KR200263817Y1

KR200263817Y1 - 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치

Info

Publication number: KR200263817Y1
Application number: KR2020010034506U
Authority: KR
Inventors: 김용철
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2002-02-09

Abstract

본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치는, 옥내 변전소 폐쇄형 배전반(Metal Clad Switch Gear: MCSG) 내부에 설치되어진 차단기 연결부 접속자의 전력 전달 접촉 표면에 백금 센서를 다수개(6채널) 설치하여 표면에서 발생되어지는 온도를 감지하고, 감지된 온도를 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 디스플레이하며, 또한 적정온도를 설정하여 현재 감지된 온도가 설정된 적정 온도 이상일 경우 과열로 판단하여 경보를 발생하도록 함으로써, 화재 발생을 미연에 방지할 수 있으며, 안정적인 전력 공급을 유지할 수 있도록 한 것이다.

Description

폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치 {Apparatus for monitoring temterature of a metal clad switch gear}

본 고안은 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치에 관한 것으로, 옥내 변전소 폐쇄형 배전반(Metal Clad Switch Gear: MCSG) 내부에 설치되어진 차단기 연결부 접속자의 전력 전달 접촉 표면에서 발생되어지는 온도를 감지하여 부하의 최적 운전 상태를 유지하며, 차단기의 부하 한계를 감시, 과부하로 인한 도체의 소손을 예방하여 화재를 방지할 수 있도록 한 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 옥내 변전소 22.9Kv 폐쇄형 배전반 내부에 설치되어진 차단기 접속자와 고정자를 형성하는 모선, D/L 접속자의 접속을 유지하는 차단기 연결 가동자에 설치되어진 튤립 컨텍(Tulip Contact)의 접속 이완에 따른 연결 부위 접촉 저항의 증가로 인한 과열이 발생하게 된다.

또한, 장시간 사용과 부하의 증가에 따라 누적된 스프링의 탄성 변화에 의해 결국 국부적 과열로 소손, 화재가 발생할 경우 MCSG 내부는 밀폐되어 있기 때문에 차단기 연결부의 온도 가열 감시는 감시 장비로 측정할 수 없었다. 따라서, 근무자가 부하상태를 판단하고, MCSG 패널 문을 열어 근무자의 후각으로 차단기 연결부 내부의 과열 상태를 점검해야만 했다.

옥외 변전소 처럼 과열 개소의 아지랑이를 볼 수 없고 양초나 적외선 온도 측정기로 과열 상태를 측정할 수 없어 근무자의 경험에 의한 점검이 될 수 밖에 없는 상태이므로 항상 과열로 인한 화재 발생 가능성이 잠재하여 장시간의 과열로 인하여 소손이 될 경우 화재 발생으로 이어져 설비에 치명적인 손상을 입힐 뿐 만 아니라 전력 공급에 크나 큰 지장을 초래할 수 있는 문제점이 있다.

결국, 종래 기술에는 MCSG 내부에 접속자 도체의 온도 과열을 감시하는 시스템이 없이 오로지 근무자의 경험과 후각적인 판단으로 전력 설비를 운전 유지하기 때문에 부하 증가에 따른 직렬 기기의 과부하 한도를 알 수 없어 접속자가 소손되어 화재가 발생할 수 있는 문제점을 안고 있다.

또한, 현재에는 내부의 화재 감지기로 내부의 공기 전도에 의하여 전달되어진 온도 변화에 의하여 화재시에만 하론 소화기를 설치하여 내부의 화재 확대를 예방하는 상태이다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 고안의 목적은, 옥내 변전소 폐쇄형 배전반(Metal Clad Switch Gear: MCSG) 내부에 설치되어진 차단기 연결부 접속자의 전력 전달 접촉 표면에서 발생되어지는 온도를 감시하여 부하의 최적 운전 상태를 유지하며, 차단기의 부하 한계를 감시, 과부하로 인한 도체의 소손을 예방하여 설비의 화재를 방지할 수 있도록 한 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치에서 온도를 감지하기 위한 센서의 결선 구조를 나타낸 도면.

