KR20140140141A - 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법 - Google Patents

열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법 Download PDF

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KR20140140141A
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Abstract

본 발명은 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전반에 설치되는 부스바(busbar)에 열전소자를 설치하여 열전소자의 열전 기능을 통해 부스바의 온도를 감시하여 전력계통설비의 안정성을 보장할 수 있도록 하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 부스바에 부착 설치되어 부스바에서 발생하는 줄열을 전기에너지로 변환하는 열전소자; 상기 열전소자에서 변환된 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 산출기; 상기 열전소자에서 변환된 전기에너지를 작동 가능한 직류전원으로 승압시키는 DC부스터; 상기 DC부스터에서 승압된 상기 직류전원을 저장하는 전원저장수단; 상기 전원저장수단에 저장된 상기 직류전원을 사용하여 상기 열전소자에서 획득된 상기 부스바의 온도정보를 저장하는 메모리; 상기 전원저장수단에 저장된 상기 직류전원을 사용하여 상기 메모리에 저장된 상기 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 송신기; 상기 송신기와 무선으로 연결되어 상기 송신기에서 송신된 상기 부스바의 온도정보를 무선 수신하는 수신기; 및 상기 수신기에서 수신된 상기 부스바의 온도정보를 저장 및 관리하여 제공하는 서버;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치를 기술적 요지로 한다.
그리고 본 발명은, 부스바에서 발생하는 줄열을 전기에너지로 변환하는 단계; 상기 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 단계; 상기 전기에너지를 직류전원으로 변환하여 저장하는 단계; 상기 직류전원을 사용하여 상기 부스바의 온도정보를 저장하는 단계; 상기 직류전원을 사용하여 상기 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 단계; 및 상기 부스바의 온도정보를 무선 수신하여 저장 및 관리하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시방법도 기술적 요지로 한다.

