KR20190115710A

KR20190115710A - 배전반 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR20190115710A
Application number: KR1020180038727A
Authority: KR
Inventors: 최지현
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2019-10-14
Also published as: US11936166B2; EP3780303A4; US20200403387A1; KR102149864B1; EP3780303A1; WO2019194397A1

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템은, 배전반 패널 내에 구비된 기기의 열화상 정보를 획득하는 열화상 촬상 장치, 및 상기 열화상 촬상 장치로부터 상기 열화상 정보를 수신하고, 수신된 열화상 정보에 기초하여 상기 기기의 온도 정보를 생성하고, 생성된 온도 정보에 기초하여 상기 기기의 온도 상태를 감지하는 제어 장치를 포함한다.

Description

배전반 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM FOR SWITCHBOARD}

본 발명은 배전반의 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 배전반 패널 내에 설치되는 차단기 등 기기의 온도를 모니터링하여 기기의 관리를 수 행할 수 있는 모니터링 시스템에 관한 것이다.

배전반 내에는 전력변환 및 전달, 계측 등을 위한 다수의 전력기기들이 배치되어 있다. 이중 대표적으로, 전력이 전달되는 선로에 배치되는 차단기(circuit breaker)는, 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다.

배전반 패널은 도어 등에 의해 개폐될 수 있고, 평상시에는 도어가 닫힌 상태이므로, 관리자 또는 사용자는 도어를 열기 전에는 배전반 패널 내부의 상황을 파악하기 어려울 수 있다.

예컨대, 배전반 패널 내의 선로에 전류가 흐름에 따라, 선로와 연결된 차단기나 다른 기기들의 온도가 변동될 수 있다. 특히, 선로에 흐르는 전류가 증가할수록 기기들의 온도가 상승할 수 있다. 기기들의 온도가 지나치게 상승하는 경우 기기들의 성능 저하나 작동 오류 등이 발생할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 기기들의 과열로 인한 화재의 발생이 우려될 수 있다.

그러나, 관리자 또는 사용자는 도어를 열기 전에는 배전반 패널의 내부 상태를 확인하기 어렵다. 특히, 차단기와 같은 일부 기기의 과열은 차단기 후면의 접점 단자 등에서 발생할 수 있으나, 관리자 또는 사용자는 차단기의 후면을 육안으로 확인하기 어려울 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배전반 내에 구비된 기기의 온도를 효과적으로 모니터링하여 기기의 관리 편의를 향상시킬 수 있는 배전반 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.

상기 제어 장치는, 상기 배전반 패널 내에 구비되고, 상기 열화상 촬상 장치와 연결되는 게이트웨이를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 제어 장치는, 상기 게이트웨이로부터 상기 열화상 정보를 수신하고, 수신된 열화상 정보에 기초하여 상기 온도 상태를 감지하는 서버를 더 포함할 수 있다.

상기 배전반 모니터링 시스템은, 상기 배전반 패널 내에 설치되는 반사 장치를 더 포함하고, 상기 반사 장치는, 상기 기기로부터 방출되는 열적외선이 상기 열화상 촬상 장치로 반사되도록 배치될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 기기는 차단기이고, 상기 차단기의 후면에는 선로와 연결되는 접점 단자가 형성되고, 상기 반사 장치는, 상기 접점 단자를 포함하는 상기 후면 중 적어도 일부로부터 방출되는 열적외선이 상기 열화상 촬상 장치로 반사되도록 배치될 수 있다.

상기 열화상 촬상 장치는, 상기 차단기의 상측, 좌측, 또는 우측에 배치되고, 상기 반사 장치에 의해 반사된 상기 열적외선을 촬영하여 상기 열화상 정보를 획득할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 반사 장치는 적어도 일부가 상기 차단기의 후측에 위치하고, 상기 배전반 패널 내에 구비된 레일에 의해 소정 방향으로 이동가능하도록 설치되고, 상기 열화상 촬상 장치는 상기 반사 장치의 이동에 대응하여 회전가능할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 반사 장치는, 상기 접점 단자를 포함하는 상기 후면 중 적어도 일부로부터 방출되는 열적외선이 상기 열화상 촬상 장치로 반사되도록 배치되는 제1 반사 장치, 및 상기 차단기의 측면 중 적어도 일부로부터 방출되는 열적외선이 상기 열화상 촬상 장치로 반사되도록 배치되는 제2 반사 장치를 포함할 수 있다.

