KR20160041725A - 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법 - Google Patents

Abstract

부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법이 개시된다. 본 발명에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법은 접속부 내 온도를 실시간으로 정확하고 신속하게 파악하여 사고 예방 및 점검을 수행할 수 있고, 초기 설치 시 각 온도센서의 인식을 간편하게 빠르게 수행할 수 있으며, 설치된 부스덕트의 실시간 온도 감시를 저렴한 비용으로 간편하게 구현할 수 있다. 또한, 온도센서의 고장이나 파손 시 용이하게 교체를 수행할 수 있다.

Description

부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법{recognizing method of temperature sensor for multi point temperature monitering system of busduct}

본 발명은 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접속부의 온도측정을 정확하고 지속적으로 수행할 수 있고, 설치 및 세팅이 간편한 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기 에너지를 전달하는 매개체로서 예전에는 케이블(cable)을 많이 사용해 왔으나, 최근에는 케이블의 대체품으로 부스덕트(bus duct)가 많이 사용되고 있다. 부스덕트는 케이블에 포함된 도체 심선과 같은 역할을 수행하는 부스바(bus bar)를 구비하고 있으며 대용량의 전류를 통전 가능한 장점이 있다.

원래, 전력 배선 방식에 있어서는 전선케이블에 의한 배선 방식이 널리 사용되어 왔으나, 고층 건물이나 대단위 공장 등의 배선 방식에서는 점차적으로 부스바(bus bar)를 구비하는 부스덕트(bus duct)에 의한 배선 방식을 채택하는 경우가 늘어나고 있다.

이러한 부스덕트와 케이블은 도체와 절연체를 가지는 점에서는 공통점이 있으나 케이블은 도체를 보호하거나 절연하기 위하여 비닐 또는 고무를 사용하지만 부스덕트는 대용량의 전류를 도체를 통해 전달하므로, 절연체로서 직접 보호하기 어려워서 절연체를 부스바에 피복함과 동시에 부스바를 금속 덕트 안에 내장하는 점에서 차이가 있다.

이러한 부스덕트는 증설과 이설이 용이할 뿐만 아니라 부스바의 전력배선 상에 이상이나 사고 발생 시 그 처리가 용이하여 신속하게 복구할 수 있으므로 비교적 많은 전력을 사용하는 장소에 널리 사용되고 있다.

더욱이 예전에 비해서 지금의 건축물의 전기공급 시스템은 점점 크고 다양한 용량의 에너지를 필요로 하고 있기 때문에 이러한 추세에 맞추어 안전하고 에너지 손실이 적은 부스덕트의 사용량이 급속하게 증가하고 있다.

예컨대, 부스덕트는 공장, 빌딩, 아파트, 대형 할인마트, 오피스텔, 연구단지, 백화점, 골프장, 터널, 반도체 및 LCD공장, 화학, 정유, 제철, 초고층빌딩, 초고압 변전소, LNG인수기지, 신공항, 항만 등의 다양한 분야의 시설물에 적용되고 있다.

부스덕트 내부에 구비된 부스바는 통상적으로 큰 전류가 흐르기 때문에 소정 크기의 덕트 내부에 외부와 격리된 상태로 구비되며, 이러한 부스바를 포함하는 부스덕트는 일정 길이를 갖는 단위 유닛(unit)으로 제조된 후 설치하고자 하는 시설 및 배전 설계에 맞추어 연결 시공된다.

이때 단위 유닛으로 제조된 부스덕트를 연속적으로 시공할 수 있도록 접속부가 구비된다. 즉, 각각의 부스덕트는 접속부에 의해 도체는 도체끼리 연결되고 외부 접지는 접지끼리 서로 접속이 이루어진다.

이러한 종래의 접속부는 도체판과 절연판이 번갈아 배치되고, 도체판들 사이에는 부스덕트의 부스바가 삽입된 후 체결볼트로 도체판과 절연판을 조여서 삽입된 부스바가 이탈하지 않도록 단단하게 결합하는 구조로 이루어진다. 그 후 부스덕트의 외함과 접속부 외함을 결합함으로써 서로 이웃하는 부스덕트의 조립이 이루어지게 된다.

이와 같이 단위 유닛을 연결하여 시공되는 부스덕트의 특징상 접속부에 대한 관리, 점검이 중요하며 특히 접속부에서 온도가 비정상적으로 상승하는지 여부를 지속적으로 모니터링하여야 한다.

부스덕트의 부스바는 일반적으로 전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄 재질로 이루어지는데 부스바에 전류가 흐를 때 줄 열(Joule's heat)이 발생하여 온도가 상승하게 되며, 접촉저항으로 인한 줄 열이 접속부에 집중되는 현상이 일어날 수 있다.

또한, 접속부의 접속불량이나 부스바의 신축에 의한 변형에 의해 저항 증가로 온도가 상승할 수 있으므로, 이러한 온도 변화를 감시하여 사고를 미연에 방지하고 사전에 점검하는 것이 부스덕트의 관리에 있어서 무엇보다 중요하다.

그러나, 이러한 온도감시 시스템을 구축하기 위해서는 많은 비용이 소요되며, 일반적인 온도센서의 경우 수리나 교체가 용이하지 않아 유지 관리에도 많은 인력과 비용이 소요될 수밖에 없다.

