KR102539650B1 - 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치와 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법에 관한 것으로서, 특히 누전 화재 발생시 그 진행상태를 진단하고 무선으로 전송하여 외부로 알리도록 하는 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법에 관한 것이다.
본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법은, 전기가 흐르는 도체의 누전으로 인한 화재를 다수개의 단계로 구분하여 각각의 센서로 감지하는 화재감지단계와; 상기 화재감지단계의 각 단계의 상태를 외부로 표시하는 표시단계와; 상기 화재감지단계에서 센서로 측정한 측정값이 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생하는 화재경고단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 화재감지단계는, 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 제1단계와; 제1온도센서를 이용하여 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 제2단계와; 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정하는 제3단계와; 도체 또는 근접절연물에 미리 설정된 유해 아크전류가 생성되었는지 여부를 판단하는 제4단계와; 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 제5단계와; 근접절연물이 연소되면서 발생되는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 제6단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

누전화재진행의 무선진단 및 경고장치와 그 방법 { short circuit fire progress wireless diagnostic and warning apparatus, and method thereof }
본 발명은 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법에 관한 것으로서, 특히 누전 화재 발생시 그 진행상태를 진단하고 무선으로 전송하여 외부로 알리도록 하는 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법에 관한 것이다.
최근 국내에서 발생한 화재중 전기로 인한 화재가 약 23%를 차지하고, 다수개의 사망자와 수 천억원의 재산손실이 발생하였다.
전기화재의 주요 원인으로는 절연열화, 트래킹에 의한 단락, 접촉 불량에 의한 단락 순으로 나타났다.
현재 국내에서는 전기재해 예방을 위해 전기사업법 제66조에 따라 일반용 전기설비에 대하여 1~3년 주기로 점검자가 직접 방문하여 전기설비의 점검을 실시하고 있으며, 정기점검 7대 항목인 절연저항, 인입구 배선, 누전차단기, 개폐기·차단기, 옥내 및 옥외배선, 접지상태, 그 밖의 항목 등을 점검하고 있다.
그러나 전기설비는 점검당시 상태가 유지되지 않아, 사고의 전조를 예측하기가 어렵다.
따라서, 전력설비의 내부상태를 실시간으로 진단하고, 이상징후가 발생하면 신속하게 관리자에게 경고 알람을 제공하는 무선통신 IoT 진단기술개발이 활발히 진행되고 있다.
현재의 IoT 진단기술은 센서 및 무선 통신의 구동을 위해서 주변의 전원이나 배터리를 사용해야 하므로 전력 계통의 교란 우려 및 주기적인 배터리 교체 문제로 인해 기피하고 있는 실정이다.
이러한 문제를 해결하고자, 독일, 미국 등 선진기술국에서는 주변의 버려지는 에너지를 수집하여 자가발전을 통해 센서와 통신에 필요한 전력을 공급하는 에너지 하베스팅 무선온도센서의 상품화에 성공하여 수배전반 등의 전력설비에 적용하고 있다.
현재의 누전경보기는 단순히 누설전류가 설정값을 초과하면 경보를 울리는 단순한 구조이고, 알려진 바에 의하면 전력설비 내에 아크전류가 발생후 0.01~0.015초 이내에 화재가 발생하는 데, 현재의 누전차단기는 0.03 이후에야 차단기가 동작을 하므로 아크 전류로 인한 전기 화재를 막을 수 없다.
따라서, 아크 전류가 발생하기 전에 화재 징후를 파악해서 신속하게 관리자에게 알림으로써, 누전으로 인한 화재 발생을 조기에 차단할 수 있는 화재예방진단 시스템이 필요하다.