도 2는 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 온도 감지부 20 : 정류부

30 : 증폭부 40 : 제어부

50 : 표시부 60 : 경보발생부

70 : 온도 설정부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치의 특징은, 6채널 10비트 자동 스캔 온도 표시 및 이상 온도 경보 기능을 가지고 부하 상태에 따른 접속 부분의 과열을 디지털 수치로 확인할 수 있는 것이다.

또한, 부하를 조절하여 접속 도체의 적정 온도를 유지하며, 이상 온도 설정시 경보를 발생하여 근무자가 인식할 수 있으며, 원방 감시 회로인 SCADA에 결선, 접속자의 과열에 따른 이상 여부를 급전소에서 감지 후 사전에 부하를 적절하게 조정하여 접속자의 과열 소손으로 인한 화재를 미연에 방지하고 설비의 최적 운전 상태를 유지하여 안정적인 전력 공급 및 전기 품질을 향상시키도록 한 것이다.

이와 같은 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치의 일 측면에 따르면, 상기 폐쇄형 배전반 내부에 설치되어진 접속 도체를 절연 시키는 에폭시 절연 붓싱 외부 표면에 설치되어 고정자측 도체의 온도를 각각 감지하는 온도 감지부; 상기 온도 감지부에서 감지된 온도 감지 신호를 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 온도 감지 신호를 일정 레벨 증폭하는 증폭부; a) 상기 증폭부에서 증폭된 온도 감지 신호를 디지탈 신호 변환하여 현재의 온도값을 산출하고 산출된 온도값을 표시하기 위한 표시 제어신호를 제공하며, b) 상기 산출된 온도값과 기 설정된 기준 온도값을 비교하여 현재 온도가 과열 상태인지를 판단 한 후, 현재 온도값이 기준 온도 값보다 큰 온도값일 경우 경보 발생신호를 출력하는 제어부; 상기 제어부에서 제공되는 온도 표시 제어신호에 따라 감지된 현재의 온도값을 디스플레이하는 표시부; 상기 제어부에서 제공되는 경보 발생 제어 신호에 따라 경보음을 발생하는 경보 발생부를 포함한다.

또한, 상기 고정자측 도체의 기준 온도를 설정하는 온도 설정부를 더 포함하고, 상기 온도 감지부는 백금 100Ω센서로 구성될 수 있다.

또한, 상기 정류부는 브릿지 정류 회로로 구성되고, 상기 증폭부는 OP 앰프로 구성되며, 상기 표시부는 7- 세그먼트로 구성될 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 하자.

도 1에 도시된 바와 같이, 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 MCSG 내부에 설치되어진 접속 도체를 절연시키는 에폭시(Epoxy) 절연 붓싱 외부 표면에 다수개 설치하여 고정자측 도체의 온도를 감지하게 된다. 여기서, 상기 온도 센서는 필름형 백금 100옴 센서이고, 3상(A, B, B')으로 이루어지며, 이 센서는 적어도 6개를 설치할 수 있다. 그러나, 6개로 한정하는 것은 아니고 그 이상 또는 그 이하의 센서를 설치할 수 도 있는 것이다. 또한, 상기 온도 센서의 각 상은 온도 보상 도선으로 연결 구성된다.

이와 같이 설치된 온도 센서를 이용한 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치에 대하여 도 2를 참조하여 설명해 보기로 하자.

도 2는 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치는 다수의 온도 센서로 이루어진 온도 감지부(10), 상기 각 센서와 각각 연결된 다수의 정류부(20)와, 각 정류부(20)와 각각 연결된 증폭부(30), 제어부(40), 표시부(50), 경보발생부(60) 및 온도 설정부(70)로 구성될 수 있다. 즉, 센서가 6채널의 센서인 경우에는 상기 정류부(20) 및 증폭부(30) 역시 각각 6개씩 구성된다.

