KR200152585Y1 - 자동 개폐기 - Google Patents

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KR200152585Y1
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Abstract

본 고안은 자동 개폐기에 관한 것으로, 종래의 장치에 있어서는 설비에 대한 자기진단과 선로의 전기량 검출 및 정보의 전송에 의한 개폐기 통신제어를 할 수 없기 때문에 선로고장에 따른 복구지연, 자동화에 의한 선로감시 및 관리에 대처할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 고안한 것으로, 수동 계폐기의 수동조작과 제어부를 별도로 구비하여 선로의 전기량을 검출하여 과부하 전류 및 전압상태를 상시 감시하고, 전력량의 추이를 분석하며, 원격(통신)으로 개폐기를 절환하는 개폐기를 제공하여 종래의 수동 개폐기가 할 수 없었던 선로의 정상상태 및 과부하 상태를 판단하여 개폐기의 정상 및 이상상태를 상시 감시할 수 있고, 또한 회로별 전체를 통합하여 감시할 수 있어 회로별로 전류, 전압의 표시와 개폐 상태 및 원방제어가 가능하여 전력관리를 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 개폐기
본 고안은 자동 개폐기에 관한 것으로, 특히 배전 자동화에 적당하도록 수동 계폐기의 수동조작과 제어부를 별도로 구비하여 선로의 전기량을 검출하여 과부하 전류 및 전압상태를 상시 감시하고, 전력량의 추이를 분석하며, 원격(통신)으로 개폐기를 절환하는 자동 개폐기에 관한 것이다.
도1은 종래 수동 개폐기의 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 전선을 나사모양으로 둥글게 감아서 원통모양으로 수동조작하는 솔레노이드(10)와; 수동으로 조작하여 상기 솔레노이드(10)를 제어하는 수동조작 제어구동부(11)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작과정을 설명한다.
수동 개폐기는 선로를 연결하는 수단으로 각 회로별로 구동장치를 구비하여 조작할 수 있도록 접점을 갖추어 이 접점으로 개,폐가 가능하며, 외부에서 스위치 조작(현장 원격조작)에 의해 조작되는 것이 아니라 순수하게 수동 조작을 한다.
상기와 같이 종래의 장치에 있어서는 설비에 대한 자기진단과 선로의 전기량 검출 및 정보의 전송에 의한 개폐기 통신제어를 할 수 없기 때문에 선로고장에 따른 복구지연, 자동화에 의한 선로감시 및 관리에 대처할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 고안한 것으로, 수동 계폐기의 수동조작과 제어부를 별도로 구비하여 선로의 전기량을 검출하여 과부하 전류 및 전압상태를 상시 감시하고, 전력량의 추이를 분석하며, 원격(통신)으로 개폐기를 절환하는 개폐기를 제공함에 목적이 있다.
도1은 종래 수동 개폐기의 블록 구성도.
도2는 본 고안 자동 개폐기의 블록도.
도3은 도2에서 배터리 충전부의 구성을 보인 회로도.
도4는 도2에서 가스검출부의 구성을 보인 회로도.
도5는 도2에서 구동 릴레이부의 구성을 보인 회로도.
도6은 도2에서 회로제어부의 구성을 보인 회로도.
도7은 도7에서의 로직 입출력부의 구성을 보인 회로도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10, 31 : 솔레노이드 11 : 수동조작 제어구동부
20 : 개폐기 제어조작부 21 : 감시제어부
22 : 배터리 충전부 23 : 가스검출부
24 : 회로제어부 25 : 회로검출부
26 : 표시장치 27 : 통신부
28 : 배터리 29 : 모터
30 : 구동 릴레이부 CT : 변류기
PD : 전력검출기
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은 개폐기를 제어 및 조작하는 개폐기 제어조작부와; 상기 개폐기 제어조작부의 제어신호에 의해 기계장치를 조작하는 솔레노이드와; 릴레이 접점에 의해 상기 솔레노이드를 구동시키는 구동 릴레이와; 상기 구동 릴레이를 구동시키는 모터와; 상기 모터에 전원을 공급하는 배터리와; 교류 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 사용하는 변류기(Current Transformer : CT)와; 개폐기의 전력을 검출하는 전력검출기(Power Detector : PD)와; 상기 개폐기 제어조작부와 개폐기의 상태를 감시하고, 원방에서 원격(통신)으로 제어를 하는 감시제어부로 구성함을 특징으로 한다.