등록특허 10-2382939
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 누전으로 인한 화재 발생을 조기에 진단하고 이를 외부로 알려 조치를 취하도록 하고, 이를 통해 미리 화재를 예방할 수 있는 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법은, 전기가 흐르는 도체의 누전으로 인한 화재를 다수개의 단계로 구분하여 각각의 센서로 감지하는 화재감지단계와; 상기 화재감지단계의 각 단계의 상태를 외부로 표시하는 표시단계와; 상기 화재감지단계에서 센서로 측정한 측정값이 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생하는 화재경고단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 화재감지단계는, 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 제1단계와; 제1온도센서를 이용하여 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 제2단계와; 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정하는 제3단계와; 도체 또는 근접절연물에 미리 설정된 유해 아크전류가 생성되었는지 여부를 판단하는 제4단계와; 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 제5단계와; 근접절연물이 연소되면서 발생되는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 제6단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제1단계는 ZCT(영상변류기)를 이용하여 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정한다.
상기 제2단계는 도체 또는 근접절연물의 제1온도를 측정하고 주변온도를 측정하되, 상기 화재경고단계에서는 상기 제1온도와 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시킨다.
상기 제3단계는 음향센서 또는 자외선센서로 근접절연물의 열화로 발생하는 20~40kHz 범위의 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정한다.
상기 제4단계에서 유해 아크전류의 생성여부는, 생성되는 아크전류가 미리 설정된 주기보다 짧게 반복하여 발생하였는지 여부로 판단한다.
도체는 3상 케이블로 이루어지고, 상기 제4단계는 도체의 중성선의 영상변류기, 각상의 변류기 또는 변성기의 파형 중 제로크로싱 기법과 고주파 성분을 분석하여 유해 아크전류의 생성 여부를 판단한다.
상기 제5단계는 적외선센서로 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치는, 전기가 흐르는 도체의 누전으로 인한 화재의 진행상태를 측정하는 센서부와; 상기 센서부에서 측정된 측정데이터를 송신하는 무선송신기와; 상기 무선송신기에서 송신된 측정데이터를 수신하는 무선수신기와; 상기 무선수신기에 연결되어 상기 측정데이터를 외부로 표시하는 표시기기와; 상기 무선수신기에 연결되어 상기 측정데이터가 미리 설정된 설정치를 초과하면 경고를 발생시키는 화재경보기;를 포함하여 이루어지되, 상기 센서부는, 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 ZCT(영상변류기)와; 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 제1온도센서와; 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 측정하는 방전측정센서와; 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 적외선센서;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 무선수신기 쪽에 배치되어 주변온도를 측정하는 제2온도센서;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 화재경보기는 상기 제1온도센서에서 측정한 제1온도와 상기 제2온도센서에서 측정한 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 경고를 발생시킨다.
상기 센서부는, 근접절연물이 연소되면서 발생하는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 가스센서;를 더 포함하여 이루어진다.
상기 방전측정센서는 음향센서 또는 자외선 센서 중 어느 하나 이상으로 이루어져 상기 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정한다.
상기 도체 주위의 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성하는 자가발전모듈과; 상기 도체가 내부에 배치된 배전반의 도어 개방 가능 여부를 외부로 알리는 도어개방경보기;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 센서부 및 도어개방경보기는 상기 자가발전모듈에서 생성된 전기에너지에 의해 작동되고, 정전시 상기 자가발전모듈에서 생성되어 저장된 전기에너지를 이용하여 미리 설정된 시간 동안에는 상기 도어개방경보기를 통해 도어 개방 불가를 알리고, 미리 설정된 시간을 초과하면 상기 도어개방경보기를 통해 도어 개방 가능을 알리도록 하여, 배전반 내의 잔류 전류가 완전히 사라진 이후에 작업자가 도어를 개방하도록 함으로서 잔류 전류로 인한 감전사고를 방지하도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 누전으로 인한 화재 발생을 조기에 진단하고 이를 외부로 알려 조치를 취하도록 하고, 이를 통해 미리 화재를 예방할 수 있다.
그리고, 에너지 하베스팅 즉 유도코일부를 통해 생성된 전압이 전자부품(센서부, 무선송신기, 제어부 등)을 작동시키기 위한 전압보다 낮을 경우, 전력변환부를 통해 생성 전압을 증폭시켜 전자부품이 원활하게 작동되도록 할 수 있다.