그리고, 비접촉식 온도센서의 경우 접속부 내의 열이 복사와 대류를 통해 온도센서를 통해 전달되어 온도를 측정하는데, 특히 복사열이 온도센서 잘 전달되지 않아 온도측정이 정확하게 이루어지지 않는 경우가 종종 발생한다.

또한, 온도센서 설치하고 세팅하는데 있어서 중앙 제어부에서 각각의 온도센서의 어드레스를 일일이 설정해주어야만 온도센서를 인식하게 되므로, 초기 세팅에 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.

따라서, 접속부의 온도측정을 정확하고 지속적으로 수행할 수 있고, 설치 및 세팅이 간편한 부스덕트 다점온도감시시스템 및 그 온도센서 인식방법의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명의 실시 예들은 접속부 내 온도를 실시간으로 정확하고 신속하게 파악하여 사고 예방 및 점검을 수행하고자 한다.

또한, 초기 설치 시 각 온도센서의 인식을 간편하게 수행할 수 있는 부스덕트 다점온도감시시스템을 제공하고자 한다.

또한, 설치된 부스덕트의 실시간 온도 감시를 저렴한 비용으로 간편하게 구현하고자 한다.

또한, 온도센서의 고장이나 파손 시 용이하게 교체를 수행하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 부스덕트를 연결하는 다수의 접속부에 각각 설치되며, 온도를 센싱하는 센싱부가 상기 부스덕트의 부스바와 접촉하지 않은 상태에서 서로 대향하도록 배치되는 복수의 온도센서와, 상기 온도센서에 동작전원을 공급하는 전원공급장치와, 상기 복수의 온도센서로부터 온도정보를 수집하여 전송하는 데이터 수집장치 및, 상기 데이터 수집장치로부터 온도정보를 전송받아 조회가 가능하고, 정상범위의 설정 및 알람 기능을 수행하는 단말기를 포함하는 부스덕트 다점온도감시시스템에 있어서, 상기 복수의 온도센서 중 데이터 수집장치 측에 가까운 온도센서가 먼쪽의 온도센서를 대상으로 온도센서의 개수를 파악하고 인식하기 위한 명령신호를 전송하는 단계 및, 상기 복수의 온도센서 중 마지막 온도센서로부터 순차적으로 전송된 수집된 개수정보를 통해 각각의 온도센서를 인식하는 단계를 포함하는 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법이 제공될 수 있다.

상기 명령신호를 전송하는 단계에서, 이웃하는 온도센서 중 데이터 수집장치와 가까운 쪽의 온도센서는 명령신호를 호출하는 마스터로, 먼 쪽의 온도센서는 명령신호에 응답하는 슬레이브로 설정될 수 있다.

본 발명에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법은 상기 명령신호를 전달받은 온도센서는 차하위 온도센서로 상기 명령신호를 전달하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법은 상기 명령신호를 전달받은 온도센서는 자신이 마지막 온도센서인 경우 차상위 온도센서로 엔드신호를 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 접속부 내 온도를 실시간으로 정확하고 신속하게 파악하여 사고 예방 및 점검을 수행할 수 있다.

또한, 초기 설치 시 각 온도센서의 인식을 간편하게 수행할 수 있는 부스덕트 다점온도감시시스템을 제공할 수 있다.

또한, 설치된 부스덕트의 실시간 온도 감시를 저렴한 비용으로 간편하게 구현할 수 있다.

또한, 온도센서의 고장이나 파손 시 용이하게 교체를 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부스덕트 접속부의 구조를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부의 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서를 상측에서 바라본 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서를 하측에서 바라본 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서를 정면에서 바라본 부분확대도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부의 조립구조를 도시한 분해사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부의 절연플레이트와 통전플레이트의 조립구조를 도시한 분해사시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부의 조립구조를 도시한 단면도
도 9는 도 8의 A부분을 확대하여 도시한 부분확대도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 구성을 도시한 구성도
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법의 순서를 나타낸 순서도
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 비율 차동식 온도감시 방법을 나타낸 그래프
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 정온식 온도감시 방법을 나타낸 그래프
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 차동식 온도감시 방법을 나타낸 그래프

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부스덕트 접속부의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서를 상측에서 바라본 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서를 하측에서 바라본 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센서를 정면에서 바라본 부분확대도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부의 조립구조를 도시한 분해사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부의 절연플레이트와 통전플레이트의 조립구조를 도시한 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부의 조립구조를 도시한 단면도이며, 도 9는 도 8의 A부분을 확대하여 도시한 부분확대도이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부(100)는 상기 접속부(100) 외측을 감싸는 접속부 외함(105) 및, 상기 접속부 외함(105) 일측에 결합하며, 상기 접속부(100) 온도를 측정하는 온도센서(200)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 접속부(100)는 이웃하는 부스덕트(10)의 부스바(20)가 삽입되어 체결되는 접속부 조립체(100a) 외측을 접속부 외함(105)이 둘러싸는 형태로 구성된다. 상기 접속부 외함(105)은 제1 외함(101)과 제2 외함(103)이 각각 상, 하측에서 결합하여 체결됨으로써 상기 접속부 조립체(100a)를 둘러싸게 된다.

상기 온도센서(200)는 상기 접속부 외함(105) 내측에 매립되거나 외측에 부착되는 방식으로 설치될 수도 있지만, 본 실시예에서는 상기 접속부 외함(105) 일측에 중공부(103a)가 형성되고 상기 중공부(103a)에 착탈 가능하게 결합하도록 구성될 수 있다.

