KR20180119461A - 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치(100)에 관한 것으로서, 전원부(10)의 3상(R,S,T)과 중성선(N)에서 발생되는 영상고조파를 제거하기 위해 설치되는 영상고조파 필터부(110)와; 상기 영상고조파 필터부(110)를 내부에 수용하며 상기 영상고조파 필터부(110)에서 영상고조파 제거 시에 발생되는 열을 측정하기 위한 저항 센서(122) 및 방열을 위한 급기팬(124)이 설치되는 함체(120)와; 상기 저항 센서(122)에서 측정된 저항값이 제1 저항 기준치 초과 시 상기 급기팬(124)이 작동하도록 제어하는 제어부(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지하는 기능을 구비하여 영상고조파 필터가 영상고조파를 제거하는 과정에서 발생하는 열로 인한 영상고조파 필터의 팽창이나 폭발 등을 효과적으로 방지함으로써 영상고조파 필터를 보다 안전하게 사용할 수 있다.

Description

과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치{Zero-phase harmonic reduction apparatus having overheat and overload protection function}

본 발명은 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치에 관한 것으로서, 특히 영상고조파를 제거하는 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지할 수 있는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 고조파(Harmonics)란 기본 주파수의 2배, 3배, 4배와 같이 정수배에 해당하는 주파수를 말하며, 왜곡파 또는 왜형파라고 하며, 특히 여러 차수의 고주파 중에서 3, 6, 9 등과 같이 고주파 차수가 3의 배수에 해당하는 고주파 성분을 영상고조파라고 한다.

3상4선식을 채택하고 있는 우리나라의 배전 계통의 특징상 단상부하와 3상부하가 혼합되어 중성선에는 불평형 전류가 흐르게 되고, 최근에는 컴퓨터, LED 등 조명장치, 복사기 등 사무기기, 무정전전원공급장치(UPS) 등과 같은 비선형 부하장치의 증가로 인하여 중선선에는 더 많은 영상고조파가 흐르게 된다. 영상고조파는 각 3상의 위상이 동상의 값을 가지므로 단상전원 3개가 병렬로 연결된 것과 같이 중성선에 중첩되어 최대 3배의 영상고조파가 흐르게 된다. 이와 같이 중성선에 과다한 영상고조파가 흐르게 되면 중성선 도체의 과열, 배전 변압기의 성능저하, 전압의 왜곡, 통신선 잡음, 전기 전자 장비의 오작동 등의 장해를 일으키게 된다.

한편, 전력선에서 발생하는 영상고조파를 제거하기 위해 통상적으로 지그재그(Zig Zag)방식의 영상고조파 필터를 설치하는데 영상고조파를 제거하는 과정에서 열이 많이 발생하여 영상고조파 필터가 터지는 등의 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 관련 분야 특허 기술로서, 복수의 차단기가 분전반으로 결선되고, 전원의 3상(A, B, C) 및 중성선(N)이 분전반 차단기를 거쳐 영상고조파 저감장치의 결선변압기의 각 위상선(A, B, C)과 중성선(N)에 연결되되, 상기 중성선(N)에는 차단스위치를 개재시켜, 결선변압기가 설정된 일정온도이상 상승 시 회로를 차단하고, 다시 결선변압기의 온도가 일정온도 미만으로 낮아지면 회로를 자동 복구하는 과부하 보호기능을 하도록 동작하는 과부하 보호기능을 구비한 영상고조파 저감장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

또한, 전반을 통과하는 전원의 3상선(R, S, T) 및 중성선(N)과 각각 연결되도록 구성되되, 상기 분전반으로부터 영상고조파 저감장치로 입력되는 3상선(R, S, T)의 입력단에는 전자접촉기가 구비되며, 상기 전자접촉기를 구성하는 코일이 상기 영상고조파 저감장치에 내장된 온도스위치에 연결되도록 구성되어, 상기 온도스위치의 동작에 따라 상기 3상선(R, S, T)을 연결하는 전자접촉기의 개폐가 이루어지도록 구성되는 과부하 방지장치가 구비된 영상고조파 저감장치가 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

또한, 3상 전원부의 3상(R.T.S)과 중성선(N)이 각각 대응되도록 3상(R.T.S)과 중성선(N)이 단자로 구비되는 단자대가 구비되는 영상고조파 필터부 및 상기 영상고조파 필터부가 과열되면 영상선에 연결된 온도센서가 자동으로 단락되어 고조파의 인입을 차단시켜 필터부를 보호하는 과열방지 및 과부하보호기능모듈부를 포함하여 이루어진 것에 있어서, 상기 영상고조파 필터부와 상기 과열방지 및 과부하보호기능모듈부는, 서로 분리되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 과열방지 및 과부하보호기능모듈이 외부에 구비된 영상고조파 저감장치가 제안되어 있다(특허문헌 3 참조).

