KR102580166B1 - 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반) - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반)에 관한 것으로서, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 어느 하나가 통전 중인 상태에서, 작업자가 수배전반 외측도어를 개방하고, 다시 내측도어를 개방하여 내측도어의 내부공간으로 접근하는 경우에 대한 단계적 알람경보를 제공함으로써, 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근하여 발생할 수 있는 안전사고를 예방하고, 수배전반 내부에서 발생한 부분방전을 감지하고, 발생한 부분방전의 종류, 부분방전원인, 사고가 발생할 때가지의 위험도에 대한 종합적인 정보를 제공하는 기능을 더 제공하는, 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반)에 관한 것이다.

Description

작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반){Switchgear with Improved Operator Safety}

본 발명은 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반)에 관한 것으로서, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 어느 하나가 통전 중인 상태에서, 작업자가 수배전반 외측도어를 개방하고, 다시 내측도어를 개방하여 내측도어의 내부공간으로 접근하는 경우에 대한 단계적 알람경보를 제공함으로써, 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근하여 발생할 수 있는 안전사고를 예방하고, 수배전반 내부에서 발생한 부분방전을 감지하고, 발생한 부분방전의 종류, 부분방전원인, 사고가 발생할 때가지의 위험도에 대한 종합적인 정보를 제공하는 기능을 더 제공하는, 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반)에 관한 것이다.

수배전반이란 발전소에서부터 공급되는 전력을 저압으로 강압하여 수용가로 분배하는 장치로서, 용도 및 수전전압에 따라 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반 등 다양한 형태로 설치될 수 있다.

한편 수배전반의 인입전선을 이루는 부스바, 충전부 등에는 고압의 전류가 흐르므로, 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근하는 것을 사전에 차단하여, 감전 등의 안전사고를 예방하기 위한 대책이 마련될 필요가 있다. 구체적으로 종래의 경우에 수배전반이 폐쇄형 구조를 가지고, 외부에서 작업자가 전력선의 통전여부에 대한 정보를 확인할 수 있는 기능이 마련되지 않아, 작업자가 수배전반의 통전 여부를 확인하기 어려운 문제점이 있었다.

더 나아가 종래에는 수배전반 외부에서 작업자가 R상, T상, S상의 3상 전력선 각각의 통전상태에 대한 정보를 용이하게 확인할 수 있는 기능 또한 마련된 바가 없었다.

결과적으로, 작업자가 수배전반 외부에서 3상 전력선 각각의 통전상태에 대한 정보를 확인할 수 있음과 동시에, 통전상태의 수배전반에 작업자가 접근할 때마다 단계적 알람정보를 제공함으로써, 감전 등의 안전사고를 예방하기 위한 방법 및 시스템이 마련될 필요가 있다.

국내등록특허 KR 10-1594333 B1

본 발명은 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반)에 관한 것으로서, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 어느 하나가 통전 중인 상태에서, 작업자가 수배전반 외측도어를 개방하고, 다시 내측도어를 개방하여 내측도어의 내부공간으로 접근하는 경우에 대한 단계적 알람경보를 제공함으로써, 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근하여 발생할 수 있는 안전사고를 예방하고, 수배전반 내부에서 발생한 부분방전을 감지하고, 발생한 부분방전의 종류, 부분방전원인, 사고가 발생할 때가지의 위험도에 대한 종합적인 정보를 제공하는 기능을 더 제공하는, 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반)을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반으로서, 계통전압이 고압 혹은 특고압인 경우에는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 접속된 3개의 전압검출장치 혹은 계기용변압기 각각으로부터 상기 계통전압이 강압된 전압값을 수신하고, 계통전압이 저압인 경우에는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 접속된 3개의 계기용변압기로부터 상기 계통전압이 강압된 전압값을 수신하여, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각에 대한 통전여부를 감지하는, 메인컨트롤러; 수배전반 외측도어의 개폐여부에 따라 외측도어개폐신호를 생성하는 외측문열림감지센서; 수배전반 내측도어의 내부공간에 설치되어, 수배전반 내부에 인체의 접근여부에 따라 접근감지신호를 생성하는 접근감지센서; 상기 외측문열림감지센서로부터 수신한 외측도어개폐신호 및 상기 접근감지센서로부터 수신한 접근감지신호를 취합하여, 상기 메인컨트롤러로 송신하는 서브컨트롤러;를 포함하고, 상기 메인컨트롤러는, 상기 전압검출장치 및 계기용변압기로부터 수신한 전압값에 기초하여 판단되는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각에 대한 통전여부, 상기 서브컨트롤러부터 수신한 외측도어개폐신호, 및 접근감지신호에 기반하여, 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근했을 때에 대한 단계적 알람정보를 생성하고 출력하는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 메인컨트롤러는, 상기 전압검출장치 및 계기용변압기로부터 수신한 전압값에 기초하여 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출될 때, 제1알람정보를 생성하고, 상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보보다 높은 단계의 제2알람정보를 생성하고, 상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 내측도어개폐신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보 및 제2알람정보보다 높은 단계의 제3알람정보를 생성하고, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 내측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 접근감지신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보, 상기 제2알람정보, 및 상기 제3알람정보보다 높은 단계의 제4알람정보를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 단계적 알람정보는, 상기 메인컨트롤러에 구비되는 알람정보표시등, 음성출력장치, 부저 중 1 이상을 포함하는 출력장치를 통해 출력될 수 있고, 상기 알람정보의 단계별로 상기 알람정보표시등의 점등, 음성출력장치의 음성멘트, 부저의 알람발생 여부, 주기 중 1 이상이 상이하게 설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 전압검출장치는, 부스바와 볼트결합되어 계통전압이 인가되는 제1체결구를 포함하고, 원통형의 전도성 금속으로 구성된, 상측금속바; 상기 상측금속바와 전기적으로 연결되고, 직렬연결된 2개의 캐패시터를 포함하는 내부인입선; 상기 2개의 캐패시터의 접속부 사이에서, 상기 제1체결구로 인가된 계통전압이 강압된 전압값을 출력하는 신호출력구; 상기 2개의 캐패시터 중 말단에 위치한 캐패시터 2차측에서, 상기 전압검출장치에 대한 접지선이 접속되는 접지구; 및 상기 수배전반의 구조물에 볼트결합되는 1 이상의 제2체결구를 포함하고, 상기 상측금속바, 내부인입선, 신호출력구, 및 접지구와 전기적으로 독립되면서 상기 상측금속바와 상응하는 형태의 원통형의 금속으로 구성된, 하측금속바; 및 상기 상측금속바, 내부인입선, 및 하측금속바를 에폭시 소재로 몰딩하여 상기 전압검출장치의 외형을 형성하고, 외주면을 따라 형성되는 복수의 갓 형태를 포함하는, 절연외장재;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 전압검출장치는, 전기적으로는, 피뢰기 1차측 및 부하개폐기(LBS) 2차측 이후에 위치하여, 외부이상전압 발생 시 상기 피뢰기에 의해 보호되고, 물리적으로는, 상기 전압검출장치의 상면에 형성되는 제1체결구와 상기 부스바가 볼트결합되고, 상기 전압검출장치의 하면에 형성되는 제2체결구와 수배전반의 구조물 사이에 볼트결합되어, 상기 부스바와 수배전반 구조물 사이에서 상기 부스바를 지지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 수배전반은, 상기 3개의 전압검출장치 각각의 상기 신호출력구에서 출력되는 전력에 의하여 구동되는 3개의 LED램프를 포함하여, 상기 메인컨트롤러의 동작에 이상이 생기더라도 예비적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 전기적으로 표시할 수 있는 통전상태LED출력모듈;를 더 포함하고, 상기 통전상태LED출력모듈은 상기 메인컨트롤러와 병렬연결되어, 상기 메인컨트롤러에서 출력하는 알람정보와 독립적으로, 상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 LED램프로 표시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 외측문열림감지센서는, 직육면체 형태의 컨테이너; 상기 컨테이너의 상면의 둘레 일부가 외측으로 돌출형성되는 평판 형태이고, 서로 마주보도록 형성되는 2개의 날개부; 상기 2개의 날개부 각각에 형성된 중공을 관통하여 결합되는 결합핀; 상기 2개의 날개부 사이에서 상기 컨테이너의 상면의 일부가 외측으로 돌출되고, 상면에 지렛대부재의 하면의 일부가 배치되는 지지부; 일단부에는 휠이 결합되고, 타단부는 상기 지지부의 상면에 배치되고, 상기 일단부와 타단부 사이의 일부에 상기 결합핀이 결합되면서 지레작용하는 지렛대부재; 상기 지렛대부재의 하측에 위치하여, 상기 지렛대부재가 지레작용함에 따른 변위를 측정하는 개폐센서; 및 상기 지렛대부재의 하측에 위치하여, 상기 지렛대부재가 지레작용함에 따라 압축 및 이완되는 스프링;을 포함하고, 상기 지렛대부재는, 수배전반 외측도어가 열릴 때, 상기 외측도어가 맞닿는 휠이 결합된 일단부가 눌려지면서 힘점으로 작용하고, 상기 결합핀이 결합된 위치가 받침점으로 작용하면서 지레작용하여 상기 지렛대부재에 의해 상기 개폐센서가 눌려져 외측도어개폐신호가 생성되고, 상기 휠이 결합된 일단부를 누르는 힘의 일부는 상기 휠을 회전하게 하여, 상기 지렛대부재가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 컨테이너는, 길이방향에 수직하는 방향으로 상기 컨테이너를 관통하도록 형성되는 복수의 결합홀을 포함하고, 복수의 외측문열림감지센서 각각에 형성된 결합홀이 서로 상응하도록 배치하고, 서로 상응하는 위치의 결합홀을 관통하여 볼팅함으로써, 복수의 외측문열림감지센서를 결합하여 설치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 수배전반은, 지진을 감지하여 지진진동의 크기를 측정하고, 지진진동의 크기에 기초하여 지진종류(P파, 혹은 S파)를 판별하고, 상기 지진진동의 크기 및 지진종류를 포함하는 지진감지신호를 상기 메인컨트롤러로 송신하는, 지진감지센서;를 포함하고, 상기 메인컨트롤러는, 자체적으로 구비하는 출력장치를 통해 상기 지진진동의 크기와 지진종류에 따라 상기 지진감지신호를 상이하게 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 수배전반은, 부분방전 시 수배전반 내부에서 발생하는 UHF신호를 수신하는 UHF수신부를 포함하고, 수배전반 내부에서의 부분방전 발생여부, 방전량, 종류, 및 위험도를 진단하는, 부분방전진단모듈;을 더 포함하고, 상기 부분방전진단모듈은, UHF수신부를 통해 UHF신호를 수신하고, 수신한 UHF신호를 60Hz 또는 50Hz로 동기화하여, 기설정된 주기로 누적하는 단계; 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 방전량에 기초하여, 부분방전의 발생밀도를 판단하는 단계; 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 패턴에 기초하여, 부분방전의 종류를 판별하고, 판별된 종류에 기초하여 수배전반 내부의 구성요소 중 부분방전이 발생된 부분방전원인을 판단하는 단계; 현재 발생하는 부분방전이 지속되었을 때, 사고가 발생될 때 까지 예측되는 시간 및 사고확률을 수치화한 위험도를 산출하는 단계; 및 도출된 상기 부분방전의 발생밀도, 종류, 및 위험도를 표시하는 단계;를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 부분방전진단모듈에는, 부분방전의 종류인 보이드, 플로팅, 및 코로나 각각에 대하여, 해당 종류의 부분방전이 발생했을 때의 기설정된 주기로 누적되는 UHF신호의 패턴에 대한 정보가 저장되어 있고, 상기 부분방전원인을 판단하는 단계는, 기저장된 부분방전의 종류별 UHF신호의 패턴과 UHF수신부를 통해 수신한 UHF신호가 누적된 UHF신호의 패턴을 비교하여, 수배전반 내부에서 발생한 부분방전의 종류를 판별하고, 보이드로 판별되는 경우에, 부분방전원인을 에폭시로 판단하고, 플로팅으로 판별되는 경우에, 부분방전원인을 금속과 금속 사이의 접속부로 판단하고, 코로나로 판별되는 경우에, 부분방전원인을 에폭시와 금속 사이의 접속부로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 사고확률은, 부분방전의 크기 및 지속시간 각각에 비례하고, 부분방전의 종류가, 플로팅인 경우에는 제1가중치가 부여되고, 코로나인 경우에는 상기 제1가중치보다 높은 제2가중치가 부여되고, 보이드인 경우에는 상기 제1가중치 및 상기 제2가중치보다 높은 제3가중치가 부여되어 산출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 중 어느 하나가 통전 중일 때, 작업자가 수배전반 외측도어를 개방하고, 다시 내측도어를 개방하여 내측도어의 내부로 접근하는 경우에 따라 단계적인 알람정보를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 단계적 알람경보를 제공하는 메인컨트롤러와 독립적으로 운용되는 통전상태LED출력모듈을 구비하여, 메인컨트롤러에 이상이 발생하더라도 예비적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각에 대한 통전상태에 대한 정보를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고압 혹은 특고압의 계통전압을 강압하여 메인컨트롤러로 송신하는 전압검출장치는, 물리적으로는 부스바를 지지하게 함으로써 기계적 안전성을 향상할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수배전반 내부에서 발생하는 부분방전 발생여부를 감지하고, 부분방전의 종류, 부분방전원인, 및 현재의 부분방전이 지속되었을 때 사고가 발생할 때 까지 예측되는 사고확률 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통전감응 사고를 예방하는 수배전반에 대한 회로도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 혹은 특고압 전력선에서 강압된 전압이 메인컨트롤러로 송신되기 까지의 회로도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저압 전력선에서 강압된 전압이 메인컨트롤러로 송신되기 까지의 회로도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인컨트롤러에 의해 단계적 알람정보가 생성되는 과정을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압검출장치에 의하여, 고압 전력선에서 강압된 전압이 메인컨트롤러 및 통전상태LED출력모듈로 송신되기 까지의 회로도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압검출장치를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압검출장치가 부스바를 물리적으로 지지하는 모습을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 외측문열림감지센서의 정면도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 외측문열림감지센서의 좌측면도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 외측문열림감지센서의 평면도 및 사시도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합홀을 통해 체결된 복수의 외측문열림감지센서를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전진단모듈에 의해 수행되는 단계들을 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기설정된 주기로 누적되는 UHF신호를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 종류별 패턴을 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전에 대한 위험도를 산출하는 과정을 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전에 대한 정보를 표시하는 인터페이스를 도시한다.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통전감응 사고를 예방하는 수배전반에 대한 회로도를 개략적으로 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반은 계통전압이 고압 혹은 특고압인 경우에는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 접속된 3개의 전압검출장치(5) 혹은 계기용변압기(7) 각각으로부터 상기 계통전압이 강압된 전압값을 수신하고, 계통전압이 저압인 경우에는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 접속된 3개의 계기용변압기(7)로부터 상기 계통전압이 강압된 전압값을 수신하여, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각에 대한 통전여부를 감지하는, 메인컨트롤러(1); 수배전반 외측도어의 개폐여부에 따라 외측도어개폐신호를 생성하는 외측문열림감지센서(10); 수배전반 내측도어의 내부공간에 설치되어, 수배전반 내부에 인체의 접근여부에 따라 접근감지신호를 생성하는 접근감지센서(3); 상기 외측문열림감지센서(10)로부터 수신한 외측도어개폐신호 및 상기 접근감지센서(3)로부터 수신한 접근감지신호를 취합하여, 상기 메인컨트롤러(1)로 송신하는 서브컨트롤러(4);를 포함하고, 상기 메인컨트롤러(1)는, 상기 전압검출장치(5) 및 계기용변압기(7)로부터 수신한 전압값에 기초하여 판단되는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각에 대한 통전여부, 상기 서브컨트롤러(4)부터 수신한 외측도어개폐신호, 및 접근감지신호에 기반하여, 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근했을 때에 대한 단계적 알람정보를 생성하고 출력할 수 있다.

