KR20010111431A

KR20010111431A - 차단기 이상 검출장치

Info

Publication number: KR20010111431A
Application number: KR1020000031786A
Authority: KR
Inventors: 윤영희; 박성식; 강대호
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-12-19

Abstract

본 발명은 현대 산업에서 공정을 제어하고 장치를 구동하는 전력 시스템에 관련되고 특히 고로 설비의 전력계통에 적용되는 차단기 이상 검출장치에 관한 것으로서, 차단기 클립부에 방사온도 검출기(10)를 설치하거나 부하 변동이 일정한 차단기에 열전대 온도계(11)를 설치함과 더불어 차단기의 부하전류를 검출하기 위하여 전류검출기(12),(13)를 설치하고, 상기 방사온도 검출기(10)와 열전대 온도계 (11) 및 전류검출기(12),(13)로 이루어진 검출수단(20)에 변환기(14)와 표시부(15)를 구비한 제어반(21)을 연결하며, 변환기(14')와 연산부(16)및 통신부(17)로 이루어진 PLC(22)를 상기 제어반(21)에 연결함과 더불어 통신부(17')와 설정부(18) 및 표시부(15')로 이루어진 E.C.C(23)를 상기 PLC(22)에 연결함과 더불어 PLC(22)에 경보부(24)를 연결하고, 상기 E.C.C(23)에 입출력카드(19)와 연산부(16') 및 통신부(17")를 갖는 PLC(22')를 통해 원격운전기(25)와 표시부(15")를 갖는 제어반(21' )을 연결하며, 상기 제어반( 21')에 다수의 차단기(26)로 이루어진 고압반(5)을 연결한 구성으로 작업자의 불안감 및 감전 재해를 예방하고, 차단기 정비 효율을 극대화 할 수 있으며, 안전사고 를 방지할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Description

차단기 이상 검출장치{AN ACCIDENT DETECTOR OF CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 현대 산업에서 공정을 제어하고 장치를 구동하는 전력 시스템에 관련되고 특히 고로 설비의 전력계통에 적용되는 차단기 이상 검출장치에 관한 것으로서, 특히 고전압 수용 전기실 차단기 클립부에 자동 온도 검출장치를 설치하여 발열에 의한 차단기 소손 및 2차적인 사고를 예방으로 전원계통의 신뢰성을 향상 시키고 또한 전류 검출장치를 구성하여 온도와 비교 판단함으로써 이상검출 차단기를 원격으로 제어하고 경보를 발생 하는 차단기 이상 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로 지역의 전력계통은 중앙 전력 공급소(미도시)에서 22[kV]를 공급 받아 공장 주 변압기에서 6.6[kV]로 변환하여 고압 시스템 가동 및 제어전원으로 활용 하고 있다.

고로공장은 도 1에 도시한 바와 같이 각 그룹별 전기실로 이루어 지며 고압 모터 공급용과 제어 전원용 트랜스포머로 공급되어 운전 되고 있다.

고로공정은 연속되는 생산 공정으로서 차단기 사고에 의한 생산 휴지는 막대한 경제적 손실을 야기하며, 불안전한 전력 공급은 생산뿐만 아니라 안전 사고 유발의 주된 원인 이라고 하겠다.

고로공장 전력계통의 문제점을 살펴보면 다음과 같다.

첫째 : 고압반의 점검시 활선 상태에서 대 부하 전류로 인한 점검시 작업자의 불안감 및 감전재해가 예상되고 있다. 종래의 점검 수단으로서는 고압반 도어를오픈하여 작업자가 인위적으로 오감 및 온도검출계로 측정을 하고 있다.

둘째 : 고로지역은 고로가스가 다량 발생하여 부식을 초래하고 또한 다량의 수증기에 의한 촉매 역활을 하고 있다.

이는 부하 변동이 심한 차단기에서 온도 변화에 따라 차단기 클립부가 열화되어 접촉저항의 발생으로 온도가 상승하여 내 부하전류에 의한 차단기 클립부 폭발이 발생하고 있다.

차단기 사고의 일례를 살펴보면 다음과 같다.

주 고압용 차단기 V.C.B.클립 열화발생(99'05'04,99'07'06) 2건과 타공장 고장건수 4건이 실제로 발생하였다.

또한 저압용 차단기 A.C.B. 클립부 열화발생(99'06'07, 99'06'23, 99.06.23)이 3건으로서 99년도 한해를 기준으로 고로지역 차단기 사고가 9건에 달하고있다.

따라서 최근에는 부식 열화에 의한 차단기 사고를 최소화 하는데 주력하고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술적 수단으로서는 주기적인 설비 휴지후 작업자가 실시하는 육안 점검이 대부분이라 하겠다.

