KR102501359B1 - 싱글 화재 감지 선형 케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 태양광 발전을 수행하는 태양광 모듈에서, 발전 전력을 공급 받아 수용가로 전달하는 전신주에 이르는 발전 계통을 연결하는 배선 선로에, 설정된 온도에서 화재 발생을 감지하는 단 채널의 화재 감지 선형 케이블을 구성하고, 상기 화재 감지 선형 케이블을 통해 화재 발생 감지 시, 제어를 수행하는 제어함에 연동된 모니터링 장치로 화재 발생 알람이 전송되도록 구성될 수 있다.

Description

싱글 화재 감지 선형 케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재 감지 시스템{Solar Powered Fire Detection System by Single Fire Detection Linear Cable}

본 발명은 태양광 발전 장치 화재감지 시스템에 관한 것으로, 특히 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템에 관한 것이다.

태양광 시스템은 발전소 또는 변전소서 공급하는 고압 또는 특고압 전기를 수전 및 송전하고, 이를 수용가에서 사용되는 전압으로 변환하여 부하 설비로 배전하는 시스템이다.

이러한 태양광 시스템은 일반적으로 큐비클이라는 칸막이 구조물로 되어 있는 수배전반을 구비하며, 수배전반의 내부에는 고압 개폐기, 계기용 변류기, 고압 차단기, 변압기, 전압 배선용 차단기 등의 전력기기와 전력 계통 보호 및 감시를 위한 보호 계전기 등의 전기부품 등이 실장 되어 있다. 또한, 수배전반 내부에는 전력기기 외에도 전력 계통에 따라 전력기기 상호간을 연결하는 부스바와 전력기기의 계측 및 감시를 위한 배선이 배치되어 있다.

그런데, 이러한 수배전반의 기기들은 외부로부터 전력을 공급받아 이를 분배하는 과정에서 내부에 설치된 각종 전기기기로부터 열이 발생하게 된다. 그리고 외부에 설치되어 운영되는 옥외형 기기의 경우에는, 태양열에 의한 수배전반 내부의 온도 상승을 더욱 가속시키게 된다.

이 때문에, 태양광 시스템은 화재를 감지하는 모니터링 장치가 구비되는데, 종래의 태양광 시스템의 모니터링 장치는, 수배전반의 내부만 모니터링하도록 형성되어 전신주에서 제어함을 잇는 전력 공급 계통 배선 선로의 특정 구간에서 화재 발생 시 확인이 미흡하여 대응이 어려웠다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로, 태양광 시스템을 제어하는 제어함에서 발전된 전력을 수용가로 공급하는 최선두의 위치에 있는 전신주에 이르는 발전 및 전력 공급 계통의 배선 선로 전반에 걸쳐 화재를 감시할 수 있도록 구성되는 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템을 제공하는 데 일 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 태양광 발전을 수행하는 태양광 모듈에서, 발전 전력을 공급 받아 수용가로 전달하는 전신주에 이르는 발전 계통을 연결하는 배선 선로에, 설정된 온도에서 화재 발생을 감지하는 단 채널의 화재 감지 선형 케이블을 구성하고, 상기 화재 감지 선형 케이블을 통해 화재 발생 감지 시, 제어를 수행하는 제어함에 연동된 모니터링 장치로 화재 발생 알람이 전송되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 단 채널의 화재 감지 선형 케이블은, 각기 다르게 설정된 온도 범위에서 화재 발생을 감지하는 화재 감지 선형 케이블 복수개가 서로 직렬로 연결되어 구역별로 다르게 온도를 감지하도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 화재 감지 선형 케이블은, 도체(Conductor)로서 두 개의 강선이 반복적으로 꼬아져 형성되는 와이어; 절연체(Insulation)로서 열가소성 수지로 형성되며 상기 와이어를 감싸는 제1 와이어 피복; 결합제(Binder)로서 폴리에스테르 재질로 형성되며 상기 제1 와이어 피복을 감싸는 제2 와이어 피복 및 관체(Sheath)로서 폴리염화비닐 재질로 형성되며 상기 제2 와이어 피복을 감싸는 제3 와이어 피복을 포함하여 구성되며, 화재 발생 시 상기 와이어의 강선이 원형으로 복귀하고자 하는 힘에 의해 선간 단락이 일어나고 두 선간의 파괴된 절연저항 값이 상기 제어함으로 전달되어, 제어함에서 화재 감지를 수행할 수 있다.

