KR20110112754A - 누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법 - Google Patents

누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법 Download PDF

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KR20110112754A KR1020100032079A KR20100032079A KR20110112754A KR 20110112754 A KR20110112754 A KR 20110112754A KR 1020100032079 A KR1020100032079 A KR 1020100032079A KR 20100032079 A KR20100032079 A KR 20100032079A KR 20110112754 A KR20110112754 A KR 20110112754A
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    • H01R13/6691Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in signalling means

Abstract

본 발명은 누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티 콘센트의 전기사용량을 실시간으로 표시하며 확인할 수 있으며, 연결 전자기기의 사용중에 발생하는 누설전류를 조기에 검출한 후 이를 경보음과 함께 차단함으로써, 멀티 콘센트에서 발생하는 전기화재를 예방하고 에너지 손실을 최소화할 수 있는 누선전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법에 관한 것이다.
본 발명은 멀티 콘센트에서 발생하는 누설전류 중에서 저항성 누설전류(Igr)만을 감지하는 새로운 누설전류 검출 및 차단 시스템을 구현함으로써, 누설전류의 차단을 위한 기준 전류값을 5~7mA 정도로 낮게 설정하며, 이에 따라 멀티 콘센트에 흐르는 누설전류를 조기에 검출 및 차단할 수 있고, 에너지 절감효과를 기대할 수 있는 누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법을 제공한다.

