KR20180097298A - 전기 배선 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

전기 배선 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

전기 배선 모니터링 시스템이 개시된다. 전기 배선 모니터링 시스템은 전원 인입선과 연결되며, 상기 전원 인입선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제1전압/전류값을 생성하는 전력량계; 상기 전력량계와 연결되고, 벽체 내부에 매설되는 주 전력 공급 배선; 상기 벽체의 벽면에 설치되고 상기 주 전력 공급 배선의 끝단과 연결되며, 상기 주 전력 공급 배선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제2전압/전류값을 생성하는 모니터링 콘센트부; 및 상기 제1전압/전류값과 상기 제2전압/전류값을 비교하여 상기 주 전력 공급 배선의 연결 상태를 판별하는 전력 모니터링부를 포함할 수 있다.

Description

전기 배선 모니터링 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING ELECTRIC WIRING}
본 발명은 전기 배선 모니터링 시스템 및 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 벽체 내부에 매설된 전기 배선의 열화 발생을 모니터링할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
건물 내에 전기를 공급하기 위한 전기 배선은 일반적으로 벽체 내에 매설된다. 때문에, 전기 배선의 상태를 점검하기가 쉽지 않다. 절연 불량, 전선 피복의 손상, 저항 발생 등으로 전기 배선이 열화될 경우 화재 원인이 될 수 있다. 더욱이 콘크리트가 아닌 목재 벽체에 전기 배선이 매설될 경우, 화재 위험이 커진다.
때문에, 벽체 내에 매설된 전기 배선의 상태를 점검할 수 있는 기술이 요구된다.
한국 등록특허 제10-1135985호
본 발명은 벽체 내에 매설된 전기 배선의 상태를 점검할 수 있는 전기 배선 모니터링 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전기 배선 모니터링 시스템은 전원 인입선과 연결되며, 상기 전원 인입선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제1전압/전류값을 생성하는 전력량계; 상기 전력량계와 연결되고, 벽체 내부에 매설되는 주 전력 공급 배선; 상기 벽체의 벽면에 설치되고 상기 주 전력 공급 배선의 끝단과 연결되며, 상기 주 전력 공급 배선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제2전압/전류값을 생성하는 모니터링 콘센트부; 및 상기 제1전압/전류값과 상기 제2전압/전류값을 비교하여 상기 주 전력 공급 배선의 연결 상태를 판별하는 전력 모니터링부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 콘센트부는 상기 주 전력 공급 배선과 연결되며, 전자기기의 플러그가 삽입되는 단자부; 상기 주 전력 공급 배선과 연결되며, 상기 전력의 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 주 전력 공급 배선과 연결되며, 상기 전력의 전류를 측정하는 전류 측정부; 상기 전압 측정부에서의 측정 전압과 상기 전류 측정부에서의 측정 전압을 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터부; 상기 A/D컨버터로부터 상기 디지털 신호를 수신하는 처리부; 및 상기 처리부에서 수신된 상기 디지털 신호를 상기 전력 모니터링부에 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2전압/전류값은, 상기 단자부에 상기 플러그가 삽입되지 않은 무부하 상태에서 상기 전력의 전압 및 전류를 측정한 무부하 전압 및 전류값과, 상기 단자부에 상기 플러그가 삽입된 과부하 상태에서 상기 전력의 전압 및 전류를 측정한 과부하 전압 및 전류값을 포함하며, 상기 전력 모니터링부는 상기 제1전압/전류값, 상기 무부하 전압 및 전류값, 상기 과부하 전압 및 전류값을 비교하여 상기 주 전력 공급 배선의 연결 상태를 판별할 수 있다.
또한, 상기 주 전력 공급 배선 상의 서로 상이한 복수의 지점에서 각각 분기되며, 상기 벽체 내부에 매설되는 분기 전력 공급 배선들; 및 상기 벽체의 벽면에 설치되며, 상기 분기 전력 공급 배선들의 끝단과 연결되는 복수의 콘센트부를 포함하되, 상기 주 전력 공급 배선은 상기 분기 전력 공급 배선들보다 배선 길이가 길 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기 배선 모니터링 방법은 전력량계에서 전원 인입선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제1전압/전류값을 생성하는 단계; 벽체 내부에 매설된 주 전력 공급 배선을 통해 상기 전력량계와 연결된 모니터링 콘센터부에서 상기 주 전력 공급 배선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제2전압/전류값을 생성하는 단계; 및 상기 제1전압/전류값과 상기 제2전압/전류값을 비교하여 상기 주 전력 공급 배선의 연결 상태를 판별하는 단계를 포함하되, 상기 주 전력 공급 배선 상에는 서로 상이한 복수의 지점에서 분기 전력 공급 배선들이 분기되어 상기 벽체 내부에 매설되며, 상기 주 전력 공급 배선은 상기 분기 전력 공급 배선들보다 배선 길이가 길 수 있다.