또한, 상기 단 채널의 화재 감지 선형 케이블의 종단에는 종단점에 저항부품을 사용해 상기 와이어의 두 개의 강선을 저항도체에 연결시키고, 열 감지 시 저항 값 측정 여부를 확인하는 종단 저항함이 마련될 수 있다.

한편, 상기 발전 계통은, 태양광 발전을 수행하는 태양광 모듈; 상기 배선 선로를 형성하는 전선들을 통해 상기 태양광 모듈과 연결되되, 태양광 모듈과 연결되는 전선들을 집약하고, 집약된 전선들의 이상을 감지하여 이상 발생 시 전력을 차단하는 접속함; 상기 배선 선로를 형성하는 전선들을 통해 접속함과 연결되며, 접속함에서 집약한 DC 직류를 AC 교류로 변환하는 인버터; 상기 배선 선로를 형성하는 전선들을 통해 인버터로부터 AC 교류를 전달 받고, 전달 받은 전력을 송신하는 수배전반; 상기 배선 선로를 형성하는 전선들을 통해 수배전반으로부터 전력을 전달 받고, 수용가로 공급하는 전신주를 포함하여 구성될 수 있다.

아울러, 상기 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 상기 화재 감지 선형 케이블을 가이드하고 쳐짐을 방지하는 쳐짐 방지 와이어 및 상기 쳐짐 방지 와이어의 텐션을 조절하는 턴버클을 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 태양광 시스템을 제어하는 제어함에서 발전된 전력을 수용가로 공급하는 최선두의 위치에 있는 전신주에 이르는 발전 및 전력 공급 계통의 배선 선로 전반에 걸쳐 화재를 감시할 수 있고, 또한 다중의 온도를 감지함으로써 화재 감지가 세세할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 위에서 언급된 본 발명의 실시 예에 따른 효과가 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템의 구성도이다.
도 2는 (a) 및 (b)는 도 1의 태양광 발전 장치 화재감지 시스템의 일 구성인 화재 감지 선형 케이블의 구성도이다.
도 3은 도 1의 태양광 발전 장치 화재감지 시스템이 배선 선로에서 열단락을 감지할 경우에 상황을 개략화하여 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 상황에서 모니터링 장치의 스크린을 예시한 도면이다.
도 5는 도 1의 태양광 발전 장치 화재감지 시스템 중 제어함이 접속함 내부로 취부된 형태를 예시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 태양광 발전을 수행하는 태양광 모듈(10)에서 발전 전력을 공급 받아 수용가로 전달하는 전신주에 이르는 발전 및 전력 공급 계통(이하, '발전 계통' 이라 함)을 연결하는 배선 선로(5)에, 설정된 온도에서 화재 발생을 감지하는 단 채널의 화재 감지 선형 케이블(100)을 구성하고, 화재 감지 선형 케이블(100)을 통해 화재 발생 감지 시, 본 발명의 태양광 발전 장치 화재감지 시스템을 제어하는 제어함(60)에 연동된 모니터링 장치(65)로 화재 발생 알람이 전송되어 관리자 등이 즉시 확인할 수 있도록 할 수 있다.

여기서, 화재 감지 선형 케이블(100)은 감지 온도가 동일한 단일 선로로 구성될 수도 있으나, 한편으론 각기 다르게 설정된 온도 범위에서 화재 발생을 감지하는 화재 감지 선형 케이블(100) 복수개가 서로 직렬로 연결되어 구역별로 다르게 온도를 감지하도록 구성될 수도 있다.