또한, 무선 송수신을 통해 배전반 및 도체의 상태를 파악하고 이를 외부로 신속하고 정확하게 알릴 수 있고, 이를 통해 배전반의 누전 및 과열로 인한 전기 감전 및 화재 사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 경고장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력변환부의 회로도와 종래의 일반적인 전력변환부의 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력변환부의 출력전압 그래프와 종래의 일반적인 전력변환부의 출력전압 그래프.
본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 유도코일부(11)와, 전력변환부(12)와, 센서부(13)와, 무선송신기(14)와, 제어부(15) 등을 포함하여 이루어진다.
상기 유도코일부(11)는 배전반 내부에 설치된 도체 주위에 배치된다.
이러한 상기 유도코일부(11)는 상기 도체 주위의 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성한다.
이때, 상기 도체(미도시)는 전기가 흐르는 부스바 또는 전선으로 이루어진다.
상기 전력변환부(12)는 상기 유도코일부(11)에 연결되어 교류를 직류로 변환시킨다.
상기 센서부(13)는 상기 전력변환부(12)에 연결되어 상기 전력변환부(12)에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 배전반 내부 및/또는 상기 도체의 상태를 측정한다.
상기 센서부(13)는 다양한 것으로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 상기 도체의 온도 및 누설전류 등을 측정하도록 한다.
상기 센서부(13)에 대한 구체적인 사항은 후술한다.
상기 무선송신기(14)는 상기 전력변환부(12)에 연결되어 상기 전력변환부(12)에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부(13)로부터 측정된 측정데이터를 외부로 송신한다.
상기 제어부(15)는 상기 전력변환부(12)에 연결되어 상기 전력변환부(12)에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부(13) 및 무선송신기(14)를 제어한다.
상기 전력변환부(12)는 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 브릿지 다이오드(12a)와, 제1캐패시터(12b), 제2캐패시터(12c), 분기선(12d) 등을 포함하여 이루어진다.
상기 브릿지 다이오드(12a)는 상기 유도코일부(11)에 연결되어 상기 유도코일부(11)에서 생성된 교류를 직류로 변환시킨다.
상기 브릿지 다이오드(12a)의 후단에는 부하(R1) 즉 상기 센서부(13), 무선송신기(14) 및 제어부(15) 등이 연결되어 있다.
상기 제1캐패시터(12b)와 제2캐패시터(12c)는 상기 브릿지 다이오드(12a)와 상기 부하(R1) 사이에서 직렬로 연결된다.
상기 분기선(12d)은 일단이 상기 제1캐패시터(12b)와 제2캐패시터(12c) 사이에 연결되고, 타단이 상기 유도코일부(11)에 연결된다.
위와 같은 구성으로 이루어진 상기 전력변환부(12)에서는, 상기 센서부(13), 무선송신기(14) 및 제어부(15)로 입력되는 출력전압을 상기 유도코일부(11)의 생성 전압보다 더 크게 증폭시키게 된다.
도 2(b)에는 종래의 일반적인 전력변환부의 회로가 나타나 있다.
도 3(a)는 본 발명의 실시예에 따른 전력변환부의 출력전압 그래프를 도시한 것이고, 도 3(b)는 종래의 일반적인 전력변환부의 출력전압 그래프를 도시한 것이다.
상기 유도코일부(11)에서 생성된 전압이 동일한 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력변환부(12)의 출력전압은, 종래의 일반적인 전력변환부는 출력전압의 2배 이상으로 증폭됨을 알 수 있다.
상기 센서부(13), 무선송신기(14), 제어부(15) 등의 전자부품을 동작시키기 위해서는 최소전압(예를 들어 1.8V)이 필요하다.