또한 상기 수배전반은, 지진을 감지하여 지진진동의 크기를 측정하고, 지진진동의 크기에 기초하여 지진종류(P파, 혹은 S파)를 판별하고, 상기 지진진동의 크기 및 지진종류를 포함하는 지진감지신호를 상기 메인컨트롤러(1)로 송신하는, 지진감지센서(11);를 포함하고, 상기 메인컨트롤러(1)는, 자체적으로 구비하는 출력장치를 통해 상기 지진진동의 크기와 지진종류에 따라 상기 지진감지신호를 상이하게 출력할 수 있다.

구체적으로 본 발명의 수배전반의 단계적 알람정보를 생성하는 메인컨트롤러(1)는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전상태, 수배전반 도어의 개폐여부, 수배전반 내부로의 작업자의 진입여부에 기초하여, 단계적 알람정보를 생성할 수 있다.

구체적으로 메인컨트롤러(1)는 계통전압이 고압 혹은 특고압인 경우에, 전압검출장치(5) 혹은 계기용변압기(7)로부터 해당 전력선의 전압값을 수신할 수 있다. 더 구체적으로 계통전압이 고압 혹은 특고압인 경우에는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 3개의 전압검출장치(5) 혹은 계기용변압기(7)가 설치되고, 고압 혹은 특고압의 계통전압을 강압하여 메인컨트롤러(1)로 송신할 수 있다.

바람직하게는 3개의 전압검출장치(5) 및 계기용변압기(7) 각각에 의해 강압된 전압값은, 해당 장치에 상응하는 수신모듈에 취합된 후 상기 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다. 구체적으로 3개의 전압검출장치(5) 각각에서 강압된 전?陋だ? 전압검출장치(5)에 상응하는 전압검출장치수신모듈(6)에 취합되어 상기 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있고, 3개의 계기용변압기(7) 각각에서 강압된 전?陋だ? 계기용변압기(7)에 상응하는 계기용변압기수신모듈(8)에 취합되어 상기 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다.

한편 메인컨트롤러(1)는 계통전압이 저압인 경우에, 계기용변압기(7)로부터 해당 전력선의 전압값을 수신할 수 있다. 구체적으로 계통전압이 저압인 경우에는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 3개의 계기용변압기(7)가 설치되고, 저압의 계통전압을 강압하여 메인컨트롤러(1)로 송신할 수 있다.

바람직하게는 3개의 계기용변압기(7) 각각에서 강압된 전압값은 계기용변압기수신모듈(8)에 취합되어 상기 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다.

즉, 도 1에서 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선이 저압인 경우에는, 전압검출장치(5) 및 전압검출장치수신모듈(6)은 각각 계기용변압기(7) 및 계기용변압기수신모듈(8)로 대체될 수 있다.

이와 같이 메인컨트롤러(1)는 특고압, 고압 혹은 저압의 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에서의 계통전압이 강압된 전압값을 수신하여, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 판단할 수 있다.

한편, 본 발명의 수배전반은 외측문열림감지센서(10)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 외측문열림감지센서(10)는 외측도어의 개폐여부를 감지하도록 수배전반에 설치될 수 있다.

본 발명의 수배전반의 도어는 작업자의 안전을 위해 외측도어 및 내측도어를 가지는 2중 구조 형태를 가질 수 있고, 외측문열림감지센서(10)는 외측도어의 개폐여부를 감지하고 이에 따라 외측도어개폐신호를 생성할 수 있다.

바람직하게는 외측도어가 개방될 때, 외측문열림감지센서(10)는 긍정의 외측도어개폐신호를 생성할 수 있다.

또한 내측문열림감지센서는 내측도어의 개폐여부를 감지하고 이에 따라 내측도어개폐신호를 생성할 수 있다.

바람직하게는 내측도어가 개방될 때, 내측문열림감지센서는 긍정의 외측도어개폐신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 수배전반의 외측도어에는 1 이상의 외측문열림감지센서(10)가 구비되고, 상기 1 이상의 외측문열림감지센서(10) 각각에 의해 생성된 외측도어개폐신호가 서브컨트롤러(4)로 취합된 후, 상기 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다.

상기 메인컨트롤러(1)는 상기 1 이상의 외측문열림감지센서(10) 각각에 의해 생성된 1 이상의 외측도어개폐신호를 종합적으로 고려하여, 외측도어의 개폐여부를 판단할 수 있다.

바람직하게는, 상기 메인컨트롤러(1)는 상기 1 이상의 외측문열림감지센서(10) 각각에 의해 생성된 1 이상의 외측도어개폐신호 중 1 이상이 긍정일 때, 외측도어가 개방된 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에서는, 외측문열림감지센서(10)를 예비적으로 더 구비하여, 어느 하나의 외측문열림감지센서(10)가 손상 혹은 오작동하더라도 외측도어개폐신호가 생성되도록 할 수 있다.

동일하게 수배전반의 내측도어에는 1 이상의 내측문열림감지센서가 구비되고, 상기 1 이상의 내측문열림감지센서 각각에 의해 생성된 내측도어개폐신호가 서브컨트롤러(4)로 취합된 후, 상기 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다.

상기 메인컨트롤러(1)는 상기 1 이상의 내측문열림감지센서 각각에 의해 생성된 1 이상의 내측도어개폐신호를 종합적으로 고려하여, 내측도어의 개폐여부를 판단할 수 있다.

바람직하게는, 상기 메인컨트롤러(1)는 상기 1 이상의 내측문열림감지센서 각각에 의해 생성된 1 이상의 내측도어개폐신호 중 1 이상이 긍정일 때, 내측도어가 개방된 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에서는, 내측문열림감지센서를 예비적으로 더 구비하여, 어느 하나의 내측문열림감지센서가 손상 혹은 오작동하더라도 외측도어개폐신호가 생성되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 수배전반은 접근감지센서(3)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 접근감지센서(3)는 수배전반의 내측도어 안쪽에 설치되어 수배전반 내측도어의 내부공간으로의 객체(바람직하게는 작업자)의 진입여부를 감지할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 수배전반은, 외측도어 및 내측도어를 가지는 2중 구조 형태를 가지고, 내측도어의 내측 내부공간에 접근감지센서(3)가 설치될 수 있다. 즉 접근감지센서(3)는 작업자가 내측도어를 개방하여 내측도어의 안쪽 공간으로의 진입여부를 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 접근감지센서(3)는 한 쌍의 적외선수광부와 적외선발광부를 포함하고, 내측도어의 내부공간 양측에 상기 적외선수광부와 적외선발광부가 대향하도록 설치하여, 적외선수광부와 적외선발광부 사이에서의 객체를 감지할 수 있다.

예를 들어, 내측도어의 내부공간 좌우측 각각에 적외선수광부와 적외선발광부가 대향하도록 설치하여, 내측도어를 통해 내부공간으로 진입하는 작업자를 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 수배전반의 내측도어에는 1 이상의 접근감지센서(3)가 구비되고, 상기 1 이상의 접근감지센서(3) 각각에 의해 생성된 접근감지신호가 서브컨트롤러(4)로 취합된 후, 상기 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다.

한편, 내부공간이란 수배전반 내부에 부스바, 차단기 등의 전기설비들이 구비되는 공간을 의미할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 서브컨트롤러(4)는 1 이상의 접근감지센서(3) 및 1 이상의 외측문열림감지센서(10), 내측문열림감지센서에 의해 생성되는 신호(외측도어개폐신호, 내측도어개폐신호 및 접근감지신호)를 취합하여, 메인컨트롤러(1)로 송신할 수 있다.

정리하자면, 메인컨트롤러(1)는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에서의 수전전압이 강압된 전압값, 수배전반 외측도어가 개폐되었는 지에 대한 외측도어개폐신호, 수배전반 내측도어가 개폐되었는 지에 대한 내측도어개폐신호, 수배전반 내측도어 내측으로 작업자가 진입하였는 지 여부에 대한 접근감지신호를 각각의 장치 및 센서를 통해 수신할 수 있고, 해당 신호들에 기초하여 수배전반이 통전 중일 때, 도어가 개폐되고, 작업자가 접근했을 때에 대한 단계적 알람정보를 생성할 수 있다.

한편, 메인컨트롤러(1)는 단계적 알람정보를 출력하기 위한 자체적인 출력장치들을 포함할 수 있다. 구체적으로 메인컨트롤러(1)는 알람정보표시등, 음성출력장치, 부저 중 1 이상을 포함하는 출력장치를 통해 단계적 알람정보를 출력할 수 있다.

