KR102260965B1 - 가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치 - Google Patents

가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스센서를 포함하는 센서부(120); 상기 센서부를 이용하여 설정된 영역의 환경을 모니터링하는 제어부(170); 상기 센서부의 설치공간과 감지공간을 제공하는 가스유로 공간부(130); 상기 가스유로 공간부에 인접한 근거리 영역에 존재하는 가스를 가스유로 공간부로 유입시키는 근거리 유입부(141); 가스유로 공간부와 소정거리로 이격된 원거리 영역에 존재하는 가스를 가스유로 공간부로 유입시키는 원거리 유입부(142) 및 상기 원거리 영역의 가스유입 여부에 대응하여 근거리 유입부의 통로를 개폐하는 유입통로 개폐부(150)를 포함하는 가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치를 개시한다.

Description

가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치{MONITORING APPARATUS FOR PREVENTING DISASTER IN DISTRIBUTION BOARD USING AUTOMATICALLY CHANGING GAS ATMOSPHERE}
본 발명은 화재 방재를 위한 모니터링 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치를 통해 배전반의 화재징후를 판별하는 기술에 관한 것이다.
종래에는 선행기술로 기재된 특허문헌과 같이 센서부와 송풍흡입부를 센서함에 설치하고, 센서함을 배전반 내부에 배치하며, 수중모터의 내부환경을 모니터링하기 위한 가스관을 센서함에 연결시켜 수중모터와 배전반의 내부환경을 통합적으로 감시하였다. 또한 종래에는 수중모터와 배전반의 내부환경을 전환시키면서 각각의 환경을 모니터링하기 위하여 센서함에 설치된 송풍흡입부의 송풍과 흡입 동작을 제어하였다.
그러나 종래에는 송풍흡입부의 한 쪽으로만 배전반 내부 가스의 유입과 배출이 함께 이루어져 센서함 내부의 가스분위기 전환이 어려우므로, 배전반 내부를 효율적으로 감지하지 못하거나, 수중모터와 배전반 내부의 환경별로 가스분위기를 전환하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
한국등록특허 제10-2162178호
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 근거리 유입부가 가스유로 공간부의 하부에 형성되어 근거리 영역에 존재하는 공기보다 가벼운 가스가 자동적으로 유입되도록 한다.
본 발명은 제어부가 원거리 유입부에서 유입되는 가스나 공기의 압력을 제어하고, 근거리 유입부의 통로개폐를 제어하여 가스유로 공간부의 가스분위기를 전환시키고자 한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명의 실시예에 따른 가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치는, 가스센서를 포함하는 센서부(120); 상기 센서부를 이용하여 설정된 영역의 환경을 모니터링하는 제어부(170); 상기 센서부의 설치와 감지를 위한 공간 및 가스의 유입과 배출을 위한 공간이 형성된 가스유로 공간부(130); 상기 가스유로 공간부에 인접한 근거리 영역에 존재하는 가스가 가스유로 공간부로 유입되도록 하는 근거리 유입부(141); 가스유로 공간부와 소정거리로 이격된 원거리 영역에 존재하는 가스가 가스유로 공간부로 유입되도록 하는 원거리 유입부(142) 및 상기 원거리 영역의 가스유입 여부에 대응하여 근거리 유입부의 통로를 개폐하는 유입통로 개폐부(150)를 포함하여, 상기 제어부는 근거리 유입부의 통로개폐를 제어하여 가스유로 공간부의 가스분위기를 전환하고, 근거리 유입부는 가스유로 공간부의 하부에 형성되어 근거리 영역에 존재하는 공기보다 가벼운 가스가 자동적으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치는, 상기 가스유로 공간부의 설정된 위치에 형성되어 영역별 가스분위기 전환을 위한 공기가 유입되도록 하는 공기 유입부(143)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 원거리 유입부는 적어도 하나의 유입통로를 제공하고, 가스유로 공간부의 설정된 위치에 관의 형태로 탈부착되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가스유로 공간부는 근거리 유입부와 원거리 유입부를 형성하기 위한 하부 가스유로 공간부(130b) 및 센서부를 형성하기 위한 상부 가스유로 공간부(130a)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 근거리 유입부의 자연적 기류현상을 이용하여 가스유로 공간부로 배전반 내부의 가스 유입을 제공하고, 근거리 유입부와 분리된 가스 출구 및 원거리 유입부에서 유입되는 가스 공기의 압력제어를 통하여 가스유로 공간부 내부의 가스분위기 전환을 유도하며, 근거리 유입부의 통로개폐를 제어하여 각 영역의 가스를 효율적으로 감지할 수 있다.
