KR102581728B1 - Switchboard with energy-harvesting module with leakage and over-temperature alarms - Google Patents

Switchboard with energy-harvesting module with leakage and over-temperature alarms Download PDF

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KR102581728B1
KR102581728B1 KR1020230044961A KR20230044961A KR102581728B1 KR 102581728 B1 KR102581728 B1 KR 102581728B1 KR 1020230044961 A KR1020230044961 A KR 1020230044961A KR 20230044961 A KR20230044961 A KR 20230044961A KR 102581728 B1 KR102581728 B1 KR 102581728B1
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energy harvesting
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배종훈
안한열
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주식회사 나산전기산업
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Abstract

본 발명은 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반에 관한 것으로서, ZCT 하우징; ZCT 코어와 CT 코어 간 이격거리를 확보시키는 코어 브리지가 형성되는 에너지 하베스팅 모듈 하우징; 절연층에 금속 박막이 형성된 평판으로서, 상기 코어브리지 하면에 결합되어 수배전반의 케이스 대전 정보를 상기 제어회로부로 전달하는 평판형 정전센서;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하여 ZCT 및 CT와 에너지 하베스팅 기술 및 배전반 또는 분전반 케이스의 안전 상태를 검출하는 기술을 결합하여 하나의 장치로 모듈화시킨 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반이 제공되는 이점이 있다.
The present invention relates to a switchboard equipped with an alarm type energy harvesting module to prevent electrical leakage and overheating, and includes a ZCT housing; An energy harvesting module housing in which a core bridge is formed to secure the separation distance between the ZCT core and the CT core; It is a flat plate with a metal thin film formed on the insulating layer, and is characterized by including a flat electrostatic sensor that is coupled to the lower surface of the core bridge and transmits case charging information of the switchgear to the control circuit unit.
According to the present invention, a switchgear equipped with a leakage and overheating prevention alarm type energy harvesting module is provided, which is modularized into a single device by combining ZCT, CT, energy harvesting technology, and technology for detecting the safety status of the switchboard or distribution board case. There is an advantage.

Description

누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반{Switchboard with energy-harvesting module with leakage and over-temperature alarms}Switchboard with energy-harvesting module with leakage and over-temperature alarms}

본 발명은 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반에 관한 것으로서, ZCT(Energy Zero Crossing Transducer)와 CT(Current Transformer)를 결합하여 전력 소비 장치에 필요한 에너지를 수집하고 저장하면서 케이스 대전 상태를 센싱하는 장치를 포함하여 사용자 안전을 도모할 수 있는 전기 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a switchgear equipped with an energy harvesting module that prevents electrical leakage and overheating, and collects and stores the energy required for power consumption devices by combining a ZCT (Energy Zero Crossing Transducer) and a CT (Current Transformer) to charge the case. It concerns electrical technology that can promote user safety, including devices that sense status.

ZCT(Energy Zero Crossing Transducer)와 CT(Current Transformer)는 모두 전류 측정을 위해 사용되는 장치이다.Both ZCT (Energy Zero Crossing Transducer) and CT (Current Transformer) are devices used to measure current.

ZCT는 전류가 0V에 근접할 때, 즉 Zero Crossing 지점에서 전압 신호를 생성하며, 전압 감지기로도 사용된다.ZCT generates a voltage signal when the current approaches 0V, that is, at the Zero Crossing point, and is also used as a voltage detector.

반면에 CT는 전류를 측정하기 위해 사용되며, 전류가 측정된 회로 주위에 설치된 전류 변압기로서, 대개 전력 계량기, 전력 모니터링 시스템 등에서 사용된다.On the other hand, CT is used to measure current, and is a current transformer installed around the circuit where the current is measured, and is usually used in power meters, power monitoring systems, etc.

ZCT 및 CT는 전력 계측 장치로 사용되며, 하나 이상의 에너지 저장 장치와 결합하여 사용될 수 있으며, 이 장치는 에너지 저장 장치를 충전하고, 저장된 에너지를 사용하여 전력 소비 장치를 구동할 수 있으므로, 주로 무선 센서, 스마트 그리드, 스마트 홈 등의 분야에서 사용되는 에너지 하베스팅 장치로 사용된다. ZCT and CT are used as power metering devices, and can be used in combination with one or more energy storage devices, which can charge the energy storage devices and use the stored energy to drive power consumption devices, so they are mainly used as wireless sensors , It is used as an energy harvesting device used in fields such as smart grid and smart home.

