KR20190080323A - Ass 조작용 파워뱅크 - Google Patents

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KR20190080323A
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이정행
주영일
송진의
이석구
이복택
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한국 전기안전공사
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Abstract

본 발명은 ASS 조작용 파워뱅크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ASS(Auto Section Switch) 조작용 파워뱅크를 소형 및 경량화하여 휴대가 간편하고 장시간 사용에 용이하도록 하는 ASS 조작용 파워뱅크에 관한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 배터리부, 과전류방지부, 배터리 모니터링부 및 상태 표시부를 포함할 수 있다.
상기 배터리부는 제1배터리팩과 제2배터리팩으로 이루어지고, 상기 제1배터리팩과 제2배터리팩은 각각 충전 가능한 복수의 배터리가 연결되어 구성되고, 일측에 각각 양극단자 및 음극단자가 마련될 수 있다.
또한, 상기 과전류방지부는 상기 제1배터리팩의 양극단자 및 음극단자중 어느 하나와 상기 제2배터리팩의 양극단자 및 음극단자중 어느 하나 사이에 전기적으로 직렬연결되어 구성되고, 상기 양극단자 및 음극단자 간의 단락 발생으로 인해 기설정된 전류량 이상이 공급되면 전원 공급을 차단할 수 있다.
또한, 상기 배터리 모니터링부는 상기 제1배터리팩과 제2배터리팩을 구성하는 배터리 각각의 충전 및 방전 정보를 모니터링하고, 상기 상태 표시부는 상기 배터리 모니터링부의 제어에 따라 동작되어 상기 배터리 각각의 충전 및 방전 상태와 전압 및 전류 상태를 표시할 수 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 가격이 저렴하고, 휴대가 간편하며 장시간 사용에 용이한 소형 및 경량의 ASS 조작용 파워뱅크를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

ASS 조작용 파워뱅크{ASS operation power bank}
본 발명은 ASS 조작용 파워뱅크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ASS(Auto Section Switch) 조작용 파워뱅크를 소형 및 경량화하여 휴대가 간편하고 장시간 사용에 용이하도록 하는 ASS 조작용 파워뱅크에 관한 것이다.
현대 사회에 있어서 배터리는 노트북, 카메라, 휴대폰, MP3 등과 같은 휴대용 전자제품에서부터 자동차, 로봇, 위성 등의 각종 장치에 이르기까지 광범위하게 이용되고 있다. 또한, 배터리는 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있는데, 이 중에서 이차 전지는 에너지의 저장이 가능하다는 측면뿐만 아니라, 반복적인 충방전이 가능하다는 측면에서 큰 장점을 가져 널리 이용되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있으며, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 이차 전지는 하나의 배터리 셀이 단독으로 이용될 수도 있지만, 하나의 배터리 시스템 내에서 다수의 배터리 셀이 서로 직렬 및/또는 병렬 연결된 상태로 이용됨으로써, 보다 높은 전력을 출력하거나 보다 큰 에너지를 저장할 수 있다.
한편, 고장구간 자동개폐기(ASS : Auto Section Switch)는 수용가의 수전설비인 계기용 변압변류기(MOF : Metering Outfit) 등의 보호를 위해 설치되는 장치이다. 현재 주로 사용되는 배전방식은 대부분 3상 4선식 다중접지 방식을 사용하는데, 이러한 3상 4선식 다중접지 방식의 경우 지락사고시 지락전류가 단락전류와 같이 대단히 클 수가 있다.
이와 같은 지락사고를 변전소의 차단기와 배전선로에 설치된 리클로저(Recloser)와 협조하여 고장구간만을 신속하게 차단 또는 개방하고 사고구간을 자동분리하여 사고의 파급 확대를 미연에 방지하기 위해 고장구간 자동개폐기가 사용된다.
국내의 경우 22.9 kV의 배전선로에서 1000 kVA 이하 특별 고압 간이 수배전설비용량에 대하여 수전용량이 300 kVA를 초과하는 경우 인입 개폐기로서 고장구간 자동개폐기의 설치를 의무화한바 있다.
고장구간 자동개폐기는 본체잠금 및 가스압 이상발생시 어떠한 동작도 할 수 없으므로 정상동작을 위한 최적상태를 유지하는 것이 필수적이다. 파급 고장예방을 목적으로 부설한 고장구간 자동개폐기가 제 기능을 달성하지 못한다면 결국 동일 유형의 파급고장으로 이어질 수 있기 때문이다.
