KR20190133919A - 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치 및 시스템 - Google Patents

고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치 및 시스템이 개시된다. 본 발명의 온도 모니터링 장치는 보호벽을 구비하는 배전반 중 보호벽 내부에 설치되어 보호벽 내부의 온도를 측정하는 센서부, 센서부로부터 측정된 온도를 배전반에 설치된 게이트웨이로 전송하는 송신부, 코일을 구비하고, 코일 및 배전반의 부스바와의 전자기유도로 전원을 생성하는 전원 생성부 및 전원이 실시간으로 생성되도록 하고, 생성된 전원으로 센서부를 구동시켜 온도를 측정하며, 측정된 온도정보를 게이트웨이로 전송시키는 제어부를 포함한다.

Description

고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치 및 시스템{Temperature monitoring apparatus and system for high-voltage wiring lines}
본 발명은 온도 모니터링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전반 중 보호벽 내부에 대한 온도를 실시간 모니터링하여 과부하로 인한 열화 발생을 미연에 방지하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 배전반은 한전으로부터 전력을 공급받아 변압기를 통하여 수용가에서 사용할 수 있는 전력으로 변환하여 개별의 부하로 전력을 분배하는 설비이다.
배전반 내부에는 개폐기, 전력용 퓨즈, 계기용변성기, 차단기와 같은 전력기기들이 부스바와 케이블로 접속되어 전기적으로 통전되어 있고, 전력기기들이 부스바와 케이블로 접속되어지는 접촉부위에서의 볼트풀림, 접촉저항 등의 원인으로 온도상승이 가장 많이 발생하는 것으로 알려져 있다.
특히, 배전반 중 전기적인 폭발로 발생되는 피해를 최소화하기 위한 보호벽 내부의 온도상승은 보호벽으로 인해 외부에서 감지하기 어려운 문제점을 가지고 있다.
한국등록특허공보 제10-1264344호(2013.05.08.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고전압 배선선로용 배전반 중 보호벽 내부에 대한 온도를 실시간 모니터링하여 과부하로 인한 열화 발생을 미연에 방지하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치는 보호벽을 구비하는 배전반 중 보호벽 내부에 설치되어 상기 보호벽 내부의 온도를 측정하는 센서부, 상기 센서부로부터 측정된 온도를 상기 배전반에 설치된 게이트웨이로 전송하는 송신부, 코일을 구비하고, 상기 코일 및 상기 배전반의 부스바와의 전자기유도로 전원을 생성하는 전원 생성부 및 상기 전원이 실시간으로 생성되도록 하고, 상기 생성된 전원으로 상기 센서부를 구동시켜 온도를 측정하며, 상기 측정된 온도정보를 상기 게이트웨이로 전송시키는 제어부를 포함한다.
또한 상기 전원 생성부와 연결되고, 상기 전원 생성부로부터 생성되는 전원을 기 설정된 전원의 크기로 일정하게 보정시키는 전원 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 송신부는, 상기 보호벽의 내부 또는 보호벽의 외부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 송신부가 보호벽의 내부에 설치되는 경우, 절연 및 단열이 되는 재질로 형성되고, 상기 송신부 및 상기 전원 생성부가 내부에 구비되도록 형성되는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하우징은, 하부가 부스바와 결합되고, 상기 부스바의 상부에 상기 전원 생성부가 구비되며, 상기 전원 생성부의 상부에 상기 송신부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 송신부가 보호벽의 외부에 설치되는 경우, 상기 보호벽을 관통하여 상기 센서부 및 상기 송신부 사이를 연결하고, 상기 센서부로부터 측정되는 온도정보를 상기 송신부로 전달하는 신호선을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 송신부는, 상기 신호선과 연결되고, 상기 부스바에 부착되는 패치(patch) 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 온도 모니터링 시스템은 배전반의 내부온도를 측정하고, 상기 측정된 내부온도를 이용하여 상기 배전반을 모니터링하는 온도 모니터링 장치 및 상기 온도 모니터링 장치로부터 모니터링된 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 배전반의 온도 상태를 관리하며, 상기 온도 상태에 이상이 있다고 판단되면 상기 배전반의 전원을 차단시키는 관리서버를 포함하되, 상기 온도 모니터링 장치는, 상기 배전반의 보호벽 내부에 설치되어 상기 보호벽 내부의 온도를 측정하는 센서부, 상기 센서부로부터 측정된 온도를 상기 배전반에 설치된 게이트웨이로 전송하는 송신부, 코일을 구비하고, 상기 코일 및 상기 배전반의 부스바와의 전자기유도로 전원을 생성하는 전원 생성부 및 상기 전원이 실시간으로 생성되도록 하고, 상기 생성된 전원으로 상기 센서부를 구동시켜 온도를 측정하며, 상기 측정된 온도정보를 상기 게이트웨이로 전송시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치 및 시스템은 고전압 배선선로용 배전반 중 보호벽 내부에 센서부를 구비시켜 온도를 실시간 측정하여 보호벽 내부의 온도를 모니터링할 수 있다.
