KR20100063549A

KR20100063549A - 전력기기 온도 감시용 측정 장치

Info

Publication number: KR20100063549A
Application number: KR1020080122111A
Authority: KR
Inventors: 이진; 박병철
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-06-11
Also published as: KR101082141B1

Abstract

본 발명은 자기 전원(SELF POWER) 생성에 의해 동작하는 전력 기기 온도 감시용 측정 장치를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따라서 전력 기기에 흐르는 전류에 의해 유도되는 유도 전류를 근거로 직류전원을 제공하는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부; 상기 자기 전원 생성 부로부터 공급되는 직류전원에 의해 동작하며, 온도 센서를 포함하여 상기 전력 기기의 온도를 검출하는 온도 검출 부; 및 상기 온도 검출 부에 접속되어, 상기 온도 검출 부로부터 출력되는 온도 데이터를 전송하는 통신 부를 포함하여 구성되는 전력 기기 온도 감시용 측정 장치가 개시된다.

전력 기기 온도 감시용 측정 장치, 자기 전원 생성

Description

전력기기 온도 감시용 측정 장치{APPARATUS FOR MONITORING TEMPERATURE OF POWER SYSTEM DEVICES}

본 발명은 저압 또는 고압 배전반에 있어서 전력기기의 온도감시 장치에 관한 것으로서, 특히 자기전원 생성으로 동작하는 전력기기의 온도감시용 측정 장치에 관한 것이다.

저압 또는 고압 배전반에 있어서, 전력기기의 온도, 특히 전력기기에 있어서 단자의 온도를 감시하기 위한 장치가 제시되고 사용되고 있다. 이러한 전력기기에 있어서 단자의 온도를 감시하기 위한 장치는 접촉식 장치와 비접촉식 장치가 제안되고 있는 바, 대표적으로 비접촉식 장치는 레이저(laser)를 이용하는 감시장치와 적외선을 이용한 감시장치가 있으며, 접촉식 장치로서는 열전대를 이용하는 감시장치가 있다.

그러나 접촉식 장치의 경우, 장치의 제조비용이 저렴한 장점이 있지만 전력기기 단자에 접촉한 열전대에 유기되는 전압 차를 이용하여 온도를 측정하는 방식을 사용하는 바, 고전압이 인가될 경우 소손되어 위험하므로 고전압의 전력기기 단자 온도 측정에는 사용이 불가능하다는 문제점이 있다.

레이저나 적외선을 이용하는 비접촉식 장치의 경우, 고전압의 측정대상으로부터의 전기적 절연을 확보하기 위해 미리 설정된 거리이상 이격설치가 필요하며, 빛(적외선 또는 레이저)의 크기나 파장을 이용하는 특성상 온도 측정 대상의 표면처리 상태, 거리 등의 요인에 따라 상당한 측정 오차가 수반된다는 문제점이 있다. 또한, 비접촉식 장치의 경우, 온도 측정 장치의 제작비용이 고가이며, 전원공급을 위한 선로의 배선과 센서와 측정 및 분석장치간에 유선통신 선로의 배선이 필요한 문제점이 있다. 고전압 기기의 단자는 3상 교류이므로 3상 모두를 상시 감시하고자 할 때는 온도 측정 장치에 있어서 전원선과 통신선의 배선과 고가의 비접촉식 센서구입비용으로 인해, 온도 측정 장치 전체의 제작비용은 3배로 증가하게 된다. 따라서 저압 및 고압 배전반에 있어서 비접촉식 온도 측정장치를 이용한 전력기기의 온도감시 장치의 이용과 보급에 큰 장애가 되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 가격이 저렴한 접촉식 온도센서를 이용하여 저렴한 제작비용으로 제작가능한 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은, 전원선의 배선이 불필요한 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 목적은, 통신선의 배선이 불필요한 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 제 1 및 제 2 목적은, 전력기기 온도 감시용 측정 장치에 있어서,

상기 전력 기기에 흐르는 전류에 의해 유도되는 유도 전류를 근거로 직류전원을 제공하는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부;

상기 자기 전원 생성 부로부터 공급되는 직류전원에 의해 동작하며, 접촉식 온도 센서를 포함하여 상기 전력 기기의 온도를 검출하는 온도 검출 부; 및

상기 온도 검출 부에 접속되어, 상기 온도 검출 부로부터 출력되는 온도 데이터를 전송하는 통신 부를 포함하여 구성되는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

