KR102684165B1 - 통전 표시 장치 - Google Patents

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KR102684165B1
KR102684165B1 KR1020230142923A KR20230142923A KR102684165B1 KR 102684165 B1 KR102684165 B1 KR 102684165B1 KR 1020230142923 A KR1020230142923 A KR 1020230142923A KR 20230142923 A KR20230142923 A KR 20230142923A KR 102684165 B1 KR102684165 B1 KR 102684165B1
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옥광민
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김형균
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Abstract

본 발명은 통전 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 배터리 등 외부전원 없이 에너지 하베스팅 기술을 통해 통전 표시 장치의 구동전력을 확보할 수 있고, 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 통전표시부에서 광원이 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 시각적으로 표시함으로써 전기 안전사고를 미연해 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

통전 표시 장치{Apparatus for displaying current flow}
본 발명은 통전 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에너지 하베스팅 기술을 이용하여 구동전력을 확보하며, 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 통전표시부에서 광원이 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 시각적으로 표시하는 통전 표시 장치에 관한 것이다.
전력 소비가 많은 대형 빌딩, 공장, 지역에서는 전력계통을 통해 공급되는 고압전력을 저압전력으로 변환하여 공급하기 위한 수배전설비(또는 수변전설비)가 설치된다.
이러한 수변전설비는 송전효율을 높이기 위해 고압으로 공급되는 전력을 수용가에서 사용가능한 저압 또는 재분배를 위해 송전전압에 비해 낮은 전압의 전력으로 변환하는 역할을 한다.
이러한 수변전설비는 일반적으로 옥외든 옥내든 별도의 케이스 내부에 각종 장치가 설치되도록 하여, 고압 설비가 외부로 노출되지 않도록 하고 있다.
이러한 케이스 내부에는 외부에서 인입되는 전송로에 연결되는 각종 개폐기, 차단기, 퓨즈, 변압기 등이 연결되고, 케이스 내부에서 고압을 저압으로 변압한 뒤 고압과 구분되는 전송로를 통해 외부로 저압 전력을 공급한다.
한편, 수변전설비에는 안정적인 동작 상태를 유지하도록 하기 위한 다양한 감지 장치 및 감지 결과를 표시하는 표시장치들이 이용된다.
특히, 이러한 감지 및 표시장치 중 통전 표시 장치(또는 활선 표시 장치)는 전기가 통전되고 있는지 여부를 관리자가 인지할 수 있도록 하여, 고장여부를 1차적으로 판단하고, 충전된 전송로에 사용자 또는 관리자가 부주의로 인해 접촉하는 것을 방지하는 중요한 감지수단으로 활용되고 있다.
종래 통전 표시 장치의 경우, 표시장치들에 전력을 공급하기 위해 별도의 배터리가 사용되거나 태양전지와 같은 재생에너지원이 사용되고 있다.
그러나 이러한 종래 통전 표시 장치의 경우, 배터리, 재생에너지원 등에 오류가 발생하면 제 기능을 발휘할 수 없게 되는 문제점이 있으며, 표시장치들이 단순히 통전 상태인지 단전 상태인지만을 표시(ON/OFF 표시)하고 있어 작업자에게 단순 정보만을 전달하고 있는 실정이다.
한국등록특허 제10-1108116호 (2012.01.13. 등록) 한국등록실용신안 제20-0135876호 (1998.11.06. 등록) 한국공개특허 제10-2023-0027804호 (2023.02.28. 공개)
이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 배터리 등 외부전원 없이 에너지 하베스팅 기술을 통해 통전 표시 장치의 구동전력을 확보할 수 있고, 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 통전표시부에서 광원이 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 시각적으로 표시함으로써 전기 안전사고를 미연해 방지할 수 있는 통전 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 케이스; 상기 케이스의 후면에 결합되되, 전력선을 감싸면서 상기 전력선에 탈착가능하게 결합되고, 상기 전력선에 전류가 흐를 때 발생하는 전자계에너지(유도기전력)를 이용하여 교류전력을 생산하는 에너지수신부; 상기 케이스의 내측에 구비되고, 상기 에너지수신부로부터 인가된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 전력변환부; 상기 케이스의 내측에 구비되고, 상기 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 가변되는 상기 직류전력의 방향에 대응하여 제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 케이스의 전면에 구비되고, 상기 제어부로부터 인가된 상기 제어신호에 따라 광원이 순차로 점멸되어 상기 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 