KR20150123199A - 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서 - Google Patents

다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서 Download PDF

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 전력 측정 대상물에서 발생되는 자기장을 이용해 전력을 측정하는 전력측정장치로서, 상기 전력 측정 대상물과 각 이격된 거리가 서로 다른 다수개의 고정홈; 상기 다수개의 고정홈 중 적어도 어느 하나 이상에 삽입되어 설치되는 자기전류센서; 및 상기 자기전류센서로부터 전류측정값을 수신하는 전류값수신부;를 포함하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서에 관한 것이다. 이에 따르면, 하나 이상의 자기전류센서를 전력측정 대상물과의 거리별로 부착하여 전류의 세기가 변화되더라도 미리 설정된 전류의 세기에 해당되는 거리에 위치한 자기전류센서에서 측정한 전류값을 통해 더욱 정확한 전류값을 도출할 수 있는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 제공할 수 있다.

Description

다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서{full range current sensor using multiple current sensors}
본 발명은 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분전반과 직렬로 연결된 부스바에서 발생되는 자기장을 센싱하여 전류측정값을 측정하되, 부스바와 각 이격된 거리가 서로 다른 다수개의 고정홈에 하나 이상의 자기전류센서를 선택적으로 삽입하기 때문에 전류의 세기에 따라 부스바와 자기전류센서와의 거리를 선택적으로 조절 가능한 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서에 관한 것이다.
본 발명은 분전반용 전류센서에 관한 것이다.
전력은, 단위시간동안 전기 장치에 공급되는 전기에너지 또는 단위시간동안 다른 형태의 에너지로 변환되는 전기에너지를 말하는 것으로서, Power의 첫 글자인 P로 표시하며, 전력(P)과 전압(V), 전류(I)의 관계는 P=VI를 만족한다. 교류에 의해서 공급되는 전기에너지는 전류와 전압이 계속 변하므로, 보통 1주기 동안에 공급되는 전력을 주기로 나눈 평균전력으로 표시한다. 이와 같은 전력, 전압, 전류량은, 실생활에서 전기 사용량 측정뿐만 아니라, 전기 장치에서 다양한 목적으로 측정되며, 측정 장비로 다양한 전력 측정 장치가 개발 및 이용되고 있다.
이와 같은 전력 측정 장치는, 측정 대상 전선이나 부스바 등이 관통되도록 구성되고, 부스바 등이 관통 결합되는 기구에 고정형으로 전력 또는 전압 측정 센서 등이 구비되며, 측정 센서로는 CT(Current Transformer) 코일, 자기전류센서 또는 로고스키 코일을 이용되는 것(특허출원 제10-2004-0051360호, 제10-2007-0095919호 참조)이 일반적이다.
전력 측정 장치에 있어서, 측정 센서나 측정 방법에 대해서는 다양한 연구가 이루어지고 있는 반면, 정밀도에 대해서는 특별한 대안이 없었다.
특히, 대전류의 경우 정밀도를 향상시키기 위해서는 CT의 크기를 매우 크게 만들어 정밀도를 확보하는 방법이 유일하다.
또한, 이러한 정밀도 문제는 정격에 따라 측정 장치를 별도로 제작할 수 없어, 전력 측정을 위해 계기용 변류기를 별도로 설치하도록 하여 두 개 이상의 CT를 순차적으로 사용해야 한다.
이러한 전류센서의 정밀도는 통상적으로 오차율로 표현되는데, 100A정격을 갖는 전류측정장치의 오차율이 1%라고 하면 100A에서는 1A오차, 1A에서는 0.01A의 오차만을 허용한다는 뜻이다.
하지만 100A를 측정할 수 있는 정류측정 장치가 0.01A의 정밀도를 갖도록 하는 것은 매우 고가의 정교한 CT가 필요하다.