또한, 메인컨트롤러(1)는 외부단말과 통신을 수행하는 통신모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 메인컨트롤러(1)는 외부단말과의 통신을 통해 상기 외부단말에서 자체적으로 단계적 알람정보를 출력하게끔 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 외부단말은 데스크탑, 노트북, 태블릿, 스마트폰 중 1 이상을 포함하는 장치일 수 있다. 구체적으로 메인컨트롤러(1)에 의하여 출력되는 단계적 알람정보는 자체적인 출력장치(디스플레이패널, 스피커 등)을 구비하는 외부단말에서 시각적, 혹은 청각적 정보 등 다양한 형태로 출력될 수 있다.

또는 본 발명의 일 실시예에서, 상기 외부단말은 워치단말일 수 있고, 상기 통신모듈(미도시)은 BLE통신모듈일 수 있다. 구체적으로 워치단말이란 작업자가 착용하여 휴대할 수 있는 웨어러블 전자기기로서, 상기 메인컨트롤러(1)는 상기 워치단말과 BLE통신을 수행하여, 상기 워치단말에서 단계적 알람정보가 출력되기 할 수 있다.

즉 작업자는 수배전반에 구비되는 메인컨트롤러(1)뿐만 아니라 자신이 휴대하고 있는 외부단말을 통해서도 단계적 알람정보를 제공받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 워치단말은 자체적으로 디스플레이 출력기능, 음성출력기능, 진동기능을 포함하여 알람정보의 단계에 따라 알람정보를 상이하게 출력할 수 있다.

한편, 본 발명의 수배전반은 지진을 감지하고 지진진동의 세기와 지진종류에 대한 지진감지신호를 출력하는 기능을 더 제공한다. 구체적으로 지진감지센서(11)는 지진을 감지하여 지진진동의 세기를 측정하고, 지진진동의 세기에 따라 지진종류를 판별할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 지진진동의 세기의 단위는 gal일 수 있다. 즉, 지진감지센서(11)는 감지되는 지진의 지진진동의 세기(gal)가 10gal 이하일 때, 지진종류를 P파로 판별하고, 지진진동의 세기(gal)가 10gal를 초과할 때, 지진종류를 S파로 판별할 수 있고, 지진진동의 세기와 지진종류를 포함하는 지진감지신호를 메인컨트롤러(1)로 송신할 수 있다.

메인컨트롤러(1)는 지진감지센서(11)로부터 수신한 지진감지신호를 단계적으로 표시할 수 있다. 일례로 메인컨트롤러(1)는 지진진동의 세기가 10gal 이하이고 지진종류가 P파인 지진에 대해서는 제1지진경보를 출력하고, 지진진동의 세기가 10gal 초과 20gal 이하이고 지진종류가 S파인 지진에 대해서는 제2지진경보를 출력하고, 지진진동의 세기가 20gal 초과 150ga 이하이고 지진종류가 S파인 지진에 대해서는 제3지진경보를 출력하고, 지진진동의 세기가 250gal을 초과하고 지진종류가 S파인 지진에 대해서는 제4지진경보를 출력할 수 있다.

바람직하게는 지진종류가 S파이고, 지진진동의 세기가 클수록 더 높은 단계의 경보를 출력할 수 있다.

한편, 본 발명의 수배전반은 수배전반 내부에서 발생하는 부분방전을 감지하고, 부분방전의 방전량, 종류, 부분방전원인, 위험도 등을 판단하고 이에 대한 정보를 제공하는 기능을 더 제공한다. 구체적으로 부분방전진단모듈(12)은 내부에서 발생하는 UHF신호에 기초하여 부분방전의 발생여부, 방전량, 종류 등을 감지 및 진단할 수 있고, 해당 정보들을 자체적으로 구비하는 출력장치를 통해 출력하거나, 메인컨트롤러(1) 혹은 외부단말로 송신하여 해당 정보들을 출력하게끔 할 수 있다.

부분방전진단모듈(12)에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 특고압 혹은 고압 전력선에서 강압된 전압이 메인컨트롤러(1)로 송신되기 까지의 회로도를 도시한다.

전술한 바와 같이, 계통전압이 고압 혹은 특고압인 경우에는 메인컨트롤러(1)는 전압검출장치(5) 혹은 계기용변압기(7)로부터 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에서의 계통전압이 강압된 전압값을 수신할 수 있다.

구체적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 구비된 3개의 전압검출장치(5)에 의하여 계통전압이 강압될 수 있고, 3개의 전압검출장치(5) 각각에서 출력되는 강압된 전압값은 한 개의 전압검출장치수신모듈(6)로 취합될 수 있다. 또한 전압검출장치수신모듈(6)은 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에서의 계통전압이 강압된 전압값을 메인컨트롤러(1)로 송신할 수 있다.

메인컨트롤러(1)는 고압 혹은 특고압의 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에서의 계통전압이 강압된 전압값에 기초하여, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선에 대한 통전여부를 판단할 수 있다.

한편, 본 발명의 수배전반은 메인컨트롤러(1)와 독립적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선의 통전여부를 출력하는 통전상태LED출력모듈(9)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 통전상태LED출력모듈(9)은 상기 메인컨트롤러(1) 및 상기 전압검출장치수신모듈(6)과 병렬연결되어, 상기 메인컨트롤러(1)에 이상이 생기더라도 예비적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 3개의 LED램프(90)로 표시할 수 있다. 즉, 통전상태LED출력모듈(9)은 3개의 전압검출장치(5)에서 전압검출장치수신모듈(6)로 입력되는 전력을 구동되어 LED램프(90)를 출력할 수 있다.

한편, 전기적으로 전압검출장치(5)는 피뢰기 이후에 위치될 수 있다. 구체적으로 특고압 혹은 고압 전력계통에서 부하개폐기(LBS)와 계기용변성기(MOF) 사이에 피뢰기가 구비되어, 피뢰기에 의해 피뢰기 후단에 구비되는 전기설비(MOF, VCB 등)들이 보호될 수 있다.

본 발명의 전압검출장치(5)는 피뢰기 1차측 및 부하개폐기(LBS) 2차측 이후에 위치하여, 상기 피뢰기에 의하여 외부이상전압으로부터 보호될 수 있다. 구체적으로 전압검출장치(5)는 피뢰기 후단에 위치하여 뇌서지, 개폐서지 등으로부터 보호될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저압 전력선에서 강압된 전압이 메인컨트롤러(1)로 송신되기 까지의 회로도를 도시한다.

전술한 바와 같이, 계통전압이 저압인 경우에는 메인컨트롤러(1)는 계기용변압기(7)로부터 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에서의 계통전압이 강압된 전압값을 수신할 수 있다.

구체적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 구비된 3개의 계기용변압기(7)에 의하여 계통전압이 강압될 수 있고, 3개의 계기용변압기(7) 각각의 2차측 전압값이 한 개의 계기용변압기수신모듈(8)로 취합될 수 있다. 또한 계기용변압기수신모듈(8)은 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에서의 계통전압이 강압된 전압값을 메인컨트롤러(1)로 송신할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 수배전반은 설비의 추가를 최소화면서 전력량 계측을 위해 구비되는 계기용변압기(7)의 2차측 전압값을 이용하여, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선에 대한 통전여부에 기초한 알람정보를 출력할 수 있다.

또한 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시에서 계통전압이 저압인 경우에 통전상태LED출력모듈(9)이 구비되지 않을 수 있다. 즉 통전상태LED출력모듈(9)은 모든 전압종류의 전력계통에 구비되지 않고, 상대적으로 사고확률과 사고발생 시 파급력이 높은 특고압 혹은 고압 전력계통에 구비됨으로써, 비용효율적으로 작업자의 안정성을 개선하고 사고를 예방할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인컨트롤러(1)에 의해 단계적 알람정보를 생성되는 과정을 도시한다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 메인컨트롤러(1)는, 상기 전압검출장치(5) 및 계기용변압기(7)로부터 수신한 전압값에 기초하여 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출될 때, 제1알람정보를 생성하고, 상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보보다 높은 단계의 제2알람정보를 생성하고, 상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 내측도어개폐신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보 및 제2알람정보보다 높은 단계의 제3알람정보를 생성하고, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 내측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 접근감지신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보 및 상기 제2알람정보보다 높은 단계의 제4알람정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 단계적 알람정보는, 상기 메인컨트롤러(1)에 구비되는 음성출력장치, 부저, 알람정보표시등 중 1 이상을 포함하는 출력장치를 통해 출력될 수 있고, 상기 알람정보의 단계별로 상기 알람정보표시등의 점등, 음성출력장치의 음성멘트, 부저의 알람발생 여부, 주기 중 1 이상이 상이하게 설정될 수 있다.

S1.1 내지 S9단계는, 메인컨트롤러(1)에 의하여 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근했을 때에 대한 단계적 알람정보를 생성하고 출력되기까지 수행되는 단계들을 도시한다.

구체적으로 S1.1단계에서, 메인컨트롤러(1)는 3개의 전압검출장치(5) 혹은 계기용변압기(7)로부터 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각의 계통전압이 강압된 전압값을 수신할 수 있다. 즉, 메인컨트롤러(1)는 전압검출장치(5) 혹은 계기용변압기(7)로부터 수신한 전압값에 기초하여, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각에 대한 통전여부를 판단할 수 있다.

S1.2단계에서, 메인컨트롤러(1)는 외측문열림감지센서(10) 및 내측문열림감지센서 각각으로부터 외측도어 및 내측도어의 개폐여부에 대한 외측도어개폐신호, 및 내측도어개폐신호를 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이 본 발명의 수배전반은 내측도어와 외측도어를 가지는 2중 구조 형태를 가질 수 있고, 외측문열림감지센서(10)는 외측도어에 구비되어 외측도어가 개방될 때 긍정의 외측도어개폐신호를 생성하여 메인컨트롤러(1)로 송신하고, 내측문열림감지센서는 내측도어에 구비되어 내측도어가 개방될 때 긍정의 내측도어개폐신호를 생성하여 메인컨트롤러(1)로 송신할 수 있다.

즉, 메인컨트롤러(1)는 외측문열림감지센서(10)로부터 수신한 외측도어개폐신호에 기초하여, 외측도어의 개폐여부를 판단할 수 있고, 내측문열림감지센서로부터 수신한 내측도어개폐신호에 기초하여, 내측도어의 개폐여부를 판단할 수 있다.

S1.3단계에서, 메인컨트롤러(1)는 접근감지센서(3)로부터 접근감지신호를 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이 접근감지센서(3)는 수배전반 내측도어의 내부공간에 서로 대향하여 설치되는 한 쌍의 적외선수광부와 적외선발광부를 포함하여, 적외선수광부와 적외선발광부 사이의 객체(바람직하게는 작업자의 신체)를 감지하여, 작업자가 수배전반 내부에 위치하고 있는 지 여부를 판단할 수 있다.

S2단계에서, 메인컨트롤러(1)는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 판단하고, S3.2단계에서 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 어느 하나 이상이 통전 중인 경우에 제1알람정보를 생성하고 출력할 수 있다.

또한 제1알람정보는 메인컨트롤러(1)가 자체적으로 구비하는 출력장치를 통해 출력되거나, 메인컨트롤러(1)와 통신을 수행할 수 있는 외부단말을 통해 출력될 수 있다.

한편 S3.1단계에서, 통전상태LED출력모듈(9)에 의하여, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부가 표시될 수 있다. 구체적으로 전술한 바와 같이 메인컨트롤러(1)와 독립적으로 운용되는 통전상태LED출력모듈(9)은 자체적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선에 접속된 3개의 전압검출장치(5) 각각으로부터 계통전압이 강압된 전압값을 수신하여, 메인컨트롤러(1)에서 출력하는 제1알람정보와 독립적으로, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 LED램프(90)를 통해 표시할 수 있다.

S4단계에서, 메인컨트롤러(1)는 외측문열림감지센서(10)로부터 수신한 외측도어개폐신호가 긍정에 해당하는 지 여부를 판단하고, 긍정인 경우에 S5단계에서 제2알람정보를 생성할 수 있다. 구체적으로 메인컨트롤러(1)는 앞서 S2단계에서 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 1 이상이 통전 중인 것으로 판단되는 상태에서, 긍정의 외측도어개폐신호를 수신하는 경우에 제2알람정보를 생성하고 출력할 수 있다.

즉 제2알람정보는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 1 이상이 통전 중인 상태에서, 작업자가 수배전반 외측도어를 개방했을 때 출력될 수 있다.

