Y축 방향)에 설치되는 장치이며, 차단기(50)는 도면에 도시된 바와 같이 복수 개의 전력라인(L1, L2, L3, L4(N)) 각각이 연결되는 차단기 단자(51)(51-1, 51-2, 51-3, 51-4)가 구비된다.

이 발명은 이러한 차단기(50)의 구조에 유기적으로 결합될 수 있는 구조를 통하여 전력 계통에 익숙하지 않은 일반 관리자나 사용자 등(이하 '사용자')이 직관적으로 용이하게 설치할 수 있도록 구성된다.

본 발명의 메인유닛(1000)은 하우징 등에 해당하는 제1바디프레임(1100)을 포함하며, 이 제1바디프레임(1100)의 후방에는 복수 개의 제1홀(1110)이 형성되고 전방으로는 수평 방향(도 1 기준, Y축 방향)을 기준으로 제1홀(1110)과 대응되는 위치에 형성된 복수 개의 제2홀(1120)이 구비된다.

본 발명의 모니터링 장치(3000)(메인유닛(1000))는 도면에 도시된 바와 같이 장치 전체의 수평 방향(Y축)이 관통되는 형상을 포함하고 있고, 이 관통하는 형상으로 차단기(50)에 연결되는 복수 개의 전력 라인이 관통하도록 구성된다.

상기 제2홀(1120) 인접 부위에는, 상기 차단기(50)에 구비된 차단기 단자 방향으로 돌출된 형상을 가지며 본 발명의 모니터링 장치(3000)를 관통한 복수 개 전력라인의 각 단부(T)와 함께 해당하는 차단기 단자(51)에 함께 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1접속단자(1300)(1300-1, 1300-2, 1300-3)가 구비된다.

제1접속단자(1300)의 단부 또한, 도 1에 도시된 전력라인의 단부(T)와 같이 차단기 단자(51)에 용이하게 연결될 수 있는 구조가 형성될 수 있음은 물론이다.

교류전력이 인입되는 경우, 차단기(50)는 통상적으로 3상(R, S, T) 또는 4상(R, S, T, N)에 따른 단자가 구비된다. 즉, R, S, T 전력라인과 연결된 단자는 공통적으로 구비되나, N상에 해당하는 단자는 실시형태에 따라서 존재하지 않을 수 있다.

본 발명은 이러한 차단기(50)의 구조에 범용성을 가질 수 있도록 도 1 등에 도시된 바와 같이 R, S, T 전력라인(L1, L2, L3) 각각이 관통하는 구조를 기본 구조로 채용하며, 차단기(50)에 구비되는 N상 단자(51-4)와의 전기적 연결은 전선 등의 형태로 구현되며 본 발명의 메인유닛(1000)에 착탈 가능하게 연결되는 제3접속라인(1400)을 통하여 구현되도록 구성될 수 있다.

즉, 차단기(50)에 N상 단자(51-4)가 없는 경우, 본 발명의 모니터링 장치(3000)에 상기 제3접속라인(1400)이 장착/연결되지 않으며, 차단기(50)에 N상 단자(51-4)가 존재하는 경우 제3접속라인(1400)이 본 발명의 모니터링 장치(3000)에 장착된 후, N상 단자(51-4)의 위치에 맞게 모니터링 장치(3000)의 좌측(도 1에 도시된 실시예) 또는 우측으로 선회시켜 해당 N상 단자(51-4)와 연결되도록 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 내부에는 복수 개 전력라인(L1, L2, L3) 각각이 관통하며 상기 제1홀(1110) 및 제2홀(1120) 각각과 대응되는 위치의 관통홀(1210)이 가운데 부분에 각각 형성된 복수 개의 전류변성기(1200)(1200-1, 1200-2, 1200-3)가 구비된다.

전류변성기(1200)는 전자기 유도 방식이 적용됨으로써, 가운데 부분의 관통홀(1210)을 통하여 유입되는 전력라인과 비접촉식 방식에 의하여 해당 전력라인을 통하여 공급되는 전류의 특성 정보를 모니터링하도록 구성된다.