Description

열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법{Apparatus and method for monitoring temperature of busbar using thermoelectric element}
본 발명은 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전반에 설치되는 부스바(busbar)에 열전소자를 설치하여 열전소자의 열전 기능을 통해 부스바의 온도를 감시하여 전력계통설비의 안정성을 보장할 수 있도록 하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 아파트나 공동주택이나 공장 등에는 한전에서 제공되는 주전원을 통제하면서 각종 전력기기에서 사용 가능한 단위전원으로 분전하는 배전반이 설치된다.
이러한 배전반은 통상적으로 베이스패널의 전면에 설치되어 주전원을 통제하는 적어도 하나 이상의 메인차단기와 함께 단위전원을 통제하는 복수 개의 서브차단기가 설치된다.
그리고 메인차단기와 서브차단기는 주전원을 단위전원으로 분전하기 위한 선로를 제공하는 적어도 하나 이상의 모선부스바와 복수 개의 자선부스바에 의해 상호 전기적으로 연결 접속된다.
상기한 바와 같이 모선부스바와 자선부스바를 포함하는 배전반의 부스바는 금속판 형태로 방열효과가 크고 표면적이 넓어 고주파 전류의 임피던스를 저감시켜 고전류에 전원케이블을 대신하여 주전원을 단위전원으로 분전하기 위한 선로를 안정적으로 제공하는 것이다.
여기서 부스바에 흐르는 전류량은 수용가측에서 단위전원을 사용하는 전력기기의 부하 변동에 따라 변화하는데, 전류량이 증가하거나 부하전류가 과도하게 작용하면 부스바의 온도가 상승하게 된다.
이러한 부스바의 온도 상승은 전력공급설비의 안정성에 중대한 영향을 미치므로 이를 감시하기 위하여 아래 특허문헌 1의 부스바 온도감시장치가 안출되었다.
그러나 상기한 특허문헌 1의 부스바 온도감시장치는 별도의 전원을 사용하지 않고 부스바에 흐르는 전원을 끌어다가 사용하므로 구조 및 제어가 복잡하여 배전반에 실제 적용하기에는 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라 전기적으로 안전하지 못하여 작동 신뢰성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.
국내 특허공개공보 제10-2009-0038527호, 2009.04.21.자 공개.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 구조 및 제어가 단순하고 전기적으로 안전하여 종래의 부스바 온도감시장치가 가진 문제점들을 일거에 해소할 수 있도록, 별도의 작동 전원 없이 열전소자를 이용하여 부스바의 줄열로부터 작동 전원으로 사용되는 전기에너지를 발생시키고 상기 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 획득하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치는, 부스바에 부착 설치되어 부스바에서 발생하는 줄열을 전기에너지로 변환하는 열전소자; 상기 열전소자에서 변환된 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 산출기; 상기 열전소자에서 변환된 전기에너지를 작동 가능한 직류전원으로 승압시키는 DC부스터; 상기 DC부스터에서 승압된 상기 직류전원을 저장하는 전원저장수단; 상기 전원저장수단에 저장된 상기 직류전원을 사용하여 상기 열전소자에서 획득된 상기 부스바의 온도정보를 저장하는 메모리; 상기 전원저장수단에 저장된 상기 직류전원을 사용하여 상기 메모리에 저장된 상기 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 송신기; 상기 송신기와 무선으로 연결되어 상기 송신기에서 송신된 상기 부스바의 온도정보를 무선 수신하는 수신기; 및 상기 수신기에서 수신된 상기 부스바의 온도정보를 저장 및 관리하여 제공하는 서버;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 전원저장수단은, 배터리 또는 커패시터로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 송신기는, 상기 전원저장수단에 저장되는 상기 직류전원 용량에 대응되는 기설정된 시간 간격으로 상기 부스바의 온도정보를 무선으로 송신하도록 구성됨을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시방법은, 부스바에서 발생하는 줄열을 전기에너지로 변환하는 단계; 상기 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 단계; 상기 전기에너지를 직류전원으로 변환하여 저장하는 단계; 상기 직류전원을 사용하여 상기 부스바의 온도정보를 저장하는 단계; 상기 직류전원을 사용하여 상기 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 단계; 및 상기 부스바의 온도정보를 무선 수신하여 저장 및 관리하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의한 본 발명은,
먼저, 열전소자를 통해 부스바의 온도정보를 획득하여 이를 원격에서 저장 및 관리함으로써 부스바의 온도를 효율적으로 감시하여 부스바의 온도 상승에 따라 안전사고 등을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 별도의 작동 전원 없이 열전소자를 통해 부스바의 줄열로부터 변환한 전기에너지를 사용함으로써 전력소비가 전혀 없어 경제적으로 효율적이면서 전기적으로 안전하여 작동 신뢰성을 보장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시방법을 도시한 흐름도.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법은, 배전반에 장치된 메인차단기와 서브차단기의 사이에서 주전원을 단위전원으로 분전하는 선로를 제공하는 부스바의 온도를 감지하기 위한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법은, 종래와 달리 부스바에 흐르는 전원을 작동 전원으로 사용하지 않아 구조 및 제어가 단순하고 전기적으로 안전하여 실제 배전반에 쉽게 적용할 수 있는 것이 큰 특징이다.
이러한 특징은, 외부로부터 열을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 열전소자를 이용함으로써 가능하게 된다.
즉, 부스바에서 발생하는 줄열을 전기에너지로 변환하는 열전소자, 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 산출기, 전기에너지를 직류전원으로 변환하는 DC부스터, 직류전원을 저장하는 전원저장수단, 부스바의 온도정보를 저장하는 메모리, 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 송신기, 부스바의 온도정보를 무선 수신하는 수신기, 및 부스바의 온도정보를 저장 및 관리하는 서버를 포함한 구성에 의한 것이다.
따라서 열전소자에 의해 부스바에서 발생하는 줄열로부터 변환된 전기에너지를 작동 가능한 직류전류로 변환시켜 전원저장수단에 저장하고, 부스바에서 발생하는 줄열로부터 변환된 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하여 메모리에 저장한 후, 송신기를 통해 부스바의 온도정보를 무선 송신하고 이를 무선 수신하여 서버에서 저장 및 관리함으로써 부스바의 온도를 감시할 수 있게 된다.
이에 따라 부스바의 온도가 기설정된 온도보다 높을 경우 이를 작업자에게 알려줌으로써 부스바의 온도 상승으로 인한 불미스러운 전기적 안전사고를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도감시장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 열전소자(110), 산출기(120), DC부스터(130), 전원저장수단(140), 메모리(150), 송신기(160), 수신기(170), 및 서버(180)를 포함하여 구성된다.