마찬가지로, 제2알람정보는 메인컨트롤러(1)가 자체적으로 구비하는 출력장치를 통해 출력되거나, 메인컨트롤러(1)와 통신을 수행할 수 있는 외부단말을 통해 출력될 수 있다.

S6단계에서, 메인컨트롤러(1)는 내측문열림감지센서로부터 수신한 내측도어개폐신호가 긍정에 해당하는 지 여부를 판단하고, 긍정인 경우에 S7단계에서 제3알람정보를 생성할 수 있다. 구체적으로 메인컨트롤러(1)는 앞서 S2단계에서 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 1 이상이 통전 중인 것으로 판단되는 상태에서, 긍정의 외측도어개폐신호를 수신하고, 긍정의 내측도어개폐신호를 수신하는 경우에 제3알람정보를 생성하고 출력할 수 있다.

즉 제3알람정보는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 1 이상이 통전 중인 상태에서, 작업자가 수배전반 외측도어를 개방하고, 다시 내측도어를 개방했을 때 출력될 수 있다.

마찬가지로, 제3알람정보는 메인컨트롤러(1)가 자체적으로 구비하는 출력장치를 통해 출력되거나, 메인컨트롤러(1)와 통신을 수행할 수 있는 외부단말을 통해 출력될 수 있다.

S8단계에서, 메인컨트롤러(1)는 접근감지센서(3)로부터 수신한 접근감지신호가 긍정에 해당하는 지 여부를 판단하고, 긍정인 경우에 S9단계에서 제4알람정보를 생성할 수 있다. 구체적으로 메인컨트롤러(1)는 앞서 S2단계에서 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 1 이상이 통전 중인 것으로 판단되고, S4단계에서 긍정의 외측도어개폐신호를 수신하고, S6단계에서 긍정의 내측도어개폐신호를 수신하고, S8단계에서 긍정의 접근감지신호를 수신하는 경우에 제4알람정보를 생성할 수 있다.

즉 제4알람정보는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 1 이상이 통전 중인 상태에서, 작업자가 수배전반 외측도어를 개방하고, 다시 내측도어를 개방하여 내측도어의 내부공간에 작업자가 접근했을 때 출력될 수 있다.

마찬가지로, 제4알람정보는 메인컨트롤러(1)가 자체적으로 구비하는 출력장치를 통해 출력되거나, 메인컨트롤러(1)와 통신을 수행할 수 있는 외부단말을 통해 출력될 수 있다.

이와 같이, 메인컨트롤러(1)는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 중 1 이상이 통전 중인 여부, 외측도어가 개방되었는 지 여부, 내측도어가 개방되었는 지 여부, 내측도어의 내부공간으로 작업자가 접근했는 지 여부에 따라, 사고발생 확률과 위험도가 높은 상황별로 단계적으로 알람정보를 생성할 수 있다.

한편, 알람정보의 단계가 상승함에 따라 작업자가 해당 상황을 더욱 직관적으로 인지할 수 있도록 출력방식이 상이하게 설정될 수 있다. 구체적으로 제1알람정보가 출력될 때 음성출력장치에서는 "통전 중입니다. 위험하오니 접근하지 마시기 바랍니다"와 같은 음성멘트가 출력되면서, 부저알람은 발생하지 않도록 설정하고, 제2알람정보가 출력될 때 음성출력장치에서는 "통전 중입니다. 도어가 열렸습니다"와 같은 음성멘트가 출력되면서, 부저알람이 발생하도록 설정하고, "통전중입니다. 위험하오니 즉시 패널에서 떨어져 주십시오. 충전 보호커버가 열렸습니다." 음성멘트가 출력되면서 부저알람이 발생하도록 설정하고, 제4알람정보가 출력될 때 음성출력장치에서는 "통전 중입니다. 즉시 충전부에서 떨어져 주십시오. 감전의 위험이 있습니다"와 같은 음성멘트가 출력되면서, 빠른 주기로 부저알람이 발생하도록 설정할 수 있다.

이와 같이, 작업자는 사고확률과 위험도별로 상이하게 출력되는 음성멘트, 부저알람의 발생 여부, 주기 등을 통해 현재의 상황을 보다 직관적이고 명확하게 인지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압검출장치(5)에 의하여, 고압 혹은 특고압의 전력선에서 강압된 전압이 메인컨트롤러(1) 및 통전상태LED출력모듈(9)로 송신되기 까지의 회로도를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전압검출장치(5)는, 부스바와 볼트결합되어 계통전압이 인가되는 제1체결구(500)를 포함하고, 원통형의 전도성 금속으로 구성된, 상측금속바(50); 상기 상측금속바(50)와 전기적으로 연결되고, 직렬연결된 2개의 캐패시터를 포함하는 내부인입선(51); 상기 2개의 캐패시터의 접속부 사이에서, 상기 제1체결구(500)로 인가된 계통전압이 강압된 전압값을 출력하는 신호출력구(52); 상기 2개의 캐패시터 중 말단에 위치한 캐패시터 2차측에서, 상기 전압검출장치(5)에 대한 접지선이 접속되는 접지구(53); 및 상기 수배전반의 구조물에 볼트결합되는 1 이상의 제2체결구(540)를 포함하고, 상기 상측금속바(50), 내부인입선(51), 신호출력구(52), 및 접지구(53)와 전기적으로 독립되면서 상기 상측금속바(50)와 상응하는 형태의 원통형의 금속으로 구성된, 하측금속바(54); 및 상기 상측금속바(50), 내부인입선(51), 및 하측금속바(54)를 에폭시 소재로 몰딩하여 상기 전압검출장치(5)의 외형을 형성하고, 외주면을 따라 형성되는 복수의 갓 형태를 포함하는, 절연외장재(55);를 포함할 수 있다.

또한 상기 전압검출장치(5)는, 전기적으로는, 피뢰기 1차측 및 부하개폐기(LBS) 2차측 이후에 위치하여, 외부이상전압 발생 시 상기 피뢰기에 의해 보호되고, 물리적으로는, 상기 전압검출장치(5)의 상면에 형성되는 제1체결구(500)와 상기 부스바가 볼트결합되고, 상기 전압검출장치(5)의 하면에 형성되는 제2체결구(540)와 수배전반의 구조물 사이에 볼트결합되어, 상기 부스바와 수배전반 구조물 사이에서 상기 부스바를 지지할 수 있다.

또한, 상기 수배전반은, 상기 3개의 전압검출장치(5) 각각의 상기 신호출력구(52)에서 출력되는 전력에 의하여 구동되는 3개의 LED램프(90)를 포함하여, 상기 메인컨트롤러(1)의 동작에 이상이 생기더라도 예비적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 전기적으로 표시할 수 있는 통전상태LED출력모듈(9);를 더 포함하고, 상기 통전상태LED출력모듈(9)은 상기 메인컨트롤러(1)와 병렬연결되어, 상기 메인컨트롤러(1)에서 출력하는 알람정보와 독립적으로, 상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 LED램프(90)로 표시할 수 있다.

전술한 바와 같이, 전압검출장치(5)에 의하여 고압 혹은 특고압의 계통전압이 강압된 전압값은 전압검출장치수신모듈(6)을 통해 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다.

구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 전압검출장치(5)의 내부회로는 직렬연결된 2개의 캐패시터를 포함할 수 있고, 신호출력구(52)를 통해 상기 2개의 캐패시터의 사이에서의 전압값이 출력될 수 있다.

바람직하게는, 상기 신호출력구(52)에서는 하기의 [식 1]에 따라 제1체결구(500)를 통해 인가된 계통전압이 전압강하된 전압값이 출력될 수 있다.

[식 1]

(여기서 V_out은 신호출력구(52)에서 출력되는 전압값, V_in은 제1체결구(500)를 통해 인가되는 계통전압, C₁은 내부인입선(51)의 제1체결구(500)측 첫번째 캐패시터의 정전용량, C₂는 내부인입선(51)의 접지구(53)측 두번째 캐패시터의 정전용량)

이와 같이, 3개의 전압검출장치(5) 각각은 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에서의 계통전압을 강압하여 신호출력구(52)로 출력하고, 해당 전압값들은 하나의 전압검출장치수신모듈(6)로 송신된 후 최종적으로 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이, 3개의 전압검출장치(5) 각각의 신호출력구(52)에서 출력된 전압값은 통전상태LED출력모듈(9)로도 인가될 수 있다. 통전상태LED출력모듈(9)에는 전압검출장치(5)의 신호출력구(52)에서 출력되는 전력으로 구동되는 복수의 LED램프(90)를 포함할 수 있고, 복수의 LED램프(90) 각각에 의하여 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선에 대한 통전여부가 표시될 수 있다.

바람직하게는 통전상태LED출력모듈(9)은 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대응하는 3개의 LED램프(90)를 포함하고, 3개의 LED램프(90) 각각은 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 접속된 3개의 전압검출장치(5) 각각의 신호출력구(52)에서 출력되는 전력에 의하여 구동될 수 있다.

이와 같이, 통전상태LED출력모듈(9) 내부의 3개의 LED램프(90)는 전압검출장치(5)의 신호출력구(52)에서 출력되는 전력으로 구동될 수 있다.

달리 말하자면, 통전상태LED출력모듈(9)은 메인컨트롤러(1)에 접속되는 다른 구성요소(외측문열림감지센서(10), 접근감지센서(3), 방전진단모듈, 지진감지센서(11) 등) 각각과도 독립적으로 운용됨으로써, 메인컨트롤러(1) 혹은 메인컨트롤러(1)에 접속된 복수의 구성요소들 중 어느 하나에 이상이 발생하더라도, 독립적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 전기적으로 표시할 수 있다.

또한, 메인컨트롤러(1)는 1 이상의 프로세서 및 1 이상의 메모리를 포함하는 컴퓨팅장치로서, 자체적인 알고리즘을 통하여 복수의 센서들로부터 수신한 정보들을 종합하여 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근에 따라 단계적 알람경보를 생성하고 출력할 수 있다.

반면에, 통전상태LED출력모듈(9)은 컴퓨팅장치에 의한 별도의 연산과정 없이 전압검출장치(5)의 신호출력구(52)에서 출력되는 전력 자체로 ON/OFF되는 LED램프(90)를 통해 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 표시할 수 있다. 즉, 통전상태LED출력모듈(9)은 메인컨트롤러(1)와 병렬연결되어 독립적으로 운영됨으로써, 메인컨트롤러(1)에서 연산오류 등으로 알람정보가 출력되지 않은 상황에서도 예비적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 표시할 수 있다.

한편, 3개의 전압검출장치(5) 각각의 접지구(53)를 통해 전압검출장치(5) 각각이 접지될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압검출장치(5)를 도시한다.

도 6의 (a)는 전압검출장치(5)의 전체적인 외형을, (b)는 단면도를, (c)는 평면도를, (d)는 저면도를 도시한다.

전압검출장치(5)는 상측에 원통형의 상측금속바(50)를 포함하고, 상기 상측금속바(50)에 형성된 제1체결구(500)를 통해, 부스바와 상기 상측금속바(50)가 나사결합됨으로써, 부스바와 전압검출장치(5)가 물리적, 전기적으로 접속될 수 있다.

구체적으로 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 전압검출장치(5)의 상측금속바(50)에는 나사가 삽입될 수 있도록 내주면에 나사홈이 형성되어 있는 제1체결구(500)를 포함하고, 나사가 부스바에 형성된 관통홀을 관통하여 제1체결구(500)에 삽입되어 결합됨으로써, 상기 부스바와 전압검출장치(5)가 물리적으로 체결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1체결구(500)는 상측금속바(50)의 중앙에 형성될 수 있다.

또는 본 발명의 다른 실시예에서, 상측금속바(50)는 복수의 제1체결구(500)를 포함하고, 복수의 제1체결구(500) 각각에 삽입되는 나사에 의하여 상기 전압검출장치(5)가 상기 부스바에 체결될 수 있다.

한편, 상기 부스바, 상측금속바(50), 및 상기 제1체결구(500)에 삽입되는 나사는 모두 전도성 물질로서, 부스바를 흐르는 계통전압은 상기 나사, 제1체결구(500)를 통해 상측금속바(50)로 전도될 수 있다.