예를 들어, 화재 감지 선형 케이블(100)은 65℃ 내지 75℃의 범위에서 화재 감지를 수행하는 단일 선로이거나, 85℃ 내지 95℃ 범위에서 화재 감지를 수행하는 단일 선로 일 수 있고, 두 개의 화재 감지 선형 케이블(100)이 서로 직렬로 연결되어 일부는 65℃ 내지 75℃ 범위에서 화재 감지를 수행하고, 일부는 85℃ 내지 95℃ 범위에서 화재 감지를 수행하도록 구성될 수 있는 것이다.

이들은, 단일 선로로 형성되거나 직렬로 연결되어도 하나의 채널로 구성되므로, 본 발명에서는 '단 채널'이라 표현하였다.

상기와 같이 복수의 화재 감지 선형 케이블(100)이 서로 직렬로 연결되어 복수의 설정 온도 범위에서 화재 감지를 수행할 경우에는 발전 계통의 구역별 즉, 발전 계통을 구성하는 시설 별로 각기 다른 온도에서 화재 감지를 수행할 수 있는 장점이 있다.

여기서, 화재 감지 선형 케이블(100)은 화재 발생 시 단락 되어 그 저항 값의 변화로 인하여 모니터링 장치(65)가 화재를 감지할 수 있는데, 이에 관하여 보다 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.

한편, 상술한 바를 구성하는 본 발명의 발전 계통은, 태양광 모듈(10), 접속함(20), 인버터(30), 수배전반(40), 전신주(50) 및 제어함(60)을 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 태양광 모듈(10)은 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 바꿔주는 셀을 전지판 형태로 가공하여 배열한 것으로, 태양광 발전을 수행하도록 구성될 수 있으며, 바람직하게는 복수로 마련될 수 있다.

접속함(20)은 발전 계통의 전력 공급체인 배선 선로(5)를 형성하는 전선들을 통해 태양광 모듈(10)과 연결되어 태양광 모듈(10)로부터 생산된 발전 전력을 전달 받도록 구성될 수 있다. 이때, 접속함(20)은 태양광 모듈(10)과 연결하는 전선들을 집약하여 송신하도록 구성되어, 복수의 태양광 모듈(10)에서 각기 발전된 전력을 하나로 모을 수 있다.

인버터(30)는 배선 선로(5)를 형성하는 전선들을 통해 접속함(20)과 연결될 수 있다. 즉, 접속함(20)에서 집약된 전력은 배선 선로를 통해 인버터(30)로 송신된다. 이때, 접속함(20)으로부터 송신되는 전력은 DC 직류일 수 있는데, 인버터(30)는 접속함(20)으로부터 전달 받은 DC 직류를 AC 교류로 변환하여 안전성을 높일 수가 있다.

수배전반(40)은 큐비클 형태의 외함을 가진 전력 송수신 설비로서, 배선 선로(5)를 형성하는 전선들을 통해 인버터(30)로부터 변환된 AC 교류를 전달 받고, 전달 받은 전력을 전신주(50)로 송신하도록 구성될 수 있다.

이때, 수배전반(40) 내부에는 교류를 수용가로 공급할 때 송전 효율을 증가시키고 사용할 전압에 맞게 강하시켜주는 변압기(45)가 마련될 수 있다.

전신주(50)는 수용가와 가장 가까운 발전 계통의 최종 설비로서 태양광 모듈(10)로부터 발전된 발전 전력이 수용가로 전달되기 이전에 가장 최종의 목적지이다. 즉, 전신주(50)는 복수로서 수배전반(40)과 연결되어 수용가로 전달할 발전 전력을 수배전반(40)으로부터 배분 받고, 전달 받은 발전 전력을 연결된 수용가로 공급할 수 있다.