한편, 자기전류센서는 전류에 의해 생성되는 자기장의 크기를 측정하는 것으로, 동일한 센서를 이용하여 전선 혹은 부스바로부터의 이격만을 조종하여 정격을 조정한다.
또한, 자기전류센서는 CT와는 달리 크기가 작고, 대전류 정격에 의해 회로가 소손되는 문제가 없으므로, 다수의 자기전류센서를 이용하여 소전류와 대전류를 동시에 측정하므로써 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 하나 이상의 자기전류센서를 전력측정 대상물과의 거리별로 부착하여 전류의 세기가 변화되더라도 미리 설정된 전류의 세기에 해당되는 거리에 위치한 자기전류센서에서 측정한 전류값을 통해 더욱 정확한 전류값을 도출할 수 있는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 전력측정 대상물에서 발생되는 자기장을 센싱하여 전류측정값을 측정하되, 전력측정 대상물과 각 이격된 거리가 서로 다른 다수개의 고정홈에 하나 이상의 자기전류센서를 선택적으로 삽입하기 때문에 전류의 세기에 따라 전력측정 대상물과 자기전류센서와의 거리를 선택적으로 조절 가능한 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 전력측정 대상물과 인접 전선, 인접 부스바 등 외부에서 발생되는 자기장을 자기장차단부재를 통해 차단하여 전류값수신부의 오작동을 방지하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 전력 측정 대상물에서 발생되는 자기장을 이용해 전력을 측정하는 전력측정장치로서, 상기 전력 측정 대상물과 각 이격된 거리가 서로 다른 다수개의 고정홈; 상기 다수개의 고정홈 중 적어도 어느 하나 이상에 삽입되어 설치되는 자기전류센서; 및 상기 자기전류센서로부터 전류측정값을 수신하는 전류값수신부;를 포함한다.
또한, 상기 전류값수신부는, 상기 자기전류센서가 다수개인 경우, 각 자기전류센서에 대하여 측정범위가 미리 기록되어 있고, 임의의 시점에서 각 자기전류센서로부터 전류측정값을 수신하고, 수신된 전류측정값을 상기 측정범위와 비교하여 측정범위에 해당하는 자기전류센서를 선택하고, 선택된 자기전류센서로부터만 전류측정값을 수신하고, 상기 선택된 자기전류센서로부터 수신된 전류측정값이 해당 측정범위의 상한값을 초과하거나 하한값에 미달하면, 각 자기전류센서로부터 전류측정값을 수신하여 측정범위에 해당하는 자기전류센서를 재선택하여 재선택된 자기전류센서로부터만 전류측정값을 선택하는 선택부;를 포함한다.
또한, 특정 자기전류센서의 상한값은 그 위에 인접한 자기전류센서의 하한값보다 크고, 특정 자기전류센서의 하한값은 그 아래에 인접한 자기전류센서의 상한값보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상측에 제2케이스가 삽입되도록 형성된 제1케이스, 상기 제1케이스에 상기 전력 측정 대상물이 관통삽입되도록 양측면이 관통된 부스바관통공을 포함하는 부스바결합부; 및 상기 제1케이스의 상측 부분에 삽입되는 제2케이스, 상기 2케이스의 하단에 상기 고정홈이 형성되고, 상기 자기전류센서 및 상기 전류값수신부를 포함하는 측정모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부스바결합부는, 상기 부스바관통공의 아랫부분에 설치되고 타 전력 측정 대상물과 인접한 면에 부착되되 상기 타 전력 측정 대상물과 인접한 면에서 상측으로 일정길이 밀착연장되어 형성된 자기장차단부재를 더 포함하고, 상기 전류값수신부는, 상기 제2케이스의 내부에 설치되되 상기 제2케이스가 상기 제1케이스에 삽입되었을 때 상기 자기장차단부재에 의해 감싸지도록 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 자기장차단부재는, 강자성체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자기전류센서는, 상기 전력 측정 대상물의 전류의 크기가 클수록 상측 고정홈에 상기 자기전류센서를 부착하고, 상기 전력 측정 대상물의 전류의 크기가 작을수록 하측 고정홈에 상기 자기전류센서를 부착하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자기장차단부재는, 타 전력 측정 대상물과 인접한 면에 부착되되, 상기 전류값수신부가 설치된 부분만 차단하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 하나 이상의 자기전류센서를 전력측정 대상물과의 거리별로 부착하여 전류의 세기가 변화되더라도 미리 설정된 전류의 세기에 해당되는 거리에 위치한 자기전류센서에서 측정한 전류값을 통해 더욱 정확한 전류값을 도출할 수 있는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 전력측정 대상물에서 발생되는 자기장을 센싱하여 전류측정값을 측정하되, 전력측정 대상물과 각 이격된 거리가 서로 다른 다수개의 고정홈에 하나 이상의 자기전류센서를 선택적으로 삽입하기 때문에 전류의 세기에 따라 전력측정 대상물과 자기전류센서와의 거리를 선택적으로 조절 가능한 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전력측정 대상물과 인접 전선, 인접 부스바 등 외부에서 발생되는 자기장을 자기장차단부재를 