셋째 : 차단기의 전원 투입을 판넬(PANEL) 전면에서 실시하고 있기 때문에 차단기 투입시 차단기가 폭발하는 문제가 대두 되며 기 안전 사고가 발생한 바도 있다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 차단기 이상 검출장치가 갖는 각종결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 환경이 열악한 고전압 수용 전기실 차단기 고장을 방지하고자 자동 온도 검출장치 및 전류 검출장치를 설치하여 발열 여부를 감시하고 이상 검출시 원격 차단 함으로서 2차적인 사고를 예방하여 전원계통의 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 차단기 이상 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 고로 설비의 전력 계통도,

도 2는 본 발명에 따른 온도검출기의 블럭 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 전류검출기의 블럭 구성도,

도 4는 본 발명 차단기 이상 검출장치의 구성도,

도 5는 본 발명 차단기 이상 검출장치의 동작 순서도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1, 2, 3, 4 : 전기실 5 : 차단기(고압반)

10 : 방사온도 검출기 11 : 열전대 온도기

12, 13 : 전류검출기 14 : 변환기

15, 15', 15" : 표시부 16 : 연산부

17, 17' ,17" : 통신부 18 : 설정부

19 : 입출력카드 20 : 검출수단

21, 21' : 제어반 22, 22' : PLC

23, 23' : E.C.C 24 : 경보부

25 : 원격운전기 26 : 차단기

27 ; 조작부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 차단기 이상 검출장치는 차단기 클립부에 방사온도 검출기(10)를 설치하거나 부하 변동이 일정한 차단기에 열전대 온도계(11)를 설치함과 더불어 차단기의 부하전류를 검출하기 위하여 전류검출기(12), (13)를 설치하고, 상기 방사온도 검출기(10)와 열전대 온도계(11) 및 전류검출기( 12),(13)로 이루어진 검출수단(20)에 변환기(14)와 표시부(15)를 구비한 제어반(21 )을 연결하며, 변환기(14')와 연산부(16)및 통신부(17)로 이루어진 PLC(22)를 상기 제어반(21)에 연결함과 더불어 통신부(17')와 설정부(18) 및 표시부(15')로 이루어진 E.C.C(23)를 상기 PLC(22)에 연결함과 더불어 PLC(22)에 경보부(24)를 연결하고, 상기 E.C.C(23)에 입출력카드(19)와 연산부(16') 및 통신부(17")를 갖는 PLC(22')를 통해 원격운전기(25)와 표시부(15")를 갖는 제어반(21')을 연결하며, 상기 제어반( 21')에 다수의 차단기(26)로 이루어진 고압반(5)을 연결하여서 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 차단기 이상 검출장치의 작용을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 온도검출기의 블럭 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 전류검출기의 블럭 구성도, 도 4는 본 발명 차단기 이상 검출장치의 구성도, 도 5는 본 발명 차단기 이상 검출장치의 동작 순서로로서, 고로 공장의 열악한 환경으로 인한 부식, 열화등으로 발생되는 사고(고장)를 방지 하기 위한 발명으로서 부하 변동이 큰 부하용 차단기의 클립부에 방사온도 검출기(10)를 직접 설치하고, 부하 변동이 일정한 차단기에는 열전대 온도계(11)를 설치하여 온도를 검출하며, 차단기의 부하 전류를 검출하는 수단으로 전류검출기(12),(13)를 각각 설치하여 검출수단(20)을 구성하며, 상기 검출수단(20)에서 검출된 데이타는 제어반(21) 내 변환기(14)에서 4~20mmA 전류신호로 변환되어 PLC(22)로 전송된다.

또한 제어반(21) 내에는 온도치의 표시부(15)가 구성되고 경보치를 설정할 수 있도록 되어 있다.

검출된 온도 및 전류신호는 PLC(22)의 연산부(16)에 전송되어 온도, 전류를 비교 판단하여 E.C.C.(23)에서 설정된 경보치 및 트립치 내에 접근 판단되면, 제어반(21') 내 차단기 원격운전기(25)로 출려하여 고압반(5)의 차단기(26)를 트립( TRIP)시키고 경보를 발하는 경보장치(24)로 구성된다.

또한 E.C.C.(23)에서는 데이타를 누적 관리 할수있는 트랜드 디스플레이( TREND DISPLAYS)기능을 겸하고있다.