온도 감지부(10)는 6채널의 센서로 구성되고, MCSG 내부에 설치되어진 접속 도체를 절연시키는 에폭시(Epoxy) 절연 붓싱 외부 표면에 서로 다른 위치에 각각 설되어 고정자측 도체의 온도를 각각 감지한 후, 감지된 신호는 각 센서와 연결된 각 정류부(20)로 출력된다.

각 정류부(20)는 각 센서로부터 입력되는 온도 감지 신호를 브릿지 저항 회로를 통해 정류한 후, 정류된 각 신호를 증폭부(30)로 각각 입력하게 되는 것이다.

증폭부(30)는 상기 정류부(20)에서 출력되는 정류된 온도 감지 신호를 증폭한 후, 증폭된 각 채널의 신호를 제어부(40)로 제공한다. 여기서, 증폭부(30)는 OP 앰프로 구성된 것으로 각 채널 즉, 각 센서의 A상과 B상에서 입력되는 신호의 차이값을 계산하여 그 신호를 일정 레벨 증폭하는 것이다.

제어부(40)는 상기 각 증폭부(30)에서 증폭되어 출력되는 신호를 각각 A/D 변환한 후, 변환된 디지탈 신호를 연산하여 현재 온도값을 산출하게 되는 것이다.

이렇게 산출된 온도값은 표시부(50)에 디스플레이시키고, 또한 감지된 현재의 온도값과 미리 설정된 기준 온도값을 비교하여 현재 온도가 과열 상태인지를 판단하는 것이다.

판단 결과, 현재의 온도가 설정된 기준 온도값보다 클 경우 경보 발생부(60)에 경보 발생신호를 제공하여 경보를 발생하도록 하는 것이다.

온도 설정부(70)는 이상적인 온도값을 설정하여 제어부(40)로 제공한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치에 대한 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, 사용자는 온도 설정부(70)를 이용하여 MCSG 내부에 설치되어진 접속 도체를 절연시키는 에폭시(Epoxy) 절연 붓싱 외부 표면의 온도를 설정하여 제어부(40)로 제공하여 세팅한다.

이렇게 적정한 온도가 설정된 상태에서, MCSG 내부에 설치되어진 접속 도체를 절연시키는 에폭시(Epoxy) 절연 붓싱 외부 표면에 서로 다른 위치에 각각 설치되어진 다수의 백금 센서(10)는 고정자측 도체의 온도를 감지한 후, 각 센서(10)에서 감지한 온도 감지 신호를 각 센서(10)에 각각 연결된 정류부(20)로 제공한다.

정류부(20)는 각 센서(10)에서 제공되는 온도 감지 신호를 각각 정류한 후, 정류된 온도 감지 신호를 각각의 증폭부(30) 즉, OP 앰프로 입력하게 된다.

여기서, 센서(110)의 온도 감지 신호는 A, B, B'상을 통해 정류부(20)로 입력되고, OP 앰프의 반전 단자(-)로는 B상의 신호가 입력되고, 비반전 단자(+)로는 A 상의 신호가 각각 입력된다.

따라서, 증폭부(30) 즉 OP앰프는 반전단자와 비반전 단자로 입력되는 신호의 차이값을 계산한 후 그 계산된 차이값을 일정 레벨 증폭한 후, 증폭된 신호를 제어부(40)로 각각 입력하는 것이다.

제어부(40)는 증폭부(30) 각각에서 입력되는 증폭된 신호를 디지탈 신호로 각각 변환한 후, 변환된 디지탈 신호를 일정 시간 간격으로 스캔하여 현재의 온도값을 산출하게 된다.

이렇게 산출된 현재의 온도 값은 표시부(50)에 디스플레이하여 사용자로 하여금 용이하게 현재의 온도를 확인할 수 있도록 한 것이다.

또한, 제어부(40)는 상기 산출된 현재의 온도값과 상기 온도 설정부(70)에서 설정된 적정 온도값과 비교하여 현재의 온도가 과열 상태인지 아니면 적정 온도 수준인지를 판단한 후, 적정 온도일 경우에는 현재의 온도만을 디스플레이하고, 현재의 온도가 설정된 적정 온도 이상일 경우에는 과열 상태로 판단하여 경보 발생부(60)로 경보 발생신호를 제공하게 되는 것이다. 따라서, 경보 발생부(60)는 제어부(40)로부터 제공되는 경보 발생신호에 따라 경보음을 발생하게 되는 것이다. 여기서, 상기 디스플레이부는 7-세그먼트(7-Segment)로 구성될 수 있으며, 경보 발생부(60)는 LED, 알람, 싸이렌이 될 수 있다.

