KR102415477B1 - Electrical failure detection and management device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기고장 감지 및 관리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrical failure detection and management device.
일반적으로 전기설비란 발전·송전·변전·배전 또는 전기사용을 위하여 설치하는 기계·기구·댐·수로·저수지 ·전선로·보안통신선로 및 그 밖의 설비를 말하며, 전기사업용전기설비, 일반용전기설비, 자가용전기설비가 이에 해당되고, 그 전기설비의 일례로 3상 4선식 배전계통은, Y결선, 델타 결선, 와이 델타결선 등의 방법으로 중성선(N)과 전력선(R상, S상, T상)을 결합하여 전력을 공급해주게 된다. 여기서 부하에 연결 시 하나의 전력선과 다른 전력선을 연결하면 380V가 되고, 하나의 전력선(예를 들어, A상)과 중성선(N)을 연결하면 220V가 되어, 단상부하에 전력을 공급해주게 된다.In general, electrical equipment refers to machinery, equipment, dams, waterways, reservoirs, electric lines, security communication lines, and other facilities installed for power generation, transmission, substation, distribution, or use of electricity. , private electric equipments fall under this category, and as an example of the electric equipment, a three-phase four-wire distribution system uses a method such as Y connection, delta connection, and Y delta connection to connect neutral (N) and power lines (R phase, S phase, T). phase) to supply power. Here, when connecting to a load, it becomes 380V when one power line and another power line are connected, and becomes 220V when one power line (eg, phase A) and the neutral line (N) are connected, and power is supplied to a single-phase load.
전기화재는 매년 줄어들지 않고 발생하고 있으며, 고압수용가 보다는 저압수용가의 열악한 전기시설 때문에 화재발생의 대부분이 저압수용가에서 발생하며, 전기화재 발생은 배전선로에서 중성선이 단선된 전기를 공급하거나, 결상된 전기를 공급하거나, 오결선된 전기를 공급하거나, 서지 등 이상전압이 공급되거나 수용가내의 전기설비에서 저항증가, 접속불량(아크) 등의 전기고장이 발생하면, 저압수용가는 상기 전기고장에 대한 아무런 대책을 세울 수가 없어 부하에 이상전압이 유입되거나, 전기설비가 과열, 소손되고 결국 감전, 전기화재가 발생하게 된다.Electric fires do not decrease every year, and most of the fires occur in low-voltage customers because of the poor electrical facilities of low-voltage customers rather than high-voltage customers. In the event of an electrical failure such as supply voltage, misconnected electricity, surge, abnormal voltage, resistance increase, or poor connection (arc) in electrical equipment in the customer, the low-voltage customer takes no measures against the electrical failure. Because it is not possible to set up the system, an abnormal voltage is introduced into the load, or electrical equipment is overheated and burned, resulting in electric shock and electric fire.
저압수용가 건물의 전기를 수용하는 인입구부터 차단기가 시설된 분·배전반까지는 누전 등 전기고장 감시의 사각지대로, 이곳에서 누전사고가 발생하면 아무런 대책 없이 감전, 전기화재로 인명 및 재산피해가 발생하고, 이러한 전기화재에는 다양한 원인이 있으며, 그 중 주요 요인을 살펴보면 다음과 같다.From the entrance that receives electricity in the low-voltage consumer building to the distribution boards equipped with circuit breakers, it is a blind spot for monitoring electrical failures such as short circuits. , There are various causes of such electric fires, and the main factors among them are as follows.
먼저, 합선으로, 전선의 껍질(피복)이 벗겨지거나 전선에 못, 핀 등으로 고정시키거나, 움직일 수 있는 전선 위에 무거운 것을 올려놓아 전선의 두 가닥이 직접 또는 간접 저항으로 접촉되어 전류는 쉽게 흐를 수 있는 접촉부분으로 집중적으로 흘러 합선(단락)현상이 일어나는데, 이때 도체 간 접촉에 의한 불꽃이 발생하면서 화재로 이어지게 된다.First, with a short circuit, the shell (coating) of the wire is peeled off, fixed to the wire with nails, pins, etc., or a heavy object is placed on a movable wire so that the two strands of the wire are in contact with direct or indirect resistance so that the current can flow easily. A short circuit (short circuit) occurs because it flows intensively to the contacting parts where possible, and at this time, a spark is generated by contact between the conductors, which leads to a fire.
과부하는, 정격용량보다 많은 양의 전기를 초과하여 사용할 경우나 불평형전류로, 전선이나 전기기기 자체 또는 배선기구의 접속부에서 열이 과다하게 발생하여 화재로 발전하게 된다.An overload occurs when an amount of electricity greater than the rated capacity is used in excess or an unbalanced current, and excessive heat is generated in the connection part of the electric wire, the electric device itself, or the wiring mechanism, and a fire is generated.