상기 제어 장치는, 상기 생성된 온도 정보에 기초하여, 상기 기기의 온도와 기준 온도를 비교하고, 비교 결과 상기 기기의 온도가 상기 기준 온도를 초과한 경우, 상기 기기의 과열을 감지할 수 있다.

상기 제어 장치는, 상기 기기의 과열을 나타내는 메시지 또는 알림을 포함하는 데이터를 단말기로 전송할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 배전반 모니터링 시스템은 차단기 등 배전반 패널 내에 구비된 기기의 온도를 감지하는 열화상 카메라를 구비함으로써, 관리자 또는 사용자에게 기기의 온도 정보를 효과적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 관리자 또는 사용자의 기기에 대한 관리 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 배전반 모니터링 시스템은 배전반 패널 내에 적외선 반사 장치를 배치하여, 최소한의 열화상 카메라로 기기의 다양한 위치들에 대한 온도 감지를 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2a와 도 2b는 배전반 패널에 포함된 기기들 중 차단기의 정면 및 후면을 각각 나타내는 예시도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템의 열화상 카메라와 반사 장치가 배전반 패널 내에 배치되는 형태의 일례를 보여주는 도면들이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템의 열화상 카메라와 반사 장치가 배전반 패널 내에 배치되는 형태의 다른 예를 보여주는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 6은 도 5의 실시 예에 따라 차단기의 과열이 감지되는 경우, 배전반 모니터링 시스템이 단말기를 통해 차단기의 과열을 관리자 또는 사용자에게 알리는 동작의 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 2a와 도 2b는 배전반 패널에 포함된 기기들 중 차단기의 정면 및 후면을 각각 나타내는 예시도이다.

도 1을 참조하면, 배전반 모니터링 시스템(이하, '모니터링 시스템'이라 함)은, 배전반 패널(10)의 내부에 구비되는 복수의 차단기들(circuit breakers; 11), 계전기(relay; 12), 미터기(meter; 13), 및 게이트웨이(gateway; 14)와, 데이터 로거(data logger; 20), 및 서버(server; 30) 등을 포함할 수 있다. 모니터링 시스템이 도 1에 도시된 구성들만으로 이루어지는 것은 아닌 바, 실시 예에 따라 모니터링 시스템은 보다 많거나 적은 구성들을 포함할 수 있다.

배전반 패널(10)의 내부에는 복수의 차단기들(11)이 배치될 수 있다. 배전반 패널(10)의 내부에 배치되는 차단기들의 수는, 배전반 패널(10) 내부에서 분기되는 선로들의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 차단기들(11) 각각은 배전반 패널(10) 내부의 슬롯(slot) 등에 체결되어 고정 설치될 수 있다.

차단기들(11) 각각은 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다. 차단기들(11)은 선로들 각각에 하나씩 대응하여 배치됨으로써, 대응하는 선로의 차단 동작을 수행할 수 있다. 이러한 차단기들(11) 각각은 ACB(air circuit breaker), MCCB(molded case circuit breaker), MCB(molded circuit breaker) 등으로 구현될 수 있다. 일반적으로 허용 전류가 가장 높은 ACB는 상위 선로에 배치되고, 허용 전류가 가장 낮은 MCB는 하위 선로에 배치될 수 있다.

차단기들(11)은 배전반 패널(10) 내의 분기된 선로들 각각에 배치되는 바, 선로들 간의 계통(ancestry) 관계에 따라 차단기들(11) 또한 계통 관계를 가질 수 있다.

차단기들(11) 각각은 스위치를 포함할 수 있다. 차단기들(11) 각각의 스위치가 오프되는 경우, 배치된 선로가 차단되어 전력 공급이 중단되고, 스위치가 온 되는 경우 상기 전력 공급이 재개될 수 있다. 예컨대, 차단기들(11) 각각은 게이트웨이(14)로부터 수신되는 제어 신호에 기초하여 상기 스위치를 온/오프시킬 수 있다. 실시 예에 따라, 관리자 또는 사용자가 수동으로 상기 스위치를 조작하여 상기 스위치를 온/오프시킬 수도 있다. 상기 스위치는 물리적인 스위치 형태로 제공되어, 스위치의 온/오프 전환 시 위치가 변경될 수 있고, 특정 수준의 진동이 발생할 수 있다.

