KR20180046337A - 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 이상 상황 발생시 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반 중 어느 하나로 구성된 배전기기의 차단기를 순차적으로 차단하고, 이를 복구할 경우 전기적 이상 여부와 과열 여부를 확인하면서 차단기를 순차적으로 복구하며, 복구 과정에서 누설 전류에 의한 감전을 방지하도록 하여 안전한 복구가 이루어지도록 지원하는 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반에 관한 것이다. 본 발명은 고저압 배전반, 전동기제어반 또는 분전반과 같은 배전기기에 구성된 센서부의 센싱 신호를 기초로 지진과 같은 이상 상황을 판단하여 안전하게 배전기기의 차단기류를 순차 차단시키도록 동작하며, 이상 상황 해제시 차단기류를 복구하는 과정에서 각 차단기의 순차 복구시마다 배전기기의 내부 상태를 고려하여 안전한 단계별 복구가 이루어지도록 하는 동시에 배전기기를 구성하는 구성요소 중 손상이 발생한 구성요소에 의해 발생하는 누설 전류를 감지하여 그 결과를 관리자가 인지할 수 있도록 표시함으로써, 관리자의 안전을 보장함과 동시에 안정적인 배전기기의 복구가 이루어지도록 지원하는 효과가 있다.

Description

내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반{Power distributor, control board and distribution board having function of cut-off and recovery by stages against earthquake and optimal operation}

본 발명은 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 이상 상황 발생시 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반 중 어느 하나로 구성된 배전기기의 차단기를 순차적으로 차단하고, 이를 복구할 경우 전기적 이상 여부와 과열 여부를 확인하면서 차단기를 순차적으로 복구하며, 복구 과정에서 누설 전류에 의한 감전을 방지하도록 하여 안전한 복구가 이루어지도록 지원하는 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반에 관한 것이다.

배전반이나 분전반과 같은 배전기기는 발전소로부터 고압의 전력을 전달받아 각종 전기설비 계통으로 배전하는 장치로서, 송전선을 통해 공급되는 고압의 전력을 받아 저압으로 변환하기 위한 다양한 전기구조물이 밀폐 형태의 컨테이너에 구성 및 배치되고 있는 배전기기의 특성상 민감한 관리가 요구된다.

이와 같은 배전기기는 일반적인 결로 현상과 같은 미미한 환경 요인에 의해서도 내부 기자재가 영향을 받을 수 있으며, 이로 인해 배전기기의 고장이나 화재와 같은 사고를 유발할 수 있다.

또한, 지진과 같은 대규모의 천재지변이 발생한 경우 배전기기가 건물 내부에 배치되어 있다 하더라도 충격이 그대로 전달되어, 일반적인 환경요인에 의한 사고와는 비교할 수 없는 피해를 발생시킬 수도 있다.

기존 배전기기는 상술한 지진과 같은 이상 상황에 의한 피해를 방지하기 위해 센서를 구비하고, 상기 센서를 통한 이상 상황 감지시 배전기기에 구비된 차단기를 차단하여 배전기기의 피해를 최소화하도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 기존 배전기기는 이상 상황 해제 후 복구 과정에서 내부 상황의 고려 없이 차단기를 복구하도록 구성되어 있으므로, 내부 충격에 따른 차단기의 손상에 의해 누설 전류가 발생하거나 내부가 과열되는 경우 등과 같이 배전기기의 내부 상태에 의해 복구 과정에서 오류가 발생하는 경우를 고려하지 않고 복구함으로써 복구 과정에서 배전기기에 손상이 발생하거나 관리자가 배전기기 점검시 감전 사고에 노출되는 위험이 발생한다.

