KR20180012069A

KR20180012069A - 지능형 분전함

Info

Publication number: KR20180012069A
Application number: KR1020160094853A
Authority: KR
Inventors: 양순용; 신기문
Original assignee: 울산대학교 산학협력단; (주)맵시전자
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2018-02-05

Abstract

본 발명은 내부에 공간을 구비하는 함체 형상의 아우터 프레임, 상기 아우터 프레임의 내부에 고정되고, 전면부에 복수의 표시부를 구비하는 본체, 상기 본체 내부에 설치되고, 상기 이동형 저장 부재의 데이터가 기록되는 데이터 저장부, 상기 본체에 형성되고, 별도의 데이터 저장 공간을 갖는 이동형 저장 부재가 접속될 수 있도록 형성되는 접속 단자 및 상기 접속 단자를 통해 공급되는 이동형 저장 부재의 데이터 및 상기 데이터 저장부에 기록된 데이터를 원격으로 송수신하기 위한 송수신부를 포함하는 지능형 분전함을 제공한다.

Description

지능형 분전함{INTELLIGENT PANEL BOARD}

본 발명은 지능형 분전함에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사고를 미연에 예측하고 원거리 통신이 가능한 지능형 분전함에 관한 것이다.

일반적으로 전기는 전력공급처로부터 공장으로 공급되면 수, 배전반을 통하여 계통별 혹은 용도별로 분배되며, 분전함에서 각 부하별로 분기된다.

상기 분전함에서는 전력 사용 현장의 각종 전력 기기들의 동작 중에 어느 하나 혹은 그 이상의 전력 기기에 대한 이상 상황이 판별되면 해당 전력 기기의 선로를 차단하는 안전 제어 기능을 수행함으로써 여타 전력 기기들에 대한 원활하고 안정된 전력 수급을 도모한다.

즉, 전력 기기 회로의 이상 전류(일 예로, 정전, 누전, 과전류 등)나 이들 전력 기기 회로의 아크 혹은 스파크를 유발하는 단락, 이들 전력 기기 회로의 전선 과부하나 전력 낭비 등과 같은 이상 상황 발생 시 안전을 위하여 각각의 전력 기기 회로와 옥외의 배전선 사이의 선로를 차단하는 분전함이 설치된다.

상기와 같은 종래의 분전함은 박스 형상의 하우징 내부에 설치되고 설치방법에 따라 매입형, 노출형, 반매입형으로 구분되며, 각각의 분기 회로마다 배정된 다수의 차단기가 이상 상황 발생 시에 온(ON) 되어 각각의 분기 회로로 공급되는 전력을 차단함과 동시에 경보등을 점등하는 방식으로 경보를 발생하여 이상 상황 발생 사실을 전력 감시 시스템의 관리자에게 알려준다.

하지만, 상기와 같은 종래의 분전함은 전력 감시 시스템의 관리자가 정기 점검이나 순시 점검 혹은 고장 점검 등을 위해 차단기를 온/오프(ON/OFF) 하고자 하는 경우, 차단기를 수동으로 온/오프 제어해야하는 불편함이 있다.

실제로, 상기와 같은 종래의 분전함에서 사용되는 차단기가 수동 복구형 차단기인 경우, 이 수동 복구형 차단기가 이상 상황 발생 시 자동으로 온 되어 각각의 분기 회로로 공급되는 전력을 차단할 수는 있으나, 각각의 분기 회로의 이상 상황이 해소된 후 전력 감시 시스템의 관리자가 수동으로 차단기를 오프(OFF) 상태로 복구시켜 각각의 분기 회로로 전력이 재공급되도록 작동시켜야 하는 불편함이 있다.

한국등록특허10-1620804(2016. 05. 23. 공고)

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원거리에서도 전압, 전류, 전선온도 및 누전의 이상 유무를 실시간으로 감지할 수 있는 지능형 분전함을 제공하는데 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함은 내부에 공간을 구비하는 함체 형상의 아우터 프레임, 상기 아우터 프레임의 내부에 고정되고, 전면부에 복수의 표시부를 구비하는 본체, 상기 본체 내부에 설치되고, 상기 이동형 저장 부재의 데이터가 기록되는 데이터 저장부, 상기 본체에 형성되고, 별도의 데이터 저장 공간을 갖는 이동형 저장 부재가 접속될 수 있도록 형성되는 접속 단자 및 상기 접속 단자를 통해 공급되는 이동형 저장 부재의 데이터 및 상기 데이터 저장부에 기록된 데이터를 원격으로 송수신하기 위한 송수신부를 포함할 수 있다.

