KR102618018B1 - 배전반 화재예방 관리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 배전반 화재예방 관리시스템은, 복수의 금속함으로 구성된 배전반; 상기 금속함 내부에 설치된 타겟가스 센서유닛; 상기 금속함 외부에 설치되어 상기 타겟가스 센서유닛의 신호를 분석하는 모니터링 부 및 상기 모니터링부에서 분석된 타겟가스의 농도 및 타겟가스의 발생위치에 따라 단계별로 경보하고 신호하며 설치된 기기의 차단을 유도하고 이상상태를 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 배전반 화재예방 관리시스템에 관한 것으로, 상세하게는 타겟(target)가스를 감지하여 농도 및 센싱 위치에 따라 단계별로 경보하거나 제어하는 배전반 화재예방 관리시스템에 관한 것이다.
배전반은 전기 공급자로부터 특고압 또는 고압 전력을 공급받아 수용기관에 적합한 전기로 변성하는 설비로 외함 내부에 각종 개폐기, 차단기, 변압기, 변류기, 보호계전기 등의 전력설비가 탑재되고 고압배전반, 저압배전반, 전동기 제어반, 분전반 등으로 활용된다.
배전반이 다수 설치되는 병원, 발전소, 변전소, 공장 등에서는 상시 안정적인 전력공급이 중요하기 때문에 배전반에서는 도체나 절연체의 열화에 따른 누전, 방전, 화재, 결로 등의 사고가 발생할 수 있어 엄중한 감시가 요구된다.
전기화재는 전체화재의 20%이상 차지하며 전기화재의 80% 이상 대부분은 전기설비의 도체나 절연체의 열화에 의하여 단선, 단락이나 접촉 불량 등으로 화재가 발생한다.
과전류에 의한 화재를 감시하기 위하여 정해진 용량 이상의 전류를 차단하는 계전기가 있으나, 계전기는 설치 용량이내의 전류에서 발생하는 화재전조를 감지하지 못하는 단점이 있다. 예를 들어 차단기는 허용 전류 이내에서는 도체에서 발생하는 열로 인한 화재전조를 감지하지 못하는 문제점이 있다.
배전반 화재방지를 위한 종래의 기술은 배전반 내부에 카메라, 아크 감지기, 초음파 감지기, 전자기파 감지기 등을 설치하여 모니터링하는 방식이었으나, 배전반 구조상 좁은 공간에 수많은 설비가 설치되기 때문에 빛 또는 전자파 전파에 장애물로 작용하거나 간섭되어 정확한 화재 전조증상을 감지하는 것은 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 허용 용량이외에서 발생하는 문제점과 설치된 기기의 간섭환경에 관계없이 발화온도 이전의 타겟가스를 감지하여 단계별로 경보하거나 제어하는 배전반 화재예방 관리시스템을 제공하고자 한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 배전반 화재예방 관리시스템은, 복수의 금속함으로 구성된 배전반; 상기 금속함 내부에 설치된 타겟가스 센서유닛; 상기 금속함 외부에 설치되어 상기 타겟가스 센서유닛의 신호를 분석하는 모니터링 부 및 상기 모니터링부에서 분석된 타겟가스의 농도 및 타겟가스의 발생위치에 따라 단계별로 경보하고 신호하며 설치된 기기의 차단을 유도하고 이상상태를 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타겟가스 센서유닛은 제1 발생위치의 타겟가스가 유입되는 제1 위치 가스유입부와 제2 발생위치 타겟가스가 유입되는 제2 위치 가스유입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타겟가스 센서유닛은 공기를 강제 순환시켜 검지된 잔류 타겟가스를 배출시키고 실시간 새롭게 유입되는 가스를 실시간 감지할 수 있는 공기 주입부와 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타겟가스 센서유닛은 하나의 금속함 내에 동일한 타겟가스 확산거리로 복수 개 배치한 것을 특징으로 한다.