상기 본 발명의 제 3 목적은, 상기 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측 정 장치에 있어서, 상기 통신 부가 온도 데이터를 무선으로 전송하는 무선 통신 부로 구성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치는, 가격이 저렴한 접촉식 온도 센서를 포함하는 온도 검출 부를 가지므로, 저렴한 제작비용으로 제작가능한 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치는, 전력 기기에 흐르는 전류에 의해 유도되는 유도 전류를 근거로 직류전원을 제공하는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부를 포함하므로, 전원선의 배선이 불필요한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치는, 온도 검출 부로부터 출력되는 온도 데이터를 전송하는 무선 통신 부를 포함하므로, 통신선의 배선이 불필요한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치에 있어서 상기 접촉식 온도 센서는, 다양하고 저렴한 접촉식 온도 센서중 어느 하나로 구성할 수 있어, 저렴하게 제작할 수 있고 선택의 폭이 넓은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치는, 온도 검출 부가 검출하고 제 1 통신 부가 전송한 온도 데이터를 수신하는 제 2 통신 부와 온도 데이터를 표시하는 온도 표시 수단을 포함하므로, 원격지에서 온도감시 대상인 전력기기의 온도를 표시하여 감시할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치는, 온도 데이터를 수신하여 처리할 수 있는 분석 프로그램을 가진 컴퓨터 수단을 포함하므로, 자동으로 온도감시 대상인 전력기기의 온도변화를 상시 감시할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 상세한 설명에 의해서 더욱 명확히 이해될 수 있을 것이다.

먼저, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전력 기기 온도 감시용 측정 장치가 전력 기기에 설치된 상태를 보여주는 설치 상태 사시도인 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 있어서, 부호 T는 온도 감시 대상인 전력기기의 전력기기 단자를 지시한다. 여기서 전력기기는 교류 600볼트 이상의 고전압 또는 교류 수백 킬로볼트이상의 송배전급 초고전압 전력회로를 수전, 배전, 변압, 차단하는 기능을 수행하는 진공차단기, 스위치기어(switchgear) 등을 포함할 수 있으며, 전력기기 단자(T)는 이러한 전력기기에서 전원측(인입측) 또는 부하측(배전측 또는 출력측)과의 선로 접속을 위해 전기적 도체의 부스 바(bus bar)형태 등으로 마련되는 단자부분을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라서 규소 강판이 전력기기 단자(T)상에 고정 설치될 수 있으며, 본 발명의 제 1 실시 예에 따라서 규소 강판은 막대형 적층 규소 강판(SP)으로 구성될 수 있다.

유도 코일(IN)은 상기 적층 규소 강판(SP) 주위에 감아져 설치되며, 상기 전력 기기에 흐르는 전류, 다시말해 상기 전력기기 단자(T)를 통해 흐르는 전류에 따른 자기장 형성에 의해 유도된 교류 유도 전류를 제공한다.

상기 막대형 적층 규소 강판(SP)상에는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부와 온도 검출 부와 통신 부를 포함하는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치의 주 회로가 배치된 주회로 기판(100)이 설치된다. 도 1에 있어서, 미설명 부호 IN+와 IN-는 상기 유도 코일(IN)의 두 출력 단자로서, 특히 IN+는 유도 전류 코일 양극단자이고, IN-는 유도 전류 코일 음극단자이다. 실질적으로 IN+과 IN-를 통해 인가되는 전원은 교류전원이므로 양음의 극성은 무시될 수 있다.

다음, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전력 기기 온도 감시용 측정 장치가 전력 기기에 설치된 상태를 보여주는 설치 상태 사시도인 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라서 규소 강판이 전력기기 단자(T)상에 고정 설치될 수 있으며, 본 발명의 제 2 실시 예에 따라서 규소 강판은 폐 자계(閉磁界) 회로형 적층 규소 강판(SP1, SP2)으로 구성될 수 있다. 상기 폐 자계(閉磁界) 회로형 적층 규소 강판(SP1, SP2)은 완전히 폐 루프(closed loop)형태로 구성될 수 있고 작은 공극(clearance)를 두고 서로 마주보게 마련되는 2개의 적층 규소 강판으로 구성될 수 있다. 어떠한 형태로 구성되든지 폐 자계 회로를 형성하면 족하다.