본 발명에 의하면, 전력량계에서 측정되는 전압/전류값과 콘센트에서 측정되는 전압/전류값을 비교하여 벽체 내에 매설된 전기 배선의 상태를 점검할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 배선 모니터링 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 전력량계를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 모니터링 콘센트부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 전력 모니터링부를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 배선 모니터링 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 전력량계를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 모니터링 콘센트부를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 1의 전력 모니터링부를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 전기 배선 모니터링 시스템(10)은 전력량계(100), 주 전력 공급 배선(130), 분기 전력 공급 배선(140 내지 160), 다수의 콘센트(170 내지 190), 모니터링 콘센트부(200), 그리고 전력 모니터링부(300)를 포함한다.
전력량계(100)는 전원 인입선을 통해 전달되는 전력량을 측정한다. 전력량계(100)는 전압 측정부(111), 전류 측정부(112), A/D 컨버터부(113), 처리부(114), 통신부(115), 데이터 저장부(116), 전원부(117), 그리고 디스플레이부(118)를 포함한다.
전압 측정부(111)는 전원 인입선을 통해 전달되는 전력의 전압을 측정하여 전압값을 생성한다.
전류 측정부(112)는 전원 인입선을 통해 전달되는 전력의 전류를 측정하여 전류값을 생성한다.
A/D 컨버터부(113)는 전압 측정부(111)에서 전달된 전압값과 전류 측정부(112)에서 전류값을 디지털 신호로 변환하여 제1전압/전류값을 생성한다. 전압 측정부(111)에서 측정된 전압값과 전류 측정부(112)에서 측정된 전류값은 아날로그 값으로 표현되는데, 이를 디지털 신호로 변경함으로써 신호의 처리 및 가공의 자유도를 높일 수 있다. 이렇게 디지털 신호로 변경된 제1전압/전류값은 처리부(114)에서 처리되어 디플레이부(119)를 통해 디스플레이될 수 있고, 이를 통해, 사용자가 현재까지 사용한 전력량에 대한 정보를 직관적으로 파악할 수 있다.
처리부(114)는 A/D 컨버터부(113)를 통해 디지털 신호로 변환된 제1전압/전류값으로부터 전력량을 산출하고, 전력량 정보를 데이터 저장부(116) 및 통신부(115)에 전송한다.
데이터 저장부(116)는 처리부(114)에서 전달된 전력량 정보를 저장하고, 저장된 데이터를 처리부(114)에 전달한다.
통신부(115)는 처리부(114)의 요청에 의해, 전력량 정보를 전력 모니터링부(300)에 전송한다.
주 전력 공급 배선(130)은 벽체 내부에 매설되며, 전력량계(100)와 모니터링 콘센트부(200)를 연결한다. 주 전력 공급 배선(130)은 벽체 내에 매설되어 전력을 공급하는 배선들 중 가장 길이가 긴 배선이다. 때문에, 주 전력 공급 배선(130)에서 분기되는 분기 전력 공급 배선(140, 150, 160)들 전부와의 연결 상태에 대해 모니터링이 가능하다.
모니터링 콘센트부(200)는 벽체의 벽면에 설치되며, 주 전력 공급 배선(130)의 끝단과 연결된다. 모니터링 콘센트부(200)는 주 전력 공급 배선(130)을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제2전압/전류값을 생성한다.
도 3을 참조하면, 모니터링 콘센트부(200)는 단자부(211), 전압 측정부(212), 전류 측정부(213), A/D컨버터부(214), 처리부(215), 그리고 통신부(216)를 포함한다.
단자부(211)는 주 전력 공급 배선(130)의 끝단이 연결되며, 전자 기기(20)의 플러그가 삽입되는 삽입구를 갖는다. 플러그의 삽입으로 주 전력 공급 배선(130)으로부터 전자 기기(20)로 전력이 전달된다.
전압 측정부(212)는 주 전력 공급 배선(130)과 연결되며, 주 전력 공급 배선(130)을 통해 전달되는 전력의 전압을 측정하여 전압값을 생성한다. 전압 측정부(212)는 단자부(211)에 전자 기기(20)가 연결된 과부하 상태에서 전압을 측정하고, 전자기기(20)가 연결되지 않은 무부하 상태에서 전압을 각각 측정한다.