이러한 고장구간 자동개폐기가 고장구간 직접차단 및 축세트립 동작을 정상적으로 하기 위해서는 축전지가 정상 충전상태를 유지해야 한다.
도 1은 종래의 고장구간 자동개폐기(ASS) 조작함 내부 배터리를 나타내는 도면이고, 도 2는 종래의 ASS 조작용 예비 배터리를 나타내는 도면이다.
그러나, 전기 안전관리자 직무고시의 변경이후 고장구간 자동개폐기 설치고객의 안전진단 신청이 증가하고 있는 상황에서 축전지가 방전될 경우 배전선로의 자동투입 및 개방불가로 인해 장시간의 정전에 따른 고객불편과 재산피해가 발생할 우려가 있다.
또한, 고장구간 자동개폐기의 축전지가 방전될 경우 상기 고장구간 자동개폐기의 제어불능으로 인해 수동투입시 자동개방이 되지 않아 수전설비에 파급사고 발생의 위험이 있다, 또한, 자가용 안전진단 및 안전관리대행, 정기검사시에 불합격 판정으로 전기 안전관리 담당자의 불안을 가중시킬 수 있는 문제점이 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해 종래에는 납축전지로 이루어지는 ASS용 예비 배터리를 구비하고, 축전지가 방전된 상기 고장구간 자동개폐기에 전원을 인가함으로써 고장구간 자동개폐기의 제어불능을 처리할 수 있다.
하지만, 종래의 ASS용 예비 배터리는 납축전지로 이루어져 고가이며, 무거워서 휴대가 불편하고 사용시간이 짧은 문제점이 있다. 또한, 사용중 전극 간의 단락사고 발생시 화상과 같은 사용자의 인명 피해가 일어날 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0838757호(2008년 06월 17일 공고)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 가격이 저렴하고 휴대가 용이하며 장시간 사용이 가능하도록 소형 및 경량의 ASS 조작용 파워뱅크를 마련하고자 하는데 그 목적이 있다.
또한, 사용자가 상기 ASS 조작용 파워뱅크를 사용중 단락사고로 인해 발생되는 인명피해를 방지하고자 하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 배터리부, 과전류방지부, 배터리 모니터링부 및 상태 표시부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리부는 제1배터리팩과 제2배터리팩으로 이루어질 수 있다.
상기 제1배터리팩과 제2배터리팩은 각각 충전 가능한 복수의 배터리가 연결되어 구성되고, 일측에 각각 양극단자 및 음극단자가 마련될 수 있다.
또한, 상기 과전류방지부는 상기 제1배터리팩의 양극단자 및 음극단자중 어느 하나와 상기 제2배터리팩의 양극단자 및 음극단자중 어느 하나 사이에 전기적으로 직렬연결되어 구성되고, 상기 양극단자 및 음극단자 간의 단락 발생으로 인해 기설정된 전류량 이상이 공급되면 전원 공급을 차단할 수 있다.
또한, 상기 배터리 모니터링부는 상기 제1배터리팩과 제2배터리팩을 구성하는 배터리 각각의 충전 및 방전 정보를 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 상태 표시부는 상기 배터리 모니터링부의 제어에 따라 동작되어 상기 배터리 각각의 충전 및 방전 상태와 전압 및 전류 상태를 표시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 가격이 저렴하고, 휴대가 간편하며 장시간 사용에 용이하여 정기검사 등과 같은 현장업무의 응급상황 발생시 신속한 제어로 전기재해를 예방하고 고객의 불편을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 ASS 조작함 내부 배터리를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 ASS 조작용 예비 배터리를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 ASS 조작용 파워뱅크를 개략적으로 나타내는 개면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 ASS 조작용 파워뱅크를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 ASS 조작용 파워뱅크를 실물로 구현하여 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 ASS 조작용 파워뱅크를 현장에서 사용하는 모습을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 ASS 조작용 파워뱅크를 개략적으로 나타내는 개면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 ASS 조작용 파워뱅크를 나타내는 구성도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 ASS 조작용 파워뱅크를 실물로 구현하여 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 ASS 조작용 파워뱅크를 현장에서 사용하는 모습을 나타내는 도면이다.
본 발명은 ASS 조작용 파워뱅크에 관한 것으로서, 배터리부(100), 과전류방지부(200), 배터리 모니터링부(300) 및 상태 표시부(400)를 포함할 수 있다.
배터리부(100)는 제1배터리팩(110)과 제2배터리팩(120)으로 이루어질 수 있다. 제1배터리팩(110)은 충전 가능한 복수의 배터리가 연결되어 구성되고, 일측에 각각 양극단자 및 음극단자가 마련될 수 있다.