이와 같이 이 발명은 하우징에 해당하는 제1바디프레임(1100)은 물론, 내부에 탑재되는 전류변성기(1200) 모두 대응되는 위치에 홀 구조가 형성되어 있으므로 전력라인이 장치 전체를 관통하도록 구성된다.

그러므로 차단기 단자(51)에 연결되는 전력라인을 본 발명의 모니터링 장치(3000)(메인유닛(1000))에 관통시킨 후, 모니터링 장치(3000)의 전방에 형성된 제1접속단자(1300)를 각 전력라인의 단부(T)와 함께 차단기 단자(51)에 연결하는 간단하고 편리한 방식으로 본 발명의 모니터링 장치(3000)를 차단기(50)에 설치될 수 있다.

실시형태에 따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 모니터링 장치(3000)는 모니터링된 특성 정보가 화면표시수단으로 표출되도록 하거나 사용자가 내부의 파라미터 등을 설정하기 위한 조작 내지 입력 수단 등이 구비된 인터페이스부(1900)가 더 구비될 수 있다.

상기 화면표시수단과 조작 내지 입력 수단 등의 인터페이스부(1900)을 이용하여 현장에서도 실시간 특성정보(전압, 전류, 전력, 전력량, 역률, 주파수 등)에 대한 다양한 정보를 직접 모니터링할 수 있음은 물론, 다양한 현장 상황을 반영하여 본 발명에 의한 모니터링 장치(3000)의 제어 설정 등을 수행할 수 있다.

도 6은 상술된 본 발명의 제1실시예를 구현하는 내부 상세 구성을 도시한 블록도이다. 이 발명의 메인유닛(1000)은 앞서 설명된 이 발명의 물리적 내지 전기적 구성이외에, 도 6에 도시된 바와 같이 위상변환부(1600), 제어부(1700), 자가전원부(1800), 인터페이스부(1900) 및 통신부(1950)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 메인유닛(1000), 서브유닛(2000) 등에 대한 각 구성요소는 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.

즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술 사상을 실현하기 위한 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되어 구성되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관히 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.

본 발명의 제어부(1700)는 내부 구성 전체를 제어하는 구성으로서, 도 6에 도시된 바와 같이 전류변성기(1200) 및 제1접속단자(1300)와 전기적으로 연결되도록 구성된다.

이와 같은 구성을 통하여 본 발명의 제어부(1700)는 전력라인을 통하여 공급되는 전력의 전류, 전압에 대한 다양한 정보를 포함하는 특성정보를 생성한다.

앞서 간략히 설명된 바와 같이 제어부(1700)에서 생성된 특성정보는 본 발명의 인터페이스부(1900)를 통하여 외부로 표출될 수 있으며, 본 발명의 제어부(1700)는 인터페이스부(1900)를 통하여 입력되거나 조작되는 사용자 설정정보 등에 해당하는 다양한 특성 정보를 생성하도록 구성될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 통신부(1950)는 유선 또는 무선 통신 모듈을 구비하여 제어부(1700)에서 생성된 다양한 특성 정보를 특정 단말이나 외부 장치로 유무선 통신을 이용하여 송신하도록 구성된다.

실시형태에 따라서 본 발명의 통신부(1950)는 누설전류, 과전류 등에 해당하는 특성정보가 제어부(1700)로부터 생성되는 경우 자동적으로 이를 알라밍(alarming)하는 정보를 생성하여 사용자 단말 등으로 전송하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 인터페이스부(1900)는 통신부(1950)부와도 유기적으로 연결되어 BEMS 등에 정보를 활용하기 위한 무선 통신 채널이나 아이디를 설정할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

나아가 상결선에 대한 효율성을 높이기 위하여 앞서 기술된 실시예와 함께 본 발명의 모니터링 장치(3000)가 결합되는 각 차단기 단자(51)의 상(phase)에 대한 설정, 전환 등을 인터페이스부(1900)를 통하여 사용자가 직접 수행할 수 있도록 구성될 수 있다.