통해 차단하여 전류값수신부의 오작동을 방지하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서가 분전반과 연결된 모습을 나타낸 평면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서에서 부스바가 이탈된 모습을 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 부스바결합부에서 측정모듈부가 탈거된 모습을 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 측정모듈부에서 제3케이스가 탈거된 모습을 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서의 분해사시도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 측정모듈부의 분해사시도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 부스바결합부의 투과사시도
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 고정부의 정면도
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 부스바와 자기전류센서의 위치를 도식화한 예시도
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 각각의 자기전류센서의 센싱 범위를 도식화한 예시도
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 전류값수신부의 구성을 나타낸 블럭도
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
본 발명은 전력측정 대상물에서 발생되는 자기장을 이용해 전력을 측정하는 전력측정장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서가 분전반과 연결된 모습을 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서에서 부스바가 이탈된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 부스바결합부에서 측정모듈부가 탈거된 모습을 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 측정모듈부에서 제3케이스가 탈거된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서의 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 측정모듈부의 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 부스바결합부의 투과사시도이며, 도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 고정부의 정면도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 부스바와 자기전류센서의 위치를 도식화한 예시도이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 각각의 자기전류센서의 센싱 범위를 도식화한 예시도이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 전류값수신부의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 1 내지 도 12를 참고하면, 본 발명인 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서(10)는, 부스바(1000), 부스바결합부(100), 측정모듈부(200) 및 제3케이스(300)를 포함한다.
부스바(1000)는, 전력 측정대상 분전반(20)과 직렬로 체결되어 전류가 도통된다.
여기서, 부스바(1000)는 본 발명에서 측정하고자 하는 전력측정 대상물의 한 예이며, 본 발명은, 이에 국한되는 것이 아닌 일반적인 전선, 대전류가 흐르는 전신주 등 기구적으로 거리가 고정되는 것이 가능하면 전력측정 대상물로 이용하는 것이 바람직하다.
측정모듈부(200)는, 제2케이스(210,210'), 고정홈(212), 자기전류센서(222) 및 전류값수신부(220)를 포함한다.
제2케이스(210,210')는, 제1케이스(110)의 상측부분에 삽입된다.
또한, 제2케이스(210,210')는, 일측면의 하측으로 일정길이 연장된 위치고정부재(214,214')가 형성되고, 제1케이스(110)는, 제2케이스(210,210')가 완전히 삽입되는 부분에 위치고정부재(214,214')가 삽입되는 위치고정홈(212)이 형성되는 것이 바람직하다.
고정홈(212)은, 상기 제2케이스(210,210')의 하부에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 부스바와 각 이격된 거리가 서로 다르게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 고정홈(212)은, 제2케이스(210,210')의 내부에 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 자기전류센서(222)는, 상기 다수개의 고정홈(212) 중 적어도 어느 하나 이상에 삽입되어 설치된다.