한국등록특허 제10-0803097호

상술한 문제점을 개선하여, 본 발명은 고저압 배전반, 전동기제어반 또는 분전반과 같은 배전기기의 이상 상황 발생에 따른 차단 후 복구시에 배전기기의 내부 상태를 고려한 단계별 복구가 이루어지도록 지원하는 동시에 복구 완료 이후에 배전기기의 상태를 감지하여 이상 발생시 이를 관리자가 인지할 수 있도록 이상 여부를 통지하여 관리자의 감전 사고를 예방할 수 있도록 지원하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배전기기의 복구 과정에서 내부 온도에 따른 과열 여부를 감지하여 내부 온도가 정상 온도로 유지되도록 팬을 동작시켜 복구 과정에서 오류를 방지하는 동시에 정상 온도를 유지시키는 팬을 관리자가 외부에서 안전하게 교체할 수 있도록 지원하여 배전기기에 대한 관리 편의성을 보장하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반은 고저압 배전반의 본체를 구성하는 본체부와, 상기 본체부 내부에 구성되며, 복수의 배선과 변압기 및 복수의 차단기로 구성된 차단기류를 포함하는 전력 관리부와, 전원 차단 시 비상 전원을 제공하는 UPS와, 지진, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 감지하는 복수의 센서로 구성된 센서부와, 상기 전력 관리부의 차단기류를 순차적으로 차단하거나 기동시키는 시퀀스 관리부와, 상기 전력 관리부에 대한 누설 전류를 감지하는 누설 전류 감지부와, 상기 본체부 외부에 구성되어 누설 전류 여부를 표시하는 감전 표시부 및 상기 센서부의 센싱신호를 기초로 미리 설정된 이상 판단 기준에 따라 이상 상황을 판단하여, 이상 상황 발생시 상기 시퀀스 관리부를 통해 상기 차단기류를 순차적으로 차단하고 상기 누설 전류 감지부의 누설 전류 감지 여부에 따라 상기 감전 표시부를 점등시키며, 상기 센싱 신호를 기초로 이상 상황 해제시 상기 시퀀스 관리부를 통해 상기 감전 표시부를 점등한 상태에서 상기 차단기류를 차단 순서와 역순으로 순차 복구하되 복구 완료시 상기 누설 전류 감지부의 누설 전류 감지 여부에 따라 상기 감전 표시부의 소등을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 복구 완료시점부터 미리 설정된 시간 동안 상기 센서부를 통해 수신된 온도 관련 센싱 신호를 수신하여 현재 온도 패턴을 생성하고, 상기 현재 온도 패턴을 미리 설정된 정상 온도 패턴과 비교하여 미리 설정된 기준치 이상 차이가 발생하는 경우 다시 상기 차단기류를 순차 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 본체부에 구성되어 상기 본체부 내부의 공기를 배출하는 팬부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 차단기류를 구성하는 각 차단기의 복구시마다 상기 센서부를 통해 수신된 온도 관련 센싱신호를 미리 설정된 온도 기준치와 비교하여 상기 센싱신호에 따른 현재 온도값이 온도 기준치 이상인 경우 상기 팬부를 구동하여 상기 본체부 내부의 온도를 하강시키고, 상기 현재 온도값이 상기 온도 기준치 미만인 상태에서 상기 차단기류를 복구하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 팬부는 상기 본체부에 탈착 가능하도록 구성되며, 상기 본체부에 대하여 전기적으로 절연되도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 팬부는 상기 본체부 내부의 공기를 외부로 배기하는 하나 이상의 배기팬 및 외부의 공기를 상기 본체부 내부로 흡기하는 하나 이상의 흡기팬으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 본체부 외부에 구성되어 상기 팬부의 이상 여부를 알리기 위한 알림부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 팬부의 동작 이상을 판단하여 이상 발생시 상기 알림부를 통해 상기 알림부를 통해 상기 팬부의 이상 여부를 표시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 전동기 제어반은 전동기 제어반의 본체를 구성하는 본체부와, 상기 본체부 내부에 구성되며, 복수의 배선과 변압기 및 복수의 차단기로 구성된 차단기류를 포함하는 전력 관리부와, 전원 차단 시 비상 전원을 제공하는 UPS와, 지진, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 감지하는 복수의 센서로 구성된 센서부와, 상기 전력 관리부의 차단기류를 순차적으로 차단하거나 기동시키는 시퀀스 관리부와, 상기 전력 관리부에 대한 누설 전류를 감지하는 누설 전류 감지부와, 상기 본체부 외부에 구성되어 누설 전류 여부를 표시하는 감전 표시부 및 상기 센서부의 센싱신호를 기초로 미리 설정된 이상 판단 기준에 따라 이상 상황을 판단하여, 이상 상황 발생시 상기 시퀀스 관리부를 통해 상기 차단기류를 순차적으로 차단하고 상기 누설 전류 감지부의 누설 전류 감지 여부에 따라 상기 감전 표시부를 점등시키며, 상기 센싱 신호를 기초로 이상 상황 해제시 상기 시퀀스 관리부를 통해 상기 감전 표시부를 점등한 상태에서 상기 차단기류를 차단 순서와 역순으로 순차 복구하되 복구 완료시 상기 누설 전류 감지부의 누설 전류 감지 여부에 따라 상기 감전 표시부의 소등을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 분전반은 분전반의 본체를 구성하는 본체부와, 상기 본체부 내부에 구성되며, 복수의 배선과 변압기 및 복수의 차단기로 구성된 차단기류를 포함하는 전력 관리부와, 전원 차단 시 비상 전원을 제공하는 UPS와, 지진, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 감지하는 복수의 센서로 구성된 센서부와, 상기 전력 관리부의 차단기류를 순차적으로 차단하거나 기동시키는 시퀀스 관리부와, 상기 전력 관리부에 대한 누설 전류를 감지하는 누설 전류 감지부와, 상기 본체부 외부에 구성되어 누설 전류 여부를 표시하는 감전 표시부 및 상기 센서부의 센싱신호를 기초로 미리 설정된 이상 판단 기준에 따라 이상 상황을 판단하여, 이상 상황 발생시 상기 시퀀스 관리부를 통해 상기 차단기류를 순차적으로 차단하고 상기 누설 전류 감지부의 누설 전류 감지 여부에 따라 상기 감전 표시부를 점등시키며, 상기 센싱 신호를 기초로 이상 상황 해제시 상기 시퀀스 관리부를 통해 상기 감전 표시부를 점등한 상태에서 상기 차단기류를 차단 순서와 역순으로 순차 복구하되 복구 완료시 상기 누설 전류 감지부의 누설 전류 감지 여부에 따라 상기 감전 표시부의 소등을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명은 고저압 배전반, 전동기제어반 또는 분전반과 같은 배전기기에 구성된 센서부의 센싱 신호를 기초로 지진과 같은 이상 상황을 판단하여 안전하게 배전기기의 차단기류를 순차 차단시키도록 동작하며, 이상 상황 해제시 차단기류를 복구하는 과정에서 각 차단기의 순차 복구시마다 배전기기의 내부 상태를 고려하여 안전한 단계별 복구가 이루어지도록 하는 동시에 배전기기를 구성하는 구성요소 중 손상이 발생한 구성요소에 의해 발생하는 누설 전류를 감지하여 그 결과를 관리자가 인지할 수 있도록 표시함으로써, 관리자의 안전을 보장함과 동시에 안정적인 배전기기의 복구가 이루어지도록 지원하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 배전기기의 복구 과정에서 내부 온도에 따른 과열 여부를 감지하여 내부 온도가 정상 온도로 유지되도록 팬을 동작시켜 복구 과정에서 오류를 방지하는 동시에 정상 온도를 유지시키는 팬을 관리자가 외부에서 안전하게 교체할 수 있도록 지원하여 배전기기에 대한 관리 편의성 및 배전기기의 관리에 대한 안전성을 보장하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반, 전동기제어반 및 분전반 중 어느 하나로 구성된 배전기기의 상세 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배전기기에 구성되는 팬부의 구성 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배전기기의 제어 방법에 대한 순서도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배전기기의 단계별 복구 과정에 대한 순서도.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반, 전동기 제어반 및 분전반의 상세 구성을 설명한다.

