KR20200018514A

KR20200018514A - 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템 및 그 공사방법

Info

Publication number: KR20200018514A
Application number: KR1020200003159A
Authority: KR
Inventors: 김인태; 김나운
Original assignee: 주식회사 아이티이; 김나운
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2020-02-19
Also published as: KR102277716B1

Abstract

본 발명은 삼상 또는 단상 배전계통의 전원측에서 단선, 저항증가, 결상, 접속불량, 반단선, 누전이 발생하면 즉시 경보, 차단, 복구, 제어하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템이 개시된다.
개시된 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템은, 중성점을 구비하고 이 중성점을 대지에 접지하여 대지와의 전위차를 기존 전위차보다 강압하는 전원측 탐지/복구기와; 중성점을 구비하고 이 중성점을 대지에 접지하거나, 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점과 연결하여 전원측 전기고장을 실시간 복구하는 부하측 탐지/복구기와; 상기 부하측 탐지/복구기의 전력선 또는 중성점의 입, 출력 전류를 검출하거나, 상기 중성점과 대지의 전압을 탐지하여 경보, 차단, 복구하거나, 검출한 고장검출 값을 제어기에 전달하는 고장검출기와; 상기 고장검출기가 제공한 검출값을 설정치와 비교하여 고장으로 판단되면 경보를 발령하거나, 전원을 차단하거나, 유무선으로 통보하도록 통신모듈에 전달하고 경보해제신호가 접수되면 경보를 해제하는 제어기와; 상기 고장검출기 또는 제어기에서 제공받은 경보신호에 따라 경보를 발생하는 경보발생기와; 상기 경보발생기의 경보발령을 해제하기 위한 경보해제 입력부와; 상기 고장검출기 또는 제어기의 차단신호에 따라 고장전원을 차단하기 위한 차단기가 구비된다.

Description

배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템 및 그 공사방법{Real-time detection and recovery system and its construction method in case of power line failure in distribution system}

본 발명은 삼상 또는 단상 배전계통의 전원선로에서 단선, 저항증가, 결상, 누전, 반단선, 접촉불량 등의 전기고장 발생시 이를 실시간 탐지하고 상기 전기고장에 의한 전기신호를 발생시켜 차단 또는 경보 또는 정전을 실시간 복구하도록 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템 및 그 공사방법에 관한 것이다.

일반적으로 3상 4선식 배전 계통은, Y결선, 델타 결선, 와이 델타결선 등의 방법으로 중성선(N)과 전력선(R상, S상, T상)을 결합하여 전력을 공급해주게 된다. 여기서 부하에 연결 시 하나의 전력선과 다른 전력선을 연결하면 380V가 되고, 하나의 전력선(예를 들어, A상)과 중성선(N)을 연결하면 220V가 되어, 부하에 전력을 공급해주게 된다.

여기서 중성선(N)은, 다상 다 선식 선로에서 각상의 한쪽의 선로를 공통(common)으로 한 선로를 의미한다. 원칙적으로 3상을 사용하려면 전선이 6가닥이 필요하다. 하지만, 단상 2선식 선로의 위상을 120°씩 틀어서 한쪽 선을 모두 공통으로 하면 4가닥으로 줄어들고, 공통으로 한곳의 전위는 벡터적 합에 의하여 제로(0)가 된다. 이러한 제로전위(영 전위)가 바로 기준전위가 되고 이른바 N상 즉, 중성선이 된다.

이런 상태에서 중성선은 원칙적으로 대지 전위인 영 전위를 가져야 하나 실제로 현장에서 각상의 위상이 정확히120°가 나오지 않을 때는 약간의 전압을 가질 수도 있다. 이때 중성선 전위의 상승을 막기 위해 대지 전위 선인 접지선에 중성선을 공통연결하면 각상의 위상이 약간 차이가 나게 되어도 대지와 닿아있기 때문에 영 전위를 유지하게 된다.

여기서, 단상 전기 선로는 두 선을 연결하여 사용하며, 그 두 선 중에 하 나는 대지와 등전위인 중성선에서 연결하여 사용하고 나머지 하 나의 선은 대지와의 전위차가 220V인 전력선에 연결하여 사용함으로써 전력선에서 누전(지락)이 발생하면 감전으로 사망하거나, 화재발생 위험이 높다.