상기 본체 내부에 수용되는 전선의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 온도 센서에서 측정된 온도를 통하여 상기 전선의 과부하 상태 여부를 판단하는 제어부가 더 포함될 수 있다.

상기 제어부는 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 기설정 온도보다 높은 경우, 상기 표시부를 통해 경보 신호가 출력되도록 제어할 수 있다.

상기 경보 신호는 상기 송수신부로 전달되고, 이더넷을 통하여 관리자의 단말기로 송신될 수 있다.

상기 경보 신호는 상기 송수신부로 전달되고, WIFI를 통하여 관리자의 단말기로 송신될 수 있다.

상기 아우터 프레임의 전면부에는 상기 본체를 외부로부터 차단될 수 있도록 개폐되는 개폐 부재가 더 포함될 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 본 발명의 실시예들에 따른 지능형 분전함은 전압, 전류, 전선온도 및 누전의 이상 유무를 실시간으로 감지하고, 감지된 이상 유무 데이터를 기록할 수 있는 이동형 저장 부재가 구비됨으로써 관리자가 이동형 저장 부재를 휴대할 수 있으므로 네트워크 설비가 구비되지 않은 장소에서도 데이터 관리가 가능하다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함의 사시도이다.
도 2는 도 1의 개폐 부재가 개방된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함이 유선 네트워크를 통해 관리자와 연결되는 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함이 무선 네트워크를 통해 관리자와 연결되는 상태를 개략적으로 도시한 것이다.

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.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 지능형 분전함을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함의 사시도이고, 도 2는 도 1의 개폐 부재가 개방된 상태를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함은 아우터 프레임(101), 본체(200), 표시부(210), 데이터 저장부(미도시), 접속 단자(미도시) 및 송수신부(220, 230)(도 1 및 도 2에는 미도시)를 포함할 수 있다.

아우터 프레임(101)은 적어도 두께 1.5mm 이상의 SUS 304 스테인레스 강판 또는 알루미늄 다이캐스팅이 적용될 수 있고, 내부에는 공간이 구비되어 본체(200)가 실장될 수 있다. 또한, 아우터 프레임(101)의 전면부의 일부는 개방되도록 형성되되, 개방면을 개폐할 수 있도록 개폐 부재(102)가 형성될 수 있다. 이때 개폐 부재(102)는 아우터 프레임(101)에 대하여 힌지 결합될 수 있다.

본체(200)는 입력단(미도시) 및 출력단(미도시)이 설치되기 위한 복수의 전원 입출력부(211), 복수의 표시부(210) 및 복수의 차단기(212)를 포함할 수 있다.

전원 입출력부(211)는 입력단 및 출력단이 각각 설치될 수 있도록 한다. 여기서, 입력단 및 출력단은 접촉성과 내구성을 확보할 수 있는 메네키스(mennekes) 단자일 수 있다.

전원 입출력부(211)의 내부에는 상기 입력단과 출력단의 전원 케이블이 결속되는 밀집형 단자대(미도시)가 나열될 수 있다.

전원 입출력부(211)에 전기적 과부하가 발생 시 전원이 차단되도록 복수의 차단기(212)가 포함될 수 있다.

즉, 아우터 프레임(101)의 내부에는 복수의 차단기(212)가 구비될 수 있는데, 상기 출력단에 적용되는 차단기는 일 예로, MCCB(배선용차단기) 또는 ELCB(누전차단기)가 적용되어 과부하 및 누전발생 시 전원이 차단되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 입력단 및 출력단이 각각 차단되는 경우, 입력단 스위치(미도시) 및 출력단 스위치(미도시)가 설치됨으로써 작업자가 수동으로도 제어할 수 있게 된다.

복수의 차단기(212)는 각각의 분기 회로(미도시)마다 배정되어 이상 상황 발생 시(일 예로, 각각의 분기 회로의 누전 발생시, 각각의 분기 회로의 과전류 발생시, 각각의 분기 회로의 저전류 발생시, 각각의 상기 분기 회로의 전선 과부하 발생시 등)에 자동으로 온 되어 각각의 상기 분기 회로로 공급되는 전력을 차단하고, 상기 이상 상황 발생 여부와 상관없이 메인 기판(미도시)에 의해 온/오프 제어될 수 있다.