이하, 본 발명의 자기전류센서(222)의 전류측정원리를 설명한다.
부스바(1000)를 도통하는 전류의 크기에 따라 자기장의 세기가 변하고 자기전류센서(222)는 자기장을 감지하여 그에 대응되는 전류값을 측정한다.
부스바(1000)로부터 멀리 떨어져 있는 자기전류센서(222)와, 부스바(1000)로부터 더 가까이 있는 자기전류센서(222)에 동일한 세기의 자기장이 감지되는 경우, 멀리 떨어져 있는 자기전류센서(222)의 측정 전류값은 가까이 있는 자기전류센서(222)의 측정 전류값보다 크도록 설정되어 있다. 따라서, 멀리 떨어져 있는 자기전류센서(222)에서는 자기장의 변화량에 따라 측정 전류값의 변화폭이 크기 마련이고, 가까이 있는 자기전류센서(222)에서는 자기장의 변화량에 따른 측정 전류값의 변화폭이 작도록 되어 있다.
따라서, 부스바(1000)에 저전류가 흐르는 경우에는 비록 멀리 떨어져 있는 자기전류센서(222)도 그 전류의 크기를 측정하는 것은 가능하나, 자기장의 변화에 따른 측정 전류값의 오차범위가 클 수 밖에 없으므로, 부스바(1000)로부터 가까이 있는 자기전류센서(222)가 전류를 측정하는 것이 정확하다.
예컨대 멀리 떨어져 있는 자기전류센서(222)에 도달하는 자기장 세기가 100인 경우 측정 전류값을 120A라고 한다면, 자기장 세기가 99로 변하는 경우 측정 전류값은 118.8A 정도가 될 것이다. 반면, 가까이 있는 자기전류센서(222)에 도달하는 자기장 세기가 100인 경우 측정 전류값을 30A라고 한다면, 자기장 세기가 99인 경우 측정 전류값은 29.7A 정도가 되는 것이다. 즉, 자기장 세기 1이 변할 때 멀리 있는 자기전류센서(222)의 전류값 변화량은 1.2A인 반면, 가까이 있는 자기전류센서(222)의 전류 변화량은 0.3A가 되므로 가까이 있는 자기전류센서(222)의 측정 정확도가 멀리 떨어져 있는 자기전류센서(222)의 측정 정확도보다 높은 것이다(위 예시한 전류 측정값 변화량 등의 수치는 실제와 다를 수 있고, 여기에서는 측정 정확도를 설명하기 위하여 단순한 예시를 들었을 뿐이므로 권리범위는 이에 한정되지 않는다).
반면, 부스바(1000)에 고전류가 흐르는 경우에는 가까이 있는 자기전류센서(222)는 포화가 되어 측정 불가능하므로, 멀리 떨어져 있는 자기전류센서(222)에서 전류 크기를 측정할 수 밖에 없다.
전류값수신부(220)는,상기 자기전류센서(222)로부터 전류측정값을 받아서 분전반에 출력한다.
상기 전류값수신부(220)는, 선택부(224)를 포함한다.
선택부(224)는, 자기전류센서(222)가 다수개인 경우, 각 자기전류센서(222)에 대하여 적정 측정범위가 미리 기록되어 있고, 임의의 시점에서 각 자기전류센서(222)로부터 전류측정값을 수신하고, 수신된 전류측정값을 상기 적정 측정범위와 비교하여 적정 측정범위에 해당하는 자기전류센서(222)를 선택하고, 선택된 자기전류센서(222)로부터만 전류측정값을 수신하고, 상기 선택된 자기전류센서(222)로부터 수신된 전류측정값이 해당 적정 측정범위의 상한값을 초과하거나 하한값에 미달하면, 각 자기전류센서(222)로부터 전류측정값을 수신하여 적정 측정범위에 해당하는 자기전류센서(222)를 재선택하여 재선택된 자기전류센서(222)로부터만 전류측정값을 선택하여 상기 재선택된 자기전류센서(222)로부터만 전류측정값을 수신한다.