즉, ZCT와 CT를 결합하여 에너지 하베스팅 장치를 만들면, 전력 소비 장치에 필요한 에너지를 수집하고 저장할 수 있으며, 이를 통해 에너지 절약 및 전력 소비 감소를 달성할 수 있다.In other words, by combining ZCT and CT to create an energy harvesting device, the energy required for power consumption devices can be collected and stored, thereby achieving energy savings and reduced power consumption.

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CT를 이용한 에너지 하베스팅 장치는 에너지 절약과 전력 효율성을 도모할 수 있는 기술들로서, 이를 이용한 에너지 하베스팅 기술의 적용 분야가 매우 다양해지고 실용적으로 부각되고 있다.Energy harvesting devices using CT are technologies that can promote energy conservation and power efficiency, and the application fields of energy harvesting technology using this are becoming increasingly diverse and practical.

이와 같이 ZCT나 CT를 이용한 에너지하베스팅 장치나 배전반이나 분전반 케이스의 접지상태를 감지하는 기술을 효과적으로 접목시키기 위해서는 실시 난이도를 해결하는 모듈화 기술이 뒷받침되어야 할 것이다.In this way, in order to effectively integrate energy harvesting devices using ZCT or CT or technology that detects the grounding status of a switchboard or distribution panel case, modularization technology that solves the difficulty of implementation must be supported.

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본 발명은 ZCT 및 CT와 에너지 하베스팅 기술 및 배전반 또는 분전반 케이스의 안전 상태를 검출하는 기술을 결합하여 하나의 장치로 모듈화시켜 실시 난이도를 개선시킨 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention combines ZCT, CT, energy harvesting technology, and technology for detecting the safety status of a switchboard or distribution board case, modularizing it into a single device, and is equipped with a leakage and overheating prevention alarm type energy harvesting module that improves the difficulty of implementation. The purpose is to provide a receiving and distribution board.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수배전반에 있어서, 내부 전원 선로에 설치되며 다상 또는 단상 선로가 삽입되는 ZCT 코어가 내장되는 대형고리 하우징부와 상기 대형고리 하우징부에서 하방 연장되는 지지부로 형성되는 ZCT 하우징; 상기 선로 중 하나가 삽입되는 CT 코어가 내장되는 소형고리 하우징부; 상기 소형고리 하우징부 하방에 형성되며 상기 ZCT 코어와 CT 코어 간 이격거리를 확보시키는 코어 브리지; 상기 코어 브리지에 형성되어 상기 소형고리 하우징부를 통과하는 선로 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 코어 브리지 내부에 형성되며, 상기 CT에 유도되는 자속 에너지를 하베스팅시키는 에너지 하베스팅 회로와 상기 에너지 하베스팅 회로부에서 획득된 전원으로 상기 온도 센서 값을 측정하고 외부로 무선 전달하는 온도 측정 회로가 형성된 제어회로부;로 형성되는 에너지 하베스팅 모듈 하우징;으로 구성되며, 상기 코어 브리지 하면에 공간을 형성시키는 레그와; 절연층에 금속 박막이 형성된 평판으로서, 상기 레그에 의해 형성되는 코어브리지 하면 공간에 삽입되어 수배전반의 케이스 대전 정보를 상기 제어회로부로 전달하는 평판형 정전센서;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반을 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a switchgear, which is installed on an internal power line and is formed of a large ring housing portion in which a ZCT core into which a multi-phase or single-phase line is inserted is embedded and a support portion extending downward from the large ring housing portion. ZCT housing; A small ring housing portion containing a CT core into which one of the lines is inserted; a core bridge formed below the small ring housing and securing a separation distance between the ZCT core and the CT core; A temperature sensor formed on the core bridge to measure the temperature of the line passing through the small ring housing portion; An energy harvesting circuit formed inside the core bridge, which harvests the magnetic flux energy induced in the CT, and a temperature measurement circuit that measures the temperature sensor value with power obtained from the energy harvesting circuit unit and wirelessly transmits it to the outside. An energy harvesting module housing formed of a control circuit part formed, and a leg forming a space on the lower surface of the core bridge; A flat plate with a thin metal film formed on the insulating layer, and a flat electrostatic sensor that is inserted into the lower space of the core bridge formed by the legs and transmits case charging information of the switchgear to the control circuit unit. The technical point is a switchgear equipped with an overheating prevention alarm type energy harvesting module.

