KR20170044988A - 전력량계 전선 연결 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력량계 전선 연결 커넥터에 관한 것으로, 전력량계(1)의 전선 삽입구(3)에 결합되고, 상기 전선 삽입구(3)에 결합되는 방향으로 단자대(11)가 형성되며 반대방향에 상기 단자대(11)에서 연장되는 수커넥터 핀(15)이 구비되는 결합홈(17)이 형성된 수커넥터(10)와, 상기 수커넥터(10)의 결합홈(17)에 결합되며 상기 수커넥터 핀(15)과 대응되는 위치에 핀연결터미널(23)이 배치되는 핀홀(21)이 구비된 암커넥터(20)와, 상기 암커넥터(20)와 일체로 형성되고 일측이 상기 핀연결터미널(23)과 연결되고 타측이 전선(L)과 연결되는 전선연결터미널(33)이 구비되는 터미널하우징(30)을 포함한다.
본 발명은 전력량계에 전선 연결시 시공자의 안전을 확보하고 설치의 편의성을 부여하고 작업시간을 절약할 수 있으며 화재, 인명피해를 방지하고 낙뢰에 의한 전력량계의 소손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

전력량계 전선 연결 커넥터{CONNECTOR FOR CONNECTING WIRE OF WATT HOUR METER}

본 발명은 전력량계 전선 연결 커넥터에 관한 것으로, 전력량계에 전선 연결이 용이하고 낙뢰에 의해 발생하는 서지에 취약함을 개선하여 전력량계의 손괴 또는 고장을 막을 수 있는 전력량계 전선 연결 커넥터에 관한 것이다.

전력량계는 한국전력공사가 전기요금을 부과하기 위해 고객의 전기 소비량을 측정하는 기본 계측 장비이다.

그런데 전력량계는 입출력 단자에 전선 연결시 전력량계 하면의 전선 삽입구에 피복을 벗긴 전선을 삽입하고 별도의 볼트를 조여 전선을 고정하는 접속방식이므로 감전, 쇼트 등 전선 연결시 많은 안전사고를 내재하고 있다.

또한, 전선이 볼트 조임 구조로 되어 있음으로 인해 전선 빼기에서 발생되는 단자대 볼트 조임이 불완전하거나 볼트 풀림이 발생하면 과전류가 흐르게 되었을 때 접촉점의 접촉저항이 커서 화재가 발생하게 된다.

또한, 교체대상 전력량계와 인근 전력량계의 전선이 유사하고 엉켜있음으로 인해 인입측(활선상태)과 부하측(사선상태)을 혼돈하여 연결할 수 있고 사용하지 않은 전기요금이 부과될 수 있다.

또한, 전력량계가 기계식에서 전자식으로 바뀌면서 낙뢰에 의해 발생되는 서지에 더욱더 취약하다.

최근 지구 온난화와 엘리뇨 현상 등 자연의 급변화로 뇌운이 급진적으로 발생되며, 이로 인한 낙뢰 발생 횟수가 매년 지속적으로 증가하고 있다. '사이언스지'에 따르면 1℃ 기온 상승은 지역에 따라 낙뢰횟수가 5~100%까지 증가하는 것으로 연구 보고되고 있다. '한국 서지 보호 연구소'에서는 평균적으로 한반도에 141,592회의 낙뢰가 치고 있는 것으로 보고 했다.

낙뢰에 취약한 전자 장비의 민감성과 전자 장비의 증가에 낙뢰가 악영향을 미칠 수밖에 없고, 전력량계 설치를 유도하는 사업진행에 있어 큰 문제가 된다.

특히, 전력량계는 외부 전원에서 접속하여 전선으로 연결하여 옥내, 외에 설치된 전력량계함으로 연결되어 고객의 부하 측으로 들어가기 때문에 낙뢰로 인한 피해를 직, 간접적으로 받을 수 있는 환경에 놓여 있다.

또한, 다세대 주택에서 다수의 전력량계를 넣어 보관하는 집합계기함은 내구성을 확보하기 위해 스텐인리스 또는 철로 제작되므로 절연에 있어 취약점이 많다. 따라서 시공 인부의 부주의한 실수로 인입 전선 두 가닥이 쇼트가 난다든지 전선 충전부가 전력량계함에 접촉되어 정전발생 등의 문제가 야기되고 있다.

