KR20150108955A - 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반 - Google Patents

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KR20150108955A
KR20150108955A KR1020140031414A KR20140031414A KR20150108955A KR 20150108955 A KR20150108955 A KR 20150108955A KR 1020140031414 A KR1020140031414 A KR 1020140031414A KR 20140031414 A KR20140031414 A KR 20140031414A KR 20150108955 A KR20150108955 A KR 20150108955A
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박포규
김완섭
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한국표준과학연구원
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Abstract

전류 및 전압을 측정하는 배전반이 개시된다. 전류 및 전압을 측정하는 배전반은 입력단에 전원공급장치를 연결하고 복수개의 출력단에 복수개의 부하를 연결하는 하우징, 상기 하우징 내에 형성되며, 상기 입력단과 상기 출력단 사이에 직렬로 연결되는 복수의 코일, 상기 코일 속에 형성되어 상기 코일 속의 자기장 변화를 감지하는 자기장 센서, 상기 코일 속에 형성되어 상기 코일 속의 온도 변화를 감지하는 온도 센서, 상기 코일의 양단에 병렬 연결되어 전압을 측정하기 위한 고정 저항, 상기 코일, 자기장 센서, 온도 센서 및 고정저항을 전자파 차폐제로 모두 감싸서 외부 자기장을 차폐하는 자기장 차폐함 및 상기 자기장 차폐함 사이에 형성되어 상기 자기장 차폐함의 상호 간섭을 배제시키는 차폐벽을 포함한다.

Description

자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반{Switchboard For Measuring Current And Electric Power By Magnetic Field}
자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배전반에 전류 및 전압 파형을 실시간으로 측정하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반에 관한 것이다.
종래에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 전원공급장치와 부하 사이에 변류기(CT)를 설치하여 부하 측으로 공급되는 전류를 측정한다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전원공급장치와 부하 사이에 전류 측정용 유도저항(RL)을 설치하고 이 전류 측정용 유도저항(RL)의 양단에 병렬로 연결된 DVM(Digital Voltage Meter)을 이용하여 부하측으로 공급되는 전류를 측정하였다.
그러나, 변류기(CT)를 이용하거나, 혹은 전류 측정용 유도저항(RL)과 DVM을 이용하여 전원공급장치와 부하 사이의 공급 전류를 측정하는 경우에는, 전원공급장치와 부하 사이에 변류기(CT)를 설치하는 작업 혹은 전류 측정용 유도저항(RL)과 DVM을 설치하는 작업이 번거로울 뿐만 아니라, 특히 변류기(CT)에 포함된 코일의 열 변화, 전류 측정용 유도저항(RL)의 열 변화에 기인하여 전류를 정밀하게 측정하지 못하는 문제점이 있다.
또한 코일을 이용하여 전류를 측정하는 장치로는, 전류 변환기(current transformer), 분류기(shunt), 홀(hall) 센서, 로고스키(rogowski) 코일 등이 사용되어 왔다.
전류 변환기는 절연 확보는 비교적 용이하나 철심의 자기 포화로 인해 대전류 또는 전류에 직류성분이 포함될 경우에는 측정에 한계가 있고, 소형화가 어려운 등의 적용상 많은 문제점이 있다.
분류기는 측정 대상회로에 직렬로 접속되어 측정 대상회로의 임피던스를 변화시켜 계측기 부하효과를 이용하여 전류를 측정한다. 그러나, 분류기는 고전압에서 측정 대상회로의 1차 측에 접속될 경우 측정 장치의 전기절연을 확보해야 하는 문제점이 있다.
로고스키 코일은 균일하게 감은 코일로 이루어지며, 코일 단면에 수직방향의 자속을 감쇄시키기 위해 코일 한쪽 끝을 코일 내부로 관통시킨 형상으로 제작된다. 그리고 전류에 의해 유기되는 유도전압을 적절한 적분 회로를 통하여 적분함으로써 전류를 측정하게 된다.
도 3은 일반적인 로고스키 코일을 이용한 전류 측정 장치를 나타낸 도면으로서, 전류가 흐르는 선로(1) 주위를 감싸며 전류를 감지하는 로고스키 코일(3)과, 로고스키 코일(3)에서 유도되는 전압을 토대로 전류값을 측정하는 측정기(9)로 구성된다.