또한, 단상부하가 공통으로 연결된 전원 측 중성선이 단선되면 다른 삼상위상에 연결된 불평형 단상부하에 공통으로 연결된 중성선을 통해서 서로 다른 불평형 부하로 인해 이상전압이 경부하로 유입되게 되어 전기기기의 과열소손 및 그로 인한 화재발생이 빈번하게 발생하고 있는 실정이며 중성선으로 유입되는 영상고조파 또한 전기사고를 야기하며 이를 막기 위해 배선용차단기와 누전차단기가 시설된다.

배선용차단기(molded case circuit breaker)는, 배선에 흐르는 과부하, 단락보호를 하고 몰드 케이스 내에 수용되어 있는 것이 보통이며, 교류 600V 이하, 또는 직류 250V 이하의 저압 옥내전압의 회로에서 배선보호에 사용되는 몰드 케이스(Mold case)차단기를 말하며, 일반적으로 배선용차단기는 MCCB(쁘레커)의 명칭으로 호칭되기도 한다.

또한, 누전 차단기는 5-30mA 정도의 누설전류를 감지하여 감전을 방지하지만 대부분의 퓨즈나 배선용차단기는 수 A 정도의 큰 전류에서 작동하여 작은 누설전류에 의한 감전사고를 방지하기 위해서는 누전차단기를 사용하여야 하며 전기 충격이 심장까지 전해져 감전사하지 않도록 5-30mA 정도의 누설전류를 25-40밀리초 시간 안에 회로를 차단하며 국가 및 지역에 따라서 차단 기준이 되는 누설전류가 다르고 우리나라에서는 정격전류의 2000분의 1로 제한하고 있으며 누전차단기의 정격전류가 100A라면 그 누설전류는 50mA이내이다.

일반적인 누전 차단기는, 전력선으로 나가는 전류와 중립선으로 들어오는 전류의 차이를 측정하여 나가는 전류와 들어오는 전류의 합이 0이 아니면 어딘가 누전이 되고 있다는 뜻으로 이 때 누전차단기가 작동하여 누설전류를 차단하게 되고 큰 전류를 차단하는 차단기와는 서로 보완 관계이며, 누전전용 차단기만으로는 과부하나 단락을 방지할 수 없어 대부분 과전류(단락) 겸용인 누전차단기를 사용하고 있다.

또한, 누설차단 전류가 500mA 이상인 누전 차단기는 차단 전류가 낮을 때 사고로 가동될 수 있는 데이터센터 같은 환경에 설치된다. 이러한 누전 차단기는 감전보다는 화재 방지용으로 설치되어 있다.

그러나, 전기화재는 매년 줄어들지 않고 발생하고 있으며 고압수용가보다는 저압수용가의 열악한 전기시설 때문에 화재발생의 대부분이 저압수용가에서 발생하며, 전기화재 발생은 전원에서 중성선이 단선된 전기를 공급하거나, 결상된 전기를 공급하거나, 오 결선된 전기를 공급하거나, 서지 등 이상전압이 공급되면 저압수용가는 이상전압 유입에 대한 아무런 대책을 세울 수가 없어 수용가의 부하에는 이상전압이 유입되고 전기기기의 과열, 소손되고 결국 전기화재가 발생하게 된다.

또한, 저압수용가 건물의 전기를 수용하는 인입구부터 차단기가 시설된 분배전반까지는 누전 등 전기고장 감시의 사각지대로 이곳에서 누전사고가 발생하면 아무런 대책 없이 감전, 전기화재로 인명사고가 이어지고, 이러한 전기화재에는 다양한 원인이 있으며, 그 중 주요 요인을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 합선으로, 전선의 껍질(피복)이 벗겨지거나 전선에 못, 핀 등으로 고정시키거나 움직일 수 있는 전선 위에 무거운 것을 올려놓아 전선의 두 가닥이 직접 또는 간접 저항으로 접촉되어 전류는 쉽게 흐를 수 있는 접촉부분으로 집중적으로 흘러 합선(단락)현상이 일어나는데 이때 도체 간 접촉에 의한 불꽃이 발생하면서 화재로 이어지게 된다.

