KR20010018279A - 자기장을 이용한 정전압 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기패널 내부의 온도 감시, 차단기 접촉부의 온도/진동 측정 및 고압 철탑의 이상 감시 등 점검이 곤란하거나 점검시 안전사고 위험이 높은 개소의 각종 물리량을 원격 감시하는 센싱/통신 모듈의 전원을 공급하기 위하여 주로 사용되는 정전압 발생장치에 관한 것으로서, 특히 부스 바(bus-bar), 전원케이블 등에서 발생되는 자기장으로부터 정전압원을 획득함으로써 유선으로 제어용 전원의 공급이 불가능하거나 밧데리 사용시 교체의 문제가 있는 개소의 각종 센싱/통신모듈에 안정적으로 전원을 공급할 수 있으며, 이에 따라 모든 전기·전력설비의 감시/진단이 용이해지며 특히 정비 및 점검이 곤란하거나 안전사고 위험이 높은 개소에서 정비의 효율성을 극대화할 수 있는 정전압 발생장치 이다.

Description

자기장을 이용한 정전압 발생장치{Regulated voltage generator using magnetic flux}
본 발명은 전기패널 내부의 온도 감시, 차단기 접촉부의 온도/진동 측정 및 고압 철탑의 이상 감시 등 점검이 곤란하거나 점검시 안전사고 위험이 높은 개소의 각종 물리량을 원격 감시하는 센싱/통신 모듈의 전원을 공급하기 위하여 주로 사용되는 정전압 발생장치에 관한 것으로서, 특히 부스 바(bus-bar), 전원케이블 등에서 발생되는 자기장으로부터 정전압원을 획득하는 정전압 발생장치이다.
종래, 전기패널 내부의 부스 바, 차단기 접촉부 및 케이블 컬버트(cable culvert) 등에서의 온도, 진동 및 화재 등을 측정, 감시하기 위해서는 측정하고자 하는 물리량을 센싱할 수 있는 센싱모듈부를 측정개소에 취부하고 제어용 전원선 또는 밧데리를 이용하여 전원을 공급하였다.
도 1은 일반적인 센싱/통신 모듈의 구성 블록도로서, 동도에 도시된 바와 같이 이 센서, 데이터 처리 및 인터페이스 회로부, 프로세서, 무선 송수신 장치 및 상기 구성부에 전원을 공급하는 밧데리 또는 제어전원부로 구성된다.
이와 같은 구성의 센싱/통신 모듈은 센서를 이용하여 접촉식 또는 비접촉식으로 측정하고자 하는 개소를 센싱한 다음, 센서에서 나온 신호를 원하는 대역으로 필터링 및 물리량 자체의 비선형성을 보상하기 위한 여러 가지의 처리를 한 후 A/D를 거쳐서 디지털 신호로 변환하여 최종적으로 프로세서에 입력한다. 프로세서는 다시 입력된 데이터에 필요한 처리를 한 다음 무선 송수신 장치를 통해 데이터를 중계기로 전송하여 센싱 개소의 상태 감시가 가능하도록 한다.
여기에서 센서의 데이터 처리 및 인터페이스 회로부, 프로세서 및 무선 송수신 장치에 필요한 직류전원은 저압단의 경우에는 유선의 사용이 가능한 경우가 많으므로 제어용 전원선을 주로 이용하게 된다. 그러나 고압단의 경우, 안전상 유선을 쓸 수 없거나 제어용 전원선의 확보 및 취부가 문제가 되는 경우에는 밧데리를 이용하게 된다.
그런데, 실제로 차단기, 지하 컬버트 및 고압 철탑 등 감시가 필요한 많은 개소들이 취부등의 여건상 제어용 전원선에 의해 유선으로 센서/통신 모듈의 전원을 공급하는 것이 불가능하다. 그래서 센서/통신 모듈의 전원으로 밧데리를 이용하게 되는데, 밧데리의 수명은 센싱 방법 및 통신 방법에 따라 달라지지만 모듈의 개수가 많거나 작업하기 어려운 개소의 경우에는 밧데리 교체 작업 자체가 정비에 있어서 큰 문제가 된다.
따라서, 유선으로 전원을 공급하는 것이 불가능하거나 밧데리 교체작업 자체가 정비에 있어서 큰 문제가 되는 경우에 있어서 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 장치의 개발이 요구되었다.
상술한 바와 같은 필요에 의해 안출된 본 발명은 부스 바 또는 전원케이블에서 발생되는 자기장을 이용하여 정전압원을 획득함으로써 제어용 전원선의 사용이 곤란하거나 밧데리의 사용시 교체 작업에 문제가 있는 개소들의 각종 센싱/통신모듈에 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 정전압 발생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 센싱/통신 모듈의 구성 블록도
도 2는 본 발명의 자기장을 이용한 정전압 발생장치에서의 정전압원 획득 방법을 보인 구성도
도 3은 본 발명의 회로 블록도
도 4는 본 발명의 회로 동작도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 전류 변환기 110 : 철편환
120 : 도선 130 : 외함 튜브
200 : 정전압 발생부 210 : 정류부
220 : 충전지 230 : 충전 기준전압 설정부
240 : 비교부 250 : 전압 셋업부
260 : 정전압부