로고스키 코일(3)은 양단에 커넥터(5)가 연결되어 링 형상으로 형성되며, 전류가 흐르는 선로(1) 주위를 감쌀 수 있는 구조를 가진다. 로고스키 코일(3)의 일단은 로고스키 코일(3)의 유도전압을 측정기(9)로 전송하는 동축 케이블(7)이 연결된다. 선로(1)에 흐르는 전류에 의해 로고스키 코일(3)에 유기되는 유도전압은 로고스키 코일(3)의 일단에 연결된 동축 케이블(7)을 통해 측정기(9)로 전송되고, 측정기(9)는 로고스키 코일(3)로부터 받은 유도전압 신호를 적분하여 전류값을 측정한다. 측정된 전류값은 측정기(9)에 직접 표시될 수 없는 경우 연결 단자를 통해 연결된 외부기기(예를 들어, 오실로스코프) 등을 통해 표시된다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 로고스키 코일을 이용한 전류 측정 장치는, 로고스키 코일의 중심에 선로가 위치하지 않는 경우 제로점 오차가 발생될 수 있고, 수 암페어 이하의 저 전류를 측정할 때 오류가 많이 발생되었으며, 대용량의 전류 측정에 주로 사용되기 때문에 제품의 크기를 소형화하여 제작하기 어려웠음은 물론 단단한 재질의 사용으로 인하여 플렉서블(flexible)하게 제작하기 어려운 단점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전원공급장치와 부하 사이에 설치 및 교체가 가능한 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 자기장 센서를 이용하여 자기장 변화를 이용하여 부하측으로 공급되는 전류 측정하고, 온도 센서를 이용하여 온도 변화에 따라 측정된 전류를 보상하여 디스플레이 하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 전류 및 전압을 측정하는 코일, 고정저항, 자기장 센서 및 온도센서를 전자파 차폐제로 모두 감싸서 외부 자기장을 차폐하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 자기장 차폐함 사이에 차폐벽을 형성하여 자기장 차폐함의 상호간섭을 배제시키는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반은 입력단에 전원공급장치를 연결하고 복수개의 출력단에 복수개의 부하를 연결하는 하우징, 상기 하우징 내에 형성되며, 상기 입력단과 상기 복수개의 출력단 사이에 직렬로 연결되는 복수의 코일, 상기 코일 속에 형성되어 상기 코일 속의 자기장 변화를 감지하는 자기장 센서, 상기 코일 속에 형성되어 상기 코일 속의 온도 변화를 감지하는 온도 센서, 상기 코일의 양단에 병렬 연결되어 전압을 측정하기 위한 고정 저항, 상기 코일, 자기장 센서, 온도 센서 및 고정저항을 전자파 차폐제로 모두 감싸서 외부 자기장을 차폐하는 자기장 차폐함 및 상기 자기장 차폐함 사이에 형성되어 상기 자기장 차폐함의 상호 간섭을 배제시키는 차폐벽을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반은 상기 자기장 센서가 감지한 상기 코일 속 자기장 변화를 부하측으로 공급되는 전류로 환산하고, 상기 온도 센서가 감지한 상기 코일 속 온도 변화를 이용하여 상기 환산된 전류를 보상하여 전류 파형을 추출하고, 상기 고정 저항에서 전압을 측정하여 전압 파형을 추출하는 제어부, 상기 제어부가 추출한 전류 및 전압 파형을 디스플레이하는 디스플레이부 및 상기 자기장 센서, 온도센서, 제어부 및 디스플레이부에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반에 의하면, 전원 공급장치와 부하 사이에 설치 및 교제하는 작업이 쉽게 이루어질 수 있다.
또한, 자기장 차폐함을 이용하여 외부 자기장을 차폐함으로써, 보다 정확한 전류를 측정할 수 있다.
또한, 상기 자기장 차폐함의 상호간섭을 배제시키는 차폐벽을 형성하여 종래의 기술에 비해 부하측으로 공급되는 전류를 상대적으로 더 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 사용자 단말기를 이용하여 전류 및 전압에 대한 정보를 쉽게 확인할 수 있다.
도 1은 변류기(CT)를 이용한 전류 측정 장치의 일예가 도시된 도면이다.
도 2는 전류 측정용 유도저항(RL)을 이용한 전류 측정 장치의 일예가 도시된 도면이다.
도 3은 로고스키 코일을 이용한 전류 측정 장치의 일예가 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반의 평면도가 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일이 도시된 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명할 수 있다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반의 평면도가 도시된 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 배전반(10)은 전원부(100), 하우징(200), 제어부(300), 디스플레이부(400) 및 사용자 단말(500)을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(200)은 복수의 차폐함(230) 및 복수의 차폐벽(280)을 포함할 수 있다.