즉, 본 실시예에서 상기 온도센서(200)는 상기 접속부 외함(105) 외측으로부터 결합하되 접속부 외함(105)을 관통하여 삽입된 상태로 결합할 수 있다.

이때 상기 온도센서(200)는 디지털 온도센서가 사용될 수 있다. 금속이나 반도체의 저항값은 온도에 따라 변화하는 성질이 있으며, 이종 금속 간의 접합점을 가열하면 기전력이 발생하게 된다. 디지털 온도센서는 여기서 발생하는 저항이나 기전력을 측정하여 온도를 측정하게 된다.

디지털 온도센서는 측정된 온도 값을 디지털 신호로 출력하므로, 출력된 데이터의 처리가 편리하고, 노이즈(noise)의 영향에 따른 성능저하를 막을 수 있다. 또한 소비전력이 적고, 비교적 넓은 범위의 온도측정에 유리한 장점이 있다.

여기서, 상기 온도센서(200)는 온도를 센싱하는 센싱부(210)가 상기 부스덕트(10)의 부스바(20)와 접촉하지 않은 상태에서 서로 대향하도록 배치될 수 있다.

구체적으로 상기 센싱부(210)는 도 4와 도 5에 도시된 것처럼, 상기 부스바(20)와 대향하도록 평행하게 배치되는 대향 PCB(printed circuit board)(212)와, 상기 대향 PCB(212)상에 구비되며, P-N 접합으로 이루어진 반도체가 내부에 구비된 패키징부(214)와, 상기 패키징부(214)에서 돌출되어 상기 대향 PCB(212)와 연결된 적어도 하나 이상의 리드(216)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 온도센서(200)는 온도 변화에 따라 상기 패키징부(214) 내부의 반도체를 구성하는 P-N 접합부의 전류전압 특성이 변화되고, 증폭 회로를 내장하여 미소 신호인 센서 데이터를 증폭하며, 신호 증폭 시 외부에서 유입될 수 있는 노이즈를 제거할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 대향 PCB(212)는 지지 PCB(202)에 의해 지지될 수 있는데, 상기 지지 PCB(202)는 일측이 상기 온도센서(200)의 통신모듈(미도시)과 연결되며, 타측이 상기 대향 PCB(212)에 연결된다. 이때, 상기 대향 PCB(212)는 상기 지지 PCB(202)와 서로 수직을 이루도록 연결되어 지지될 수 있다. 상기 센싱부(210)에서 측정된 온도 정보는 대향 PCB(212)와 지지 PCB(202)를 통해 통신모듈로 전달되어 통신을 통해 전송될 수 있다.

이와 같이 구성된 상기 센싱부(210)는 접속부(100) 내에서 부스덕트(10)의 부스바(20)와 접촉하지 않은 상태에서 서로 대향하도록 위치하게 되며, 그에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 부스바(20)로부터 발산되는 복사열이 패키징부(214)와 리드(216)에 바로 전달되어 온도측정이 정확히 이루어질 수 있다.

즉, 열원인 부스바(20)로부터 복사되는 열의 전달 방향과 마주보도록 상기 센싱부(210)가 배치됨으로써 접속부(100) 내의 온도 변화를 더욱 정확하게 감지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 센싱부(210) 자체가 지지 PCB(202) 끝단에 배치됨으로써 복사열뿐만 아니라, 대류에 의한 열전달도 민감하게 감지할 수 있으므로, 전체적인 온도측정의 정확성이 향상될 수 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 상기 센싱부(210)는 복사 및 대류에 의해 상기 패키징부(214) 또는 리드(216)에 전달된 열이 패키징부(214) 내부에 구비된 반도체의 P-N 접합부로 전달됨으로써 온도측정이 이루어질 수 있다.

한편, 상기 온도센서(200)는 상기 접속부 외함(105)의 중공부(103a)에 삽입 시 외부로 이탈되지 않도록 잡아주는 적어도 하나의 걸림부(204)를 포함하여 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 상기 걸림부(204)는 일측에 두 개가 형성되고 타측에 대응되는 위치에 두 개가 형성되어 모두 네 개가 형성되는 예가 제시된다.

상기 걸림부(204)는 탄성재질로 이루어지며 상기 중공부(103a) 삽입 시, 중공부(103a) 테두리에 눌려 내측으로 변형하다가 온도센서(200)가 정위치에 삽입되면 다시 제 위치로 돌아와 접속부 외함(105)에 걸려 상기 온도센서(200)가 이탈하는 것을 방지하게 된다. 그리고, 상기 온도센서(200)를 교체할 때에는 외력을 가하여 상기 걸림부(204)를 파손시킴으로써 제거하고, 새 온도센서(200)로 교체할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부(100)에 적용되는 온도센서(200)는 설치가 간편하고 관리 점검이 용이하며, 고장이나 파손 시 용이하게 교체를 수행할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 온도센서(200)는 상기 접속부 외함(105)과 접촉하는 둘레에 부착력을 향상시키는 양면테이프(206)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 양면테이프(206)의 접착력을 통해 상기 온도센서(200)는 더욱 안정적으로 접속부 외함(105)에 단단하게 결합될 수 있다.