제어함(60)은 이러한 발전 계통을 제어하기 위해 마련되는 것으로, 제어함(60)은 발전 계통을 연결하는 배선 선로(5)와 연결되어 배선 선로(5)에 구비된 단 채널의 화재 감지 선형 케이블(100)로부터 감지되는 화재 감지 정보를 전달 받아 화재 감지를 수행할 수 있다.

제어함(60) 내부에는 화재 감지 선형 케이블 전용으로 배선하여 모니터링 할 수 있도록 구성된 PCB 모듈(61)이 마련될 수 있으며, 제어함(60)은 모니터링 장치(65)와 연동되어 화재를 감지할 시 연동된 모니터링 장치(65)로 알림을 전송하도록 구성될 수 있다.

한편, 화재 감지 선형 케이블(100)의 종단에는 종단점에 저항부품을 사용해 후술하는 와이어(110, 도 2에 도시됨)를 구성하는 두 개의 강선을 저항도체에 연결시키고, 열 감지 시 저항 값 측정 여부를 확인하는 종단 저항함(100a)이 마련될 수도 있어, 보다 안전하게 사용이 가능하다.

아울러, 본 발명의 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 화재 감지 선형 케이블(100)을 가이드하고 쳐짐을 방지하는 쳐짐 방지 와이어(90) 및 쳐짐 방지 와이어의 텐션을 조절하는 턴버클(95)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.

도 2는 (a) 및 (b)는 도 1의 태양광 발전 장치 화재감지 시스템의 일 구성인 화재 감지 선형 케이블의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 화재 감지 선형 케이블(100)은 와이어(110), 제1 와이어 피복(120), 제2 와이어 피복(130) 및 제3 와이어 피복(140)을 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 와이어(110)는 도체(Conductor)로서 두 개의 강선이 반복적으로 꼬아져 형성될 수 있고, 제1 와이어 피복(120)은 절연체(Insulation)로서 열가소성 수지로 형성되며 상기 와이어(110)를 감싸도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 와이어 피복(130)은 결합제(Binder)로서 폴리에스테르 재질로 형성되며 상기 제1 와이어 피복(120)을 감싸도록 형성될 수 있으며, 제3 와이어 피복(140)은 관체(Sheath)로서 폴리염화비닐 재질로 형성되며 상기 제2 와이어 피복(130)을 감싸도록 형성될 수 있다.

이러한 화재 감지 선형 케이블(100)은 화재 발생 시 상기 와이어의 강선이 원형으로 복귀하고자 하는 힘에 의해 선간 단락이 일어나고 두 선간의 파괴된 절연저항 값이 상기 제어함으로 전달되어, 제어함(60)에서 화재 감지를 수행하도록 할 수 있다.

도 3은 도 1의 태양광 발전 장치 화재감지 시스템이 배선 선로에서 열단락을 감지할 경우에 상황을 개략화하여 보여주는 도면이며, 도 4는 도 3의 상황에서 모니터링 장치의 스크린을 예시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 채널에서 열 단락되어 화재 감지 상황이 발생할 경우, 우선적으로 모니터링 장치(65)의 스크린에서 선형 감지 화재 발생 알람이 실시간으로 디스플레이 되며, 이때, 모니터링 장치(65)의 디스플레이는 도 4에 도시된 바와 같이 화재의 위치와 시각을 알려줄 수 있고, 설정된 우선순위에 따라 나타내줄 수 있으며, 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 장치 화재감지 시스템은, 본 발명이 구축되어 운용되는 구역의 전구간을 감시할 수 있으며, 화재 지점을 미터(M)의 단위로 구획하여 실시간 모니터링 할 수 있다.

