KR102160425B1 - 배전반 내 차단기 관리 시스템 - Google Patents

배전반 내 차단기 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템은, 배전반 패널 내에 구비되는 진동 감지 센서, 및 상기 배전반 패널 내에 체결된 차단기에 포함된 스위치의 동작을 위한 제어 신호를 상기 차단기로 전송하고, 상기 진동 감지 센서를 이용하여, 상기 제어 신호에 따른 상기 스위치의 동작 시 발생하는 진동을 감지하고, 감지된 진동의 파형에 기초하여 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하는 제어 장치를 포함한다.

Description

배전반 내 차단기 관리 시스템{MANAGEMENT SYSTEM FOR CIRCUIT BREAKERS IN DISTRIBUTION PANEL}
본 발명은 배전반 내 차단기 관리 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 배전반 패널 내에 설치되는 차단기들의 이탈 위험이나 스위치 동작 여부를 감지할 수 있는 차단기 관리 시스템에 관한 것이다.
배전반 내에는 전력변환 및 전달, 계측 등을 위한 다수의 전력기기들이 배치되어 있다. 이 중, 전력이 전달되는 선로에 배치되는 차단기(circuit breaker)는, 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다.
배전반 패널은 도어 등에 의해 개폐될 수 있고, 평상시에는 도어가 닫힌 상태이므로, 관리자 또는 사용자는 도어를 열기 전에는 배전반 패널 내부의 상황을 파악하기 어려울 수 있다.
예컨대, 배전반의 장기간 구동에 의해, 배전반 패널 내의 슬롯(slot) 등에 체결된 차단기의 체결 상태가 약화되어, 차단기가 슬롯으로부터 이탈하는 위험이 발생할 수 있다. 이 경우, 해당 차단기가 배치된 선로의 손상이나 단선 등이 발생하여, 선로와 연결된 부하들로의 전력 공급이 예기치 않게 중단되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 특정 선로의 차단을 위해, 게이트웨이나 데이터 로거 등의 제어 장치가 상기 특정 선로에 배치된 차단기의 스위치를 오프시키는 제어 신호를 출력할 수 있다. 그러나, 상기 차단기가 상기 제어 신호를 정상적으로 수신하지 못하거나, 스위치의 고장이 발생하는 등의 경우, 상기 스위치가 오프되지 못하는 오류가 발생할 수 있다. 관리자 또는 사용자가 상기 차단기의 스위치 오프 여부를 항상 모니터링하지는 못하므로, 이러한 오류의 발생을 즉각적으로 파악하기 어려울 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배전반 패널 내에 배치되는 차단기들의 이탈 위험 여부나, 스위치의 정상 동작 여부를 효과적으로 감지할 수 있는 배전반 내 차단기 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템은, 배전반 패널 내에 구비되는 진동 감지 센서, 및 상기 배전반 패널 내에 체결된 차단기에 포함된 스위치의 동작을 위한 제어 신호를 상기 차단기로 전송하고, 상기 진동 감지 센서를 이용하여, 상기 제어 신호에 따른 상기 스위치의 동작 시 발생하는 진동을 감지하고, 감지된 진동의 파형에 기초하여 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하는 제어 장치를 포함한다.
상기 제어 장치는 기준 파형에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 기준 파형과 상기 감지된 진동의 파형을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 기준 파형과 상기 감지된 진동의 파형 사이의 차이가 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 차단기가 정상 상태임을 확인하고, 상기 기준 파형과 상기 감지된 진동의 파형 사이의 차이가 임계치를 초과하는 경우, 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지할 수 있다.
상기 제어 장치는, 특정 시점에서 상기 감지된 진동의 파형의 크기가 기준 크기보다 큰 경우, 상기 차단기의 이탈 위험을 감지할 수 있다.