본 발명의 목적은 낙뢰 발생시 전력량계의 소손과 고장을 막고, 전선 연결시에 발생되는 피복 벗기기, 인입측과 부하측 전선의 혼돈, 전력량계 단자대에서 인입측 및 부하측 전선 빼기, 전선 빼기에서 발생되는 단자대 볼트 조임, 감전 및 집합계기함의 쇼트 방지를 위한 인입측의 테핑처리 등의 시공 행위를 제거함으로 전력량계 전선 연결의 안전 및 시공 간편성이 부여되는 이온화를 이용한 서지보호소자가 내장된 전선 접촉 저항을 줄인 전력량계 전선 연결 커넥터를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 전력량계의 전선 삽입구에 결합되고, 상기 전선 삽입구에 결합되는 방향으로 단자대가 형성되며 반대방향에 상기 단자대에서 연장되는 수커넥터 핀이 구비되는 결합홈이 형성된 수커넥터와, 상기 수커넥터의 결합홈에 결합되며 상기 수커넥터 핀과 대응되는 위치에 핀연결터미널이 배치되는 핀홀이 구비된 암커넥터와, 상기 암커넥터와 일체로 형성되고 일측이 상기 핀연결터미널과 연결되고 타측이 전선과 연결되는 전선연결터미널이 구비되는 터미널하우징을 포함한다.

상기 터미널하우징에 서지보호소자가 내장된다.

상기 서지보호소자는 전선으로 유입된 서지를 유입시켜 유도전류를 발생하는 코일과, 내부가 방전 대기 상태인 세라믹관 내에 배치되며 상기 유도전류가 유입되도록 상기 코일과 연결된 방전유도판과, 상기 세라믹관 내의 일측 끝에 설치되며 상기 전선과 연결되고 양전하가 유입되는 제1피뢰침과, 상기 세라믹관 내의 타측 끝에 설치되며 상기 전선과 연결되고 음전하가 유입되며 접지선과 연결되는 제2피뢰침을 포함한다.

상기 제1피뢰침과 상기 제2피뢰침 간 거리는 이격된다.

상기 방전유도판은 상기 제1피뢰침과 상기 제2피뢰침 사이에 배치되고, 상기 제2피뢰침은 상기 제1피뢰침보다 길어 상기 제1피뢰침 대비 상기 방전유도판 가까이에 위치한다.

상기 수커넥터와 상기 터미널하우징에는 서로 대응되는 위치에 걸이턱과 이에 대응되는 걸이후크가 형성되어 상기 전력량계의 전선 삽입구에 결합된 수커넥터에 상기 터미널하우징이 플러그 형태로 결합된다.

상기 수커넥터에 봉인홀이 형성된다.

상기 수커넥터, 상기 암커넥터, 상기 터미널하우징 중 어느 하나에 상기 누전차단기의 주파수 신호를 받아 표시하는 세그먼트 번호 표시창이 구비된다.

본 발명은 수커넥터가 전력량계의 전선 삽입구에 접촉저항을 저감할 수 있도록 고정되고 암커넥터와 전선이 연결되는 터미널하우징은 한 몸체로 형성되어 수커넥터에 탈착 가능하도록 구성한다.

이는 전력량계에 인입 전선을 플러그 형식으로 결합 가능하도록 구성한 것으로 전선을 전력량계에 연결시 많은 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 터미널하우징에 서지보호소자를 내장하므로 낙뢰 발생시 전력량계의 소손과 고장을 막을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전력량계에 인입 전선 연결시 누전차단기의 주파수 신호를 받아들여 세그먼트 번호 표시창에 가구 호수 번호가 표시되도록 구성되므로 자신의 전력량계가 타 가구의 전력량계와 바뀌어 있는지 유무 등을 확인할 수 있다.

이는 시공할 고객의 전력량계와 타 고객의 전력량계의 전선이 유사하고 엉켜있음으로 인해 잘못된 연결을 할 수 있는 점, 전원측과 부하측의 전선의 혼선 연결로 인한 고장 오인 문제점 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

따라서 본 발명은 전력량계 전선 연결에 있어 안전성, 견고성, 편리성을 확보할 수 있고 미관도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 전력량계 전선 연결 커넥터를 이용하여 전력량계에 전선을 연결하는 모습을 보인 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 인입측 전력량계 전선 연결 커넥터를 보인 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 인입측 전력량계 전선 연결 커넥터를 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 인입측 전력량계 전선 연결 커넥터를 보인 도면.
도 5는 본 발명의 서지보호소자를 보인 회로도.
도 6은 본 발명의 서지보호소자가 작용하는 원리를 보인 작용도.
도 7은 본 발명의 부하측 혼선 방지를 위한 구성도.
도 8은 본 발명의 부하측 혼선 방지를 위한 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 전력량계 전선 연결 커넥터는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수커넥터(10), 암커넥터(20), 터미널하우징(30)을 포함한다. 암커넥터(20)와 터미널하우징(30)은 한 몸체로 형성되어 수커넥터(10)에 탈착 가능하다.

도 2 및 도 3에 도시된 전력량계 전선 연결 커넥터는 공장에서 주로 사용되는 삼상용이고, 도 4에 도시된 전력량계 전선 연결 커넥터는 가정에서 주로 사용되는 단상용이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 전력량계 전선 연결 커넥터는 단자대의 개수에만 차이가 있으므로 구분하지 않고 설명하기로 한다.