이와 관련하여 도 2a와 도 2b를 참조하면, 차단기(11a)는 트립 릴레이(trip relay; 111), 전원 버튼(112, 113), 스위치(레버; 114), 접점 단자(115), 및 크래들(116) 등을 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에는 차단기(11a)의 일례로 ACB를 도시하였으나, 차단기(11a)의 예가 이에 한정되는 것만은 아니다.

트립 릴레이(111)는, 차단기(11a)가 배치된 선로에 대한 계측 정보, 상태 정보(지락, 단락, 과부하 등), 정격전류 정보 등을 표시할 수 있다. 또한, 트립 릴레이(111)는 상기 지락, 단락, 또는 과부하 등의 발생 시 차단기(11a) 및 선로의 보호 동작을 수행할 수 있다.

전원 버튼(112, 113)은 차단기(11a)의 전원을 오프시키는 전원 오프 버튼(112)과, 전원을 온 시키는 전원 온 버튼(113)을 포함할 수 있다.

스위치(114)는 차단기(11a)의 선로 차단 동작을 수행하도록 관리자 또는 사용자에 의해 조작될 수 있다. 예컨대, 스위치(114)가 오프되는 경우 차단기(11a)가 배치된 선로가 차단되어, 해당 선로로의 전류 공급이 중단될 수 있다.

접점 단자(115)는 차단기(11a)를 선로와 연결시킬 수 있다. 예컨대, 상위 선로로부터 공급되는 전류는 접점 단자(115)를 통해 하위 선로 또는 부하로 공급될 수 있다. 접점 단자(115)를 통해 전류가 흐르면서, 접점 단자(115)에는 열이 발생할 수 있다. 접점 단자(115)를 통해 흐르는 전류의 양이 증가할수록, 접점 단자(115)에서 발생하는 열이 증가할 수 있다. 한편, 차단기(11a)의 용량이 클수록 접점 단자(115)의 크기 또는 부피가 증가할 수 있다. 이 경우, 부피가 큰 접점 단자(115)는 부분별로 발생하는 열이 서로 다를 수 있고, 그 결과 접점 단자(115)의 부분별 온도가 서로 다를 수 있다. 따라서, 모니터링 시스템은 접점 단자(115)의 다양한 지점들에 대한 온도를 모니터링 가능하도록 구현될 필요가 있다.

다시 도 1을 참조하면, 계전기(12)는 모터나 전동기 등과 같은 부하단에 전원을 공급 또는 차단하도록 제어하고, 부하단에 흐르는 전류에 있어서 과전류, 단락 전류 등과 같은 사고 전류 발생 시 부하단을 보호할 수 있다. 이러한 계전기(12)는 전자식 모터보호계전기(electronic motor protection relay (EMPR))로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

미터기(13)는, 배전반의 전력계통의 전력량을 계측 및 모니터링할 수 있다. 예컨대, 미터기(13)는 디지털 집중표시제어장치(digital integrated meter; GIMAC)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

배전반 패널(10)의 내부에는 게이트웨이(14)가 구비될 수 있다. 실시 예에 따라, 게이트웨이(14)는 배전반 패널(10)의 외부에 배치될 수도 있다.

게이트웨이(14)는 배전반 패널(10) 내의 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13)와 유선 또는 무선 통신 방식에 따라 연결(예컨대, RS485 등)되어, 차단기들(11), 계전기(12), 및 미터기(13) 각각으로부터 배전반의 동작 상태 등과 관련된 각종 정보를 수신할 수 있다. 게이트웨이(14)는 수신된 정보를 데이터 로거(20)나 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 게이트웨이(14)는 데이터 로거(20)나 서버(30) 등으로부터 배전반 패널(10) 내부의 구성들에 대한 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초하여 구성들(11, 12, 13)을 제어하거나, 상기 제어 명령을 직접 생성하여 구성들(11, 12, 13)을 제어할 수도 있다.