본 발명의 자가전원부(1800)는 상기 복수 개 제1접속단자(1300)와 연결된 상기 복수 개 전력라인(R, S, T) 중 2개의 전력라인을 이용하여 자체 구동을 위한 자가 전원을 생성하도록 구성된다.

앞서 기술된 바와 같이, 제3접속라인(1400)이 연결되는 경우 즉, N상 전력라인과도 전기적으로 연결되게 되는 경우 본 발명의 자가전원부(1800)는 자가 전원을 생성하는 리소스(resource)를 절환하여 복수 개 전력라인(R, S, T) 중 하나와 상기 N상 전력라인을 이용하여 자가전원이 생성되도록 구성하는 것이 바람직하다.

R, S, T상의 전력 라인의 경우, 상호 위상차가 존재하는 전력이 공급되므로 이들 중 2개를 이용하여 자가 전원을 생성하는 경우 상대적으로 고압의 자가전원이 생성되어 내부 전자 부품 등에 악영향을 미칠 가능성이 있다고 할 수 있다.

이에 반해, N상 전력 라인의 경우, 0전위를 가지므로 이와 같이 R, S, T 중 하나의 전력 라인과 N상 전력 라인으로 자가전원을 생성하는 경우 상대적으로 낮은 적절한 크기의 전압을 가지는 전원을 생성할 수 있으므로 장치 내부의 구동을 더욱 안정적으로 구현할 수 있으며 안전사고 등에도 더욱 높은 유용성을 제공할 수 있다.

한편, 특정 제1접속단자(1300)에 특정 위상의 전력이 전기적으로 연결되도록 설계되고 그에 따른 전기적 연결을 기반으로 본 발명의 제어부(1700)에 의한 후속 프로세싱이 수행되도록 구성될 수 있다.

그러나 이 발명의 모니터링 장치(3000)가 사용자 실수 등으로 좌우 반전된 형태로 차단기(50)에 결합되거나 차단기 단자(51)의 상(phase)이 제조사 마다 일부 차이가 있어 의도된 디폴트 위상(default phase)과 다르게 연결되는 경우 모니터링 및 후속 프로세싱 등에 대한 정상적인 동작이 어려워질 수 있다.

이러한 경우에도 장치의 정상적인 동작이 가능하도록 본 발명의 위상변환부(1600)는 제1접속단자(1300)에 각각 연결된 전력라인의 해당 위상이 디폴트 위상과 다른 경우, 위상 변환 프로세싱 등을 수행하여 의도된 원래의 디폴트 위상으로 전환되도록 구성된다.

이하에서는 첨부된 도 3 내지 도 5 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 3(a)에 도시된 실시예는 앞서 기술된 바와 같이 N상 전력라인(L4)이 제3접속라인(1400)을 통하여 연결되는 실시예이며, 도 3(b)에 도시된 실시예는 서브유닛(2000)이 메인유닛(1000)에 착탈 가능하게 결합되어, 필요한 경우 N상 전력라인(L4)과 유기적으로 연결될 수 있는 장치 확장형 구조가 구현된 모니터링 장치(3000)에 대한 실시예이다.

도 4에 도시된 메인유닛(1000)은 앞서 도 1 등을 참조하여 설명된 메인유닛(1000)과 실질적으로 동일하므로 구체적인 구성에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 모니터링 장치(3000)는 메인유닛(1000)과 확장 가능하게 메인유닛(1000)에 착탈식으로 결합되는 서브유닛(2000)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 서브유닛(2000)은 도 5에 도시된 바와 같이 메인유닛(1000)의 제1바디프레임(1100)의 측면(이하 '결합면부'라 지칭한다)에 구비된 가이딩 결합구조(1130)와 결합되는 방식으로 메인유닛(1000)에 착탈 가능하게 결합된다.

도면에 도시된 가이딩 결합구조(1130)는 서브유닛(2000)이 후방에서 전방으로 슬라이딩 이동되면서 결합되는 구조로 도시되어 있으며 결합 용이성 및 결합 후 위치 고정성 등을 위하여 상측, 하측 및 가운데 부분에 가이딩 결합 구조가 형성되는 실시예가 도시되어 있다.