본 발명에서 상기 제어 회로부에는 상기 코어 브리지 하면을 통하여 수배전반의 케이스에 접지하는 접지전극과; 상기 금속박막에 연결되는 대전전극;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반으로 되는 것이 바람직하다.In the present invention, the control circuit unit includes a ground electrode grounded to the case of the switchgear through the lower surface of the core bridge; It is preferable that the switchboard is equipped with an energy harvesting module that prevents electrical leakage and overheating, and includes a charged electrode connected to the metal thin film.

또한, 상기 제어 회로부에는 상기 CT를 통해 선로에 흐르는 전류량을 측정하고, 선로에 흐르는 전류가 0인 때, 수배전반의 케이스 대전 정보를 검사하여 수배전반의 케이스 안전상태 정보를 무선 출력시키는 것을 특징으로 하는 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반으로 되는 것이 바람직하다.In addition, the control circuit unit measures the amount of current flowing in the line through the CT, and when the current flowing in the line is 0, it checks the case charging information of the switchboard and wirelessly outputs the case safety status information of the switchboard. and an overheating prevention alarm type energy harvesting module.

상기한 본 발명에 의하여 ZCT 및 CT와 에너지 하베스팅 기술 및 배전반 또는 분전반 케이스의 안전 상태를 검출하는 기술을 결합하여 하나의 장치로 모듈화시켜 실시 난이도를 개선시킨 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반이 제공되는 이점이 있다.According to the present invention described above, a leakage and overheating prevention alarm type energy harvesting module that improves the difficulty of implementation by combining ZCT, CT, energy harvesting technology, and technology for detecting the safety status of the switchboard or distribution board case into a single device. There is an advantage in that a switchboard equipped with a is provided.

도 1은 본 발명의 저압 배전반 결선 회로도
도 2는 본 발명의 모터 제어반 결선 회로도
도 3은 본 발명의 고압 배전반 결선 회로도
도 4은 본 발명의 에너지 하베스팅 하우징부 단면 구조도
도 5는 본 발명의 에너지 하베스팅 하우징부 하부 사시도
도 6은 본 발명의 전체 상부 사시도
도 7은 본 발명의 에너지 하베스팅 하우징부 상부 사시도
1 is a wiring circuit diagram of a low-voltage switchboard of the present invention.
Figure 2 is a circuit diagram of the motor control panel wiring of the present invention.
Figure 3 is a high-voltage switchboard wiring circuit diagram of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional structural diagram of the energy harvesting housing portion of the present invention.
Figure 5 is a perspective view of the lower part of the energy harvesting housing of the present invention.
Figure 6 is an overall top perspective view of the present invention
Figure 7 is a perspective view of the upper part of the energy harvesting housing of the present invention

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. The present invention will be reviewed below with reference to the drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. will be.

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. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the definitions should be made based on the content throughout the specification explaining the present invention.

이하의 도 1은 본 발명의 저압 배전반 결선 회로도이며, 도 2는 본 발명의 모터 제어반 결선 회로도이며, 도 3은 본 발명의 고압 배전반 결선 회로도이며, 도 4은 본 발명의 에너지 하베스팅 하우징부 단면 구조도이며, 도 5는 본 발명의 에너지 하베스팅 하우징부 하부 사시도이며, 도 6은 본 발명의 전체 상부 사시도이며, 도 7은 본 발명의 에너지 하베스팅 하우징부 상부 사시도이다.Figure 1 below is a wiring circuit diagram of a low-voltage switchboard of the present invention, Figure 2 is a wiring circuit diagram of a motor control panel of the present invention, Figure 3 is a wiring circuit diagram of a high-voltage switchgear of the present invention, and Figure 4 is a cross-section of the energy harvesting housing portion of the present invention. It is a structural diagram, Figure 5 is a lower perspective view of the energy harvesting housing of the present invention, Figure 6 is an overall upper perspective view of the present invention, and Figure 7 is a perspective view of the upper energy harvesting housing of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 수배전반의 케이스 내부에 결합되어 케이스의 정전 대전 상태를 감시할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 크게 대형고리 하우징부(11)와 지지부(12)로 형성되는 ZCT 하우징(10); 소형고리 하우징부(21)와 코어 브리지(22)가 형성되는 에너지 하베스팅 하우징(20); 절연층(42)과 금속 박막(41)이 형성된 정전센서(40); 및 제어 회로부(30);를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the present invention relates to a device that is coupled to the inside of a case of a switchgear and can monitor the electrostatic charging state of the case. The ZCT housing is largely formed of a large ring housing part 11 and a support part 12 ( 10); An energy harvesting housing (20) in which a small ring housing portion (21) and a core bridge (22) are formed; An electrostatic sensor 40 formed with an insulating layer 42 and a metal thin film 41; and a control circuit unit 30.