불평형전압은, 평형부하(삼상전동기 등)에서, 결상, 단선, 부하기기의 고장과 3상 4선식 또는 단상 3선식의 불평형 단상부하의 전원 측 중성선이 단선되거나, 부하기기의 고장으로 발생하며, 삼상평형부하의 과전류는 전자식 과부하계전기(EOCR)로 어느 정도 계통의 보호가 가능하나, 전동기초기 시동 시(딜레이 타임)와 제어전원에서 결상이상이 생기거나 중성선이 단선되면, 과부하계전기(차단기) 등의 제어전원의 공급이상으로 그 보호가 수월하지 않다. 특히, 단상 2선식의 전원 측 계통에서 중성선이 단선되면, 부하 측은 정전이 발생하여 계전기(차단기)가 작동불능이 되고, 전력선이 누전되면 감전되거나 부하를 적게 쓰는 수용가는 과전압이 유입되어, 전기기기소손, 과열, 화재가 발생하여도 고장전기를 차단할 아무런 대책을 강구할 수 없게 된다.Unbalanced voltage is caused by phase loss, disconnection, failure of load equipment in balanced loads (three-phase motors, etc.) The overcurrent of a three-phase balanced load can be protected to some extent with an electronic overload relay (EOCR). The protection is not easy beyond the supply of control power. In particular, if the neutral wire is disconnected from the single-phase, two-wire system on the power side, a power outage occurs on the load side and the relay (breaker) becomes inoperable. Even in the event of burnout, overheating, or fire, it is impossible to take any measures to cut off the faulty electricity.
누전은, 전기가 통하는 전선 이외의 물체를 통해 전기가 외부로 흐르는 것으로, 누전 화재는 전류가 통로로 설계된 부분을 거치지 않고 건물 및 부대설비 등으로 흘러 열이 축적되고 이것이 발열하여 화재를 일으킨다.A short circuit is when electricity flows to the outside through an object other than a wire through which electricity flows. In a short circuit fire, the current flows to buildings and ancillary facilities without passing through the designed passageway, and heat accumulates, which generates heat and causes a fire.
접속불량 및 반단선은, 전선의 접속점(회로의 분기 등) 또는 전선내부 도체가 단선되어 연결되거나 끊어짐이 반 복되면서 아크가 발생하고, 저항이 생겨 전류 흐름에 장애가 일어난 것으로, 이러한 장애가 일정한 시간 이상 누적되면 전선의 피복이 탄화되어 전선의 도체인 +, - 전극이 부딪침으로써 불이 나게 된다.Poor connection and half-break means that the connection point of the wire (branching of the circuit, etc.) or the conductor inside the wire is disconnected and the connection or break is repeated, causing an arc, resistance, and disturbance in the flow of current. When accumulated, the wire's coating is carbonized and the + and - electrodes, which are the conductors of the wire, collide, causing a fire.
이와 같이 전기화재의 원인은 다양하며, 이러한 전기화재를 유발할 수 있는 전기적 고장을 감지하는 장치의 일 예로서, 대한민국 공개특허 제10-2019-0128920호를 들 수 있다.As such, the causes of electric fires are various, and as an example of a device for detecting an electric failure that can cause such an electric fire, Korean Patent Laid-Open No. 10-2019-0128920 can be cited.
그러나 이러한 전기적 고장을 감지하기 위한 장치만으로는 전기 화재의 대비책으로는 부족한 실정이다.However, only a device for detecting such an electrical failure is insufficient as a countermeasure against an electrical fire.
본 발명은 공동주택의 전기시설의 고장감지의 효율성 및 정확성을 향상시키기 위한 장치를 제공한다.The present invention provides an apparatus for improving the efficiency and accuracy of fault detection of electrical facilities in an apartment house.
전원측에 구비되는 배전반; 상기 배전반의 하단에 전력선 및 중선선으로 연결되는 적어도 하나 이상의 분전반; 및 상기 배전반 이하 부하측 방향의 전기적 계통을 테스트하는 시험측정부;를 포함하고,a switchboard provided on the power supply side; at least one switchboard connected to a lower end of the switchboard by a power line and a neutral line; and a test measurement unit for testing the electrical system in the direction of the load side under the switchboard;
상기 분전반은, 상기 분전반에 연결되는 복수의 지로 각각에 구비되어 전력선 및 중성선을 개폐하는 제1 스위치; 상기 제1 스위치의 하단에 각각 연결되어 과전류를 차단하는 과전류차단부; 상기 과전류차단부 각각의 하단에 연결되어 상기 과전류차단부와 부하측을 전기적으로 연결하는 제1 스위칭 상태와 상기 과전류차단부의 전력선 및 중선선 사이를 부가 임피던스를 부가하여 연결하는 제2 스위칭 상태 중 어느 하나로 스위칭하는 스위칭부;를 포함하고,The distribution board may include: a first switch provided in each of a plurality of branches connected to the distribution board to open and close a power line and a neutral wire; an overcurrent blocking unit connected to a lower end of the first switch to block an overcurrent; A first switching state that is connected to the lower end of each of the overcurrent breaker and electrically connects the overcurrent breaker and the load side, and a second switching state that connects between the power line and the neutral line of the overcurrent breaker by adding an additional impedance a switching unit for switching; including,
상기 시험측정부는, 상기 전력선에 테스트 전력 신호를 부가하는 소스발생부; 상기 전력선에 공급되는 전력 신호 및 반사되는 전력 신호를 측정하는 신호측정부; 및 복수의 상기 제1 스위치들의 개폐를 제어하고, 상기 스위칭부를 제1 스위칭 상태와 제2 스위칭 상태 중 어느 하나로 전환한 상태에서 상기 소스발생부가 테스트 전력 신호를 발생하도록 제어한 후 상기 신호측정부로부터 측정값을 전달받아 상기 배전반 하단의 전력선 상태와 상기 복수의 지로 각각의 전력선 상태를 시험하는 시험 제어부;를 포함한다.The test measurement unit may include: a source generator for adding a test power signal to the power line; a signal measuring unit measuring a power signal supplied to the power line and a reflected power signal; and controlling opening/closing of the plurality of first switches, and controlling the source generator to generate a test power signal in a state in which the switching unit is switched to any one of a first switching state and a second switching state, and then from the signal measuring unit. and a test control unit that receives the measurement value and tests the state of the power line at the bottom of the switchboard and the state of each of the plurality of branches.