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 자기장을 이용한 정전압 발생장치에서의 정전압원 획득 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 정전압 발생장치는 부스 바 또는 전원케이블의 둘레에 얇은 철편환(110)을 다층으로 감고, 상기 철편환(110) 둘레를 절연처리된 도선(120)으로 감아, 절연 처리된 외함 튜브(130)로 감싼 전류 변환기(CT: Current Transducer, 100)를 고정 설치하여 도선(120)에 유기되는 전류를 정전압 발생부(200)에 입력시켜 원하는 전원형태를 획득하는 구성이다.
여기서, 상기 철편환(110)은 보통의 재질의 것을 사용하여도 무방하며 경제성이 허락할 경우에는 투자율이 큰 다른 물질을 사용할 수도 있다. 도선(120)의 경우 일반적인 구리선을 사용하여도 무방하며 기타 도전성이 좋은 다른 물질을 사용할 수도 있다. 철편환(110) 및 도선(120)을 둘러싸고 있는 외함 튜브(130)는 절연처리가 되어 있으며, 케이블 또는 부스 바를 쉽게 감쌀 수 있도록 유연한 재질의 물질을 선택하는 것이 좋다. 정전압 발생부(200)는 외부의 전자기적 노이즈로부터 보호되어야 하며 이를 위해 외함에 내장되는데, 이 때 외함을 적절한 재질의 물질을 선택한다.
도 3은 본 발명의 정전압 발생부에 대한 회로 구성도로서, 자기장으로부터 도선에 유기된 전류를 가변 교류전류원으로 등가화하고 가변 교류전류원으로부터 정전압원을 얻는다.
동도에서 상기 가변 교류전류원인 전류 변환기(100)로부터 입력되는 전류를 직류전압원으로 바꾸어주는 정류부(210), 상기 정류부(210)에서 출력되는 직류전압원을 저장하는 충전지(220), 상기 충전지(220)의 과충전 여부를 판단하기 위한 기준전압을 만드는 충전 기준전압 설정부(230), 상기 충전지(220)의 실제 충전전압과 상기 충전 기준전압 설정부(230)에서 설정된 기준전압을 비교하고 이를 토대로 전류를 바이패스 해주는 비교기와 반도체스위치(Q) 및 저항(R1, R2)으로 이루어진 비교부(240), 충전전압을 부하가 요구하는 적절한 크기의 전압으로 부스팅해주는 전압 셋업부(250), 부스팅된 전압을 일정하게 만들어주는 정전압부(250)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.
부스 바 또는 전원케이블에 흐르는 전류 I1에 의해 발생되는 자기장는 다층으로 이루어진 철편환(110)에 의해 집속되고 철편환(110)에 집속된 자기장은 다시 둘레를 감고 있는 도선(120)에 전류 I2를 유기시킨다. 유기된 전류 I2는 철편환(110)을 감은 횟수에 반비례하여 작아지게 되므로 얻고자 하는 전류범위를 고려하여 적절한 정격용량의 도선의 굵기 및 감는 횟수를 조절한다.
도선(120)에 유기되는 전류 I2는 부스 바 또는 전원케이블에 흐르는 전류 I1의 크기에 따라 같은 양상으로 변화하는 가변 교류전류원으로 작용한다. 이를 수학식으로 정리하면 수학식 1과 같다.
도 4는 본 발명의 회로 동작도로서, 전류 변환기(100)에서 유기되는 가변 교류전류로부터 정전압원을 얻기 위한 회로 동작을 나타낸다.
먼저, 전류 변환기(100)에서 유기된 교류전류는 정류부(210)에서 직류전압원으로 만들어져 충전지(220)에 전압형태로 저장된다. 이때 상기 충전지(220)의 과충전을 방지하기 위해 충전 기준전압 설정부(230)에서 적정 기준전압을 설정한다.
그리고, 충전지(220)와 병렬로 연결된 저항(R1, R2)에서의 분압된 전압과 상기 충전 기준전압 설정부(230)에 의해 설정된 기준전압을 비교기(241)를 이용하여 비교하여, 분압된 충전지(220)의 실제 전압이 기준전압보다 클 때에는 도 4a와 같이 반도체스위치(Q)를 온 시킴으로써 충전지(220)로 흐르는 전류를 충전지(220) 전단에 설치된 반도체스위치(Q)로 바이패스 해준다. 그러나 분압된 충전지(220)의 실제 전압이 기준전압보타 작을 때에는 도 4b와 같이 반도체스위치(Q)가 오프된 상태이므로 충전지(220)에 충전이 된다.
충전지(220)에 충전된 전압은 전압 셋업부(250)에서 부하가 요구하는 적절한 크기의 전압으로 바뀐 다음, 정전압부(260)에서 최종적으로 전압이 일정하게 조절되어 정전압원이 만들어지게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명을 이용하면 전기패널, 차단기 전후단, 컬버트, 고압 철탑 등 산업현장의 각종 부스 바 또는 전원케이블에서 발생되는 자기장을 이용하여 자체적인 정전압원의 획득이 가능하므로, 유선으로 제어용 전원의 공급이 불가능 하거나 밧데리 사용시 교체의 문제가 있는 개소의 각종 센싱/통신모듈에 안정적인 전원공급을 기대할 수 있다.
이에 따라 모든 전기·전력설비의 감시/진단이 용이해지며 특히 정비 및 점검이 곤란하거나 안전사고 위험이 높은 개소에서 정비의 효율성을 극대화할 수 있다.