상기 개폐기 제어 조작부는 현장에서 개폐기를 조작하는 회로제어부와; 개폐기 내의 가스상태를 검출하여 개폐조작을 판단하는 가스검출부와; 개폐기 조작을 위해 필요한 전원을 공급하는 배터리 충전부로 구성함을 특징으로 한다.
상기 감시 제어부는 전기량의 크기를 연산하여 선로의 이상 유무를 판단하는 회로검출부와; 상기 회로검출부에서 계측한 전기량을 표시하고, 개폐기의 상태 및 선로의 고장을 표시하는 표시장치와; 모든 정보를 원격(통신)으로 송수신하는 통신부로 구성함을 특징으로 한다.
이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 고안 자동 개폐기의 블록도이고, 도3은 도2에서 배터리 충전부의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 외부에서 교류전압이 공급되면 직류-직류 변환회로(30)에서 직류로 변환되며, 이 변환된 직류는 배터리충전기(31)를 통해 배터리(28)로 공급되고, 배터리 시험회로부(32)에서 릴레이(K2)를 동작시키면 상기 배터리(28)의 전압이 저항(RBATT)에 나타나며, 이 전압은 저항(R11)(R12)에 의해 분압되어 비교기(U1)의 네거티브(-) 단자에 입력되고, 저항(R7)(R8)에 걸리는 기준전압이 상기 비교기(U1)의 포지티브(+) 단자에 인가되어 상기 배터리 전압이 규정치 이하로 떨어지면 출력을 발생하며, 이 출력에 의해 트랜지스터(Q1)가 동작하여 릴레이(K1)의 접점이 폐로가 되고, 이 폐로가된 접점의 상태를 배터리 접점부(33)에서 인지하며, 상기 배터리(28) 전압이 정상일 때는 접점상태가 개로상태이다.
도4는 도2에서 가스검출부의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 가스검출부(23)는 가스센서(34)가 개폐기 내의 가스가 규정치 이하로 떨어지는 것을 감지하여 회로제어부(24)와, 포토커플러(OP1)로 송신하며, 입출력간을 전기적으로 절연하는 포토커플러(OP1)에서 상기 가스센서(34)에서 감지한 신호를 발광 다이오드에 의해 광신호로 변환하여 송신하고, 수신한 광신호를 포토트랜지스터에 의해 전기신호로 복원하며, 릴레이 구동회로(40)에서 상기 포토커플러(OP1)에서 복원된 전기신호에 의해서 릴레이(K3)를 구동시키고, 상기 릴레이 구동회로(40)에 의해 구동된 릴레이(K3)의 접점상태를 외부에 위치한 가스접점부(41)에서 인지하여 가스의 상태를 표시함으로써, 사용자가 알 수 있도록 한다.
도5는 도2에서 구동 릴레이부의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 모터(29)가 구동시 모터접점부(50)에서 상기 모터(29)의 접점을 인지하여 이를 포토커플러(OP2)로 송신하면 상기 포토커플러(OP2)에서 제어전원(P1)을 출력하고, 비교회로(51)에서 이 출력전압으로 상기 모터(29)의 동작상태를 감지하며, 시연회로(52)에서 상기 비교회로(51)에서 감지한 신호에 의해 상기 모터(29)의 동작시간을 조정하여 트랜지스터(Q2)를 동작시켜 릴레이(K4)를 구동시키고, 상기 릴레이(K4)에 의해 솔레노이드(31)와 회로제어부(24)가 접속되어 동작시연 후 상기 모터(29) 및 솔레노이드(31)가 동작을 멈추도록 한다.