상기 제어 장치는, 특정 시점에서 상기 감지된 진동의 파형의 크기가 기준 크기보다 작은 경우, 상기 스위치의 미동작을 감지할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 배전반 패널에 구비되는 게이트웨이를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 진동 감지 센서는 상기 게이트웨이에 내장될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제어 장치는 상기 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거를 더 포함하고, 상기 데이터 로거는, 상기 게이트웨이로부터 상기 감지된 진동에 대한 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 제어 장치는 상기 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거, 및 상기 데이터 로거와 연결되는 서버를 더 포함하고, 상기 서버는, 상기 데이터 로거를 통해 상기 게이트웨이로부터 상기 감지된 진동에 대한 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하면, 감지 결과를 단말기로 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 배전반 내 차단기 관리 시스템은 상기 제어 장치와 연결되는 HMI를 더 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하면, 감지 결과를 상기 HMI를 통해 출력할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치 동작 시 발생하는 진동에 기초하여, 스위치의 미동작을 감지하거나, 차단기의 이탈 위험을 효과적으로 감지하여 관리자 또는 사용자에게 감지 결과를 제공할 수 있다. 이에 따라, 관리자 또는 사용자는 배전반 패널 내의 차단기들을 보다 편리하고 효과적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템에 포함된 게이트웨이에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 4는 게이트웨이가 특정 차단기의 스위치를 동작시키기 위한 제어 신호를 전송하는 동작을 보여주는 예시도이다.
도 5는 도 4의 제어 신호를 수신한 특정 차단기의 스위치가 정상적으로 동작할 때, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 제어 신호를 수신한 특정 차단기의 스위치가 정상적으로 동작하지 못하는 경우, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 7은 이탈 위험이 존재하는 특정 차단기가 도 4의 제어 신호를 수신하여 스위치를 동작시키는 경우, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 실시 예에 따라 특정 차단기의 이탈 위험이 감지되었을 때 제공되는 알림의 일례를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 배전반 내 차단기 관리 시스템(이하, '차단기 관리 시스템'이라 함)은, 배전반 패널(10)의 내부에 구비되는 복수의 차단기들(circuit breakers; 11), 계전기(relay; 12), 미터기(meter; 13), 및 게이트웨이(gateway; 14)와, 데이터 로거(data logger; 20), 및 서버(server; 30) 등을 포함할 수 있다. 차단기 관리 시스템이 도 1에 도시된 구성들만으로 이루어지는 것은 아닌 바, 실시 예에 따라 차단기 관리 시스템은 보다 많거나 적은 구성들을 포함할 수 있다.
배전반 패널(10)의 내부에는 복수의 차단기들(11)이 배치될 수 있다. 배전반 패널(10)의 내부에 배치되는 차단기들의 수는, 배전반 패널(10) 내부에서 분기되는 선로들의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 차단기들(11) 각각은 배전반 패널(10) 내부의 슬롯(slot) 등에 체결되어 고정 설치될 수 있다.
차단기들(11) 각각은 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다. 차단기들(11)은 선로들 각각에 하나씩 대응하여 배치됨으로써, 대응하는 선로의 차단 동작을 수행할 수 있다. 이러한 차단기들(11) 각각은 ACB(air circuit breaker), MCCB(molded case circuit breaker), MCB(molded circuit breaker) 등으로 구현될 수 있다. 일반적으로 허용 전류가 가장 높은 ACB는 상위 선로에 배치되고, 허용 전류가 가장 낮은 MCB는 하위 선로에 배치될 수 있다.
차단기들(11)은 배전반 패널(10) 내의 분기된 선로들 각각에 배치되는 바, 선로들 간의 계통(ancestry) 관계에 따라 차단기들(11) 또한 계통 관계를 가질 수 있다.
차단기들(11) 각각은 스위치(미도시)를 포함할 수 있다. 차단기들(11) 각각의 스위치가 오프되는 경우, 배치된 선로가 차단되어 전력 공급이 중단되고, 스위치가 온 되는 경우 상기 전력 공급이 재개될 수 있다. 예컨대, 차단기들(11) 각각은 게이트웨이(14)로부터 수신되는 제어 신호에 기초하여 상기 스위치를 온/오프시킬 수 있다. 실시 예에 따라, 관리자 또는 사용자가 수동으로 상기 스위치를 조작하여 상기 스위치를 온/오프시킬 수도 있다. 상기 스위치는 물리적인 스위치 형태로 제공되어, 스위치의 온/오프 전환 시 위치가 변경될 수 있고, 특정 수준의 진동이 발생할 수 있다.