상기 온도센서(200) 상부에는 통신케이블(70)이 삽입되어 접속하는 연결부(208)가 구비될 수 있다. 상기 연결부(208)는 양측으로부터 각각 통신케이블(70) 단자가 삽입되어 연결됨으로써 전기접속을 이루고 필요한 전력과 전기적신호를 주고받을 수 있다.

한편, 상기 중공부(103a)는 접속부 외함(105) 하부에 형성되어 상기 온도센서(200)가 접속부 외함(105) 하부에 결합될 수 있다. 즉, 시공기준으로 접속부 외함(105) 하부에 중공부(103a)가 형성되는데, 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 외함(101)과 제2 외함(103) 중에 하부에서 체결되는 제2 외함(103) 측에 중공부(103a)가 형성될 수 있다.

이와 같이, 중공부(103a)를 시공기준으로 접속부 외함(105) 하부에 형성하고, 온도센서(200)를 하부에 결합함으로써 빗물이나 누수에 의해 상측으로부터 떨어지는 물이 스며들어 합선이나 온도센서(200)가 파손되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트(10)의 기본구조를 살펴보면, 내부에 소정 공간을 형성하는 외함(12)이 구비된다. 상기 외함(12) 내부에는 케이블에 포함된 도체 심선과 같은 역할을 수행하는 부스바(20)가 구비되어 대용량의 전류를 통전하게 된다. 상기 외함(12)의 상부면과 하부면 양측으로는 강도 보강을 위하여 날개부(14)가 일정 길이 연장 형성된다.

상기 부스바(20)는 구리나 알루미늄 등의 도체(22)로 이루어지는데, 본 실시예에서는 주로 알루미늄으로 이루어지는 경우를 예로 들어 설명한다. 상기 도체(22) 표면은 각각 에폭시 코팅 등의 절연체(24)에 의해 피복되어 서로 전기적으로 절연되어 있다. 상기 부스바(20)는 통상적으로 큰 전류가 흐르기 때문에 1차적으로 절연체(24)를 피복하여 절연하고, 상기 외함(12) 내부에 외부와 격리된 상태로 수용하여 보호된다. 이러한 부스바(20)를 포함하는 외함(12)은 일정 길이를 갖는 단위 유닛(unit)으로 제조된 후, 부스덕트 접속부(100)에 의해 연결 설치될 수 있다. 이때, 상기 부스덕트 접속부(100)에 삽입되는 부스바(20)의 단부는 상기 절연체(24)를 벗겨내어 도체(22)를 외부로 노출시킨다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 접속부(100)의 구조를 좀더 상세히 살펴보면, 먼저 복수의 절연플레이트(110)가 일정 간격으로 배치되며, 상기 복수의 절연플레이트(110)의 일면 또는 양측면에 통전플레이트(120)가 구비되어 부스바(20)와 접촉하게 된다. 여기서 상기 절연플레이트(110)는 상간 절연하는 역할을 수행할 수 있다.

구체적으로, 상기 통전플레이트(120)는 서로 이웃하는 절연플레이트(110)의 대향되는 면에 각각 구비되어 삽입되는 부스바(20)의 양측면에 접촉하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 부스바(20)는 R, S, T, N의 4개 상으로 이루어져 4개가 구비되는데 그에 따라 상기 절연플레이트(110)는 5개가 일정 간격으로 배치되어 4개의 부스바(20)가 삽입될 수 있는 통로를 형성하며, 서로 이웃하는 절연플레이트(110)의 대향되는 면에는 각각 통전플레이트(120)가 구비되어 4개의 부스바(20) 각각의 양측면에서 접촉하게 된다.

즉, 상기 절연플레이트(110) 사이에서 서로 대향하도록 배치되는 한 쌍의 통전플레이트(120)가 부스바(20)와 접촉하여 전기적 연결을 이루고, 상기 절연플레이트(110)가 각각의 쌍을 이루는 통전플레이트(120)들 사이에서 상간 절연하는 역할을 수행한다.

상기 부스바(20)의 구성은 부스덕트(10)의 설치대상이나 설치환경, 공급하는 전력용량 등에 따라 다양하게 구성할 수 있다. 예를 들어 상기 부스바(20)는 R, S, T의 3상의 부스바(20)로 이루어지거나 R, S, T 및 2개의 N을 합쳐 5개의 부스바(20)로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 절연플레이트(110)와 통전플레이트(120) 또한 상기 부스바(20) 개수에 대응되도록 구비되어 부스덕트 접속부(100)를 구성하게 된다.

상기 복수의 절연플레이트(110)들의 최외각에는 외부플레이트(180)가 구비될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 상기 외부플레이트(180)는 상하 양측에 2개가 구비될 수 있다.

이때, 상기 외부플레이트(180)와 절연플레이트(110) 사이에는 상기 부스바(20)를 감싸는 외함(12)으로부터 연장 형성되는 접지플레이트(18)가 삽입될 수 있다. 상기 접지플레이트(18)는 서로 연결되는 부스덕트(10)의 외함(12)으로부터 각각 연장 형성되며, 부스바(20) 접속 시 함께 접속됨으로써 접지 역할을 수행하게 된다.

한편, 상기 외부플레이트(180), 절연플레이트(110) 및 통전플레이트(120) 중앙에는 각각 관통공(112, 122, 182)이 형성되며, 상기 관통공(112, 122, 182)을 통해 체결볼트(140)가 삽입되어 외부플레이트(180), 절연플레이트(110) 및 통전플레이트(120)를 결합시킨다.

