KR20040039973A - 전자식 전력량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반 전력 사용처에서 사용한 소비전력을 계측하기 위해 사용되는 전자식 전력량계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원을 공급하는 전선과 부하측으로 연결하는 전선을 상하 계단 형태로 2단배열하여, 3상 4선식 전자식 전력량계의 전체적인 외형을 소형화하여 설치면적을 축소함과 함께 시공의 편의성을 도모하고 취급성 및 안전성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 또한 상기 3상 4선식에 국한하는 것이 아니라 단상 2선식 및 3상 3선식에도 적용이 가능한 것이다.

Description

전자식 전력량계 { Electronic type a Wattmeter }

본 발명은 일반 전력 사용처에서 사용한 소비전력을 계측하기 위해 사용되는 전자식 전력량계에 관한 것이다.

보다 상세하게는 전원을 공급하는 전선과 부하측으로 연결하는 전선을 상하 계단 형태로 2단배열하여, 3상4선식 전자식 전력량계의 전체적인 외형을 소형화하여 설치면적을 축소함과 함께 시공의 편의성을 도모하고 취급성 및 안전성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 또한 상기 3상 4선식에 국한하는 것이 아니라 단상 2선식 및 3상 3선식에도 적용이 가능한 것이다.

일반적인 가정이나 공장 등 전기를 사용하는 전력 사용처에는 소비전력을 계측하기 위한 전력량계가 설치되며, 이러한 전력량계는 기계식 전력량계와 전자식 전력량계로 구분된다.

또한 전자식 전력량계는 기계식 전력량계에 비해 기계적인 가동부가 없기 때문에 검침 값의 신뢰도가 높고 안정적이며, 회로의 집적화를 통하여 기기를 소형화할 수 있는 장점을 가진다.

더욱이 근래에는 다양한 매체(전화선, 전용선, 전력선, 광케이블, 무선 등)를 이용한 원격 검침의 부가 기능을 가진 전력량계로 발전하는 등 전자식 전력량계의 수요는 더욱 증가할 것으로 예상된다.

종래의 전력량계의 외형은 몸체와 전면커버와 단자대 및 단자커버로 이루어져 있다.

상기 단자대에는 입력 전원선이 각각 접속되는 입력측 단자와 출력 부하선이 각각 접속되는 출력측 단자가 장착되어 있으며, 상기 각 단자들은 충분한 절연 간격을 가지도록 일정한 거리를 두고 횡으로 배열되어 있다.

상기 몸체의 내부에는 입력측 단자와 출력측 단자를 연결하는 중성단자인 접속편이 있고 또 다른 입력측 단자와 출력측 단자는 전선에 의해 연결되어 있다.

즉, 전선에는 입력 전원선과 출력 부하선이 연결되고 접속편에는 입력 전원선과 출력 부하선이 연결되어 전자식 전력량계의 주 회로를 구성한다.

주회로인 상기 전선에는 전력량계의 핵심소자 회로인 영상 변류기가 설치되어 있고 몸체의 내부에는 소비전력을 연산하여 표시하기 위한 주 인쇄회로기판과 액정표시판이 설치되어 있으며, 전면 커버에는 액정표시판에 표시된 숫자를 외부에서 볼 수 있도록 하기 위한 표시창이 설치되어 있다.

따라서 전원의 인가에 의해 입력 전원선이 각각 접속되는 입력측 단자와 출력 부하선이 각각 접속되는 출력측 단자를 통해 상호 통전이 되면 사용되어진부하(사용 전력량)는 전류에 따라 영상 변류기를 통하여 2차 전류로 검출되고 검출된 전류를 근거로 주 인쇄회로기판에서 소비전력을 연산하게 되며, 연산된 전력량은 액정표시판을 통해 나타나게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 전자식 전력량계는 단자대에 장착된 입력측 단자와 출력측 단자들이 일렬로 횡으로 배열되는 구조이어서 단자대의 폭이 커야하고 이에 따라 몸체의 폭이 커져야 한다.

즉, 전기 안전상 각각의 입력측 단자와 출력측 단자 사이에 는 최소한의 절연거리가 유지되어야 하기 때문에 단자대와 몸체의 폭을 축소하는데 한계가 있고 따라서 전력량계를 소형화하는데 어려움이 있었다.