과부하는, 정격용량보다 많은 양의 전기를 초과하여 사용할 경우나 불평형전류로, 전선이나 전기기기 자체 또는 배선기구의 접속부에서 열이 과다하게 발생하여 화재로 발전하게 된다.

불평형전압은, 평형부하(삼상전동기 등)에서 결상, 단선, 부하기기의 고장과 3상 4선식 또는 단상 3선식의 불평형 단상부하의 전원 측 중성선이 단선되거나, 부하기기의 고장으로 발생하며 삼상평형부하의 과전류는 전자식 과부하계전기(EOCR)로 어느 정도 계통의 보호가 가능하나 전동기초기 시동 시(딜레이 타임)와 제어전원에서 결상이상이 생기거나 중성선이 단선되면 과부하계전기(차단기) 등의 제어전원의 공급이상으로 그 보호가 수월하지 않다. 특히, 단상 2선식의 전원 측 계통에서 중성선이 단선되면 부하 측은 정전이 발생하여 계전기(차단기)가 작동불능이 되고 전력선이 누전되면 감전되거나, 부하를 적게 쓰는 수용가는 과전압이 유입되어 전기기기소손, 과열, 화재가 발생하여도 고장전기를 차단할 아무런 대책을 강구할 수 없게 된다.

누전은, 전기가 통하는 전선 이외의 물체를 통해 전기가 외부로 흐르는 것으로, 누전 화재는 전류가 통로로 설계된 부분을 거치지 않고 건물 및 부대 설비 등으로 흘러 열이 축적되고 이것이 발열하여 화재를 일으킨다.

접속불량 및 반단선은, 전선의 접속점(회로의 분기 등) 또는 전선내부 도체가 단선되어 연결되거나 끊어짐이 반복되고 저항이 생겨 전류 흐름에 장애가 일어난 것으로, 이러한 장애가 일정한 시간 이상 누적되면 전선의 피복이 탄화되어 전선의 도체인 +, - 전극이 부딪침으로써 불이 나게 된다.

또한, 탄화(열화) 등으로 도체의 저항이 증가되어 과열이 발생하면 감전 또는 화재가 발생하거나 과열이 진행되면서 합선, 결상, 단선 등의 발생으로 인한 과전류, 과전압, 불평형 전력 등으로 전기화재를 야기하고 있지만 탄화(열화) 등의 전로 이상을 검출하는 기술이 현존하지 않으므로 최신의 검사방법이 전기기술자의 육안에 의존하고 있는 게 현실이고 여기서는 그나마 일부 검출이 가능한 접속불량에 대해서만 설명하고자 한다.

이와 같이 전기화재의 원인은 다양한데, 각 화재 원인들은 수반하는 물리현상이 모두 상이하므로, 이들을 감지하기 위해 이용되는 방법 또한 모두 상이하고 보호계전기의 종류도 다양하다.

접속불량을 검출하는 일례를 들면, 기존의 접속불량 및 전기적 이상 상태를 검출하는 장치는 온도를 감지하거나, 전압 및 전류변화, 고조파 변화(VTHD, ITHD) 등을 감지하여 접속불량을 검출하는 것이 일반적이고, 이러한 종래의 기술은 다양한 전기품질요소를 측정해야 하거나, 온도 감지장치 등을 별도로 설치하여야 할 뿐더러 결정적으로 접속불량시 나타나는 전기적 현상을 정확히 분석하고, 판별하지 못하고 있다.

즉, 고조파 변화를 통해 감지하는 종래의 기술은 고객이 용접기 및 아크성 부하를 사용하면 VTHD, ITHD가 심하게 증가하게 되며, 또한 경부하, 중부하, 피크부하에 따라 그 값이 정상상태에서도 심한 변동을 가져오기 때문에 접속불량으로 인한 것인지를 확신하지 못한다.

또한, 전압값 또는 전류값 하나의 인자로부터 접속불량을 감지하는 종래의 기술도 마찬가지로 전압과 전류 소스가 분리되어 있는 경우(PT, CT로 분리되어 공급되는 고객)는 접속 불량을 판단하기에 한계가 있다.