Description

누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법{Multi-concentic plug for cutting off the standby-power and method for cutting off standby-power using the multi-concentic plug}
본 발명은 누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티 콘센트의 전기사용량을 실시간으로 표시하며 확인할 수 있으며, 연결 전자기기의 사용중에 발생하는 누설전류를 조기에 검출한 후 이를 경보음과 함께 차단함으로써, 멀티 콘센트에서 발생하는 전기화재를 예방하고 에너지 손실을 최소화할 수 있는 누선전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법에 관한 것이다.
근래 다수의 콘센트가 구비되어 있는 멀티 콘센트의 사용이 보편화되면서 멀티 콘센트 전체 또는 각각의 콘센트마다 대응되는 전원차단 스위치를 구비하여, 사용하지 않는 가전제품의 전원을 차단할 수 있도록 하고 있다.
하지만 콘센트에 전자기기의 플러그가 다수 연결되면서 전력사용량이 많아지게 되며, 이로 인해 과부하 및 누설 전류가 발생하여 화재나 감전 등의 사고로 이어지는 사례가 빈번하게 일어나고 있다.
실질적으로 소방방재청 통계연감에 따르면 전체 화재 발생 중에서 멀티 콘센트에서의 누설로 인한 전기화재가 가장 많이 발생하는 것으로 보고되고 있는 실정이다(약 25%).
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 가전제품의 사용 중에 과부하 상태를 감지한 후에 전원을 단락시켜 차단하거나, 또 누설전류를 검출한 후에 이를 차단하는 기능을 갖는 멀티 콘센트가 일부 제시되고 있기는 하지만, 누설전류를 조기에 검출하여 적극적으로 대응하는 측면에서는 아직까지 미흡한 점이 많이 있다.
보통 누설전류(Ig)는 저항성 누설전류(Igr)와 용량성 누설전류(Igc), 그리고 무시할 정도인 유도성 누선전류로 되어 있으며, 이 중에서 열 발생을 수반하는 저항성 누설전류가 전기화재의 실질적 위험인자라 할 수 있다.
기존 멀티 콘센트의 누전차단기는 저항성 누설전류와 용량성 누설전류를 모두 검출한 전류값인 30mA를 초과하여 누설전류가 흐르면 회로를 차단하도록 되어 있다.
그러나, 이러한 방법을 사용하는 경우에는 모든 가전제품의 사용전력값이 다르기 때문에 미세한 누설 전류는 차단이 어려운 문제점이 있다.
그리고, 실제 열을 발생시키는 주된 요소가 저항성 누설전류(Igr)임에도 불구하고, 저항성 누설전류와 용량성 누설전류를 합한 전류값인 비교적 높은 30mA의 전류값을 검출한다는 것은 비효율적일 뿐만 아니라, 에너지 절감 측면이나 누선전류 조기 검출 측면에서 효율성이 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 멀티 콘센트에서 사용중인 전기사용량을 실시간으로 표시하여 확인할 수 있고, 또 사용중에 발생되는 누설전류 중에서 저항성 누설전류(Igr)만을 감지하는 새로운 누설전류 검출 및 차단 시스템을 구현함으로써, 누설전류의 차단을 위한 기준 전류값을 5mA 정도로 낮게 설정할 수 있으며, 이에 따라 멀티 콘센트에 흐르는 저항성 누설전류(Igr)를 조기에 검출하여 경보음과 함께 차단할 수 있고, 에너지 `절감효과를 기대할 수 있는 누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 누설전류 차단용 멀티 콘센트는 복수 개의 콘센트에 꽂혀 있는 플러그를 통해서 가전제품으로부터 유입되는 대기전력의 누설전류 중 저항성 누설전류를 감지하는 누설전류 감지부와, 스위치의 ON 작동에 의해 전원을 공급받으며 누설전류 감지부로부터 감지된 누설전류의 전류값과 기 설정되어 있는 누설전류의 기준값(5mA)을 비교하여 누설전류의 전류값이 누설전류의 기준값보다 큰 경우 전원 차단 신호를 발생하는 마이콤과, 상기 마이콤의 전원 차단 신호에 의해 전자제품의 플러그를 통해 전송되는 전원을 차단하는 전원 차단부를 포함하는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 누설전류 차단용 멀티 콘센트는 마이콤에는 표시부를 연결시켜서, 전원공급 상태일 때는 표시부에 있는 과부하용 LED 램프가 발광되고, 누설전류 감지 상태일 때는 표시부에 있는 경보용 LED 램프가 일정주기로 점멸시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법은 스위치나 리모컨의 ON 조작시 마이콤의 제어에 의해 전원부의 전원이 콘센트에 공급되는 전원 공급단계와, 상기 콘센트에 꽂혀 있던 플러그를 통해 작동정지 상태의 전자제품으로 유입되는 대기전력의 누설전류 중에서 저항성 누설전류를 누설전류 감지부가 감지하여 이를 마이콤에 전달하는 누설전류 감지단계와, 마이콤에서 기 설정되어 있던 누설전류 기준값(5mA)과 입력되는 누설전류의 전류값을 비교하여 감지된 누설전류의 전류값이 누설전류 기준값보다 큰 경우에 마이콤이 릴레이를 통해 콘센트로의 전원 공급을 차단하는 전원 차단단계로 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법은 다음과 같은 장점을 제공한다.