더욱이 전력량계는 전력 공급방식에 따라 3상 3선식 또는 3상 4선식으로도 제작되는데, 이러한 경우에는 입력 전원선과 출력 부하선이 각각 3선 또는 4선이고 단자는 6개 또는 8개가 되므로 단상 2선식 전력량계와는 달리 몸체의 크기가 비교할 수 없을 정도로 커져야 한다.

또한 사용되는 전류의 최대 허용 용량(40A, 60A, 80A, 120A 등)에 따라 전기 안전상 절연거리가 길어지고 전선의 직경이 굵어지게 되므로 단자는 더욱 커질 소지가 많으며, 이러한 경우 몸체도 커지게 된다.

한편 상기와 같이 전력량계의 몸체가 커지면 제조공정상의 부가적 경비부담으로 제조원가가 상승하고 물류비용이 증가하게 되며, 많은 설치공간을 필요로 하고 운반 및 취급이 불리해진다.

또한 종래의 전력량계는 입력측 단자와 출력측 단자가 나란히 횡으로 배열되어 있기 때문에 설치 시공시 입력 전원선과 출력 부하선을 단자에 잘못 결선하는 경우가 종종 발생하고 이러한 경우 단락에 의한 화재 등의 전기 안전사고를 일으키게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 하는 전자식 전력량계를 제공하려는 것이다.

본 발명은 입력측 단자와 출력측 단자를 2계단형상으로 배열 구성하여 접속단자수가 많은 3상 4선식의 전력량계의 전체 외형 크기를 소형화하고, 취급성 및 안전성이 향상될 수 있는 전자식 전력량계를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 전원공급전선과 부하측으로 연결되는 전선을 모두 아랫방향으로 배선하도록 하여 설치장소가 협소하더라도 절연상태를 유지하면서도 용이하게 배선할 수 있도록 하는 전자식 전력량계를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전력량계의 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 전력량계의 주요 요부인 몸체의 평면도.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도

도 5는 도 2의 C-C선 단면도

도 6은 도 1의 "D"부 상세도로서 부분 발췌 분해사시도.

도 7은 도 1의 "D"부 상세도로서 몸체를 생략한 상태의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 전력량계 2: 커버 3: 투명표시창

4: 액정표시판 5: 인쇄회로기판 6: 몸체

6a: 턱 6b: 하단벽면 7a, 7b, 7c: 상단선삽입부

8, 10: 접지선삽입부 9a, 9b, 9c: 하단선삽입부

11a, 11b, 11c, 11d: 동선 12a, 12b, 12c: 변류기

13: 전원선단자 13a: 전원접지단자

14: 상단연결단자블록 15: 하단연결단자블록

16: 전원연결부 17: 접지단자블록

20: 장착홈 21: 삽입공

22: 수직삽입공 23: 단자

25: 슬라이드단자 26, 27: 체결볼트

14a, 14b, 14a, 15b, 17a, 17b, 17c, 17d: 전선고정볼트

14c: 탭 30: 단자실 40: 동선연결부

본 발명의 상기목적들과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 따른 전력량계의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전력량계의 주요 요부인 몸체의 평면도이며, 도 3 내지 도 5는 도 2의 A-A선 단면도, B-B선 단면도, 및 C-C선 단면도이고, 도 6 및 도 7은 도 1의 "D"부상세도로서 부분 발췌 분해사시도이며, 도 7은 도 1의 "D"부 상세도로서 몸체를 생략한 상태의 사시도이다.

본 발명에 따른 전력량계(1)는 첨부도면 도 1에 도시한 바와 같이 몸체(6)의 내부에 사용처의 사용에 따른 전류를 통전하는 동선(11a)(11b)(11c)(11d)과 상기 동선(11a)(11b)(11c)에 삽입되어 통전하는 전류를 2차 전류로 변환하는 변류기(12a)(12b)(12c)를 구비하고, 상기 변류기(12a)(12b)(12c)에서 발생한 2차 전류를 회로적으로 계산하는 인쇄회로기판(5)과, 상기 인쇄회로기판(5)에서 계산된 계산 값을 표시하는 액정표시판(4)을 장착하고, 상기 몸체(6)의 상측에는 투명표시창(3)이 형성된 커버(2)를 체결 장착하여서 된 것이다.