그런데 상기 유도코일부(11)에서 생성된 전압이 위 최소전압보다 작을 경우에, 본 발명에서는 상기 전력변환부(12)에 의해 상기 유도코일부(11)에서 생성된 전압을 2배 이상으로 증폭시킬 수 있어, 종래와 달리 상기 유도코일부(11)에서 생성된 전압이 전자부품 등을 동작시키기 위한 최소전압보다 작아도 이를 증폭시켜 전자부품을 동작시킬 수 있다.
위와 같이 본 발명은 여러가지 조건 및 환경 등에 의해 상기 유도코일부(11)에서 생성되는 전압이 낮아도, 상기 전력변환부(12)에서 출력전압을 증폭시킬 수 있기 때문에, 전자부품이 원활하게 동작되도록 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치는, 상술한 무선 송신모듈(10)과, 무선수신기(20)와, 경보기(30)를 포함하여 이루어진다.
상기 무선 송신모듈(10)은, 상술한 바와 같이 상기 유도코일부(11)와, 전력변환부(12)와, 센서부(13)와, 무선송신기(14)와, 제어부(15)를 포함하여 이루어진다.
상기 무선수신기(20)는 상기 무선송신기(14)에서 전송된 측정데이터를 수신한다.
상기 경보기(30)는 상기 무선수신기(20)의 측정데이터에 따라 관련 정보를 외부로 알린다.
상기 센서부(13)는 상기 도체의 누전으로 인한 화재의 진행상태를 측정하도록 한다.
이를 위해 상기 센서부(13)는, ZCT(13a, 영상변류기)와, 제1온도센서(13b)와, 방전측정센서(13c)와, 적외선센서(13d)와, 가스센서(13e) 등을 포함하여 이루어진다.
상기 ZCT(13a) 즉 영상변류기는 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정한다.
상기 제1온도센서(13b)는 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정한다.
상기 근접절연물이라 함은, 상기 도체 근처에 배치되어 상기 도체로부터 열등을 받는 절연물을 의미한다.
상기 방전측정센서(13c)는 상기 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 측정한다.
상기 방전측정센서(13c)는 음향센서 또는 자외선 센서 중 어느 하나 이상으로 이루어져 상기 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정함으로서, 코로나의 기중 방전 여부 및 그 세기를 측정하게 된다.
상기 적외선센서(13d)는 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정한다.
상기 가스센서(13e)는 근접절연물이 연소되면서 발생하는 일산화탄소의 가스농도를 측정한다.
상기 가스센서(13e)는 상기 센서부(13)를 구성하면서 상기 무선송신기(14) 쪽에 배치될 수도 있고, 상기 센서부가 아닌 별도로 구성되어 상기 무선수신기(20) 쪽에 배치될 수도 있다.
이때, 상기 경보기(30)는 상기 도체의 누전으로 인한 화재의 진행상태를 측정하는 상기 센서부(13)에 의해 측정된 측정데이터가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 외부로 발생하도록 한다.
본 실시예는 상기 무선수신기(20) 쪽에 배치되어 주변온도를 측정하는 제2온도센서(21)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 경보기(30)는 상기 제1온도센서(13b)에서 측정한 제1온도와 상기 제2온도센서(21)에서 측정한 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시키도록 한다.
위와 같은 다양한 상기 센서부(13)들의 출력신호는 전력설비내의 소화시스템 및 차단기 등의 제어 신호로 활용되어, 화재 발생시 자동으로 소화시스템 및 차단기 등이 작동되도록 할 수 있다.
위와 같은 구성에 의해 본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치는, 상기 센서가 도체의 누전으로 인한 화재의 진행상태를 측정하고, 이를 외부로 알려 관리자가 손쉽게 화재의 진행상태를 파악하도록 할 수 있다.
특히, 본 발명의 송신모듈(10)은 도체 주위의 누설 자계를 이용하여 작동되기 때문에, 별도의 전원이 필요없이 작동되는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치는, 센서부(13), 무선송신기(14)와, 무선수신기(20)와, 표시기기(40)와, 경보기(30)를 포함하여 이루어진다.