실시 예에 따라, 게이트웨이(14)는 HMI(human machine interface; 40)와 연결될 수 있다. HMI(40)는 배전반 패널(10)의 외부 일면 또는 배전반 패널(10)의 외부에 구비될 수 있다. HMI(40)는 게이트웨이(14)로부터 배전반 패널(10) 내의 동작 상태와 관련된 각종 정보를 수신하여 그래픽이나 텍스트 형태로 상기 정보를 표시할 수 있다. 또한, HMI(40)는 관리자 또는 사용자로부터 배전반의 동작과 관련된 각종 명령이나 요청 등을 수신하고, 수신된 명령이나 요청을 게이트웨이(14)로 전송할 수 있다. 게이트웨이(14)는 HMI(40)로부터 수신된 명령 또는 요청을 처리하고, 처리 결과를 HMI(40)를 통해 출력할 수도 있다.

데이터 로거(20)는, 게이트웨이(14) 및 서버(30)와 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 연결될 수 있다. 데이터 로거(20)는 게이트웨이(14) 및 하부 기기들(차단기들(11), 계전기(12), 미터기(13) 등)의 동작과 관련된 각종 정보를 수신하고, 수신된 정보를 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 데이터 로거(20)는 서버(30)로부터 수신되는 제어 명령을 게이트웨이(14)로 전송할 수도 있다.

서버(30)는 클라우드 서버 형태로 구현되어, 배전반 패널(10) 내의 정보를 통합적으로 관리할 수 있다.

상기 게이트웨이(14), 데이터 로거(20), 또는 서버(30)는 배전반 제어 시스템의 제어 장치에 해당할 수 있다. 이러한 제어 장치는 배전반 패널(10) 내의 구성들(11, 12, 13)을 제어할 수 있다.

게이트웨이(14), 데이터 로거(20), 또는 서버(30)는 관리자 또는 사용자의 단말기(60; 예컨대 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 데스크톱 등)와 각종 공지된 통신 방식을 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 제어 장치는 배전반의 동작과 관련된 각종 정보를 단말기(60)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 제어 장치는 단말기(60)로부터 배전반 패널(10) 내의 구성들(11, 12, 13)을 제어하는 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초한 제어 신호를 생성하여 구성들(11, 12, 13)로 전송할 수도 있다.

한편, 배전반의 구동에 따라 배전반 패널(10) 내의 선로를 통해 부하로 전력이 공급될 수 있다. 선로에 전류가 흐름에 따라, 선로와 연결된 차단기(11)의 온도가 변동될 수 있다. 특히, 선로에 흐르는 전류의 양이 증가할수록, 차단기(11)의 온도 또한 증가할 수 있다. 이 때, 차단기(11)의 온도가 지나치게 상승하는 경우, 차단기(11)의 성능 저하나 작동 시 오류의 발생 가능성이 높아질 수 있다. 또한, 경우에 따라 차단기(11)의 과열로 인한 차단기 작동 중단에 의해 부하로의 전력 공급이 예기치 않게 중단되거나, 화재의 발생이 우려될 수도 있다.

그러나, 관리자 또는 사용자는 배전반 패널(10)의 도어를 열기 전에는 배전반 패널 내부의 차단기(11)의 상태를 확인하기 어렵다. 특히, 차단기(11)의 과열은 차단기 후면의 접점 단자 등에서 주로 발생할 수 있으나, 차단기(11)의 후면은 외부에서 관찰하기 어려울 수 있다.

상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템은 배전반 패널(10) 내에 설치되는 열화상 촬상장치(예컨대, 열화상 카메라(15))를 포함할 수 있다.

차단기(11)의 작동 시, 차단기(11)의 후면에 배치된 접점 단자 등에 열이 발생할 수 있다. 이 때 발생한 열로부터 열적외선이 방출될 수 있고, 열화상 카메라(15)는 상기 방출된 열적외선을 촬영하여 열화상 정보(열화상 데이터)를 획득할 있다. 서버(30) 등의 제어 장치는, 상기 열화상 정보에 기초하여 차단기(11)의 온도정보를 생성할 수 있다.

한편, 배전반 패널(10) 내에는 최소한의 열화상 카메라(15)를 이용하여 차단기(11)의 다양한 위치에 대한 열화상 정보를 획득할 수 있도록 하기 위한 반사 장치가 배치될 수 있다. 상기 반사 장치와 열화상 카메라(15)를 이용함으로써, 모니터링 시스템은 차단기(11)의 다양한 위치, 또는 부피가 큰 접점 단자의 다양한 지점들에 대한 열화상 정보를 용이하게 획득할 수 있다. 상기 반사 장치 및 열화상 카메라(15)의 배치와 관련된 예들에 대해 이하 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

실시 예에 따라, 열화상 카메라(15)는 차단기(11)뿐만 아니라 배전반 패널(10) 내의 다양한 기기들(12, 13 등)의 열화상 정보를 획득할 수도 있다. 다만, 이하 도면들에서는 설명의 편의를 위해 열화상 카메라(15)가 차단기(11)의 열화상 정보를 획득하는 실시 예들을 설명한다.

