KR20170006729A

KR20170006729A - 전력공급설비의 전원 차단장치

Info

Publication number: KR20170006729A
Application number: KR1020150097824A
Authority: KR
Inventors: 한상호; 원윤희
Original assignee: 한상호; 원윤희
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-01-18

Abstract

본 발명은 전력공급설비의 전원 차단장치에 관한 것으로, 부스바의 온도를 감지하여 1차 경고를 발생하고, 부스바의 온도가 더욱 상승할 때 주차단기를 차단시켜 전원공급을 중지시킴으로써 부스바의 변형 및 화재를 예방하도록 한 전력공급설비의 전원 차단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력공급설비의 전원 차단장치는,
주전원을 공급받는 주차단기와, 상기 주차단기의 출력단자로부터 연장되면서 나란하게 배치되는 다수의 부스바로 구성된 전력공급설비에 있어서, 상기 부스바에는 부스바의 온도를 검출하기 위한 온도 센서부가 부착되어 부스바가 1차 설정된 제1온도가 되면, 컨트롤러가 경보부를 통해 경보를 발생하고, 부스바가 2차 설정된 제2온도까지 상승하면 상기 주차단기를 차단시켜 주전원의 공급을 차단하도록 구성된다.

Description

전력공급설비의 전원 차단장치{Power cutoff device of power supply facility}

본 발명은 전원 차단장치에 관한 것으로, 특히 수배전반 등의 전력공급설비가 과열되는 경우에 주차단기를 차단시켜 전력공급을 중지시키기 위한 전력공급설비의 전원 차단장치에 관한 것이다.

각종 공장, 빌딩, 병원, 집단 주거 건물 등의 시설에서는 대용량의 전력이 요구되므로 통상적으로 3상의 교류전력을 사용하게 된다.

이러한 3상 교류전력은 송전선로를 통해 송전되어진 고압 전원을 변압기를 통해 비교적 저압의 전원으로 변환한 다음 각 건물에 설치되는 전력공급설비인 분전반을 통하여 각 설비로 공급하게 되는 것이다.

분전반의 내부에는 수전된 전압을 차단하기 위한 차단기, 차단기로부터의 전원을 분배시키기 위한 부스바로 주로 구성된다.

도1은 일반적인 분전반의 구조를 도시한 것으로서, 상부 일측에 주차단기(10)가 구비되고, 그 하측방향으로 부차단기(20)가 양측에 서로 마주보는 상태로 배치되어 주차단기(10)와 부차단기(20)의 가운데 부분에 공간부가 형성된다.

이 공간부에는 주차단기(10)로부터 공급되는 전원을 각종 전기 부하측 즉 각 설비쪽으로 제공하기 위해 부차단기(20)로 분기시켜 공급하기 위한 제1 부스바(30) 및 제2 부스바(40)가 설치된다.

즉, 상기 주차단기(10)와 부차단기(20) 간의 전기적 연결을 위하여 주차단기(10)의 출력단자로부터는 종 방향으로 나란하게 배치되는 다수의 제1부스바(30)가 연장되고, 양쪽의 부차단기(20) 사이에는 횡 방향으로 나란하게 배치되면서 제1부스바(30)의 상측으로 직각 교차되는 다수의 제2부스바(40)가 연결된다.

한편, 도2에서와 같이 상기 제1 부스바(30) 및 제2 부스바(40)는 임의의 교차지점에서 제1부스바(30)에 탭(31)을 내고 제2부스바(40)에는 홀 가공(41)을 하여 전기적으로 접촉시키게 되는데, 모선(母線))인 제1 부스바(30)의 상측으로 자선(子線)인 제2부스바(40)가 직각 교차되고, 그 직각 교차되는 위치에서 볼트(50)에 의해 제1 부스바(30)와 제2부스바(40)가 고정된다.

제1 부스바(30)의 형태는 도전성의 판재로 된 직선바 형태이고, 제2 부스바(40)는 제1 부스바(30)와 직각 교차되는 위치가 하향 절곡된 형태로 되어 서로 근접하여 교차되며, 볼트(50)에 의해 그 위치가 고정되면서 전기적으로 접촉되는 것이다.

그런데, 이러한 부스바는 고압전류가 흐르므로 자체적으로 기본적인 발열을 하게 되고, 더우기 과부하로 인한 과전류가 흐르는 경우에는 발열에 의해 부스바 자체의 변형은 물론 화재의 위험성을 가지고 있다.

