KR102560318B1 - 노이즈 실드형 전류센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노이즈 실드형 전류센서에 관한 것으로서, 선로형 안테나와 상기 선로형 안테나의 신호를 증폭 출력시키는 전류센싱 회로가 인쇄형성된 피시비; 상기 피시비의 선로형 안테나 양측, 하부에서 양측 암이 관통 체결되는 ㄷ자 형강의 실드바;를 포함하여 구성되어 상기 실드바 내폭에 부스바를 삽입 고정시키면, 상기 부스바와 실드바가 선로형 안테나를 케이싱시켜 선로형 안테나에 부스바 외부 노이즈를 차단시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하여 조립이 간편하면서 조립 후 전류센서를 내부에 동축관과 같이 폐루프 유사구조를 형성시켜 부스바 외부 노이즈는 차단시키면서 부스바의 전류 정보를 획득할 수 있는 노이즈 실드형 전류센서가 제공되는 이점이 있다.

Description

노이즈 실드형 전류센서{Noise shield type current sensor}

본 발명은 노이즈 실드형 전류센서에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 부스바에 설치시키면 전류센서를 동축 형상으로 케이싱시키고, 이와 같은 동축 구조에 의햐 외부 노이즈가 차단된 부스바의 전류정보만을 획득할 수 있는 전류센서에 관한 것이다.

일반적으로 분전반이나 배전반에서는 부하단 또는 전원단과의 전기적 연결을 위하여 부스바를 사용한다.

분전반이나 배전반의 단자함을 인입되는 전원은 부스바에 의해 공급되며, 중성선을 포함한 4상이 보통인데, 차단기에 연결되는 부하는 단상을 이용하는 부하, 2상을 이용하는 부하, 3상을 이용하는 부하 등 다양하고, 각 상에 물린 부하의 질을 살펴보아도 인덕턴스 성분이 많이 포함되거나, 캐패시터 성분이 많이 포함된 부하 등 각 상간 무효전력 위상이 다른 전력이 흐르고 있어 각 상의 부스바에는 서로 다른 전류가 흐르고 있다.

종래기술방식에서 이와 같은 부스바에 흐르는 전류는 유도자기를 측정하여 전류를 연산하는 홀센서가 주로 사용되었는데, 홀센서는 자기 신호에 민감하게 반응하므로 노이즈에 취약하고, 자기 차폐막에서 완전한 노이즈 차폐가 이루어지지 않아 이웃 부스바의 활선상태에서 발생되는 유도 자기가 노이즈로 포함되어 측정 오차가 크게 발생되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래기술방식은 주로 ㄷ자형 금속실드를 사용하고 있다.

이에 대한 선행기술들을 살펴보면, (a) 일본 실용신안등록 제3191252호 '전류센서', (b) 대한민국 등록특허 10-1497836 '전류 감지 유니트', (c) 대한민국 등록특허 10-1817957 전류 센서, (d) 대한민국 등록특허 10-1627595 '분전반 또는 배전반용 일점감지 전류센서' 등과 같이 다양한 실시예가 있음을 알 수 있으며, 모두 ㄷ자형 금속실드를 오픈 루프 구조로 채택하면서 내측에 전류센서가 형성되는 공통점이 있다.

선행기술들이 이와 같이 전류센서를 내부에 가지는 ㄷ자형 금속실드를 채택하는 이유는 모두 홀센서를 전류센서로 사용하는 장치라는 공통점이 있으며, 이와 같이 홀센서를 사용하는 경우, 피 측정 전류에 의해 발생되는 내부 자계를 전류 센서에 집중시켜야 하며, 실드 내부 자계의 자속 밀도를 감소시켜 선형성을 증가시키는 노력이 필요하기 때문이다.

따라서, 상기한 바와 같은 선행기술들은 노이즈 차단을 위하여 전류센서 양측의 실드 벽 높이를 일정 수준 이상으로 높여야 하는 기구적 한계를 가지며, 노이즈의 차단 한계를 가지는 기술적 문제점이 있다.

[0001] 일본 실용신안등록 제3191252호 '전류센서' [0002] 대한민국 등록특허 10-1497836 '전류 감지 유니트' [0003] 대한민국 등록특허 10-1817957 전류 센서 [0004] 대한민국 등록특허 10-1627595 '분전반 또는 배전반용 일점감지 전류센서'