상기 타겟가스 센서유닛의 감지 회로는 오차를 줄이기 위하여 저항히터를 장착하여 센싱저항에 부착된 타겟가스를 휘발시키는 것을 특징으로 한다.
상기 모니터링부는 경광등이나 부저 등으로 경고하는 제1 단계; 옥내소화전의 비상벨과 연동하여 비상알람하는 제2 단계; 관리자 및 소방서 등에 문자통보하는 제3 단계; 설비 전원을 강제로 차단하는 제4 단계 및 소화기를 작동시키는 제5 단계로 심각도를 판단하여 제어하는 것을 특징으로 한다.
복수의 타겟가스 센서유닛을 사용하는 경우에 있어서 타겟가스 발생위치는 타겟가스 센서유닛의 맥주소로 파악하는 것을 특징으로 한다.
복수의 타겟가스 센서유닛을 사용하는 경우에 있어서 타겟가스 발생위치는 타겟가스 센서유닛의 ID로 파악하는 것을 특징으로 한다.
종래의 열감지, 아크감지 또는 전자기파 감지에 의한 화재예방 관리시스템은 배전반 내부에 위치한 수많은 기기장치가 설치되어 장애물로 작용하여 정확하게 감지하는데 한계가 있었으나, 본 발명에 따른 배전반 화재예방 관리시스템은 발화전에 발생하는 타겟가스의 확산으로 감지하기 때문에 장애물에 의한 간섭 영향을 덜 받아 실시간으로 정확하고 신속하게 화재를 발화 이전에 관리할 수 있다.
종래의 하나의 센서에 하나의 모니터링장치로 모니터링하는 방식에서 본 발명은 복수의 모든 배전반 센서를 하나의 모니터링 장치로 모니터링하는 알고리즘을 제공함으로써 설치비용을 절감할 수 있다.
또한, 복수의 센서유닛을 사용해도 맥주소나 ID를 사용하여 타겟가스 발생위치와 가스 농도를 조합하여 수많은 경우의 화재 발생을 모니터링 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배전반 화재예방 관리시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 전선에 사용된 피복의 열분해 가스크로마토그라피이다.
도 3은 단자대에 사용된 튜브의 열분해 가스크로마토그라피이다.
도 4는 타겟가스 발생 위치에 따라 센서유닛의 가스유로 절환부를 사용하여 감지하는 실시예이다.
도 5는 본 발명에 따른 센서유닛의 감지회로도이다.
도 6은 모니터링부의 분석결과에 따라 5단계로 제어하는 픽토그램이다.
도 7은 본 발명에 따른 5단계 제어로직 회로도이다.
도 2는 전선에 사용된 피복의 열분해 가스크로마토그라피이다.
도 3은 단자대에 사용된 튜브의 열분해 가스크로마토그라피이다.
도 4는 타겟가스 발생 위치에 따라 센서유닛의 가스유로 절환부를 사용하여 감지하는 실시예이다.
도 5는 본 발명에 따른 센서유닛의 감지회로도이다.
도 6은 모니터링부의 분석결과에 따라 5단계로 제어하는 픽토그램이다.
도 7은 본 발명에 따른 5단계 제어로직 회로도이다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예와 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시 예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 배전반 화재예방 관리시스템의 개략 구성도로서, 복수의 금속함으로 구성된 배전반(1), 상기 금속함 내부에 설치된 타겟가스 센서유닛(2), 상기 금속함 외부에 설치되어 상기 타겟가스 센서유닛의 신호를 분석하는 모니터링부(3) 및 상기 모니터링부에서 분석된 타겟가스의 농도와 타겟가스의 발생위치에 따라 단계별로 경보 또는 제어신호를 전송하는 통신부(4)를 포함한다.
상기 배전반은 전기 공급자로부터 특고압 또는 고압 전력을 공급받아 수용기관에 적합한 전기로 변성하는 설비로 외함 내부에 각종 개폐기, 차단기, 변압기, 변류기, 보호계전기 등의 전력설비가 탑재되고 고압배전반, 저압배전반, 전동기 제어반, 분전반 등으로 활용된다.