마찬가지로, 제2배터리팩(120)은 충전 가능한 복수의 배터리가 연결되어 구성되고, 일측에 각각 양극단자 및 음극단자가 마련될 수 있다.
여기에서, 상기 배터리는 리튬이온의 고방전 배터리가 바람직하다. 또한, 고장구간 자동개폐기(ASS : Auto Section Switch)의 제어를 위한 충분한 전원을 발생하여 공급하기 위해 제1배터리팩(110) 및 제2배터리팩(120)에 구성되는 배터리들은 전기적으로 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있다.
과전류방지부(200)는 제1배터리팩(110)과 제2배터리팩(120)의 사이에 구성되어 제1배터리팩(110)과 제2배터리팩(120)을 전기적으로 직렬연결할 수 있다.
과전류방지부(200)는 제1배터리팩(110)의 양극단자 및 음극단자중 어느 하나와 제2배터리팩(120)의 양극단자 및 음극단자중 어느 하나 사이에 전기적으로 직렬연결될 수 있다. 즉, 과전류방지부(200)는 제1배터리팩(110)의 전극단자와 반대극성이 되는 제2배터리팩(120)의 전극단자 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 과전류방지부(200)는 파워뱅크(10)에서 기설정된 전류량 이상이 발생하여 공급되면 전원 공급을 차단함으로써 사고를 방지할 수 있다. 즉, 과전류방지부(200)는 사용자가 파워뱅크(10)를 사용중에 전극 간의 단락으로 인해 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있다.
ASS를 제어하기 위해 파워뱅크(10)로부터 공급되는 전압은 20V ~ 26V가 될 수 있다. 또한, 파워뱅크(10)에서 전극 간의 단락사고가 발생할 경우 파워뱅크(10)로부터 공급되는 전류량은 20A 이상이 될 수 있다.
즉, 파워뱅크(10)를 사용중 단락사고가 발생하게 되면 고전압과 과도한 전류량으로 인해 쇼트 발생 지점에서 발열이 일어나고, 이는 사용자에게 충분히 화상을 입힐 수 있다.
이와 같은 단락으로 인한 인명피해를 방지하기 위해 과전류방지부(200)는 파워뱅크(10)에 기설정된 전류량 이상이 발생되면 제1배터리팩(110)과 제2배터리팩(120) 사이의 전기적 연결을 차단함으로써 파워뱅크(10)로부터의 전원 공급을 중단시킬 수 있다.
또한, 과전류방지부(200)에는 단락퓨즈(210)가 포함될 수 있다.
바람직하게는, 단락퓨즈(210)는 20A 용량의 퓨즈(Fuse)일 수 있다.
또한, 과전류방지부(200)가 구성되는 위치는 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 과전류방지부(200)는 제1배터리팩(110) 및/또는 제2배터리팩(120) 내부의 배터리 사이에 구성될 수도 있다.
제1배터리팩(110) 및 제2배터리팩(120)을 구성하는 배터리들은 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 과전류방지부(200)는 전기적으로 직렬 연결되는 배터리 사이에 구비되어 기설정된 전류 이상의 과전류 발생시 전원공급을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 제1배터리팩(110)과 제2배터리팩(120)을 구성하는 배터리 각각의 충전 및 방전 정보를 모니터링하는 배터리 모니터링부(300)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 배터리 모니터링부(300)의 제어에 따라 동작되어 상기 배터리 각각의 충전 및 방전 상태와 전압 및 전류를 표시하는 상태 표시부(400)를 포함할 수 있다.
또한, 상태 표시부(400)는 상기 배터리 각각의 충전 및 방전 상태를 표시하는 충전상태 표시부(410)와, 파워뱅크(10)로부터 공급되는 전압 및 전류 상태를 표시하는 전원상태 표시부(420)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크(10)는 고장구간 자동개폐기(ASS)가 고장구간의 직접차단 및 축세트립 동작을 정상적으로 수행하기 위한 전원을 공급할 수 있도록 각각의 배터리가 정상 충전상태를 유지해야 한다.
하지만, 파워뱅크(10)의 충전 및 방전이 반복적으로 이루어지다 보면 파워뱅크(10)의 충전 상태를 확인할 수 없게 되고, 현장업무의 응급상황 발생시 신속한 대처를 할 수 없게 된다.