그러나 이는 하나의 실시예일 뿐, 서브유닛(2000)이 착탈 가능하게 결합될 수 있는 구조라면 가이딩 결합 구조가 구비된 개수는 물론, 도면에 도시된 구조 이외 다양한 적용례가 가능함은 물론이다.

구체적으로, 본 발명의 서브유닛(2000)은 몸체 내지 하우징으로 기능하는 제2바디프레임(2100)을 포함하며 이 제2바디프레임(2100)의 면부 중 상기 제1바디프레임(1100)의 결합면부와 대면하는 면부('제2결합면부'라 지칭한다)에는 상기 가이딩 결합구조(1130)와 상응하는 구조로 이루어진 대응 결합구조(2130)가 형성된다.

또한, 제2바디프레임(2100)에는 서브유닛(2000)의 전체를 후방에서 전방으로 관통하는 형상을 가지며 상기 차단기(50)에 연결되는 N상 전력라인(L4)이 관통하는 제2관통홀(2110)이 형성된다.

본 발명의 서브유닛(2000)에 구비되는 제2접속단자(2300)는 결합 용이성 내지 편의성을 높이기 위하여 도 5 등에 도시된 바와 같이 차단기(50)를 향하는 전방 방향으로 돌출된 형상을 가지며, 제2관통홀(2110)을 관통한 N상 전력라인(L4)의 단부(T)와 함께 차단기(50)의 N상 단자(51-4)에 전기적으로 연결된다.

앞서 기술된 바와 같이 해당 차단기 단자(51-4)와의 결합 용이성을 높이기 위하여 상기 제2접속단자(2300)의 단부 또한, 전방이 개방된 라운드진 링 형상 등으로 구현되는 것이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 서브유닛(2000)에 구비되는 제2대접단자(2500)는 서브유닛(2000)이 메인유닛(1000)에 물리적으로 결합되는 경우 서브유닛(2000)을 메인유닛(1000)에 전기적으로 연결시키는 구성으로서, 도면에 도시된 바와 같이 제2대접면부 상에 구비된다.

실시형태에 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 가이딩 결합구조(1130)를 따라 서브유닛(2000)이 결합되는 경우 제2대접단자(2500)가 메인유닛(1000)의 대접면부에 구비된 제1대접단자(1500)와 전기적으로 접속하도록 하여 전기적 연결의 신뢰성이 더욱 높아지도록 구성하는 것이 바람직하다.

전기적 연결의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있도록 상기 제2대접단자(2500)는 도면에 도시된 바와 같이 탄성력이 제공되는 형태로 구현되거나 탄성력을 제공하는 수단이 추가적으로 구비되는 것이 바람직하다.

도 7에 도시된 바와 같이 서브유닛(2000)의 제2대접단자(2500)는 제2접속단자(2300)와 전기적으로 연결되며, 메인유닛(1000)의 제1대접단자(1500)는 내부적으로 앞서 기술된 제어부(1700) 등과 전기적으로 연결된다.

이러한 물리적 그리고 전기적 연결/접속 구조를 통하여 서브유닛(2000)이 메인유닛(1000)에 물리적으로 결합되는 것을 통하여 서브유닛(2000)이 메인유닛(1000)과도 전기적으로 연결 가능하게 된다.

이와 같이 서브유닛(2000)이 메인유닛(1000)과 전기적으로 연결되면 메인유닛(1000)의 제어부(1700)는 제1대접단자(1500), 제1대접단자(1500)와 전기적으로 접속되는 제2대접단자(2500) 및 제2대접단자(2500)와 전기적으로 연결되는 제2접속단자(2300)를 통하여 N상 전력라인(L4)과 함께 차단기 단자(51-4)와 전기적으로 연결된다.

그러므로 본 발명의 제어부(1700)는 서브유닛(2000)이 물리적으로 메인유닛(1000)에 결합되는 경우 메인유닛(1000)을 통하여 직접적으로 연결된 전력 라인(R, S, T) 통한 특성정보 생성은 물론, 서브유닛(2000)의 추가 결합에 따른 전력 라인(N)을 더 이용하여 특성 정보를 생성할 수 있다.