부스바의 변형 및 화재는 의도치 않은 전원의 차단을 가져오게 되어 운전중인 부하 즉 설비 등의 급작스런 정지를 발생시킴으로써 많은 시간적 및 경제적인 손실을 가져오게 된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 부스바의 온도를 감지하여 1차 경고를 발생하고, 부스바의 온도가 더욱 상승할 때 주차단기를 차단시켜 전원공급을 중지시킴으로써 부스바의 변형 및 화재를 예방하도록 한 전력공급설비의 전원 차단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력공급설비의 전원 차단장치는,

주전원을 공급받는 주차단기와, 상기 주차단기의 출력단자로부터 연장되면서 나란하게 배치되는 다수의 부스바로 구성된 전력공급설비에 있어서,

상기 부스바에는 부스바의 온도를 검출하기 위한 온도 센서부가 부착되어 부스바가 1차 설정된 제1온도가 되면, 컨트롤러가 경보부를 통해 경보를 발생하고, 부스바가 2차 설정된 제2온도까지 상승하면 상기 주차단기를 차단시켜 주전원의 공급을 차단하도록 구성된다.

또한, 상기 온도 센서부는

절연재질로 된 케이스;

상기 케이스의 내측에 설치되어 부스바의 제1온도에 의해 동작하는 제1바이메탈;

상기 케이스의 내측에 설치되어 제1온도보다 높은 부스바의 제2온도에 의해 동작하는 제2바이메탈;로 구성된다.

또한, 전력공급설비내의 연기를 감지하는 연기센서를 더 구비하고, 상기 컨트롤러는 상기 연기센서로부터의 출력에 의해 경보를 발생하도록 함과 아울러 주차단기를 차단시키도록 제어한다.

이와같이 구성된 본 발명은 부스바의 과열 또는 화재에 의해 전원이 차단되기 전에 미리 경보를 발생함으로써 경보에 의해 미리 대비가 가능하도록 하여 시간적 및 경제적인 손실을 최소화할 수 있도록 함과 아울러 매우 낮은 비용으로 경보 및 주전원 차단 체계를 갖출 수 있는 장점이 있다.

도1은 일반적인 분전반의 구조를 보인 도.
도2는 도1의 부스바의 결합 구조를 보인 도.
도3은 본 발명에 의한 온도 센서부의 구조를 보인 도.
도4는 본 발명의 전력공급설비의 전원 차단장치의 전체적인 구조를 보인 블럭도.

본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에서 적용된 온도 센서부(200)의 구조를 보인 도로서, 온도 센서부(200)는 부스바(100)의 표면에 부착 또는 고정되어 부스바(100)로부터 발생되는 열을 감지하게 되는데, 절연재질에 의해 박스형태로 된 케이스(210)의 내측에 제1바이메탈(230)과 제2바이메탈(240)이 나란히 설치된다.

이때 케이스(210)의 저면은 개방되고, 제1바이메탈(230)과 제2바이메탈(240)은 그 저면이 케이스(210)의 저면 높이에 위치하게 되고, 이러한 제1바이메탈(230)과 제2바이메탈(240)을 케이스(210)의 내부에 고정시킴과 동시에 절연시키기 위하여 케이스(210)의 내부에는 에폭시로 채워진다.

이러한 케이스(210)를 부스바(100)의 표면에 맞닿은 상태로 고정시키기 위하여 케이스(210)의 하부로부터 외측으로 연장된 고정부(220)가 일체로 형성되고, 그 고정부(220)에는 볼트가 삽입되기 위한 고정공(221)이 형성되어 부스바(100)에 케이스(210)가 볼트로 체결될 수 있다.

또다른 방법으로는 고정부(220)를 통하여 부스바(100)가 아닌 전력공급설비의 케이스 즉 배전반의 케이스에 고정시킬 수도 있을 것이다.

제1바이메탈(230)은 부스바(100)의 온도가 제1온도까지 상승하면 단락됨으로써 전원전압이 출력단자(D1)을 통해 출력되지 못하게 되어 전원전압의 단락을 센싱신호로 사용하게 된다.

제1온도는 부스바(100)의 허용 최대 온도 또는 약간 낮은 온도(예를들면, 허용 최대 온도보다 약 10% 낮은 온도)가 될 수 있다.