계전기(12)는 모터나 전동기 등과 같은 부하단에 전원을 공급 또는 차단하도록 제어하고, 부하단에 흐르는 전류에 있어서 과전류, 단락 전류 등과 같은 사고 전류 발생 시 부하단을 보호할 수 있다. 이러한 계전기(12)는 전자식 모터보호계전기(electronic motor protection relay (EMPR))로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
미터기(13)는, 배전반의 전력계통의 전력량을 계측 및 모니터링할 수 있다. 예컨대, 미터기(13)는 디지털 집중표시제어장치(digital integrated meter; GIMAC)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
배전반 패널(10)의 내부에는 게이트웨이(14)가 구비될 수 있다. 실시 예에 따라, 게이트웨이(14)는 배전반 패널(10)의 외부에 배치될 수도 있다.
게이트웨이(14)는 배전반 패널(10) 내의 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13)와 유선 또는 무선 통신 방식에 따라 연결(예컨대, RS485 등)되어, 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13) 각각으로부터 배전반의 동작 상태 등과 관련된 각종 정보를 수신할 수 있다. 게이트웨이(14)는 수신된 정보를 데이터 로거(20)나 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 게이트웨이(14)는 데이터 로거(20)나 서버(30) 등으로부터 배전반 패널(10) 내부의 구성들에 대한 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초하여 구성들(11, 12, 13)을 제어하거나, 상기 제어 명령을 직접 생성하여 구성들(11, 12, 13)을 제어할 수도 있다.
실시 예에 따라, 게이트웨이(14)는 HMI(human machine interface; 40)와 연결될 수 있다. HMI(40)는 배전반 패널(10)의 외부 일면 또는 배전반 패널(10)의 외부에 구비될 수 있다. HMI(40)는 게이트웨이(14)로부터 배전반 패널(10) 내의 동작 상태와 관련된 각종 정보를 수신하여 그래픽이나 텍스트 형태로 상기 정보를 표시할 수 있다. 또한, HMI(40)는 관리자 또는 사용자로부터 배전반의 동작과 관련된 각종 명령이나 요청 등을 수신하고, 수신된 명령이나 요청을 게이트웨이(14)로 전송할 수 있다. 게이트웨이(14)는 HMI(40)로부터 수신된 명령 또는 요청을 처리하고, 처리 결과를 HMI(40)를 통해 출력할 수도 있다.
데이터 로거(20)는, 게이트웨이(14) 및 서버(30)와 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 연결될 수 있다. 데이터 로거(20)는 게이트웨이(14) 및 하부 기기들(차단기들(11), 계전기(12), 미터기(13) 등)의 동작과 관련된 각종 정보를 수신하고, 수신된 정보를 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 데이터 로거(20)는 서버(30)로부터 수신되는 제어 명령을 게이트웨이(14)로 전송할 수도 있다.
서버(30)는 클라우드 서버 형태로 구현되어, 배전반 패널(10) 내의 정보를 통합적으로 관리할 수 있다.
상기 게이트웨이(14), 데이터 로거(20), 또는 서버(30)는 배전반 제어 시스템의 제어 장치에 해당할 수 있다. 이러한 제어 장치는 배전반 패널(10) 내의 구성들(11, 12, 13)을 제어할 수 있다.
게이트웨이(14), 데이터 로거(20), 또는 서버(30)는 관리자 또는 사용자의 단말기(60; 예컨대 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 데스크톱 등)와 각종 공지된 통신 방식을 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 제어 장치는 배전반의 동작과 관련된 각종 정보를 단말기(60)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 제어 장치는 단말기(60)로부터 배전반 패널(10) 내의 구성들(11, 12, 13)을 제어하는 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초한 제어 신호를 생성하여 구성들(11, 12, 13)로 전송할 수도 있다.
한편, 배전반 패널(10) 내의 슬롯 등에 체결되어 고정된 차단기는, 배전반의 장기간 동작에 따라 체결 상태가 약화되어, 차단기가 슬롯으로부터 이탈하는 위험이 발생할 수 있다. 이 경우, 해당 차단기가 배치된 선로의 손상이나 단선 등이 발생하여, 선로와 연결된 부하들로의 전력 공급이 예기치 않게 중단되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 특정 선로의 차단을 위해, 게이트웨이(14), 데이터 로거(20), 서버(30) 등의 제어 장치가 상기 특정 선로에 배치된 차단기(11)의 스위치를 오프시키는 제어 신호를 출력할 수 있다. 그러나, 상기 차단기(11)가 상기 제어 신호를 정상적으로 수신하지 못하거나, 스위치의 고장이 발생하는 등의 경우, 상기 스위치가 오프되지 못하는 오류가 발생할 수 있다. 관리자 또는 사용자가 상기 차단기의 스위치 오프 여부를 항상 모니터링하지는 못하므로, 이러한 오류의 발생을 즉각적으로 파악하기 어려울 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차단기 관리 시스템은, 차단기들(11)의 이탈 위험이나 스위치 미동작 등을 포함하는 차단기 상태를 감지하여 관리자에게 실시간으로 알림을 제공함으로써, 상술한 문제점들의 발생을 최소화할 수 있다.