배터리 모니터링부(300)는 파워뱅크(10)를 구성하는 각각의 배터리에 대한 충전 및 방전 상태를 모니터링하고, 상기 충전 및 방전 상태의 모니터링 결과를 충전상태 표시부(410)를 제어하여 나타낼 수 있다. 사용자는 충전상태 표시부(410)를 통해 파워뱅크(10)의 충전 상태를 쉽게 확인하고, 파워뱅크(10)를 구성하는 각각의 배터리 상태를 판단하여 이상이 있는 배터리를 교체할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 배터리 모니터링부(300)의 제어에 따라 동작되어 파워뱅크(10)로부터 출력되는 공급 전류를 검출하는 전류검출부(500)를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 배터리 모니터링부(300)의 제어에 따라 동작되어 파워뱅크(10)의 전압을 검출하는 전압검출부(600)를 더 포함할 수 있다.
또한, 전류검출부(500)는 전류를 감지하는 전류센서를 포함할 수 있다. 또한, 전압검출부(600)는 전압을 감지하는 전압센서를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 ASS를 제어하기 위해 파워뱅크(10)로부터 공급되는 전압은 20V ~ 26V가 바람직하다. 또한, ASS를 제어하기 위해 파워뱅크(10)로부터 공급되는 전류는 5A ~ 10A의 전류가 바람직하고, 최소 동작 전류는 2.5A 이상이 되어야 한다.
하지만, 파워뱅크(10)를 구성하는 배터리의 충전상태가 정상적이지 않거나 배터리의 용량이 퇴화되어 안정된 전원 공급이 이루어지지 않는 경우에는 파워뱅크(10)로부터 공급되는 전압 및 전류가 상기 범위를 만족하지 못할 수 있다.
이로 인해, ASS를 제어하기 위한 전원공급이 어려워 현장업무의 응급상황 발생시 신속한 대처를 할 수 없는 원인이 된다.
배터리 모니터링부(300)는 전류검출부(500) 및 전압검출부(600)를 제어하여 파워뱅크(10)로부터 공급되는 전압 및 전류를 검출하고, 기설정된 기준범위를 만족하는지 판단할 수 있다.
또한, 배터리 모니터링부(300)는 전원상태 표시부(420)를 제어하여 상기 전압 및 전류의 검출 결과와 상기 판단 결과에 이상이 발생하는 경우 이상 여부를 표시하여 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 각각의 배터리 사이에 이물질이 유입되는 것을 방지하고, 배터리 간의 쇼트가 발생하는 것을 방지하는 절연케이스(20)를 더 포함할 수 있다.
절연케이스(20)에는 제1배터리팩(110) 및 제2배터리팩(120)이 각각 구비될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 ASS 조작용 파워뱅크는 ASS 제어불능시 발생할 수 있는 수전설비의 파급사고를 사전에 예방하고, ASS 고장으로 인한 정전시간을 단축하며, 수동투입시 발생할 수 있는 전기사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10 : 파워뱅크 20 : 절연케이스
100 : 배터리부 110 : 제1배터리팩
120 : 제2배터리팩 200 : 과전류방지부
210 : 단락퓨즈 300 : 배터리 모니터링부
400 : 상태 표시부 410 : 충전상태 표시부
420 : 전원상태 표시부 500 : 전류검출부
600 : 전압검출부

Claims (4)

  1. 충전 가능한 복수의 배터리가 연결되어 구성되고, 일측에 각각 양극단자 및 음극단자가 마련되는 제1배터리팩;
    충전 가능한 복수의 배터리가 연결되어 구성되고, 일측에 각각 양극단자 및 음극단자가 마련되는 제2배터리팩; 및
    상기 제1배터리팩의 양극단자 및 음극단자중 어느 하나와 상기 제2배터리팩의 양극단자 및 음극단자중 어느 하나 사이에 전기적으로 직렬연결되어 구성되는 과전류방지부를 포함하되,
    상기 과전류방지부는 상기 양극단자 및 음극단자 간의 단락 발생으로 인해 기설정된 전류량 이상이 공급되면 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 ASS 조작용 파워뱅크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 과전류방지부는
    기설정된 전류 이상이 공급되면 전류를 차단하는 단락퓨즈를 포함하고,
    상기 단락퓨즈는 20A 용량의 퓨즈(Fuse)인 것을 특징으로 하는 ASS 조작용 파워뱅크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1배터리팩 및 제2배터리팩의 충전 및 방전 상태를 모니터링하는 배터리 모니터링부를 더 포함하는 ASS 조작용 파워뱅크.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 배터리 모니터링부의 제어에 따라 동작되어 상기 제1배터리팩 및 제2배터리팩의 충전 및 방전 상태를 표시하는 충전상태 표시부를 더 포함하는 ASS 조작용 파워뱅크.

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