즉, 각 고정홈(212)의 위치에 따라 각 자기전류센서(222)마다 상한값(UTH; Upper Threshold)과 하한값(LTH; Lower Threshold)을 미리 기록하는 것이 바람직하다.
여기서, 각 자기전류센서(222)와 선택부(224) 사이에 위치한 ADC(analog-digital converter)를 통해 각각의 자기전류센서(222)에서 측정시 측정된 아날로그값을 ADC를 통해 디지털값으로 변환시켜 상기 선택부(224)로 송신하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 고정홈(212)이 3단으로 형성되어 각각 제1고정홈(212a), 제2고정홈(212b) 및 제3고정홈(212c)로 나뉘고, 상기 각각의 고정홈에 제1자기전류센서(222a), 제2자기전류센서(222b) 및 제3자기전류센서(222c)가 각각 위치하며, 제1자기전류센서의 적정 측정범위는 55A~120A이고, 제2자기전류센서의 적정 측정범위는 25A~65A이며, 제1자기전류센서의 적정 측정범위는 0A~35A일 경우, 상기 부스바에 흐르는 전력의 크기가 50A로 가정하였을때, 상기 50A가 제2자기전류센서(222b)의 적정 측정범위에 해당되므로 상기 제2자기전류센서(222b)를 선택부가 선택하여, 상기 선택된 제2자기전류센서(222b)로부터 수신되는 전류측정값만을 수신한다.
그리고, 특정 자기전류센서(222)의 상한값(UTF)은 그 위에 인접한 자기전류센서(222)의 하한값보다 크고, 특정 자기전류센서(222)의 하한값(LTF)은 그 아래에 인접한 자기전류센서(222)의 상한값보다 작은 것을 특징으로 한다.
만약 특정 자기전류센서(222)의 상한값(UTF)이 그 위에 인접한 자기전류센서(222)의 하한값(LTF)과 같을 경우, 부스바(1000)에 특정 자기전류센서(222)의 상한값(UTF)과 그 위에 인접한 자기전류센서(222)의 하한값이 동일한 전류값이 흐른다고 가정하면 부스바(1000)의 흐르는 전류가 미세하게 변화되는 경우 선택부(224)는 전류가 미세하게 변화될 때마다 계속적으로 자기전류센서(222)를 재선택하여야 하기 때문에 부하가 걸리게 된다.
예를 들어, 제3자기전류센서(222c)의 상한값(UTF3)이 30A이고 제2자기전류센서(222b)의 하한값(LTF2)이 30A이라면, 부스바(1000)에 흐르는 전류값이 29A 내지 31A로 계속적으로 변화하는 경우 선택부(224)는 제3자기전류센서(222c)와 제2자기전류센서(222b)를 계속적으로 재선택하여야 하기 때문에 부하가 많이 걸리게 된다.
따라서, 특정 자기전류센서(222)의 상한값(UTF)을 그 위에 인접한 자기전류센서(222)의 하한값(LTF)보다 크게 설정하여 특정 자기전류센서(222)의 적정 측정 범위와 그 위에 인접한 자기전류센서(222)의 적정 측정범위가 겹쳐져, 만약 겹쳐지는 부분 내에서 전류의 크기가 변화될 경우 선택부는 자기전류센서(222)를 재선택 하지 않고 유지시켜 부하가 발생을 방지하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 제3자기전류센서(222c)의 상한값(UTF3)이 35A고 제2자기전류센서(222b)의 하한값(LTF2)이 25A라면, 부스바(1000)에 흐르는 전류의 값이 29A 내지 31A로 계속 변화하더라도, 제3자기전류센서(222c) 또는 제2자기전류센서(222b) 둘중 하나로 측정을 하기 때문에 선택부(224)에 부하가 발생하는 것을 방지해준다.