유도 코일(IN)은 상기 적층 규소 강판(SP1, SP2) 주위에 감아져 설치되며, 상기 전력 기기에 흐르는 전류, 다시말해 상기 전력기기 단자(T)를 통해 흐르는 전류에 따른 자기장 형성에 의해 유도된 교류 유도 전류를 제공한다.

폐 자계 회로형 적층 규소 강판(SP1, SP2)상에는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부와 온도 검출 부와 통신 부를 포함하는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치의 주 회로가 배치된 주회로 기판(100)이 설치된다. 도 2에 있어서, 미설명 부호 IN+와 IN-는 상기 유도 코일(IN)의 두 출력 단자로서, 특히 IN+는 유도 전류 코일 양극단자이고, IN-는 유도 전류 코일 음극단자이다. 실질적으로 IN+과 IN-를 통해 인가되는 전원은 교류전원이므로 양음의 극성은 무시될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 규소 강판 상에 설치될 수 있는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치의 주 회로의 구성 일 실시 예를 보여주는 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치는, 상기 전력 기기에 흐르는 전류에 의해 유도되는 유도 전류를 근거로 직류전원을 제공하는 자기 전원 생성 부(20)와, 자기 전원 생성 부(20)에 의해 공급되는 직류전원에 의해 구동되는 온도 검출 제어 전자회로 부(21)를 포함하여 구성된다.

자기 전원(SELF POWER) 생성 부(20)는 본 발명의 일 특징 부로서 더욱 상세한 구성과 작용 설명은 도 3을 참조하여 별도로 후술하기로 한다.

온도 검출 제어 전자회로 부(21)는 온도 검출 부(22)와 통신 부를 포함하여 구성될 수 있다.

온도 검출 부(22)는, 자기 전원 생성 부(20)로부터 공급되는 직류전원에 의 해 동작하며, 접촉식 온도 센서를 포함하여 상기 전력 기기의 온도를 검출한다. 더욱 상세히, 온도 검출 부(22)는, 접촉식 온도 센서와 중앙처리장치(Central Processing Unit)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 접촉식 온도 센서는, 써미스터(Thermistor), 열전대(Thermocouple), 백금저항온도센서, 측온저항체(Resistance Temperature Detector)를 포함하는 접촉식 온도 센서중 어느 하나로 구성될 수 있다.

상기 중앙처리장치는 상기 접촉식 온도 센서가 검출한 온도 신호를 근거로 전력기기, 특히 전력기기 단자(T)의 온도를 결정한다. 이러한 중앙처리장치가 수행하는 이러한 온도 결정은 예컨대, 다양한 온도 신호(구체적으로 전력기기 단자의 온도변화에 따른 접촉식 온도 센서의 저항 변화, 양단 전압 변화 등을 나타내는 신호)의 값별로 대응되게 미리 설정된 온도 값으로 변환하는 것으로 온도 결정될 수 있고, 다시 말해서 룩업 테이블(lookup table)을 이용하는 온도 결정 방법이 이용될 수 있으며, 미리 설정된 변환 연산식을 이용하여 온도 신호의 값을 온도 값으로 변환하는 온도 결정 방법 등 다양한 방법이 이용될 수 있다.

도 4에 있어서, 통신 부는 통신선의 배선이 불필요하도록 바람직하게 무선통신부(23)로 구성될 수 있으며, 무선통신부(23)는 온도 검출 부(22)에 접속되어, 온도 검출 부(22)로부터 출력되는 온도 데이터를 무선주파수로 전송할 수 있다. 더욱 상세히, 무선통신부(23)는 온도 데이터를 미리 설정된 주파수의 무선신호로 변조할 수 있고 상기 미리 설정된 주파수의 무선신호를 수신할 수 있는 무선 주파수 모뎀(Radio Frequency Modem)으로 구성될 수 있다. 무선통신부(23)는 상기 무선신호 를 송수신하기 위한 무선 안테나를 더 포함할 수 있다. 상기 무선 안테나는 도 1 및 도 2의 주회로 기판(100)에 크게 돌출하지 않게 표면실장할 수 있고 주 회로 기판(100)의 크기를 소형화하는 데 적합한 표면 실장 형 안테나로 바람직하게 구성될 수 있다.