상기 체결볼트(140)는 상기 관통공(112, 122, 182)으로 삽입된 후 반대편에 너트(170)가 결합되어 조여지며 상기 외부플레이트(180), 절연플레이트(110) 및 통전플레이트(120)를 내측으로 압착하여 고정시킨다. 이때, 상기 절연플레이트(110) 사이사이에 삽입된 부스바(20) 또한 압착된 상태로 고정되며 상기 통전플레이트(120)와 밀착된 상태로 전기적 접촉을 이룬다.

상기 체결볼트(140)가 삽입되는 측과 타측의 너트(170)가 조여지는 부분에는 와셔(150)가 구비되어 체결력을 높이며, 추가로 상기 너트(170) 외주측으로 풀림방지구(160)가 구비되어 너트(170)가 체결볼트(140)로부터 풀리는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 체결볼트(140)가 상기 관통공(112, 122, 182)으로 삽입될 때에는 상기 체결볼트(140)의 외측을 감싸도록 절연부시(130)가 함께 삽입될 수 있다. 상기 절연부시(130)는 도 6에 도시된 바와 같이 상하 양측으로부터 각각 삽입되어 결합하도록 구성될 수 있으며, 상기 관통공(112, 122, 182)으로 삽입된 체결볼트(140)를 둘러쌈으로써 부스바(20)가 신장하더라도 체결볼트(140)와 맞닿지 않도록 절연시키는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 절연플레이트(110) 사이사이에는 상기 절연부시(130) 외주면을 감싸도록 링부재(132)가 추가로 구비되어 절연부시(130)를 보호하고, 체결볼트(140)를 추가적으로 절연하는 역할을 수행할 수 있다.

상기와 같이 구성된 부스덕트 접속부(100)의 연결이 마무리 되면 접속부 외함(105)을 덮어씌운다.

한편, 상기 통전플레이트(120) 상에는 부스바(20) 신축 시 부스바(20)의 이동을 원활하게 하는 요철부(124)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 체결볼트(140)와 너트(170)의 체결력에 의해 상기 통전플레이트(120) 사이에 삽입된 부스바(20)는 큰 압력을 받는 상태로 조여져 접속된다. 이 상태에서 열변형에 의한 신축이나 건물 자체의 축소하중을 받게 되면 부스바(20)가 통전플레이트(120) 사이에서 받는 압력에 의해 작용하는 마찰력 때문에 움직이지 못하고, 그에 따라 변형하여 좌굴현상이 발생할 수 있다.

상기 요철부(124)는 이러한 마찰력을 감소시킴으로써 부스바(20)의 신축에 따른 이동을 원활하게 하는 역할을 수행한다. 구체적으로 상기 요철부(124)는 상기 부스바(20)의 신축에 따라 탄성 변형하도록 이루어질 수 있다.

상기 요철부(124)는 상기 부스바(20)와 접촉하는 통전플레이트(120) 상에 형성될 수 있는데, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 부스바(20)가 삽입되는 방향으로 요부와 철부가 일정 길이 연속적으로 반복되는 형태로 형성될 수 있다.

상기 부스바(20)가 신장되는 경우 상기 요철부(124)는 부스바(20)가 진행하는 방향으로 탄성 변형함으로써, 상기 부스바(20)에 작용하는 마찰력을 감소시키는 역할을 수행한다. 그리고, 상기 부스바(20)가 축소하여 제자리로 돌아가는 경우에도 역시 상기 요철부(124)가 반대 방향으로 탄성 변형하면서 상기 부스바(20)의 이동을 돕게 된다.

이때, 상기 요철부(124)가 탄성 변형함으로써 정지마찰계수가 낮아지게 되며, 그에 따라 부스바(20)가 큰 저항을 받지 않고 이동할 수 있는 상태가 된다. 물론, 이 상태에서도 상기 통전플레이트(120)와 부스바(20)는 상기 요철부(124)를 통해 전기적 접촉을 유지하므로 통전 성능에는 변화가 없으며, 이는 실험결과로도 확인된 바이다.

이와 같이 상기 요철부(124)는 상기 부스바(20) 및 그와 접촉하는 통전플레이트(120)의 마찰력을 감소시키는 역할을 수행하며, 상기 부스바(20)의 신축에 따른 이동을 보장함으로써 부스바(20)가 마찰력에 의해 진행하지 못하여 변형 및 좌굴되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 부스바(20)가 파손되거나 변형하여 통전 성능이 저하되는 문제를 해결함으로써 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.

한편, 상기 통전플레이트(120)에는 부스덕트(10) 접속 시 시공 기준점을 잡아주는 제1 스톱퍼(126)가 구비될 수 있다. 상기 제1 스톱퍼(126)는 상기 부스바(20) 접속 시, 부스바(20)의 단부가 상기 제1 스톱퍼(126)의 선단부에 접촉할 때까지 부스바(20)를 진입시키면 자동으로 부스바(20)의 초기 진입량 즉, 초기 위치가 결정되도록 함으로써 모든 부스바(20)를 균일한 위치에 정렬시키는 역할을 수행한다.