표시하는 통전표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통전 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 배터리 등 외부전원 없이 에너지 하베스팅 기술을 통해 통전 표시 장치의 구동전력을 확보할 수 있고, 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 통전표시부에서 광원이 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 시각적으로 표시함으로써 전기 안전사고를 미연해 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통전 표시 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통전 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통전 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 3의 에너지수신부에서 제1바디부의 타측면과 제2바디부의 타측면이 상호 이격된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통전 표시 장치에서 전력변환부와 제어부가 가질 수 있는 회로도의 일예를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 12는 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 통전표시부의 LED가 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 표시하는 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통전 표시 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통전 표시 장치를 나타낸 사시도이다. 도 3과 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통전 표시 장치를 나타낸 사시도이다. 도 5는 도 3의 에너지수신부에서 제1바디부의 타측면과 제2바디부의 타측면이 상호 이격된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통전 표시 장치에서 전력변환부와 제어부가 가질 수 있는 회로도의 일예를 나타낸 도면이다. 도 8 내지 도 12는 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 통전표시부의 LED가 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 표시하는 예를 나타낸 도면이다.
이들 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 통전 표시 장치(100)는, 케이스(101); 케이스(101)의 후면에 결합되되, 전력선을 감싸면서 전력선에 탈착가능하게 결합되고, 전력선에 전류가 흐를 때 발생하는 전자계에너지(유도기전력)를 이용하여 교류전력을 생산하는 에너지수신부(103); 케이스(101)의 내측에 구비되고, 에너지수신부(103)로부터 인가된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 전력변환부(105); 케이스(101)의 내측에 구비되고, 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 가변되는 직류전력의 방향에 대응하여 제어신호(CS, Control Signal)를 생성하는 제어부(107); 및 케이스(101)의 전면에 구비되고, 제어부(107)로부터 인가된 제어신호(CS)에 따라 광원이 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 표시하는 통전표시부(109);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 통전 표시 장치(100)는, 케이스(101), 에너지수신부(103), 전력변환부(105), 제어부(107) 그리고 통전표시부(109)를 포함한다.
케이스(101)
케이스(101)는, 일예로 내부에 빈 공간이 형성된 직육면체의 박스 형상으로 제공될 수 있다.
케이스(101)는, 절연소재인 플라스틱 등의 소재로 만들어질 수 있다.
케이스(101)는, 외주면에 형광도료가 도포될 수 있으며, 이를 통해 야간에도 본 발명의 일실시예인 통전 표시 장치(100)의 시인성(視認性)이 확보될 수 있다.
에너지수신부(103)
에너지수신부(103)는, 케이스(101)의 후면에 결합된다.
에너지수신부(103)는, 전력선을 감싸면서 전력선에 탈착가능하게 결합된다.
에너지수신부(103)는, 전력선에 전류가 흐를 때 발생하는 전자계에너지(유도기전력)을 이용하여 교류전력을 생산한다.
에너지수신부(103)의 구성에 대한 일예를 좀 더 상세히 설명하면, 에너지수신부(103)는 케이스(101)의 후면에 결합되되, 일측면에 회동축이 형성되고, 타측면에 후술할 전력변환부(105)와 연결되는 코일이 복수회 감기는 제1바디부(201); 및 일측면이 제1바디부(201)의 회동축에 회동가능하게 결합되고, 타측면이 제1바디부(201)의 타측면 가장자리에 탈착가능하게 결합되는 제2바디부(203);를 포함할 수 있다.
제1바디부(201)는, 케이스(101)의 후면에 결합된다.
제1바디부(201)는, 일측면에 회동축이 형성되고, 타측면에 코일이 복수회 감긴 구조를 갖는다.
제1바디부(201)의 타측면에 복수회 감긴 코일은 후술할 전력변환부(105)와 전기적으로 연결된다.
제1바디부(201)는 일예로, 규소강판이 적층된 구조로 이뤄지고 일측면에 회동축이 형성되며 타측면에 코일(구리도선)이 복수회 감긴 구조로 이뤄질 수 있다.