온도 검출 제어 전자회로 부(21)는 정보 기록부(24)를 더 포함할 수 있다. 정보 기록부(24)는 온도 검출 부(22)에 접속되어, 온도 검출 부(22)로부터 출력되는 온도 데이터를 저장하는 수단으로서, 메모리, 특히 EEPROM, 플래시 메모리(flash memory)와 같은 비휘발성 메모리로 바람직하게 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전력 기기 온도 감시용 측정 장치에 포함되는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부에 대한 일 실시 예에 따른 회로도인 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 기기 온도 감시용 측정 장치에 포함되는 자기 전원 생성 부(20)는 전력 기기에 흐르는 전류에 따른 자기장 형성에 의해 유도된 교류 유도 전류를 제공하는 유도 코일(도 1의 부호 IN 참조)와, 정류 회로 부(1)와, 평활 회로 부(3)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한유도 코일(도 1의 부호 IN 참조)와, 정류 회로 부(1)와, 평활 회로 부(3)의 구성에 의해서, 본 발명에 따른 전력 기기 온도 감시용 측정 장치에 포함되는 자기 전원 생성 부(20)는 온도감시 대상인 전력기기에 흐르는 전류에 따른 자기장에 의해 유도되는 전류를 이용하여 직류전원을 생성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전력 기기 온도 감시용 측정 장치에 포함되는 자기 전원 생성 부(20)는, 과전류 바이패 스 회로 부(2)와, 기준 전압 회로 부(4)와 비교 전압 회로 부(5) 및 비교기(6)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 과전류 바이패스 회로 부(2)와, 기준 전압 회로 부(4)와 비교 전압 회로 부(5) 및 비교기(6)를 이용해서, 온도 감시 대상인 전력기기 단자(도 1의 부호 T 참조)에 흐르는 전류에 따른 자기장에 의해 유도되어 생성된 직류 전원에 있어서 과전류의 발생시, 자기 전원 생성 부(20)자체의 구성 전자부품과 자기 전원 생성 부(20)로부터 직류전원을 공급받는 도 4의 온도 검출 제어 전자회로 부(21)를 과전류로부터 보호할 수 있게된다. 다시 말해서, 과전류 바이패스 회로 부(2)와, 기준 전압 회로 부(4)와 비교 전압 회로 부(5) 및 비교기(6)는 과전류에 대한 보호 회로부로서 마련될 수 있는 것이다.

도 3에 있어서 미 설명 부호 D1은 평활 회로 부(3)에서 평활된 직류 전기 에너지가 정류 회로 부(1)측 즉, 입력부 측으로 방전되는 것을 방지하는 방전 방지용 다이오드이다. 도 3에 있어서 미 설명 부호 OUT+와 OUT-는 자기 전원 생성 부(20)의 직류 전원 출력단자로서 각각 양의 출력단자와 음의 출력단자를 지시한다. 도 3에 있어서 R6는 직류전압원(VCC)와 비교기(6)의 출력단자간에 접속되는 풀업 저항(PULL UP RESISTOR)이다.

정류 회로 부(1)는 도 1을 참조하여 전술한 유도 코일(IN)의 두 출력 단자 즉, 유도 전류 코일 양극단자(IN+)와 유도 전류 코일 음극단자(IN-)를 통해 인가되는 교류 전원을 직류전원으로 정류하여 제공한다.

과전류 바이패스 회로 부(2)는 상기 교류 유도 전류가 과전류 상태일 때 상기 유도 전류에 따른 상기 직류 전류를 바이패스(bypass)시키는 회로부이다. 바람 직하게, 과전류 바이패스 회로 부(2)는 비교기(6)의 출력제어신호(CS)에 의해서 턴온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)되는 반도체 스위치, 대표적으로 게이트 구동신호{실시 예상 상기 출력제어신호(CS)가 해당)에 의해 온/오프 제어가능한 SCR(Silicon Controlled Rectifier)로서 구성될 수 있다.

평활 회로 부(3)는 정류 회로 부(1)가 제공하는 직류 전류를 근거로 안정된 일정 정전압으로서 제공하며, 구체적으로 평활 커패시터(capacitor)로서 구성될 수 있다.

기준 전압 회로 부(4)는 과전류 여부를 결정하기 위한 기준값이 되는 일정한 기준전압을 제공하는 회로부로서, 저항(R1)과 저항(R2, R3)로 구성되는 분압저항과 정전압을 제공하는 제너 다이오드(zenor diode)(ZD)를 포함하여 구성될 수 있다.

비교 전압 회로 부(4)는 상기 유도 코일이 제공하는 교류 유도 전류에 따른 비교 전압을 제공하는 회로부로서, 저항(R4)과 저항(R5)의 분압회로로 구성될 수 있다.