여기서, 상기 제1 스톱퍼(126)는 부스바(20)가 열팽창에 의해 신장하여 부스바(20)의 단부가 밀게 되면 구조적으로 휘어지도록 구성되어 상기 부스바(20)의 신장을 자연스럽게 허용하기 때문에 부스바(20)의 이동을 흡수할 수 있다.

더 나아가, 상기 절연부시(130) 외주면을 감싸는 링부재(132)는 상기 부스바(20)가 삽입되는 방향으로 일정 길이 연장되고 탄성 변형 가능한 적어도 하나의 제2 스톱퍼(136)를 구비할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 링부재(132)는 상기 절연플레이트(110) 사이에서 상기 절연부시(130) 외주면을 감싸서 체결볼트(140)를 2차적으로 보호하는 역할을 수행한다. 상기 제2 스톱퍼(136)는 이러한 링부재(132)로부터 일정 길이 연장형성되는데 상기 링부재(132)와 일체로서 사출성형되어 형성될 수 있으며, 링부재(132)와 함께 전체적으로 고무나 수지 등의 탄성 재질로 이루어질 수 있다.

상기 제2 스톱퍼(136)는 부스바(20)가 삽입되는 양방향으로 돌출 형성될 수 있는데, 본 실시예에서는 양방향으로 각각 3개가 구비되어 있지만, 그 개수는 필요에 따라 다르게 적용할 수 있다.

이러한 제2 스톱퍼(136)는 상기 제1 스톱퍼(126)와 함께 병용하여 적용할 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 스톱퍼(126)는 제외하고 제2 스톱퍼(136)만 적용하는 것도 가능하다.

상기 제2 스톱퍼(136)는 제1 스톱퍼(126)처럼 부스바(20)의 시공 기준점을 잡아주는 역할을 수행할 수 있음은 물론, 부스바(20)가 열팽창에 의해 신장하여 부스바(20)의 단부가 밀게 되면 탄성 변형됨으로써 상기 부스바(20)의 신장을 자연스럽게 허용하여 부스바(20)의 이동을 흡수할 수 있다.

이와 같이 구성된 접속부(100) 구조에서 상기 온도센서(200)는 도 9에 도시된 것처럼 상기 접속부(100)의 부스바(20)와 통전플레이트(120)가 접촉하는 구간의 상부 또는 하부에 설치될 수 있다.

일반적으로 부스바(20)와 통전플레이트(120)가 접촉하는 부분에서 접촉저항에 의하여 열이 가장 많이 발생하고, 그에 따라 부스바(20)와 통전플레이트(120)가 접촉하는 구간의 상부 또는 하부의 온도가 가장 높기 때문에 그 구간에 온도센서(200)를 설치하면 접속부(100) 내부 온도를 가장 정확하게 센싱할 수 있다.

그리고, 접속부 조립체(100a)의 구조상 상기 부스바(20)와 통전플레이트(120)가 접촉하는 구간이 공간상 여유가 많으므로 설치 편의성 및 작업성을 고려할 때에도 부스바(20)와 통전플레이트(120)가 접촉하는 구간 상의 상부 또는 하부에 설치하는 것이 바람직하다.

이때 상기 온도센서(200)의 센싱부(210)와 열원 즉, 상기 부스바(20)와 통전플레이트(120)가 접촉하는 부분과의 거리(D)는 2mm 내지 10mm로 이루어지도록 상기 온도센서(200)가 설치될 수 있다.

상기 온도센서(200)의 센싱부(210)와 열원 사이의 거리(D)가 2mm 보다 작은 경우에는 설치 시 간섭에 의한 기계적 손상이 발생할 수 있고, 열원과 너무 가까워서 국부적인 부분으로부터만 영향을 받아 온도측정에 오류가 발생할 가능성이 있으므로 2mm 이상인 것이 바람직하다.

또한 상기 온도센서(200)의 센싱부(210)와 열원 사이의 거리(D)가 10mm 보다 큰 경우 즉, 너무 멀게 설치되는 경우에는 복사열 외에 대류에 의한 온도 영향이 너무 커짐으로 인해 측정오류가 발생할 가능성이 있으므로 10mm 이하인 것이 바람직하다.

한편 상기 온도센서(200)는 부스덕트(10) 및 접속부(100)의 길이 방향 중심축 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 온도센서(100)가 길이 방향 중심축 상에 설치됨으로써 통신케이블(70)의 꼬임을 방지하고 열원으로부터 효과적으로 복사열을 흡수하여 정확한 온도측정을 수행할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 구성을 도시한 구성도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법의 순서를 나타낸 순서도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 비율 차동식 온도감시 방법을 나타낸 그래프이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 정온식 온도감시 방법을 나타낸 그래프이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템의 차동식 온도감시 방법을 나타낸 그래프이다.

도 10 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템(1000)은 부스덕트(10)를 연결하는 다수의 접속부(100)에 각각 설치되며, 온도를 센싱하는 센싱부(210)가 상기 부스덕트(10)의 부스바(20)와 접촉하지 않은 상태에서 서로 대향하도록 배치되는 복수의 온도센서(200) 및, 상기 복수의 온도센서(200)로부터 수집된 각 접속부의 온도정보를 전송받으며, 온도정보의 모니터링과 기 설정된 범위 밖의 온도정보에 대한 알람을 수행하는 모니터링부(300)를 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 전술한 구조와 같이 각 접속부(100)에 온도센서(200)를 설치하여 온도를 측정하고 이를 통해 수집한 온도정보를 통해 실시간으로 모니터링할 수 있는 모니터링부(300)를 추가로 구비함으로써 부스덕트 다점온도감시시스템(1000)을 구성할 수 있다.