즉, 제1체결구(500)를 통해 상기 상측금속바(50)와 부스바가 나사결합됨으로써, 상기 부스바와 전압검출장치(5)가 전기적으로 접속될 수 있다.

한편, 상측금속바(50)의 하측으로는 직렬연결된 2개의 캐패시터를 포함하는 내부인입선(51)이 연장될 수 있다. 또한, 내부인입선(51)의 2개의 캐패시터(510, 511) 사이의 접속부 사이에서 계통전압이 강압된 전압을 출력하는 신호출력구(52)가 형성될 수 있다. 즉 신호출력구(52)는 2개의 캐패시터 중 말단에 위치하는 캐패시터(511)에 인간되는 전압값을 출력할 수 있고, 해당 전압값은 계통전압이 전압분배법칙에 따라 강압된 전압값에 해당할 수 있다.

전술한 바와 같이 신호출력구(52)를 통해 출력되는 전압값은 메인컨트롤러(1), 및 상기 메인컨트롤러(1)와 병렬연결되는 통전상태LED출력모듈(9)로 각각 인가될 수 있다.

또한, 내부인입선(51)의 2개의 캐패서터 중 말단에 위치한 캐패시터(511) 2차측에서 전압검출장치(5)에 대한 접지선을 접속할 수 있는 접지구(53)가 형성될 수 있다. 구체적으로 접지구(53)를 통해 접지함으로써, 전압검출장치(5)의 절연파괴를 방지하고 신뢰도를 향상할 수 있다.

한편, 전압검출장치(5)는 부스바를 물리적으로 지지하는 기능을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 전압검출장치(5)는 하측에 상기 상측금속바(50)와 상응하는 형태의 원통형의 하측금속바(54)를 포함하고, 상기 하측금속바(54)에 형성된 제2체결구(540)를 통해 수배전반 구조물과 상기 전압검출장치(5)의 하면이 나사결합됨으로써, 수배전반 구조물과 전압검출장치(5)가 물리적으로 체결될 수 있다.

구체적으로 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 전압검출장치(5)의 하측금속바(54)에는 나사가 삽입될 수 있도록 내주면에 나사홈이 형성되어 있는 제2체결구(540)를 포함하고, 나사가 수배전반 구조물에 형성된 관통홀을 관통하여 제2체결구(540)에 삽입되어 결합됨으로써, 상기 수배전반 구조물과 전압검출장치(5)가 물리적으로 체결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 하측금속바(54)에는 복수의 제2체결구(540)를 포함할 수 있다.

결과적으로 물리적으로 전압검출장치(5)의 상면은 상측금속바(50)에 형성된 제1체결구(500)에 의하여 부스바와 결합될 수 있고, 하면은 하측금속바(54)에 형성된 제2체결구(540)를 통해 수배전반 내부구조물에 결합될 수 있다. 즉, 전압검출장치(5)는 하면이 구조물에 고정된 상태에서, 상면이 부스바를 지지하도록 배치될 수 있다.

통상적으로 부스바는 구리, 알루미늄 등의 전도성을 가지는 금속막대로서, 특히 고압고전류의 계통전압을 전도하는 부스바일수록 무게와 면적이 증가하게 된다. 즉 고압 혹은 특고압의 계통전압을 전도하는 부스바는 고중량을 가지게 되므로, 부스바를 물리적으로 견고하게 지지할 필요가 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 전압검출장치(5)는 전기적으로는 고압 혹은 특고압의 계통전압을 강압하여 외부로 출력하고, 물리적으로는 고중량의 부스바를 지지할 수 있다.

한편, 본 발명의 전압검출장치(5)는 부스바가 체결되는 상면과 내부구조물이 체결되는 하면이 전기적으로 독립되어, 부스바를 흐르는 고압의 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 하측금속바(54)는 상측금속바(50), 내부인입선(51), 신호출력구(52), 및 접지구(53)와 전기적으로 독립될 수 있다. 바람직하게는 전압검출장치(5)의 전체적인 외형을 형성하는 절연외장재(55)는 상기 상측금속바(50), 내부인입선(51), 및 하측금속바(54)를 부도체의 에폭시 소재로 몰딩하여 형성함으로써, 하측금속바(54)는 상측금속바(50), 내부인입선(51), 신호출력구(52), 및 접지구(53)와 전기적으로 독립될 수 있다.

즉, 부도체의 절연외장재(55)가, 상측금속바(50) 및 내부인입선(51)과 하측금속바(54)를 전기적으로 분리되도록 절연함으로써, 상측금속바(50)를 통해 인가되는 전압이 하측금속바(54)를 통해 누설되는 것을 방지하고, 결과적으로 하측금속바(54)가 체결되는 수배전반 내부구조물에는 전류가 흐르지 않음으로써, 안전성을 향상할 수 있다.

또한, 도시된 바와 같이 절연외장재(55)는 복수의 갓 형태를 포함하여 절연성능을 향상할 수 있다. 구체적으로 이러한 형태를 가짐으로써, 표면누설거리가 증가하여 전압검출장치(5)의 절연내력이 향상될 수 있다.

정리하자면, 본 발명의 전압검출장치(5)는 전기적으로는 부스바를 흐르는 계통전압을 강압하여 출력할 수 있다.

또한, 본 발명의 전압검출장치(5)는 물리적으로는 하면이 수배전반 내부구조물에 체결되고, 상면에 부스바가 지지되도록 체결되어, 부스바를 물리적으로 지지할 수 있다. 또한 전압검출장치(5)의 상면과 하면은 전기적으로 서로 독립됨으로써, 상면으로 인가되는 계통전압이 하면으로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전압검출장치(5)가 부스바를 물리적으로 지지하는 모습을 도시한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 전압검출장치(5)는 부스바의 하측에서 결합되는 부스바는 물리적으로 하측을 지지할 수 있다. 즉, R상전력선, S상전력선, T상전력선 각각에 대한 부스바는 3개의 전압검출장치(5) 각각에 의해 물리적으로 견고하게 지지될 수 있다.

또한 도시되지 않았지만, 전압검출장치(5)는 중선선에 대한 부스바를 지지하도록 설치될 수도 있다. 즉 중선선 부스바를 지지하는 전압검출장치(5)의 신호출력구(52)를 사용하지 않고, 중선선 부스바와 수배전반 내부구조물 사이에 전압검출장치(5)를 배치하여 중성선 부스바를 물리적으로 지지할 수 있다.

도 8 내지 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 외측문열림감지센서(10)를 도시한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 외측문열림감지센서(10)는, 직육면체 형태의 컨테이너(100); 상기 컨테이너(100)의 상면의 둘레 일부가 외측으로 돌출형성되는 평판 형태로, 서로 마주보는 2개의 날개부(101); 상기 2개의 날개부(101) 각각에 형성된 중공을 관통하여 결합되는 결합핀(102); 상기 2개의 날개부(101) 사이에서 상기 컨테이너(100)의 상면의 일부 외측으로 돌출되고, 상면에 지렛대부재(104)의 하면의 일부가 배치되는 지지부(103); 일단부에는 휠(106)이 결합되고, 타단부는 상기 지지부(103)의 상면에 배치되고, 상기 일단부와 타단부 사이의 일부에 상기 결합핀(102)이 결합되고, 지레작용하는 지렛대부재(104); 상기 지렛대부재(104)의 하측에 위치하여, 상기 지렛대부재(104)가 지레작용함에 따른 변위를 측정하는 개폐센서(105); 및 상기 지렛대부재(104)의 하측에 위치하여, 상기 지렛대부재(104)가 지레작용함에 따라 압축 및 이완되는 스프링(108);을 포함하고, 상기 지렛대부재(104)는, 수배전반 외측도어가 열릴 때, 상기 외측도어가 맞닿는 상기 휠(106)이 결합된 일단부가 눌려지면서 힘점으로 작용하고, 상기 결합핀(102)이 결합된 위치가 받침점으로 작용하면서 지레작용하여 상기 지렛대부재(104)에 의해 상기 개폐센서(105)가 눌려져 외측도어개폐신호가 생성되고, 상기 휠(106)이 결합된 일단부를 누르는 힘의 일부는 상기 휠(106)을 회전하게 하여, 상기 지렛대부재(104)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 외측문열림감지센서(10)는 수배전반 외측도어에 설치되어, 외측도어의 개폐여부를 감지할 수 있다.

바람직하게는 외측문열림감지센서(10)는 외측도어에 복수 개가 설치되고, 각각의 외측문열림감지센서(10)에서 생성하는 외측도어개폐신호가 서브컨트롤러(4)로 취합된 후 메인컨트롤러(1)로 송신될 수 있다.

또한 본 발명의 내측문열림감지센서는 외측문열림감지센서(10)와 동일한 센서에 해당할 수 있다.

도 8의 (a) 및 (b)는 외측문열림감지센서(10)의 정면도를 도시한다. 도시된 바와 같이 컨테이너(100)는 외측문열림감지센서(10)의 전체적인 외형을 이루는 직육면체 형태의 부재일 수 있다. 또한 컨테이너(100)는 길이방향을 수직하는 방향으로 관통하는 복수의 결합홀(109)을 포함할 수 있다. 구체적으로 해당 결합홀(109)을 통해 수배전반 내부구조물과 나사결합하여, 외측문열림감지센서(10)를 설치할 수 있다. 바람직하게는 외측도어가 개방되면서 휠(106)이 눌려지도록 외측문열림감지센서(10)를 수배전반 내부구조물에 설치할 수 있다.

상기 컨테이너(100)의 상면에는 복수의 날개부(101)가 형성될 수 있다. 구체적으로 도 9 및 도 10의 (a)를 참조하면 2개의 날개부(101)는 상기 컨테이너(100)의 정면측 일부와 후면측 일부에 서로 상응하는 형태의 평판 부재가 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 바람직하게는 2개의 날개부(101)는 컨테이너(100)의 상면에서, 정면측과 후면측 각각에 컨테이너(100)의 길이방향의 절반에 상응하는 길이를 가지는 평판부재가 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다.

또한, 2개의 날개부(101) 각각에는 중공이 형성될 수 있고, 상기 중공을 관통하여 결합핀(102)이 결합될 수 있다.

한편, 상기 2개의 날개부(101) 사이에서 상기 컨테이너(100)의 상면의 일부가 외측으로 돌출되고, 상면에 지렛대부재(104)의 하면의 일부가 배치되는 지지부(103)를 포함할 수 있다. 구체적으로 도 9를 참조하면 지지부(103)는 서로 마주보는 2개의 날개부(101) 사이의 공간에서, 상기 컨테이너(100)의 상면 일부가 외측으로 돌출되는 형태를 가질 수 있다.

한편, 지렛대부재(104)는 컨테이너(100)의 상면 및 2개의 날개부(101) 사이에 배치되고, 일부에 상기 결합핀(102)이 결합되어 지레작용할 수 있다. 구체적으로 지렛대부재(104)의 일단부에는 휠결합부(107)가 형성되어 상기 휠결합부(107)에 휠(106)이 결합되고, 타단부가 상기 지지부(103)의 상면에 배치되고, 일단부와 타단부 사이의 일부에 결합핀(102)이 결합될 수 있고, 외측도어 개방 시에 상기 휠(106)이 눌려지면서 지렛대부재(104)가 지레작용하도록 외측문열림감지센서(10)를 설치할 수 있다.

한편, 지렛대부재(104)의 하측에는 개폐센서(105) 및 스프링(108)이 구비될 수 있다. 구체적으로 개폐센서(105)는 지렛대부재(104)의 하측에 위치하여, 외측도어가 개방되면서 지레작용하는 지렛대부재(104)에 의해 눌려지면서 변위를 측정할 수 있다. 바람직하게는 개폐센서(105)는 외측도어가 개방되면서 지렛대부재(104)에 의해 눌려지면서 긍정의 외측도어개폐신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 개폐센서(105)는 LVDT센서일 수 있다.

한편, 도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 개폐센서(105)는 일부가 컨테이너(100)의 내부공간에 배치되면서, 외부로 노출되는 부위가 지렛대부재(104)의 하측과 2개의 날개부(101) 사이의 공간에 위치하도록 배치될 수 있다.

즉, 개폐센서(105)의 상측은 지렛대부재(104)에 의해 보호되고, 측면은 2개의 날개부(101)에 의해 보호되면서, 지레작용하는 지렛대부재(104)가 아닌 다른 외력에 의해 개폐센서(105)가 오작동하는 것을 방지할 수 있다.