이하 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 차단기 관리 시스템의 동작과 관련된 실시 예를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템에 포함된 게이트웨이에 대한 개략적인 블록도이다.
이하 도면들에서는, 게이트웨이(14)가 차단기들(11) 각각의 이탈 위험 또는 스위치 미동작을 감지하는 것으로 가정하여 설명한다. 그러나, 실시 예에 따라서는 데이터 로거(20) 또는 서버(30)가 상기 이탈 위험 또는 스위치 미동작을 감지할 수도 있다. 이 경우, 게이트웨이(14)는 진동 감지 센서(142)에 의해 감지된 진동과 관련된 데이터를 데이터 로거(20) 또는 서버(30)로 전송할 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 게이트웨이(14)는 통신부(141), 메모리(143), 및 컨트롤러(144)를 포함한다.
통신부(141)는, 게이트웨이(14)와 차단기들(11), 게이트웨이(14)와 계전기(12), 게이트웨이(14)와 미터기(13), 게이트웨이(14)와 데이터 로거(20), 게이트웨이(14)와 HMI(40), 및 게이트웨이(14)와 단말기(60) 간의 통신을 가능하게 하는 적어도 하나의 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
메모리(143)는 게이트웨이(14)의 동작과 관련된 각종 정보나, 배전반 패널(10) 내에 포함된 구성들(11, 12, 13)에 대한 정보 등을 저장할 수 있다. 특히, 메모리(143)는 차단기(11)의 스위치 동작시(예컨대, 스위치의 오프시) 발생하는 진동의 기준 파형에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(143)는 도 3에서 후술할 차단기 관리 시스템의 동작과 관련된 알고리즘을 저장할 수 있다.
컨트롤러(144)는 게이트웨이(14)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(144)는 메모리(143)에 저장된 알고리즘에 기초하여, 도 3에서 후술할 차단기 관리 시스템의 동작을 수행할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이(14)는 진동 감지 센서(142)를 포함할 수 있다. 진동 감지 센서(142)는 가속도 센서 등의 MEMS 센서로서 구현될 수 있다. 진동 감지 센서(142)는 게이트웨이(14)에 내장된 형태로 제공될 수 있으나, 실시 예에 따라서는 게이트웨이(14)와 이격되어 배전반 패널(10)의 내벽 등에 고정되고, 게이트웨이(14)와 케이블 등으로 연결되는 형태로 제공될 수도 있다.
진동 감지 센서(142)는, 차단기들(11)의 스위치가 오프되거나 온 되는 상태 변경 시 발생하는 진동을 감지할 수 있다. 컨트롤러(144)는 진동 감지 센서(142)에 의해 감지된 진동에 기초하여, 스위치의 정상 동작 여부나, 차단기의 이탈 위험 여부와 같은 차단기 상태를 감지할 수 있다.
실시 예에 따라, 진동 감지 센서(142)는 배전반 패널(10)이 설치된 장소의 지진 발생이나 외부 충격 등을 감지할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 3을 참조하면, 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치 동작을 제어할 수 있다(S100).
예컨대, 게이트웨이(14)는 배전반의 초기 설치 시 차단기들(11) 각각의 스위치 테스트를 위해 차단기들(11) 각각의 스위치를 순차적으로 오프시킬 수 있다. 또는, 게이트웨이(14)는 배전반의 구동 중 특정 선로의 차단 동작을 위해 상기 특정 선로에 배치된 차단기의 스위치를 오프시킬 수 있다.
차단기 관리 시스템은 진동 감지 센서(142)를 이용하여, 차단기의 스위치 동작에 따른 진동을 감지할 수 있다(S110).