여기서, 상기 모니터링부(300)는 상기 온도센서(200)에 동작전원을 공급하는 전원공급장치(310)와, 상기 복수의 온도센서(200)로부터 온도정보를 수집하여 전송하는 데이터 수집장치(320)와, 상기 데이터 수집장치(320)로부터 온도정보를 전송받아 조회가 가능하고, 정상범위의 설정 및 알람 기능을 수행하는 단말기(330)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 각각의 온도센서(200)는 통신케이블(70)에 의해 연결되는데, 여기서 상기 통신케이블(70)은 RS485 통신용 케이블이 사용될 수 있다. RS485 통신용 케이블은 1 내지 수km 범위에서 통신이 가능하므로 추가적인 중계 서버 설치 없이 넓은 범위에 설치된 부스덕트(10)의 온도감시가 가능한 장점이 있다.

또한, 상기 통신케이블(70)은 부스덕트(10)의 부스바(20)에 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장의 영향을 최소화할 수 있도록 차폐기능을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 통신케이블(70)은 상기 부스덕트 외함(12)에 형성된 거치홈(16, 도 1 참조)에 고정되어 부스덕트(10)를 따라 포설되며, 접속부(100)에 설치된 온도센서(200)의 연결부(208)에 접속된다.

상기 전원공급장치(310)는 상기 온도센서(200)가 작동할 수 있도록 동작전원을 공급하는데, 예를 들어 DC 24V나 DC 36V 등 필요에 따라 다양한 동작전원을 공급할 수 있다. 이때 상기 통신케이블(70)에 전원공급장치(310)로부터의 동작전원을 공급하는 전원선을 할당하여 케이블을 공통으로 사용할 수 있다.

상기 데이터 수집장치(320)에는 각 온도센서(200)에서 측정된 온도정보가 통신케이블을 통해 전송되어 모이게 되며, 이와 같이 수집된 온도정보는 다시 단말기(330)로 전송될 수 있다.

상기 단말기(330)는 PC나 터치패드 모바일 기기 등 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 사용자는 상기 단말기(330)를 통해 온도정보의 조회와 정상범위의 설정 및 모니터링이 가능하며 비정상적인 온도상승의 경우 알람을 통해 경보신호를 전달받을 수 있다.

상기와 같이 시스템을 구축하기 위해서는 각각의 접속부(100)에 온도센서(200)를 설치하고 나서 각 온도센서(200)를 모니터링부(300)에서 인식하고 그 위치정보 확인과 함께 데이터 송수신이 제대로 이루어지도록 세팅하는 작업이 필요하다.

기존에는 모니터링부(300)에서 각각의 온도센서(200)의 어드레스를 일일이 설정해주어야만 온도센서(200)를 인식하게 되므로, 초기 설정에 시간이 많이 걸리는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명의 부스덕트 다점온도감시시스템(1000)에서는 온도센서(200)를 인식함에 있어서 플러그 앤 플레이(PnP: Plug & Play) 기능을 제공함으로써 초기 세팅을 간편하고 빠르게 수행할 수 있다.

구체적으로, 도 11을 참조하면, 먼저 상기 복수의 온도센서(200) 중 데이터 수집장치(320) 측에 가까운 온도센서(200)가 먼쪽의 온도센서(200)를 대상으로 온도센서의 개수를 파악하고 인식하기 위한 명령신호를 전송한다.

이때, 이웃하는 온도센서(200) 중 데이터 수집장치(320)와 가까운 쪽의 온도센서(200)는 명령신호를 호출하는 마스터로, 먼 쪽의 온도센서(200)는 명령신호에 응답하는 슬레이브로 설정된다.

상기 명령신호를 전달받은 온도센서(200)는 차하위 온도센서(200)로 상기 명령신호를 전달하는데, 여기서 상기 명령신호를 전달받은 온도센서(200)가 자신이 마지막 온도센서(200)인 경우 차상위 온도센서(200)로 엔드신호를 전송하게 된다.

이와 같이 마지막 온도센서(200)로부터 엔드신호가 발신되면, 상기 마지막 온도센서(200)로부터 시작하여 순차적으로 전송된 수집된 개수정보가 모니터링부(300)로 전달되며, 이를 통해 현재 시스템에 구비된 모든 각각의 온도센서를 인식할 수 있다.

그리고 각 온도센서(200) 설치 시 시스템 내에서 자동으로 인식하고 설정이 이루어지므로, 초기 세팅은 물론 차후에 교환이나 증설 등이 있는 경우에도 편리하고 간편하게 온도센서(200) 인식 및 설정을 수행할 수 있는 장점이 있다.

전술한 바와 같이 시스템을 구축하고 초기 세팅이 완료되면 부스덕트 접속부(100)의 온도감시를 수행할 수 있는데, 비정상적으로 온도가 높아지는 경우 알람이 수행되어 사용자가 이를 인지하고 수리나 교체 등 적절한 조치를 취할 수 있다.