본 발명은 송풍흡입장치가 없어도 각각의 환경을 정확하게 모니터링할 수 있고, 원거리 유입부를 관의 형태로 가스유로 공간부에 탈부착이 가능하여 사용자 맞춤형으로 수중모터 내부 또는 배전반 등 다양한 환경에 맞춰 영역별 모니터링을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배전반 방재용 모니터링 장치를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 배전반 방재용 모니터링 장치가 배전반 내부에 설치된 예를 도시한 것이다.
도 3은 3곳 영역의 가스를 감지하는 과정을 도시한 예이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배전반 방재용 모니터링 장치를 도시한 것이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배전반 방재용 모니터링 장치를 도시한 것으로서, 배전반 방재용 모니터링 장치(100)는 케이스(110), 센서부(120) 및 제어부(170)를 포함한다. 배전반 방재용 모니터링 장치(100)는 케이스(110)에 센서부(120)와 제어부(170)가 하우징되어 일체형으로 제작되고, 배전반 내부의 설정된 위치에 설치된다.
방재용 감지장치(100)는 근거리 영역과 원거리 영역의 가스를 감지하기 위하여 케이스(110)에 구획된 공간이 할당되고, 할당된 공간에 가스의 유입과 배출을 위한 공간이 형성된다. 구획된 공간은 가스유로 공간부(130)로서 센서부(100)의 설치와 감지를 위한 공간이 형성된다. 센서부(120)는 가스센서를 포함하고, 제어부(170)는 센서부(120)의 센서값을 이용하여 설정된 영역의 환경을 모니터링한다. 센서부(120)는 온도 또는 습도 센서를 더 포함할 수 있고, 이에 한정하지 않는다.
설정된 영역에서 근거리 영역은 가스유로 공간부(130)에 인접한 영역이고, 원거리 영역은 가스유로 공간부(130)와 소정거리로 이격된 영역이다. 예를 들어 원거리 영역은 가스유로 공간부(130)와 소정거리로 이격된 배전반 내부의 영역이거나, 수중모터 내부의 영역이다.
배전반 방재용 감지장치(100)는 근거리 유입부(141), 원거리 유입부(142) 및 유입통로 개폐부(150)를 더 포함한다. 근거리 유입부(141)는 가스유로 공간부(130)에 인접한 근거리 영역에 존재하는 가스를 가스유로 공간부(130)로 유입시킨다.
근거리 유입부(141)는 가스유로 공간부(130)의 하부에 형성되고, 자연적 기류현상을 이용하여 근거리 영역에 존재하는 가스를 가스유로 공간부(130)로 유입시킨다. 근거리 유입부(141)는 가스유로 공간부(130)의 하부에 형성되어 근거리 영역에 존재하는 공기보다 가벼운 가스가 자연적으로 유입되도록 한다. 예를 들어 공기보다 가벼운 가스는 도체나 절연물의 연소에서 발생하는 수소가스, 벤젠가스 또는 톨루엔가스이다.
원거리 유입부(142)는 가스유로 공간부(130)와 소정거리로 이격된 원거리 영역에 존재하는 가스를 가스유로 공간부(130)로 유입시킨다. 원거리 유입부(142)는 원거리 영역에서 가스유로 공간부(130)로 가스를 이동시켜야 하므로, 가스나 공기의 압력을 조절하는 수단을 이용하여 가스나 공기를 가스유로 공간부(130)로 유입시킬 수 있다.
원거리 유입부(142)는 수중모터용 원거리 유입부(142a) 및 배전반용 원거리 유입부(142b)를 포함할 수 있다. 원거리 유입부(142)는 관의 형태로 적어도 하나의 유입통로를 제공하고, 가스유로 공간부(130)의 설정된 위치에 탈부착이 가능하며, 배전반 또는 수중모터 내부 등 각각의 원거리 영역에 존재하는 가스를 가스유로 공간부(130)로 유입이 가능하다.