제2바이메탈(240)은 부스바(100)의 온도가 제2온도까지 상승하면 단락됨으로써 전원전압이 출력단자(D2)을 통해 출력되지 못하게 되어 전원전압의 단락을 센싱신호로 사용하게 된다.

제2온도는 제1온도보다 높은 온도(약 5% 정도 높은 온도)이면서, 부스바(100)가 과열되어 변형되지 않는 범위의 온도가 될 수 있다.

도4는 이러한 온도 센서부(200)에 의해 감지된 부스바(100)의 온도에 의해 경보 또는 주차단기의 전원을 차단시킬 수 있는 구조를 보인 것이다.

상기 온도 센서부(200)는 3상 전원의 각 부스바에 설치될 수 있는데, R상 부스바에는 R상 온도 센서부(201), S상 부스바에는 S상 온도 센서부(202), T상 부스바에는 T상 온도 센서부(203)가 각각 설치된다.

따라서, 컨트롤러는 각 상의 온도 센서부(201,202,203)로부터 입력되는 센싱신호(D1,D2)를 입력받게 되는데, 예를 들어 R상 온도 센서부(201)의 센싱신호(D1)가 제1바이메탈(230)의 단락에 의해 입력되지 않으면 부스바(100)의 온도가 제1온도에 도달한 것으로 판단하여 경보부(400)를 통해 경보를 발생함으로써 즉각적인 조치가 이루어질 수 있도록 한다.

경보 발생 이후에 R상 온도 센서부(201)의 센싱신호(D2)가 제2바이메탈(240)의 단락에 의해 입력되지 않으면 부스바(100)의 온도가 제2온도에 도달한 것으로 판단하여 주차단기(500)를 차단시킴으로써 전원공급을 원천적으로 차단시켜 화재가 발생하는 것을 방지하는 것이다.

즉 제2온도는 부스바(100)의 허용 온도 범위를 벗어나서 과열에 의해 화재가 발생하기 직전의 경우이므로, 주차단기(500)의 전원을 차단하여 부스바(100)의 온도가 더 이상 높아지지 않도록 함과 아울러 냉각이 이루어지도록 하는 것이다.

한편, 부스바(100)가 제1온도에 의해서도 화재가 발생할 수 있으므로, 전력공급설비의 케이스 내부에 연기센서(204)를 더 구비함으로써 컨트롤러(300)는 연기센서(204)로부터 연기가 감지되면 경보부(400)를 통해 경보를 발생함과 아울러 주차단기(500)를 차단시키게 된다.

상기 컨트롤러(300)는 배터리가 구비되어 별도의 교류/직류 변환부(AC/DC converter)에 의해 변환된 직류전원을 충전함으로써 전원상실시에 주차단기(500)를 차단시키도록 구성할 수 있다.

100 : 부스바 200 : 온도 센서부
210 : 케이스 220 : 고정부
221 : 고정공 230 : 제1바이메탈
240 : 제2바이메탈 300 : 컨트롤러
400 : 경보부 500 : 주차단기

Claims

주전원을 공급받는 주차단기와, 상기 주차단기의 출력단자로부터 연장되면서 나란하게 배치되는 다수의 부스바로 구성된 전력공급설비에 있어서,
상기 부스바에는 부스바의 온도를 검출하기 위한 온도 센서부가 부착되어 부스바가 1차 설정된 제1온도가 되면, 컨트롤러가 경보부를 통해 경보를 발생하고, 부스바가 2차 설정된 제2온도까지 상승하면 상기 주차단기를 차단시켜 주전원의 공급을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력공급설비의 전원 차단장치.
제1항에 있어서, 상기 온도 센서부는
절연재질로 된 케이스;
상기 케이스의 내측에 설치되어 부스바의 제1온도에 의해 동작하는 제1바이메탈;
상기 케이스의 내측에 설치되어 제1온도보다 높은 부스바의 제2온도에 의해 동작하는 제2바이메탈;로 구성된 것을 특징으로 하는 전력공급설비의 전원 차단장치.
제1항에 있어서, 전력공급설비내의 연기를 감지하는 연기센서를 더 구비하고, 상기 컨트롤러는 상기 연기센서로부터의 출력에 의해 경보를 발생하도록 함과 아울러 주차단기를 차단시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력공급설비의 전원 차단장치.