Claims (3)

  1. 부스 바 또는 전원케이블의 둘레에 고정 설치되어 부스 바 또는 전원케이블에 흐르는 전류에 의해 발생되는 자기장으로부터 가변 교류전류를 유기시키는 전류 변환기(100)와, 상기 전류 변환기(100)에서 유기된 가변 교류전류를 이용하여 정전압원을 발생시키는 정전압 발생부(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 정전압 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전압 발생부(200)는 상기 전류 변환기(100)로부터 입력되는 가변 교류전류를 직류전압원으로 바꾸어주는 정류부(210)와; 상기 정류부(210)에서 출력되는 직류전압원을 저장하는 충전지(220)와; 상기 충전지(220)의 과충전 여부를 판단하기 위한 기준전압을 만드는 충전 기준전압 설정부(230)와; 상기 충전지(220)의 실제 충전전압과 상기 충전 기준전압 설정부(230)에서 설정된 기준전압을 비교하고 이를 토대로 전류를 바이패스 해주는 비교기(241), 반도체스위치(Q) 및 저항(R1, R2)으로 이루어진 비교부(240)와; 충전전압을 부하가 요구하는 적절한 크기의 전압으로 부스팅해주는 전압 셋업부(250)와; 부스팅된 전압을 일정하게 만들어주는 정전압부(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 정전압 발생 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 정전압 발생부(200)는 상기 전류 변환기(100)에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 정전압 발생 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287969B1 (ko) * 2009-05-21 2013-07-19 엘에스산전 주식회사 고전압 전력기기의 부분방전 무선 검출 장치
KR20150079149A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 주식회사 포스코아이씨티 케이블 접속점 열화 감지 시스템 및 케이블 접속점 열화 감지 시스템의 제어방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3077397B2 (ja) * 1992-06-26 2000-08-14 日立電線株式会社 部分放電測定法
KR960008322A (ko) * 1994-08-10 1996-03-22 김일동 전력기기의 부하전류원격 측정장치
JP3469056B2 (ja) * 1997-09-11 2003-11-25 株式会社東芝 電気機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287969B1 (ko) * 2009-05-21 2013-07-19 엘에스산전 주식회사 고전압 전력기기의 부분방전 무선 검출 장치
KR20150079149A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 주식회사 포스코아이씨티 케이블 접속점 열화 감지 시스템 및 케이블 접속점 열화 감지 시스템의 제어방법

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