전류 측정부(213)는 주 전력 공급 배선(130)과 연결되며, 주 전력 공급 배선(130)을 통해 전달되는 전력의 전류를 측정하여 전류값을 생성한다. 전류 측정부(213)는 단자부(211)에 전자 기기(20)가 연결된 부하 상태에서 전류를 측정하고, 전자 기기(20)가 연결되지 않은 무부하 상태에서 전류를 각각 측정한다.
A/D 컨버터부(214)는 전압 측정부(212)에서 전달된 전압값과 전류 측정부(213)에서 전달된 전류값을 디지털 신호로 변환하여 제2전압/전류값을 생성한다. 제2전압/전류값에는 과부하 상태의 과부하 전압 및 전류값과, 무부하 상태의 무부하 전압 및 전류값을 포함한다.
처리부(215)는 A/D 컨버터부(214)를 통해 디지털 신호로 변환된 제2전압/전류값을 통신부(216)를 통해 전력 모니터링부(300)에 전송한다.
분기 전력 공급 배선(140, 150, 160)들은 벽체 내부에 매설되며, 주 전력 공급 배선(130) 상에서 서로 상이한 복수의 지점에서 각각 분기된다. 분기 전력 공급 배선(140, 150, 160)들은 주 전력 공급 배선(130)보다 짧은 배선 길이를 갖는다.
콘센트부(170, 180, 190)는 벽체의 벽면에 설치되며, 분기 전력 공급 배선(140, 150, 160)들의 끝단과 연결된다. 콘센트부(170, 180, 190)에는 전자 기기(30)의 플러그가 삽입될 수 있는 삽입구가 각각 제공된다.
전력 모니터링부(300)는 전력량계(100)로부터 수신된 제1전압/전류값과 모니터링 콘센터부(200)로부터 수신된 제2전압/전류값을 비교하여 주 전력 공급 배선(130)의 연결 상태를 판별한다. 전력 모니터링부(300)는 벽체의 벽면에 제공된 월-패드(wall-pad)로 제공될 수 있다.
도 4를 참조하면, 전력 모니터링부(300)는 통신부(311), 처리부(312), 그리고 디스플레이부(313)를 포함한다.
통신부(311)는 전력량계(100)의 통신부(115)와 모니터링 콘센트부(200)의 통신부(216)로부터 제1전압/전류값과 제2전압/전류값을 수신하고, 이를 처리부(312)에 전달한다.
처리부(312)는 제1전압/전류값과 제2전압/전류값을 비교하여 주 전력 공급 배선(130)의 연결 상태를 판별한다.
주 전력 공급 배선(130)이 정상 상태일 경우, 전력량계(100)에서 측정된 전압값과 모니터링 콘센트부(200)에서 측정된 전압값은 동일 값을 갖는다. 반면, 주 전력 공급 배선(130)에서 전압 손실이 발생하는 등의 비정상 상태일 경우, 모니터링 콘센트부(200)에서 측정된 전압값은 전력량계(100)에서 측정된 전압값보다 작은 값을 갖는다. 예컨대, 전원 인입선을 통해 220V 전압이 공급되는 경우, 전력량계에서 측정 전압은 220V이고 모니터링 콘센트부에서 측정 전압은 210V일 경우, 주 전력 공급 배선(130)에서 전압 손실이 발생됨을 알 수 있다. 전압 손실은 주 전력 공급 배선(130)에서의 추가 저항 발생이 원인이며, 손실된 에너지는 주 전력 공급 배선(130)의 열화로 작용한다.
또한, 주 전력 공급 배선(130)에 누전이 발생된 경우, 모니터링 콘센트부(200)에서 측정된 전류값은 전력량계(100)에서 측정된 전류값과 큰 차이를 보인다. 이와 같이, 측정된 전류값의 비교를 통해 누전 여부를 모니터링할 수 있다.
또한, 처리부(312)는 과부하 전압 및 전류값과 무부하 전압 및 전류값을 비교하여 주 전력 공급 배선(130)의 연결 상태를 판별한다. 주 전력 공급 배선(130)의 정상 상태와 비정상 상태 각각에서 측정한 과부하 전압 및 전류값과 무부하 전압 및 전류값은 서로 상이한 값을 갖는다. 이를 통해 주 전력 공급 배선(130)의 연결 상태를 판별할 수 있다.