스프링(108)은 지렛대부재(104)의 하측에 위치하여, 지레작용하는 지렛대부재(104)의 따라 압축 혹은 이완될 수 있다. 구체적으로 스프링(108)은 일단이 지렛대부재(104)의 하면 일부에 결합되고, 타단은 컨테이너(100)의 내부공간에 수용되어 결합될 수 있다. 바람직하게는 스프링(108)은 외측도어가 개방되면서 지레작용하는 지렛대부재(104)에 의해 눌려지면서 압축될 수 있고, 외측도어가 폐쇄되면서 다시 이완될 수 있다.

이와 같이 스프링(108)은 외측도어가 개방되면서 휠(106)이 결합된 일단부가 눌려진 지렛대부재(104)가, 외측도어가 폐쇄될 때 초기의 상태로 복원하도록 할 수 있다.

이와 같은 형태의 구성요소들을 포함하는 외측문열림감지센서(10)는 외측도어의 개폐여부를 감지할 수 있다. 구체적으로 도 8의 (a) 및 도 9의 (a)는 외측도어가 폐쇄된 상태에서의 외측문열림감지센서(10)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 외측도어가 폐쇄된 상태에서 스프링(108)은 이완되어 있고, 지렛대부재(104)의 타단부는 지지부(103)의 상면에 배치될 수 있다. 또한 개폐센서(105)는 지렛대부재(104)에 의해 눌려지지 않는 상태일 수 있다.

도 8의 (b) 및 도 9의 (b)는 외측도어가 개방된 상태에서의 외측문열림감지센서(10)를 도시한다. 구체적으로 외측도어가 개방되면서 지렛대부재(104)의 일단부에 결합된 휠(106)이 눌려질 수 있다. 즉 지렛대부재(104)의 휠(106)이 결합된 일단부가 힘점으로 작용하고, 결합핀(102)이 결합된 위치가 받침점으로 작용하고, 지지부(103)의 상면에 배치된 타단부가 작용점으로 작용하면서, 지렛대부재(104)가 지레작용할 수 있다.

또한, 이 때 지렛대부재(104)의 하측에 배치되는 스프링(108)은 압축되고, 개폐센서(105)가 눌려지면서 긍정의 외측도어개폐신호를 생성할 수 있다.

한편, 개방되는 외측도어에 의해 상기 휠(106)에 가해지는 힘의 일부는 휠(106)을 회전하게 할 수 있다. 구체적으로 외측도어는 회전운동하면서 개방될 수 있고, 회전운동하는 외측도어와 휠(106)의 일면이 맞닿으면서 눌려질 때, 동시에 휠(106)은 회전할 수 있다.

즉, 외측도어가 개방될 때, 휠(106)은 휠결합부(107)를 축으로 하여 회전하면서 동시에 휠(106)이 결합된 지렛대부재(104)의 일단부가 눌려질 수 있다. 이와 같이 개방되는 외측도어에 의해 휠(106)에 가하는 힘의 일부가 휠(106)을 회전하게 함으로써 상기 지렛대부재(104)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 지렛대부재(104)가 눌려질 수 있는 최대범위로 눌려진 이후에는, 개방되는 외측도어가 가하는 힘이 회전하는 휠(106)로 분산되어, 최대로 눌려진 지렛대부재(104)에 계속 힘이 가해져 지렛대부재(104)가 변형되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합홀(109)을 통해 체결된 복수의 외측문열림감지센서(10)를 도시한다.

도 11에 도시된 바와 같이 상기 컨테이너(100)는, 길이방향에 수직하는 방향으로 상기 컨테이너(100)를 관통하도록 형성되는 복수의 결합홀(109)을 포함하고, 복수의 외측문열림감지센서(10) 각각에 형성된 결합홀(109)이 서로 상응하도록 배치하고, 서로 상응하는 위치의 결합홀(109)을 관통하여 볼팅함으로써, 복수의 외측문열림감지센서(10)를 결합하여 설치할 수 있다.

전술한 바와 같이, 외측문열림감지센서(10)의 전체적인 외형을 이루는 컨테이너(100)는, 길이방향에 수직하는 방향으로 관통된 복수의 결합홀(109)을 포함할 수 있고, 해당 결합홀(109)을 통해 수배전반 내부구조물에 외측문열림감지센서(10)를 결합하여 외측문열림감지센서(10)를 수배전반에 설치할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 수배전반은 복수 개의 외측문열림감지센서(10)를 포함할 수 있고, 복수 개의 외측문열림감지센서(10) 각각에 의해 수배전반 외측도어의 개방여부가 감지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 복수 개의 외측문열림감지센서(10)를 설치하는 경우에 복수 개의 외측문열림감지센서(10)가 동일한 외측도어개폐신호를 생성하도록 결합하여 설치할 수 있다.

구체적으로 작업자는 복수 개의 외측문열림감지센서(10) 각각에 형성된 결합홀(109)이 서로 상응하도록 배치한 후에, 나사를 복수의 결합홀(109)을 관통하여 결합함으로써, 복수 개의 외측문열림감지센서(10)를 함께 설치할 수 있다.

이와 같이, 복수 개의 외측문열림감지센서(10)가 결합되어 함께 설치됨으로써, 외측도어가 개방될 때 결합된 복수 개의 외측문열림감지센서(10) 각각에서 동일한 외측도어개폐신호가 생성될 수 있다. 결과적으로 메인컨트롤러(1)는 복수 개의 외측문열림감지센서(10) 각각에서 수신한 외측도어개폐신호가 중 1 이상이 긍정일 때, 외측도어가 개방된 것으로 판단할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전진단모듈(12)에 의해 수행되는 단계들을 도시한다.

도 12에 도시된 바와 같이 상기 수배전반은, 부분방전 시 수배전반 내부에서 발생하는 UHF신호를 수신하는 UHF수신부를 포함하고, 수배전반 내부에서의 부분방전 발생여부, 방전량, 종류, 및 위험도를 진단하는, 부분방전진단모듈(12);을 더 포함하고, 상기 부분방전진단모듈(12)은, UHF수신부를 통해 UHF신호를 수신하고, 수신한 UHF신호를 60Hz 또는 50Hz로 동기화하여, 기설정된 주기로 누적하는 단계; 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 방전량에 기초하여, 부분방전의 발생밀도를 판단하는 단계; 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 패턴에 기초하여, 부분방전의 종류를 판별하고, 판별된 종류에 기초하여 수배전반 내부의 구성요소 중 부분방전이 발생된 부분방전원인을 판단하는 단계; 현재 발생하는 부분방전이 지속되었을 때, 사고가 발생될 때 까지 예측되는 시간 및 사고확률을 수치화한 위험도를 산출하는 단계; 및 도출된 상기 부분방전의 발생밀도, 종류, 및 위험도를 표시하는 단계;를 수행할 수 있다.

또한 상기 부분방전진단모듈은, 상기 부분방전의 발생밀도에 기초하여, 복수의 단계별로 부분방전에 대한 상태레벨을 판단하는 단계를 더 포함하고, 가장 낮은 단계의 상태레벨이 도출되는 경우에는, 상기 위험도를 산출하는 단계를 수행하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 메인컨트롤러(1)는 수배전반 내부에서 발생하는 부분방전을 감지하고 이에 대한 정보를 제공하는 기능을 더 제공하고, 이는 부분방전진단모듈(12)에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로 수배전반 내부에서 부분방전 발생 시, 다양한 신호들이 발생할 수 있고, 부분방전진단모듈(12)은 이 중 부분방전 초기부터 발생하여 측정가능한 UHF신호(초광대역 전자파 신호(Ultra High Frequency))에 기반하여 수배전반 내부에서의 부분방전의 발생여부, 방전량, 종류, 부분방전원인 등을 종합적으로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, UHF수신부는 부분방전진단모듈(12)에 내장된 UHF안테나이거나, 부분방전진단모듈(12)와 유선상으로 접속되는 UHF안테나일 수 있다.

S10단계에서, 부분방전진단모듈(12)은 UHF신호를 수신하고 이를 기설정된 주기로 누적할 수 있다.

먼저 도 13을 참조하면, 상측의 막대그래프는 UHF수신부에 의하여 시계열로 측정되는 UHF신호를 의미할 수 있다. 즉 예시의 경우 3개 주기동안 측정된 UHF신호를 도시하고 있다. 이 때 막대그래프 각각의 크기는 UHF신호의 크기로서 방전량의 크기를 의미할 수 있다.

부분방전진단모듈(12)은 시계열로 기록되는 UHF신호를 AC 60Hz 또는 50Hz 신호와 동기화하여 누적할 수 있다. 다시 도 13을 참조하면, 부분방전진단모듈(12)은 3개 주기동안 측정된 UHF신호가 한 개 주기로 누적될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 기설정된 주기는 60Hz 신호의 1주기에 해당할 수 있다. 즉 부분방전진단모듈(12) 1초 60회 주기동안 측정된 UHF신호를 1개 주기(1/60초)로 누적할 수 있다.

즉, 도 13에서 시계열로 측정된 UHF신호는 60Hz 신호와 동기화되어, 3개 주기동안의 UHF신호가 1개주기로 누적될 수 있다. 또한 기설정된 주기로 누적된 UHF신호를 통해 특정한 대역에서 지속적인 신호가 발생하는 것을 알 수 있다.

또는 본 발명의 다른 실시예에서, 기설정된 주기는 50Hz 신호의 1주기에 해당할 수 있다. 즉 부분방전진단모듈(12) 1초 50회 주기동안 측정된 UHF신호를 1개 주기(1/50초)로 누적할 수 있다.

S11단계에서, 부분방전진단모듈(12)은 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 크기의 누적값에 기초하여 부분방전의 발생밀도를 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, UHF신호의 크기는 방전량의 크기를 의미할 수 있고, 기설정된 주기동안 누적된 방전량의 누적값에 기초하여, 수배전반 내부에서 발생하는 부분방전의 발생밀도를 판단할 수 있다.

일례로, 도 13의 하측 그래프에서 한 개 주기로 누적된 UHF신호에 대한 면적의 총합이 방전량의 누적값에 해당할 수 있고, 발생밀도는 60Hz 신호에 대한 1초(60주기)동안 누적된 UHF신호에 대한 면적의 총합의 비율에 해당할 수 있다.

부분방전진단모듈(12)은 도출된 발생밀도가 기설정된 기준을 초과하는 경우에, 수배전반 내부에서 부분방전이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 부분방전진단모듈(12)은 산출된 부분방전의 발생밀도에 기초하여, 부분방전에 대한 상태레벨을 복수의 단계로 판단할 수 있다. 구체적으로 부분방전진단모듈(12)은 부분방전의 발생밀도가 20% 미만인 경우에 가장 낮은 레벨의 LV1로 판단할 수 있고, 20% 이상 50% 미만인 경우에 LV2로 판단할 수 있고, 50% 이상인 경우에 가장 높은 레벨의 LV3로 판단할 수 있다.

또한, 부분방전진단모듈(12)은 가장 낮은 단계의 상태레벨이 도출되는 경우에는, 부분방전의 종류, 부분방전원인, 및 위험도를 판단하는 이후의 단계들을 수행하지 않을 수 있다. 즉, 부분방전의 발생밀도가 20% 미만인 경우에는 부분방전이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 부분방전의 종류, 부분방전원인, 및 위험도를 판단하는 이후의 단계들을 수행하지 않음으로써, 데이터연산량을 경감할 수 있다.

S12단계에서, 부분방전진단모듈(12)은 부분방전의 종류와 부분방전원인을 판단할 수 있다. 구체적으로 부분방전진단모듈(12)에는 부분방전의 종류인 보이드, 플로팅, 코로나 각각에 대하여, 해당 종류의 부분방전이 발생했을 때의 측정되는 UHF신호의 패턴에 대한 정보가 저장되어 있을 수 있다.

즉, 부분방전진단모듈(12)에는 보이드, 플로팅, 코로나 각각의 부분방전이 발생했을 때 측정되는 UHF신호가 60Hz 또는 50Hz로 동기화되어 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 패턴의 샘플들이 저장되어 있을 수 있다.