또한 상기 중성선의 배전반측에 접지선의 전류를 감지하는 전류감지부;를 포함하고, 상기 시험측정부는 상기 전류감지부로부터 상기 중성선을 흐르는 전류의 유무 및 전류량을 산출하는 전류측정부;를 포함할 수 있다.In addition, it includes; a current sensing unit for sensing the current of the ground wire on the switchboard side of the neutral wire; The test measurement unit includes a current measuring unit for calculating the presence or absence of the current flowing through the neutral wire from the current sensing unit and the amount of current; have.
또한 상기 시험 제어부는, 상기 제1 스위치 전부를 오프 상태로 전환한 후 상기 전류감지부로부터 전류가 일정 이상 흐르는 경우 상기 배전반 하단의 전력선으로부터 누전이 있는 것으로 판정할 수 있다.In addition, the test control unit may determine that there is a short circuit from the power line at the bottom of the switchboard when the current flows from the current sensing unit for a certain amount or more after all of the first switches are turned to the off state.
또한 상기 시험 제어부는, 상기 제1 스위치들을 순차적으로 온상태로 전환하는 동시에 온상태로 전환된 상기 제1 스위치에 대응하는 스위칭부를 제2 스위칭 상태로 전환한 후, 상기 신호측정부로부터 측정되는 테스트 전력신호 데이터로부터 상기 온상태로 전환된 제1 스위치를 포함하는 지로의 전력선의 정상 여부를 판정할 수 있다.In addition, the test control unit sequentially converts the first switches to the on-state, and at the same time switches the switching unit corresponding to the first switch switched to the on-state to the second switching state, and then the test measured by the signal measuring unit From the power signal data, it may be determined whether the power line to the ground including the first switch switched to the on state is normal.
또한 특정 제1 스위치가 온상태로 전환되고, 상기 특정 제1 스위치에 대응하는 스위칭부가 제2 스위칭 상태로 전환된 상태에서 상기 전류감지부로부터 전류가 일정 이상 흐르는 경우 상기 특정 제1 스위치를 포함하는 지로에서 누전이 있는 것으로 판정할 수 있다.In addition, when a specific first switch is switched to an on state, and a current flows from the current sensing unit more than a certain amount in a state in which a switching unit corresponding to the specific first switch is switched to a second switching state, including the specific first switch It can be determined that there is a short circuit in the ground.
또한 상기 스위칭부들에 구비되는 부가 임피던스는 크기 및 위상차 중 적어도 어느 하나가 일정량만큼 크기가 증가하도록 구비될 수 있다.In addition, the additional impedance provided in the switching units may be provided such that at least one of a magnitude and a phase difference increases in magnitude by a predetermined amount.
또한 상기 시험 제어부는 상기 제1 스위치들을 모두 온상태로 전환하고, 상기 스위칭부들을 모두 제2 스위칭 상태로 전환한 후 상기 신호측정부로부터 측정되는 테스트 전력신호 데이터로부터 상기 지로들 각각의 전력선의 정상 여부를 판정할 수 있다.In addition, the test control unit switches all of the first switches to an on state, and after switching all of the switching units to a second switching state, the test power signal data measured by the signal measuring unit indicates the normality of the power lines of each of the branches. It can be determined whether
또한 상기 전력선과 중선선의 전원 및 부하측에 연결되어 전기적 고장을 감지하고 전기고장의 발생위치에 대한 복구, 차단, 경보, 통보, 감시 및 제어 중 적어도 어느 하나 이상을 실시하는 전기고장 탐지 및 복구부;를 구비할 수 있다.In addition, an electrical failure detection and recovery unit connected to the power and load sides of the power line and the neutral line to detect an electrical failure and to perform at least any one or more of recovery, blocking, alarm, notification, monitoring and control for the location of the electrical failure; can be provided.
본 발명에 따른 관리장치는 공동주택 등의 전기적 고장을 감지의 효율성과 정확성을 향상시킬 수 있다.The management device according to the present invention can improve the efficiency and accuracy of detecting an electrical failure of an apartment house or the like.
도 1은 배전시스템의 일 예를 나타낸다.
도 2는 전기고장 탐지 및 복구부를 포함하는 배전시스템의 일 예를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기고장 감지 관리장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 스위칭부의 전환에 따른 회로상태를 나타내는 블록도이다.1 shows an example of a power distribution system.
2 shows an example of a power distribution system including an electric failure detection and recovery unit.
3 is a block diagram schematically illustrating an electrical failure detection and management apparatus according to an embodiment.