상기 ZCT 하우징(10)과 에너지 하베스팅 하우징(20)은 도 6과 도 7에 도시된 바와 같은 에너지 하베스팅 회로 병설형 ZCT 코어모듈을 형성시킨다.The ZCT housing 10 and the energy harvesting housing 20 form a ZCT core module with an energy harvesting circuit parallel as shown in FIGS. 6 and 7.

본 발명의 ZCT 하우징(10)은 ZCT 장치에서 다상 또는 단상 선로가 관통하는 ZCT 코어가 설치되는 부분으로서, 대형고리 하우징부(11)와 지지부(12)로 구분되며, 상기 대형고리 하우징부(11)는 다상 또는 단상 선로가 삽입되는 고리형 철심으로 된 ZCT 코어가 내장되는 절연 케이싱부이다.The ZCT housing 10 of the present invention is a part of the ZCT device where the ZCT core through which a multi-phase or single-phase line passes is installed, and is divided into a large ring housing part 11 and a support part 12, and the large ring housing part 11 ) is an insulated casing part in which a ZCT core made of a ring-shaped iron core into which a multi-phase or single-phase line is inserted is embedded.

본 발명에서 상기 대형고리 하우징부(11)는 하단에 체결홈(13)이 형성된 지지부(12)에 의해 지지되며, 상기 체결홈(13)에 체결되는 나사로 설치 위치에 고정된다.In the present invention, the large ring housing part 11 is supported by a support part 12 with a fastening groove 13 formed at the bottom, and is fixed in the installation position with a screw fastened to the fastening groove 13.

도 6의 실시예에서 상기 체결공(13)은 지지부(12) 하방에 형성된 날개부에 U자홈으로 형성되어 있으나 관통 통공으로 형성되어도 무방하며, 상기 체결공(13)을 통한 체결시 ZCT 하우징(10)은 체결위치에서 위치 고정되는 점에 주목할 만하다.In the embodiment of FIG. 6, the fastening hole 13 is formed as a U-shaped groove in the wing formed below the support portion 12, but may be formed as a through hole, and when fastened through the fastening hole 13, the ZCT housing ( 10) is noteworthy in that the position is fixed at the fastening position.

상기 코어 브리지(22)는 도 7에서 보여지는 바와 같이 상기 소형고리 하우징부(21) 하방에 형성되는 지지부이면서, 상기 대형고리 하우징부(11)과 소형고리 하우징간 이격거리(a)를 가지도록 형성되어 ZCT 코어와 CT 코어가 소정 이격거리를 가지면서 설치되게 한다.As shown in FIG. 7, the core bridge 22 is a support portion formed below the small ring housing portion 21, and has a separation distance (a) between the large ring housing portion 11 and the small ring housing. It is formed so that the ZCT core and CT core are installed with a predetermined separation distance.

이에 대하여 살펴보면, 상기 코어 브리지(22) 내부에는 상기 CT에 유도되는 자속 에너지를 하베스팅시키는 에너지 하베스팅 회로부가 내장되고, 외측에는 전극(24)이 형성될 수 있다.In this regard, an energy harvesting circuit part that harvests magnetic flux energy induced in the CT may be built inside the core bridge 22, and an electrode 24 may be formed on the outside.

이때, ZCT 코어와 CT 코어가 인접하는 경우, ZCT 코어에서 발생되는 물리적인 변화가 CT 코어 또는 제어 회로부, 온도센서에 와전류 등의 노이즈로 영향을 주면서 발열을 가중시키고 에너지 하베스팅 효율을 감쇄시키는 현상이 생기므로 이와 같은 ZCT 코어와 CT 코어간 영향이 최소화되는 이격거리의 확보가 필요하다.At this time, when the ZCT core and the CT core are adjacent, physical changes occurring in the ZCT core affect the CT core, control circuit, and temperature sensor with noise such as eddy currents, increasing heat generation and reducing energy harvesting efficiency. Therefore, it is necessary to secure a separation distance that minimizes the influence between the ZCT core and the CT core.