수커넥터(10)는 전력량계(1)의 전선 삽입구(3)에 결합된다. 전선 삽입구(3)는 전력량계(1)의 하면에 형성되며, 전원측, 부하측, 중성선으로 구분될 수 있다.

수커넥터(10)는 전선 삽입구(3)에 결합되는 방향으로 단자대(11)가 돌출 형성된다. 단자대(11)는 대략 원형 횡단면에서 양측이 활꼴형상으로 절결되어 양측에 두 평평한 면이 형성되는 형상이며, 평평한 면에 볼트홀(13)이 형성된다.

평평한 면은 단자대(11)와 전력량계(1)의 전선 삽입구(3)와 접촉면적을 크게 해 전력량계(1)의 전선 삽입구(3)의 부하측과 전원측 어느 곳에 단자대(11)를 결합하여도 문제가 발생하지 않도록 한다. 따라서 수커넥터(10)는 전원측, 부하측 방향에 상관없이 연결하여 사용 가능하다.

볼트홀(13)은 수커넥터(10)의 단자대(11)를 전선 삽입구(3)에 고정시키기 위해 전력량계(1)의 체결홀(5)을 통해 체결된 볼트(7)가 결합된다.

수커넥터(10)는 단자대(11)가 형성된 반대방향에 단자대(11)에서 연장되는 수커넥터 핀(15)이 구비되는 결합홈(17)이 형성된다. 수커넥터 핀(15)은 단자대(11)와 한 몸체를 형성한다. 수커넥터 핀(15)은 수커넥터(10)에 암커넥터(20) 결합시 후술할 암커넥터(20)의 핀연결터미널(23)과 전기적으로 연결된다.

결합홈(17)에는 암커넥터(20)가 결합된다. 결합홈(17)은 암커넥터(20)의 외형과 대응된다.

수커넥터(10)에 봉인홀(19)이 형성된다. 봉인홀(19)은 결합홈(17)을 관통하여 형성되며, 전원 공급의 사용이 중단되어야 할 경우 봉인홀(19)에 봉인 철선이 삽입되어 수커넥터(10)에 암커넥터(20)가 결합되지 않도록 한다. 즉, 봉인홀(19)은 봉인 철선을 삽입하여 고객이 임의로 전력량계의 수커넥터(10)에 전원을 연결하거나 변조하여 사용할 수 없도록 방지하기 위한 것이다.

암커넥터(20)는 수커넥터(10)의 결합홈(17)에 결합된다. 암커넥터(20)는 수커넥터 핀(15)과 대응되는 위치에 핀연결터미널(23)이 배치되는 핀홀(21)이 구비된다. 핀홀(21)의 가장자리에 핀연결터미널(23)이 배치되고 암커넥터(20)가 수커넥터(10)에 결합시 핀홀(21)에 수커넥터 핀(15)이 삽입되어 핀연결터미널(23)과 연결된다.

터미널하우징(30)은 암커넥터(20)와 일체로 형성된다. 터미널하우징(30)에는 일측이 핀연결터미널(23)과 연결되고 타측이 전선(L)과 연결되는 전선연결터미널(33)이 구비된다. 구체적으로 터미널하우징(30)에는 암커넥터(20)의 핀홀(21)과 연통되는 핀홀(31)이 형성되며 핀홀(31)에 핀연결터미널(23)과 연결되는 전선연결터미널(33)이 구비된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전선연결터미널(33)은 상용화되어 있는 1P 터미널 단자 형상을 채용할 수 있다. IP 터미널 단자는 판스프링 구조로 전선(L)의 굵기에 따라 압착력이 자동으로 조절되어 피복을 벗긴 전선(L)을 삽입하는 것에서 간단한 고정이 가능하고 한번 고정되면 쉽게 빠지지 않는다.

단자대(11), 수커넥터 핀(15), 핀연결터미널(23), 전선연결터미널(33)은 전류가 잘 통하도록 구리로 제작될 수 있다. 그리고, 수커넥터(10), 암커넥터(20), 터미널하우징(30)은 절연재질, 예를 들어 플라스틱 재질로 제작될 수 있다.

수커넥터(10)와 터미널하우징(30)에는 서로 대응되는 위치에 걸이턱(41)과 이에 대응되는 걸이후크(43)가 형성된다. 걸이턱(41)과 걸이후크(43)는 전력량계(1)의 전선 삽입구(3)에 결합된 수커넥터(10)에 터미널하우징(30)이 플러그 형식으로 결합되도록 한다.

본 실시예에서 걸이턱(41)은 수커넥터(10)에 형성되고 걸이후크(43)는 터미널하우징(30)에 형성된다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 터미널하우징(30)에 서지보호소자(50)가 내장된다. 서지보호소자(50)는 인입측에 설치되어 낙뢰 발생시 유도뢰에 의한 전력량계(1) 소손과 고장을 막기 위한 것이다. 서지보호소자(50)는 GDT와 피뢰기의 장점을 합하고 단점을 보완하여 개발한 AGA(Air Gap Arrestot)이다.