즉, 전류값이 변화되는 미세폭보다 각 자기전류센서(222)의 적정 측정범위가 겹쳐지는 부분을 크게 설정하여 선택부(224)에 부하가 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 전류값수신부(220)는, 상기 제2케이스(210,210')의 내부에 설치되되 상기 제2케이스(210,210')가 상기 제1케이스(110)에 삽입되었을 때 상기 자기장차단부재(130)에 의해 감싸지도록 설치된다.
또한, 상기 자기전류센서(222)는, 하나만 상기 고정홈에 위치할 경우, 상기 부스바의 전류의 크기가 클수록 상측 고정홈에 부착되고, 상기 부스바의 전류의 크기가 작을수록 하측 고정홈에 부착되는 것이 바람직하다.
부스바결합부(100)는, 제1케이스(110), 부스바관통공(120), 자기장차단부재(130), 차단부재고정부(140)를 포함한다.
제1케이스(110)는, 상측에 제2케이스(210,210')가 삽입되도록 형성된다.
부스바관통공(120)은, 상기 제1케이스(110)에 상기 부스바(1000)가 관통삽입되도록 양측면이 관통된다.
자기장차단부재(130)는, 상기 부스바관통공(120)의 아랫부분에 설치되고 타 부스바와 인접한 면에 부착되되 상기 타 부스바와 인접한 면에서 상측으로 일정길이 밀착연장되어 형성된다.
또한, 상기 자기장차단부재(130)는, 강자성체 재질로 구성되되, 퍼멀로이(permalloy)와 같은 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 자기장차단부재(130)는, 타 부스바와 인접한 면에 부착되되, 상기 전류값수신부(220)가 설치된 부분을 감싸 외부로부터의 자기장을 차단하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서 자기장차단부재(130)는, 부스바(1000)에서 발생되는 자기장은 폐쇄하고 다른 자기장의 침입을 차단하여 전류값수신부(220)를 통해 전류측정시 대상되는 부스바(1000)에서만 발생되는 자기장만을 측정할 수 있도록 하여 그 정확성을 상승시킨다.
또한, 상기 제1케이스(110)는, 상기 자기장차단부재(130)가 상기 부스바관통공(120)의 아랫부분에 설치되고 타 부스바와 인접한 면에 부착되도록 상기 부스바관통공(120) 아랫부분에 차단부재고정부(140)가 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.
제3케이스(300)는, 상기 제2케이스(210,210')의 상측과 결합되고, 양측면에 커넥터고정홈(310)(212)이 형성된 제3케이스(300);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
커넥터 고정홈(212)은 하나 이상의 커넥터를 제3케이스(300)의 내부로 감춰주기 때문에 커넥터 연결 시 복잡하게 선들을 늘여놓지 않고 깔끔한 정리가 가능하다.
또한, 상기 측정모듈부(200)는, 통공된 내부에 장착된 상기 전류값수신부(220)의 일부 또는 전부가 분리가능형으로 결합되어 활선 교체기능을 가지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 부스바결합부(100)는 부스바(1000)를 고정하고, 부스바(1000)가 측정모듈부(200)의 전류값수신부(220)와 접촉(예: 전압 측정 시) 또는 비접촉(예: 전류 측정 시)하도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 전류값수신부(220)는, 상기 전류값수신부(220)를 통해 측정된 데이터를 이용하여 전력 정보를 도출하는 데이터 처리 모듈 및 외부 모듈 또는 다른 전력 측정 장치와 통신하는 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 전류값수신부(220)는, 측정모듈부(200)가 부스바결합부(100)에 결합 시 부스바(1000)와 미리 정해진 거리를 두고 고정 구비되는 자기전류센서(222:전류측정) 및 측정모듈부(200)가 부스바결합부(100)에 결합 시 부스바(1000)에 미리 정해진 부분만큼 접촉되어 고정 구비되는 금속편(전압 측정)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이, 자기전류센서(222)는 비 접촉형으로 전류 측정이 가능하고, 금속편의 일부를 접속시키는 것으로 전압 측정이 가능하므로, 자기전류센서(222)와 금속편을 측정모듈부(200)의 하단에 일체로 결합시켜 구성하여 측정 센서 자체도 함께 분리 및 교체 가능하도록 구성할 수 있는 것이다.