도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템의 열화상 카메라와 반사 장치가 배전반 패널 내에 배치되는 형태의 일례를 보여주는 도면들이다.

도 3a와 도 3b를 참조하면, 배전반 패널(10) 내에는 하나의 열화상 카메라(15)와 반사 장치(16)가 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 차단기(11a)에서 발생하는 열은 주로 후면에 배치되는 접점 단자(115)로부터 발생하는 것일 수 있다. 따라서, 열화상 카메라(15)는 차단기(11a)의 후면을 촬영하도록 구비될 수 있다.

이 때, 열화상 카메라(15)가 차단기(11a)의 후면에 배치되는 경우, 관리자 또는 사용자는 차단기(11a)로 인해 열화상 카메라(15)의 확인이나 점검에 불편을 겪을 수 있다.

따라서, 열화상 카메라(15)는 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이 차단기(11a)의 상측(또는 좌측이나 우측)에 배치되고, 배전반 패널(10) 내에 설치되는 반사 장치(16)를 통해 차단기(11a)의 후면을 촬영할 수 있다. 이 경우, 반사 장치(16)는 적어도 일부가 차단기(11a)의 후측에 위치할 수 있다.

구체적으로, 접점 단자(115)로부터 발생하는 열에 의해 방출되는 열적외선은, 반사 장치(16)에 반사될 수 있다. 즉, 반사 장치(16)는 적외선 광을 반사시키는 적외선 반사 장치(16)에 해당할 수 있다. 열화상 카메라(15)는 적외선 반사 장치(16)에 의해 반사되는 열적외선을 포함하는 열화상 정보를 획득할 수 있다. 즉, 적외선 반사 장치(16)는 차단기(11a)의 후면으로부터 방출된 열적외선을 열화상 카메라(15) 측으로 반사시키도록 설치될 수 있다.

적외선 반사 장치(16)는 적외선 반사 필름을 포함하거나, 적외선 반사 도료 등이 도포된 미러 등으로 구현될 수 있다. 예컨대, 적외선 반사 필름 또는 적외선 반사 도료는 이산화티타늄(TiO2) 등의 적외선 반사 물질을 포함할 수 있다.

한편, 하나의 적외선 반사 장치(16)가 차단기(11a)의 다양한 위치로부터 방출되는 열적외선을 열화상 카메라(15) 측으로 반사시키는 것은 어려울 수 있다. 또는, 접점 단자(115)와 연결된 선로(케이블; 116)에 의해 접점 단자(115)가 원활하게 비춰지지 않을 수 있다. 이에 따라, 적외선 반사 장치(16)는 상하좌우 방향으로 소정 거리 이동가능하도록 배전반 패널(10) 내에 설치될 수도 있다.

이를 위해, 배전반 패널(10) 내에는 레일 등이 구비되고, 적외선 반사 장치(16)는 레일을 따라 이동가능하도록 설치될 수 있다. 적외선 반사 장치(16)는 소정 방향으로 이동하면서 차단기(11a)의 다양한 위치로부터 방출되는 열적외선을 열화상 카메라(15) 측으로 반사시킬 수 있다. 그 결과, 열화상 카메라(15)는 차단기(11a)의 다양한 위치에 대한 열화상 정보를 획득할 수 있다.

실시 예에 따라서는, 적외선 반사 장치(16)의 이동 시 열화상 카메라(15)가 회전할 수도 있다. 즉, 열화상 카메라(15)는 적외선 반사 장치(16)의 이동 방향에 기초하여 회전하여, 적외선 반사 장치(16)로부터 반사되는 열적외선을 보다 효과적으로 획득할 수 있다.