전력량계(1)는 외부에서 통제가 가능하도록 통신선도 같이 연결되는 경우가 많아 유도뢰가 발생할 우려가 크다.

낙뢰로부터 보호하기 위한 SPD 보호기가 있다. 그러나 SPD 보호기는 고가이므로 모든 전력량계에 고가의 SPD를 설치하는 것은 힘들고 기존의 SPD는 크기가 커 전력량계함 내부에 같이 설치하는 것이 불가능하다.

SPD 보호기의 성능은 서지보호소자에 따라 기능이 많이 달라진다. 현재 MOV(Metal Oxide Varistor), GDT(Gas Discharged Tube), SAD(Silicon Avalanche Diode), TVS(Transient Voltage Suppresson) 등 많은 소자가 개발되어 있다.

그러나 이 모든 소자가 본 발명의 취지에 맞는 크기와 용량을 가지고 있지 않다.

GDT는 전극을 일정 간격으로 밀착시켜 양단에 인가되는 전압에 따라 방전을 유도하는 형태의 소자로 내부에 네온(neon), 아르곤(argon)과 같은 불활성 가스가 주입되어 있다. GDT는 2~3극으로 클램핑 전압이 90V~1000V까지 다양하며 전류용량은 300,000A까지 다룰 수 있는 장점이 있는 반면 반응 응답속도가 느리다는 문제가 있다.

피뢰기는 큰 전력선을 낙뢰로부터 보호하기 위하여 철탑이나 송전선로에 많이 설치하고 있으며, 기본 기능은 전력계통에 발생되는 이상 전압 또는 직격 낙뢰로 인한 서지의 파고값을 저감시키기 위하여 에너지의 일부 또는 전부를 방전시키고 방전 후에는 도전로를 차단하여 선로의 절연을 회복시키는 기능을 가지고 있다. 피뢰기의 단점은 적은 양의 서지를 공기 중으로 방전시키는 것이 어렵고 느리며 크기가 크다는 단점이 있다.

따라서, GDT와 피뢰기의 특징을 접목하여 새로운 서지보호소자(AGA)를 개발한 것이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 서지보호소자(AGA, Air Gap Arrestor)(50)는 전선으로 유입된 서지를 유입시켜 유도전류를 발생하도록 작은 플라스틱 봉(59)에 감겨 있는 코일(51)과 세라믹관(52), 세라믹관(52) 내에 배치되는 방전유도판(53), 제1피뢰침(56), 제2피뢰침(57)을 포함한다.

세라믹관(52) 내에 배치되는 방전유도판(53), 제1피뢰침(56), 제2피뢰침(57)은 코일(51)에서 발생한 유도전류를 방전시키기 위한 것이다.

세라믹관(52)은 양끝단에 피뢰침 고정판(54,55)이 부착되고, 각 피뢰침 고정판(54,55)에 제1피뢰침(56)과 제2피뢰침(57)을 각각 설치하며, 내부는 일반 방전 대기 상태로 만든 것이다.

방전유도판(53)은 제1피뢰침(56)과 제2피뢰침(57) 사이에 배치되며, 유도전류가 유입되도록 코일(51)과 연결된다. 방전유도판(53)은 세라믹관(52) 내부와 연결되거나 단절되어 있어도 전하의 발생에는 문제가 없다.

제1피뢰침(56)과 제2피뢰침(57) 간 거리는 이격된다. 제1피뢰침(56)과 제2피뢰침(57)간 이격 거리는 사용자의 요구에 따라 큰 용량이 요구되는 곳에는 이격 거리를 많이 두고 작은 용량이 요구되는 곳에는 이격 거리를 최소화해 방전의 빠르기를 조정할 수 있다.

제1피뢰침(56)은 전선(L)과 연결되어 양전하가 유입되며 제2피뢰침(57)은 전선(L)과 연결되어 음전하가 유입되며 접지선(58)과 연결된다.

상술한 서지보호소자(AGA)는 일반 GDT와 같이 내부에 불활성 가스를 주입하지 않고 일반대기와 같은 환경을 만들어 주변 전하의 움직임에 반응하는 낙뢰의 특징을 이용하였으며, 3극 GDT의 원리를 이용하여 세라믹관(52)으로 유입된 서지가 빨리 접지선(58)으로 빠져나갈 수 있는 환경을 만들기 위해 방전유도판(53)을 설치한 것이다.

제2피뢰침(57)은 제1피뢰침(56)보다 길어 제1피뢰침(56) 대비 방전유도판(53) 가까이에 위치하는 것에서 더 빠른 방전을 유도하도록 한다.