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조립이 간편하면서 조립 후 전류센서를 내부에 동축관과 같이 폐루프 유사구조를 형성시켜 부스바 외부 노이즈는 차단시키면서 부스바의 전류 정보를 획득할 수 있는 노이즈 실드형 전류센서를 제공하는 것으로 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 선로형 안테나와 상기 선로형 안테나의 신호를 증폭 출력시키는 전류센싱 회로가 인쇄형성된 피시비; 상기 피시비의 선로형 안테나 양측, 하부에서 양측 암이 관통 체결되는 ㄷ자 형강의 실드바;를 포함하여 구성되어 상기 실드바 내폭에 부스바를 삽입 고정시키면, 상기 부스바와 실드바가 선로형 안테나를 케이싱시켜 선로형 안테나에 부스바 외부 노이즈를 차단시키는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 부스바와 피시비 사이에는 절연층을 삽입시켜 상기 피시비의 선로형 안테나를 부스바를 절연 밀착고정시켜 부스바의 전류 정보감도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 절연층은 상기 부스바의 절연피복으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피시비는 일측면에 선로형 안테나가 동박 인쇄되고 상기 선로형 안테나 인쇄 잉여면에는 전면 실드판이 동박 인쇄 형성되며, 타측면에는 상기 선로형 안테나 설치 위치에 중첩되게 배면 실드판이 동박 인쇄 형성되어 상기 선로형 안테나 주변 전자기 민감도를 저하시키는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피시비는 상기 실드바의 양측 암이 관통되는 장공 또는 고정되는 슬롯이 형성되어 상기 실드바와 조립되는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서로 되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명에 의하여 조립이 간편하면서 조립 후 전류센서를 내부에 동축관과 같이 폐루프 유사구조를 형성시켜 부스바 외부 노이즈는 차단시키면서 부스바의 전류 정보를 획득할 수 있는 노이즈 실드형 전류센서가 제공되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 분해 사시도
도 2는 본 발명의 평면도
도 3은 선호형 선로형 안테나 구조를 에시한 피시비 평면도
도 4는 본 발명의 단면 구조도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 발명의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 평면도이며, 도 3은 선호형 선로형 안테나 구조를 에시한 피시비 평면도이며, 도 4는 본 발명의 단면 구조도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 선로형 안테나(100)와 전류센싱 회로가 형성된 피시비(10); 실드바(200); 부스바(30)로 구성된다.

본 발명의 피시비(10)는 도 3에서 보여지는 바와 같이 선로형 안테나(100)와 상기 선로형 안테나(100)의 신호를 증폭 출력시키는 전류센싱 회로가 형성된 회로 기판이다.

상기 선로형 안테나(100)는 정전 에너지를 이용하는 센서로서, 후술하는 부스바(30)에 나란하게 절연 설치되는 선로로 형성되며, 선로로 흐르는 전류에 따라 대전 유도되어 선로의 전류 정보를 감지하며, 상기 전류센싱 회로는 감지한 전류 정보를 증폭 출력시키는 증폭기를 포함할 수 있다.

일반적으로 평행하게 설치되는 선로에서 일측 선로의 전원이 타측 선로에 미치는 영향은 노이즈로 해결해야 하는 대상이 되지만, 본 발명은 부스바에 평행 설치되는 선로형 안테나(100)에서 이와 같은 노이즈를 적극적으로 감지하여 전류 정보로 사용하는 특징이 있다.

본 발명의 피시비(10)에는 선로형 안테나(100) 양측에 벽을 형성시키는 실드바(200)가 결합된다.

상기 실드바(200)는 ㄷ자 형강으로 형성되며, ㄷ자 형강의 양측 암이 상기 피시비(10)에 상기 선로형 안테나(100) 양측에 비접촉 이격되도록 체결된다.

상기 체결은 ㄷ자 형강의 양측 암이 피시비(10)를 관통하면서 이루어진다.

따라서, 상기 피시비(10)에는 도 3에서 보여지는 바와 같이 ㄷ자 형강으로 형성된 상기 실드바(200)의 양측 암이 피시비(10)를 관통할 수 있도록 장공(12) 또는 측변에 암 고정을 위한 슬롯(11)을 형성시키는 것이 바람직하다.

이와 같은 결합 구조에 의하여 상기 실드바의 양측 암 내측에 피시비(10)가 위치되게 한다.

본 발명은 이와 같이 선로형 안테나(100)가 형성된 피시비(10)와 실드바(200)가 모듈형으로 형성되며, 도 1과 도 2에서 보여지는 바와 같이 상기 실드바(200) 양측 암 내측에 부스바(30)를 삽입 고정시켜 사용한다.

도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 실드바(200)와 부스바(30)는 절연 이격되며, 이에 의해 상기 부스바(30)와 실드바(200)가 선로형 안테나(100)를 케이싱시켜 선로형 안테나(100)에 부스바 외부 노이즈를 차단시키게 된다.

즉, 도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 실드바(200)가 단면상 상자 구조가 되고 상기 부스바(30)가 단면상 커버 구조가 되면서 내부에 상기 선로형 안테나(100)를 포함시키는 구조가 된다.

이와 같은 구조를 도 4처럼 단면 구조로 살펴보면, 선로형 안테나(100)가 금속성 실드바(200)와 부스바(30)에 폐루프처럼 갇힌 구조가 되므로 부스바 외부 노이즈에 대하여는 마치 동축 선로와 같이 작용하여 외부 노이즈를 강하게 차단시킬 수 있음을 알 수 있다.