또한, 지그재그 결선 변압기의 온도를 검출하는 검출부와; 상기 지그재그 결선 변압기에서 검출한 검출온도와 기설정된 기준온도를 비교하여, 상기 검출온도가 기준온도보다 높을 경우 과부하 방지를 위해 탭 스위치 제어신호를 발생하는 제어부와; 상기 제어부에서 발생한 탭 스위치 제어신호에 따라 탭 스위치 구동신호를 발생하는 탭 스위칭 장치와; 상기 탭 스위칭 장치에서 발생한 탭 스위치 구동신호에 따라 탭 스위치를 통해 상기 지그재그 결선 변압기의 권선비를 가변시켜 인입되는 전류를 조절하는 권선비 조절부를 구비한 과부하 보호기능을 구비한 영상고조파 저감장치가 제안되어 있다(특허문헌 4 참조).

국내등록특허 10-0795037 국내등록특허 10-0849463 국내등록특허 10-1007351 국내등록특허 10-1119636

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지하는 기능을 구비하여 영상고조파 필터가 영상고조파를 제거하는 과정에서 발생하는 열로 인한 영상고조파 필터의 팽창이나 폭발 등을 방지하여 영상고조파 필터를 보다 안전하게 사용할 수 있는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 낙뢰로부터 영상고조파 필터의 손상이나 파손을 방지하여 영상고조파 필터를 보다 더 안전하게 사용할 수 있는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치는, 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지하는 기능을 구비한 영상고조파 저감장치로서, 전원부의 3상(R,S,T)과 중성선(N)에서 발생되는 영상고조파를 제거하기 위해 설치되는 영상고조파 필터부와; 상기 영상고조파 필터부를 내부에 수용하며 상기 영상고조파 필터부에서 영상고조파 제거 시에 발생되는 열을 측정하기 위한 저항 센서 및 방열을 위한 급기팬이 설치되는 함체와; 상기 저항 센서에서 측정된 저항값이 제1 저항 기준치 초과 시 상기 급기팬이 작동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 전원부와 상기 영상고조파 필터부의 사이에 설치되는 마그네트 스위치를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 저항 센서에서 측정된 저항값이 제2 저항 기준치(제1 저항 기준치〈 제2 저항 기준치)를 초과할 때 상기 마그네트 스위치가 오프되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 마그네트 스위치가 오프된 이후 상기 저항 센서에서 측정된 저항값이 제1 저항 기준치 이하가 되면 상기 마그네트 스위치가 온되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 영상고조파 필터부로 인입된 중성선(N)에 설치되는 전류 측정기와; 상기 전원부와 상기 영상고조파 필터부의 사이에 상기 전류 측정기에서 측정된 전류값이 설정된 전류 기준치 초과 시 트립되도록 설치되는 과부하 차단기를 더 구비할 수 있다.

또한, 낙뢰로부터 저감장치를 보호할 수 있도록 상기 마그네트 스위치와 과부하 차단기 사이에서 분기되어 설치되는 낙뢰 보호기를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 낙뢰 보호기는 함체내에 탈부착식으로 설치될 수 있다.

또한, 상기 함체에는 낙뢰 보호기를 점검하기 위한 투시창이 설치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 이중, 삼중으로 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지하는 기능을 구비하여 영상고조파 필터가 영상고조파를 제거하는 과정에서 발생하는 열로 인한 영상고조파 필터의 팽창이나 폭발 등을 효과적으로 방지함으로써 영상고조파 필터를 보다 안전하게 사용할 수 있다.

구체적으로, 영상고조파 필터에서 영상고조파 제거 시에 발생되는 열이 제1 저항 기준치를 초과할 때 급기팬을 작동시킴으로써 영상고조파 필터의 과열을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 영상고조파 필터에서 영상고조파 제거 시에 발생되는 열이 제1 저항 기준치보다 높은 제2 저항 기준치를 초과할 때 마그네트 스위치를 오프시킴으로써 영상고조파 필터의 동작을 자동으로 중지시켜 영상고조파 필터를 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 중지된 영상고조파 필터의 열이 내려가서 정상 온도 범위가 되면 마그네트 스위치를 온시켜 영상고조파 필터를 자동 동작시킬 수 있다.

또한, 중성선(N)에서 측정된 전류값이 전류 기준치를 초과할 때 과부하 차단기가 트립되도록 함으로써 영상고조파 필터의 동작을 자동으로 중지시켜 영상고조파 필터를 보다 더 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 낙뢰로부터 영상고조파 필터의 손상이나 파손을 방지하는 기능을 더 구비하여 영상고조파 필터를 보다 더 안전하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 낙뢰 보호기가 추가된 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치의 개념도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치의 개념도, 도 2는 본 발명에 따른 낙뢰 보호기가 추가된 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치의 개념도이다.