도 1에서 상술한 바와 같이, 차단기들(11) 각각은 물리적 형태로 구현된 스위치를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 상태가 변경(온->오프 또는 오프->온)됨에 따라 위치가 이동되면서, 진동을 발생시킬 수 있다. 상기 진동은 차단기 및 차단기가 체결된 슬롯 등을 통해, 게이트웨이(14)에 내장되거나 배전반 패널(10)에 부착된 진동 감지 센서(142)로 전달될 수 있다.
차단기 관리 시스템은 진동 감지 센서(142)에 의해 감지된 진동의 파형과 기준 파형을 비교할 수 있다(S120).
게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 메모리(143)에 저장된 기준 파형과, 진동 감지 센서(142)에 의해 감지된 진동의 파형을 비교할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(144)는 복수의 특정 시점들에서의 진폭 비교, 복수의 주파수들에서의 게인(gain) 비교, 기준 파형과 감지된 파형 간의 위상 비교, 상호상관(cross-correlation)을 이용한 비교 등 다양한 방식을 이용하여, 기준 파형과 감지된 진동의 파형을 비교할 수 있다.
후술할 도 5 내지 도 7에서는 설명의 편의를 위해 아날로그 형태의 파형을 도시하였으나, 실제 컨트롤러(144)는 디지털 형태로 변환된 파형의 데이터를 이용하여 상기 기준 파형과 상기 감지된 진동의 파형을 비교할 수 있다.
비교 결과, 감지된 파형과 기준 파형 간의 차이가 임계치를 초과하지 않는 경우(S130의 NO), 차단기 관리 시스템은 해당 차단기가 정상 상태임을 확인할 수 있다(S140).
상기 임계치는, 상기 감지된 파형과 기준 파형 간의 비교 방식에 기초하여 특정 값이 설정될 수 있다.
상기 정상 상태는, 차단기의 체결이 양호하여 슬롯으로부터의 이탈 위험이 없는 상태, 및 차단기의 스위치가 정상적으로 동작하는 상태를 의미할 수 있다.
반면, 감지된 파형과 기준 파형 간의 차이가 임계치를 초과하는 경우(S130의 YES), 차단기 관리 시스템은 감지된 파형의 크기(진폭)에 기초하여, 차단기의 이탈 위험 또는 차단기의 스위치 미동작을 감지할 수 있다(S140~S150).
게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 감지된 파형의 특정 시점에서의 크기(진폭)와 기준 크기(진폭)를 비교함으로써, 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 차단기의 스위치 미동작을 감지할 수 있다.
비교 결과, 특정 시점에서의 크기가 기준 크기보다 작은 경우(S140의 YES), 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치 미동작을 감지할 수 있다.
반면, 특정 시점에서의 크기가 기준 크기보다 큰 경우(S140의 NO), 차단기 관리 시스템은 차단기의 이탈 위험을 감지할 수 있다.
차단기 관리 시스템은 감지 결과를 HMI(40) 등의 출력 수단을 통해 출력하거나, 관리자 또는 사용자의 단말기(60) 등으로 전송할 수 있다(S160).
예컨대, 상기 감지 결과는 HMI(40)의 화면 또는 단말기(60)의 디스플레이 등을 통해 출력될 수 있다. 관리자 또는 사용자는 출력 또는 전송된 감지 결과에 기초하여, 차단기의 스위치가 정상적으로 동작하지 않았음을 인식하거나, 차단기의 이탈 위험을 인식하고, 이에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.
이하 도 4 내지 도 8을 참조하여, 도 3에서 상술한 차단기 관리 시스템의 동작과 관련된 예들을 살펴본다.
도 4는 게이트웨이가 특정 차단기의 스위치를 동작시키기 위한 제어 신호를 전송하는 동작을 보여주는 예시도이고, 도 5는 도 4의 제어 신호를 수신한 특정 차단기의 스위치가 정상적으로 동작할 때, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 복수의 차단기들(CB1~CB11) 중 제9 차단기(CB9) 의 스위치를 동작(예컨대, 오프)시키기 위한 제어 신호(CTRL)를 제9 차단기(CB9)로 전송할 수 있다.