도6은 도2에서 회로제어부의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 개폐기로부터 수신한 신호(I1)는 제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW2)의 스위칭에 의해 수신신호(I1)를 로직 입출력부(72)로 송신하거나 제1,2 푸시 버튼스위치(CLOSE, OPEN)와 제3 릴레이(LOCK)로 상기 수신신호(I1)가 송신되며, 사용자에 의해 상기 제1 푸시 버튼스위치(CLOSE)가 선택되면 릴레이접점(CR1)이 온되어 상기 로직 입출력부(72)로 신호(I2)를 송신하고, 제2 푸시 버튼스위치(OPEN)가 선택되면 릴레이접점(CR2)이 온되어 상기 로직 입출력부(72)로 신호(I3)를 송신하며, 상기 로직 입출력부(72)에서 송신한 신호(I4)에 의해 포토커플러(PC1)가 동작하고, 상기 포토커플러(PC1)에 의해 트랜지스터(TR1)가 동작되어 상기 제1 스위치(SW1)를 통해 상기 개폐기를 제어한다.
도7은 도2에서 감시제어부의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 전류, 전압 검출회로(70)에서 개폐기 내에 위치한 복수개의 변류기(CT)와 전력검출기(PD)에서 송신한 전류와 전압에 관한 정보를 통합하며, 에이디(A/D) 회로부(71)에서 마이크로 프로세서(73)에 의해 배전선로의 전압/전류의 크기를 연산하여 이상 상태를 판단하고, 로직 입출력부(72)는 개폐기 제어 조작부(20) 내의 회로제어부(24)를 원격으로 제어하거나, 상기 회로제어부(24)에서 송신되는 신호를 상기 마이크로 프로세서(73)로 송신하며, 표시장치(26)에서 상기 회로검출부(25)에서 계측한 전기량과 개폐기의 상태 및 선로의 고장을 표시하고, 통신부(27)에서 모든 정보를 외부통신기기와 원격(통신)으로 송수신한다.
도8은 도7에서의 로직 입출력부의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 릴레이 구동부(80)는 마이크로 프로세서에서 입력되는 제어신호에 의해 제1 릴레이(K5)와 제2 릴레이(CLOSE, OPEN)를 구동시키며, 회로제어부(24)에서 송신된 신호(I1, I2, I3) 중 하나로 상기 제1 릴레이(K5)의 스위칭에 하면 상기 마이크로 프로세서의 제어신호에 의해 상기 제2 릴레이(CLOSE, OPEN)이 중 하나가 선택되어 상기 회로제어부(24)로 신호(I4)를 송신한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안 자동 개폐기는 종래의 수동 개폐기가 할 수 없었던 선로의 정상상태 및 과부하 상태를 판단하여 개폐기의 정상 및 이상상태를 상시 감시할 수 있고, 또한 회로별 전체를 통합하여 감시할 수 있어 회로별로 전류, 전압의 표시와 개폐 상태 및 원방제어가 가능하여 전력관리를 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 개폐기를 제어 및 조작하는 개폐기 제어조작부와; 상기 개폐기 제어조작부의 제어신호에 의해 기계장치를 조작하는 솔레노이드와; 릴레이 접점에 의해 상기 솔레노이드를 구동시키는 구동 릴레이부와; 상기 구동 릴레이를 구동시키는 모터와; 상기 모터에 전원을 공급하는 배터리와; 교류 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 사용하는 변류기(Current Transformer : CT)와; 개폐기의 전력을 검출하는 전력검출기(Power Detector : PD)와; 상기 개폐기 제어조작부와 개폐기의 상태를 감시하고, 원격(통신)으로 제어를 하는 감시제어부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 자동 개폐기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개폐기 제어 조작부는 현장에서 개폐기를 조작하는 회로제어부와; 개폐기 내의 가스상태를 검출하여 개폐조작을 판단하는 가스검출부와; 개폐기 조작을 위해 필요한 전원을 공급하는 배터리 충전부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 자동 개폐기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 감시 제어부는 전기량의 크기를 연산하여 선로의 이상 유무를 판단하거나 개폐기 제어 조작부 내의 회로제어부를 원격으로 제어하는 회로검출부와; 상기 회로검출부에서 계측한 전기량을 표시하고, 개폐기의 상태 및 선로의 고장을 표시하는 표시장치와; 모든 정보를 원격(통신)으로 송수신하는 통신부로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 자동 개폐기.