본 발명은 상기 코어 브리지(22)의 길이 a로 이와 같은 이격거리가 확보되게 한다. The present invention ensures this separation distance with the length a of the core bridge 22.

상기 이격거리는 설치되는 장치마다 설정되는 설치환경상수와 전력의 크기 및 노이즈에 따라 다르게 나타난다.The separation distance varies depending on the installation environment constant set for each installed device, the size of power, and noise.

즉, ZCT 코어와 CT 코어 간 필요한 최소 이격거리는 설치 환경에 영향을 받으므로 동일한 수배전반에 설치될지라도 장치의 설치환경에 따라 최소 이격거리가 동일하지 않은 문제점이 있다.In other words, the minimum separation distance required between the ZCT core and the CT core is affected by the installation environment, so even if the devices are installed in the same switchgear, there is a problem in that the minimum separation distance is not the same depending on the installation environment of the device.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 6과 도 7에서 보여지는 바와 같이 상기 ZCT 하우징(10)은 지지부 하단에 형성된 체결공(13)에 나사 체결시켜 위치 고정하고, 상기 에너지 하베스팅 모듈 하우징(20)은 코어 브리지(22) 측면에 형성된 장공(23)에 나사 체결시켜 장공의 길이 L만큼 위치 가변 가능하게 설치시킨 후, 에너지 하베스팅 장치의 구동 효율 또는 노이즈 반응을 살피면서 상기 ZCT 코어와 CT 코어 간 이격거리를 추가 조정할 수 있게 한다.In order to solve this problem, the present invention fixes the position of the ZCT housing 10 by screwing it into the fastening hole 13 formed at the bottom of the support, as shown in FIGS. 6 and 7, and the energy harvesting module housing (20) is screwed into the long hole 23 formed on the side of the core bridge 22 so that the position can be varied by the length L of the long hole, and then the ZCT core and the Allows additional adjustment of the separation distance between CT cores.

이와 같은 본 발명에 의하면 상기 이격거리의 조정으로 에너지하베스팅 회로부의 출력 효율을 향상시키고 제어 회로부의 노이즈 응답을 최적 감쇄시킬 수 있는 장치가 제공되는 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in providing a device that can improve the output efficiency of the energy harvesting circuit part and optimally attenuate the noise response of the control circuit part by adjusting the separation distance.

상기 에너지 하베스팅 하우징(20)은 도 7에서 보여지는 바와 같이 소형고리 하우징부(21)와 코어 브리지(22)로 구분되며, 상기 소형고리 하우징부(21)에는 CT 코어가 내장되고, 소형고리 내측으로 단상 또는 다상 선로 중 하나가 삽입되어, 상기 선로에 전류가 흐를 때 상기 CT 코어에 권선된 코일에 유도되는 자기장에서 에너지를 획득하는 회로를 포함하여 에너지 하베스팅 장치를 형성시킨다.As shown in Figure 7, the energy harvesting housing 20 is divided into a small ring housing part 21 and a core bridge 22, and the small ring housing part 21 has a built-in CT core and a small ring housing part 21. One of a single-phase or multi-phase line is inserted inside, forming an energy harvesting device including a circuit that obtains energy from a magnetic field induced in a coil wound around the CT core when a current flows through the line.

상기 코어 브리지(22)에는 또한 상기 소형고리 하우징부(21)를 통과하는 선로에 밀착되어 선로 온도를 측정하는 온도 센서(35)가 형성된다.The core bridge 22 is also provided with a temperature sensor 35 that is in close contact with the line passing through the small ring housing portion 21 and measures the line temperature.

이에 따라, 상기 코어 브리지(22) 내부에 형성되는 제어회로부(30)는 CT에 유도되는 자속 에너지를 하베스팅시키는 에너지 하베스팅 회로와 상기 에너지 하베스팅 회로부에서 획득된 전원으로 상기 온도 센서 값을 측정하고 외부로 무선 전달하는 온도 측정 회로를 포함하여 구성된다.Accordingly, the control circuit unit 30 formed inside the core bridge 22 measures the temperature sensor value with an energy harvesting circuit that harvests the magnetic flux energy induced in the CT and the power obtained from the energy harvesting circuit unit. It is composed of a temperature measurement circuit that transmits the temperature wirelessly to the outside.