여기서, 규소강판이 적층된 구조는 일예로 0.5t의 규소강판 30장 내지 60장이 적층된 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제1바디부(201)의 타측면에 감기는 코일(구리도선)은 50 내지 100턴으로 감길 수 있다.
전력선에 전류가 흐를 때 전자계에너지(유도기전력)에 의해 제1바디부(201)에 복수회 감긴 코일에 교류전력이 생산된다.
제2바디부(203)는, 일측면이 제1바디부(201)의 회동축에 회동가능하게 결합된다.
제2바디부(203)는, 타측면이 제1바디부(201)의 타측면 가장자리에 탈착가능하게 결합된다.
제2바디부(203)의 타측면과 제1바디부(201)의 타측면 가장자리 사이는 홈/돌기의 맞물림 구조에 의해 탈착가능하게 결합될 수 있다(도 4, 도 5 참조).
물론, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 회동축을 기준으로 제1바디부(201)의 타측면 가장자리와 제2바디부(203)의 타측면이 상호 탈착가능하게 결합될 수 있도록 하는 다양한 구조가 적용될 수 있다.
한편, 에너지수신부(103)는, 회동축에 구비되되, 제2바디부(203)의 타측면을 제1바디부(201)의 타측면 방향으로 밀어주도록 탄성력을 제공하는 탄성부재(미도시);를 더 포함할 수 있다.
이러한 탄성부재는 일예로, 토션스프링으로 제공될 수 있다.
또한, 제2바디부(203)는, 일측면에서 외측으로 돌출연장되어 회동축을 기준으로 제2바디부(203)가 회동되게 하는 손잡이부(205);를 더 포함할 수 있다.
전력선에 에너지수신부(103)를 결합시키고자 할 때, 작업자는 손잡이부(205)를 눌러 제1바디부(201)의 타측면과 제2바디부(203)의 타측면이 상호 이격되도록 한 후 이들 사이로 전력선을 삽입한다.
이 후, 작업자가 손잡이부(205)를 누르는 힘을 제거하면 상술한 탄성부재의 탄성복원력에 의해 제2바디부(203)의 타측면이 제1바디부(201)의 타측면 방향으로 이동하면서 상호 견고히 결속되며, 에너지수신부(103)와 전력선이 상호 결속된다.
한편, 제1바디부(201)는, 일측면에 외측으로 돌출연장되는 보조손잡이(207);를 더 포함할 수 있다.
보조손잡이(207)는, 작업자가 제2바디부(203)의 손잡이부(205)를 누를 때 지지대 기능을 수행한다.
전력변환부(105)
전력변환부(105)는, 케이스(101)의 내측에 구비된다.
전력변환부(105)는, 에너지수신부(103)로부터 인가된 교류전력을 직류전력으로 변환한다.
전력변환부(105)는, 일예로 전파정류 브릿지 다이오드, 제너다이오드, 커패시터(에너지 저장장치)를 포함할 수 있다.
전력변환부(105)는, 에너지수신부(103)로부터 인가된 교류전력을 입력단의 전파정류 브릿지 다이오드를 이용하여 직류전력으로 변환하는 전력변환회로를 가질 수 있다.
또한, 전력변환부(105)는, 변환된 직류전력의 출력단에 제너다이오드를 적용하여 직류전압의 크기를 제한하는 보호회로를 가질 수 있다.
제어부(107)
제어부(107)는, 케이스(101)의 내측에 구비된다.
제어부(107)는, 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 가변되는 직류전력의 방향에 대응하여 제어신호(CS)를 생성한다.
제어부(107)는, 제너다이오드 후단에 분압 저항 회로를 구현하고 저항의 아래쪽에 커패시터를 연결하여 입력전압과 커패시터에 충방전되는 전압의 크기를 비교하여 펄스를 발생시키는 펄스 발생기를 포함함으로써 펄스발생 회로를 가질 수 있다.
제어부(107)는, 펄스 발생기에서 출력되는 펄스를 10진 카운터에 입력하는 펄스 분주회로를 가질 수 있다.
제어부(107)는, 일예로 5개의 광원(LED)에 10진 카운터 출력을 연결하여 5개의 광원(LED)이 순차적으로 점등되도록 하는 회로를 가질 수 있다.
상술한 전력변환부(105)와 제어부(107)가 가질 수 있는 회로의 일예가 도 6과 도 7에 도시되어 있다.
통전표시부(109)
통전표시부(109)는, 케이스(101)의 전면에 구비된다.
통전표시부(109)는, 제어부(107)로부터 인가된 제어신호(CS)에 따라 광원이 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 표시한다.
통전표시부(109)의 광원은 일예로 LED로 제공될 수 있다.
도 8 내지 도 12는 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 통전표시부의 LED가 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 표시하는 예를 표시한 것이다.
물론, 전력선에 전류가 흐르지 않는 상태(단전 상태)이면, LED는 모두 꺼진 상태가 유지된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의하면, 배터리 등 외부전원 없이 에너지 하베스팅 기술을 통해 통전 표시 장치의 구동전력을 확보할 수 있고, 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 통전표시부에서 광원이 순차로 점멸되어 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 시각적으로 표시함으로써 전기 안전사고를 미연해 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
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. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 통전 표시 장치
101 : 케이스
103 : 에너지수신부
105 : 전력변환부
107 : 제어부
109 : 통전표시부
201 : 제1바디부
203 : 제2바디부
205 : 손잡이부
207 : 보조손잡이