상기 과전류 바이패스 회로 부(2)는 비교 전압 회로 부(5)와 기준 전압 회로 부(4)에 접속되어, 상기 비교 전압이 상기 기준전압보다 크거나 같을 때, 상기 상기 유도 전류에 따른 상기 직류 전류를 접지로 바이패스(bypass)시킴으로써 자기 전원 생성 부(20)의 구성 전자부품들을 과전류에 의한 손상으로부터 보호한다.

상기 비교 전압이 상기 기준전압보다 크거나 같을 때, 상기 상기 유도 전류에 따른 상기 직류 전류를 바이패스하도록, 비교기(6)는 과전류 바이패스 회로 부(2)를 제어하는 제어출력 즉, 제어출력 신호(CS)를 제공한다.

한편, 이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전력 기기 온도 감시용 측정 장치에 포함되는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부(20)의 동작을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

유도 전류 코일 양극단자(IN+)와 유도 전류 코일 음극단자(IN-)를 통해 교류 전원, 즉 도 1의 전력기기 단자(T)에 흐르는 교류전류에 따른 자기장에 의해 유도 코일(IN)에 유도된 교류 전원은, 도 3에 도시된 바와 같은 자기 전원 생성 부(20)의 유도 전류 코일 양극단자(IN+)와 유도 전류 코일 음극단자(IN-)에 인가된다.

그러면, 정류 회로 부(1)는 상기 인가되는 교류 전원을 직류전원으로 정류하여 제공한다.

평활 회로 부(3)는 정류 회로 부(1)가 제공하는 직류 전류를 평활 커패시터에 의해 안정된 일정 정전압으로서 제공하며, 이러한 평활 회로 부(3)의 직류 정전압 출력은 자기 전원 생성 부(20)의 직류 전원 출력단자인 양의 출력단자(OUT+)와 음의 출력단자(OUT-)를 통해 도 3에 도시된 바와 같은 온도 검출 제어 전자회로 부(21)에 제공된다.

비교 전압 회로 부(5)를 통해 비교기(6)에 입력되는 비교 전압이, 기준 전압 회로 부(4)를 통해 비교기(6)에 입력되는 기준전압보다 크거나 같은 경우, 비교기(6)는 과전류 바이패스 회로 부(2)를 바이패스 동작하게 구동하는 제어출력 신호(CS)를 과전류 바이패스 회로 부(2)에 출력한다. 따라서 과전류 바이패스 회로 부(2)의 반도체 스위치가 턴온(turn on)되어 과전류는 과전류 바이패스 회로 부(2)의 반도체 스위치를 통해 접지로 흐르고 따라서 자기 전원 생성 부(20)의 회로 부 품들 및 도 4에 도시된 온도 검출 제어 전자회로 부(21)가 과전류로부터 보호될 수 있다.

비교 전압 회로 부(5)를 통해 비교기(6)에 입력되는 비교 전압이, 기준 전압 회로 부(4)를 통해 비교기(6)에 입력되는 기준전압보다 작은 경우 다시 말해서 자기 전원 생성 부(20)에 의해서 정상전원이 생성되어 정상전류가 흐르는 경우, 비교기(6)는 과전류 바이패스 회로 부(2)를 바이패스 동작하게 구동하는 제어출력 신호(CS)의 출력을 중단한다. 따라서 과전류 바이패스 회로 부(2)의 반도체 스위치가 턴오프(turn off)되고 따라서 정상전원은 자기 전원 생성 부(20)의 직류 전원 출력단자인 양의 출력단자(OUT+)와 음의 출력단자(OUT-)를 통해 도 3에 도시된 바와 같은 온도 검출 제어 전자회로 부(21)에 제공될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 포함하는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치에 있어서, 전력기기 온도 감시 장치에 포함될 수 있는 온도 측정 신호의 수신 및 처리 장치의 구성 예를 보여주는 기능 블록 도인 도 5를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치는 도 1 내지 도 4를 참조하여 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 포함하고, 여기에 도 5에 도시된 바와 같은 온도 측정 신호의 수신 및 처리 장치를 더 추가하여 구성될 수 있다.