상기 제어회로부(30)에서 출력되는 제어신호는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 수배전반에 설치된 무선누전경보기(300)를 통해서 상태 출력되게 한다.The control signal output from the control circuit unit 30 causes the status to be output through the wireless earth leakage alarm 300 installed in the switchboard as shown in FIGS. 1 to 3.

따라서, 본 발명에 의하면, 상기 온도 센서(35)의 측정값은 수배전반에 전원이 차단되어도 온도 측정값을 출력시킬 수 있으므로 사고 등으로 수배전반을 개방하기 전 내부 안전 상태가 상기 무선 누전경보기를 통해 출력되게 한다.Therefore, according to the present invention, the measured value of the temperature sensor 35 can output the temperature measurement value even when the power to the switchboard is cut off, so the internal safety status before opening the switchboard due to an accident, etc. is output through the wireless earth leakage alarm. Let it happen.

상기 코어 브리지(22)는 ZCT 코어와 CT 코어간 이격거리를 확보시키면서, 수배전반의 케이스(50) 내부 바닥에 결합된다.The core bridge 22 is coupled to the inner bottom of the case 50 of the switchboard while securing the separation distance between the ZCT core and the CT core.

이때, 상기 코어 브리지(22) 하면에는 수배전반의 케이스(50)에 접촉되는 부분에 절연층(42)이 형성되고, 상기 절연층(42)의 상측에 금속 박막(41)이 형성된 평판형 정전센서(40)가 결합된다.At this time, an insulating layer 42 is formed on the lower surface of the core bridge 22 in a portion that contacts the case 50 of the distribution board, and a flat metal electrostatic sensor is formed on the upper side of the insulating layer 42. (40) are combined.

이를 위하여 본 발명은, 도 4과 도 5에서 보여지는 바와 같이 상기 코어 브리지(22) 하면에는 바닥과 이격시켜 상기 평판형 정전센서(40)의 설치공간 t를 확보시키는 레그(25)를 형성시켜 평판형 정전센서(40)의 결합 공간이 확보되게 한다.To this end, in the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, a leg 25 is formed on the bottom of the core bridge 22 to secure the installation space t of the flat electrostatic sensor 40 by separating it from the floor. The space for combining the flat electrostatic sensor 40 is secured.

상기 평판형 정전센서(40)는 금속 박막을 형성시킨 PCB 기판으로 쉽게 형성시킬 수 있으며, 상기 코어 브리지(22) 하면에 상기 평판형 정전센서(40)를 고정시킬 수 있는 결합 슬롯을 상기 레그에 함께 형성시키는 것을 고려할 수 있다.The flat electrostatic sensor 40 can be easily formed using a PCB board on which a metal thin film is formed, and a coupling slot for fixing the flat electrostatic sensor 40 to the bottom of the core bridge 22 is provided on the leg. You can consider forming them together.

이상과 같이 결합되는 상기 평판형 정전센서(40)는 도 4에서 보여지는 바와 같이 코어브리지(22) 하면 공간에 삽입되어 수배전반의 케이스 대전 정보를 획득하여 상기 제어회로부(30)로 전달하게 된다.The flat electrostatic sensor 40 combined as described above is inserted into the space below the core bridge 22 as shown in FIG. 4 to obtain case charging information of the switchboard and transmit it to the control circuit unit 30.

따라서, 상기 제어 회로부(30)에는 상기 금속박막(41)의 대전 정보를 획득하여 수배전반의 케이스 대전 정보를 연산하여 출력시키는 회로를 더 포함한다.Therefore, the control circuit unit 30 further includes a circuit that obtains charging information of the metal thin film 41, calculates and outputs charging information on the case of the switchboard.

또한, 상기 코어 브리지(22) 외측에는 상기 제어 회로부(30)와 연결되는 전극(24)이 형성되어 상기 금속박막(41)의 대전 신호를 외부 전달할 수 있게 한다.In addition, an electrode 24 connected to the control circuit 30 is formed outside the core bridge 22 to transmit the charging signal of the metal thin film 41 to the outside.

상기 제어 회로부(30)에는 상기 CT에 유도되는 자속 에너지를 하베스팅시키는 에너지 하베스팅 회로를 포함하여 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 전극(24)을 통하여 코어 브리지(22) 외부에 에너지 하베스팅 회로를 형성시키고 에너지를 전달시킬 수도 있다.The control circuit unit 30 may be configured to include an energy harvesting circuit that harvests the magnetic flux energy induced in the CT, but is not necessarily limited thereto, and is connected to the outside of the core bridge 22 through the electrode 24. It is also possible to form an energy harvesting circuit and transfer energy.