4 and 5 are block diagrams illustrating a circuit state according to switching of a switching unit.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Unless there is a specific definition or reference, the terms indicating the direction used in this description are based on the state indicated in the drawings. In addition, the same reference numerals refer to the same members throughout each embodiment. On the other hand, each component shown in the drawings may have an exaggerated thickness or dimension for convenience of description, and does not mean that it should actually be configured in a ratio between the corresponding dimensions or components.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 일반적인 배전시스템의 일 예를 나타내고, 도 2는 기존의 전기고장 탐지 및 복구부를 포함하는 배전시스템의 일 예를 나타낸다.It will be described with reference to FIGS. 1 and 2 . 1 shows an example of a general power distribution system, and FIG. 2 shows an example of a power distribution system including a conventional electric failure detection and recovery unit.
기존의 단상 또는 다상의 다선식(예를 들어, 단상 2선식, 단상 3선식, 삼상 3선식, 삼상 4선식 등) 전기 설비인 배전계통(예컨대, 도 1, 도 2의 100)에 구비된 전기설비(예컨대, 도 1, 도 2의 300, 400, 500, 600, 700, 800)의 전력선에 병렬로 연결되는 전원측 탐지/복구기(240). 이는 자체적으로 중성점(제1 중성점)을 구비하여 전기설비의 중성선(N)에 연결하거나, 부하측 탐지/복구기(230)의 제2 중성점(N2)에 연결하여 전력선(전원공급선로, 부스덕트 등)에서 전기고장 발생 시 차단 또는 탐지 또는 복구 등을 하도록 하는 역할을 한다.Existing single-phase or multi-phase multi-wire type (eg, single-phase 2-wire type, single-phase 3-wire type, three-phase 3-wire type, three-phase 4-wire type, etc.) electricity provided in the distribution system (eg, 100 in FIGS. 1 and 2) A power-side detection/
부하측 전기설비(예컨대, 도 2의 290, 900)의 전력선에 병렬로 연결되는 부하측 탐지/복구기(230)와, 이는 자체적으로 또 다른 중성점(제2 중성점)을 구비한다. 이 제2 중성점(N2)을 전원측 전기설비의 중성선(N)에 연결하거나, 전원측 탐지/복구기(240)의 제1 중성점(N1)에 연결하여, 전력선에서 전기고장 발생 시 기존의 누전차단기(270)를 이용하여 즉시 전원을 차단하거나, 전기고장을 탐지/검출하여 차단, 경보, 통보, 복구, 제어 등을 하도록 한다. The load-side detection/
여기에서 전기고장이란 배전계통에 구성된 전기설비(변압기, 발전기, UPS, 배전반, 분전반, 제어반, 개폐기, 차단기, 전선로, 스위치, 퓨즈, 단자, 콘센트, 부스덕트 등)나 본 배전시스템의 전력선 등에서 발생하는 저항증가, 아크, 단선, 결상, 불평형전력(이상전압, 이상전류), 접속불량, 오결선, 누전, 합선 등을 말한다.In this case, electrical failure means electrical equipment (transformer, generator, UPS, switchboard, distribution board, control panel, switchgear, circuit breaker, wire line, switch, fuse, terminal, outlet, bus duct, etc.) configured in the distribution system or the power line of this distribution system, etc. It refers to increased resistance, arc, disconnection, phase loss, unbalanced power (abnormal voltage, abnormal current), poor connection, incorrect wiring, leakage, short circuit, etc.
부하측 탐지/복구기(230)와 연동하여 전원측의 전기고장 발생을 탐지하는 고장검출기(210). 고장검출기(210)는 상기 부하측 탐지/복구기(230)가 병렬로 연결된 주 전력선(R, S, T 또는 R, N 등)의 전류를 검출하거나, 상기 부하측 탐지/복구기(230)의 제2 중성점(N2)과 연결된 중성선(N) 또는 상기 제2 중성점(N2)과 연결된 제1 중성점(N1)의 전류 값을 검출하거나, 상기 제1 중성점(N1), 제2 중성점(N2), 중성선(N)과 대지(E) 중에 어느 두 곳에서 전압을 검출하여 즉시 차단하거나, 복구하거나, 경보하거나, 고장통보를 하거나, 검출한 고장검출 값을 자기의 위치정보를 포함하여 하기 제어기(220)에 전달한다.A
경보발생기(250)는 고장검출기(210)에 의해 검출되거나 하기 제어기(220)에 의해 판단된 고장 발생 및 고장 구간, 장소 및 고장위치를 시각적 및/또는 청각적 경보로 경보한다. 경보해제 입력기(260)는 발생한 경보를 해제하는 신호를 입력받아(예컨대 경보해제 스위치의 조작시) 경보해제 신호를 발생한다.The
차단기(270)는 고장검출기(210)에 의해 고장 발생이 검출에 따라 또는 하기 제어기(220)의 차단신호에 따라 배전계통의 전원측과 부하측 전력선과 중성선을 차단한다.The circuit breaker 270 cuts off the power line and the load side power line and the neutral line of the distribution system according to the detection of the occurrence of a failure by the
제어기(220)는 고장검출기(210)의 출력으로부터 고장구간, 고장장소, 고장위치를 포함한 고장검출 값을 전달받아 전기설비의 전기고장을 판단하여 고장구간, 고장장소, 고장위치에 대해 즉시 복구하거나, 경보발생기(250) 또는 차단기(270)를 작동시키는 경보 또는 차단신호를 출력하고, 통신모듈을 이용하여 유 무선으로 고장상황을 외부의 관리자에게 통보하거나, 양방향 통신으로 고장상황을 탐지(감시)하고 관리자에 의해 통제받는다.The
전원측 탐지/복구기(240)는 예를 들어 전기설비인 배전계통(예컨대, 도 1의 100)의 메인 변압기(main voltage transformer)(예컨대, 도 1, 도 2의 300), 배전반(예컨대, 도 2의 400), 제어반(예컨대, 도 2의 500) UPS(예컨대, 도 2의 600) 발전기(예컨대, 도 2의 700), 분전반(예컨대, 도 2의 800) 등에서 전원을 공급받기 위해 전기설비의 전력선(부스덕트 등)에 병렬로 연결되며, 자체적으로, 제1 중성점(N1)을 구성하여, 부하측 탐지/복구기의 제2 중성점에 연결하며, 부하측 탐지/복구기(230)가 전기고장을 탐지, 차단, 통보 시에는 전원측 탐지/복구기(240)는 고장탐지를 위한 최소한의 용량으로 구성한다.The power-side detection/
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기고장 감지 관리장치를 설명한다. 도 3은 일 실시예에 따른 전기고장 감지 관리장치를 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 4 및 도 5는 스위칭부의 전환에 따른 회로상태를 나타내는 블록도이다.An electric failure detection and management apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5 . 3 is a block diagram schematically illustrating an electrical failure detection and management apparatus according to an embodiment, and FIGS. 4 and 5 are block diagrams illustrating a circuit state according to switching of a switching unit.