표시부(210)는 3상 선로의 개별 부하 전압, 개별 부하 허용 전류, 개별 부하 상태 전류 및 개별 부하 누설 전류값을 표시하도록 복수개소에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 3상 선로의 각각의 분기 회로의 R상, S상, T상의 각 선로의 측정값을 표시할 수 있다. 이때, 각 선로의 단면적을 기준으로 정해지는 최대 허용값에 대응하여 % 단위 값으로 표시할 수 있다.

그리고, 표시부(210)는 분전함(100)의 사용전력량을 표시함과 동시에 분전함(100)에서 분기한 각각의 상기 분기 회로의 전력 상태에 따라 발생하는 이상 상황(일 예로, 분전함(100) 내의 아크 또는 스파크 발생시, 분전반의 정전 발생시, 각각의 상기 분기 회로의 누전 발생시, 각각의 상기 분기 회로의 과전류 발생시, 각각의 상기 분기 회로의 저전류 발생시, 각각의 상기 분기 회로의 전선 과부하 발생시, 분전함(100) 내의 연기 감지시 등) 또는 본체(200)의 온도 또는 분전함(100)의 개폐 부재(102)의 문열림/문닫힘 상황을 경보등(103)을 점등하는 방식으로 표시하고, 본체(200)에서 분기한 각각의 상기 분기 회로로 전력을 차단/공급하는 다수의 차단기(212)의 온/오프 상태를 표시할 수 있다.

표시부(210)는 평상시에 절전 모드(소등 상태 또는 미등 상태)를 유지하다가, 분전함의 전선의 온도에 이상 상태가 발생될 경우 점등 상태로 전환되면서 작업자에게 이를 알려주게 된다. 이때, 표시부(210)의 점등 제어는 제어부(미도시)에서 제어될 수 있다. 또한, 아우터 프레임(101)의 외측에 경보등(103)이 형성됨으로써 본체(200)의 전선의 온도에 이상 상태가 발생된 경우, 경보등(103)이 함께 점등 또는 점멸함으로써 주변의 작업자에게 이를 고지할 수 도 있다.

한편, 본체(200)의 내부에 전원을 공급하는 공급 선로에 전원 공급시 공급 선로의 온도를 검출하는 온도 센서(미도시)가 구비될 수 있다.

본체(200)에 설치된 공급 선로에 전원이 통전되면 그 공급 선로의 대전 상태를 검출하고, 상기 온도 센서에 의해 검출된 온도값은 표시부(210)에 표시되어 본체(200)에 공급되는 전원의 세기를 육안으로 확인할 수 있도록 고지할 수 있게 된다.

즉, 본체(200)에 전원 공급시 그 본체(200)의 내부에 설치된 각종 전선에는 고온이 발생되고 그로 인하여 본체(200) 내부가 과열된다. 이와 같이 본체(200)가 과열되어 화재 발생시 열 또는 연기를 감지할 수 있도록 별도의 감지 센서(미도시)가 구비되어 그 검출값을 상기 제어부로 전송하는 경우, 상기 제어부는 각종 전장품의 동작을 정지시킴과 동시에 통신 선로를 통하여 관리자 단말기로 신호를 전송하게 된다.

다시 말해, 상기 제어부는 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 기설정 온도보다 높은지 판단함으로써 전장 부품을 이루고 있는 전선의 과부하 상태 여부를 판단하게 된다.

상기 제어부는 각종 전장품의 동작을 정지시킴과 동시에 통신 선로를 통하여 상기 경보 신호를 관리자 단말기로 전송한다. 따라서, 관리자는 원거리에서도 본체(200) 내부의 이상 상태를 확인할 수 있게 된다.

상기 제어부는 후술하는 바와 같이 외부의 관리자 단말기와 데이터를 송수신 할 수 있도록 통신 선로에 의해 연결될 수 있고, 이때 상기 통신 선로는 유선 또는 무선 중 어느 하나를 이용하거나, 유선 및 무선을 동시에 이용할 수도 있다.

일 예로 경보 신호를 송수신할 경우에는 유선 인터넷 또는 무선 인터넷을 이용하는 것이 가능하다. 따라서, 관리자는 원거리에서 또는 이동 중에도 본체(200)의 이상 유무를 확인할 수 있고, 양방향 통신이 가능하게 설치한 경우에는 본체(200)의 이상 발생시 원격으로 본체(200)의 비상상황을 해결할 수 있게 된다.