도 5에 있어서, 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치에 포함되는 온도 측정 신호의 수신 및 처리 장치는 무선통신부(25)와 온도 표시 수단을 포함하여 구 성될 수 있다. 도 4에 도시된 온도 검출 부(22)에 접속되어, 상기 온도 검출 부로부터 출력되는 온도 데이터를 전송하는 무선통신부(23)를 제 1 통신부라고 볼 때, 상기 무선통신부(25)는 제 1 통신 부로부터의 온도 데이터를 수신하여 제공하는 제 2 통신 부에 해당한다.

상기 온도 표시 수단은, 표시를 제어하는 중앙처리장치(26) 및 중앙처리장치(26)의 표시 제어에 의해 상기 온도 데이터를 표시하는 온도 표시부(27)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 온도 표시부(27)은 예컨대 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display)를 포함하는 디스플레이로 구성될 수 있다.

도 5에 있어서, 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치에 포함되는 온도 측정 신호의 수신 및 처리 장치는 데이터 통신 부(28)와, 컴퓨터 수단, 예컨대 개인용 컴퓨터(29)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 데이터 통신 부(28)는 중앙처리장치(26)에 접속되고, 중앙처리장치(26)의 제어에 의해 상기 온도 데이터를 전송한다.

개인용 컴퓨터(29)는 데이터 통신 부(28)와 접속되어, 데이터 통신 부(28)로부터 상기 온도 데이터를 수신하여 분석 프로그램을 이용하여 처리함으로써 전력기기의 온도변화를 감시할 수 있다. 이러한 분석 프로그램은 정상으로 결정할 수 있는 전력기기의 온도값 범위, 위험을 경고해야할 기준온도값, 전력기기의 회로를 차단해야할 기준온도값 등을 미리 설정하고, 각각의 온도범위 또는 기준온도값에 검출한 온도 데이터가 해당했을 때 출력신호와 출력신호의 수신대상 등을 미리 정의한 프로그램으로서, 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치의 제조처에서 미리 작성하여 전력기기 온도 감시 장치의 예컨대 비휘발성 메모리에 설치해두는 프로그램이다.

한편, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치의 동작 및 전력기기 온도 감시 장치의 동작을 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치의 동작을 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 그 상세 구성과 동작을 설명한 자기 전원 생성부(20)로부터의 전원 공급에 의해, 도 4에 도시된 온도 검출 제어 전자회로 부(21)이 동작한다.

온도 검출 부(22)는, 예컨대 써미스터(Thermistor), 열전대(Thermocouple), 백금저항온도센서, 측온저항체(Resistance Temperature Detector)를 포함하는 접촉식 온도 센서를 포함하여 상기 전력 기기의 온도를 검출한다. 더욱 상세히, 온도 검출 부(22)는, 접촉식 온도 센서와 중앙처리장치(Central Processing Unit)을 포함하여, 상기 접촉식 온도 센서가 검출한 온도 신호를 근거로 상기 중앙처리장치는 전력기기, 특히 전력기기 단자(T)의 온도를 결정한다.

이와 같이 결정된 전력기기 단자(T)의 온도는 온도 데이터로서 정보 기록부(24)에 저장될 수 있고, 무선통신부(23)를 통해 특히 무선통신부(23)의 무선모뎀과 안테나를 통해 무선으로 전송된다.

다음, 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치에 있어서, 전술한 전력기기 온도 감시용 측정 장치의 동작 이후 단계 즉 도 5에 도시된 온도 측정 신호의 수신 및 처리 장치의 동작을 설명한다.

무선통신부(25)를 통해서 도 4를 참조하여 상술한 전력기기 온도 감시용 측정 장치의 무선통신부(23)으로부터 송신된 온도 데이터가 수신되면, 중앙처리장치(26)는 수신된 온도 데이터를 온도 표시부(27)에 전송하여 표시할 수 있다. 또한, 감시 대상 전력기기 단자의 온도 데이터에 대해서 분석하도록, 중앙처리장치(26)는 데이터 통신부(28)를 통해 통신접속된 개인용 컴퓨터(29)에 온도 데이터를 전송할 수 있다.