이하 설명에서는, 상기 고저압 배전반, 전동기 제어반 및 분전반을 배전기기로 통칭하여 설명하며, 상기 배전기기는 고저압 배전반, 전동기 제어반 및 분전반 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배전기기는 기본적으로 배전기기의 본체를 구성하는 본체부(1)와, 상기 본체부(1)에 구성되는 제어부(110), 시퀀스 관리부(120), 전력 관리부(130), 센서부(140), 누설 전류 감지부(150), UPS(uninterruptible power supply)(160), 접지부(170), 표시부(180) 및 팬부(190)로 구성될 수 있으며, 상기 배전기기의 각 구성부 중 일부 구성부는 상기 본체부의 내부에 구성되고, 나머지 일부 구성부는 상기 본체부의 외부에 일부분 또는 전부가 노출되도록 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 배전기기의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 배전기기가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 배전기기가 구현될 수도 있다.

여기서, 상기 배전기기는 배전반, 분전반, 전동기 제어반, 자동 제어반, 태양광 발전장치 제어반 등을 포함하며, 지진과 같은 이상 상황 발생시 상기 배전기기에 제공되는 전력을 차단하는 동시에 상기 배전기기의 작동에 따라 잔류하는 충전 전력을 방전하여 상기 배전기기의 구성 요소를 보호하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 배전반을 기준으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 분전반을 포함하는 다양한 배전기기에 본 발명의 기술적 특징들을 적용할 수 있다.

상기 전력 관리부(130)는 전력 인입선을 통해 송전된 전력을 제공받고, 상기 제공받은 전력을 변압하고, 상기 변압된 전력을 부하(또는 계통)으로 송출할 수 있다.

또한, 상기 전력 관리부(130)는 도시된 바와 같이 복수의 배선과 1차 차단기(131), 변압기(132) 및 하나 이상의 2차 차단기(133)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 추가 변압기 및 추가 차단기가 하나 이상 추가 구성될 수 있다.

한편, 상기 전력 관리부(130)는 상기 전력 관리부(130)로 제공되는 전력을 차단하거나 복구하기 위해서, 상기 변압기(132)의 1차측에 연결된 상기 1차 차단기(131)와 상기 변압기(132)의 2차측에 연결된 하나 이상의 2차 차단기(133)를 포함하는 차단기류(131, 133)가 구성(또는 형성)될 수 있다.

이때, 상기 1차 차단기(131)는 VCB(Vacuum Circuit Breaker)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 2차 차단기(133)는 ACB(Air Circuit Breaker)로 구성될 수 있다. 이때, MCCB(Molded Case Circuit Breaker)가 상기 ACB를 대체하거나 또는 상기 2차 차단기(133)에 더 추가될 수도 있다.

또한, 상기 1차 차단기(131)는 상기 ACB로 구성되고, 상기 2차 차단기(133)는 MCCB로 구성될 수도 있다.

한편, 상기 시퀀스 관리부(120)는 지진과 같은 이상상황 발생시 차단기류(131, 133)를 제어하여 상기 전력 관리부(130)로 제공되는 전력을 차단하도록 구성되며, 이상 상황 해제시 상기 차단기류(131, 133)를 복구시켜 다시 안정적인 전력 공급이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 누설 전류 감지부(120)는 전력 관리부(130)의 선로 이상이나 변압기(132)나 차단기류(131, 133)의 고장에 따른 누설 전류를 감지하도록 동작할 수 있으며, 누설 전류 감지에 따른 감지 정보를 상기 제어부(110)로 제공할 수 있다.