도 5를 참조하면, 게이트웨이(14)의 메모리(143) 또는 제어 장치의 메모리 등에는 기준 파형(REF_W)에 대한 정보가 저장될 수 있다. 기준 파형(REF_W)은 스위치가 정상적으로 동작하는 경우에 발생하는 파형을 의미한다. 기준 파형(REF_W)은, 시스템의 초기 설치 시 메모리(143)에 저장된 형태로 제공될 수 있으나, 실시 예에 따라 제어 장치는 차단기 관리 시스템의 구동 중 스위치의 정상적인 동작 시 발생하는 파형들을 누적하여 저장하고, 저장된 파형들에 기초하여 기준 파형(REF_W)을 소정 시점 또는 소정 주기마다 업데이트할 수도 있다.
도 5를 계속 참조하면, 제9 차단기(CB9)는 수신된 제어 신호(CTRL)에 기초하여 스위치를 오프시킬 수 있다. 제1 시점(T1)에서 스위치가 오프됨에 따라 진동이 발생할 수 있다. 상기 진동은 시간이 경과함에 따라 점차 약해지고, 소정 시간 이후에는 진동이 더 이상 발생하지 않을 수 있다. 제9 차단기(CB9)의 이탈 위험이 존재하지 않고, 스위치가 정상적으로 동작하는 경우, 진동 감지 센서(142)에 감지되는 파형은 도 5의 기준 파형(REF_W)과 유사한 형태를 가질 수 있다.
도 6은 도 4의 제어 신호를 수신한 특정 차단기의 스위치가 미동작하는 경우, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제9 차단기(CB9)가 게이트웨이(14)로부터 제어 신호(CTRL)를 정상적으로 수신하지 못하거나, 스위치에 이상이 발생한 경우, 제9 차단기(CB9)는 스위치를 오프시키지 못할 수 있다.
제9 차단기(CB9)의 스위치가 미동작함에 따라, 진동 또한 발생하지 않을 수 있다. 즉, 진동 감지 센서(142)에 의해 감지되는 파형(W1)은, 제1 시점(T1) 및 제2 시점(T2) 각각에서의 크기(진폭)가 기준 크기(REF)보다 작을 수 있다.
게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는 제1 시점(T1) 및 제2 시점(T2) 각각에서 파형(W1)의 크기가 기준 크기(REF)보다 작은 경우, 스위치가 미동작하였음을 감지할 수 있다.
도 7은 이탈 위험이 존재하는 특정 차단기가 도 4의 제어 신호를 수신하여 스위치를 동작시키는 경우, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제9 차단기(CB9)가 배전반 패널(10) 내에 정상적으로 체결되지 못하거나, 체결 상태가 약화된 경우, 제9 차단기(CB9)의 스위치 동작 시 발생하는 진동의 지속 시간이 상대적으로 증가할 수 있다.
즉, 진동 감지 센서(142)에 의해 감지되는 파형(W2)은, 제1 시점(T1)으로부터 소정 시간이 경과한 제2 시점(T2)에서의 크기(진폭)가 기준 크기(REF)보다 클 수 있다.
게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 제2 시점(T2)에서 파형(W2)의 크기가 기준 크기(REF)보다 큰 경우, 제9 차단기(CB9)의 이탈 위험이 존재하는 것으로 감지할 수 있다.
즉, 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치 동작 시 발생하는 진동에 기초하여, 스위치의 미동작을 감지하거나, 차단기의 이탈 위험을 효과적으로 감지할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 실시 예에 따라 특정 차단기의 이탈 위험이 감지되었을 때 제공되는 알림의 일례를 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 도 7의 실시 예와 같이 제9 차단기(CB9)의 이탈 위험이 감지되는 경우, HMI(40)를 통해 제9 차단기(CB9)의 이탈 위험을 알리는 화면(800)을 표시할 수 있다.
예컨대, 화면(800)은 제9 차단기(CB9)의 이탈 위험이 감지됨에 따라, 관리자 또는 사용자로 하여금 제9 차단기(CB9)의 체결상태를 확인하도록 유도하는 메시지를 포함할 수 있다. 관리자 또는 사용자는 상기 화면(800)에 기초하여 제9 차단기(CB9)의 이탈 위험이 존재함을 편리하게 확인할 수 있고, 이에 따른 조치를 취할 수 있을 것이다.