본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치는, 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지하는 기능을 구비하여 영상고조파 필터가 영상고조파를 제거하는 과정에서 발생하는 열로 인한 영상고조파 필터의 팽창이나 폭발 등을 미연에 방지하여 영상고조파 필터를 안전하게 사용할 수 있도록 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.

또한, 본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치는, 낙뢰로부터 영상고조파 필터의 손상이나 파손을 방지하여 영상고조파 필터를 보다 더 안전하게 사용할 수 있도록 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치(100)는 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지하는 기능을 구비하는데, 크게 영상고조파 필터부(110), 함체(120), 제어부(130), 마그네트 스위치(140) 및 과부하 차단기(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 영상고조파 필터부(110)는 전원부(10)의 3상(R,S,T)과 중성선(N)에서 발생되는 영상고조파를 제거하기 위해 함체(120)내에 설치된다. 이때, 상기 영상고조파 필터부(110)로 인입된 중성선(N)에는 전류 측정기(112)가 별도 설치된다.

상기 함체(120)는 외부 케이스로서 상술한 바와 같이 상기 영상고조파 필터부(110)를 내부 공간에 수용하는데, 상기 영상고조파 필터부(110)에서 영상고조파 제거 시에 발생되는 열을 측정하기 위한 저항 센서(122) 및 방열을 위한 급기팬(124)이 별도 설치된다. 상기 저항 센서(122)는 물리적, 화학적 효과에 의하여 야기되는 센서 소자의 저항값의 변화를 센싱 원리로 한 저항 변화형 센서이다.

상기 제어부(130)는 일종의 컨트롤러로서 상기 저항 센서(122)에서 측정된 저항값과 상기 전류 측정기(112)에서 측정된 전류값을 별도의 디스플레이 수단(미도시)을 통해 표시하는데, 상기 저항 센서(122)에서 측정된 저항값이 제1 저항 기준치를 초과하게 되면 상기 급기팬(124)이 작동하도록 제어한다. 즉, 저항 센서(122)에서 측정된 저항값이 설정된 제1 저항 기준치를 초과하여 상기 영상고조파 필터부(110)에서 발생되는 열이 기준치를 초과하게 되면 1차적인 조치로서 열로 인한 영상고조파 필터부(110)의 팽창이나 폭발 등을 방지하기 위해 급기팬(124)을 작동시키는 것이다.

상기 마그네트 스위치(140)는 상기 전원부(10)와 상기 영상고조파 필터부(110)의 사이에 설치된다.

한편, 상기 제어부(130)는 상기 저항 센서(122)에서 측정된 저항값이 제2 저항 기준치(제1 저항 기준치〈 제2 저항 기준치)를 초과하게 되면 상기 마그네트 스위치(140)가 오프되도록 제어한다. 즉, 급기팬(124)을 작동시키더라도 감당할 수 없을 정도로 과부하 상태가 되면 2차적인 조치로서 열로 인한 영상고조파 필터부(110)의 팽창이나 폭발 등을 방지하기 위해 상기 마그네트 스위치(140)를 오프시켜 영상고조파 필터부(110)로 영상고조파의 인입을 강제로 중지시키는 것이다.

다른 한편, 상기 제어부(130)는 상기 마그네트 스위치(140)가 오프된 이후 시간이 경과함에 따라 상기 저항 센서(122)에서 측정된 저항값이 제1 저항 기준치 이하가 되어 영상고조파 필터부(110)의 온도가 정상 범위로 되돌아가면 상기 마그네트 스위치(140)가 온 되도록 제어한다. 즉, 마그네트 스위치(140)를 온시켜 영상고조파 필터부(110)에서 영상고조파를 정상적으로 제거할 수 있도록 저감장치(100)를 이전의 동작 상태로 복귀시키는 것이다.

상기 과부하 차단기(150)는 영상고조파 저감장치(100)의 유지 보수를 위해 상기 전원부(10)와 상기 영상고조파 필터부(110)의 사이에 설치되는데, 상기 전류 측정기(112)에서 측정된 전류값이 기 세팅된 전류 기준치를 초과하게 되면 자동 트립(전기 차단)된다.

즉, 3차적인 조치로서 열로 인한 영상고조파 필터부(110)의 팽창이나 폭발 등을 방지하기 위해 상기 전류 측정기(112)에서 측정된 전류값이 영상고조파 필터부(110)의 과열 및 과부하로 판단할 수 있도록 상기 과부하 차단기(150)에 기 세팅된 전류 기준치를 초과하게 되면 상기 과부하 차단기(150)가 개방되어 트립 상태가 되게 함으로써 영상고조파 필터부(110)로 영상고조파의 인입을 강제로 중지시키는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치(100)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 낙뢰로부터 저감장치를 보호할 수 있도록 상기 마그네트 스위치(140)와 과부하 차단기(150) 사이에서 분기되어 설치되는 낙뢰 보호기(160: SPD(Surge Protective Device))를 더 구비할 수 있다.