유입통로 개폐부(150)는 원거리 영역의 가스유입 여부에 대응하여 근거리 유입부(141)의 통로를 개폐한다. 유입통로 개폐부(150)는 원거리 영역의 가스가 가스유로 공간부(130)로 유입되면, 근거리 유입부(141)의 통로를 폐쇄하여 근거리 영역의 가스와 혼합되지 않도록 방지한다.
유입통로 개폐부(150)는 슬라이딩 방식으로 개폐가 가능하고, 근거리 유입부(141)의 통로를 폐쇄하면 원거리 유입부(142)를 개방할 수 있다. 제어부(170)는 유입통로 개폐부(150)를 제어하여 근거리 영역과 원거리 영역의 가스를 감지한다.
본 발명은 원거리 유입부(142)에서 유입되는 가스나 공기의 압력을 이용하고, 근거리 유입부(141)의 통로개폐를 제어하여 근거리 영역과 원거리 영역의 가스를 감지할 수 있다.
본 발명은 근거리 영역과 원거리 영역의 가스 감지를 전환하는 과정에서 시간지연을 활용할 수 있다. 예를 들어 본 발명은 근거리 영역에서 원거리 영역의 가스를 감지할 때 근거리 유입부(141)의 통로를 폐쇄하고, 원거리 영역의 가스를 가스유로 공간부(130)로 유입시키도록 하며, 원거리 유입부(142)에서 유입되는 가스나 공기의 압력을 이용하여 가스유로 공간부(130)의 내부 가스분위기를 전환시킬 수 있다. 이 때 내부 가스분위기를 전환시키기 위해 소정의 시간이 필요하다. 센서부(120)는 소정의 시간이 지난 후에 동작하면 원거리 영역의 가스를 정확하게 감지할 수 있다.
방재용 감지장치(100)는 공기 유입부(143) 및 가스 출구(145)를 더 포함할 수 있다. 공기 유입부(143)는 가스유로 공간부(130)의 설정된 위치에 형성되어 영역별 가스분위기 전환을 위한 공기를 유입시킴으로써, 가스분위기 전환을 위한 시간을 단축시키기 효과가 있다. 가스 출구(145)는 유입된 가스나 공기가 배출되는 경로를 제공한다.
배전반은 옥내, 옥외 또는 지하에 설치될 수 있고, 설치 장소에 따라 내부의 가스농도의 수치가 상이할 수 있으며, 주변 환경의 온습도에 따라 가스농도의 수치가 다를 수 있으며, 내부에 설치된 전기기기의 위치에 대응하여 내부의 영역별 가스농도의 수치가 상이할 수 있다. 종래에는 배전반 내부의 영역별로 가스농도의 수치가 상이할 수 있으므로, 영역별로 가스센서를 설치하였다. 그러나 종래에는 복수의 센서를 설치해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 배전반의 상부영역을 근거리 영역으로 설정하고, 배전반의 하부영역을 원거리 영역으로 설정할 수 있다. 또한 본 발명은 전기기기가 배치되는 위치를 고려하여 근거리 영역과 원거리 영역을 설정할 수 있고, 수중모터 내부환경을 감시한다면 원거리 영역을 추가 설정할 수 있다.
본 발명은 원거리 유입부(142)를 관의 형태로 가스유로 공간부(130)에 탈부착이 가능하여 사용자 맞춤형으로 수중모터 내부 또는 배전반 등 다양한 환경에 맞춰 영역별 모니터링을 제공할 수 있다. 또한 본 발명은 가스유로 공간부(130)에 송풍흡입장치가 없어도 각각의 환경을 정확하게 모니터링할 수 있다.
제어부(170)는 원거리 영역이 배전반 내부의 설정된 위치의 영역이면, 하나의 센서부(120)를 이용하여 배전반을 영역별로 모니터링할 수 있다. 또한 제어부(170)는 원거리 영역이 수중모터 내부의 영역이면, 수중모터와 배전반의 내부환경을 모니터링할 수 있다.
제어부(170)는 원거리 유입부(142)에서 유입되는 가스나 공기의 압력을 제어하여 가스유로 공간부(130)의 가스분위기를 전환시키고, 원거리 유입부(142)의 통로개폐를 제어하여 근거리 영역과 원거리 영역을 모니터링할 수 있다.