물론, 방전유도판(53)이 제1피뢰침(56) 보다 제2피뢰침(57)에 더 가까이 위치하도록 방전유도판(53)이 세라믹관(52) 내에 배치된 위치를 변화시킬 수도 있다.

서지보호소자(50)는 기존의 SPD 소자의 단점을 해결함으로써 터미널하우징(30)에 삽입이 가능하며 서지 보호기의 기능을 충분히 할 수 있다.

서지보호소자(50)는 터미널하우징(30)에 형성된 삽입홈(61)에 슬라이딩 결합으로 삽입가능하며, 삽입된 상태는 서지보호소자(50)의 하단을 지지하면서 터미널하우징(30)에 형성된 걸림턱(63)에 걸림후크(65) 방식으로 결합되는 차폐커버(67)에 의해 고정될 수 있다.

터미널하우징(30)에 접지선을 연결할 수 있는 연결홀(69)이 더 형성된다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 전력량계(1)의 부하측에 연결되는 수커넥터(10), 암커넥터(20), 터미널하우징(30) 중 어느 하나에 누전차단기(80)의 주파수 신호를 받아 표시하는 세그먼트 번호 표시창(71)이 구비될 수 있다. 세그먼트 번호 표시창(71)은 주파수 신호를 받는 판넬 IC칩을 포함한다.

본 실시예에서 세그먼트 번호 표시창(71)은 터미널하우징(30)에 구비된다.

이를 위해 가입자측의 누전차단기(80)에 가구 호수번호에 맞는 PLC 통신모뎀 원리를 이용한 주파수 생성기(91)가 부착된다. 주파수 생성기(91)는 번호 표시창(93), 번호 버튼(95), 세팅 버튼(97), 전원연결막대(98), 'U'자형 터미널(99)을 포함한다.

주파수 생성기(91)는 주어진 번호 버튼(95), 세팅 버튼(97)을 이용하여 가구 호수번호에 맞게 번호 표시창(93)을 보면서 번호를 맞춘 후 누전차단기(80)의 인입부(81)측에 연결한다.

주파수 생성기(91)는 하부의 전원연결막대(98)가 고정대 역할을 하여 벽에 천공작업이 필요하지 않으며, 공간이 부족할 경우 선으로도 연결 가능하다. 전원연결막대(98) 및 연결전선의 끝단에는 'U'자형 터미널(99)을 연결하여 누전차단기(80)와 연결이 용이하도록 한다.

누전차단기(80)는 가구 호수번호에 따라 각기 다른 주파수 신호를 가지고 이 주파수 신호를 전력량계(1)에 연결되는 전선(L)을 통해 보내면 세그먼트 번호 표시창(71)은 누전차단기(80)의 주파수 신호에 대응되는 번호를 표시하게 된다.

세그먼트 번호 표시창(71)은 부하측과 전력량계(1)의 전선 연결이 올바르게 되어 있는지 시각적으로 확인 가능하여 평소 자신의 전력량계(1)가 타가구의 전력량계(1)와 바뀌어 있는지 유무를 의심하는 고객 문제를 해소할 수 있다.

이하 본 발명의 작용을 설명한다.

전력량계 전선 연결 커넥터를 전력량계에 연결하는 방법에 대해 설명한다.

건물주 또는 세대주가 전기 용량 증설 또는 일부 해지를 요청하거나 서비스의 변화에 따라 노후화된 전력량계가 발생하면 전력량계를 교체한다.

또는 세대주의 요청에 따라 전기 공급을 차단하고자 할 때 건물로 들어오는 인입 전선을 전력량계에서 분리한다.

이때, 전력 인입 전선을 전력량계에 삽입 또는 분리하는 과정에서 전선과 전선의 쇼트, 전선이 집합계기함에 접촉이 발생하는 문제, 전선이 작업자의 신체에 접촉하면서 발생할 수 있는 감전사고 등을 방지하기 위해 본 발명의 전력량계 전선 연결 커넥터를 적용한다.

그 방법은 우선, 전력 인입 전선(L)은 전력량계(1) 전선 삽입구(3)까지 오게 한 후 5~10mm 정도 피복을 벗긴다. 피복이 벗겨진 전선(L)을 암커넥터(20)와 일체로 형성된 터미널하우징(30)의 전선연결터미널(33)에 삽입한다.(도 2 및 도 3참조)

전선연결터미널(33)은 1P 터미널 단자 형상이며 형광등과 같은 등 설치시 자주 사용되는 전선 커넥터로 전선 삽입 후 잘 빠지지 않는다. 각 전선연결터미널(33)에 전선(L)의 연결 완료되면 전선(L)은 케이블 타이로 묶어 정리한다. 단상의 경우 2선, 삼상 4선식인 경우 4선을 같이 묶어 정리할 수 있다.