상기 열전소자(110)는, 배전반에 설치되는 부스바에 부착 고정되는 것으로, 이는 부스바에서 발생하는 줄열을 흡수하여 전기에너지를 변환하는 역할을 한다.
상기 산출기(120)는, 열전소자(110)의 출력단에 전기적으로 연결 설치되는 것으로, 이는 열전소자(110)에서 변환된 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하여 획득하는 역할을 한다.
즉, 산출기(120)는 부스바의 줄열에 따라 변환되는 전기에너지의 크기에 따라 비례하여 부스바의 온도정보를 산출하는 것이다. 이때 전기에너지의 크기에 따른 부스바의 온도정보는 해당 부스바와 열전소자의 특성에 따라 기설정되는 비례식에 의해 산출되는 것이 바람직하다.
상기 DC부스터(130)는, 열전소자(110)와 전원저장수단(140)의 사이에 전기적으로 연결 설치되는 것으로, 이는 열전소자(110)에서 변환된 전기에너지를 산출기(120)와 메모리(150) 및 송신기(160)의 작동을 가능하게 하는 직류전원으로 승압시키는 역할을 한다.
상기 전원저장수단(140)은, DC부스터(130)의 출력단에 전기적으로 연결 설치되는 것으로, 이는 DC부스터(130)에서 작동 가능하게 승압시킨 직류전원을 저장하여 산출기(120)와 메모리(150) 및 송신기(160)의 작동에 필요한 직류전원을 제공하는 역할을 한다.
이때 전원저장수단(140)은 DC부스터(130)에서 출력되는 직류전원을 충전하여 메모리(150)와 송신기(160)의 작동 전원으로 제공할 수 있도록 배터리 또는 커패시터로 구성되는 것이 가능하다.
상기 메모리(150)는, 산출기(120)와 송신기(160)의 사이에 전기적으로 연결 설치되는 것으로, 이는 산출기(120)에서 획득한 부스바의 온도정보를 데이터 형태로 저장하는 역할을 한다.
여기서 메모리(150)의 구동 전원은 상기한 바와 같이 전원저장수단(140)으로부터 제공받게 된다.
상기 송신기(160)는, 메모리(150)에 전기적으로 연결 설치되는 것으로, 이는 메모리(150)에 데이터 형태로 저장된 부스바의 온도정보를 무선으로 송신하는 역할을 한다.
이때 송신기(160)에는 근거리 통신을 통한 무선 송신이 가능하도록 블루투스, 와이파이 등의 무선통신모듈이 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 송신기(160)의 구동 전원은 전원저장수단(140)으로부터 제공받게 된다.
단, 송신기(160)에서 부스바의 온도정보를 무선 송신할 때는 전원저장수단(140)에 저장되는 직류전원이 완전히 방전되지 않고 산출기(120)와 메모리(150) 및 송신기(160)의 작동이 유지되도록 기설정된 시간 간격으로 송신하는 것이 바람직하다.
상기 수신기(170)는, 서버(180)에 연결된 상태로 송신기(160)와 무선으로 통신하는 것으로, 이는 송신기(160)에서 데이터 형태로 무선 송신된 부스바의 온도정보를 원격에서 무선으로 수신하여 서버(180)로 전송하는 역할을 한다.
여기서 수신기(170)에도 송신기(160)와 같이 송신기(160)와의 근거리 통신을 통해 무선 수신이 가능하도록 블루투스, 와이파이 등의 무선통신모듈이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 서버(180)는, 수신기(170)에 연결되는 것으로, 이는 수신기(170)에서 수신한 부스바의 온도정보를 저장하고 관리하는 역할을 한다.
즉, 서버(180)는 부스바의 온도정보를 날짜 및 시간대별로 누적하면서 데이터베이스에 저장하여 관리자로 하여금 부스바의 온도 변화를 파악할 수 있게 하고, 데이터베이스에 저장되는 부스바의 온도정보가 기설정된 온도보다 높은 경우 관리자에 알려 신속하게 조치할 수 있도록 하여 부스바의 온도 상승으로 인한 안전사고를 방지할 수 있게 한다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시방법(S100)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 부스바의 줄열을 전기에너지로 변환하는 단계(S110), 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 단계(S120), 전기에너지를 직류전원으로 변환하여 저장하는 단계(S130), 부스바의 온도정보를 저장하는 단계(S140), 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 단계(S150), 및 부스바의 온도정보를 무선 수신하여 저장 및 관리하는 단계(S160)를 포함하여 구성된다.
상기 부스바의 줄열을 전기에너지로 변환하는 단계(S110)는, 부스바에 부착 설치된 열전소자(110)에서 이루어지는 과정으로서, 열전소자(110)의 발전 기능을 통해 부스바의 줄열을 전기에너지로 변환하는 단계이다.
상기 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 단계(S120)는, 열전소자(110)의 출력단에 전기적으로 연결된 산출기(120)에서 이루어지는 과정으로서, 열전소자(110)에서 변환된 전기에너지의 크기에 따라 비례하는 부스바의 온도정보를 산출하여 획득하는 단계이다.
상기 전기에너지를 직류전원으로 변환하여 저장하는 단계(S130)는, DC부스터(130)와 전원저장수단(140)에서 이루어지는 과정으로서, 열전소자(110)에서 변환된 전기에너지를 작동 가능한 직류전원으로 승압시켜 전원저장수단(140)인 배터리 혹은 커패시터에 저장하는 단계이다.
상기 부스바의 온도정보를 저장하는 단계(S140)는, 메모리(150)에서 이루어지는 과정으로서, 산출기(110)에서 획득된 부스바의 온도정보를 메모리에 임시적으로 저장하는 단계이다.
상기 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 단계(S150)는, 송신기(160)에서 이루어지는 과정으로서, 메모리(150)에 임시 저장된 부스바의 온도정보를 무선통신모듈을 통해 무선으로 송신하는 단계이다.
상기 부스바의 온도정보를 무선 수신하여 저장 및 관리하는 단계(S160)는, 수신기(170)와 서버(180)에서 이루어지는 과정으로서, 송신기(160)에서 송신된 부스바의 온도정보를 무선으로 수신하여 서버(180)에서 저장하고 관리하는 단계이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법은, 열전소자를 이용함에 따라 별도의 전원을 사용하지 않아 구조 및 제어가 간단하고 전기적으로 안전하여 작동 신뢰성이 우수함으로써 부스바의 온도 상승으로 인한 단락 사고나 정전 사고 등을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예 뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.
100: 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치.
110: 열전소자 120: 산출기
130: DC부스터 140: 전원저장수단
150: 메모리 160: 송신기
170: 수신기 180: 서버
S100: 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시방법
S110: 부스바의 줄열을 전기에너지로 변환하는 단계;
S120: 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 단계
S130: 전기에너지를 직류전원으로 변환하여 저장하는 단계
S140: 부스바의 온도정보를 저장하는 단계
S150: 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 단계
S160: 부스바의 온도정보를 무선 수신하여 저장 및 관리하는 단계