도 2는 도 1의 배전반 방재용 모니터링 장치가 배전반 내부에 설치된 예를 도시한 것으로서, 수중모터는 수중케이블(10)을 통하여 배전반에 설치된 전력공급수단(200)으로부터 전기를 공급받는다. 수중케이블(10)은 전기를 공급을 위한 전력공급선 뿐만 아니라 수중모터 내부로 불활성가스의 주입경로를 제공하기 위한 제1 가스관과 수중모터 내부의 습기와 가스의 배출경로를 제공하기 위한 제2 가스관을 포함할 수 있다.
배전반 내부에는 가스의 공급과 배출을 위한 복수의 관(21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) 및 계폐수단(301, 302, 351, 352)을 포함하고, 전력공급수단(200)과 분기수단(250)을 포함하며, 이에 대한 자세한 설명은 선행기술로 기재된 특허문헌을 참조하기로 한다. 가스공기 공급장치(300)는 배전반의 내부 또는 외부에 설치가 가능하다. 도면부호 30은 가스분위기 전환용 공기공급로이고, 도면부호 40은 배전반 내부의 설정된 원거리 영역의 가스를 유입시키기 위한 검사관이다.
도 3은 3곳 영역의 가스를 감지하는 과정을 도시한 예로서, 3곳 영역은 배전반 내부의 근거리 영역, 배전반 내부의 원거리 영역 및 수중모터 내부의 원거리 영역이다.
도 3(a)는 근거리 영역의 가스를 감지하는 것이고, 도 3(b)는 근거리 유입부(150)의 통로를 폐쇄하는 것이며, 도 3(d)는 배전반 내부 원거리 영역의 가스를 감지하는 것이고, 도 3(f)는 수중모터 내부 원거리 영역의 가스를 감지하는 것이다. 도 3(c)와 도 3(e)는 가스유로 공간부(130)의 내부 가스분위기를 전환하기 위해 공기를 공급하는 과정이다.
배전반 방재용 모니터링 장치(100)는 표시부(160)를 더 포함할 수 있다. 표시부(160)는 가스농도값을 표시할 수 있고, 가스농도값에 따른 단계적 경고수위를 표시할 수 있다.
본 발명은 배전반의 영역별 가스감지를 통하여 배전반 내부를 효율적으로 감지할 수 있고, 배전반의 화재징후를 더욱 정확하게 판별할 수 있다. 또한 본 발명은 하나의 센서부(120)로 복수의 영역별 가스 감지가 가능하여 센서의 부품 개수를 감소시킬 수 있고, 가스유로 공간부(130)에 송풍흡입장치가 없어도 쉽게 내부의 가스분위기를 전환시킬 수 있다.
본 발명은 제어부(170)와 센서부(120)를 분리시키지 않고 케이스(110)를 활용하여 일체형으로 탈부착이 가능한 배전반 방재용 모니터링 장치(100)를 제공할 수 있고, 배전반의 내부 또는 외부 환경을 고려하여 원거리 유입부(142)를 사용하지 않거나 추가하여 사용할 수 있다.
본 발명은 배전반 내부의 가스농도를 분석하여 화재 발생 이전의 화재징후를 감지할 수 있다. 또한 본 발명은 수중모터 내부의 가스농도를 분석하여 모터의 이상현상이나 과부하 여부를 판별할 수 있고, 수중모터와 연결된 관을 통하여 수중모터 내부의 수분제거 또는 결로방지를 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배전반 방재용 모니터링 장치를 도시한 것으로서, 수중모터의 내부는 회전자의 회전과 외부와의 온도 차이로 인해 기체 상태의 수증기가 발생할 수 있고, 회전자의 회전이 정지되면 주변의 온도가 내려가 결로 또는 습기가 발생할 수 있다. 결로 또는 습기는 수중모터의 부품을 손상시킬 수 있고, 수중모터의 이상 동작을 발생시킬 수 있다.
수중모터의 내부에서는 수중모터의 회전자가 회전할 때 수중모터 부품에 속하는 도체 또는 절연물에 의해 가스가 발생할 수 있다. 수중모터의 내부에서 발생하는 가스는 수중모터의 과부하 또는 이상현상을 판별하기 위해 센서부(120)에서 감지된다.