수커넥터(10)는 전력량계(1)에 먼저 연결한다. 수커넥터(10)의 단자대(11)를 전력량계(1) 하면의 전선 삽입구(3)에 삽입하고 전력량계(1)의 볼트(7)를 체결홀(5) 및 단자대(11)의 볼트홀(13)을 관통하여 체결하면 단자대(11)가 전선 삽입구(3) 내에 고정된다.(도 1 참조)

수커넥터(10)는 전력량계(1)에 한 번 연결하면 전력량계(1)를 교체하지 않는 한 연결된 상태로 유지한다. 이는 한국과 같은 하나의 건물에 다세대가 살고 있고 세대주가 자주 이사를 오고 가는 현실과 전기요금 연체로 인한 단전 등 빈번한 전기설비업체의 시공인부의 접속과 분리를 반복하지 않아도 되므로 전선 끝단의 노후화 및 파손을 방지할 수 있다.

수커넥터(10)를 전력량계(1)에 고정하는 작업이 완료되면 터미널하우징(30)을 손으로 파지하고 암커넥터(20)를 수커넥터(10)의 결합홈(17)에 삽입한다. 이때, 전류의 원활한 흐름을 위해 암커넥터(20)의 핀홀(21)에 수커넥터(10)의 수커넥터 핀(15)이 완전히 삽입될 수 있도록 주의하여 삽입한다.

암커넥터(20)가 수커넥터(10)에 삽입되면 터미널하우징(30)의 외면의 걸이후크(43)가 수커넥터(10)의 걸이턱(41)에 탄성변형에 의해 걸어지면서 수커넥터(10)의 결합홈(17)에 암커넥터(20)가 삽입된 상태가 견고하게 고정된다.

암커넥터(20)가 수커넥터(10)의 결합홈(17)에 삽입되면, 수커넥터 핀(15)이 암커넥터(20)의 핀홀(21)에 삽입되면서 핀홀(21)에 배치된 핀연결터미널(23)과 연결되고, 핀연결터미널(23) 하부의 전선연결터미널(33)에 삽입된 전선(L)과 전기적으로 연결된다.

상기와 같은 방식은 단상, 삼상에도 동일한 방식으로 적용된다.

이 상태에서 세대주의 요청에 따라 전기 공급을 차단하고자 할 때 건물로 들어오는 인입 전선(L)을 전력량계(1)에서 분리한다.

그 방법은 터미널하우징(30)을 손으로 파지하고 걸이후크(43)를 뒤로 조금 젖힌 상태에서 암커넥터(20)를 전력량계(1)에 고정된 수커넥터(10)에서 잡아당기는 간단한 작업으로 암커넥터(20)가 수커넥터(10)로 부터 분리되고 인입 전선(L)을 전력량계(1)에서 간단히 분리할 수 있다.

암커넥터(20)를 수커넥터(10)에서 분리한 후에는 수커넥터(10)의 봉인홀(19)에 봉인 철선 등을 삽입하여 고객이 쉽게 전원선과 전력량계(1)를 연결하거나 변조하여 사용하지 못하도록 한다.

상술한 전력량계 전선 연결 커넥터는 접촉불량을 방지하여 전선의 발열에 의한 화재를 방지할 수 있다.

한국화재감식학회 논문에 따르면 접촉불량에 의해 전류가 흐를 때 발열이 발생되고 전선의 절연피복에 아산화동증식 발열이 발생하여 화재가 발생하는 것으로 되어 있다. 더 자세히 설명하면, 금속 및 도체상호간의 접촉저항은 보통 약 0.1Ω이하이지만 외견상의 접촉면적 감소, 접촉압력 저하 및 산화피막 형성 등에 의해 접촉저항은 증가한다. 접촉저항이 증가하면 그것에 비례하여 주울열도 커져 접촉부의 국부적인 발열을 가져온다. 발열하면 2차적인 산화피막이 형성되어 접촉부의 온도는 더욱 높아지고 접촉하고 있는 가연물을 발화시키는 것에 도달하여 화재가 발생된다.

여기서 연구되어진 접촉저항 식은

f: 탄성한계(다른 종류의 금속인 경우는 그 값이 작은 것으로 한다.)

F: 접촉하중

ρ1,ρ2: 접촉재료의 고유저항율

n: 전기적인 접촉부분수

h: 프랑크 정수

d: 막의 두께

m: 전자의 질량

s: 접촉면적

ψ: 재료의 따른 함수

여기서 두 식의 n,d,s를 정확히 구하기는 곤란하므로 실제로 상기 식에 의한 계산은 어렵다. 그러나 두 식에 의하여 접촉저항을 저감할 수 있는 방법은 도출할 수 있다.

1) 접촉하중(압력)을 증가시키고, 2) 접촉면적을 크게 하고(전류용량이 크게 하고), 3) 접촉재료의 경도를 감소시키고, 4) 고유저항이 낮은 재료를 사용하고, 4) 접촉면을 청결하게 유지하는 것이 접촉저항을 저감시킬 수 있다.