구체적으로 부분방전진단모듈(12)은 앞서 S10단계에 의하여 60Hz 또는 50Hz로 동기화되어 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 패턴과, 부분방전 종류별로 기저장되어 있는 UHF신호의 패턴을 비교하여, 현재 수배전반 내부에서 어떤 종류의 부분방전이 발생하고 있는 지를 판단할 수 있다.

바람직하게는 부분방전진단모듈(12)은 누적된 UHF신호의 패턴을 각각의 부분방전 종류에 대해 저장된 UHF신호의 패턴과 비교하여, 부분방전의 종류별로 유사도를 도출하고 가장 유사도가 높은 부분방전의 종류가 현재 발생하고 있는 부분방전의 종류로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 부분방전진단모듈(12)은 데이터간의 차이를 비교하는 공지된 알고리즘을 이용할 수 있다. 또는 부분방전진단모듈(12)는 데이터간의 차이를 비교하는 학습된 기계학습모델을 포함할 수 있다.

한편, 부분방전진단모듈(12)은 판단된 부분방전의 종류에 기초하여, 부분방전원인을 판단할 수 있다. 구체적으로 부분방전진단모듈(12)은 부분방전의 종류가 보이드로 판단되는 경우에 부분방전원인을 에폭시로 판단하고, 플로팅으로 판단되는 경우에 부분방전원인을 금속과 금속 사이의 접속부로 판단하고, 코로나로 판단되는 경우에 부분방전원인을 에폭시와 금속 사이의 접속부로 판단할 수 있다.

이와 같이 부분방전진단모듈(12)은 부분방전의 종류에 따라 부분방전원인을 판단하고, 이에 대한 정보를 작업자에게 제공함으로써, 부분방전이 발생했을 때, 작업자가 수배전반 내부에 인입되는 복수의 전기설비 중 부분방전진단모듈(12)에 의해 진단되는 부분방전원인에 상응하는 전기설비를 우선적으로 점검함으로써, 보다 효율적인 보수작업이 가능할 수 있다.

S13단계에서, 부분방전진단모듈(12)은 부분방전에 대한 위험도를 산출할 수 있다. 구체적으로 위험도란 현재의 부분방전이 지속되었을 때 사고가 발생하기 까지의 예측되는 시간 및 사고확률을 수치화한 정보일 수 있다.

구체적으로 부분방전진단모듈(12)은 앞서 측정 혹은 판단된 부분방전의 크기, 지속시간, 종류를 종합적으로 판단하여 사고가 발생하기 까지의 예측되는 시간과 사고확률을 산출할 수 있다.

부분방전진단모듈(12)이 위험도를 판단하는 과정에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

S14단계에서, 부분방전진단모듈(12)은 앞선 단계에서 측정 혹은 판단된 정보들을 표시할 수 있다. 구체적으로 부분방전진단모듈(12)은 자체적으로 구비하는 디스플레이, 스피커 등을 통해 해당 정보들을 표시하거나, 유무선상으로 연결된 메인컨트롤러(1)에 해당 정보들을 송신하고 메인컨트롤러(1)에 의하여 해당 정보들을 표시하도록 할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 종류별 패턴을 도시한다.

도 13의 (a)는 수배전반 내부에서 플로팅 방전이 발생했을 때 측정되는 UHF신호의 패턴을 도시한다. 도시된 바와 같이, 플로팅 방전이 발생하는 경우에 비교적 균일한 크기의 방전량이 간헐적으로 발생하여, UHF신호의 패턴의 형태가 전체적으로 직사각형일 수 있다.

부분방전진단모듈(12)에는 이와 같은 형태의 데이터가 플로팅 방전으로 라벨링되어 기저장될 수 있고, UHF수신부로부터 수신한 UHF신호를 60Hz 또는 50Hz로 동기화하여 누적된 UHF신호의 패턴이 기저장된 플로팅 방전의 패턴과 유사한 경우에, 현재 수배전반 내부에서 플로팅 방전이 발생하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 부분방전진단모듈(12)은 플로팅 방전이 발생하는 경우에 금속과 금속 사이의 접속부를 부분방전원인으로 판단할 수 있다.

바람직하게는 누적된 UHF신호의 패턴과 플로팅방전에 대한 패턴과의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 다른 부분방전 종류(보이드, 코로나) 각각에 대한 유사도보다 높은 경우에, 최종적으로 수배전반 내부에서 플로팅방전이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.

도 13의 (b)는 수배전반 내부에서 코로나 방전이 발생했을 때 측정되는 UHF신호의 패턴을 도시한다. 도시된 바와 같이, 코로나 방전이 발생하는 경우에 부극성일 때의 방전량이 정극성일 때의 방전량보다 클 수 있다. 또한 부극성, 정극성일 때 각각에서 상이한 크기의 방전량이 측정될 수 있다.

부분방전진단모듈(12)에는 이와 같은 형태의 데이터가 코로나 방전으로 라벨링되어 기저장될 수 있고, UHF수신부로부터 수신한 UHF신호를 60Hz 또는 50Hz로 동기화하여 누적된 UHF신호의 패턴이 기저장된 코로나 방전의 패턴과 유사한 경우에, 현재 수배전반 내부에서 코로나 방전이 발생하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 부분방전진단모듈(12)은 코로나 방전이 발생하는 경우에 에폭시와 금속 사이의 접속부를 부분방전원인으로 판단할 수 있다.

바람직하게는 누적된 UHF신호의 패턴과 코로나방전에 대한 패턴과의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 다른 부분방전 종류(보이드, 플로팅) 각각에 대한 유사도보다 높은 경우에, 최종적으로 수배전반 내부에서 코로나방전이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.

도 13의 (c)는 수배전반 내부에서 보이드 방전이 발생했을 때 측정되는 UHF신호의 패턴을 도시한다. 도시된 바와 같이, 보이드 방전이 발생하는 경우에 방전량이 대부분 정극성일 때 측정될 수 있다. 또한 부극성일 때 상이한 크기의 방전량이 측정될 수 있다.

부분방전진단모듈(12)에는 이와 같은 형태의 데이터가 보이드 방전으로 라벨링되어 기저장될 수 있고, UHF수신부로부터 수신한 UHF신호를 60Hz 또는 50Hz로 동기화하여 누적된 UHF신호의 패턴이 기저장된 보이드 방전의 패턴과 유사한 경우에, 현재 수배전반 내부에서 보이드 방전이 발생하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 부분방전진단모듈(12)은 보이드 방전이 발생하는 경우에 에폭시 소재의 전기설비를 부분방전원인으로 판단할 수 있다.

바람직하게는 누적된 UHF신호의 패턴과 보이드방전에 대한 패턴과의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도가 다른 부분방전 종류(코로나, 플로팅) 각각에 대한 유사도보다 높은 경우에, 최종적으로 수배전반 내부에서 보이드방전이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 부분방전진단모듈(12)은 부분방전의 종류별로 해당 종류의 부분방전이 발생했을 때의 UHF신호의 패턴이 저장될 수 있고, 기저장된 정보와 측정되는 UHF신호의 패턴을 비교하여, 현재 수배전반에서 발생하는 부분방전의 종류과 부분방전원인을 판단할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전에 대한 위험도를 산출하는 과정을 도시한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 상기 사고확률은, 부분방전의 크기 및 지속시간 각각에 비례하고, 부분방전의 종류가, 플로팅인 경우에는 제1가중치가 부여되고, 코로나인 경우에는 상기 제1가중치보다 높은 제2가중치가 부여되고, 보이드인 경우에는 상기 제1가중치 및 상기 제2가중치보다 높은 제3가중치가 부여되어 산출될 수 있다.

부분방전진단모듈(12)은 현재 발생하는 부분방전이 지속될 때, 사고가 발생할 때 까지의 위험도를 산출할 수 있다. 구체적으로 위험도는 현재 발생하는 부분방전이 지속되었을 때, 사고가 발생할 되기까지의 사고확률과 시간을 수치화한 정보일 수 있다.

한편, 사고확률은 부분방전의 크기에 비례하여 산출될 수 있다. 즉, UHF수신부로부터 수신한 UHF신호의 크기가 클 수록 사고확률이 높게 산출될 수 있다.

또한, 사고확률은 부분방전의 지속시간에 비례하여 산출될 수 있다. 즉, 일정 크기 이상의 UHF신호가 지속적으로 측정될 때 사고확률이 높게 산출될 수 있다.

한편, 부분방전진단모듈(12)은 판단되는 부분방전의 종류별로, 상이한 가중치를 부여하면서 사고확률을 산출할 수 있다. 구체적으로 부분방전진단모듈(12)은 부분방전의 종류가 플로팅으로 판단되는 경우에 가장 낮은 수치의 제1가중치를 부여하고, 부분방전의 종류가 코로나로 판단되는 경우에 제2가중치를 부여하고, 부분방전의 종류가 보이드로 판단되는 경우에 가장 높은 수치의 제3가중치를 부여하면서, 사고확률을 산출할 수 있다.

이와 같이, 부분방전진단모듈(12)은 동일한 크기 및 지속시간의 UHF신호가 발생하더라도, UHF신호의 패턴에 따라 결정되는 부분방전의 종류에 따라 사고확률이 다르게 산출할 수 있다.

정리하자면, 부분방전진단모듈(12)은 부분방전의 크기, 지속시간, 및 종류를 종합적으로 고려하여 사고확률을 산출하고, 코로나방전인 경우에는 위험도가 가장 낮은 상황으로 가정하고, 플로팅방전인 경우에는 중간 위험도의 상황으로 가정하고, 보이드방전인 경우에는 위험도가 가장 높은 상황으로 가정하여, 사고확률을 산출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 부분방전진단모듈(12)은 사고가 발생할 때 까지 예측되는 시간을 기설정하고, 해당 시간 이내에 사고가 발생할 사고확률을 산출할 수 있다. 일례로, 부분방전진단모듈(12)은 사고가 발생할 때 까지 예측되는 시간을 6개월로 설정하고, 현재 발생하는 부분방전이 지속되었을 때 6개월 이내에 사고가 발생할 확률인 사고확률을 수치화하여 산출할 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전에 대한 정보를 표시하는 인터페이스를 도시한다.

전술한 바와 같이, 부분방전진단모듈(12)에 의해 측정 혹은 판단된 정보들은, 부분방전진단모듈(12)에 자체적으로 구비된 출력장치, 혹은 메인컨트롤러(1)로 송신되어 메인컨트롤러(1)에 구비된 출력장치, 혹은 외부단말로 송신되어 외부단말에 구비된 출력장치를 통해 표시될 수 있다.

즉 부분방전진단모듈(12)은 자체적으로 디스플레이패널과 같은 출력장치를 구비하여, 부분방전에 대한 정보를 표시할 수도 있고, 또는 별도의 통신모듈을 구비하여 메인컨트롤러(1) 혹은 외부단말과 통신을 수행하여, 해당 장치에서 부분방전에 대한 정보를 표시할 수도 있다.

바람직하게는, 복수의 레이어 각각에 상기 부분방전진단모듈(12)에 의해 측정 혹은 판단된 부분방전의 상태레벨, 발생밀도, 종류, 및 위험도가 디스플레이패널을 통해 표시될 수 있다.

도 16의 (a) 및 (b)는 부분방전이 발생했을 때 표시되는 인터페이스를 도시한다. 구체적으로 도 16의 (a)는 본 발명의 일 실시예에서, 가장 낮은 상태레벨의 부분방전이 발생하여, 부분방전의 종류와 위험도가 표시되지 않는 인터페이스를 도시하고, 도 16의 (b)는 본 발명의 일 실시예에서, 부분방전의 종류와 위험도가 표시되는 인터페이스를 도시한다.

구체적으로 Ll레이어는 부분방전의 상태레벨을 표시하는 레이어로서, 전술한 바와 같이 부분방전진단모듈(12)은 부분방전의 발생밀도에 기초하여, 부분방전의 상태레벨의 단계를 결정할 수 있고, 결정된 상태레벨의 단계가 상기 L1레이어에서 표시될 수 있다.

L2레이어는 부분방전의 발생밀도를 표시하는 레이어로서, 전술한 바와 같이 부분방전진단모듈(12)은 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 크기의 누적값에 기초하여 부분방전의 발생밀도를 수치화하여 산출할 수 있고, 해당 수치가 상기 L2레이어에서 표시될 수 있다.