고 전압 수용 전기실 차단기 소손 및 2차적인 사고 및 안전 사고를 예방하고 전원계통의 신뢰성을 향상 시키고자 차단기의 클립부에 자동 온도검출기(10),(11)를 설치함과 더불어 전류검출기(12),(13)를 설치하여 온도와 비교 판단 이상검출차단기 발생시 원격으로 제어(차단)하고, 경보를 발하는 장치로 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 현대산업에서 공정을 제어하고 장치를 구동하는 전력 시스템 및 특히 고로 설비의 전력계통 즉, 고로공장의 전력계통은 열악한 환경으로 인한 부식, 열화등으로 발생되는 사고(고장)를 방지 하기 위해서 차단기 이상 검출장치를 가동하면 본 장치의 제어전원 공급 유무를 판단하고 정상시 온도 및 전류검출기가 가동 하게 된다. 부하 변동이 큰 부하용 차단기에는 방사온도 검출기(10)를 차단기 클립부에 직접 설치하여 검출하게 되는데, 본 방사온도 검출기(10)의 기본 원리를 설명하면 다음과 같다.

고체는 절대 온도의 4제곱에 비례하는 에너지를 방출(Stefan-Boltzmann법칙)하게 된다. 따라서 1,800℃ 이하 물체의 방사 에너지는 약 90%가 열성분이므로 감열체에 흡수시켜 온도를 측정하는 구조로 되어 있다. 그리고 상기한 부하 변동이 큰 곳에는 열악한 환경에서 부식, 열화율이 가중되어 단시간내 사고로 연결되고 있으므로 직접 온도검출 방법을 채용하고 있다.

또한 부하 변동이 일정한 차단기에는 열전대 온도계(11)를 설치하여 차단기 주변 온도를 검출한다.

열전대 온도계(11)는 FTLD(Flexible Thermocouple line detector)로서 설치구간의 최고열을 감지 할수 있도록 되어 있다.

본 차단기의 부하전류를 검출하는 수단으로 전류검출기(12),(13)가 각각 설치 되는데 상기 검출수단에서 검출된 데이타는 제어반(21) 내 변환기(14)에서4~20mm 전류신호로 변환되어 PLC(22)로 전송된다.

또한 제어반(21) 내에는 온도치의 표시부(15)가 구성되고 경보치를 설정할 수 있도록 되어 있다. 따라서 현장에서 수동 설정을 하고 확인하는 기능이 있다.

검출된 온도 및 전류신호는 PLC(22)의 연산부(16)로 전송되어 온도, 전류를 비교 판단하여 E.C.C(23)에서 설정된 경보치 및 트립치 내에 접근한 것으로 판단하게 되면 제어반(5) 내 원격운전기(25)로 제어신호를 출력하여 차단기(26)를 트립 시키고 경보부(24)를 제어하여 경보를 발한다.

또한 E.C.C(23)에서는 데이타를 누적 관리 할수있는 트랜드 디스플레이( TREND DISPLAYS)기능을 겸하고 있다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 발명 차단기 이상 검출장치는 종래 방법과 비교하여 다음과 같은 효과가 있다.

첫째 : 무인 전기실 고압반의 온도 및 전류를 자동으로 측정하게 되므로 활선 상태에서 큰 부하전류로 인한 점검시 작업자의 불안감 및 감전 재해를 예방하고,

둘째 : 주기적인 점검에서 상시 점검으로 전환되어 차단기 이상유무를 조기에 확인하여 정비 계획을 수립함으로써 정비 효율을 극대화 할 수 있으며,

셋째 : 차단기의 투입을 판넬(PANEL) 전면에서 실시하고 있기 때문에 차단기 에 전원 투입시 문제로되는 차단기 폭발의 문제를 원격 제어반의 구축으로 제거되어 안전사고를 방지할 수 있다.

Claims

차단기 클립부에 방사온도 검출기(10)를 설치하거나 부하 변동이 일정한 차단기에 열전대 온도계(11)를 설치함과 더불어 차단기의 부하전류를 검출하기 위하여 전류검출기(12), (13)를 설치하고, 상기 방사온도 검출기(10)와 열전대 온도계(11) 및 전류검출기( 12),(13)로 이루어진 검출수단(20)에 변환기(14)와 표시부(15)를 구비한 제어반(21 )을 연결하며, 변환기(14')와 연산부(16)및 통신부(17)로 이루어진 PLC(22)를 상기 제어반(21)에 연결함과 더불어 통신부(17')와 설정부(18) 및 표시부(15')로 이루어진 E.C.C(23)를 상기 PLC(22)에 연결함과 더불어 PLC(22)에 경보부(24)를 연결하고, 상기 E.C.C(23)에 입출력카드(19)와 연산부(16') 및 통신부(17")를 갖는 PLC(22')를 통해 원격운전기(25)와 표시부(15")를 갖는 제어반(21')을 연결하며, 상기 제어반( 21')에 다수의 차단기(26)로 이루어진 고압반(5)을 연결하여서 구성됨을 특징으로 하는 차단기 이상 검출장치.