상술한 바와 같이, 차단기(11a)의 용량이 클수록 접점 단자(115)의 크기 또는 부피가 증가할 수 있다. 이 경우, 부피가 큰 접점 단자(115)는 부분별로 발생하는 열이 서로 다를 수 있고, 그 결과 접점 단자(115)의 부분별 온도가 서로 다를 수 있다. 적외선 반사 장치(16)의 이동 및/또는 열화상 카메라(15)의 회전에 의해, 접점 단자(115)의 다양한 지점들에 대한 열화상 정보가 보다 효과적으로 획득될 수 있다.

도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템의 열화상 카메라와 반사 장치가 배전반 패널 내에 배치되는 형태의 다른 예를 보여주는 도면들이다.

도 4a와 도 4b를 참조하면, 배전반 패널(10) 내에는 복수의 열화상 카메라(15a, 15b)와 복수의 적외선 반사 장치(16a~16c)가 구비될 수 있다.

복수의 적외선 반사 장치(16a~16c) 각각은, 차단기(11a)의 측면 또는 후면에서 발생하는 열에 의해 방출되는 열적외선을 복수의 열화상 카메라(15a, 15b) 측으로 반사시키도록 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 적외선 반사 장치(16a)는 차단기(11a)의 후면으로부터 방출되는 열적외선을 복수의 열화상 카메라(15a, 15b)로 반사시키도록 설치되고, 제2 적외선 반사 장치(16b)와 제3 적외선 반사 장치(16c)는 차단기(11a)의 측후면으로부터 방출되는 열적외선을 열화상 카메라(15a, 15b)로 반사시키도록 설치될 수 있다.

복수의 열화상 카메라(15a, 15b)는 복수의 적외선 반사 장치(16a~16c)로부터 반사된 열적외선을 촬영함으로써 열화상 정보를 획득할 수 있다.

도 3a 내지 도 3b에 도시된 실시 예와 달리, 배전반 패널(10) 내에 복수의 열화상 카메라(15a, 15b)와 적외선 반사 장치(16a~16c)가 구비됨으로써, 모니터링 시스템은 차단기(11a)의 다양한 위치에 대한 열화상 정보를 보다 효과적으로 획득할 수 있다.

한편, 도 3a 내지 도 3b에서 상술한 바와 유사하게, 복수의 적외선 반사 장치(16a~16c)는 소정 방향으로 이동가능하도록 설치되고, 복수의 열화상 카메라(15a, 15b)는 회전가능하도록 설치될 수 있다.

예컨대, 제1 적외선 반사 장치(16a)는 레일 등에 의해 가로 방향으로 이동 가능하도록 설치되고, 제2 적외선 반사 장치(16b) 및 제3 적외선 반사 장치(16c)는 레일 등에 의해 세로 방향으로 이동가능하도록 설치될 수 있다. 열화상 카메라(15a, 15b)는 적외선 반사 장치(16a~16c)의 이동 방향에 기초하여 회전하여, 적외선 반사 장치(16a~16c)로부터 반사되는 열적외선을 보다 효과적으로 획득할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 5를 참조하면, 모니터링 시스템은 열화상 카메라(15)로부터 차단기(11)의 열화상 정보를 획득할 수 있다(S100).

도 3a 내지 도 4b에서 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 열화상 카메라(15)는 차단기(11)로부터 방출되는 열적외선이 적외선 반사 장치(16)에 의해 반사되면, 반사된 열적외선을 포함하는 열화상 정보를 획득할 수 있다.

적어도 하나의 열화상 카메라(15)와 연결된 게이트웨이(14)는 상기 열화상 정보를 수신하고, 수신된 열화상 정보를 데이터 로거(20)를 통해 서버(30)로 전송할 수 있다.

모니터링 시스템은 획득된 열화상 정보에 기초하여, 차단기(11)의 온도 정보를 생성할 수 있다(S110).

서버(30)는 열화상 정보에 기초하여 차단기(11)의 온도 정보를 생성할 수 있다.

상기 열화상 정보에는 차단기(11)의 다양한 위치들 각각의 온도가 포함될 수 있다. 서버(30)는 상기 열화상 정보에 포함된 복수의 온도들 중, 가장 높은 온도를 추출하고, 추출된 온도를 포함하는 차단기(11)의 온도 정보를 생성할 수 있다.

즉, 열화상 정보에 30℃ 내지 58℃의 온도들이 포함되어 있는 경우, 서버(30)는 차단기(11)의 온도가 58℃임을 나타내는 온도 정보를 생성할 수 있다.