본 실시예에 따른 전기고장 감지 관리장치는 앞서 설명한 일반적인 전기고장 감지/복구 장치에 더하여 전력선의 상태 및 누전의 여부를 효율적으로 판정하면서 정확성을 향상시키기 위한 구성이다.The electrical failure detection and management apparatus according to the present embodiment is configured to improve accuracy while efficiently determining the state of the power line and whether there is a short circuit in addition to the general electrical failure detection/recovery apparatus described above.
전류감지부(1100)는 배전반(400)측 중성선(N)으로부터 연장되는 접지선(En)에 구비되어 접지선(En)을 흐르는 전류를 감지한다. 부하 쪽에서 절연이 나쁘다면 절연저항 값과 접지저항값을 계산한 만큼의 전류가 접지선(En)으로 흐르게 된다. 전류감지부(1100)는 예를 들면 중선선(N)의 둘레를 감싸는 코일을 포함하는 장치로 구현될 수 있다. 중선선(N)을 흐르는 전류가 발생하여 전류가 변동하는 경우 자기장이 발생하게 되며 이러한 자기장을 검출함으로써 전류의 변동과 양을 감지할 수 있게 된다. 전류감지부(1100)를 통하여 전류량의 변동에 따른 신호가 발생하게 되면 이러한 신호는 후술할 전류측정부(1130)에 전달되어 중선선(N)을 흐르는 전류의 유무 및 전류량을 산출하는 데에 이용된다.The
분전반(800)은 제1 스위치(810), 과전류차단부(820) 및 스위칭부(830)를 포함한다. 분전반(800)은 복수의 지로(B1, B2)를 형성할 수 있으며, 각 지로에 대하여 제1 스위치(810), 과전류차단부(820) 및 스위칭부(830)를 포함한다.The
제1 스위치(810)는 분전반(800)에 연결되는 복수의 지로 각각에 구비되어 전력선 및 중성선을 개폐한다. 과전류차단부(820)는 제1 스위치(810)의 하단에 각각 연결되어 해당 지로를 통과하는 전류가 일정 기준치 이상인 경우, 즉 과전류가 흐르는 경우 이를 차단한다.The
스위칭부(830)는 과전류차단부(820) 각각의 하단에 연결된다. 스위칭부(830)는 평상시에는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 스위칭 상태, 즉 과전류차단부(820)와 부하(290)측을 전기적으로 연결한다. 스위칭부(830)는 또한 도 5에 도시된 바와 같이 과전류차단부의 전력선 및 중선선 사이를 부가 임피던스를 부가하여 연결하는 제2 스위칭 상태 중 어느 하나로 스위칭한다. 이 때 부가 임피던스는 각 지로별로 스위칭부(830)들에 크기 및 위상차 중 적어도 어느 하나가 일정량만큼 크기가 증가하도록 구비될 수 있다. 이를 통하여 제2 스위칭 상태에서 각 지로의 임피던스를 미리 설정해 둔 상태로 연결함으로써 각 지로에 대한 반사 특성을 미리 설계할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 신호측정부(1110)에서 측정된 신호를 분석하여 예측되는 신호와 실제 측정된 신호를 비교함으로써 각 지로에 대한 상태를 판단할 수 있으며, 실제 부하가 연결된 상태, 즉 제1 스위칭 상태에서 신호측정부(1110)에서 측정된 신호와 비교하여 실제 사용상태에서의 전력 공급 및 반사특성을 판단할 수 있다.The
콘센트(900)는 각각의 지로에 대하여 부하(290)들을 연결하는 접속점으로서 기능하고, 부하(290)는 콘센트(900)를 통하여 각 지로에 연결되어 전력을 공급받는다.The
시험측정부(1000)는 배전반 이하 부하측 방향의 전기적 계통을 테스트하는 구성부이다. 시험측정부(1000)는 신호측정부(1110), 소스발생부(1120), 전류측정부(1130) 및 시험제어부(1140)를 포함한다.The
소스발생부(1120)는 일정 진폭 및 주기를 갖는 구형파(square wave) 등을 발생시켜서 전력선(R)에 부가한다. 신호측정부(1110)는 소스발생부(1120)로부터 발생된 테스트 신호와 전력선(R) 및 중선선(N)을 통하여 반사되는 반사 신호를 측정한다. 소스발생부(1120)로부터 생성된 신호는 부하의 부정합에 의하여 전력선(R)과 각 지로를 통하여 다시 반사되어 되돌아오게 되는데, 신호측정부(1110)는 이러한 테스트 신호와 반사된 반사 신호가 합성된 신호를 측정하게 된다.The
전류측정부(1130)는 앞서 설명한 전류감지부(1100)을 통하여 중성선을 흐르는 전류의 유무 및 전류량을 산출한다.The
시험 제어부(1140)는 전류측정부(1130)로부터 전류의 감지여부와 감지량을 전달받는다. 또한 시험 제어부(1140)는 제1 스위치(810) 및 스위칭부(830)를 제어하면서 동시에 소스발생부(1120)로부터 테스트신호를 발생시키도록 제어하고 이에 따른 반사신호를 함께 측정하여 전력 계통을 테스트하게 된다. 테스트신호를 구현파로 하는 경우 반사되는 신호는 테스트 신호의 크기를 감쇄시키는 형태로 측정될 수 있다. 이러한 이유로 측정된 신호는 테스트 신호가 측정되고 일정 시간이 경과된 후 이러한 테스트 신호가 감쇄되는 형태로 측정이 될 수 있다. 또한 신호 측정 당시의 전력 계통의 위상 지연에 따라 이러한 감쇄되는 형태는 직선이 아닌 지수적으로 증가하거나 감소하는 형태로 나타날 수 있다. 이러한 이유로 스위칭부에 구비되는 부가 임피던스의 크기와 위상 지연량을 알게 되면 반사 신호의 그래프 상에서의 감쇄 형태를 예상할 수 있으며, 역으로 측정된 테스트 신호 및 반사 신호의 그래프의 형태에 따라 또는 반사 신호가 나타나는 시간 정보를 더 추가하여 보다 정확하게 전기적 문제가 발생한 지로를 검출하는 것이 가능하게 된다.The