전원부(100)는 자기장 센서(250), 온도센서(233), 제어부(300) 및 디스플레이부(400)에 전원을 공급할 수 있다. 전원부(100)는 교체 가능한 1회용 배터리 또는 충전식 배터리거나, 외부전원과 연결되는 전원 연결 단자일 수 있다.
하우징(200)은 입력단(210)에 전원 공급장치를 연결하고, 출력단(220)에 부하를 연결하여 전원공급장치와 부하 사이에 설치 및 교체가 가능할 수 있다. 이때, 복수의 코일(240)이 입력단(210)과 출력단(220) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 코일(240) 속에 자기장 센서(250) 및 온도 센서(260)가 형성된다. 그리고, 자기장 센서(250)는 코일(240) 속의 자기장 변화를 감지할 수 있으며, 온도 센서(260)은 코일(240) 속의 온도 변화를 감지할 수 있다. 또한, 입력단(210)과 출력단(220)의 개수는 비례한다. 예를 들면, 입력단(210)의 개수가 2개이면, 출력단(220)의 개수도 2개이다.
보다 상세하게는, 자기장 센서(250)는 코일(240) 속에 배치되어 부하측으로 전류가 공급되는 동안 코일(240) 속의 자기장 변화를 감지할 수 있다.
자기장 센서(250)는 SQUID(Super conducting Quantum Interference Device) 센서, 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 센서, 원자 자기 공명(Atomic Magnetic Resonance, AMR) 센서, 플럭스게이트(Fluxgate) 센서, 홀 효과(Hall effect) 센서, MR(Magnetic Resistance) 센서, MI(Magnetic Impedance) 센서, 광섬유 자기센서, 탐색코일(Search Coil) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
온도 센서(260)는 코일(240) 속에 배치되어 부하측으로 전류가 공급되는 동안 코일(240) 속의 온도 변화를 감지할 수 있다. 그리고, 고정저항(270)는 코일(240) 양단에 병렬 연결되어 전압을 측정할 수 있다.
자기장 차폐함(230)은 하우징(200)에 수용되고, 코일(240), 자기장 센서(250), 온도 센서(260) 및 고정저항(270)을 전자파 차폐제로 모두 감싸서 외부 자기장을 차폐할 수 있다. 자기장 차폐함(230)은 자기장 센서(250)간의 상호간섭을 배제시킬 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 전류는 자기장에 비례하므로 정확한 전류를 측정하기 위해서는 외부 자기장의 영향을 배제시키는 것이 바람직하다. 따라서, 자기장을 발생시키는 다수개의 코일(240)이 일정 간격으로 배치되는 경우, 각각의 코일(240)에 의해 발생하는 자기장이 인접하는 다른 코일(240)들에 영향을 주어 각각의 자기장 센서(250)는 해당 코일에 의해 발생하는 자기장을 정확하게 측정 할 수 없게 된다.
따라서, 하우징(200) 내에 다수개의 코일(240)이 있는 경우에는 각각의 코일(240)에 의한 영향을 배제시킬 필요가 있다. 물론, 자기장 차폐함(230)에 의해 인접 코일(240)의 영향을 줄일 수는 있으나, 완전히 배제할 수는 없다. 이에 본 발명에서는 코일(240)간의 영향을 배제하기 위해 자가장 차폐함(230)들 사이에 차폐벽(280)을 형성한다.
차폐벽(280)은 자기장 차폐함(230) 사이에 형성되어 자기장 차폐함(230)의 상호 간섭을 배제할 수 있다. 이처럼, 차폐벽(280)은 차폐함(230)의 상호간섭을 배제시킴으로써, 보다 정확한 전류를 측정할 수 있다. 즉, 차폐벽(280)은 칸막이 형태로 차폐함(230)의 상호간섭을 배제시킴으로써, 보다 정확한 전류를 측정할 수 있다.
이 때, 차폐벽(280)의 재료는 자기 투자율(magnetic permeability)이 큰 뮤메탈(mu-met), 아모포스(amorphous), 규소강판 등일 수 있다. 상기 자기 투자율은 자기장의 영향을 받아 자화할 때에 생기는 자기력 선속 밀도와 진공 중에서 나타나는 자기장 세기의 비를 의미하며, 뮤메탈은 고투자율 재료의 하나로, Ni, Fe, Cu를 포함하는 합금일 수 있으며, 바람직하게, Ni 75%, Fe 20%, Cu 5%의 합금일 수 있다.