실시 예에 따라, 서버(30)는 열화상 정보에 포함된 복수의 온도들의 대표값(예컨대, 평균, 중앙값 등)을 산출하여, 차단기(11)의 온도가 상기 대표값임을 나타내는 온도 정보를 생성할 수도 있다.

서버(30)는 생성된 온도 정보를 메모리 또는 데이터베이스에 저장할 수 있다. 이 때, 서버(30)는 게이트웨이(14)로부터 차단기(접점 단자(115))를 통해 흐르는 전류량 정보를 획득하고, 획득된 전류량 정보를 상기 온도 정보와 함께 저장할 수 있다. 상기 전류량 정보와 상기 온도 정보는, 차단기(11)의 수명 예측과 관련될 수 있다. 예컨대, 차단기(11)를 통해 흐르는 전류량이 정상 수준임에도 불구하고 차단기(11)의 온도가 기준보다 높은 경우, 서버(30)는 차단기(11)의 수명(잔여 수명)이 짧은 상태인 것으로 예측할 수 있다.

모니터링 시스템은 생성된 온도 정보에 기초하여 차단기(11)의 온도가 기준 온도를 초과하였는지 여부를 확인할 수 있다(S120). 상기 기준 온도는 차단기(11)의 과열 여부를 구분하기 위한 것으로서, 관리자 등에 의해 설정된 값일 수 있다.

확인 결과 차단기(11)의 온도가 기준 온도를 초과한 경우(S120의 YES), 모니터링 시스템은 차단기(11)의 과열을 관리자 또는 사용자에게 알릴 수 있다(S130).

서버(30)는 차단기(11)의 온도가 기준 온도를 초과한 경우, 차단기(11)의 과열을 감지할 수 있다. 서버(30)는 차단기(11)의 과열을 나타내는 메시지 또는 알림 등의 데이터를 관리자 또는 사용자의 단말기(60)로 전송하거나, 서버(30)와 연결된 출력 장치를 통해 출력할 수 있다. 또는 서버(30)는 상기 메시지 또는 알림을 포함하는 데이터를 게이트웨이(14)로 전송하고, 게이트웨이(14)는 수신된 데이터에 포함된 메시지 또는 알림을 HMI(40)를 통해 출력할 수도 있다.

실시 예에 따라, 상기 기준 온도가 복수 개인 경우, 서버(30)는 상기 생성된 온도 정보에 기초하여 차단기(11)의 상태를 감지할 수도 있다. 예를 들어, 기준 온도가 제1 기준 온도, 및 제1 기준 온도보다 높은 제2 기준 온도를 포함하는 것으로 가정한다. 서버(30)는 차단기(11)의 온도가 제1 기준 온도보다 낮은 경우, 차단기(11)가 정상 상태인 것으로 감지할 수 있다. 서버(30)는 차단기(11)의 온도가 제1 기준 온도와 제2 기준 온도 사이인 경우, 차단기(11)가 과열 위험 상태인 것으로 감지할 수 있다. 서버(30)는 차단기(11)의 온도가 제2 기준 온도를 초과한 경우, 차단기(11)가 과열 상태인 것으로 감지할 수 있다.

서버(30)는 감지된 차단기(11)의 상태에 대한 정보를 관리자 또는 사용자에게 제공할 수 있다.

도 6은 도 5의 실시 예에 따라 차단기의 과열이 감지되는 경우, 배전반 모니터링 시스템이 단말기를 통해 차단기의 과열을 관리자 또는 사용자에게 알리는 동작의 예시도이다.

도 6을 참조하면, 서버(30)는 차단기(11)의 온도 정보에 기초하여, 차단기(11)의 온도가 기준 온도를 초과하였는지 여부를 확인할 수 있다. 서버(30)는 확인 결과에 기초하여 차단기(11)의 과열 여부를 감지할 수 있다.

예컨대 차단기(11)의 온도 정보는, 차단기(11)의 복수의 지점들에 대한 온도들을 포함할 수 있다.

서버(30)는 상기 복수의 지점들에 대한 온도들 중 가장 높은 온도를 추출하고, 추출된 온도가 기준 온도를 초과한 경우 차단기(11)의 과열을 감지할 수 있다.