상기 조건들을 모두 만족시키기는 어려움이 있으나 1) 단자대(11) 볼트홀(13)의 내부를 전력량계(1)의 볼트(7)에 맞게 나사산을 형성하고, 나사산은 내부로 갈수록 좁아지는 형태로 제작하여 전력량계(1)의 볼트(7)를 조여 단자대(11)를 전력량계(1)의 전선 삽입구(3)에 고정할 때 고정하면 할수록 접촉하중이 증가하고 나사산 구조로 접촉면적이 커지도록 한다.

또한, 단자대(11)의 구리를 연성이 강한 것으로 하여 접촉재료의 경도를 감소시킨다. 경제적인 면에서 구리가 가장 효과적인 고유저항이 낮은 소재이다.

또한, 볼트(7)는 전력량계(1)의 체결홀(5)과 완전히 밀착시켜 틈이 발생되지 않도록 하여 접촉면의 청결성을 확보한다.

상기한 구조의 고정을 통해 수커넥터(10)가 전력량계(1)의 전선 삽입구(3)에 접촉저항을 저감할 수 있도록 고정되고 화재발생이 방지된다.

한편, 수커넥터(10)에 암커넥터(20)가 결합되면 누전차단기(80)의 주파수 신호를 받아들여 세그먼트 번호 표시창(71)에 번호가 표시된다. 번호는 가입자측의 가구 호수 번호이며, 누전차단기(80)에 표시된 가구 호수 번호와 비교하여 부하측 전력량계(1)의 전선 연결이 올바르게 되어 있는지를 확인할 수 있다.

도 8에 도시된 부하측 혼선 방지를 위한 흐름도를 통해 설명하면, 누전차단기는 가입자측 가구마다 고유의 주파수를 가지고 있다. 따라서, 번호 버튼(95), 세팅 버튼(97) 등을 이용한 번호 입력기를 이용하여 가구 호수 번호를 주파수 생성기(91)에 입력하면 주파수 주입부로 입력된 후 제어부가 번호 표시창에 가구 호수 번호를 표시한다.

가구 호수 번호가 표시된 주파수 생성기를 누전차단기(80)에 부착한다.

전력량계(1)의 부하측은 누전차단기(80)와 연결되므로 전력량계(1)의 부하측에 연결된 수커넥터(10)에 누전차단기(80)와 연결된 암커넥터(20)를 결합하면 세그먼트 번호 표시창(71)에 누전차단기(80)에서 보낸 주파수가 수신되고 주파수 신호에 맞는 가구 호수 번호가 표시된다.

즉, 주파수 필터가 누전차단기가 보낸 주파수를 수신하고 CPU(판넬 IC칩)가 주파수를 인식한 후 제어부가 전력량계의 세그먼트 번호 표시창(71)에 주파수 신호에 맞는 가구 호수 표시하는 것이다.

이를 통해 자신의 전력량계가 타 가구의 전력량계와 바뀌어 있는지 유무 등을 확인할 수 있다.

또한, 상술한 전력량계 전선 연결 커넥터는 인입측에 서지보호소자(50)를 구비하여 낙뢰로부터 전력량계를 보호할 수 있다.

서지보호소자의 작동 원리에 대해 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 이상 전류 또는 낙뢰로 인한 서지가 전선(L)으로 유입되면 서지가 작은 플라스틱 봉(59)에 감겨진 코일(51)에 먼저 유입되고 전자기 유도가 발생하면서 플레밍의 오른손 법칙에 의해 발생된 유도전류는 방전유도판(53)으로 이동하게 된다.

여기서 전선(L)으로 유입되는 서지의 크기에 따라 전자기 유도 힘은 다르게 발생되며 서지의 크기에 따라서 방전유도판(53)에 많은 전류가 발생된다. 이 전류는 제1피뢰침(56)에 전하량 변이를 발생시킨다.

이렇게 되면 세라믹관(52) 내부에 제1피뢰침(56)에서 나온 양전하들이 쌓이게 되고 아래에 있는 제2피뢰침(57)으로 나가려는 경향성이 생기게 된다. 그 이유는 제1피뢰침(56)으로 들어온 양전하는 제2피뢰침(57)으로 들어온 음전하에 의해 전하의 움직임 방향이 제1피뢰침(56)에서 제2피뢰침(57)으로 가려고 하기 때문이다. 이때, 서지는 제1피뢰침(56)에 연결된 전선(L)으로 유입되며 이미 내부가 방전유도판(53)에 의해 제1피뢰침(56)에서 서지가 방전이 쉽게 되도록 유도할 수 있는 상태가 되므로 서지가 방전될 수 있다.

그에 따라, 전력량계의 전자화로 인해 낙뢰에 취약하게 되고 많은 소손이 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다.

서지보호소자(50)는 이온화 발생을 이용한 것으로, 플라스틱 봉(59)에 코일(51)을 감아 전선(인입선)(L)에 전류가 흐를 때 유도전류가 발생하고 서지보호소자(50)로 전류가 흘러들어가 서지보호소자(50) 내부가 전하로 채워지는 방식이나, 이 외에도 건전지를 이용할 수도 있다.

즉, 코일(51)이 있는 부분에 건전지를 설치하고 건전지에서 + 부분을 제1피뢰침(56)과 전선(L)으로 연결하고 - 부분을 제2피뢰침(57)으로 연결하여 피뢰침(56,57) 주변이 + 전하 또는 - 전하로 쌓이게 되고 + 전하는 - 전하로 이동하고자 하여 서지보호소자(50) 내부가 전하로 쌓이게 되고 서지 유입시에 서지의 진행방향이 + 에서 - 로 흐르게 유도할 수 있다.

한편, 기존 전선을 전력량계에 연결시 많은 안전사고와 시공할 고객의 전력량계와 타 고객의 전력량계의 전선이 유사하고 엉켜있음으로 인해 잘못된 연결을 할 수 있는 점, 전원측과 부하측의 전선의 혼선 연결로 인한 고장 오인 문제점 등을 커넥터 연결로 방지할 수 있다. 따라서 전력량계 전선 연결에 있어 안전성, 견고성, 편리성을 확보할 수 있고 미관도 향상시킬 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

1: 전력량계 3: 전선 삽입구
5: 체결홀 7: 볼트
L: 전선 10: 수커넥터
11: 단자대 13: 볼트홀
15: 수커넥터 핀 17: 결합홈
19: 봉인홀 20: 암커넥터
21: 핀홀 23: 핀연결터미널
30: 터미널하우징 31: 핀홀
33: 전선연결터미널 41: 걸이턱
43: 걸이후크 50: 서지보호소자
51: 코일 52: 세라믹관
53: 방전유도판 54,55: 피뢰침 고정판
56: 제1피뢰침 57: 제2피뢰침
58: 접지선 59: 플라스틱 봉
61: 삽입홈 63: 걸림턱
65: 걸림후크 67: 차폐커버
69: 연결홀 71: 세그먼트 번호 표시창
80: 누전차단기 81: 인입부
91: 주파수 생성기 93: 번호 표시창
95: 번호 버튼 97: 세팅 버튼
98: 전원연결막대 99: 'U'자형 터미널

Claims (8)

1. 전력량계의 전선 삽입구에 결합되고, 상기 전선 삽입구에 결합되는 방향으로 단자대가 형성되며 반대방향에 상기 단자대에서 연장되는 수커넥터 핀이 구비되는 결합홈이 형성된 수커넥터와;
   상기 수커넥터의 결합홈에 결합되며 상기 수커넥터 핀과 대응되는 위치에 핀연결터미널이 배치되는 핀홀이 구비된 암커넥터와;
   상기 암커넥터와 일체로 형성되고 일측이 상기 핀연결터미널과 연결되고 타측이 전선과 연결되는 전선연결터미널이 구비되는 터미널하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량계 전선 연결 커넥터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 터미널하우징에 서지보호소자가 내장되는 것을 특징으로 하는 전력량계 전선 연결 커넥터.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 서지보호소자는
   전선으로 유입된 서지를 유입시켜 유도전류를 발생하는 코일과;
   내부가 방전 대기 상태인 세라믹관 내에 배치되며 상기 유도전류가 유입되도록 상기 코일과 연결된 방전유도판과;
   상기 세라믹관 내의 일측 끝에 설치되며 상기 전선과 연결되고 양전하가 유입되는 제1피뢰침과
   상기 세라믹관 내의 타측 끝에 설치되며 상기 전선과 연결되고 음전하가 유입되며 접지선과 연결되는 제2피뢰침을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력량계 전선 연결 커넥터.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1피뢰침과 상기 제2피뢰침 간 거리는 이격되는 것을 특징으로 하는 전력량계 전선 연결 커넥터.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 방전유도판은 상기 제1피뢰침과 상기 제2피뢰침 사이에 배치되고, 상기 제2피뢰침은 상기 제1피뢰침보다 길어 상기 제1피뢰침 대비 상기 방전유도판 가까이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전력량계 전선 연결 커넥터.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 수커넥터와 상기 터미널하우징에는 서로 대응되는 위치에 걸이턱과 이에 대응되는 걸이후크가 형성되어 상기 전력량계의 전선 삽입구에 결합된 수커넥터에 상기 터미널하우징이 플러그 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 전력량계 전선 연결 커넥터.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 수커넥터에 봉인홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 전력량계 전선 연결 커넥터.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 수커넥터, 상기 암커넥터, 상기 터미널하우징 중 어느 하나에 상기 누전차단기의 주파수 신호를 받아 표시하는 세그먼트 번호 표시창이 구비되는 것을 특징으로 하는 전력량계 전선 연결 커넥터.

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