상기 데이터 저장부는 전술한 바와 같이 본체(200)의 정전 발생시, 각각의 분기 회로의 누전 발생시, 각각의 분기 회로의 과전류 발생시, 각각의 분기 회로의 저전류 발생시, 각각의 분기 회로의 전선 과부하 발생시 등이 발생되는 경우, 각각의 측정값이 데이터화 되어 저장될 수 있다.

또한, 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터가 외부로 출력될 수 있도록 별도의 접속 단자가 구비될 수 있다. 이러한 접속 단자는 일 예로 USB 연결 포트를 의미할 수 있고, 상기 접속 단자에 USB가 접속됨으로써 상기 데이터 저장부의 데이터가 USB로 전송되거나, 또 다른 USB가 접속됨으로써 새로운 데이터가 상기 데이터 저장부에 저장됨으로써 다른 분전함 및 관리자의 데이터를 공유할 수 있게 된다.

한편, 충전 배터리(미도시)가 구비됨으로써 분전함(100) 내부에 설치되어 본체(200)의 정전 발생 시 보조전원을 공급하고, 본체(200)의 정전 해제 시 충전될 수 있다. 즉, 분전함(100)에는 상시 전원이 공급될 수도 있으나, 분전함(100) 내부에서 본체(200)에 전원을 공급할 수 있는 별도의 충전 배터리가 설치됨으로써 상시 전원 차단 시에도 상기 충전 배터리의 전원을 이용하도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함이 유선 네트워크를 통해 관리자와 연결되는 상태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함이 무선 네트워크를 통해 관리자와 연결되는 상태를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함이 유선 네트워크로 관리자의 단말기(224)와 연결되는 경우, 송수신부(220)는 RS485 통신일 수 있고, 이더넷(Ethernet)(221)의 입력포트에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 이더넷(221)으로부터 분기되는 출력포트는 스위칭 허브(222)와 연결되어서 공유기(223)를 경유하여 관리자의 단말기(224)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 분전함이 무선 네트워크로 관리자의 단말기(233)와 연결되는 경우, 송수신부(230)는 RS485 통신일 수 있으며, RS485 통신은 WIFI(231)로 1:1 연결되도록 구비될 수 있다. 그리고, 상기 WIFI(231)를 통하여 무선 AP(232)와 연결되어 유선으로 이더넷을 경유하여 관리자의 단말기(233)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.

100: 분전함
101: 아우터 프레임
102: 개폐 부재
103: 경보등
200: 본체
210: 표시부
211: 전원 입출력부
212: 차단기
220, 230: 송수신부

Claims

내부에 공간을 구비하는 함체 형상의 아우터 프레임;
상기 아우터 프레임의 내부에 고정되고, 전면부에 복수의 표시부를 구비하는 본체;
상기 본체 내부에 설치되고, 상기 이동형 저장 부재의 데이터가 기록되는 데이터 저장부;
상기 본체에 형성되고, 별도의 데이터 저장 공간을 갖는 이동형 저장 부재가 접속될 수 있도록 형성되는 접속 단자; 및
상기 접속 단자를 통해 공급되는 이동형 저장 부재의 데이터 및 상기 데이터 저장부에 기록된 데이터를 원격으로 송수신하기 위한 송수신부를 포함하는 지능형 분전함.
제1항에 있어서,
상기 본체 내부에 수용되는 전선의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 분전함.
제2항에 있어서,
상기 온도 센서에서 측정된 온도를 통하여 상기 전선의 과부하 상태 여부를 판단하는 제어부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지능형 분전함.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 기설정 온도보다 높은 경우, 상기 표시부를 통해 경보 신호가 출력되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지능형 분전함.
제4항에 있어서,
상기 경보 신호는 상기 송수신부로 전달되고, 이더넷을 통하여 관리자의 단말기로 송신되는 것을 특징으로 하는 지능형 분전함.
제4항에 있어서,
상기 경보 신호는 상기 송수신부로 전달되고, WIFI를 통하여 관리자의 단말기로 송신되는 것을 특징으로 하는 지능형 분전함.
제1항에 있어서,
상기 아우터 프레임의 전면부에는 상기 본체를 외부로부터 차단될 수 있도록 개폐되는 개폐 부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지능형 분전함.