상기 센서부(13), 무선송신기(14), 무선수신기(20)는 상술한 것과 동일하다.
상기 표시기기(40)는 상기 무선수신기(20)에 연결되어 상기 센서부(13)에서 측정한 측정데이터를 외부로 표시한다.
상기 경보기(30)는 상기 무선수신기(20)에 연결되어 상기 측정데이터가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시킨다.
그리고, 자가발전모듈(11) 및 도어개방경보기(50)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 자가발전모듈(11)은 상기 도체 주위의 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성하는 것으로서, 상술한 상기 유도코일부(11)와 동일하다.
상기 도어개방경보기(50)는 상기 도체가 내부에 배치된 배전반의 도어 개방 가능 여부를 외부로 알린다.
상기 센서부(13) 및 도어개방경보기(50)는 상기 자가발전모듈(11)에서 생성된 전기에너지에 의해 작동된다.
정상운전시에는 즉 에너지 하베스팅으로 인한 자가발전을 통해 상기 센서부(13)가 정상적으로 통신하는 동안에는, 작업자가 배전반의 도어를 열지 않도록 도어에 설치된 모니터 등을 통해 전압값, 고전압 글자를 1초 간격으로 점멸하도록 하여 활선 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
그리고 통전 중에 작업자가 강제로 배전반의 도어를 개방하는 경우에는, 음성스피커 등을 통해 '고전압입니다. 접금금지!'등의 경고 방송이 지속적으로 나오도록 한다.
정전시에는, 상기 자가발전모듈(11)에서 생성되어 수퍼캡 등에 임시 저장된 전기에너지를 이용하여 미리 설정된 시간 동안 상기 도어개방경보기(50)를 통해 도어 개방 불가를 음성 등을 통해 알리고, 미리 설정된 시간을 초과하면 상기 도어개방경보기(50)를 통해 도어 개방 가능을 음성 등을 통해 알리도록 하여, 배전반 내의 잔류 전류가 완전히 사라진 이후에 작업자가 도어를 개방하도록 함으로서 잔류 전류로 인한 감전사고를 방지하도록 한다.
그리고, 본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법은, 화재감지단계와, 표시단계와, 화재경고단계를 포함하여 이루어진다.
상기 화재감지단계는 전기가 흐르는 도체의 누전으로 인한 화재를 다수개의 단계로 구분하여 각각의 센서로 감지하는 단계이다.
이러한 상기 화재감지단계는, 제1단계와, 제2단계와, 제3단계와, 제4단계와, 제5단계, 제6단계로 이루어진다.
상기 제1단계는 ZCT(13a)를 이용하여 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 하는 단계이다.
상기 제2단계는 제1온도센서(13b)를 이용하여 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 단계이다.
상기 제3단계는 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정하는 단계이다.
상기 제3단계는 상기 방전측정센서(13c) 구체적으로 음향센서 또는 자외선센서로 근접절연물의 열화로 발생하는 20~40kHz 범위의 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정한다.
상기 제4단계는 도체 또는 근접절연물에 미리 설정된 유해 아크전류가 생성되었는지 여부를 판단하는 단계이다.
상기 제4단계에서 유해 아크전류의 생성여부는, 생성되는 아크전류가 미리 설정된 주기보다 짧게 반복하여 발생하였는지 여부로 판단한다.
즉, 도체 또는 근접절연물에서 발생되는 아크전류의 발생 주기가, 미리 설정된 주기와 같거나 길면 유해 아크전류가 아닌 것으로 판단하고, 미리 설정된 주기보다 짧으면 유해 아크전류가 발생한 것으로 판단한다.
상기 도체가 3상 케이블로 이루어진 경우, 상기 제4단계는 도체의 중성선의 영상변류기, 각상의 변류기 또는 변성기의 파형 중 제로크로싱 기법과 고주파 성분을 분석하여 유해 아크전류의 생성 여부를 판단하도록 한다.