개인용 컴퓨터(29)는 내장된 비휘발성 메모리에 설치된 분석프로그램을 구동하여 온도 데이터를 설정된 정상 온도 범위에 속하는 지, 설정된 위험을 경고해야할 기준온도값을 초과하는 지, 전력기기의 회로를 차단해야할 기준온도값을 초과하는지를 해당 기준값과 비교하여 결정하고, 해당되는 경우에 따라서 필요한 처리를 수행한다. 즉, 개인용 컴퓨터(29)는 예컨대 정상 온도 범위에 속하는 경우, 데이터 통신부(28)를 통해 중앙처리장치(26)에 정상 온도임을 나타내는 신호를 전송하고 온도 표시부(27)를 통해 이를 표시하게 할 수 있다. 설정된 위험을 경고해야할 기준온도값을 초과하는 경우, 개인용 컴퓨터(29)는 개인용 컴퓨터에 포함되는 모니터와 스피커와 같은 미 도시의 알람 또는 경보표시 장치를 통해 위험 상태임을 경고할 수 있다. 또한, 전력기기의 회로를 차단해야할 기준온도값을 초과하는 경우, 개인용 컴퓨터(29)는 미리 접속된 전력기기 내의 회로차단기에 구비되는 트립 기구(trip mechanism)에 트립동작을 지시하는 트립제어신호를 출력할 수 있고, 그에 응답하여 회로차단기 내의 트립 기구가 동작하고 그에 따라 예컨대 트립 스프링을 포함하는 전력기기의 잘 알려진 개폐기구(switchimg mechanism)가 가동접점을 고정접점으로부터 분리하여 회로를 차단(트립)함으로써, 전력기기 단자의 과열에 따른 전기적 사고로부터 전력기기 및 부하와 사람을 보호할 수 있게 된다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치는, 가격이 저렴한 접촉식 온도 센서를 포함하는 온도 검출 부를 가지므로, 저렴한 제작비용으로 제작가능한 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치는, 온도 데이터를 수신하여 처리할 수 있는 분석 프로그램을 가진 컴퓨터 수단을 포함하므로, 자동으로 온도감시 대상 인 전력기기의 온도변화를 상시 감시할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치가 전력 기기에 설치된 상태를 보여주는 설치 상태 사시도이고,

도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치가 전력 기기에 설치된 상태를 보여주는 설치 상태 사시도이며,

도 3은 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치에 포함되는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부에 대한 일 실시 예에 따른 회로도이고,

도 4는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치에 포함되는 전체적 주회로 구성을 보여주는 기능 블록 도이며,

도 5는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시용 측정 장치를 포함하는 본 발명에 따른 전력기기 온도 감시 장치에 있어서, 전력기기 온도 감시 장치에 포함될 수 있는 온도 측정 신호의 수신 및 처리 장치의 구성 예를 보여주는 기능 블록 도이다.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명

1: 정류 회로 부 2: 과전류 바이패스 회로 부

3: 평활 회로 부 4: 기준 전압 회로 부

5: 비교 전압 회로 부 6: 비교기

20: 자기 전원 생성부 21: 온도 검출 제어 전자회로 부

22: 온도 검출부 23: 무선통신부

24: 정보 기록부 25: 무선통신부

26: 중앙처리장치 27: 온도 표시부(display)

28: 데이터 통신부 29: PC(개인용 컴퓨터)

100: 주회로 기판 IN: 유도 코일

IN+: 유도 전류 코일 양극단자 IN-: 유도 전류 코일 음극단자

SP: 막대형 적층 규소 강판

SP1, SP2: 폐 자계(閉磁界) 회로형 적층 규소 강판

T: 전력기기 단자

Claims

전력기기 온도 감시용 측정 장치에 있어서,

상기 전력 기기에 흐르는 전류에 의해 유도되는 유도 전류를 근거로 직류전원을 제공하는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부;

상기 자기 전원 생성 부로부터 공급되는 직류전원에 의해 동작하며, 접촉식 온도 센서를 포함하여 상기 전력 기기의 온도를 검출하는 온도 검출 부; 및

상기 온도 검출 부에 접속되어, 상기 온도 검출 부로부터 출력되는 온도 데이터를 전송하는 통신 부를 포함하여 구성되는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제1항에 있어서,

상기 접촉식 온도 센서는,

써미스터(Thermistor), 열전대(Thermocouple), 백금저항온도센서, 측온저항체(Resistance Temperature Detector)를 포함하는 접촉식 온도 센서중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제1항에 있어서,

상기 통신 부는 온도 데이터를 무선으로 전송하는 무선 통신 부로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제3항에 있어서,

상기 무선 통신 부는,

상기 온도 데이터를 미리 설정된 주파수의 무선신호로 변조할 수 있고 상기 미리 설정된 주파수의 무선신호를 수신할 수 있는 무선 주파수 모뎀(Radio Frequency Modem); 및

상기 무선신호를 송수신하기 위한 무선 안테나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제4항에 있어서,