또한, 앞서 기술된 바와 같이 메인유닛(1000)의 자가전원부(1800)는 전력 라인(R, S, T) 중 2개의 전력 라인을 통한 자가전원 생성 방법을 절환하여 전력 라인(R, S, T) 중 하나와 서브유닛(2000)을 통하여 전기적으로 연결된 전력 라인(N)을 통하여 자가 전원을 적응적으로 생성할 수 있게 된다.

차단기(50)의 형태, 사양, 스펙, 제조사마다 차단기 단자(51) 중 N상 단자(51-4)의 위치가 좌측 또는 우측에 형성될 수 있으므로 이러한 구조에 따른 범용성을 더욱 높이기 위하여 서브유닛(2000)과 메인유닛(1000)의 전기적 및 물리적 결합을 위한 가이딩 결합구조(1130) 및 제1대접단자(1500)는 제1바디프레임(1100)의 왼쪽 및 오른쪽 측면 모두에 구비되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이에 상응하여, 서브유닛(2000)에 구비되는 대응 결합구조(213) 또한, 좌측 및 우측 모두에 구비되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여 전기적 접속 부위가 외부로 노출되지 않도록 왼쪽 또는 오른쪽 중 전기적 연결에 사용되지 않는 측면부를 커버하는 케이스가 서브유닛(2000)의 왼쪽 또는 오른쪽에 결합될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

이상에서 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 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술된 본 발명의 설명에 있어 제1 및 제2 등과 같은 수식어는 상호 간의 구성요소를 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐이므로, 특정의 순서, 우선순위 등을 나타내기 위하여 사용되는 용어가 아니라고 해석되어야 한다.

본 발명의 설명과 그에 대한 실시예의 도시를 위하여 첨부된 도면 등은 본 발명에 의한 기술 내용을 강조 내지 부각하기 위하여 다소 과장된 형태로 도시될 수 있으나, 앞서 기술된 내용과 도면에 도시된 사항 등을 고려하여 본 기술분야의 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태의 변형 적용 예가 가능할 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다.

3000 : 본 발명의 모니터링 장치
1000 : 메인 유닛
1100 : 제1바디프레임 1110 : 제1홀
1120 : 제2홀 1130 : 가이딩 결합구조
1200 : 전류변성기 1300 : 제1접속단자
1400 : 제3접속라인 1500 : 제1대접단자
1600 : 위상변환부 1700 : 제어부
1800 : 자가전원부 1900 : 인터페이스부
2000 : 서브유닛 2100 : 제2바디프레임
2110 : 관통홀 2130 :　대응 결합구조
2300 : 제2접속단자 2500 : 제2대접단자