Claims (4)

  1. 부스바에 부착 설치되어 부스바에서 발생하는 줄열을 전기에너지로 변환하는 열전소자(110);
    상기 열전소자(110)에서 변환된 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 산출기(120);
    상기 열전소자(110)에서 변환된 전기에너지를 작동 가능한 직류전원으로 승압시키는 DC부스터(130);
    상기 DC부스터(130)에서 승압된 상기 직류전원을 저장하는 전원저장수단(140);
    상기 전원저장수단(140)에 저장된 상기 직류전원을 사용하여 상기 열전소자(110)에서 획득된 상기 부스바의 온도정보를 저장하는 메모리(150);
    상기 전원저장수단(140)에 저장된 상기 직류전원을 사용하여 상기 메모리(150)에 저장된 상기 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 송신기(160);
    상기 송신기(160)와 무선으로 연결되어 상기 송신기(160)에서 송신된 상기 부스바의 온도정보를 무선 수신하는 수신기(170); 및
    상기 수신기(170)에서 수신된 상기 부스바의 온도정보를 저장 및 관리하여 제공하는 서버(180);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원저장수단(140)은,
    배터리 또는 커패시터로 구성됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신기(160)는,
    상기 전원저장수단(140)에 저장되는 상기 직류전원 용량에 대응되는 기설정된 시간 간격으로 상기 부스바의 온도정보를 무선으로 송신하도록 구성됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치.
  4. 부스바에서 발생하는 줄열을 전기에너지로 변환하는 단계(S110);
    상기 전기에너지로부터 부스바의 온도정보를 산출하는 단계(S120);
    상기 전기에너지를 직류전원으로 변환하여 저장하는 단계(S130);
    상기 직류전원을 사용하여 상기 부스바의 온도정보를 저장하는 단계(S140);
    상기 직류전원을 사용하여 상기 부스바의 온도정보를 무선 송신하는 단계(S150); 및
    상기 부스바의 온도정보를 무선 수신하여 저장 및 관리하는 단계(S160);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시방법.
KR1020130059938A 2013-05-27 2013-05-27 열전소자를 이용한 부스바 온도 감시장치 및 그 방법 KR20140140141A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110702245A (zh) * 2019-10-29 2020-01-17 江苏华彤电气股份有限公司 一种多重复用的母线传感装置的监测方法
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