상기 제5단계는 적외선센서(13d)로 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 단계이다.
상기 제6단계는 근접절연물이 연소되면서 발생되는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 단계이다.
이때, 상기 제6단계는 가스센서를 이용하여 상기 무선송신기(14) 쪽 또는 무선수신기(20) 쪽의 가스농도를 측정한다.
상기 표시단계는 상기 표시기기(40)를 통해 상기 화재감지단계의 각 단계의 상태를 외부로 표시하는 단계이다.
이러한 상기 표시단계는, 상기 6개의 단계에 맞게 막대그래프를 6개로 표시하고, 각각의 단계에서 설정된 값에 따라 막대그래프의 색깔을 변하게 하여 정상(녹색), 경고(황색), 위험(적색) 등을 색깔을 통해 외부로 알릴 수 있도록 한다.
상기 화재경고단계는 상기 경보기(30)를 통해 상기 화재감지단계에서 센서로 측정한 측정값이 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생하는 단계이다.
이때, 상기 제2단계는 도체 또는 근접절연물의 제1온도를 측정하고 주변온도를 측정할 수 있다.
상기 화재경고단계에서는 상기 제1온도와 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시키도록 한다.
이러한 상기 화재경고단계는 상기 제1단계 내지 제6단계에서, 각 단계별로 시험 등을 통해 경고 알림 설정치를 미리 설정하여 놓고, 해당 단계에서 센서로 측정한 측정값이 미리 설정된 설정치를 초과하면, 화재경고를 발생하도록 한다.
위와 같은 화재경고단계는 관리자가 필요에 따라 각 단계의 설정치를 변경하여, 각 환경에 맞게 조절하여 사용할 수 있다.
본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치와 그 방법에 의해, 화재 발생을 미연에 감지하고 진단함으로서, 화재 발생전 사전 조치를 취할 수 있다.
본 발명인 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10 : 무선 송신모듈,
11 : 유도코일부(자가발전모듈), 12 : 전력변환부, 12a: 브릿지 다이오드, 12b : 제1캐패시터, 12c : 제2캐패시터, 12d : 분기선,
13 : 센서부, 13a : ZCT(영상변류기), 13b : 제1온도센서, 13c : 방전측정센서, 13d : 적외선센서, 13e :가스센서,
14 : 무선송신기, 15 : 제어부,
20 : 무선수신기, 21 : 제2온도센서
30 : 경보기, 40 : 표시기기, 50 : 도어개방경보기,

Claims (12)

  1. 전기가 흐르는 도체의 누전으로 인한 화재를 다수개의 단계로 구분하여 각각의 센서로 감지하는 화재감지단계와;
    상기 화재감지단계의 각 단계의 상태를 외부로 표시하는 표시단계와;
    상기 화재감지단계에서 센서로 측정한 측정값이 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생하는 화재경고단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 화재감지단계는,
    ZCT(영상변류기)를 이용하여 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 제1단계와;
    온도센서를 이용하여 도체 또는 근접절연물의 제1온도를 측정하고, 주변온도를 측정하는 제2단계와;
    음향센서 또는 자외선센서로 근접절연물의 열화로 발생하는 20~40kHz 범위의 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정하는 제3단계와;
    도체 또는 근접절연물에 미리 설정된 유해 아크전류가 생성되었는지 여부를 판단하는 제4단계와;
    적외선센서로 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 제5단계와;
    근접절연물이 연소되면서 발생되는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 제6단계;를 포함하여 이루어지며,
    상기 화재경고단계에서는 제2단계에서 상기 제1온도와 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시키고,
    상기 제4단계에서 유해 아크전류의 생성여부는, 생성되는 아크전류가 미리 설정된 주기보다 짧게 반복하여 발생하였는지 여부로 판단하며,
    정전시에는 수퍼캡에 임시 저장된 전기에너지를 이용하여 미리 설정된 시간 동안에는 배전반의 도어 개방 가능 여부를 외부로 알리는 도어개방경보기를 통해 도어 개방 불가를 알리고, 미리 설정된 시간을 초과하면 상기 도어개방경보기를 통해 도어 개방 가능을 알리도록 하여, 배전반 내의 잔류 전류가 완전히 사라진 이후에 작업자가 도어를 개방하도록 함으로서 잔류 전류로 인한 감전사고를 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항1에 있어서,
    도체는 3상 케이블로 이루어지고,
    상기 제4단계는 도체의 중성선의 영상변류기, 각상의 변류기 또는 변성기의 파형 중 제로크로싱 기법과 고주파 성분을 분석하여 유해 아크전류의 생성 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법.