첫째, 멀티 콘센트에서 발생하는 저항성 누설전류(Igr)를 검출하여 5mA의 낮은 전류값에서 멀티 콘센트를 차단함으로써, 누설전류를 조기 검출 및 경보, 차단할 수 있는 동시에 에너지 절감효과를 기대할 수 있다.
예를 들면, 기존의 고감도용 누전시스템이 30mA에서 회로를 차단하는 것에 비해, 본 발명의 시스템은 누설전류를 5mA에서 조기 검출할 수 있으므로, 사고 예방은 물론 전기설비에서 당연히 손실되는 약 10∼20mA를 줄여 에너지 절감에 기여할 수 있다.
둘째, 멀티 콘센트의 누설시 경보, 표시 등 적절한 보호장치를 구비함으로써, 연결설비 및 기기를 적극 보호할 수 있다.
즉, 누설전류가 발생하는 경우에 이를 경보하고 표시함으로써, 화재, 설비사고 등에 미리 대처할 수 있다.
셋째, 연결 전자기기의 전기사용량을 실시간으로 확인하거나 누설전류를 실시간으로 감시함으로써, 적정용량 사용 여부를 직접확인할 수 있고 에너지 손실을 최소화할 수 있고, 화재나 설비사고 등을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 차단용 멀티 콘센트를 나타내는 개략적인 평면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 차단용 멀티 콘센트에서 저항성 누설전류를 검출하기 위한 회로도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법을 나타내는 순서도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 차단용 멀티 콘센트를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 누설전류 차단용 멀티 콘센트는 콘센트 본체(22)와, 상기 콘센트 본체(22)의 상부 일측에 구비되어 전자제품의 플러그를 꽂을 수 있는 복수 개의 콘센트(10)와, 멀티 콘센트의 전원을 수동으로 ON/OFF시킬 수 있는 스위치(12) 등을 포함하는 형태로 이루어진다.
여기서, 상기 스위치(12)는 각 콘센트(10)에 하나씩 배속되는 다수 개로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 콘센트 본체(22)의 상부 일측에는 표시부(17)가 마련되며, 이때의 표시부(17)에는 콘센트에 연결되는 기기의 소비전력량의 사용 합계 용량이 표시된다.
이에 따라, 연결기기의 전기사용량을 실시간으로 확인할 수 있는 동시에 적정 용량 사용여부를 직접 확인할 수 있으며, 사용 합계 용량이 설정값을 초과하면 점등신호나 부저신호로 경보를 안내할 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 표시부(17)는 후술하는 중앙제어수단인 마이콤(13)이 전기적으로 연결되어 있는 한편, 일측의 과부하용 LED 램프(18) 및 경보용 LED 램프(19)를 포함하며, 이에 따라 전원공급 상태에서 과부하가 감지 상태일 경우 과부하용 LED 램프(18)가 발광될 수 있게 되고, 누설전류 감지 상태일 경우 경보용 LED 램프(19)를 일정주기로 점멸될 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 차단용 멀티 콘센트에서 저항성 누설전류를 검출하기 위한 회로도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 누설전류 차단용 멀티 콘센트는 누설전류 중 저항성 누설전류를 검출하는 시스템을 포함하며, 전원 차단 기준 설정값에서 안정되게 전원을 차단하는 기능을 갖는다. 이때의 전원 차단 기준 설정값은 5~7mA 정도가 바람직하다.
즉, 저항성 누설전류가 증가하여 설정값 이상이 흐르면 릴레이(20)를 작동시켜 회로를 차단하며, 이와 동시에 부저(24)을 울림과 동시에 경보용 LED 램프(19)를 일정주기로 점멸시키는 기능을 갖는다.
이를 위하여, 상기 멀티 콘센트는 누설전류 감지부(11), 마이콤(13), 전원 차단부(14), 수신부(15), 전원부(21) 등을 포함하여 이루어진다.
상기 누설전류 감지부(11)는 마이콤(13)과 전기적으로 접속되어 있으며, 콘센트 내부에 흐르는 기기 사용전력에서 발생하는 누설전류를 감지하는 역할을 하게 된다.
특히, 상기 누설전류 감지부(11)는 누설전류 중에서 저항성 누설전류(Igr)를 감지한 후에 이때의 감지한 저항성 누설전류의 전류값을 마이콤(13)에 제공하게 된다.
예를 들면, 콘센트(10)에 꽂혀 있는 플러그를 통해서 가전제품으로부터 유입되는 대기전력의 누설전류 중에서 저항성 누설전류를 감지하여 이를 마이콤(13)에 보내는 역할을 할 수 있다. 여기서 저항성 누설전류(Igr)의 감지는 마이콤에 IK7102 칩을 탑재하여 사용될 수 있다.
상기 마이콤(13)은 스위치(12) 또는 리모콘(16)의 ON 작동과 함께 전원부(21)로부터 공급되는 전원을 인가받아 작동하게 되며, 누설전류 감지부(11)로부터 제공되는 신호를 입력받아 전원 차단부(14)에 전원차단 신호를 출력하는 등의 기능을 수행하는 부분이다.
예를 들면, 상기 누설전류 감지부(11)로부터 감지된 누설전류의 전류값이 입력되며, 이때의 입력된 누설전류의 전류값과 기 설정되어 있는 누설전류의 기준값(5~7mA 정도로 설정)을 비교한 후에 누설전류의 전류값이 누설전류의 기준값보다 크면 전원 차단 신호를 발생시키는 기능을 수행하게 된다.