구체적으로 온도감시는 도 12에 도시된 것처럼, 적어도 3 이상의 온도센서(200)에서 수집된 온도정보를 통해 평균값을 구하고 임의의 접속부(100)에서 측정된 온도와 상기 평균값과의 차이가 기 설정된 수치보다 큰 경우 알람을 수행하도록 구성될 수 있다.

이를 비율 차동식 방식이라 칭하는데, 측정점과 타측정점 간의 온도 변화량을 기준으로 하여 이상 여부를 판단하는 것이다. 여기서, 평균값을 구하기 위해 수집하는 온도정보의 개소나 비정상으로 판단하는 수치 범위 등은 부스덕트(10)의 설치 환경이나 기존에 수집된 온도정보 데이터베이스 등을 고려하여 다양하게 설정할 수 있다.

예를 들어 도 12에 도시된 바와 같이, 측정점을 기준으로 전후 4개소에 대한 온도정보를 수집한 후 그 평균값을 구하고 그보다 측정점의 온도가 15℃ 이상 높은 경우 알람을 수행하도록 구성될 수 있다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 모니터링부(300)는 임의의 접속부(100)에서 측정된 온도가 기 설정된 기준온도보다 큰 경우 알람을 수행하도록 구성될 수 있다. 이는 정온식으로서 설정된 기준온도보다 더 온도가 상승하는지 여부로 이상 여부를 판단하는 것이다.

예를 들어 기준온도가 60℃인 경우, 50℃에서 사전 알람을 수행하고, 60℃보다 올라가는 경우 본 알람을 수행하도록 구성될 수 있다.

이외에도 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 모니터링부(300)는 임의의 접속부(100)에서 일정 시간 동안 측정된 온도 변화값이 기 설정된 수치보다 큰 경우 알람을 수행하도록 구성될 수 있다. 이는 차동식으로서, 일정 시간 내 온도가 급격하게 변화하는지 여부로 이상 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어 설정시간을 1분으로 하고, 그 시간 동안 온도변화가 7℃ 이상 변화하는 경우 알람을 수행하도록 구성될 수 있으며, 도 13과 같이 40초 동안 13℃ 이상 변화하는 경우 알람을 수행하는 등 다양하게 구성할 수 있다.

전술한 온도감시 방법들은 본 시스템에 각각 적용하는 것도 가능하고, 둘 이상 또는 셋 모두 중복하여 적용함으로써 온도감시를 수행하는 것도 가능하다.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 부스덕트 다점온도감시시스템은 접속부 내 온도를 실시간으로 정확하고 신속하게 파악하여 사고 예방 및 점검을 수행할 수 있고, 초기 설치 시 각 온도센서의 인식을 간편하게 빠르게 수행할 수 있으며, 설치된 부스덕트의 실시간 온도 감시를 저렴한 비용으로 간편하게 구현할 수 있다. 또한, 온도센서의 고장이나 파손 시 용이하게 교체를 수행할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

10: 부스덕트 18: 접지플레이트
20: 부스바 100: 부스덕트 접속부
110: 절연플레이트 120: 통전플레이트
124: 요철부 126: 제1 스톱퍼
130: 절연부시 132: 링부재
136: 제2 스톱퍼 140: 체결볼트
150: 와셔 160: 풀림방지구
170: 너트 180: 외부플레이트
200: 온도센서 202: 지지 PCB
204: 걸림부 206: 양면테이프
208: 연결부 210: 센싱부
212: 대향 PCB 214: 패키징부
216: 리드 300: 모니터링부
310: 전원공급장치 320: 데이터 수집장치
330: 단말기 1000; 부스덕트 다점온도감시시스템

Claims (4)

1. 부스덕트를 연결하는 다수의 접속부에 각각 설치되며, 온도를 센싱하는 센싱부가 상기 부스덕트의 부스바와 접촉하지 않은 상태에서 서로 대향하도록 배치되는 복수의 온도센서와, 상기 온도센서에 동작전원을 공급하는 전원공급장치와, 상기 복수의 온도센서로부터 온도정보를 수집하여 전송하는 데이터 수집장치 및, 상기 데이터 수집장치로부터 온도정보를 전송받아 조회가 가능하고, 정상범위의 설정 및 알람 기능을 수행하는 단말기를 포함하는 부스덕트 다점온도감시시스템에 있어서,
   상기 복수의 온도센서 중 데이터 수집장치 측에 가까운 온도센서가 먼쪽의 온도센서를 대상으로 온도센서의 개수를 파악하고 인식하기 위한 명령신호를 전송하는 단계; 및
   상기 복수의 온도센서 중 마지막 온도센서로부터 순차적으로 전송된 수집된 개수정보를 통해 각각의 온도센서를 인식하는 단계;를 포함하는 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 명령신호를 전송하는 단계에서,
   이웃하는 온도센서 중 데이터 수집장치와 가까운 쪽의 온도센서는 명령신호를 호출하는 마스터로, 먼 쪽의 온도센서는 명령신호에 응답하는 슬레이브로 설정되는 것을 특징으로 하는 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 명령신호를 전달받은 온도센서는 차하위 온도센서로 상기 명령신호를 전달하는 단계를 더 포함하는 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 명령신호를 전달받은 온도센서는 자신이 마지막 온도센서인 경우 차상위 온도센서로 엔드신호를 전송하는 단계;를 더 포함하는 부스덕트 다점온도감시시스템의 온도센서 인식방법.
   

Images