또한, 차폐벽(280)은 전도성 물질을 사용하여 전기장도 함께 차폐되는 효과를 얻을 수 있다.
제어부(300)는 자기장 센서(250)가 감지한 코일 속 자기장 변화를 전류로 환산할 수 있다. 제어부(300)는 온도 센서(260)가 감지한 코일 속 온도 변화를 이용하여 환산된 전류를 보상하여 전류 파형을 추출할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 고정저항(270)에서 전압을 측정하여 전압 파형을 추출할 수 있다.
제어부(300)는 고정 저항(270)에서 측정되는 전압과 온도 센서(260)에서 측정한 코일 속 온도를 디스플레이부(400) 또는 사용자 단말(500)에 디스플레이 되도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(300)는 디스플레이부(400) 또는 사용자 단말(500)이 전류 및 전압의 수치, 파형, 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 디스플레이 하도록 제어할 수 있다.
제어부(300)는 코일 속 온도가 기준 온도 이상이면 측정된 전류값을 온도 증가분에 대응하여 감산하고, 코일 속 온도가 기준 온도 이하이면 측정된 전류값을 온도 감소분에 대응하여 가산할 수 있다. 상기 기준 온도는 사용자 명령에 의해 정해질 수 있다.
제어부(300)는 사용자 조치(User Action)를 인식하고 인식한 사용자 조치에 기초하여 사용자 단말(500)를 제어할 수 있다. 여기서, 사용자 조치는 사용자 단말 또는 리모컨의 물리적인 버튼의 선택, 터치 스크린 디스플레이면상의 소정의 터치 제스처의 실시 또는 소프트 버튼의 선택 및 음성 감지부가 수신한 음성에 대한 음성 인식에 의해 인식되는 소정의 발성의 실시를 포함할 수 있다.
상기와 같이 제어부(300)가 부하측으로 공급되는 전류를 코일(240)속 온도 변화에 따라 보상하면, 도 1 내지 도 3에 나타낸 전류 측정 장치의 경우보다 부하측으로 공급되는 전류를 상대적으로 더 정밀하게 측정할 수 있다.
디스플레이부(400)는 제어부(300)가 추출한 전류 및 전압의 수치, 파형, 주피수 및 위상 중 적어도 어느 하나를 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이부(400)는 제어부(300)가 추출한 코일(240) 속 온도를 디스플레이 할 수 있다.
사용자 단말(500)은 제어부(300)로 사용자 명령을 송신하고, 사용자 명령에 따라 추출된 전류 및 전압 파형 정보를 수신받아 사용자에게 전류 및 전압의 파형을 제공 할 수 있다. 또한, 사용자 단말(500)은 제어부(300)에서 추출된 전류, 전압 및 온도 센서(260)가 감지한 코일 속 온도를 제공할 수 있으며, 전류 및 전압의 주파수 및 위상을 제공할 수 있다.
사용자 단말(500)은 본 발명에 따른 전류 및 전압을 측정하는 배전반(10)의 무선장치와 무선 통신이 가능한 전용 단말기이거나, 본 발명에 따른 전류 및 전압 측정 프로그램이 탑재되어 있고, 이 전류 및 전압 측정 프로그램을 구동한 상태에서 무선장치로 디스플레이부(400)에 표시되는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 적어도 하나에 대한 무선 전송 요청을 전송할 수 있는 휴대 전화기, PDA, 스마트폰 등이 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일이 도시된 도면이다.
도 5(a)는 내부가 공심인 코일(240)을 나타내며, 도 5(b)는 내부가 자성체 또는 비자성체로 된 코어(241)가 채워진 코일(240)을 나타낸다.
도 5(a)를 참조하면, 코일(240)은 내부가 공심일 수 있으며, 코일(240)을 감는 횟수는 적어도 1회 이상이다.
도 5(b)를 참조하면, 코어(241)는 외면에 정해진 횟수로 코일(240)을 감기 위한 홈(241a)이 형성되어 있고, 상기 자기장 센서(250)와 온도 센서(260)를 코어(241)의 내부 중심부에 배치하기 위한 관통 구멍(241b)들이 외면에서 내부 중심부까지 관통하여 형성되어 있다. 코어(241)를 이용하면 코일(240)의 감긴 횟수와 간격을 균일하게 할 수 있으므로, 코일(240)의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반(10)은 다음과 같이 동작한다.