상기 전원 차단부(14)는 마이콤(13)에서 출력되는 전원 차단 신호를 수신하여 콘센트의 전원을 차단하는 역할을 수행하게 된다.
상기 수신부(15)는 사용자가 멀티 콘센트를 원격으로 제어할 수 있도록 해주는 수단으로서, 리모콘(16) 등에서 발생하는 제어신호를 수신하여 마이콤(13)에 전달하는 역할을 수행하게 된다.
이러한 수신부(15)는 마이콤(13)과 연결되어 콘센트(10)의 전원 등을 원격으로 ON/OFF하기 위한 제어신호를 수신하게 되며, 콘센트의 전원을 원격으로 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 리모컨(16)이 마련될 수 있다.
여기서, 상기 수신부(15)와 리모컨(16) 간의 통신 방법은 RF 통신, 적외선 통신, 지그비 통신, 블루투스 등 다양한 방법을 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 콘센트에 전원이 공급되어 있는 상태인지를 확인하는 전원 공급단계(S100)를 수행한다.
상기 전원 공급단계(S100)에서는 스위치(12)나 리모콘(16)의 ON 작동과 마이콤(12)의 제어에 의해 전원부(21)로부터의 전원이 릴레이(20)를 통해 각 콘센트(10)로 공급되는 과정이 수행된다.
상기 전원 공급단계(S100)에 의해 콘센트(10)에 전원이 공급되면, 콘센트(10)에 꽂혀 있던 플러그를 통해 작동정지 상태의 가전제품으로 유입되는 대기전력이 발생하게 되고(S140), 이렇게 발생되는 대기전력 중의 누설전류를 누설전류 감지부(11)가 감지하여 누설전류의 전류값을 검출하는 누설전류 감지단계(S110)를 수행한다.
즉, 작동정지 상태의 전자제품으로 유입되는 대기전력의 누설전류 중에서 저항성 누설전류를 누설전류 감지부(11)가 감지하여 이를 마이콤(13)에 전달하는 단계를 수행한다.
다음, 마이콤(13)에서 누설전류 기준값과 입력되는 누설전류의 전류값을 비교하여(S120) 전원 차단을 위한 신호를 출력하고, 이때의 출력 제어신호를 받은 전원 차단부(14)에 의해 콘센트 전원이 차단되는 전원 차단단계(S130)를 수행한다.
여기서, 상기 마이콤(13)에는 누설전류 기준값이 미리 입력되어 있는 상태이다.
예를 들면, 마이콤(13)에서 기 설정되어 있던 누설전류 기준값(5mA)과 입력되는 누설전류의 전류값을 비교한 후, 감지된 누설전류의 전류값이 누설전류 기준값보다 큰 경우에는 마이콤(13)이 릴레이(20)를 통해 콘센트로의 전원 공급을 차단하게 된다.
즉, 마이콤(13)의 전원 차단 신호를 받은 전원 차단부(14)에 의해 콘센트의 전원이 차단된다.
그리고, 기 설정되어 있던 누설전류 기준값(5mA)과 입력되는 누설전류의 전류값을 비교하여, 누설전류의 전류값이 누설전류 기준값보다 작은 경우에는 콘센트(10)에 계속해서 전원을 공급하는 전원 공급단계(S110)로 돌아간다.
상기 전원 차단단계가 수행된 후에는 전원 공급단계로 다시 되돌아가며, 스위치(12)나 리모콘(16)의 ON 작동신호가 없으면, 누설전류 차단 방법의 전체 과정이 모두 종료된다.
이와 같이 본 발명에서 제공하는 누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법은 다음과 같은 기술적측면과 산업/경제적측면에서 기대효과를 얻을 수 있다.
1. 기술적측면
첫째, 국제 규격의 변화에 대한 능동적 대처와 국제 경쟁력 향상 및 국가 신뢰도를 증가시킬 수 있다.
둘째, 판단 알고리즘 설계를 통한 사고예방 기능이 내장된 최적의 시스템 구현이 가능하다.
셋째, 초고층 빌딩, 병원, 복합상가, 주차장, 물놀이 시설 등과 같은 다중 이용시설의 안전관리 및 실시간 운용으로 재해 최소화가 가능하다.
넷째, 기존의 수동적인 관리시스템에서 능동적 시스템 전환으로 재해를 최소화시킬 수 있다.
다섯째, 최초 화재 발생 위치 추정이 가능하므로, 사고에 의해 발생될 수 있는 P/L 분쟁 해결 및 대응이 가능하다.
2. 산업/경제적측면
첫째, 화재 및 감전 사고의 발생을 조기에 감지하여 통보해줌으로써, fail-safe 개념의 인명 자구책 확립 및 재산피해를 최소화할 수 있다.
둘째, 기존의 누전시스템은 30mA에서 회로를 차단하지만, 본 발명의 시스템은 누설전류를 5mA에서 조기 검출할 수 있어 사고 예방은 물론 전기설비에서 당연히 손실되는 에너지를 절감할 수 있다.
예를 들면, 10×10-3A×220V×24hr.×365일×10,000,000ea×30원÷1,000Wh ≒ 57.8억원
셋째, 건축물 및 설비의 대형화, 지능화, 자동화 추세에 맞추어 즉시 현장 적용이 가능하다.
넷째, 고가의 방재시설 솔루션을 수입하지 않고 국내 기술력에 의한 국산화로 대체 가능하다.
이상에서 누설전류 차단용 멀티 콘센트 및 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로 부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 콘센트 11 : 누설전류 감지부
12 : 스위치 13 : 마이콤
14 : 전원 차단부 15 : 수신부
16 : 리모콘 17 : 표시부
18 : 과부하용 LED 램프 19 : 경보용 LED 램프
20 : 릴레이 21 : 전원부
22 : 콘센트 본체 23 : 부저