또한 별도의 전원장치를 구비하지 않고, 배전반의 부스바와 코일을 이용한 전자기유도를 통해 전원을 생성하여 센서부 및 송신부를 구동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도 모니터링 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 모니터링 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배전반 및 온도 모니터링 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보호벽 내부에 위치된 접점부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 외부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 내부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 모니터링 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도 모니터링 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 온도 모니터링 시스템(500)은 고전압 배선선로용 배전반(200) 중 보호벽 내부에 대한 온도를 실시간 모니터링하여 과부하로 인한 열화 발생을 미연에 방지한다. 온도 모니터링 시스템(500)은 온도 모니터링 장치(100) 및 관리서버(300)를 포함한다.
온도 모니터링 장치(100)는 배전반(200)에 설치되고, 배전반(200) 내부의 온도를 실시간 측정하여 모니터링을 한다. 이 때, 배전반(200)은 전기적인 폭발을 최소화시켜주는 보호벽을 구비한다. 온도 모니터링 장치(100)는 보호벽 내부 및 외부에 대한 온도를 측정하여 배전반(200) 내부의 온도를 모니터링할 수 있다. 즉, 온도 모니터링 장치(100)는 기존의 온도 모니터링 장치가 보호벽 외부에 대한 온도만을 측정하는 것과 달리 보호벽 외부 및 내부의 온도도 측정함으로써, 배전반(200)의 내부 전체에 대한 온도를 모니터링할 수 있다. 이를 통해, 온도 모니터링 장치(100)는 실질적으로 과부하가 걸릴 확률이 보호벽 외부보다 높은 보호벽 내부에 대한 모니터링을 실시간 수행할 수 있다. 또한 온도 모니터링 장치(100)는 모니터링된 정보를 관리서버(300)로 전송할 수 있다.
관리서버(300)는 온도 모니터링 장치(100)로부터 모니터링 정보를 수신하고, 수신된 정보를 이용하여 배전반(200)의 온도 상태를 관리한다. 이 때, 관리서버(300)는 온도 상태에 이상이 있다고 판단되면 배전반(200)의 전원을 차단시킬 수 있다. 이를 통해, 관리서버(300)는 배전반(300)의 전기적인 열화 발생으로 인한 폭발을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 온도 모니터링 시스템(500)은 온도 모니터링 장치(100) 및 관리서버(300) 사이에 통신망(400)을 구축하여 서로 간에 무선 통신을 할 수 있도록 한다. 여기서, 통신망(400)는 근거리 통신망으로써, 지그비(zigbee), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE), Wireless LAN(IEEE 802.11b, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n) 등일 수 있으며, 바람직하게는 BLE일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 모니터링 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배전반 및 온도 모니터링 장치를 설명하기 위한 개략도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보호벽 내부에 위치된 접점부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 온도 모니터링 장치(100)는 전원 생성부(10), 센서부(40), 송신부(50) 및 제어부(60)를 포함하고, 전원 제어부(20) 및 배터리(30)를 더 포함한다.
전원 생성부(10)는 전자기유도를 통해 전원을 생성한다. 이를 위해, 전원 생성부(10)는 코일(coil)을 구비한다. 전원 생성부(10)는 배전반(200)의 부스바(260)로 흐르는 고전류와 코일 간의 전자기를 유도한다. 전원 생성부(10)는 코일의 권취(coiling) 횟수를 조절하여 기 설정된 크기로 전원을 생성한다. 여기서, 기 설정된 크기는 부하에서 사용되는 전원의 크기일 수 있다.