본 발명에 따른 전류 및 전압을 측정하는 배전반(10)은 모듈형 장치로 제작된 것으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 하우징(110)의 입력단(210)에 전원 공급장치를 연결하고, 하우징(110)의 출력단(220)에 부하를 연결하여 전원공급장치와 부하 사이에 간단하게 설치할 수 있다.
이때, 전원공급장치와 부하 사이에 직렬로 연결되는 코일(240), 자기장 센서(250), 온도 센서(260) 및 고정 저항(270)은 모두 자기장 자폐함(230)에 의해 차폐될 수 있다. 이를 통해, 자기장 자폐함(230)은 자기장 센서(250) 간의 상호간섭을 배제시킬 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 전류는 자기장에 비례하므로 정확한 전류를 측정하기 위해서는 외부 자기장의 영향을 배제시키는 것이 바람직하다. 따라서, 자기장을 발생시키는 다수개의 코일(240)이 일정 간격으로 배치되는 경우, 각각의 코일(240)에 의해 발생하는 자기장이 인접하는 다른 코일(240)들에 영향을 주어 각각의 자기장 센서(250)는 해당 코일에 의해 발생하는 자기장을 정확하게 측정 할 수 없게 된다.
따라서, 정확한 전류를 측정하기 위해서 하우징(200) 내에 다수개의 코일(240)이 있는 경우에는 각각의 코일(240)에 의한 영향을 배제시킬 필요가 있다. 즉, 자기장 차폐함(230)을 이용하여 외부 자기장의 영향을 배제시키는 것이다.
물론, 자기장 차폐함(230)에 의해 인접 코일(240)의 영향을 줄일 수는 있으나, 완전히 배제할 수는 없다. 이에 본 발명에서는 코일(240)간의 영향을 배제하기 위해 자기장 차폐함(230)들 사이에 차폐벽(280)을 형성한다.
이러한 차폐상태에서, 전류 및 전압을 측정하는 배전반(10)의 제어부(300)는 전원공급장치에서 부하측으로 전류가 공급되는 동안 자기장 센서(250)가 감지한 코일(240) 속 자기장 변화를 이용하여 부하측으로 공급되는 전류를 환산하고, 상기 환산된 전류를 온도 센서(260)가 감지한 코일(240) 속 온도 변화에 따라 보상하여 디스플레이부(400)에 표시할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 현재 표시하는 전류와 고정 저항(270)을 통해 측정한 코일(240)의 양단에 걸리는 전압을 측정하여 디스플레이부(400)에 디스플레이한다.
보다 상세하게, 제어부(300)는 온도 센서(260)가 감지한 코일(240)속 온도가 기준 온도 이상일 경우, 코일(240) 속 자기장 변화를 이용하여 환산한 전류를 온도 증가분에 대응하여 감산하며, 감산된 전류를 디스플레이부(400)에 디스플레이한다.
또한 제어부(300)는 온도 센서(260)가 감지한 코일(240)속 온도가 기준 온도 이하일 경우, 코일(240) 속 자기장 변화를 이용하여 환산한 전류를 온도 감소분에 대응하여 가산하며, 가산된 전류를 디스플레이부(400)에 디스플레이한다. 이때, 상기 기준 온도는 사용자 명령에 의해 정해질 수 있다.
한편, 제어부(300)는 전류, 전압 및 온도 센서(260)가 감지한 코일(240)속 온도를 디스플레이부(400)가 디스플레이 하도록 제어한다. 또한 제어부(300)는 전류 및 전압의 수치, 파형, 주파수, 위상을 디스플레이부(400)가 디스플레이 하도록 제어한다.
또한, 제어부(300)는 전류, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 적어도 어느 하나를 사용자 단말기(500)로 전송할 수 있다.