상기 몸체(6)는 단자실(30)과 동선연결부(40)로 구획하여 형성하고, 상기 단자실(30)에는 상단연결단자블록(14)과 하단연결단자블록(15)을 장착하되, 절연거리를 유지토록 이격시켜서 장착하며, 상기 동선연결부(40)에는 상기 상단연결단자블록(14)과 하단연결단자블록(15)을 동선(11a)(11b)(11c)(11d)으로 연결하되 각 동선에는 변류기(12a)(12b)(12c)를 삽입시켜 고정 장착한 것이고, 상기 상단연결단자블록(14)에는 전원연결부(16)를 형성하여 전류량을 연산하는 인쇄회로기판(5)에 전원을 공급하도록 한 것이다.

상기 단자실(30)의 하측면에는 외부 전선을 삽입시키기 위한 상단선삽입부(7a)(7b)(7c)와 접지선삽입부(8)와 하단선삽입부(9a)(9b)(9c)와 접지선삽입부(10)를 상하 2줄로 형성하여 상기 상단연결단자블록(14)과 하단연결단자블록(15)과 연통하도록 형성한 것이다.

첨부도면 도 3은 도 2의 A-A선단면도로서 3상 전류선을 연결하는 구성을 보인 것으로 상단연결단자블록(14)과 하단연결단자블록(15) 및 동선(11a)(11b)(11c)의 연결 상태를 도시한 단면도이다.

상기 상단연결단자블록(14)은 전방에 삽입공을 형성하고, 상단면에 전선고정볼트(14a)(14b)를 체결하며, 상단면의 일측에는 탭(14c)을 형성하고, 후단에는 상기 동선(11a)의 일측을 통상의 볼트로 체결하여 연결한 것이다.

상기 상단연결단자블록(14)은 몸체(6)의 단자실(30)에 삽입하되 상단연결단자블록(14)의 전방면은 몸체(6)에 형성한 턱(6a)에 걸려지도록 하고, 전원연결부(16)의 장착홈(20)을 통하여 체결볼트(27)로 체결 고정하여 장착한 것이다.

상기 하단연결단자블록(15)은 전방에 삽입공을 형성하고, 상단면에 전선고정볼트(15a)(15b)를 체결하며, 후단에는 상기 동선(11a)의 타측을 통상의 볼트로 체결하여 연결한 것이다.

상기 하단연결단자블록(15)은 전방면은 몸체(6)의 단자실(30)에 삽입하되 몸체(6)하단면의 내측에 닿도록 하고 전선고정볼트(15b)의 볼트머리는 하단벽면(6a)에 닿도록 하여 하단연결단자블록(15)을 고정 장착한 것이다.

상기 변류기(12a)(12b)(12c)는 상기 동선(11a)(11b)(11c)에 삽입시킨 상태에서 동선연결부(40)의 바닥면에 실리콘 등의 접착수단으로 고정 장착한 것이다.

첨부도면 도 4는 도 2의 B-B선 단면도로서 전원연결부(16)의 구성을 보인 것으로 첨부도면 도 6 및 도 7을 동시에 참조하여 전원연결부(16)를 구체적으로 설명한다.

상기 전원연결부(16)는 몸체(6)에 형성한 장착홈(20)에 슬라이드단자(25)를 구비하여, 슬라이드단자(25)로 상기 상단연결단자블록(14)과 전원선단자(13)를 통전시키도록 하는 것이다.

상기 장착홈(20)은 일측에는 상기 상단연결단자블록(14)의 탭(14c)과 관통하도록 관통공(20a)을 형성하며, 타측에는 수직삽입공(22)을 오목하게 형성하고, 상기 수직삽입공(22)의 상측에는 후방으로 삽입공(21)을 관통시켜 형성한 것이다.

상기 삽입공(21)에는 단자(23)를 삽입하는 것으로 상기 단자(23)는 전방에 탭(24)을 형성하고, 후단에는 전원선단자(13)를 일체로 구성한 것이다.