이때, 상기 낙뢰 보호기(160)는 함체(120)내에 탈부착식으로 설치될 수 있다. 따라서, 필요에 따라 낙뢰 보호기(160)를 함체(120)내에 부착하거나 함체(120)로부터 탈착한 상태에서 저감장치(100)를 사용할 수 있다.

나아가서, 상기 함체(120)에는 함체(120)를 분리시키지 않고 관리자가 낙뢰 보호기(160)를 육안으로 확인하면서 파손 등의 상태를 편리하게 점검하기 위한 투시창(미도시)이 설치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치(100)를 사용하게 되면, 이중, 삼중으로 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지하는 기능을 구비하여 영상고조파 필터가 영상고조파를 제거하는 과정에서 발생하는 열로 인한 영상고조파 필터의 팽창이나 폭발 등을 효과적으로 방지함으로써 영상고조파 필터를 보다 안전하게 사용할 수 있다.

구체적으로, 영상고조파 필터에서 영상고조파 제거 시에 발생되는 열이 제1 저항 기준치를 초과하는 경우 설치된 급기팬을 작동시킴으로써 영상고조파 필터의 과열을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 영상고조파 필터에서 영상고조파 제거 시에 발생되는 열이 제1 저항 기준치보다 높은 제2 저항 기준치를 초과하는 경우 설치된 마그네트 스위치를 오프시킴으로써 영상고조파 필터의 동작을 자동으로 중지시켜 영상고조파 필터를 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 중지된 영상고조파 필터의 열이 내려가서 정상 온도 범위가 되는 경우 마그네트 스위치를 온시켜 영상고조파 필터를 자동 동작시킬 수 있다.

또한, 중성선(N)에서 측정된 전류값이 설정된 전류 기준치를 초과할 때 과부하 차단기가 트립되도록 함으로써 영상고조파 필터의 동작을 자동으로 중지시켜 영상고조파 필터를 보다 더 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 낙뢰로부터 영상고조파 필터의 손상이나 파손을 방지하는 기능을 더 구비하여 영상고조파 필터를 보다 더 안전하게 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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.

100 : 영상고조파 저감장치 110: 영상고조파 필터부
112 : 전류 측정기 120 : 함체
122 : 저항 센서 124 : 급기팬
130 : 제어부 140 : 마그네트 스위치
150 : 과부하 차단기 160 : 낙뢰 보호기

Claims (7)

1. 영상고조파 필터의 과열 및 과부하를 방지하는 기능을 구비한 영상고조파 저감장치(100)로서,
   전원부(10)의 3상(R,S,T)과 중성선(N)에서 발생되는 영상고조파를 제거하기 위해 설치되는 영상고조파 필터부(110)와;
   상기 영상고조파 필터부(110)를 내부에 수용하며 상기 영상고조파 필터부(110)에서 영상고조파 제거 시에 발생되는 열을 측정하기 위한 저항 센서(122) 및 방열을 위한 급기팬(124)이 설치되는 함체(120)와;
   상기 저항 센서(122)에서 측정된 저항값이 제1 저항 기준치 초과 시 상기 급기팬(124)이 작동하도록 제어하는 제어부(130)를 포함하는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전원부(10)와 상기 영상고조파 필터부(110)의 사이에 설치되는 마그네트 스위치(140)를 더 구비하고,
   상기 제어부(130)는 상기 저항 센서(122)에서 측정된 저항값이 제2 저항 기준치(제1 저항 기준치〈 제2 저항 기준치)를 초과할 때 상기 마그네트 스위치(140)가 오프되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부(130)는 상기 마그네트 스위치(140)가 오프된 이후 상기 저항 센서(122)에서 측정된 저항값이 제1 저항 기준치 이하가 되면 상기 마그네트 스위치(140)가 온되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 영상고조파 필터부(110)로 인입된 중성선(N)에 설치되는 전류 측정기(112)와;
   상기 전원부(10)와 상기 영상고조파 필터부(110)의 사이에 상기 전류 측정기(112)에서 측정된 전류값이 설정된 전류 기준치 초과 시 트립되도록 설치되는 과부하 차단기(150)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   낙뢰로부터 저감장치를 보호할 수 있도록 상기 마그네트 스위치(140)와 과부하 차단기(150) 사이에서 분기되어 설치되는 낙뢰 보호기(160)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 낙뢰 보호기(160)는 함체(120)내에 탈부착식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 함체(120)에는 낙뢰 보호기(160)를 점검하기 위한 투시창이 설치되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과부하 방지용 영상고조파 저감장치.

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