시험 제어부(1140)는 다음과 같은 테스트 방법을 수행할 수 있다. 한편, 시험 제어부(1140)는 이러한 테스트를 수행하기 위하여 배전반으로부터 전력 공급을 차단하도록 제어하는 것도 가능하다. 시험 제어부(1140)는 복수의 제1 스위치들(810)의 개폐를 제어하고, 스위칭부(830)들을 각각 앞서 설명한 바와 같이 제1 스위칭 상태와 제2 스위칭 상태 중 어느 하나로 전환한 상태에서 소스발생부(1120)가 테스트 전력 신호를 발생하도록 제어한 후 신호측정부(1110)로부터 측정값을 전달받아 배전반(400) 하단의 전력선 상태 및/또는 복수의 지로 각각의 전력선 상태를 시험한다.The
각각의 스위칭부(830)는 크기가 일정한 양만큼 차이가 나는 임피던스를 구비하여 제1 스위칭 상태에서는 도 4에 도시된 바와 같이 과전류 차단부(820)와 콘센트(900)를 연결하여 정상적인 전력의 공급이 가능하도록 하고, 제2 스위칭 상태에서는 도 5에 도시된 바와 같이 과전류 차단부(820)와 콘센트(900) 사이를 차단하고 R선과 중선선 간을 해당 임피던스로 연결하도록 연결한다.Each of the switching
예를 들면, 시험 제어부(1140)는, 제1 스위치(810) 전부를 오프 상태로 전환한 후 전류감지부(1100)로부터 전류가 일정 이상 흐르는 경우 배전반(400) 하단의 전력선(지로 제외)으로부터 누전이 있는 것으로 판정할 수 있다.For example, the
또한 시험 제어부(1140)는, 제1 스위치(810)들을 순차적으로 하나씩 온상태로 전환하는 동시에 온상태로 전환된 제1 스위치(810)에 대응하는 스위칭부(830)를 제2 스위칭 상태로 전환한다. 이 때 신호측정부로부터 측정되는 테스트 전력신호 및 반사 신호 데이터로부터 해당 제1 스위치(온 상태)를 포함하는 지로의 전력선의 정상 여부를 판정할 수 있다.In addition, the
또한 특정 제1 스위치(810)가 온상태로 전환되고, 해당 특정 제1 스위치(810)에 대응하는 스위칭부(830)가 제2 스위칭 상태로 전환된 상태에서 전류감지부(1100)로부터 중선선 전류가 일정 이상 흐르는 것으로 감지된 경우 상술한 특정 제1 스위치(810)를 포함하는 지로에서 누전이 있는 것으로 판정할 수 있다.In addition, in a state in which the specific
또한 시험 제어부(810)는 제1 스위치(810)들을 모두 온상태로 전환하고, 스위칭부들을 모두 제2 스위칭 상태로 전환한 후 신호측정부(1110)로부터 측정되는 테스트 전력신호 및 반사 신호 데이터로부터 지로들 각각의 전력선의 정상 여부를 판정할 수 있다. 이 때 앞서 설명한 바와 같이 각 지로들의 스위칭부(830)에 포함된 부가 임피던스를 크기 및 위상차 중 적어도 어느 하나가 일정량만큼 크기가 증가하도록 구비함으로써 각각의 지로를 구분할 수 있다. 즉, 제2 스위칭 상태에서 각 지로의 부가 임피던스를 미리 설정해 둔 상태로 연결함으로써 각 지로에 대한 반사 특성을 미리 설계할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 신호측정부(1110)에서 측정된 신호를 분석하여 예측되는 신호와 실제 측정된 신호를 비교함으로써 각 지로에 대한 상태를 판단할 수 있으며, 실제 부하가 연결된 상태, 즉 제1 스위칭 상태에서 신호측정부(1110)에서 측정된 신호와 비교하여 실제 사용상태에서의 전력 공급 및 반사특성을 판단할 수 있다. In addition, the
이와 같이 앞서 설명한 일반적인 전기고장 탐지 및 복구부(장치)와 함께 또는 단독으로 구비되어 전기적 고장의 감지를 보다 정확하고 효율적으로 수행할 수 있도록 한다.As described above, it is provided together or alone with the general electric failure detection and recovery unit (device) described above to more accurately and efficiently detect an electric failure.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양하게 구현될 수 있다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the technical spirit of the present invention is not limited to the above-described preferred embodiment, and can be implemented in various ways without departing from the technical spirit of the present invention embodied in the claims. have.