이를 통해, 사용자는 디스플레이부(400) 및 사용자 단말(500)을 이용하여 전류 및 전압의 수치, 온도, 주파수, 위상을 육안으로 확인할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반(10)은 고장이 나거나, 유지 보수 및 전원부의 배터리 교체가 필요한 경우, 사용자는 전원공급장치의 전원을 차단한 후 하우징(200)의 입력단(210)에서 전원공급장치를 분리하고, 하우징(200)의 출력단(220)에서 부하를 분리하여 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반(10)을 전원공급장치와 부하로부터 간단하게 분리할 수 있다. 또한, 분리 후, 고장을 해소하거나, 유지 보수 및 배터리 교체가 완료된 경우, 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반(10)를 전원공급장치와 부하 사이에 다시 설치하여 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
100: 전원부
200: 하우징
210: 입력단
220: 출력단
230: 자기장 차폐함
240: 코일
241: 코어
241a: 홈
241b: 관통 구멍
250: 자기장 센서
260: 온도 센서
270: 고정 저항
300: 제어부
400: 디스플레이부
500: 사용자 단말

Claims (11)

  1. 입력단에 전원공급장치를 연결하고 복수개의 출력단에 복수개의 부하를 연결하는 하우징;
    상기 하우징 내에 형성되며, 상기 입력단과 상기 복수개의 출력단 사이에 직렬로 연결되는 복수의 코일;
    상기 코일 속에 형성되어 상기 코일 속의 자기장 변화를 감지하는 자기장 센서;
    상기 코일 속에 형성되어 상기 코일 속의 온도 변화를 감지하는 온도 센서;
    상기 코일의 양단에 병렬 연결되어 전압을 측정하기 위한 고정 저항;
    상기 코일, 자기장 센서, 온도 센서 및 고정저항을 전자파 차폐제로 모두 감싸서 외부 자기장을 차폐하는 자기장 차폐함; 및
    상기 자기장 차폐함 사이에 형성되어 상기 자기장 차폐함의 상호 간섭을 배제시키는 차폐벽
    를 포함하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자기장 센서가 감지한 상기 코일 속 자기장 변화를 부하측으로 공급되는 전류로 환산하고, 상기 온도 센서가 감지한 상기 코일 속 온도 변화를 이용하여 상기 환산된 전류를 보상하여 전류 파형을 추출하고, 상기 고정 저항에서 전압을 측정하여 전압 파형을 추출하는 제어부;
    상기 제어부가 추출한 전류 및 전압 파형을 디스플레이하는 디스플레이부; 및
    상기 자기장 센서, 온도센서, 제어부 및 디스플레이부에 전원을 공급하는 전원부
    를 더 포함하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부로 사용자 명령을 송신하고,
    상기 사용자 명령에 따라 상기 추출된 전류 및 전압 파형 정보를 수신 받아 사용자에게 상기 전류 및 전압의 파형을 제공하는 사용자 단말을 더 포함하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 자기장 센서는,
    SQUID(Super conducting Quantum Interference Device) 센서, 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 센서, 원자 자기 공명(Atomic Magnetic Resonance, AMR) 센서, 플럭스게이트(Fluxgate) 센서, 홀 효과(Hall effect) 센서, MR(Magnetic Resistance) 센서, MI(Magnetic Impedance) 센서, 광섬유 자기센서, 탐색코일(Search Coil) 중 어느 하나인 자기장을 이용하는 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 코일은,
    내부가 공심이거나, 내부가 자성체나 비자성체로 된 코어로 채워지고, 상기 코어는 외면에 상기 코일을 감기 위한 홈이 형성되어 있고, 상기 자기장 센서와 온도 센서를 상기 코어의 내부 중심부에 배치하기 위한 관통 구멍들이 외면에서 내부 중심부까지 관통하여 형성되어 있는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 자기장 센서가 감지한 상기 코일 속 자기장 변화 및 상기 온도 센서가 감지한 상기 코일 속 온도 변화를 이용하여 전류 및 전압의 수치, 파형, 주파수, 위상을 추출하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 디스플레이부 또는 사용자 단말은,
    상기 제어부가 추출한 전류 및 전압의 수치, 파형, 주파수, 위상 중 적어도 어느 하나를 디스플레이하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 디스플레이부 또는 사용자 단말은,
    상기 온도 센서가 감지한 코일 속 온도를 더 디스플레이 하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 코일 속 온도가 기준 온도 이상이면 상기 환산된 전류를 온도 증가분에 대응하여 감산하고,
    상기 코일 속 온도가 기준 온도 이하이면 상기 환산된 전류를 온도 감소분에 대응하여 가산하는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 기준 온도는,
    사용자 명령에 의해 정해지는 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 전원부는,
    교체 가능한 1회용 배터리 또는 충전식 배터리거나, 외부전원과 연결되는 전원 연결 단자인 자기장을 이용한 전류 및 전압을 측정하는 배전반.

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