  4. 제1항에 있어서, 구동 릴레이부는 모터가 구동시 모터의 접점을 상태를 인지하여 이를 송신하는 모터접점부; 상기 모터접점부에서 송신한 신호에 의해 제어전압을 출력하는 포토커플러와; 상기 포토커플러의 제어전압에 의해 상기 모터의 동작상태를 이전 제어전압과 비교하여 감지하는 비교회로와; 상기 비교회로에서 비교한 신호에 의해 상기 모터의 동작시간을 조정하는 시연회로와; 상기 시연회로에서 출력한 신호에 의해 동작하는 트랜지스터와; 상기 트랜지스터에 의해 구동되어 솔레노이드와 회로제어부를 접속하여 동작시연 후 상기 모터 및 솔레노이드의 동작을 멈추도록 하는 릴레이를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 개폐기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 배터리 충전부는 직류를 일단 교류로 변환한 다음, 변압기로 승압 또는 강압하여 정류함으로써 직류전압의 변압을 하는 직류-직류 변환회로와; 상기 직류-직류 변환회로에서 전압을 충전하는 배터리 충전기와; 충전된 배터리의 정격전압의 크기를 측정하기 위한 배터리 시험회로부와; 상기 배터리의 전압을 감시하여 전압이 규정전압 이하로 떨어지면 출력을 발생하는 비교기와; 상기 비교기에서 출력한 신호에 의해 동작하는 트랜지스터와; 상기 트랜지스터에 의해 접점이 폐로가 되는 릴레이와; 상기 릴레이의 접점상태를 외부에서 인지하는 배터리 접점부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 개폐기.
  6. 제2항에 있어서, 가스검출부는 개폐기 내의 가스상태를 감지하는 가스센서와; 상기 가스센서에서 감지한 신호를 발광 다이오드에 의해 광신호로 변환하여 송신하고, 수신한 광신호를 포토트랜지스터에 의해 전기신호로 복원하여 입출력간을 전기적으로 절연하는 포토커플러와; 상기 포토커플러에서 송신한 신호에 의해서 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동회로와; 외부에 위치하여 상기 릴레이의 접점상태에 의한 가스상태를 표시하는 가스접점부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 개폐기.
  7. 제3항에 있어서, 회로검출부는 개폐기에 위치한 복수개의 변류기와 전력검출기에서 송신한 전류와 전압에 관한 정보를 통합하는 전류, 전압 검출회로와; 마이크로 프로세서에 의해 배전선로의 전압/전류의 크기를 연산하여 이상 상태를 판단하는 에이디(A/D) 회로부와; 개폐기 제어 조작부 내의 회로제어부를 원격으로 제어하거나, 상기 회로제어부에서 송신되는 신호를 상기 마이크로 프로세서로 송신하는 로직 입출력부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 개폐기.
  8. 제3항에 있어서, 로직 입출력부는 마이크로 프로세서에서 입력되는 제어신호에 의해 제1,2 릴레이를 구동시키는 릴레이 구동부와; 상기 릴레이 구동부에 의해 개폐기 제어 조작부 내의 회로제어부에서 송신한 신호 중 하나로 스위칭하는 제1 릴레이와; 상기 마이크로 프로세서에서 송신한 제어신호에 의해 릴레이 구동부에서 발생한 구동신호로 인해 개폐기 제어 조작부 내의 회로제어부에서 송신한 신호 중 하나를 선택하는 제2 릴레이를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 개폐기.
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