도 4에서 선로형 안테나(100)는 피시비(10) 상부에 설치된 구조이지만, 절연체 또는 절연거리를 확보하고 피시비(10) 하부에 설치되어도 무방하며 이 경우 실드바(200)에 더 가까운 구조가 되므로 더 견고한 노이즈 차폐 구조가 될 수 있다.

본 발명은 이와 같이 피시비 모듈형으로 형성된 전류센서를 센싱이 필요한 부스바(30)에 부착 조립시키는 것으로 선로형 안테나(100)가 동축선로 유사구조로 형성시키는 기구적 이점이 있다.

여기서, 상기 부스바(30)와 피시비(10) 사이에는 절연층(300)을 삽입시켜 상기 피시비(10)의 선로형 안테나(100)와 부스바(30)를 밀착시킬 수 있으며, 이에 의해 전류 센싱감도를 향상시킬 수 있다.

도 1 등에 도시된 본 발명의 실시예에서 상기 절연층(300)은 상기 부스바(30)에 절연피복을 형성시키는 것으로 해결하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 피시비(10)에 절연레진층을 형성시켜 해결할 수도 있다.

상기 부스바(30)에 절연피복이 형성되는 도 1의 실시예는 부스바(30)와 실드바(200)의 절연이 조립과 함께 자연스럽게 형성되는 이점이 있다.

한편, 상기 절연층(300)에 대면하는 피시비(10) 부분은 선로형 안테나 설치면이든 그 반대면이든 무관하다.

왜나하면, 본 발명의 구조에 의하여 피시비(10) 자체가 부스바(30)와 실드바(200)에 의해 동축형으로 케이싱되기 때문에 물리적인 효과가 동일하기 때문이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 선로형 안테나(100)에서 부스바(30)의 전류 정보만을 획득하고, 외부 노이즈에 대한 영향은 감소시키는 장치이다.

본 발명은 이와 같은 외부 노이즈 감소를 위하여 도 3에서 보여지는 바와 같이 상기 피시비(10)에서 선로형 안테나(100)가 동박 인쇄된 일측면에 전면 실드판(110)을 동박 인쇄 형성시킨다.

상기 전면 실드판(110)은 도 3에서 보여지는 바와 같이 선로형 안테나 동박 인쇄면을 제외한 잉여면에 동박 인쇄를 평판형으로 형성시킨 것으로서, 피시비(10) 표면을 따라 흐르는 노이즈를 차단시키기 위한 것이다.

또한, 도 3에서 보여지는 바와 같이 상기 전면 실드판(110)이 형성된 반대면인 타측면에는 상기 선로형 안테나 설치 위치에 중첩되게 평판형의 배면 실드판(130)이 동박 인쇄될 수 있다.

이와 같이 형성되는 전면 실드판(110)과 배면 실드판(130)은 상기 선로형 안테나(100) 주변 노이즈를 감소시켜 전자기 민감도를 저하시키는 효과가 있다.

이상 살펴본 바와 같이 형성되는 본 발명은 도 2를 참고하여 살펴보면 노이즈 실드형 전류센서가 부스바에 장착되는 모듈형으로 형성되어, 전류 정보를 노이즈 영향없이 획득할 수 있는 이점이 있다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : 피시비
11 : 슬롯
12 : 장공
30 : 부스바
100 : 선로형 안테나
110 : 전면 실드판
130 : 배면 실드판
200 : 실드바
300 : 절연층

Claims (5)

1. 선로형 안테나와 상기 선로형 안테나의 신호를 증폭 출력시키는 전류센싱 회로가 인쇄형성된 피시비;
   상기 피시비의 선로형 안테나 양측, 하부에서 양측 암이 관통 체결되는 ㄷ자 형강의 실드바;를 포함하여 구성되어
   상기 실드바 내폭에 부스바를 삽입 고정시키면, 상기 부스바와 실드바가 선로형 안테나를 케이싱시켜 선로형 안테나에 부스바 외부 노이즈를 차단시키는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서.
   
2. 제1항에 있어서 상기 부스바와 피시비 사이에는
   절연층을 삽입시켜 상기 피시비의 선로형 안테나를 부스바를 절연 밀착고정시켜 부스바의 전류 정보감도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서.
   
3. 제2항에 있어서 상기 절연층은
   상기 부스바의 절연피복으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서.
   
4. 제1항에 있어서 상기 피시비는
   일측면에 선로형 안테나가 동박 인쇄되고 상기 선로형 안테나 인쇄 잉여면에는 전면 실드판이 동박 인쇄 형성되며,
   타측면에는 상기 선로형 안테나 설치 위치에 중첩되게 배면 실드판이 동박 인쇄 형성되어
   상기 선로형 안테나 주변 전자기 민감도를 저하시키는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서.
   
5. 제1항에 있어서 상기 피시비는
   상기 실드바의 양측 암이 관통되는 장공 또는 고정되는 슬롯이 형성되어
   상기 실드바와 조립되는 것을 특징으로 하는 노이즈 실드형 전류센서.