810: 제1 스위치
820: 과전류차단부
830: 스위칭부
1000: 시험측정부
1100: 전류감지부
1110: 신호측정부
1120: 소스발생부
1130: 전류측정부
1140: 시험 제어부
100 - 배전계통(또는, 전기설비)
120 - 제1 레그, 130 - 제2 레그, 140 - 제3 레그
150 - 탐지/복구배전계통(본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기고장 만능 탐지 및 복구 배전시스템의 공사공법)
200 - 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기고장 만능탐지 및 복구 배전 시스템
210 - 고장검출기(SSR, ZCT, CT, 전압, 전류검출기, 릴레이, 누전차단기 등)
220 - 제어기, 230 - 부하측 탐지/복구기, 240 - 전원측 탐지/복구기
250 - 경보발생기, 260 - 경보해제 입력기,
290 - 부하(전기기기, 가전기기, 전등(조명), 방재설비, 통신설비 등)
300 - 메인변압기(또는 1차 코일을 구비한 전원측 탐지/복구기(240))
400 - 배전반,
500 - 전동기제어반(또는, 제어반),
600 - UPS(무정전전원장치)
700 - 비상전원(발전기, ESS, 충전기 등)
800 - 분전반
900 - 콘센트810: first switch
820: over-current blocking unit
830: switching unit
1000: test measurement unit
1100: current sensing unit
1110: signal measuring unit
1120: source generating unit
1130: current measuring unit
1140: test control
100 - distribution system (or electrical equipment)
120 - 1st leg, 130 - 2nd leg, 140 - 3rd leg
150 - Detection/recovery distribution system (construction method of electric failure universal detection and recovery distribution system according to a preferred embodiment of the present invention)
200 - Electric failure universal detection and recovery distribution system according to a preferred embodiment of the present invention
210 - Failure detector (SSR, ZCT, CT, voltage, current detector, relay, earth leakage breaker, etc.)
220 - controller, 230 - load-side detection/recovery device, 240 - power-side detection/recovery device
250 - alarm generator, 260 - alarm release input device,
290 - Load (electrical equipment, home appliance, light (lighting), disaster prevention equipment, communication equipment, etc.)
300 - main transformer (or power-side detection/
400 - switchboard,
500 - motor control panel (or control panel);
600 - UPS (Uninterruptible Power Supply)
700 - Emergency power (generator, ESS, charger, etc.)
800 - distribution board
900 - outlet
Claims (8)
상기 배전반의 하단에 전력선 및 중선선으로 연결되는 적어도 하나 이상의 분전반; 및
상기 배전반 이하 부하측 방향의 전기적 계통을 테스트하는 시험측정부;를 포함하고,
상기 분전반은,
상기 분전반에 연결되는 복수의 지로 각각에 구비되어 전력선 및 중성선을 개폐하는 제1 스위치;
상기 제1 스위치의 하단에 각각 연결되어 과전류를 차단하는 과전류차단부; 및
상기 과전류차단부 각각의 하단에 연결되어 상기 과전류차단부와 부하측을 전기적으로 연결하는 제1 스위칭 상태와 상기 과전류차단부의 전력선 및 중선선 사이를 부가 임피던스를 부가하여 연결하는 제2 스위칭 상태 중 어느 하나로 스위칭하는 스위칭부;를 포함하고,
상기 시험측정부는,
상기 전력선에 테스트 전력 신호를 부가하는 소스발생부;
상기 전력선에 공급되는 전력 신호 및 반사되는 전력 신호를 측정하는 신호측정부; 및
복수의 상기 제1 스위치들의 개폐를 제어하고, 상기 스위칭부를 제1 스위칭 상태와 제2 스위칭 상태 중 어느 하나로 전환한 상태에서 상기 소스발생부가 테스트 전력 신호를 발생하도록 제어한 후 상기 신호측정부로부터 측정값을 전달받아 상기 배전반 하단의 전력선 상태와 상기 복수의 지로 각각의 전력선 상태를 시험하는 시험 제어부;를 포함하고,
상기 중성선의 배전반측에 접지선의 전류를 감지하는 전류감지부;를 포함하고,
상기 시험측정부는 상기 전류감지부로부터 상기 중성선을 흐르는 전류의 유무 및 전류량을 산출하는 전류측정부;를 포함하는 전기고장 감지 관리장치.a switchboard provided on the power supply side;
at least one switchboard connected to a lower end of the switchboard by a power line and a neutral line; and
Including; a test measurement unit for testing the electrical system in the direction of the load side under the switchboard;
The distribution panel is
a first switch provided in each of the plurality of branches connected to the distribution board to open and close a power line and a neutral line;
an overcurrent blocking unit connected to a lower end of the first switch to block an overcurrent; and
A first switching state that is connected to the lower end of each of the overcurrent breaker and electrically connects the overcurrent breaker and the load side, and a second switching state that connects between the power line and the neutral line of the overcurrent breaker by adding an additional impedance a switching unit for switching; including,
The test measurement unit,
a source generator for adding a test power signal to the power line;
a signal measuring unit measuring a power signal supplied to the power line and a reflected power signal; and
Control the opening and closing of the plurality of first switches, control the source generator to generate a test power signal in a state in which the switching unit is switched to any one of a first switching state and a second switching state, and then measure from the signal measuring unit A test control unit for receiving a value and testing the state of the power line at the lower end of the switchboard and the state of each power line with the plurality of branches;
Including; a current sensing unit for sensing the current of the ground wire on the switchboard side of the neutral wire;
The test measurement unit includes a current measurement unit for calculating the presence or absence of a current flowing through the neutral wire from the current sensing unit and the amount of current.