또한, 제어부(40)는 감지되는 현재 온도값을 일정 시간 지연된 수치로 표시할 수 있다. 즉, 각 센서의 각 상에서 발생하는 온도 변화를 대략 1-5초 시간 지연된 수치로 표시할 수 있는 것이다.

결국, 본 고안은 옥내 변전소 폐쇄형 배전반(Metal Clad Switch Gear: MCSG) 내부에 설치되어진 차단기 연결부 접속자의 전력 전달 접촉 표면에 백금 센서를 다수개(6채널) 설치하여 표면에서 발생되어지는 온도를 감지하고, 감지된 온도를 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 디스플레이하며, 또한 적정온도를 설정하여 현재 감지된 온도가 설정된 적정 온도 이상일 경우 과열로 판단하여 경보를 발생하도록 한 것이다.

상기한 바와 같은 본 고안에 따른 폐쇄형 배전반의 온도 감시 장치는, 옥내 변전소 폐쇄형 배전반(Metal Clad Switch Gear: MCSG) 내부에 설치되어진 차단기 연결부 접속자의 전력 전달 접촉 표면에 백금 센서를 다수개(6채널) 설치하여 표면에서 발생되어지는 온도를 감지하고, 감지된 온도를 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 디스플레이하며, 또한 적정온도를 설정하여 현재 감지된 온도가 설정된 적정 온도 이상일 경우 과열로 판단하여 경보를 발생하도록 함으로써, 화재 발생을 미연에 방지할 수 있으며, 안정적인 전력 공급을 유지할 수 있는 이점이 있는 것이다.

Claims

폐쇄형 배전반의 온도 감지 장치에 있어서,

상기 폐쇄형 배전반 내부에 설치되어진 접속 도체를 절연 시키는 에폭시 절연 붓싱 외부 표면에 설치되어 고정자측 도체의 온도를 각각 감지하는 온도 감지부;

상기 온도 감지부에서 감지된 온도 감지 신호를 정류하는 정류부;

상기 정류부에서 정류된 온도 감지 신호를 일정 레벨 증폭하는 증폭부;

a) 상기 증폭부에서 증폭된 온도 감지 신호를 디지탈 신호 변환하여 현재의 온도값을 산출하고 산출된 온도값을 표시하기 위한 표시 제어신호를 제공하며,

b) 상기 산출된 온도값과 기 설정된 기준 온도값을 비교하여 현재 온도가 과열 상태인지를 판단 한 후, 현재 온도값이 기준 온도 값보다 큰 온도값일 경우 경보 발생신호를 출력하는 제어부;

상기 제어부에서 제공되는 온도 표시 제어신호에 따라 감지된 현재의 온도값을 디스플레이하는 표시부;

상기 제어부에서 제공되는 경보 발생 제어 신호에 따라 경보음을 발생하는 경보 발생부를 포함하는 폐쇄형 배전반의 온도 감지 장치.
제1항에 있어서,

상기 고정자측 도체의 기준 온도를 설정하는 온도 설정부를 더 포함하는 폐쇄형 배전반의 온도 감지 장치.
제1항에 있어서,

상기 온도 감지부는 필름형 백금 100Ω센서인 폐쇄형 배전반의 온도 감지 장치.
제1항에 있어서,

상기 정류부는 브릿지 정류 회로로 구성된 폐쇄형 배전반의 온도 감지 장치.
제1항에 있어서,

상기 증폭부는 OP 앰프로 이루어진 폐쇄형 배전반의 온도 감지 장치.
제1항에 있어서,

상기 표시부는 7- 세그먼트로 이루어진 폐쇄형 배전반의 온도 감지 장치.