Claims (6)

  1. 누설전류 차단용 멀티 콘센트에 있어서,
    복수 개의 콘센트(10)에 꽂혀 있는 플러그를 통해서 가전제품으로부터 유입되는 대기전력의 누설전류 중 저항성 누설전류(Igr)를 감지하는 누설전류 감지부(11)와, 스위치(12)의 ON 작동에 의해 전원을 공급받으며 누설전류 감지부(11)로부터 감지된 누설전류의 전류값과 기 설정되어 있는 누설전류의 기준값을 비교하여 누설전류의 전류값이 누설전류의 기준값보다 큰 경우 전원 차단 신호를 발생하는 마이콤(13)과, 상기 마이콤(13)의 전원 차단 신호에 의해 전자제품의 플러그를 통해 전송되는 전원을 차단하는 전원 차단부(14)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 누설전류 차단용 멀티 콘센트.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 마이콤(13)과 연결되어 콘센트(10)의 전원을 원격으로 ON/OFF하기 위한 제어신호를 수신하는 수신부(15)와, 멀티 콘센트의 전원을 원격으로 제어하기 위한 제어신호를 발생하는 리모컨(16)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 차단용 멀티 콘센트.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 마이콤(13)에는 표시부(17)가 연결되어 있으며, 전원공급 상태에서 과부하전류 감지시 표시부(17)에 있는 과부하용 LED 램프(18)를 발광시키고, 누설전류 감지시 표시부(17)에 있는 경보용 LED 램프(19)를 일정주기로 점멸시키는 것을 특징으로 하는 누설전류 차단용 멀티 콘센트.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 마이콤(13)에 연결된 표시부(17)에는 소비전력량의 사용 합계 용량 표시부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 누설전류 차단용 멀티 콘센트.
  5. 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법에 있어서,
    스위치나 리모컨의 ON 조작시 마이콤의 제어에 의해 전원부의 전원이 콘센트에 공급되는 전원 공급단계(S100);
    상기 콘센트에 꽂혀 있던 플러그를 통해 작동정지 상태의 전자제품으로 유입되는 대기전력의 누설전류 중에서 저항성 누설전류를 누설전류 감지부가 감지하여 이를 마이콤에 전달하는 누설전류 감지단계(S110);
    마이콤에서 기 설정되어 있던 누설전류 기준값(5mA)과 입력되는 누설전류의 전류값을 비교하여 감지된 누설전류의 전류값이 누설전류 기준값보다 큰 경우에 마이콤이 릴레이를 통해 콘센트로의 전원 공급을 차단하는 전원 차단단계(S120,S130);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 기 설정되어 있던 누설전류 기준값(5mA)과 입력되는 누설전류의 전류값을 비교하여 감지된 누설전류의 전류값이 누설전류 기준값보다 작은 경우에 콘센트에 계속해서 전원을 공급하는 전원 공급단계(S130)로 돌아가는 것을 특징으로 하는 멀티 콘센트를 이용한 누설전류 차단 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104577547A (zh) * 2015-01-28 2015-04-29 管存忠 一种带led点阵显示屏的多功能安全插座
CN108365396A (zh) * 2018-01-31 2018-08-03 安吉简美家具有限公司 一种插座专用的柔性电路连接装置
KR20200115974A (ko) * 2019-03-30 2020-10-08 우석대학교 산학협력단 Led 표시를 기반으로 하는 안전형 콘센트

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