  7. 삭제
  8. 전기가 흐르는 도체의 누전으로 인한 화재의 진행상태를 측정하는 센서부와;
    상기 센서부에서 측정된 측정데이터를 송신하는 무선송신기와;
    상기 무선송신기에서 송신된 측정데이터를 수신하는 무선수신기와;
    상기 무선수신기에 연결되어 상기 측정데이터를 외부로 표시하는 표시기기와;
    상기 무선수신기에 연결되어 상기 측정데이터가 미리 설정된 설정치를 초과하면 경고를 발생시키는 화재경보기;를 포함하여 이루어지되,
    상기 센서부는,
    전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 ZCT(영상변류기)와;
    도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 제1온도센서와;
    상기 무선수신기 쪽에 배치되어 주변온도를 측정하는 제2온도센서와;
    음향센서 또는 자외선 센서 중 어느 하나 이상으로 이루어져 근접절연물의 열화로 발생하는 20~40kHz 범위의 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정하는 방전측정센서와;
    아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 적외선센서와;
    근접절연물이 연소되면서 발생하는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 가스센서;를 포함하여 이루어지고,
    상기 화재경보기는 상기 제1온도센서에서 측정한 제1온도와 상기 제2온도센서에서 측정한 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 경고를 발생시키고,
    상기 방전측정센서를 통해 측정된 상기 근접절연물에서 생성되는 아크전류가 미리 설정된 주기보다 짧게 반복하여 발생하였는지 여부를 이용하여 미리 설정된 유해 아크전류가 생성되었는지 여부를 판단하며,
    정전시에는 수퍼캡에 임시 저장된 전기에너지를 이용하여 미리 설정된 시간 동안에는 배전반의 도어 개방 가능 여부를 외부로 알리는 도어개방경보기를 통해 도어 개방 불가를 알리고, 미리 설정된 시간을 초과하면 상기 도어개방경보기를 통해 도어 개방 가능을 알리도록 하여, 배전반 내의 잔류 전류가 완전히 사라진 이후에 작업자가 도어를 개방하도록 함으로서 잔류 전류로 인한 감전사고를 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항8에 있어서,
    상기 도체 주위의 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성하는 자가발전모듈;을 더 포함하여 이루어지되,
    상기 센서부 및 도어개방경보기는 상기 자가발전모듈에서 생성된 전기에너지에 의해 작동되고,
    상기 자가발전모듈에서 생성된 전기에너지가 상기 수퍼캡에 임시 저장되는 것을 특징으로 하는 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치.
  12. 청구항11에 있어서,
    상기 자가발전모듈에 연결되어 교류를 직류로 변환시키는 전력변환부;를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 자가발전모듈은 유도코일부로 이루어지고,
    상기 센서부 및 무선송신기는 부하를 구성하며,
    상기 전력변환부는,
    상기 유도코일부에 연결되어 상기 유도코일부에서 생성된 교류를 직류로 변환시키고, 후단에 상기 부하가 연결된 브릿지 다이오드와;
    상기 브릿지 다이오드와 상기 부하 사이에 직렬로 연결된 제1캐패시터 및 제2캐패시터와;
    일단이 상기 제1캐패시터와 제2캐패시터 사이에 연결되고, 타단이 상기 유도코일부에 연결된 분기선;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치
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