상기 제어 회로부(30)에서 상기 금속박막(41)의 대전 신호를 잘 감지하기 위해서는 도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 코어 브리지(22) 하면을 통하여 수배전반의 케이스(50)에 접지하는 접지전극(31)과 상기 금속박막(41)에 연결되는 대전전극(32)을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.In order to properly detect the charging signal of the metal thin film 41 in the control circuit unit 30, as shown in FIG. 4, a ground electrode 31 is connected to the case 50 of the switchgear through the bottom of the core bridge 22. ) and a charged electrode 32 connected to the metal thin film 41.

상기 접지 전극(24)에 의하여 제어 회로부(30)는 회로 접지가 보장됨과 동시에 대전전극(32)을 통하여 금속박막(41)의 대전 정보를 감지할 수 있게 된다.By the ground electrode 24, the control circuit unit 30 ensures circuit grounding and at the same time can detect charging information of the metal thin film 41 through the charging electrode 32.

도 4에서 보여지는 바와 같이 상기 접지 전극의 연결을 위하여 상기 정전센서(40)에는 관통공(43)을 형성시키는 것을 고려할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 접지 경로를 따라 접지시킬 수도 있다.As shown in FIG. 4, it may be considered to form a through hole 43 in the electrostatic sensor 40 to connect the ground electrode, but it is not necessarily limited to this and may be grounded along another ground path. .

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 ZCT와 에너지 하베스팅 장치를 모듈화시키는 장치에서 배전반이나 분전반의 케이스(50) 대전 정보를 획득하여 사용자에게 안전 상태 신호를 연산하여 출력시킬 수 있는 장치를 제공한다.As described above, the present invention provides a device that can obtain charging information on the case 50 of a switchboard or distribution board from a device that modularizes the ZCT and energy harvesting device, and calculates and outputs a safety status signal to the user.

상기 안전 상태 신호는 제어 회로부에서 생성되며, 상기 CT를 통해 선로에 흐르는 전류량을 측정하고, 선로에 흐르는 전류가 0인 때, 수배전반의 케이스 대전 정보를 검사하여 수배전반의 케이스 안전상태 정보를 연산하여 무선 출력시키게 할 수 있으며, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 수배전반에 설치된 무선누전경보기(300)를 통해서 외부 출력되게 할 수 있다.The safety status signal is generated in the control circuit unit, measures the amount of current flowing in the line through the CT, and when the current flowing in the line is 0, the case charging information of the switchboard is checked to calculate the case safety status information of the switchboard and wirelessly transmitted. It can be output, and it can be output externally through the wireless earth leakage alarm 300 installed in the switchboard as shown in FIGS. 1 to 3.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 ZCT와 에너지 하베스팅 장치, 온도 센서 정전센서를 하나의 장치로 모듈화시켜 수배전반에 쉽게 적용되는 이점이 있다.As described above, the present invention has the advantage of being easily applied to switchboards by modularizing the ZCT, energy harvesting device, temperature sensor, and electrostatic sensor into one device.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 일반적으로 고압 수배전반에서는 ZCT가 적용되지 않는데, 본 발명과 같이 ZCT 하우징(10)과 에너지 하베스팅 모듈 하우징(20)으로 분리 형성된 모듈을 사용하면, 고압 수배전반에서도 도 3에서 보여지는 바와 같이 에너지 하베스팅 모듈 하우징(20)만을 설치하여 누전 및 과열방지 경보기능을 수행할 수 있는 이점이 있다.In addition, as shown in FIG. 3, ZCT is generally not applied to high-voltage switchboards, but if a module formed separately from the ZCT housing 10 and the energy harvesting module housing 20 is used as in the present invention, it can also be used in high-voltage switchboards. As shown in Figure 3, there is an advantage of performing an alarm function to prevent electrical leakage and overheating by installing only the energy harvesting module housing 20.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

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. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and as claimed in the following claims, anyone skilled in the art can make various changes without departing from the gist of the invention. It will be said that the technical spirit of the present invention exists to the extent possible.