또한, 상기 배전기기의 본체부(1) 외부에 노출되도록 표시부(180)가 구성될 수 있으며, 상기 표시부(180)는 도 2에 도시된 바와 같이 감전 표시부(181) 및 알림부(182)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 감전 표시부(181)는 상기 누설 전류의 감지 여부에 대한 결과를 점등 또는 소등을 통해 관리자에게 알릴 수 있도록 구성되며, 상기 알림부(182)는 상기 배전기기의 내부 상태에 대한 정보를 출력하여 제공할 수 있다.

한편, 상기 제어부(110)는 배전기기의 전반적인 제어 기능을 실행하며, 상기 센서부(140)의 센싱 신호를 기초로 미리 설정된 판단 기준에 따라 전력 관리부(130)의 과열 여부를 확인하거나 습도를 측정하여 결로 방지를 위해 상기 팬부(190)를 구동하여 상기 배전기기의 내부 온도 및 내부 습도를 조절할 수 있다.

이를 통해, 상기 제어부(110)는 배전기기를 최적의 운전 상태로 동작하도록 관리할 수 있다.

이때, 상기 센서부(140)는 지진 센서(지진 감지 센서)(142), 습도 센서(141) 및 온도 센서(143)를 각각 하나 이상의 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 센서(143)는 상기 전력 관리부(130)의 온도를 감지하도록 구성되거나 상기 배전기기 내부의 온도를 감지하도록 구성될 수 있으며, 상기 온도 센서(143)는 상기 전력 관리부(130) 내부에 전력 관리부(130)를 구성하는 구성요소별로 복수로 배치되어 과열 여부를 감지하도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 RAM, ROM, CPU, GPU, 버스를 포함할 수 있으며, RAM, ROM, CPU, GPU 등은 버스를 통해 서로 연결될 수 있다.

한편, 상기 제어부(110)는 상기 센서부(140)로부터 수신되는 센싱 신호를 기초로 미리 설정된 판단 기준에 따라 이상상황 발생 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 근거로 상기 전력 관리부(130)에 대한 관리 기능(또는 제어 기능)을 수행할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 시퀀스 관리부(120)를 통해 이상 상황 발생시 상기 차단기류(131, 133)를 제어하여, 상기 전력 관리부(130)로 제공되는 전력을 차단할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 이상상황 해제시에 상기 차단기류(131, 133)를 복구시켜 다시 안정적인 전력 공급이 이루어지도록 제어할 수 있다.

상술한 구성에서, 기존의 배전기기는 이상상황의 해제 이후 차단기류(131, 133)의 복구 과정에서 배전기기 내부 상태에 대한 점검 없이 차단기류(131, 133)를 복구하여 이상 상황에 따른 배전기기의 구성요소 중 손상이 발생한 구성요소에 의한 누설 전류가 발생하여 관리자가 감전되는 상황이 발생하거나 배전기기의 과열에 따른 배전기기의 손상 및 화재가 발생하는 위험이 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배전기기는 이상 상황 해제시 차단기류(131, 133)를 복구하는 과정에서 각 차단기의 순차 복구시마다 배전기기의 내부 상태를 고려하여 안전한 단계별 복구가 이루어지도록 하는 동시에 배전기기를 구성하는 구성요소 중 손상이 발생한 구성요소에 의해 발생하는 누설 전류를 감지하여 그 결과를 배전기기의 외부에 구성된 감전 표시부(181)를 통해 표시함으로써, 관리자의 안전을 보장함과 동시에 안정적인 배전기기의 복구가 이루어지도록 지원할 수 있다.

이에 따른 제어부(110)의 상세 동작 구성을 설명하면, 상기 제어부(110)는 상기 센서부(140)의 센싱 신호를 기초로 미리 설정된 판단 기준에 따라 이상 상황 발생 여부를 판단할 수 있다.

일례로, 상기 제어부(110)는 상기 센서부(140)의 지진 센서(142)를 통해 감지된 센싱 신호를 수신하면, 상기 센싱 신호를 기초로 지진에 의해 감지된 진동을 진도 등급으로 변환하고, 해당 진도 등급이 미리 설정된 판단 기준에 따라 미리 설정된 기준 진도 등급 이상인 경우 이상 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 이상 상황 발생시 상기 시퀀스 관리부(120)를 통해 상기 전력 관리부(130)에 구성된 차단기류(131, 133)를 순차적으로 차단할 수 있으며, 이를 통해 상기 전력 관리부(130)로 제공되는 전력을 차단할 수 있다.