디스플레이부(313)는 처리부(312)에서 판별된 주 전력 공급 배선(130)의 상태를 표시한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기배선 모니터링 방법은 전력량계(100)에서 전원 인입선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제1전압/전류값을 생성하는 단계와, 벽체 내부에 매설된 주 전력 공급 배선(130)을 통해 상기 전력량계(100)와 연결된 모니터링 콘센터부(200)에서 주 전력 공급 배선(130)을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제2전압/전류값을 생성하는 단계, 그리고 제1전압/전류값과 제2전압/전류값을 비교하여 주 전력 공급 배선(130)의 연결 상태를 판별하는 단계를 포한한다. 주 전력 공급 배선(130) 상에는 서로 상이한 복수의 지점에서 분기 전력 공급 배선(140, 150, 160)들이 분기되어 상기 벽체 내부에 매설되며, 주 전력 공급 배선(130)은 분기 전력 공급 배선(170, 180, 190)들보다 배선 길이가 길다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10: 전기 배선 모니터링 시스템
100: 전력량계
130: 주 전력 공급 배선
140, 150, 160: 분기 전력 공급 배선
170, 180, 190: 다수의 콘센트
200: 모니터링 콘센트부
300: 전력 모니터링부

Claims (5)

  1. 전원 인입선과 연결되며, 상기 전원 인입선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제1전압/전류값을 생성하는 전력량계;
    상기 전력량계와 연결되고, 벽체 내부에 매설되는 주 전력 공급 배선;
    상기 벽체의 벽면에 설치되고 상기 주 전력 공급 배선의 끝단과 연결되며, 상기 주 전력 공급 배선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제2전압/전류값을 생성하는 모니터링 콘센트부; 및
    상기 제1전압/전류값과 상기 제2전압/전류값을 비교하여 상기 주 전력 공급 배선의 연결 상태를 판별하는 전력 모니터링부를 포함하는 전기 배선 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링 콘센트부는
    상기 주 전력 공급 배선과 연결되며, 전자기기의 플러그가 삽입되는 단자부;
    상기 주 전력 공급 배선과 연결되며, 상기 전력의 전압을 측정하는 전압 측정부;
    상기 주 전력 공급 배선과 연결되며, 상기 전력의 전류를 측정하는 전류 측정부;
    상기 전압 측정부에서의 측정 전압과 상기 전류 측정부에서의 측정 전압을 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터부;
    상기 A/D컨버터로부터 상기 디지털 신호를 수신하는 처리부; 및
    상기 처리부에서 수신된 상기 디지털 신호를 상기 전력 모니터링부에 전송하는 통신부를 포함하는 전기 배선 모니터링 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2전압/전류값은,
    상기 단자부에 상기 플러그가 삽입되지 않은 무부하 상태에서 상기 전력의 전압 및 전류를 측정한 무부하 전압 및 전류값과,
    상기 단자부에 상기 플러그가 삽입된 과부하 상태에서 상기 전력의 전압 및 전류를 측정한 과부하 전압 및 전류값을 포함하며,
    상기 전력 모니터링부는 상기 제1전압/전류값, 상기 무부하 전압 및 전류값, 상기 과부하 전압 및 전류값을 비교하여 상기 주 전력 공급 배선의 연결 상태를 판별하는 전기 배선 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 전력 공급 배선 상의 서로 상이한 복수의 지점에서 각각 분기되며, 상기 벽체 내부에 매설되는 분기 전력 공급 배선들; 및
    상기 벽체의 벽면에 설치되며, 상기 분기 전력 공급 배선들의 끝단과 연결되는 복수의 콘센트부를 포함하되,
    상기 주 전력 공급 배선은 상기 분기 전력 공급 배선들보다 배선 길이가 긴 전기 배선 모니터링 시스템.
  5. 전력량계에서 전원 인입선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제1전압/전류값을 생성하는 단계;
    벽체 내부에 매설된 주 전력 공급 배선을 통해 상기 전력량계와 연결된 모니터링 콘센터부에서 상기 주 전력 공급 배선을 통해 전달되는 전력의 전압 및 전류를 측정하여 제2전압/전류값을 생성하는 단계; 및
    상기 제1전압/전류값과 상기 제2전압/전류값을 비교하여 상기 주 전력 공급 배선의 연결 상태를 판별하는 단계를 포함하되,
    상기 주 전력 공급 배선 상에는 서로 상이한 복수의 지점에서 분기 전력 공급 배선들이 분기되어 상기 벽체 내부에 매설되며,
    상기 주 전력 공급 배선은 상기 분기 전력 공급 배선들보다 배선 길이가 긴 전기 배선 모니터링 시스템.
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