도 5는 도 1의 태양광 발전 장치 화재감지 시스템 중 제어함이 접속함 내부로 취부된 형태를 예시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명은 제어함(60)을 접속함(20) 내부로 취부할 수도 있다. 이때, 화재 감지 선형 케이블 집약함(150)은 접속함(20) 외부에 있을 수 있다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

5 : 배선 선로
10 : 태양광 모듈
20 : 접속함
30 : 인버터
40 : 수배전반
45 : 변압기
50 : 전신주
60 : 제어함
61 : PCB 모듈
65 : 모니터링 장치
90 : 쳐짐 방지 와이어
95 : 턴버클
100 : 화재 감지 선형 케이블
100a : 종단 저항함
110 : 와이어
120 : 제1 와이어 피복
130 : 제2 와이어 피복
140 : 제3 와이어 피복
150 : 화재 감지 선형 케이블 집약함

Claims (6)

1. 태양광 발전을 수행하는 태양광 모듈에서, 발전 전력을 공급 받아 수용가로 전달하는 전신주에 이르는 발전 계통을 연결하는 배선 선로에, 설정된 온도에서 화재 발생을 감지하는 단 채널의 화재 감지 선형 케이블을 구성하고,
   상기 화재 감지 선형 케이블을 통해 화재 발생 감지 시, 제어를 수행하는 제어함에 연동된 모니터링 장치로 화재 발생 알람이 전송되도록 구성되고,
   상기 단 채널의 화재 감지 선형 케이블은,
   각기 다르게 설정된 온도 범위에서 화재 발생을 감지하는 화재 감지 선형 케이블 복수개가 서로 직렬로 연결된 단일 선로로서, 구역별로 다르게 온도를 감지하도록 구성되고,
   상기 모니터링 장치는,
   상기 배선 선로에 형성된 복수의 채널에서 열 단락되어 화재 감지 상황이 발생한 경우, 스크린을 이용하여 화재 발생 알람을 화재가 발생한 시각 및 위치에 따라 실시간으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 화재 감지 선형 케이블은,
   도체(Conductor)로서 두 개의 강선이 반복적으로 꼬아져 형성되는 와이어;
   절연체(Insulation)로서 열가소성 수지로 형성되며 상기 와이어를 감싸는 제1 와이어 피복;
   결합제(Binder)로서 폴리에스테르 재질로 형성되며 상기 제1 와이어 피복을 감싸는 제2 와이어 피복 및
   관체(Sheath)로서 폴리염화비닐 재질로 형성되며 상기 제2 와이어 피복을 감싸는 제3 와이어 피복을 포함하여 구성되며,
   화재 발생 시 상기 와이어의 강선이 원형으로 복귀하고자 하는 힘에 의해 선간 단락이 일어나고 두 선간의 파괴된 절연저항 값이 상기 제어함으로 전달되어, 제어함에서 화재 감지를 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 단 채널의 화재 감지 선형 케이블의 종단에는 종단점에 저항부품을 사용해 상기 와이어의 두 개의 강선을 저항도체에 연결시키고, 열 감지 시 저항 값 측정 여부를 확인하는 종단 저항함이 마련되는 것을 특징으로 하는 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 발전 계통은,
   태양광 발전을 수행하는 태양광 모듈;
   상기 배선 선로를 형성하는 전선들을 통해 상기 태양광 모듈과 연결되되, 태양광 모듈과 연결되는 전선들을 집약하고, 집약된 전선들의 이상을 감지하여 이상 발생 시 전력을 차단하는 접속함;
   상기 배선 선로를 형성하는 전선들을 통해 접속함과 연결되며, 접속함에서 집약한 DC 직류를 AC 교류로 변환하는 인버터;
   상기 배선 선로를 형성하는 전선들을 통해 인버터로부터 AC 교류를 전달 받고, 전달 받은 전력을 송신하는 수배전반;
   상기 배선 선로를 형성하는 전선들을 통해 수배전반으로부터 전력을 전달 받고, 수용가로 공급하는 전신주를 포함하는 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 화재 감지 선형 케이블을 가이드하고 쳐짐을 방지하는 쳐짐 방지 와이어 및
   상기 쳐짐 방지 와이어의 텐션을 조절하는 턴버클을 더 포함하는 싱글 선형케이블에 의한 태양광 발전 장치 화재감지 시스템.
   

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