이때, 상기 UPS(160)는 상기 제어부(110)의 제어에 따라 비상전력을 축전하며, 이상 상황 발생시 상기 제어부(110)의 제어에 따라 상기 제어부(110)로 비상전력(보조전원)을 공급할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 전력 관리부(130)의 차단기류(131, 133)에 포함된 각 차단기에 대한 차단 상태를 판단하여, 모든 차단기가 차단된 상태에서 상기 접지부(170)를 통해 접지 스위치를 단락시켜 상기 전력 관리부(130)에 잔류하는 전력을 접지로 방전시킬 수 있으며, 이를 통해 상기 전력 관리부(130)에 잔류하는 충전 전력으로 인한 피해로부터 상기 배전기기를 보호할 수 있다.

즉, 상기 제어부(110)는 이상 상황 발생에 따라 상기 시퀀스 관리부(120)를 통해 상기 전력 관리부(130)에 구성된 모든 차단기의 차단 상태를 판단하여, 상기 전력 관리부(130)의 차단기류(131, 133)가 모두 차단된 경우 상기 접지부(170)의 접지 스위치를 단락시켜 상기 전력 관리부(130)와 상기 접지를 연결할 수 있다.

이에 따라, 상기 전력 관리부(130)에 접지 전위가 인가되어 선로, 케이스 및 상기 변압기(132)의 충전 회로 등에 잔류하는 충전 전력을 용이하게 상기 접지로 방전시킬 수 있다.

한편, 상기 제어부(110)는 상기 누설 전류 감지부(120)로부터 수신되는 감지 정보를 기초로 누설 전류 발생시(감지시) 상기 UPS(160)로부터 수신된 비상 전력을 기초로 상기 표시부(180)에 구성된 감전 표시부(181)를 점등시킬 수 있다.

이때, 상기 누설 전류 감지부(120)는 상기 전력 관리부(130)의 선로 이상을 감지하여 이에 대한 감지 정보를 생성할 수도 있으며, 일례로 전력 인입선의 이상 여부, 상기 변압기(132)의 2차측 선로의 이상 여부, 부하(또는 계통)측 선로의 이상 여부 등을 감지할 수 있다.

또한, 상기 감전 표시부(181)는 누설 전류의 발생 여부를 표시하기 비상등 또는 표시등으로 구성될 수 있다.

한편, 상기 제어부(110)는 상기 이상 상황 발생 이후 상기 센서부(140)의 센싱 신호를 기초로 미리 설정된 판단 기준에 따라 이상 상황의 해제 여부를 결정하고, 이상 상황 해제시 상기 시퀀스 관리부(120)를 통해 상기 차단기류(131, 133)의 차단 순서와 역순으로 상기 차단기류(131, 133)에 구성된 각 차단기를 순차 복구하여 재기동시킬 수 있다.

이때, 상기 제어부(110)는 배전기기의 안전한 복구를 위해 상기 차단기류(131, 133)를 구성하는 각 차단기의 순차 복구시마다 상기 센서부(140)의 온도 센서(143)를 통해 수신된 온도 관련 센싱신호를 미리 설정된 온도 기준치와 비교하여 상기 온도 기준치 이상인 경우 상기 팬부(190)를 구동하여 상기 배전기기 본체부(1) 내부의 온도를 하강시키고, 상기 온도 관련 센싱 신호를 기초로 상기 배전기기 본체부(1)의 내부 온도가 상기 온도 기준치 미만인 상태에서 상기 차단기류(131, 133)의 각 차단기를 복구할 수 있다.

일례로, 상기 제어부(110)는 1차 차단기(131)의 복구 이전에 상기 온도 센서(143)로부터 수신된 제 1 센싱 신호와 상기 미리 설정된 온도 기준치를 비교하여 상기 제 1 센싱 신호에 따른 현재 온도값이 상기 온도 기준치 미만인 경우 상기 1차 차단기(131)를 복구하고, 상기 1차 차단기(131)가 복구된 이후 2차 차단기(133)의 복구시 상기 온도 센서(143)로부터 수신된 제 2 센싱 신호와 상기 온도 기준치를 비교하여 상기 제 2 센싱 신호에 따른 현재 온도값이 상기 온도 기준치 미만인 경우 상기 2차 차단기(133)를 복구할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 제 1 센싱 신호 및 제 2 센싱 신호 각각이 상기 온도 기준치 이상인 경우 상기 팬부(190)를 구동하여 상기 현재 온도값을 상기 온도 기준치 미만으로 하강시킨 상태에서 상기 1차 및 2차 차단기(131, 133) 각각을 복구할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 센서부(140)의 습도 센서(141)를 통해 수신된 습도 관련 센싱신호를 미리 설정된 습도 기준치와 비교할 수 있으며, 상술한 온도 비교와 마찬가지로 차단기류(131, 133)를 구성하는 각 차단기의 복구시마다 상기 습도 관련 센싱신호와 습도 기준치를 비교하여 현재 습도값이 상기 습도 기준치 이하일 때 상기 차단기를 복구할 수 있다.

이때, 상기 제어부(110)는 차단기류(131, 133)를 구성하는 각 차단기의 복구 과정에서 배전기기 내부의 온도와 습도를 모두 고려하여 특정 차단기의 복구 단계에서 복구 이전에 상기 센서부(140)의 센싱 신호를 기초로 현재 습도값과 현재 온도값을 상기 습도 기준치 및 온도 기준치와 비교하여, 상기 현재 습도값이 상기 습도 기준치 미만이면서 상기 현재 온도값이 상기 온도 기준치 미만일 때 상기 특정 차단기를 복구할 수 있다.