한편 L3레이어는 부분방전의 종류 및 부분방전원인을 표시하는 레이어로서, 전술한 바와 같이 부분방전의 상태레벨에 따라 출력여부가 결정될 수 있다. 구체적으로 도 16의 (a)에서 가장 낮은 단계의 상태레벨이 도출되는 경우에 부분방전진단모듈(12)은 해당 상태를 정상상태로 판단하여 부분방전의 종류와 부분방전원인을 판단하는 단계를 수행하지 않을 수 있고, 결과적으로 가장 낮은 단계로 상태레벨이 결정될 때 L3레이어에는 어떠한 정보도 표시되지 않을 수 있다.

반면에, 도 16의 (b)에서 상태레벨이 LV2로 결정됨에 따라, L3레이어에 부분방전의 종류(코로나)가 표시될 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만 부분방전의 종류가 결정됨에 따라 L3레이어에는 부분방전원인(에폭시와 금속 사이의 접속부)이 함께 표시될 수 있다.

L4레이어는 부분방전의 위험도를 표시하는 레이어로서, 사고가 발생할 때까지 예측되는 시간과 사고확률이 수치적으로 표시될 수 있다. 또한 L3레이어와 동일하게 가장 낮은 단계의 상태레벨이 도출될 때 부분방전의 위험도를 판단하는 단계가 수행되지 않고 L4레이어에는 어떠한 정보도 표시되지 않을 수 있다. 즉 도 16의 (a)의 L4레이어에서 6개월 이내에 사고가 발생할 사고확률이 0% 혹은 표시되지 않을 수 있다.

반면에, 도 16의 (b)에서 상태레벨이 LV2로 결정됨에 따라, L4레이어에 사고가 발생할 때까지 예측되는 시간(6개월)과 사고확률(30%)이 표시될 수 있다.

이와 같이, 부분방전진단모듈(12)은 우선적으로 부분방전의 발생밀도와 상태레벨을 먼저 판단하고, 가장 낮은 상태레벨이 도출되는 경우에는 사고가 발생할 때까지 예측되는 시간과 사고확률에 대한 위험도를 산출하는 단계를 수행하지 않아 연산부하를 경감할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

1. 작업자의 안정성이 개선된 통전 및 부분방전 감응형 수배전반으로서,
   계통전압이 고압 혹은 특고압인 경우에는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 접속된 3개의 전압검출장치 각각으로부터 상기 계통전압이 강압된 전압값을 수신하고, 계통전압이 저압인 경우에는, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 접속된 3개의 계기용변압기로부터 상기 계통전압이 강압된 전압값을 수신하여, R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각에 대한 통전여부를 감지하는, 메인컨트롤러;
   수배전반 외측도어의 개폐여부에 따라 외측도어개폐신호를 생성하는 외측문열림감지센서;
   수배전반 내측도어의 개폐여부에 따라 내측도어개폐신호를 생성하는 내측문열림감지센서;
   수배전반 내측도어의 내부공간에 설치되어, 수배전반 내부에 인체의 접근여부에 따라 접근감지신호를 생성하는 접근감지센서;
   상기 외측문열림감지센서로부터 수신한 외측도어개폐신호, 내측도어개폐신호 및 상기 접근감지센서로부터 수신한 접근감지신호를 취합하여, 상기 메인컨트롤러로 송신하는 서브컨트롤러;를 포함하고,
   상기 메인컨트롤러는,
   상기 전압검출장치 및 계기용변압기로부터 수신한 전압값에 기초하여 판단되는 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력 각각에 대한 통전여부, 상기 서브컨트롤러부터 수신한 외측도어개폐신호, 내측도어개폐신호, 및 접근감지신호에 기반하여, 통전 중인 수배전반에 작업자가 접근했을 때에 대한 단계적 알람정보를 생성하고 출력하고,
   상기 전압검출장치는,
   부스바와 볼트결합되어 계통전압이 인가되는 제1체결구를 포함하고, 원통형의 전도성 금속으로 구성된, 상측금속바;
   상기 상측금속바와 전기적으로 연결되고, 직렬연결된 2개의 캐패시터를 포함하는 내부인입선;
   상기 2개의 캐패시터의 접속부 사이에서, 상기 제1체결구로 인가된 계통전압이 강압된 전압값을 출력하는 신호출력구;
   상기 2개의 캐패시터 중 말단에 위치한 캐패시터 2차측에서, 상기 전압검출장치에 대한 접지선이 접속되는 접지구;
   상기 수배전반의 구조물에 볼트결합되는 1 이상의 제2체결구를 포함하고, 상기 상측금속바, 내부인입선, 신호출력구, 및 접지구와 전기적으로 독립되면서 상기 상측금속바와 상응하는 형태의 원통형의 금속으로 구성된, 하측금속바; 및
   상기 상측금속바, 내부인입선, 및 하측금속바를 에폭시 소재로 몰딩하여 상기 전압검출장치의 외형을 형성하고, 외주면을 따라 형성되는 복수의 갓 형태를 포함하는, 절연외장재;를 포함하고,
   상기 수배전반은,
   부분방전 시 수배전반 내부에서 발생하는 UHF신호를 수신하는 UHF수신부를 포함하고, 수배전반 내부에서의 부분방전 발생여부, 방전량, 종류, 및 위험도를 진단하는, 부분방전진단모듈;을 더 포함하고,
   상기 부분방전진단모듈은,
   UHF수신부를 통해 UHF신호를 수신하고, 수신한 UHF신호를 60Hz 또는 50Hz로 동기화하여, 기설정된 주기로 누적하는 단계;
   기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 방전량에 기초하여, 부분방전의 발생밀도를 판단하는 단계;
   기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 패턴에 기초하여, 부분방전의 종류를 판별하고, 판별된 종류에 기초하여 수배전반 내부의 구성요소 중 부분방전이 발생된 부분방전원인을 판단하는 단계;
   현재 발생하는 부분방전이 지속되었을 때, 사고가 발생될 때 까지 예측되는 시간 및 사고확률을 수치화한 위험도를 산출하는 단계; 및
   도출된 상기 부분방전의 발생밀도, 종류, 및 위험도를 표시하는 단계;를 수행하는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 메인컨트롤러는,
   상기 전압검출장치 및 계기용변압기로부터 수신한 전압값에 기초하여 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출될 때, 제1알람정보를 생성하고,
   상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보보다 높은 단계의 제2알람정보를 생성하고,
   상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 내측도어개폐신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보 및 제2알람정보보다 높은 단계의 제3알람정보를 생성하고,
   R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부 중 어느 하나 이상이 긍정으로 도출되고, 상기 외측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 내측도어개폐신호가 긍정으로 도출되고, 상기 접근감지신호가 긍정으로 도출될 때, 상기 제1알람정보, 상기 제2알람정보, 및 상기 제3알람정보보다 높은 단계의 제4알람정보를 생성하는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계적 알람정보는,
   상기 메인컨트롤러에 구비되는 음성출력장치, 부저, 알람정보표시등 중 1 이상을 포함하는 출력장치를 통해 출력될 수 있고,
   상기 알람정보의 단계별로 상기 알람정보표시등의 점등, 음성출력장치의 음성멘트, 부저의 알람발생 여부, 주기 중 1 이상이 상이하게 설정되는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 전압검출장치는,
   전기적으로는,
   피뢰기 1차측 및 부하개폐기(LBS) 2차측 이후에 위치하여, 외부이상전압 발생 시 상기 피뢰기에 의해 보호되고,
   물리적으로는,
   상기 전압검출장치의 상면에 형성되는 제1체결구와 상기 부스바가 볼트결합되고, 상기 전압검출장치의 하면에 형성되는 제2체결구와 수배전반의 구조물 사이에 볼트결합되어, 상기 부스바와 수배전반 구조물 사이에서 상기 부스바를 지지하는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 수배전반은,
   상기 3개의 전압검출장치 각각의 상기 신호출력구에서 출력되는 전력에 의하여 구동되는 3개의 LED램프를 포함하여, 상기 메인컨트롤러의 동작에 이상이 생기더라도 예비적으로 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 전기적으로 표시할 수 있는 통전상태LED출력모듈;를 더 포함하고,
   상기 통전상태LED출력모듈은 상기 메인컨트롤러와 병렬연결되어, 상기 메인컨트롤러에서 출력하는 알람정보와 독립적으로, 상기 R상전력선, S상전력선, 및 T상전력선 각각에 대한 통전여부를 LED램프로 표시하는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 외측문열림감지센서는,
   직육면체 형태의 컨테이너;
   상기 컨테이너의 상면의 둘레 일부가 외측으로 돌출형성되는 평판 형태이고, 서로 마주보도록 형성되는 2개의 날개부;
   상기 2개의 날개부 각각에 형성된 중공을 관통하여 결합되는 결합핀;
   상기 2개의 날개부 사이에서 상기 컨테이너의 상면의 일부가 외측으로 돌출되고, 상면에 지렛대부재의 하면의 일부가 배치되는 지지부;
   일단부에는 휠이 결합되고, 타단부는 상기 지지부의 상면에 배치되고, 상기 일단부와 타단부 사이의 일부에 상기 결합핀이 결합되면서 지레작용하는 지렛대부재;
   상기 지렛대부재의 하측에 위치하여, 상기 지렛대부재가 지레작용함에 따른 변위를 측정하는 개폐센서; 및
   상기 지렛대부재의 하측에 위치하여, 상기 지렛대부재가 지레작용함에 따라 압축 및 이완되는 스프링;을 포함하고,
   상기 지렛대부재는,
   수배전반 외측도어가 열릴 때, 상기 외측도어가 맞닿는 휠이 결합된 일단부가 눌려지면서 힘점으로 작용하고, 상기 결합핀이 결합된 위치가 받침점으로 작용하면서 지레작용하여 상기 지렛대부재에 의해 상기 개폐센서가 눌려져 외측도어개폐신호가 생성되고,
   상기 휠이 결합된 일단부를 누르는 힘의 일부는 상기 휠을 회전하게 하여, 상기 지렛대부재가 손상되는 것을 방지하는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 컨테이너는,
   길이방향에 수직하는 방향으로 상기 컨테이너를 관통하도록 형성되는 복수의 결합홀을 포함하고,
   복수의 외측문열림감지센서 각각에 형성된 결합홀이 서로 상응하도록 배치하고, 서로 상응하는 위치의 결합홀을 관통하여 볼팅함으로써, 복수의 외측문열림감지센서를 결합하여 설치할 수 있는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 수배전반은,
   지진을 감지하여 지진진동의 크기를 측정하고, 지진진동의 크기에 기초하여 지진종류(P파, 혹은 S파)를 판별하고, 상기 지진진동의 크기 및 지진종류를 포함하는 지진감지신호를 상기 메인컨트롤러로 송신하는, 지진감지센서;를 포함하고,
   상기 메인컨트롤러는, 자체적으로 구비하는 출력장치를 통해 상기 지진진동의 크기와 지진종류에 따라 상기 지진감지신호를 상이하게 출력하는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
   
10. 삭제
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 부분방전진단모듈에는,
    부분방전의 종류인 보이드, 플로팅, 및 코로나 각각에 대하여, 해당 종류의 부분방전이 발생했을 때의 기설정된 주기로 누적되는 UHF신호의 패턴에 대한 정보가 저장되어 있고,
    상기 부분방전원인을 판단하는 단계는,
    기저장된 부분방전의 종류별 UHF신호의 패턴과 UHF수신부를 통해 수신한 UHF신호가 기설정된 주기로 누적된 UHF신호의 패턴을 비교하여, 수배전반 내부에서 발생한 부분방전의 종류를 판별하고,
    보이드로 판별되는 경우에, 부분방전원인을 에폭시로 판단하고,
    플로팅으로 판별되는 경우에, 부분방전원인을 금속과 금속 사이의 접속부로 판단하고,
    코로나로 판별되는 경우에, 부분방전원인을 에폭시와 금속 사이의 접속부로 판단하는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
    
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 사고확률은,
    부분방전의 크기 및 지속시간 각각에 비례하고,
    부분방전의 종류가, 플로팅인 경우에는 제1가중치가 부여되고,
    코로나인 경우에는 상기 제1가중치보다 높은 제2가중치가 부여되고,
    보이드인 경우에는 상기 제1가중치 및 상기 제2가중치보다 높은 제3가중치가 부여되어 산출되는, 통전 및 부분방전 감응형 수배전반.
    
    
    

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