Claims

후방에 제1홀이 복수 개 형성되고 상기 제1홀 각각과 대응되는 제2홀이 전방에 복수 개 형성된 제1바디프레임;
차단기의 단자에 연결되는 복수 개 전력라인 각각이 관통하며 상기 제1 및 제2홀 각각과 대응되는 위치의 관통홀이 가운데 부분에 형성된 복수 개 전류변성기;
상기 제2홀 인접 부위에서 상기 차단기의 단자 방향으로 돌출된 형상을 가지고, 상기 제1홀, 관통홀 및 제2홀을 관통한 상기 복수 개 전력라인의 각 단부와 함께 상기 차단기의 해당 단자에 전기적으로 연결되는 복수 개 제1접속단자; 및
상기 복수 개 전류변성기 또는 상기 복수 개 제1접속단자와 전기적으로 연결되어 전압 또는 전류를 포함하는 특성정보를 생성하는 제어부를 가지는 메인유닛을 포함하고,
상기 메인유닛은,
단부가 N상 전력라인의 단부와 함께 상기 차단기의 해당 단자에 전기적으로 연결되며 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 제3접속라인을 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제3접속라인을 통하여 전기적으로 연결되는 상기 N상 전력라인을 더 이용하여 상기 특성정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 차단기 부착형 전력 모니터링 장치.
후방에 제1홀이 복수 개 형성되고 상기 제1홀 각각과 대응되는 제2홀이 전방에 복수 개 형성된 제1바디프레임, 차단기의 단자에 연결되는 복수 개 전력라인 각각이 관통하며 상기 제1 및 제2홀 각각과 대응되는 위치의 관통홀이 가운데 부분에 형성된 복수 개 전류변성기, 상기 제2홀 인접 부위에서 상기 차단기의 단자 방향으로 돌출된 형상을 가지고, 상기 제1홀, 관통홀 및 제2홀을 관통한 상기 복수 개 전력라인의 각 단부와 함께 상기 차단기의 해당 단자에 전기적으로 연결되는 복수 개 제1접속단자와, 상기 복수 개 전류변성기 또는 상기 복수 개 제1접속단자와 전기적으로 연결되어 전압 또는 전류를 포함하는 특성정보를 생성하는 제어부를 가지는 메인유닛; 및
상기 메인유닛의 제1바디프레임의 측면에 구비된 가이딩 결합 구조를 통하여 상기 메인유닛에 착탈 가능하게 결합되는 서브유닛을 포함하고,
상기 서브유닛은,
상기 가이딩 결합 구조에 상응하는 대응 결합구조가 형성된 제2바디프레임;
상기 제2바디프레임의 후방에서 전방을 관통하는 형상을 가지며, 상기 차단기에 연결되는 N상 전력라인이 관통하는 제2관통홀;
상기 제2관통홀 인접 부위에서 상기 차단기의 단자 방향으로 돌출된 형상을 가지고, 상기 제2관통홀을 관통한 상기 N상 전력라인의 단부와 함께 상기 차단기의 해당 단자에 전기적으로 연결되는 제2접속단자; 및
상기 제2접속단자와 전기적으로 연결되며 상기 제2바디프레임의 측면에 구비되는 제2대접단자를 포함하고,
상기 메인유닛의 제1바디프레임은,
상기 서브유닛이 상기 메인유닛에 결합되는 경우 상기 제2대접단자와 전기적으로 대접하는 제1대접단자가 구비되며,
상기 메인유닛의 제어부는 제1대접단자를 통하여 전기적으로 연결되는 상기 N상 전력라인을 더 이용하여 상기 특성정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 차단기 부착형 전력 모니터링 장치.
제 2항에 있어서, 상기 메인유닛은,
상기 복수 개 제1접속단자와 연결된 상기 복수 개 전력라인 중 두 개의 전력라인을 이용하여 자체 구동을 위한 자가전원을 생성하는 자가전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기 부착형 전력 모니터링 장치.
제 3항에 있어서, 상기 메인유닛의 자가전원부는,
상기 서브유닛이 결합되는 경우, 상기 복수 개 제1접속단자와 연결된 상기 복수 개 전력라인 중 하나의 전력라인 및 상기 제1대접단자를 통하여 전기적으로 연결되는 상기 N상 전력라인을 이용하여 상기 자가전원을 생성하는 것을 특징으로 하는 차단기 부착형 전력 모니터링 장치.
제 2항에 있어서, 상기 가이딩 결합 구조 및 제1대접단자는,
상기 제1바디프레임의 왼쪽 및 오른쪽 측면 모두에 구비되며,
상기 제2대접단자는 상기 제2바디프레임의 좌측 및 우측 모두에 구비되는 것을 특징으로 하는 차단기 부착형 전력 모니터링 장치.
제 1항에 있어서, 상기 복수 개 전력라인은,
R상, S상 및 T상 전력라인이며,
상기 메인유닛은,
상기 복수 개 제1접속단자에 전기적으로 연결된 상기 복수 개 전력라인의 위상이 각 제1접속단자에 기설정된 디폴트 위상이 아닌 경우 위상 변환 프로세싱을 통하여 해당 위상을 상기 디폴트 위상으로 변화시키는 위상변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기 부착형 전력 모니터링 장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 메인유닛은,
상기 제어부에서 생성된 특성정보를 표출하고 무선 통신에 대한 채널 및 아이디 정보를 설정하는 인터페이스부; 및
상기 특성정보를 무선 통신을 이용하여 외부 장치로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기 부착형 전력 모니터링 장치.