또한, 상술한 구성에서 상기 제어부(110)는 각 차단기의 복구시마다 차단기의 복구 이전에 누설 전류 감지부(120)의 감지정보를 기초로 누설 전류 감지 여부를 판단할 수 있으며, 누설 전류가 감지되는 경우 복구를 중단하고 복구 중단 시점에 기동 중인(이미 복구된) 차단기를 다시 순차 차단시킬 수도 있다.

한편, 상술한 구성에서 상기 제어부(110)는 상기 현재 온도값 또는 현재 습도값이 온도 기준치 또는 습도 기준치 이상인 경우 상기 팬부(190)를 구동하여 상기 배전기기 본체부(1)의 내부 온도 또는 내부 습도를 하강시킬 수 있다.

이때, 상기 팬부(190)는 상기 본체부(1) 내부의 공기를 외부로 배기하는 하나 이상의 배기팬 및 외부의 공기를 상기 본체부(1) 내부로 흡기하는 하나 이상의 흡기팬을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 팬부(190)는 상기 흡기팬 및 배기팬 중 하나 혹은 복수의 기능을 수행하는 단일 팬을 구비할 수도 있다.

또한, 상기 배기팬은 상부의 뜨거운 공기를 배기하고, 흡기팬은 외부의 찬 공기를 흡기하여 배전기기의 내부 온도 및 이슬점 온도를 하강시킬 수 있으며, 이를 통해 결로 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 팬부(190)는 상기 흡기팬과 배기팬을 각각 개폐하는 복수의 개폐 도어를 포함하며, 상기 개폐 도어는 제어 입력에 의하여 개방되거나 폐쇄되도록 구동할 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 팬부(190)의 동작에 연동하여 동작될 수도 있다.

이에 따라, 상기 제어부(110)는 상기 현재 온도값 또는 현재 습도값이 상기 온도 기준치 또는 습도 기준치 이상인 경우 상기 팬부(190)를 구동하여 상기 현재 온도값 또는 현재 습도값을 하강시켜 상기 센서부(140)의 센싱신호에 따른 현재 온도값 또는 현재 습도값이 상기 온도 기준치 또는 습도 기준치 미만으로 측정된 상태에서 복구가 이루어지도록 할 수 있다.

이에 따라, 상기 제어부(110)는 배전기기의 복구 과정에서 배전기기의 내부 온도에 따른 과열 여부와 배전기기의 내부 습도에 따른 습기 발생 여부를 감지하여 정상 온도 및 정상 습도에서 복구 과정이 진행되도록 함으로써, 정상 온도 및 정상 습도 범위 외에서 복구시 배전기기의 과열이나 습도에 따른 기자재 손상에 의해 발생할 수 있는 전력 관리부(130)의 피해를 방지하고, 복구 과정에서의 오류를 방지할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 시퀀스 관리부(120)를 통해 각 차단기를 복구할 수 있으며, 상기 시퀀스 관리부(120)를 통해 현재 복구된 차단기를 식별할 수 있다.

이때, 상기 시퀀스 관리부(120)는 상기 제어부(110)의 제어에 의해 상기 1차 차단기(131)에서 상기 2차 차단기(133) 순으로 순차 복구함으로써, 상기 2차 차단기(133)를 먼저 기동시키거나 상기 1차 차단기(131)와 상기 2차 차단기(133)를 동시에 복구하여 상기 1차 차단기(131) 측으로 순간적인 돌입 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 돌입 전류로 인하여 상기 1차 차단기(131)가 파손되거나 선로와 상기 1차 차단기(131)의 접점에서 스파크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 제어부(110)는 상기 시퀀스 관리부(120)와 연동하여 상기 각 차단기의 복구 상태를 기초로 복구 완료 여부를 확인할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 1차 차단기(131) 및 상기 2차 차단기(133)가 순차적으로 모두 복구된 복구 완료 상태에서 상기 누설 전류 감지부(120)로부터 수신된 감지 정보를 기초로 누설 전류가 감지되지 않는 경우 상기 감전 표시부(181)를 소등시킬 수 있다.

이때, 상기 제어부(110)는 이상 상황 발생시 누설 전류가 감지되어 상기 감전 표시부(181)가 점등된 상태인 경우 이상 상황이 해제되어 상기 차단기류(131, 133)를 순차 복구하는 과정에서 상기 감전 표시부(181)를 점등 상태로 유지할 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 이상 상황 발생시 누설 전류의 감지 여부와 관계없이 상기 감전 표시부(181)를 점등시킬 수도 있으며, 이상 상황이 해제되어 모든 차단기류(131, 133)가 복구 완료된 상태에서 상기 누설 전류 감지부(120)를 통한 감지정보에 따라 누설 전류가 감지되지 않는 경우에 상기 감전 표시부(181)를 소등시킬 수도 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 이상상황 해제 후 상기 차단기류(131, 133)의 복구 완료시 상기 접지부(170)의 접지 스위치를 개방하여 상기 전력 관리부(130)에 제공되는 전력이 변압되어 상기 부하로 송출되도록 할 수 있다.