배전반의 열화와 화재원인은 배전반에 사용되는 도체의 튜브나 절연 피복 등에서 온도가 올라가면 발화점 이전에 타겟가스가 발생하고 무게가 감소하는 현상이 발생한다.
도 2는 전선에 사용된 피복의 열분해 가스크로마토그라피로 프탈레이트(phthalate) 계열의 타겟 가스가 발생한다,
도 3은 단자대에 사용된 튜브의 열분해 가스크로마토그라피로 카복실레이트(carboxlate)계열의 타겟가스가 발생한다. 프탈레이트나 카복실레이트는 가소제나 활제로 사용되는 첨가제이다. 본 발명은 프탈레이트나 카복실레이트를 타겟가스로 삼아 발화 화재가 발생하기 전에 경고하는 등 화재예방 관리를 한다.
금속함이 작아 센서유닛 하나로 모든 공간을 충분히 감지할 수 있는 경우에는 하나의 센서유닛만을 사용한다. 하나의 센서유닛만을 사용하는 경우에는 센서유닛의 가스 선택 절환부(23)를 사용하여 제1 위치 가스유입부(21)와 제2 위치 가스유입부(22)를 주기적으로 개폐하여 타겟가스 발생 위치나 거리에 따라 타겟가스를 모니터링 할 수 있다. 가스선택 절환부는 자동으로 작동할 수 있고 수동으로도 가능하다.
타겟가스는 상온에서는 공기보다 다소 무거워 확산속도가 느리기 때문에 센서유닛에 팬을 장착하여 센서유닛에 신속하게 흡입시킨다. 제1 발생위치 가스는 센서유닛에서 가까운 주변에서 발생한 타겟가스로 배전반의 전력 공급 장치와 주 도체 이외의 계전기와 기기의 특정부위의 내부 환경을 모니터링할 수 있다. 제2 발생위치 가스는 수중모터와 같이 센서유닛으로부터 떨어진 먼거리에서 발생하는 타겟가스를 튜브나 관을 통해 유입되는 타겟가스일 수 있다.
센서 유닛의 감지 오차를 줄이기 위하여 포획된 타겟가스는 센서내에 잔류하지 않도록 환풍팬을 이용하여 강제로 배출시키고, 정화공기 주입부로 새로운 공기인 정화가스를 주입하여 리프레시함으로써 실시간 감시가 지속 가능하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예로서 금속함이 넓어 감시영역이 큰 경우, 온도상승으로 인한 발생가스를 대류의 확산에 의한 감지가 어려운 구석이나 원거리에서 발생하는 타겟가스는 감지될 때까지 시간이 지연될 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 하나의 금속함 내에 동일한 타겟가스 확산거리로 센서유닛을 복수 개 배치할 수 있다.
도 4는 센서유닛의 감지회로로 가스농도에 따라 센싱저항(Rs)이 가변되어 부하(RL)에 전압(Vout)으로 출력된다. 감지오차를 줄이기 위하여 저항히터(RH)를 장착하여 센싱저항에 부착된 타겟가스를 휘발시킨다.
도 5는 모니터링부의 분석결과에 따라 5단계로 제어하는 픽토그램이고, 도 6은 5단계 제어로직 회로도이다. 센서유닛에 감지된 저항값은 타겟가스 농도에 따라 5단계로 심각도를 판단하여 제어한다. 제1단계는 경광등이나 부저 등으로 경고하는 단계이고, 제2단계는 옥내소화전의 비상벨과 연동한 비상알람 단계이고, 제3단계는 관리자 소방서 등에 문자통보하는 단계이고, 제4 단계는 설비 전원을 강제로 차단하는 단계이고, 제5 단계는 소화기를 작동시키는 단계이다.