10 : ZCT 하우징
11 : 대형고리 하우징부
12 : 지지부
20 : 에너지 하베스팅 하우징
21 : 소형고리 하우징부
22 : 코어 브리지
24 : 전극
30 : 제어 회로부
31 : 접지전극
32 : 대전전극
35 : 온도센서
40 : 정전센서
41 : 금속 박막
42 : 절연층
50 : 수배전반의 케이스
10: ZCT housing
11: Large ring housing part
12: support part
20: Energy harvesting housing
21: Small ring housing part
22: core bridge
24: electrode
30: control circuit part
31: ground electrode
32: charged electrode
35: Temperature sensor
40: electrostatic sensor
41: metal thin film
42: insulation layer
50: Case of switchboard

Claims (3)

수배전반에 있어서,
내부 전원 선로에 설치되며
다상 또는 단상 선로가 삽입되는 ZCT 코어가 내장되는 대형고리 하우징부와 상기 대형고리 하우징부에서 하방 연장되는 지지부로 형성되는 ZCT 하우징;
상기 선로 중 하나가 삽입되는 CT 코어가 내장되는 소형고리 하우징부; 상기 소형고리 하우징부 하방에 형성되며 상기 ZCT 코어와 CT 코어 간 이격거리를 확보시키는 코어 브리지; 상기 코어 브리지에 형성되어 상기 소형고리 하우징부를 통과하는 선로 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 코어 브리지 내부에 형성되며, 상기 CT에 유도되는 자속 에너지를 하베스팅시키는 에너지 하베스팅 회로와 상기 에너지 하베스팅 회로부에서 획득된 전원으로 상기 온도 센서 값을 측정하고 외부로 무선 전달하는 온도 측정 회로가 형성된 제어회로부;로 형성되는 에너지 하베스팅 모듈 하우징;으로 구성되며,
상기 코어 브리지 하면에 공간을 형성시키는 레그와;
절연층에 금속 박막이 형성된 평판으로서, 상기 레그에 의해 형성되는 코어브리지 하면 공간에 삽입되어 수배전반의 케이스 대전 정보를 상기 제어회로부로 전달하는 평판형 정전센서;를
포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반.
In the distribution board,
It is installed on the internal power line.
A ZCT housing formed of a large ring housing portion in which a ZCT core into which a multi-phase or single-phase line is inserted is embedded, and a support portion extending downward from the large ring housing portion;
A small ring housing portion containing a CT core into which one of the lines is inserted; a core bridge formed below the small ring housing and securing a separation distance between the ZCT core and the CT core; A temperature sensor formed on the core bridge to measure the temperature of the line passing through the small ring housing portion; An energy harvesting circuit formed inside the core bridge, which harvests the magnetic flux energy induced in the CT, and a temperature measurement circuit that measures the temperature sensor value with power obtained from the energy harvesting circuit unit and wirelessly transmits it to the outside. It consists of an energy harvesting module housing formed of a control circuit part formed,
Legs forming a space on the lower surface of the core bridge;
A flat plate-type electrostatic sensor, which is a flat plate with a metal thin film formed on the insulating layer, is inserted into the space below the core bridge formed by the legs and transmits case charging information of the switchgear to the control circuit unit;
A switchboard equipped with a short circuit and overheating prevention alarm type energy harvesting module.
제1항에 있어서 상기 제어 회로부에는
상기 코어 브리지 하면을 통하여 수배전반의 케이스에 접지하는 접지전극과; 상기 금속박막에 연결되는 대전전극;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반.
The method of claim 1, wherein the control circuit unit includes
a ground electrode grounded to the case of the switchgear through the lower surface of the core bridge; A switchgear equipped with an alarm type energy harvesting module to prevent leakage and overheating, comprising: a charged electrode connected to the metal thin film.
제1항에 있어서 상기 제어 회로부에는
상기 CT를 통해 선로에 흐르는 전류량을 측정하고,
선로에 흐르는 전류가 0인 때, 수배전반의 케이스 대전 정보를 검사하여 수배전반의 케이스 안전상태 정보를 무선 출력시키는 것을 특징으로 하는 누전 및 과열방지 경보형 에너지하베스팅 모듈을 구비한 수배전반.

The method of claim 1, wherein the control circuit unit includes
Measure the amount of current flowing in the line through the CT,
A switchgear equipped with a short circuit and overheating prevention alarm type energy harvesting module, characterized in that when the current flowing in the line is 0, the case charging information of the switchboard is inspected and the case safety status information of the switchboard is wirelessly output.

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