이때, 상기 제어부(110)는 상기 감지 정보를 기초로 누설 전류가 여전히 감지되는 경우 상기 감전 표시부(181)의 점등 상태를 유지할 수 있으며, 상기 차단기류(131, 133)를 상기 시퀀스 관리부(120)를 통해 다시 순차적으로 차단하고 비상 전력으로 동작하여 상기 접지부(170)를 통해 누설 전류를 제거하고, 상기 전력 관리부(130)의 잔류 전력을 방전시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(110)는 상기 감지정보를 기초로 누설 전류가 감지되지 않는 경우 상기 감전 표시부(181)를 소등시킬 수 있다.

이를 통해, 상기 제어부(110)는 복구 완료 이후에 관리자가 배전기기를 점검하고자 하는 경우 누설 전류 발생 여부를 감전 표시부(181)를 통해 표시함으로써, 관리자가 감전 표시부(181)를 통해 누설 전류 발생 여부를 확인하여 누설 전류가 제거된 상태에서 배전기기에 대한 점검이 이루어지도록 지원함으로써 관리자의 안전사고 발생을 예방할 수 있다.

한편, 상술한 구성에서 상기 제어부(110)는 복구 완료시점부터 미리 설정된 시간 동안 상기 센서부(140)를 통해 수신된 온도 관련 센싱 신호를 수신하여 현재 온도 패턴을 생성하고, 상기 현재 온도 패턴을 미리 설정된 정상 온도 패턴과 비교하여 미리 설정된 기준치 이상 차이가 발생하는 경우 다시 상기 차단기류(131, 133)를 순차 차단할 수도 있다.

이를 통해, 상기 제어부(110)는 이상 상황 해제 이후 배전기기의 내부 기자재 손상에 의한 과열 여부를 판단하여 배전기기에 이상 발생시 전력 관리부(130)를 차단함으로써 배전기기의 손상을 방지할 수 있다.

한편, 상술한 구성에서 상기 제어부(110)는 상기 팬부(190)를 구동하는 과정에서 상기 팬부(190)의 이상 여부를 판단할 수 있으며, 상기 팬부(190)에 이상 발생시 상기 표시부(180)에 구성된 알림부(182)를 통해 상기 팬부(190)의 이상 여부에 대한 알림정보를 출력할 수 있다.

이때, 상기 제어부(110)는 상기 팬부(190)의 자체 이상 여부를 판단하거나, 상기 팬부(190)의 구동에도 불구하고 현재 온도값 또는 현재 습도값이 미리 설정된 온도 기준치 또는 습도 기준치 미만으로 하강하지 않는 경우 팬부(190)에 이상이 발생한 것으로 판단하고, 판단 결과에 대한 알림정보를 상기 표시부(180)에 구성된 알림부(182)를 통해 출력할 수 있다.

또한, 상기 팬부(190)는 상기 팬부(190)를 구성하는 각 팬의 이상 여부를 감지하는 이상 감지부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부(110)는 상기 이상 감지부로부터 수신된 감지 정보를 기초로 상기 팬부(190)의 이상 여부를 판단할 수 있다.

이에 따라, 관리자는 상기 알림부(182)를 통해 출력된 알림정보를 기초로 팬부(190)의 이상 여부를 판단할 수 있으며, 상기 팬부(190)에 이상 발생시 이를 교체할 수 있다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 팬부(190)의 안정적인 교체를 위해 상기 팬부(190)는 상기 배전기기의 본체부(1) 일부에 교체 가능하도록 구성될 수 있으며, 일례로 상기 본체부(1)의 상부에 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 팬부(190)는 상기 본체부(1)와 전기적으로 절연되도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 배전기기에 누설 전류가 발생한 상태에서도 안정적으로 팬부(190)를 교체하여 배전기기의 과열 및 손상을 방지할 수 있다.

한편, 상기 제어부(110)는 상기 알림부(182)를 통해 상기 센서부(140)로부터 수신된 센싱신호에 따른 온도, 습도, 지진 등에 대한 측정값과 상기 차단기류(131, 133)의 차단 또는 복구 상태 등에 대한 정보를 출력할 수 있으며, 이를 통해 관리자가 용이하게 배전기기의 내부 상태를 확인할 수 있도록 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배전기기의 제어 방법에 대한 순서도이다.

도시된 바와 같이, 상기 배전기기 내부에 구성된 제어부(110)는 상기 배전기기에 대한 온도, 습도 및 지진 중 적어도 하나에 대한 센싱 신호를 제공하는 센서부(140)의 상기 센싱 신호를 기초로(S1) 미리 설정된 이상 판단 기준에 따라 이상 상황 발생 여부를 판단할 수 있다(S2).