수중모터용 원거리 유입부(142a)는 수중모터의 내부와 연결되는 수중모터용 가스관과 연결된다. 수중모터용 가스관은 수중모터의 내부에서 발생하는 가스를 가스유로 공간부(130)로 제공하면서 수중모터 내부의 결로 방지와 습기 배출을 제공한다.
센서부(120)는 수분에 의해 부품의 수명이 단축될 수 있고, 가스농도의 오차가 발생할 수 있으므로, 수분과의 직접적인 접촉을 피하는 것이 바람직하다.
가스유로 공간부(130)는 근거리 유입부(141)와 원거리 유입부(142)를 형성하기 위한 하부 가스유로 공간부(130b) 및 센서부(120)와 가스 출구(145)를 형성하기 위한 상부 가스유로 공간부(130a)를 포함할 수 있다. 상부 가스유로 공간부(130a)는 하부 가스유로 공간부(130b)의 상부에 형성된다.
하부 가스유로 공간부(130b)에는 공기 유입부(143)가 형성될 수 있다. 센서부(120)는 가스 출구(145)에 인접하여 상부 가스유로 공간부(130a)에 형성될 수 있다.
회전자의 회전과 외부와의 온도 차이로 인해 수중모터의 내부에서 발생하는 기체 상태의 수증기는, 가스나 공기의 압력을 조절하는 수단에 의해 수중모터용 가스관으로 이동되고, 수중모터용 가스관의 길이 또는 내부의 온도하강으로 인해 공기보다 무거운 액체로 변할 수 있다.
본 발명은 센서부(120)를 상부 가스유로 공간부(130a)에 형성하여 수중모터 내부로부터 배출된 수분과의 접촉을 방지할 수 있고, 수분접촉이 방지되어 센서부(120)의 부품수명을 연장시킬 수 있으며, 센서부(120)의 오차율을 감소시킬 수 있다. 배전반 방재용 모니터링 장치(100)는 근거리 유입부(141)는 수분흡수가 가능한 수분흡수수단(미도시)이 형성될 수 있다. 본 발명은 센서를 복수로 구비하여 노후나 고장에 의한 백업용으로 사용할 수 있고, 오차보정을 위해 사용할 수 있다.
100: 배전반 방재용 모니터링 장치 110: 케이스
120: 센서부 130: 가스유로 공간부
141: 근거리 유입부 142: 원거리 유입부
143: 공기 유입부 145: 가스 출구
150: 유입통로 개폐부 160: 표시부
170: 제어부 200: 전력공급수단
250: 분기수단 400: 가스공기 공급장치

Claims (4)

  1. 가스센서를 포함하는 센서부(120);
    상기 센서부를 이용하여 설정된 영역의 환경을 모니터링하는 제어부(170);
    상기 센서부의 설치와 감지를 위한 공간 및 가스의 유입과 배출을 위한 공간이 형성된 가스유로 공간부(130);
    상기 가스유로 공간부에 인접한 근거리 영역에 존재하는 가스가 가스유로 공간부로 유입되도록 하는 근거리 유입부(141);
    가스유로 공간부와 소정거리로 이격된 원거리 영역에 존재하는 가스가 가스유로 공간부로 유입되도록 하는 원거리 유입부(142) 및
    상기 원거리 영역의 가스유입 여부에 대응하여 근거리 유입부의 통로를 개폐하는 유입통로 개폐부(150)를 포함하여,
    상기 제어부는 근거리 유입부의 통로개폐를 제어하여 가스유로 공간부의 가스분위기를 전환하고, 근거리 유입부는 가스유로 공간부의 하부에 형성되어 근거리 영역에 존재하는 공기보다 가벼운 가스가 자동적으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스유로 공간부의 설정된 위치에 형성되어 영역별 가스분위기 전환을 위한 공기가 유입되도록 하는 공기 유입부(143)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배전반 방재용 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원거리 유입부는 적어도 하나의 유입통로를 제공하고, 가스유로 공간부의 설정된 위치에 관의 형태로 탈부착되는 것을 특징으로 하는 가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스유로 공간부는 근거리 유입부와 원거리 유입부를 형성하기 위한 하부 가스유로 공간부(130b) 및 센서부를 형성하기 위한 상부 가스유로 공간부(130a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스분위기 자동전환을 이용한 배전반 방재용 모니터링 장치.

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