부스바결합부(100) 및 측정모듈부(200)의 구체적 구성에 대해서는 이하 도 13과 관련하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서를 도시한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같은 측정모듈부(200)의 일부 또는 전부가, 부스바결합부(100)의 통공된 내부에 분리 가능형으로 결합되어 활선 교체기능을 가지도록 구성될 수 있다.
이와 같은 구성을 채택함으로써, 종래 제품들과는 다르게 정격과 무관하게 동일한 모듈을 사용하여, 단상, 3상 3선식, 3상 4선식 회로를 측정할 수 있고, 활선 상태에서 바로 해당 측정모듈부(200)의 교체가 가능해진다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전력 측정 장치는 일반적으로 복수개가 연달아 구비될 수 있으며, 부스바결합부(100)는 내부가 통공된 사각 기둥 형태이고 측정모듈부(200)는 기역(ㄱ)자 형태로서 기역자 형태의 다리부가 내부가 통공된 사각 기둥 상부에 삽입되도록 구성될 수도 있다.
그러나 이와 같은 구성 형태는 일실시예에 한하는 것으로서, 부스바(1000)가 부스바결합부(100)에 결합되고, 부스바 결합부(100)의 통공된 내부에 측정모듈부(200) 일부(또는 전부)가 삽입되어 결합된 부스바(1000)와 일부 접촉(금속편 등)할 수 있는 구성이라면 외부 형태에 있어서는 다양한 응용이 가능하다.
데이터 처리 모듈은 전압 및 전류 측정 데이터를 이용하여 전력 및 전력 품질 정보를 도출하는 역할을 수행할 수 있으며, 측정모듈부(200) 내 온도 또는 다른 인접한 전력 측정 장치와 결합된 부스바(1000)의 자기장 영향에 대한 간섭 제거 등의 캘리브레이션을 수행할 수도 있다.
구체적으로는, 통신 모듈을 통하여 인접한 다른 전력 측정 장치로부터 해당 장치가 측정한 전압 및 전류 데이터를 전달받아, 상기 본 장치가 측정한 전압 및 전류 측정 데이터와 연산하여 전력 측정에 필요한 상전압 및 상전류를 도출하고 이를 이용하여 전력 및 전력 품질 정보를 도출할 수 있다.
한편, 측정모듈부(200)는, 단상 혹은 3상 3선식, 3상 4선식 등 회로 연결에 따라 하나의 그룹으로 설정할 수 있으며, 이는 측정모듈부(200) 내에 설치된 스위치나 혹은 전적으로 컨트롤 보드의 펌웨어에서 임의로 설정할 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 전력 측정 장치는 배전반의 내부에 복수개가 연달아 구비될 수 있는데, 이 경우 인접한 전력 측정 장치와 결합된 부스바(1000)에 흐르는 전류 등으로 인해 자기장 영향을 받을 수 있다.
이와 같은 간섭 문제를 자기장차단부재(130)가 차단하고, 데이터 처리 모듈에서 전류센서를 캘리브레이션함으로써, 보다 정확한 데이터 도출이 가능해진다.
통신 모듈은, 외부 모듈 또는 다른 전력 측정 장치 내 통신 모듈과 통신할 수 있는데, 다른 전력 측정 장치 내 통신 모듈과의 통신을 통하여 전류 간섭 제거 등이 용이해진다.