상기 시험 제어부는,
상기 제1 스위치 전부를 오프 상태로 전환한 후 상기 전류감지부로부터 전류가 일정 이상 흐르는 경우 상기 배전반 하단의 전력선으로부터 누전이 있는 것으로 판정하는 전기고장 감지 관리장치.According to claim 1,
The test control unit,
Electrical failure detection and management device for determining that there is a short circuit from the power line at the bottom of the switchboard when the current flows from the current sensing unit after turning all of the first switches to the off state.
상기 시험 제어부는,
상기 제1 스위치들을 순차적으로 온상태로 전환하는 동시에 온상태로 전환된 상기 제1 스위치에 대응하는 스위칭부를 제2 스위칭 상태로 전환한 후, 상기 신호측정부로부터 측정되는 테스트 전력신호 데이터로부터 상기 온상태로 전환된 제1 스위치를 포함하는 지로의 전력선의 정상 여부를 판정하는 전기고장 감지 관리장치.According to claim 1,
The test control unit,
After sequentially switching the first switches to the on-state and simultaneously switching the switching unit corresponding to the first switch switched to the on-state to the second switching state, the on-state from the test power signal data measured by the signal measuring unit An electrical failure detection and management device for determining whether the power line of the ground including the first switch switched to the state is normal.
특정 제1 스위치가 온상태로 전환되고, 상기 특정 제1 스위치에 대응하는 스위칭부가 제2 스위칭 상태로 전환된 상태에서 상기 전류감지부로부터 전류가 일정 이상 흐르는 경우 상기 특정 제1 스위치를 포함하는 지로에서 누전이 있는 것으로 판정하는 전기고장 감지 관리장치.5. The method of claim 4,
A branch including the specific first switch when a specific first switch is switched to an on state, and a current flows from the current sensing unit to a predetermined or more in a state in which a switching unit corresponding to the specific first switch is switched to a second switching state An electrical fault detection and management device that determines that there is a short circuit in the
상기 스위칭부들에 구비되는 부가 임피던스는 크기 및 위상차 중 적어도 어느 하나가 일정량만큼 크기가 증가하도록 구비되는 전기고장 감지 관리장치.The method of claim 1,
The additional impedance provided in the switching units is an electrical failure detection and management device provided so that at least one of a magnitude and a phase difference increases in magnitude by a predetermined amount.
상기 시험 제어부는 상기 제1 스위치들을 모두 온상태로 전환하고, 상기 스위칭부들을 모두 제2 스위칭 상태로 전환한 후 상기 신호측정부로부터 측정되는 테스트 전력신호 데이터로부터 상기 지로들 각각의 전력선의 정상 여부를 판정하는 전기고장 감지 관리장치.7. The method of claim 6,
The test control unit turns all the first switches into an on state, and after switching all the switching units to a second switching state, whether the power lines of each of the branches are normal from the test power signal data measured by the signal measuring unit Electrical failure detection and management device to determine.
상기 전력선과 중선선의 전원 및 부하측에 연결되어 전기적 고장을 감지하고 전기고장의 발생위치에 대한 복구, 차단, 경보, 통보, 감시 및 제어 중 적어도 어느 하나 이상을 실시하는 전기고장 탐지 및 복구부;를 구비하는 전기고장 감지 관리장치.The method of claim 1,
An electrical failure detection and recovery unit connected to the power and load sides of the power line and the neutral line to detect an electrical failure and to perform at least any one or more of recovery, blocking, alarm, notification, monitoring and control of the location of the electrical failure. Electrical failure detection and management device provided.
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---|---|---|---|
KR1020220001027A KR102415477B1 (en) | 2022-01-04 | 2022-01-04 | Electrical failure detection and management device |
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- 2022-01-04 KR KR1020220001027A patent/KR102415477B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |