KR20170115799A - 계측기 - Google Patents

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KR20170115799A KR1020160043443A KR20160043443A KR20170115799A KR 20170115799 A KR20170115799 A KR 20170115799A KR 1020160043443 A KR1020160043443 A KR 1020160043443A KR 20160043443 A KR20160043443 A KR 20160043443A KR 20170115799 A KR20170115799 A KR 20170115799A
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백금기
임현석
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Abstract

본 발명은 차단기와 마주보면서 인접하게 배치된 계측기에 있어서, 내부에 공간이 형성되고 차단기를 마주보는 대향면을 갖는 케이스와; 공간에 위치되게 설치된 계측모듈을 포함하고, 케이스에는 차단기에 형성된 차단기 아크방출통로를 마주보고 차단기 아크방출통로에서 유출된 아크를 받아 케이스의 외부로 안내하는 계측기 아크방출통로가 형성되어, 차단기에서 방출된 아크가 계측기 아크방출통로를 통과해 계측기의 외부로 방출될 수 있어, 안전성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

계측기{Measuring instrument}
본 발명은 계측기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차단기와 근접하게 위치되는 계측기에 관한 것이다.
계측기는 중량, 용량, 속도, 진동, 소음, 온도, 열량, 길이, 전압, 전류 등의 물리량을 측정하는 기기이다.
계측기는 분전반(Distribution panel)에 구비되어, 분전반의 모선이나 지선에 대한 전류나 전압, 전력량 등의 전기량을 계측할 수 있다.
분전반은 분기 과전류 보호기를 집합하여 설치한 것으로서, 부하로 전기를 공급하는 전기선로 중 부하에 가까운 곳에 단락전류를 차단할 수 있는 차단기(Circuit breaker)를 캐비닛에 집합하여 설치한 기기이다.
차단기는 부하에 전류를 공급 및 차단하여 설비 점검시 감전을 예방하거나 사용하지 않는 부하측의 전력 낭비를 줄일 수 있다. 차단기는 전력계통에 고장 발생시 전류를 신속하게 차단하여 사고가 확산되지 않게 막는 전력계통보호장치이다. 차단기는 내에 분전함에 복수개 설치될 수 있다.
계측기는 분전함 내에 설치될 수 있고, 차단기와 부하 사이에서 전류나 전압 등의 전기량을 계측할 수 있다. 계측기는 차단기와 연결되어 전류나 전압을 계측하는 것이 가능하다.
계측기는 차단기와 근접하게 배치될 수 있고, 이 경우 계측기는 차단기에서 방출된 아크에 의해 손상되지 않게 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 차단기에서 외부로 방출된 아크에 의한 데미지를 최소화할 수 있는 계측기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예는 차단기와 마주보면서 인접하게 배치된 계측기에 있어서, 내부에 공간이 형성되고 상기 차단기를 마주보는 대향면을 갖는 케이스와; 상기 공간에 위치되게 설치된 계측모듈을 포함하고, 상기 케이스에는 상기 차단기에 형성된 차단기 아크방출통로를 마주보고 상기 차단기 아크방출통로에서 유출된 아크를 받아 상기 케이스 외부로 안내하는 계측기 아크방출통로가 형성될 수 있다.
상기 계측기 아크방출통로와 상기 공간을 구획하는 구획부를 포함할 수 있다.
상기 계측기 아크방출통로는 상기 대향면에서부터 상기 대향면의 반대면까지 관통되게 형성될 수 있다.
상기 계측기 아크방출통로는 복수개가 이격되게 형성될 수 있다.
상기 복수개의 계측기 아크방출통로는 상기 아크를 안내하는 방향과 직교한 방향으로 서로 이격될 수 있다.
상기 계측기는 상기 케이스를 관통하게 배치된 계측기 버스바를 포함하고, 상기 차단기는 상기 계측기 버스바가 접촉되는 차단기 버스바를 포함하며, 상기 계측기 버스바와 차단기 버스바는 체결부재에 의해 체결될 수 있다.
상기 계측기 버스바는 일부가 상기 케이스 외부로 돌출되고, 상기 계측기 버스바 중 상기 케이스 외부로 돌출된 부분은 상기 차단기에 형성된 버스바 삽입공간으로 삽입되어 상기 차단기 버스바와 상기 체결부재로 체결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 차단기에서 방출된 아크가 계측기 아크방출통로를 통과해 계측기의 외부로 방출될 수 있어, 안전성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 계측기 아크방출통로를 통과하는 아크가 계측기 내부에 위치하는 계측모듈로 유입되지 않고 케이스 외부로 안내되어, 계측기 내부에 위치하는 계측모듈의 안전성 및 신뢰성이 높은 이점이 있다.
또한, 구획벽의 간단한 구조로 계측기 아크방출통로를 형성할 수 있어 비용이 저렴한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 계측기가 적용된 배전반의 차단기 및 계측기가 도시된 도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 계측기가 적용된 배전반의 차단기 및 계측기가 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 차단기 중 계측기를 마주보는 면이 도시된 도,
도 4는 도 2에 도시된 계측기 중 차단기를 마주보는 면이 도시된 도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 계측기의 내부가 도시된 도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 계측기가 적용된 분전반의 구성이 도시된 도이다.
분전반은 전력계통을 구성하는 버스바(1)(2), 전력계통을 접속,차단하는 회로가 구비된 차단기(3)와, 전력계통의 전압 및 전류 등의 전기량을 계측하는 계측기(4)를 포함할 수 있다.
버스바(1)(2)는 모선측 버스바(1)와, 모선측 버스바(1)에 연결된 지선측 버스바(2)를 포함할 수 있다.
모선측 버스바(1)는 R상,T상,S상 별로 각각 구비될 수 있다. 모선측 버브바(1)는 접지 버스바를 더 포함할 수 있다.
모선측 버스바(1)에는 복수개의 지선측 버스바(2)가 연결될 수 있다. 지선측 버스바(2) 각각은 R상,T상,S상 별로 각각 구비될 수 있다.
차단기(3)는 부하(5)에 연결되어 부하(5)로 전류를 인가하거나 차단할 수 있다. 차단기(3)는 트립시 아크가 발생될 수 있고, 차단기(3)에는 발생된 아크를 외부로 방출하는 아크방출통로가 형성될 수 있다.
차단기(3)는 모선측 버스바(1)에 연결될 수 있다. 차단기(3)는 모선측 버스바(1)와 전력수요처인 부하(5)의 사이에 위치되게 지선측 버스바(2)에 연결될 수 있다.
계측기(4)는 차단기(3)와 부하(5) 사이에서 구비되어 전류나 전압을 측정할 수 있다. 계측기(4)는 차단기(3)에 접속되게 설치되거나 차단기(3)와 이격되게 설치될 수 있다. 계측기(4)는 차단기(3)와 부하(5)의 사이에 위치되게 버스바(1)(2)에 연결될 수 있다.
차단기(3)는 모선측 버스바(1)를 흐르는 전류를 차단,인가하는 모선측 차단기(3A)와, 지선측 버스바(2)를 흐르는 전류를 차단,인가하는 지선측 차단기(3B)를 포함할 수 있다. 모선측 차단기(3A)와, 지선측 차단기(3B)는 그 위치만 상이하고 구성이 동일할 수 있고, 이하 공통된 구성에 대해서는 차단기(3)으로 칭하여 설명한다.
계측기(4)는 전력계통의 전압 및 전류를 계측하여 전력과 전력량을 포함하는 다양한 전기량을 연산하여 표시해주는 디지털 판넬 메타(Digital Panel Meter)일 수 있다. 최근에는, 에너지 관리에 대한 중요성이 부각되면서 전력 감시의 범위가 분전반 내 전체 전력량에 한하지 않고, 각 부하별 전력량까지 확장되고 있고, 이에 따라 모선(모선측 버스바)의 전기량 계측 뿐만 아니라 지선(지선측 버스바)별 전기량을 계측할 필요가 있다.
계측기(4)는 모선측 버스바(1)에 연결되어 모선측 버스바(1)의 전류 및 전압을 계측하는 메인 계측기(4A)와, 지선측 버스바(1)에 연결되어 지선측 버스바(2)의 전류 및 전압을 지선 계측기(4B)를 포함할 수 있다. 메인 계측기(4A)와 지선 계측기(4B)는 그 위치만 상이하고 구성이 동일할 수 있고, 이하 공통된 구성에 대해서는 계측기(4)로 칭하여 설명한다.
한편, 계측기(4)는 차단기(3)와 직결되는 버스바(44, 도2 내지 도4 참조)를 갖는 직결형 계측기로 구성될 수 있다. 계측기(4)는 직결형 계측기로 구성될 경우, 차단기(3)와 마주보면서 차단기(3) 인접하게 배치될 수 있고, 버스바(44, 도 2 참조)를 통해 차단기(3)와 직결되게 연결될 수 있다.
계측기(4)는 계측기 버스바(44)를 통해 차단기(3)와 직결될 경우, 차단기(3)에 근접하게 설치될 수 있고, 차단기(3) 내의 아크는 아크방출통로(P1, 도 2 참조)를 통해 계측기(4)로 방출될 수 있다. 계측기(4)에는 차단기(3)에서 방출된 아크를 받아 계측기(4) 외부로 안내하는 아크방출통로(P2, 도 2 참조)가 형성될 수 있다.
차단기(3)에 형성된 아크방출통로(P1)와, 계측기(4)에 형성된 아크방출통로(P2)는 아크의 방출방향으로 연속하게 위치될 수 있다.
이하, 차단기(3)에 형성된 아크방출통로를 차단기 아크방출통로(P1)로 칭하여 설명하고, 계측기(4)에 형성된 아크방출통로를 계측기 아크방출통로(P2)로 칭하여 설명한다.
한편, 분전반은 각각의 계측기(4)에서 계측한 각종 전기량을 통신 매체(6)를 통해 상위 감시반인 메인 계측기(7)로 전송할 수 있고, 상위 감시반인 메인 계측기(7)는 각각의 계측기(4)에서 수집한 정보를 전송받아 중앙 집중식으로 표시할 수 있다. 메인 계측기(7)는 복수개의 계측기(4)와 RS485 통신선 등의 통신 매체(6)로 연결될 수 있고, 각종 전기량을 표시하는 디스플레이(8)을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 계측기가 적용된 배전반의 차단기 및 계측기가 도시된 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 차단기 중 계측기를 마주보는 면이 도시된 도이며, 도 4는 도 2에 도시된 계측기 중 차단기를 마주보는 면이 도시된 도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 계측기의 내부가 도시된 도이다.
차단기(3)은 외관을 형성하고 내부에 공간이 형성된 차단기 하우징(31)과, 차단기 하우징(31)을 덮는 차단기 커버(32)를 포함할 수 있다. 차단기(3)는 2개의 버스바(33)(34)을 포함할 수 있다. 차단기(3)의 버스바(32)(33)는 1차측 버스바(33) 및 계측기(4)의 후술하는 계측기 버스바(44)와 접촉되는 차단기 버스바(34)를 포함할 수 있다.
차단기(3)는 내부에 고정 접점과 가동 접점이 구비될 수 있고, 고정 접점과 가동 접점 중 어느 하나가 1차측 버스바(33)에 연결될 수 있고, 고정 접점과 가동 접점 중 다른 하나가 차단기 버스바(34)에 연결될 수 있다.
차단기(3)는 차단기(3) 외부로 일부가 노출되게 배치된 핸들(35)를 더 포함할 수 있다. 차단기(3)은 핸들(35)에 연결되어 핸들(35)의 조작시 연동되어 가동 접점을 고정 접점과 접촉, 분리시키는 링크 등의 동력전달부재를 더 포함할 수 있다.
차단기(3)에는 트립시 발생되는 아크를 외부로 방출하는 차단기 아크방출통로(P1)이 형성될 수 있다. 차단기 아크방출통로(P1)는 차단기(3) 중 계측기(4)를 마주보는 면(38)에 형성될 수 있고, 차단기 아크방출통로(P1)를 통과하여 방출된 아크는 계측기(4)를 향할 수 있다.
계측기(4)는 외관을 형성하는 케이스(40)을 포함할 수 있다. 케이스(40)는 내부에 공간(S2)이 형성될 수 있다. 케이스(40)는 차단기(3)를 마주보는 대향면(41)을 갖을 수 있다.
케이스(40)는 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 케이스(40)는 공간이 형성된 내부에 공간(S2)이 형성된 하우징(42)와, 하우징(42)의 공간(S2)을 덮는 아우터 커버(43)을 포함할 수 있다.
계측기(4)는 계측기 버스바(44)를 포함할 수 있다. 계측기 버스바(44)는 계측기(4) 특히, 케이스(40)를 관통하게 배치될 수 있다. 계측기 버스바(44)는 차단기(3)의 버스바에 접촉되게 설치될 수 있다. 계측기 버스바(44)는 차단기(3)의 차단기 버스바(44)에 접촉되게 설치될 수 있다.
계측기(4)는 차단기(3)은 서로 결합되어 고정될 수 있다. 일예로 차단기 하우징(31)과 차단기 커버(32) 중 적어도 하나와 계측기(4)의 케이스(40)에는 이들을 서로 결합시키는 별도의 결합부재가 연결되는 것이 가능하다. 다른 예로 차단기(3)의 차단기 버스바(34)와 계측기(4)의 계측바 버스바(44)가 서로 결합되는 것에 의해 계측기(4)는 차단기(3)가 결합되는 것도 가능함은 물론이다. 이 경우, 계측기(4)의 계측기 버스바(44)는 차단기(3)의 차단기 버스바(34)와 스크류 등의 체결부재로 결합될 수 있다.
계측기 버스바(44)는 일부가 케이스(40) 외부로 돌출될 수 있고, 케이스(40) 외부로 돌출된 부분은 차단기(3)에 형성된 버스바 삽입공간(S1)으로 삽입될 수 있다. 계측기 버스바(44)는 버스바 삽입공간(S1)에서 차단기(3)의 차단기 버스바(34)와 스크류 등의 체결부재(45)로 연결될 수 있다.
케이스(40)에는 차단기(3)에 형성된 차단기 아크방출통로(P1)를 마주보는 계측기 아크방출통로(P2)가 형성될 수 있다. 계측기 아크방출통로(P2)는 차단기 아크방출통로(P1)에서 유출된 아크를 받아 케이스(40) 외부로 안내할 수 있다.
계측기 아크방출통로(P2)는 복수개가 이격되게 형성될 수 있다. 계측기 아크방출통로(P2)의 개수는 차단기 아크방출통로(P1)의 개수와 동일할 수 있다. 계측기 아크방출통로(P2)는 차단기 아크방출통로(P1)와 1:1 대응될 수 있다.
복수개의 계측기 아크방출통로(P2)는 아크를 안내하는 방향(X)과 직교한 방향(Y)으로 서로 이격될 수 있다.
계측기 아크방출통로(P2)는 하우징(42)에 형성될 수 있다. 하우징(42)에는 후술하는 계측모듈의 적어도 일부가 수용되는 공간(S2)이 형성될 수 있고, 계측기 아크방출통로(P2)는 이러한 공간(S2)과 통하지 않고 구획되게 형성될 수 있다.
계측기(4)는 공간(S2)에 위치되게 설치된 계측모듈을 포함할 수 있다. 계측모듈은 변류기(CT,Current Transformer)를 포함할 수 있다. 변류기(CT)는 케이스(40)의 내부에 형성된 공간(S2)에 수용되어 배치될 수 있다.
변류기(CT)는 하우징(42) 및 계측기 버스바(44)와 함께 변류기 어셈블리를 구성할 수 있다.
계측모듈은 전압 계측 보드(62)을 더 포함할 수 있다. 전압 계측 보드(62)는 계측기 버스바(44)와 접촉되게 연결되어 계측기 버스바(44)로 인가되는 전류의 전압을 측정할 수 있다.
계측모듈은 변류기(CT)와 전류 계측용 케이블(65)로 연결된 제어보드(64)를 더 포함할 수 있다.
제어 보드(64)는 전압 계측 보드(62)와 함께 피시비 어셈블리를 구성할 수 있다.
제어 보드(64)에는 변류기(CT)에서 출력된 출력전류와, 전압 계측 보드(62)에서 출력된 출력전압에 의해 전압 및 전류를 연산하는 MCU가 구비될 수 있다. MCU는 이러한 전압 및 전류에 의해 전력량 등의 각종 계측값을 연산할 수 있다.
제어 보드(64)에는 각종 계측값을 표시할 수 있는 LED 어셈블리나 LCD 등의 표시부품(65A)가 구비될 수 있다. 표시부품(65A)는 MCU와 연결되어 MCU에서 출력된 신호에 따라 각종 계측값을 시각적으로 표시할 수 있다.
제어 보드(64)는 외부기기와 통신할 수 있는 통신부(65B)를 더 포함할 수 있다. 통신부(65B)는 외부기기와 제어 보드(64)를 연결하는 통신 케이블이 접속되는 케이블 커넥터를 포함할 수 있다.
제어 보드(64)는 전압 계측 보드(62)와 절연 연면 거리를 고려하여 구성되는 것이 바람직하다. 제어 보드(64)는 전압 계측 보드(62)와 직교할 수 있다.
계측기 아크방출통로(P2)는 전압 계측 보드(62) 및 제어 보드(64) 각각과 이격되게 형성되는 것이 바람직하고, 계측기 아크방출통로(P2)는 하우징(62)의 하부에 형성될 수 있다.
계측기 아크방출통로(P2)는 차단기(3)를 마주보는 대향면(41)에서부터 대향면(41)의 반대면(45)까지 관통되게 형성될 수 있다.
계측기(4)는 계측기 아크방출통로(P2)와 공간(S2)을 구획하는 구획부(50)를 포함할 수 있다.
구획부(50)는 케이스(40)에 일체로 형성될 수 있다. 구획부(50)는 하우징(42)에 일체로 형성될 수 있다. 구획부(50)는 하우징(42)의 내부에 위치되게 형성될 수 있다. 구획부(50)는 하우징(42)의 하판부인 베이스(49)에 형성될 수 있다.
구획부(50)는 베이스부(49)에 연결될 수 있고, 하우징(42)의 측판에 연결될 수 있다.
구획부(50)는 계측기 아크방출통로(P2)를 통과하는 아크가 변류기(CT)가 위치하는 공간(S2)으로 유입되는 것을 막을 수 있고, 동시에 아크를 차단기(3)의 반대방향으로 안내할 수 있다.
구획부(50)의 일면(51)은 아크를 안내하는 아크 안내면일 수 있다. 구획부(50)의 타면(52)은 변류기(CT)가 수용되는 공간(S2)을 형성하는 공간 형성면일 수 있다.
이하, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차단기(3)의 트립시, 차단기(3) 내부에는 아크가 발생될 수 있고, 아크는 차단기 아크방출통로(P1)를 통해 차단기(3) 외부로 이동될 수 있다. 차단기 아크방출통로(P1)를 통과한 아크는 차단기(3)와 계측기(4)의 사이에서 계측기(4)에 형성된 계측기 아크방출통로(P2)로 유입될 수 있다.
계측기 아크방출통로(P2)로 유입된 아크는 구획벽(50)에 막혀 계측기(4)의 내부에 설치된 계측모듈로 이동되지 않고, 계측기 아크방출통로(P2)를 따라 안내될 수 있다.
차단기(3)에서 방출된 후 계측기(4)의 계측기 아크방출통로(P2)에 안내된 아크는 계측기(4) 중 차단기(3)를 향하는 대향면(41)의 반대면(45) 주변으로 배출될 수 있다.
상기와 같은 아크의 안내시, 차단기 아크방출통로(P1)로 방출된 아크가 차단기(3) 내부로 역유입되는 것을 최소화할 수 있고, 차단기 아크방출통로(P1)로 방출된 아크에 의해 계측기(4)가 소손되는 것을 최소화할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
3: 차단기 4: 계측기
40: 케이스 41: 차단기를 마주보는 대향면
42: 하우징 44: 버스바
45: 대향면의 반대면 50: 구획부
P1: 차단기 아크방출통로 P2: 계측기 아크방출통로
X: 아크를 안내하는 방향

Claims (7)

  1. 차단기와 마주보면서 인접하게 배치된 계측기에 있어서,
    내부에 공간이 형성되고 상기 차단기를 마주보는 대향면을 갖는 케이스와;
    상기 공간에 위치되게 설치된 계측모듈을 포함하고,
    상기 케이스에는 상기 차단기에 형성된 차단기 아크방출통로를 마주보고 상기 차단기 아크방출통로에서 유출된 아크를 받아 상기 케이스의 외부로 안내하는 계측기 아크방출통로가 형성된 계측기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측기 아크방출통로와 상기 공간을 구획하는 구획부를 포함하는 계측기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측기 아크방출통로는 상기 대향면에서부터 상기 대향면의 반대면까지 관통되게 형성된 계측기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측기 아크방출통로는 복수개가 이격되게 형성된 계측기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수개의 계측기 아크방출통로는 상기 아크를 안내하는 방향과 직교한 방향으로 서로 이격된 계측기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측기는 상기 케이스를 관통하게 배치된 계측기 버스바를 포함하며,
    상기 차단기는 상기 계측기 버스바가 접촉되는 차단기 버스바를 포함하며,
    상기 계측기 버스바와 차단기 버스바는 체결부재에 의해 체결되는 계측기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 계측기 버스바는 일부가 상기 케이스 외부로 돌출되고, 상기 계측기 버스바 중 상기 케이스 외부로 돌출된 부분은 상기 차단기에 형성된 버스바 삽입공간으로 삽입되어 상기 차단기 버스바와 상기 체결부재로 체결되는 계측기.
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