상기 슬라이드단자(25)는 트인 형상으로 기다란 장공을 형성하고 일측을 절곡시킨 것이다.

상기 슬라이드단자(25)는 상기 장착홈(20)에 얹힌 상태에서 상기 슬라이드 체결볼트(26)를 상기 관통공(20a)을 통과시켜 상기 상단연결단자블록(14)의 탭(14a)에 체결고정하고, 슬라이드단자(25)의 단부가 상기 단자(23)의 상측에 위치하도록 한 상태에서 다른 체결볼트(27)를 단자(23)의 탭(24)에 체결한 것으로 체결볼트(27)의 나사부는 상기 수직삽입공(22)에 삽입되는 것이다.

상기 슬라이드단자(25)는 어느 한쪽 방향으로 밀착시킬 수 있는 것으로, 슬라이드단자(25)의 위치에 따라 상기의 예에서 설명한 바와 같이 상단연결단자블록(14)과 전원선단자(13)를 통전시키거나 차단시킬 수 있는 것이다.

상기 도 5는 도 2의 C-C선 단면도로서 접지단자블록(17)의 구성을 보인 것이다.

상기 접지단자블록(17)은 상기 상단연결단자블록(14)과 하단연결단자블록(15)을 일체로 형성한 형상으로 전방은 2계단형상으로 형성하여 단부면에 전선 삽입공을 형성하고, 상면에는 각각 2개씩의 전선고정볼트(17a)(17b)와 전선고정볼트(17b)(17c)를 체결한 것이고, 후단에는 인쇄회로기판(5)을 보호하기 위한 접지단자(13a)를 체결한 것이다.

이하 작동관계를 설명한다.

본 발명에 따른 전력량계(1)를 배전반 등에 장착시킨 상태에서 전원선을 결선하게 된다.

전원선은 먼저 하단선삽입부(9a)(9b)(9c)를 통하여 전원공급 3상의 전선을 삽입시켜 하단연결단자블록(15)에 고정시키고, 다음에 상단선삽입부(7a)(7b)(7c)를 통하여 전원공급 전선을 삽입시켜 상단연결단자블록(14)에 고정시킨다.

또한, 접지선은 하단부의 접지선삽입부(8)에 삽입시켜 접지단자블록(17)의 하단에 먼저 체결 고정하고, 다음에 상단의 접지선삽입부(10)에 다른 접지선을 삽입시켜 접지단자블록(17)의 상단에 체결 고정한다.

상기와 같이 3상전류선 및 접지전선이 결선된 상태에서 통전되면 상단연결단자(14)와 동선(11a)(11b)(11c)과 하단연결단자(15)에는 통전되고, 상기 동선(11a)(11b)(11c)에 통전되는 전류는 변류기(12a)(12b)(12c)에 의해 2차 전류를 발생시켜 발생된 2차 전류를 인쇄회로기판(5)으로 보내게 된다.

상기 인쇄회로기판(5)에서 연산에 필요한 전원은 상기 상단연결단자(14)와결선된 전원연결부(16)를 통하여 공급받는 것으로 변류기(12)에서 발생한 2차 전류를 연산하여 연산된 결과 값을 액정표시판(4)에 표시하고, 액정표시판(4)은 커버(2)의 투명표시창(3)을 통하여 외부에서 전류량을 알 수 있는 것이다.

상기 접지단자블록(17)은 번개 또는 누전 등의 사고가 발생하였을 때에 전력량계를 보호하도록 하는 것으로 과전류는 접지단자블록(17)을 통하여 외부로 방출시키는 것이다.

본 발명에서는 구체적인 실시예 예컨대 3상 4선식의 전력량계에 대하여 설명했지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능한 것으로 단상2선식 또는 2상 3선식 전력량계에도 적용이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

본 발명에 따른 전력량계(1)는 전원을 공급받는 전선과 부하측으로 연결되는 전선을 겹치도록 배열한 것으로 종래에 단자의 개수의 2배 만큼 전력량계의 폭이 넓어지는 것이 아니라 단자의 개수와 각 단자간의 절연 간격만큼의 폭으로 전력량계를 형성할 수 있는 것으로 소형화를 이룰 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 전력량계의 소형화에 따라 물류비를 절감할 수 있고 설치 및 시공이 간편해지며, 제품의 취급성 및 안전성이 향상된다.