즉, 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치 동작 시 발생하는 진동에 기초하여, 스위치의 미동작을 감지하거나, 차단기의 이탈 위험을 효과적으로 감지하여 관리자 또는 사용자에게 감지 결과를 제공할 수 있다. 이에 따라, 관리자 또는 사용자는 배전반 패널(10) 내의 차단기들을 보다 편리하고 효과적으로 관리할 수 있다.
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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 배전반 패널 내에 구비되는 진동 감지 센서; 및
    상기 배전반 패널 내에 체결된 차단기에 포함된 스위치의 동작을 위한 제어 신호를 상기 차단기로 전송하고,
    상기 진동 감지 센서를 이용하여, 상기 제어 신호에 따른 상기 스위치의 동작 시 발생하는 진동을 감지하고,
    감지된 진동의 파형에 기초하여 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하는 제어 장치를 포함하고,
    상기 제어 장치는 기준 파형에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 제어 장치는
    상기 기준 파형의 진폭과 상기 감지된 진동의 파형의 진폭을 비교하여
    상기 기준 파형과 상기 감지된 진동의 파형 사이의 진폭 차이가 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 차단기가 정상 상태임을 확인하고,
    특정 시점에서 상기 감지된 진동의 파형의 진폭이 기준 크기보다 큰 경우, 상기 차단기의 이탈 위험을 감지하고,
    특정 시점에서 상기 감지된 진동의 파형의 진폭이 기준 크기보다 작은 경우, 상기 스위치의 미동작을 감지하는
    배전반 내 차단기 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 스위치의 정상 동작 시 발생하는 파형들을 상기 메모리에 누적하여 저장하고,
    누적 저장된 파형들에 기초하여 상기 기준 파형을 업데이트하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 배전반 패널에 구비되는 게이트웨이를 포함하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 진동 감지 센서는 상기 게이트웨이에 내장되는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거(data logger)를 더 포함하고,
    상기 데이터 로거는,
    상기 게이트웨이로부터 상기 감지된 진동에 대한 데이터를 수신하고,
    수신된 데이터에 기초하여 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거; 및
    상기 데이터 로거와 연결되는 서버를 더 포함하고,
    상기 서버는,
    상기 데이터 로거를 통해 상기 게이트웨이로부터 상기 감지된 진동에 대한 데이터를 수신하고,
    수신된 데이터에 기초하여 상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하면, 감지 결과를 단말기로 전송하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치와 연결되는 HMI(human machine interface)를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 차단기의 이탈 위험 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하면, 감지 결과를 상기 HMI를 통해 출력하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102163218B1 (ko) * 2020-03-31 2020-10-08 주식회사 목양종합건축사사무소 무정전 전원 공급 장치를 구비한 건축물 내 배전반 제어 시스템
CN114223094A (zh) 2020-04-13 2022-03-22 旭化成株式会社 复合型单层化学交联分隔件
CN112665707B (zh) * 2020-12-15 2023-03-03 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种变压器短路冲击后累积效应及诊断方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100719138B1 (ko) 2007-03-15 2007-05-18 주식회사 젤파워 수배전 설비 고장 진단 방법
KR100755955B1 (ko) * 2007-03-15 2007-09-06 주식회사 젤파워 수배전 설비 고장 진단 시스템
JP2008042998A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Matsushita Electric Works Ltd 直流配電システム
JP2013257969A (ja) * 2012-06-11 2013-12-26 Nippon Steel & Sumitomo Metal 開閉器の診断方法及び診断装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101065031B1 (ko) * 2010-10-26 2011-09-19 (주)엠피에스 차단기 실시간 고장진단 장치 및 방법
KR101194021B1 (ko) * 2012-05-10 2012-10-24 주식회사 포스 다면적 온도감지를 이용한 배전반
KR101568845B1 (ko) * 2015-04-15 2015-11-20 주식회사 영원기전 진동감지 기능이 향상된 수배전반

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008042998A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Matsushita Electric Works Ltd 直流配電システム
KR100719138B1 (ko) 2007-03-15 2007-05-18 주식회사 젤파워 수배전 설비 고장 진단 방법
KR100755955B1 (ko) * 2007-03-15 2007-09-06 주식회사 젤파워 수배전 설비 고장 진단 시스템
JP2013257969A (ja) * 2012-06-11 2013-12-26 Nippon Steel & Sumitomo Metal 開閉器の診断方法及び診断装置

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