복수의 센서유닛을 사용하는 경우에는 센서유닛의 맥주소(MAC address)나 ID를 사용하여 센싱 위치를 파악하여 디스플레이하고 관리자나 소방서에 문자로 통보할 수 있다.
1: 배전반 2: 타겟가스 센서유닛
3: 모니터링부 4: 통신부
21: 제1 위치 가스유입부 22: 제2 위치 가스유입부
23: 가스 선택 절환부
3: 모니터링부 4: 통신부
21: 제1 위치 가스유입부 22: 제2 위치 가스유입부
23: 가스 선택 절환부
Claims (10)
- 복수의 금속함으로 구성된 배전반;
상기 금속함 내부에 설치된 타겟가스 센서유닛;
상기 금속함 외부에 설치되어 상기 타겟가스 센서유닛의 신호를 분석하는 모니터링부 및
상기 모니터링부에서 분석된 타겟가스의 농도에 따라 단계별로 경보 또는 제어신호를 전송하는 통신부를 포함하되,
상기 타겟가스 센서유닛은, 제1 발생위치의 타겟가스가 유입되는 제1 위치 가스유입부와 제2 발생위치 타겟가스가 유입되는 제2 위치 가스유입부를 포함하고,
가스 선택 절환부로 상기 제2 위치 가스유입부를 개폐하여 타겟가스의 발생위치나 거리에 따라 모니터링하는 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템. - 제1항에 있어서,
상기 타겟가스는 프탈레이트(phthalate) 계열의 가스인 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템. - 제1항에 있어서,
상기 타겟가스는 카복실레이트(carboxlate) 계열의 가스인 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 타겟가스 센서유닛은 공기를 지속적으로 순환시켜 실시간 발생가스를 감지할 수 있는 정화공기 주입부와 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템. - 제1항에 있어서,
상기 타겟가스 센서유닛은 하나의 금속함 내에 동일한 타겟가스 확산거리로 복수 개 배치한 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템. - 제1항에 있어서,
상기 타겟가스 센서유닛의 감지 회로는 오차를 줄이기 위하여 저항히터를 장착하여 센싱 저항에 부착된 타겟가스를 휘발시키는 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템. - 제1항에 있어서,
상기 모니터링부는 경광등이나 부저 등으로 경고하는 제1 단계;
옥내소화전의 비상벨과 연동하여 비상 알람하는 제2 단계;
관리자 및 소방서 등에 문자통보하는 제3 단계;
설비 전원을 강제로 차단하는 제4 단계 및
소화기를 작동시키는 제5 단계로 심각도를 판단하여 제어하는 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템. - 제1항에 있어서,
복수의 타겟가스 센서유닛을 사용하는 경우에 있어서 타겟가스 발생위치는 타겟가스 센서유닛의 맥주소로 파악하는 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템. - 제1항에 있어서,
복수의 타겟가스 센서유닛을 사용하는 경우에 있어서 타겟가스 발생위치는 타겟가스 센서유닛의 ID로 파악하는 것을 특징으로 하는 배전반 화재예방 관리시스템.
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|---|---|---|---|---|
| KR101863100B1 (ko) * | 2018-03-26 | 2018-05-31 | 주식회사 레딕스 | Iot기반 전통시장 화재 확장 예방시스템 |
| KR101966598B1 (ko) | 2018-09-28 | 2019-04-05 | 한밭대학교 산학협력단 | 배전반 화재 감지 및 알림 시스템 |
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| KR102402085B1 (ko) * | 2021-11-09 | 2022-05-25 | 주식회사 베스텍 | 열화 진단 및 예방 기능이 구비된 배전반(고압반, 저압반, 모터제어반, 분전반) |
| KR20230021776A (ko) * | 2021-08-06 | 2023-02-14 | 더블유에스테크 주식회사 | 전기화재 예방을 위한 배전반 |
-
2023
- 2023-04-27 KR KR1020230055227A patent/KR102618018B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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