실시 예에 따라, 서버(30)는 상기 복수의 지점들에 대한 온도들을 이용하여 대표값(예컨대, 평균, 중앙값 등)을 획득하고, 획득된 대표값(대표 온도)이 기준값(기준 온도)을 초과한 경우 차단기(11)의 과열을 감지할 수 있다.

차단기(11)의 과열이 감지된 경우, 서버(30)는 차단기(11)의 과열을 나타내는 메시지 또는 알림을 포함하는 데이터를 관리자 또는 사용자의 단말기(60)로 전송할 수 있다. 단말기(60)는 서버(30)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 차단기(11)의 과열을 알리는 화면(600)을 출력할 수 있다. 관리자 또는 사용자는 출력된 화면(600)에 기초하여 차단기(11)의 확인 및 점검을 수행하는 등의 적절한 조치를 취할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 배전반 모니터링 시스템은 차단기의 온도를 감지하는 열화상 카메라를 구비함으로써, 관리자 또는 사용자에게 차단기의 온도 정보를 효과적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 관리자 또는 사용자의 차단기에 대한 관리 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 모니터링 시스템은 배전반 패널 내에 적외선 반사 장치를 배치하여, 최소한의 열화상 카메라로 차단기의 다양한 위치들에 대한 온도 감지를 가능하게 한다. 따라서, 차단기의 온도 감지를 위해 구비되는 장치로 인한 단가 상승이 최소화될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

Claims

배전반 패널 내에 구비된 기기의 열화상 정보를 획득하는 열화상 촬상 장치; 및
상기 열화상 촬상 장치로부터 상기 열화상 정보를 수신하고,
수신된 열화상 정보에 기초하여 상기 기기의 온도 정보를 생성하고,
생성된 온도 정보에 기초하여 상기 기기의 온도 상태를 감지하는 제어 장치를 포함하는 배전반 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 배전반 패널 내에 구비되고, 상기 열화상 촬상 장치와 연결되는 게이트웨이를 포함하는 배전반 모니터링 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 게이트웨이로부터 상기 열화상 정보를 수신하고,
수신된 열화상 정보에 기초하여 상기 온도 상태를 감지하는 서버를 더 포함하는 배전반 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배전반 패널 내에 설치되는 반사 장치를 더 포함하고,
상기 반사 장치는, 상기 기기로부터 방출되는 열적외선이 상기 열화상 촬상 장치로 반사되도록 배치되는 배전반 모니터링 시스템.
제4항에 있어서,
상기 기기는 차단기이고,
상기 차단기의 후면에는 선로와 연결되는 접점 단자가 형성되고,
상기 반사 장치는,
상기 접점 단자를 포함하는 상기 후면 중 적어도 일부로부터 방출되는 열적외선이 상기 열화상 촬상 장치로 반사되도록 배치되는 배전반 모니터링 시스템.
제5항에 있어서,
상기 열화상 촬상 장치는,
상기 차단기의 상측, 좌측, 또는 우측에 배치되고,
상기 반사 장치에 의해 반사된 상기 열적외선을 촬영하여 상기 열화상 정보를 획득하는 배전반 모니터링 시스템.
제6항에 있어서,
상기 반사 장치는,
적어도 일부가 상기 차단기의 후측에 위치하고,
상기 배전반 패널 내에 구비된 레일에 의해 소정 방향으로 이동가능하도록 설치되고,
상기 열화상 촬상 장치는 상기 반사 장치의 이동에 대응하여 회전가능한 배전반 모니터링 시스템.
제5항에 있어서,
상기 반사 장치는,
상기 접점 단자를 포함하는 상기 후면 중 적어도 일부로부터 방출되는 열적외선이 상기 열화상 촬상 장치로 반사되도록 배치되는 제1 반사 장치; 및
상기 차단기의 측면 중 적어도 일부로부터 방출되는 열적외선이 상기 열화상 촬상 장치로 반사되도록 배치되는 제2 반사 장치를 포함하는 배전반 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 생성된 온도 정보에 기초하여, 상기 기기의 온도와 기준 온도를 비교하고,
비교 결과 상기 기기의 온도가 상기 기준 온도를 초과한 경우, 상기 기기의 과열을 감지하는 배전반 모니터링 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 기기의 과열을 나타내는 메시지 또는 알림을 포함하는 데이터를 단말기로 전송하는 배전반 모니터링 시스템.