또한 입력 전원선과 부하 출력선을 잘못 결선할 우려가 없어져 결선 잘못으로 발생하는 단락사고를 사전에 예방할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 몸체의 내부에 다수개의 입출력 단자를 구비하고 각 입력단자와 출력단자는 변류기를 구비하여 연결하며, 변류기의 2차 발생 전류를 연산하는 인쇄회로기판을 구비하고, 상기 인쇄회로기판에서 연산한 결과 값을 표시하도록 하는 액정표시판을 구비하며, 상기 몸체의 외측에는 투명표시창을 형성한 커버를 씌워서 구성한 전력량계에 있어서,

   상기 몸체(6)는 3개의 상단연결단자블록(14)과 3개의 하단연결단자블록(15)을 횡 방향으로 절연거리를 유지토록 이격시켜 장착하되 하단연결단자블록(15)과 상단연결단자블록(14)은 2계단형태로 배열하는 단자실(30)과,

   상기 상단연결단자블록(14)과 하단연결단자블록(15)을 동선(11a)(11b)(11c)으로 연결하고, 상기 전류량을 연산하는 인쇄회로기판(5) 및 계산 값을 표시하는 액정표시판(4)을 일체로 구비하는 동선연결부(40)와,

   상기 동선(11a)(11b)(11c)에 삽입시킨 상태에서 동선연결부(40)의 바닥면에 실리콘 등의 접착수단으로 고정 장착하여 2차 전류를 발생시키는 변류기(12a)(12b)(12c), 및

   상기 상단연결단자블록(14)의 일측에는 인쇄회로기판(5)에 전원을 공급하도록 하는 전원연결부(16)를 형성한 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상단연결단자블록(14)은, 전방에 삽입공을 형성하고, 상단면에 전선고정볼트(14a)(14b)를 체결하며, 상단면의 일측에는 탭(14c)을 형성하고, 후단에는 상기 동선(11a)의 일측을 통상의 볼트로 체결하여, 상기 몸체(6)의 단자실(30)에 삽입하되 상단연결단자블록(14)의 전방면은 몸체(6)에 형성한 턱(6a)에 걸려지도록 하고, 전원연결부(16)를 통하여 체결볼트(27)를 탭(14c)에 체결 고정하여 장착하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 하단연결단자블록(15)은, 전방에 삽입공을 형성하고, 상단면에 전선고정볼트(15a)(15b)를 체결하며, 후단에는 상기 동선(11a)의 타측을 통상의 볼트로 체결하여, 몸체(6)의 단자실(30)에 삽입하되 몸체(6)하단면의 내측에 하단연결단자블록(15)의 전방면이 닿도록 하고, 전선고정볼트(15b)의 볼트머리는 몸체(6)하단벽면(6a)에 닿도록 하여 하단연결단자블록(15)을 고정 장착하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 전원연결부(16)는, 몸체(6)에 형성한 장방향의 장착홈(20)에 슬라이드단자(25)를 장착하되,

   상기 장착홈(20)은 일측에는 상기 상단연결단자블록(14)의 탭(14c)과 관통하도록 관통공(20a)을 형성하고, 타측에는 수직삽입공(22)을 오목하게 형성하며, 상기 수직삽입공(22)의 상측에는 후방으로 삽입공(21)을 관통시켜 형성하고, 상기 삽입공(21)에는 전방에 탭(24)을 형성하고 후단에는 전원선단자(13)를 일체로 구성한 단자(23)를 삽입하며,

   상기 슬라이드단자(25)는 트인 형상으로 기다란 장공을 형성하고 일측을 절곡시켜 형성하여 상기 장착홈(20)에 얹힌 상태에서 상기 슬라이드 체결볼트(26)를 상기 관통공(20a)을 통과시켜 상기 상단연결단자블록(14)의 탭(14a)에 체결고정하고, 다른 체결볼트(27)를 단자(23)의 탭(24)에 체결하여서 구성하는 것을 특징으로 전자식 전력량계.