전원 제어부(20)는 전원 생성부(10)와 연결되고, 전원 생성부(10)로부터 생성된 전원을 기 설정된 크기가 되도록 일정하게 보정시킨다. 즉, 전원 제어부(20)는 전원 생성부(10)에서 생성되는 전원이 전자기유도 과정에서 불안정한 전원의 크기를 가질 수 있는 문제점을 보완할 수 있다. 이를 통해, 온도 모니터링 장치(100)는 안정적인 전원을 공급받을 수 있어 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
배터리(30)는 전원 제어부(20)와 연결되고, 전원 제어부(20)로부터 출력되는 전원을 충전한다. 배터리(30)는 보통의 경우 전원이 충전된 상태를 유지하나, 전원의 생성이 일시적으로 정지된 경우에 충전된 전원을 공급한다. 배터리(30)는 이차전지, 슈퍼커패시터 등일 수 있다.
센서부(40)는 배전반(200)의 부스바(260)에 설치되어 설치된 부스바의 온도를 측정한다. 즉, 센서부(40)는 복수의 온도 센서를 포함한다. 이 때, 센서부(40)는 부스바(260)마다 하나의 온도 센서를 설치하여 부스바(260)별 온도를 측정할 수 있다. 센서부(40)는 부스바(260)와 볼트가 연결되는 접점부(45)에 설치될 수 있다. 바람직하게는, 센서부(40)는 배전반(200) 중 보호벽(230) 외부뿐만 아니라 보호벽(230) 내부에도 설치되어 보호벽 내부의 부스바(260)에 대한 온도를 측정할 수 있다. 여기서, 보호벽(230)은 배전반(200)의 전면도어(210) 및 후면 내부도어(220) 사이에 형성되며, 전기적인 폭발이 발생되었을 때, 폭발 파편, 폭발 충격 등을 1차적으로 완충하는 역할을 한다.
송신부(50)는 센서부(40)로부터 측정된 온도를 배전반(200)에 설치된 게이트웨이(240)로 전송한다. 여기서, 게이트웨이(240)는 배전반(200)의 내부온도에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보를 외부의 관리서버(300)로 전송하는 중개역할을 한다. 게이트웨이(240)는 전면도어(210)의 내부에 설치될 수 있다. 또한 전면도어(210)를 기준으로 게이트웨이(240)와 반대되는 위치에 인디케이터(indicator)(250)가 설치될 수 있다.
한편, 송신부(50)는 보호벽(230)의 내부 또는 보호벽(230)의 외부에 설치될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 6 내지 도 7에서 설명하기로 한다.
제어부(60)는 각 구성들에 대한 제어를 수행한다. 제어부(60)는 전원 생성부(10)를 제어하여 전원이 실시간으로 생성되도록 제어한다. 제어부(60)는 생성된 전원으로 센서부(40)를 구동시키고, 이를 통해 배전반(200) 내부에 대한 온도를 측정한다. 제어부(60)는 측정된 온도정보를 게이트웨이로 전송시킨다. 여기서, 제어부(60)는 MCU(Micro Controller Unit)일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 외부를 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하우징의 내부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 송신부(50)가 보호벽(230)의 내부에 설치되는 경우, 온도 모니터링 장치(100)는 하우징(70)을 포함할 수 있다.
하우징(70)은 절연 및 단열이 되는 재질로 형성되고, 송신부(50) 및 전원 생성부(10)가 구비되도록 형성된다. 하우징(70)은 하부가 부스바(260)와 결합되고, 부스바(260)의 상부에 전원 생성부(10)가 구비된다. 또한 하우징(70)은 전원 생성부(10)의 상부에 송신부(50)가 구비된다. 여기서, 하우징(70)은 부스바(260), 전원 생성부(10) 및 송신부(50)가 적층되는 구조로 설명하고 있으나, 이에 한정하지 않는다.
다만, 하우징(70)은 부스바(260)와 전원 생성부(10)가 전자기유도를 수행하도록 부스바(260) 및 전원 생성부(10)를 서로 인접한 위치에 배치하고, 송신부(50)로부터 전송되는 신호가 부스바(260)에 흐르는 고전류에 영향을 주지 않도록 송신부(50)를 배치할 수 있다.