또한, 상기 제어부(110)는 이상 상황 발생시 UPS(160)로부터 제공되는 비상 전원을 기초로 동작하고, 상기 배전기기에 구성되는 복수의 차단기로 구성된 차단기류(131, 133)를 순차 차단할 수 있다(S3).

이때, 상기 제어부(110)는 상기 배전기기에 구성된 누설 전류 감지부(120)의 누설 전류 감지 여부에 따라 상기 배전기기의 외부에 구성된 감전 표시부(181)를 점등시킬 수 있다(S3).

이후, 상기 제어부(110)는 상기 센싱신호를 기초로 미리 설정된 판단 기준에 따라 이상 상황 해제 여부를 판단하고(S4), 이상 상황 해제시 상기 차단기류(131, 133)를 시퀀스 관리부(120)를 통해 상기 차단 순서와 역순으로 순차 복구할 수 있다(S5).

다음, 상기 제어부(110)는 차단기류(131, 133)의 복구 완료시(S6) 상기 누설 전류 감지부(120)를 통한 상기 누설 전류 감지 여부(S7)와 감전 표시부(181)의 표시 상태를 판단하고(S8), 누설 전류가 감지되는 경우 상기 감전 표시부(181)를 점등된 상태로 유지하고, 상기 누설 전류가 감지되지 않는 경우 상기 감전 표시부(181)를 소등시킬 수 있다(S9).

한편, 상술한 구성에서 상기 제어부(110)는 상기 차단기류(131, 133)의 복구 과정에서 안전한 복구를 지원하기 위해 도 4와 같은 순서로 동작할 수 있다.

우선, 상기 제어부(110)는 이상 상황 해제시 차단기류(131, 133)의 복구를 시작하며(S11), 차단기류(131, 133)를 구성하는 복수의 차단기를 상기 차단기류(131, 133)의 차단 순서와 역순으로 복구 순서를 결정하고(S12), 현재 복구 대상 차단기를 식별할 수 있다(S13).

이때, 상기 제어부(110)는 현재 복구 대상인 복구 대상 차단기의 복구 이전에 상기 누설 전류 감지부(120)의 감지 정보를 기초로 누설 전류 발생 여부를 판단할 수 있으며(S14), 누설 전류 발생시 복구를 중단하고 기동 중인 차단기가 존재하는 경우 상기 시퀀스 관리부(120)를 제어하여 상기 차단기류(131, 133)를 순차 차단할 수 있다(S15).

한편, 상기 제어부(110)는 누설 전류가 감지되지 않는 경우 복구 대상 차단기의 복구 이전에 상기 센서부(140)의 온도 관련 센싱신호를 기초로 상기 배전기기의 내부 온도가 미리 설정된 온도 기준치 이상인지 여부를 판단하고(S16), 내부 온도가 온도 기준치 이상인 경우 상기 배전기기의 본체부(1)에 구성되어 상기 본체부(1) 내부의 공기를 배출하는 팬부(190)를 구동하여 팬부(190)를 구동하여 상기 본체부(1) 내부의 온도를 하강시킬 수 있다(S17).

또한, 상기 제어부(110)는 상기 센서부(140)의 센싱 신호를 기초로 상기 배전기기 내부의 현재 온도가 상기 온도 기준치 미만인 경우 복구 대상 차단기를 복구시킬 수 있다(S18).

이후, 상기 제어부(110)는 상기 시퀀스 관리부(120)와 연동하여 상기 차단기류(131, 133)의 복구 완료 여부를 판단하고, 다음 순서의 복구 대상 차단기가 존재하는 경우 상술한 동작 구성과 동일하게 다음 순서의 복구 대상 차단기를 복구시키며, 상기 차단기류(131, 133)를 구성하는 모든 차단기의 복구 완료시 복구가 완료된 것으로 판단할 수 있다(S19).

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.

1: 배전기기 본체부 110: 제어부
120: 시퀀스 관리부 130: 전력 관리부
140: 센서부 150: 누설전류 감지부
160: UPS 170: 접지부
180: 표시부 181: 감전 표시부
182: 알림부 190: 팬부

Claims (1)

1. 고저압 배전반의 본체를 구성하는 본체부;
   상기 본체부 내부에 구성되며, 복수의 배선과 변압기 및 복수의 차단기로 구성된 차단기류를 포함하는 전력 관리부;
   전원 차단 시 비상 전원을 제공하는 UPS;
   지진, 온도 및 습도 중 적어도 하나를 감지하는 복수의 센서로 구성된 센서부;
   상기 전력 관리부의 차단기류를 순차적으로 차단하거나 기동시키는 시퀀스 관리부;
   상기 전력 관리부에 대한 누설 전류를 감지하는 누설 전류 감지부;
   상기 본체부 외부에 구성되어 누설 전류 여부를 표시하는 감전 표시부; 및
   상기 센서부의 센싱신호를 기초로 미리 설정된 이상 판단 기준에 따라 이상 상황을 판단하여, 이상 상황 발생시 상기 시퀀스 관리부를 통해 상기 차단기류를 순차적으로 차단하는 제어부;를 포함하는 내진의 단계별 차단 복구 및 최적 운전기능을 구비한 고저압 배전반.

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