또한, 외부 모듈이란, 배전반 또는 분전반에 구비되고 전력 측정 장치와 연결되며, 외부 서버와 통신하는 호스트에 전력 정보를 취합하여 전송하는 컨트롤 보드일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 본체 100: 부스바결합부
110: 제1케이스 120: 부스바관통공
130: 자기장차단부재 140: 차단부재고정부
200: 측정모듈부 210,210': 제2케이스
212: 고정홈 212a: 제1고정홈
212b: 제2고정홈 212c: 제3고정홈
214,214': 위치고정부재 220: 전류값수신부
222: 자기전류센서 222a: 제1자기전류센서
222b: 제2자기전류센서 222c: 제3자기전류센서
224: 선택부 300: 제3케이스
310: 커넥터고정홈 20: 분전반
1000: 부스바

Claims (7)

  1. 전력 측정 대상물에서 발생되는 자기장을 이용해 전력을 측정하는 전력측정장치로서,
    상기 전력 측정 대상물과 각 이격된 거리가 서로 다른 다수개의 고정홈;
    상기 다수개의 고정홈 중 적어도 어느 하나 이상에 삽입되어 설치되는 자기전류센서; 및
    상기 자기전류센서로부터 전류측정값을 수신하는 전류값수신부;를 포함하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전류값수신부는,
    상기 자기전류센서가 다수개인 경우, 각 자기전류센서에 대하여 측정범위가 미리 기록되어 있고, 임의의 시점에서 각 자기전류센서로부터 전류측정값을 수신하고, 수신된 전류측정값을 상기 측정범위와 비교하여 측정범위에 해당하는 자기전류센서를 선택하고, 선택된 자기전류센서로부터만 전류측정값을 수신하고, 상기 선택된 자기전류센서로부터 수신된 전류측정값이 해당 측정범위의 상한값을 초과하거나 하한값에 미달하면, 각 자기전류센서로부터 전류측정값을 수신하여 측정범위에 해당하는 자기전류센서를 재선택하여 재선택된 자기전류센서로부터만 전류측정값을 선택하는 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서.
  3. 제2항에 있어서,
    특정 자기전류센서의 상한값은 그 위에 인접한 자기전류센서의 하한값보다 크고, 특정 자기전류센서의 하한값은 그 아래에 인접한 자기전류센서의 상한값보다 작은 것을 특징으로 하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상측에 제2케이스가 삽입되도록 형성된 제1케이스, 상기 제1케이스에 상기 전력 측정 대상물이 관통삽입되도록 양측면이 관통된 부스바관통공을 포함하는 부스바결합부; 및
    상기 제1케이스의 상측 부분에 삽입되는 제2케이스, 상기 2케이스의 하단에 상기 고정홈이 형성되고, 상기 자기전류센서 및 상기 전류값수신부를 포함하는 측정모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부스바결합부는,
    상기 부스바관통공의 아랫부분에 설치되고 타 전력 측정 대상물과 인접한 면에 부착되되 상기 타 전력 측정 대상물과 인접한 면에서 상측으로 일정길이 밀착연장되어 형성된 자기장차단부재를 더 포함하고,
    상기 전류값수신부는,
    상기 제2케이스의 내부에 설치되되 상기 제2케이스가 상기 제1케이스에 삽입되었을 때 상기 자기장차단부재에 의해 감싸지도록 설치되는 것을 특징으로 하며,
    상기 자기장차단부재는,
    강자성체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서.
  6. 제4항에 있어서, 상기 자기전류센서는,
    상기 전력 측정 대상물의 전류의 크기가 클수록 상측 고정홈에 상기 자기전류센서를 부착하고, 상기 전력 측정 대상물의 전류의 크기가 작을수록 하측 고정홈에 상기 자기전류센서를 부착하는 것을 특징으로 하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서.
  7. 제5항에 있어서, 상기 자기장차단부재는,
    타 전력 측정 대상물과 인접한 면에 부착되되, 상기 전류값수신부가 설치된 부분만 차단하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 다수의 자기전류센서를 이용한 풀 레인지 전류센서.
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