따라서, 온도 모니터링 장치(100)는 송신부(50)가 보호벽(230)의 내부에 설치되어도 하우징(70)을 통해 외부 영향이 최소화되도록 하여 송신부(50)의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 모니터링 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 송신부(50)가 보호벽(230)의 외부에 설치되는 경우, 온도 모니터링 장치(150)는 신호선(80)을 포함할 수 있다.
신호선(80)은 보호벽(230)을 관통하여 센서부(40) 및 송신부(90) 사이를 연결한다. 신호선(80)은 센서부(40)로부터 측정되는 온도정보를 송신부(90)로 전달한다. 이 때, 신호선(80)은 부스바(260)와 밀착되거나, 부착되어 설치될 수 있으며, 바람직하게는 외부 피복이 절연 및 단열되는 재질일 수 있다.
신호선(80)과 연결되는 송신부(90)는 온도정보를 게이트웨이(240)로 전송하고, 게이트웨이(240)는 외부의 관리서버(300)로 전송할 수 있다. 여기서, 송신부(90)는 부스바(260)에 부착되는 패치(patch) 형태로 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 전원 생성부 20: 전원 제어부
30: 배터리 40: 센서부
45: 접점부 50, 90: 송신부
60: 제어부 70: 하우징
80: 신호선 100, 150: 온도 모니터링 장치
200: 배전반 210: 전면도어
220: 후면 내부도어 230: 보호벽
240: 게이트웨이 250: 인디케이터
260: 부스바 300: 관리서버
400: 통신망 500: 온도 모니터링 시스템

Claims (8)

  1. 보호벽을 구비하는 배전반 중 보호벽 내부에 설치되어 상기 보호벽 내부의 온도를 측정하는 센서부;
    상기 센서부로부터 측정된 온도를 상기 배전반에 설치된 게이트웨이로 전송하는 송신부;
    코일을 구비하고, 상기 코일 및 상기 배전반의 부스바와의 전자기유도로 전원을 생성하는 전원 생성부; 및
    상기 전원이 실시간으로 생성되도록 하고, 상기 생성된 전원으로 상기 센서부를 구동시켜 온도를 측정하며, 상기 측정된 온도정보를 상기 게이트웨이로 전송시키는 제어부;
    를 포함하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 생성부와 연결되고, 상기 전원 생성부로부터 생성되는 전원을 기 설정된 전원의 크기로 일정하게 보정시키는 전원 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 보호벽의 내부 또는 보호벽의 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 송신부가 보호벽의 내부에 설치되는 경우, 절연 및 단열이 되는 재질로 형성되고, 상기 송신부 및 상기 전원 생성부가 내부에 구비되도록 형성되는 하우징;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 하우징은,
    하부가 부스바와 결합되고, 상기 부스바의 상부에 상기 전원 생성부가 구비되며, 상기 전원 생성부의 상부에 상기 송신부가 구비되는 것을 특징으로 하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 송신부가 보호벽의 외부에 설치되는 경우, 상기 보호벽을 관통하여 상기 센서부 및 상기 송신부 사이를 연결하고, 상기 센서부로부터 측정되는 온도정보를 상기 송신부로 전달하는 신호선;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 신호선과 연결되고, 상기 부스바에 부착되는 패치(patch) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 고전압 배선선로용 온도 모니터링 장치.
  8. 배전반의 내부온도를 측정하고, 상기 측정된 내부온도를 이용하여 상기 배전반을 모니터링하는 온도 모니터링 장치; 및
    상기 온도 모니터링 장치로부터 모니터링된 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 배전반의 온도 상태를 관리하며, 상기 온도 상태에 이상이 있다고 판단되면 상기 배전반의 전원을 차단시키는 관리서버;를 포함하되,
    상기 온도 모니터링 장치는,
    상기 배전반의 보호벽 내부에 설치되어 상기 보호벽 내부의 온도를 측정하는 센서부;
    상기 센서부로부터 측정된 온도를 상기 배전반에 설치된 게이트웨이로 전송하는 송신부;
    코일을 구비하고, 상기 코일 및 상기 배전반의 부스바와의 전자기유도로 전원을 생성하는 전원 생성부; 및
    상기 전원이 실시간으로 생성되도록 하고, 상기 생성된 전원으로 상기 센서부를 구동시켜 온도를 측정하며, 상기 측정된 온도정보를 상기 게이트웨이로 전송시키는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 모니터링 시스템.
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