Claims (5)

  1. 전력계통을 통해 공급되는 고압전력을 저압전력으로 변환하여 공급하기 위한 수변전설비 내에 설치되는 것으로,
    케이스;
    상기 케이스의 후면에 결합되되, 전력선을 감싸면서 상기 전력선에 탈착가능하게 결합되고, 상기 전력선에 전류가 흐를 때 발생하는 전자계에너지(유도기전력)를 이용하여 교류전력을 생산하는 에너지수신부;
    상기 케이스의 내측에 구비되고, 상기 에너지수신부로부터 인가된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 전력변환부;
    상기 케이스의 내측에 구비되고, 상기 전력선에 흐르는 전류의 기본방향에 따라 가변되는 상기 직류전력의 방향에 대응하여 제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 케이스의 전면에 구비되고, 상기 제어부로부터 인가된 상기 제어신호에 따라 광원이 순차로 점멸되어 상기 전력선에 흐르는 전류의 기본방향을 표시하는 통전표시부;를 포함하되,
    상기 에너지수신부는,
    상기 케이스의 후면에 결합되되, 일측면에 회동축이 형성되고, 타측면에 상기 전력변환부와 연결되며 상기 교류전력이 생산되는 코일이 복수회 감기는 제1바디부; 및
    일측면이 상기 제1바디부의 상기 회동축에 회동가능하게 결합되고, 타측면이 상기 제1바디부의 타측면 가장자리에 탈착가능하게 결합되는 제2바디부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통전 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지수신부는,
    상기 회동축에 구비되되, 상기 제2바디부의 타측면을 상기 제1바디부의 타측면 방향으로 밀어주도록 탄성력을 제공하는 탄성부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통전 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2바디부는,
    상기 일측면에서 외측으로 돌출연장되어 상기 회동축을 기준으로 상기 제2바디부가 회동되게 하는 손잡이부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통전 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 통전표시부의 상기 광원은,
    LED로 제공되는 것을 특징으로 하는 통전 표시 장치.
KR1020230142923A 2023-10-24 통전 표시 장치 KR102684165B1 (ko)

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JP2017502724A (ja) * 2013-12-10 2017-01-26 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 基準マーカ用の磁気共鳴コイルアセンブリ

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