상기 무선 안테나는 표면 실장 형 안테나인 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제1항에 있어서,

상기 자기 전원 생성 부는,

상기 유도 전류를 직류 전류로 정류하는 정류 회로 부; 및

상기 정류 회로 부가 제공하는 직류 전류를 근거로 안정된 일정 정전압으로서 제공하는 평활 회로 부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
전력기기 온도 감시용 측정 장치에 있어서,

온도 감시 대상 전력 기기의 일 부위에 고정 설치되는 적층 규소 강판;

상기 적층 규소 강판 주위에 감아져 설치되며, 상기 전력 기기에 흐르는 전류에 따른 자기장 형성에 의해 유도된 교류 유도 전류를 제공하는 유도 코일;

상기 적층 규소 강판 상에 고정적으로 설치되는 주회로 기판;

상기 주회로 기판상에 설치되며, 상기 유도 코일이 제공하는 교류 유도 전류를 직류 전류로 정류하고 안정된 직류 정전압으로서 직류전원을 제공하는 자기 전원(SELF POWER) 생성 부;

상기 주회로 기판상에 설치되며, 상기 자기 전원 생성 부로부터 공급되는 직류전원에 의해 동작하며, 온도 센서를 포함하여 상기 전력 기기의 온도를 검출하는 온도 검출 부; 및

상기 온도 검출 부에 접속되어, 상기 온도 검출 부로부터 출력되는 온도 데이터를 전송하는 통신 부를 포함하여 구성되는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제7항에 있어서,

상기 접촉식 온도 센서는,

써미스터(Thermistor), 열전대(Thermocouple), 백금저항온도센서, 측온저항체(Resistance Temperature Detector)를 포함하는 접촉식 온도 센서중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제7항에 있어서,

상기 통신 부는 온도 데이터를 무선으로 전송하는 무선 통신 부로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제7항에 있어서,

상기 무선 통신 부는,

상기 온도 데이터를 미리 설정된 주파수의 무선신호로 변조할 수 있고 상기 미리 설정된 주파수의 무선신호를 수신할 수 있는 무선 주파수 모뎀(Radio Frequency Modem); 및

상기 무선신호를 송수신하기 위한 무선 안테나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제10에 있어서,

상기 무선 안테나는 표면 실장 형 안테나인 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제7항에 있어서,

상기 자기 전원 생성 부는,

상기 유도 코일로부터의 교류 유도 전류를 직류 전류로 정류하는 정류 회로 부; 및

상기 정류 회로 부가 제공하는 직류 전류를 근거로 안정된 일정 정전압으로 서 제공하는 평활 회로 부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제12항에 있어서,

상기 자기 전원 생성 부는,

상기 교류 유도 전류가 과전류 상태일 때 상기 유도 전류에 따른 상기 직류 전류를 바이패스(bypass)시키는 과전류 바이패스 회로 부;

상기 유도 코일이 제공하는 교류 유도 전류에 따른 비교 전압을 제공하는 비교 전압 회로 부;

일정한 기준전압을 제공하는 기준 전압 회로 부; 및

상기 비교 전압 회로 부와 상기 기준 전압 회로 부에 접속되어, 상기 비교 전압이 상기 기준전압보다 크거나 같을 때, 상기 유도 전류에 따른 상기 직류 전류를 바이패스하도록 상기 과전류 바이패스 회로 부를 제어하는 제어출력을 제공하는 비교기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제7항에 있어서,

상기 온도 감시 대상 전력 기기의 일 부위는 전력 기기의 단자 부인 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제7항에 있어서,

상기 적층 규소 강판은 하나의 막대형 적층 규소 강판으로 구성된 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제7항에 있어서,

상기 적층 규소 강판은 한 쌍의 폐 자계(閉磁界) 회로형 적층 규소 강판으로 구성된 것을 특징으로 하는 전력기기 온도 감시용 측정 장치.
제1항 또는 제7항에 있어서,

상기 온도 검출 부에 접속되어, 상기 온도 검출 부로부터 출력되는 온도 데이터를 전송하는 제 1 통신 부;

상기 제 1 통신 부로부터의 온도 데이터를 수신하여 제공하는 제 2 통신 부;

상기 제 2 통신 부와 접속되고, 상기 제 2 통신 부가 제공하는 온도 데이터를 표시하는 온도 표시 수단을 더 포함하여 구성되는 전력기기 온도 감시 장치.