접속불량은, 전선의 접속점(회로의 분기 등)에서 저항이 생겨 흐름의 장애가 일어난 것으로, 이러한 장애가 일정시간 이상 누적되면 온도가 상승하고 전선의 피복(절연물)이 탄화, 연화되어 마침내 전선의 혼촉, 즉 전선의 도체인 +,- 전극이 부딪침으로써 전력량계의 소손, 나아가서 전기화재로까지 이어지는 것이다.

구체적으로 전선의 접속불량으로 접촉면의 저항이 증가함에 따라 도체(전선) 접속면의 열이 상승하고, 상승된 고온의 열은 도체(전선) 간의 절연물을 손상시켜 도체간 단락되는 현상이 나타나게 된다. 또한, 도체간 접촉으로 아크가 발생하고, 이 아크열에 의해 기기가 소손되고, 나아가 전기화재까지 확산되는 현상이 발생하는 것이다.

현재까지는 개폐기(차단기)의 부하 측에서 발생하는 합선, 과전류, 누전으로 인한 전기사고 및 화재를 방지할 수 있는 장비의 개발과 보급은 보편화되어 이루어지고 있으나 도체의 탄화, 열화, 저항증가, 과열, 중성선단선, 전력선결상, 불평형 이상전압 유입, 반단선, 접속불량이 발생하거나, 전원 측에서 오결선, 누전, 지락, 합선(단락) 발생 시에는 이를 정확하게 검출하거나, 차단할 수 있는 차단기(개폐기)는 없는 실정이다.

즉, 부하 측의 합선(단락)이나, 누전(지락), 과부하 등을 감지하기 위한 기술은 많이 개발되고 있지만, 전원 측과 부하 측에서 탄화, 열화, 저항증가, 과열, 중성선단선, 전력선결상, 불평형 이상전압 유입, 반단선, 접속불량이 발생하거나, 전원 측에서 오결선, 누전, 지락, 합선(단락) 발생 시 그 전기고장을 정확히 감지하고 이를 차단 또는 조치할 수 있는 기술은 개발되어 있지 않아 한전의 경우 접속불량 배전선로를 찾기 위해서 적외선(열화상) 카메라로 많은 인원과 예산을 소요해 가며 배전선로를 일일이 점검하고 있는 실정이다.

따라서, 전원 측과 부하 측에서 탄화, 열화, 저항증가, 과열, 중성선단선, 전력선결상, 불평형 이상전압 유입, 반단선, 접속불량이 발생하거나, 전원 측에서 오결선, 누전, 지락, 합선(단락) 발생에 대한 전기고장을 정확히 판단하여 전기고장으로 전기기기의 소손 및 전기화재, 감전, 인명사고를 예방할 수 있는 기술이 그 어느 때보다도 절실히 요구되고 있다.

이러한, 접속불량 및 결상, 단선, 불평형과전압, 과전류로 인해 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 종래에 제안된 기술이 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2009-0004718호(2009.1.12.공개)(발명의 명칭: 접촉불량 감지장치 및 방법)(이하 '종래기술1' 이라 한다), 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-1109024호(2012.1.17.등록)(발명의 명칭: 전력량계의 접촉불량 감지장치 및 감지방법)(이하 '종래기술2' 라 한다), 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-1320373호(2013.10.15.등록)(발명의 명칭: 변압기를 구비한 결상복구장치 및 그 설치공법)(이하 '종래기술3' 이라 한다), 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 10-2015-0128124호(2015.11.18.공개)(발명의 명칭: 과전류계전기)(이하 '종래기술4' 라 한다)에 개시되어 있다.

개시된 '종래기술1' 은,

전류 실효값, 역률, 전류 순시치, 고조파 등의 변화를 지표로 접촉불량을 감지하고, 이에 따라 전원을 차단함으로써 사용자를 화재의 위험에서 보호할 수 있으며, 접촉불량을 감지할 수 있는 다섯 가지 요인 중 두 가지 이상의 요인이 만족되었을 때 접촉불량으로 판정하도록 함으로써 보다 정확하게 접촉불량을 감지하고, 나아가, 접촉불량에 따른 차단 상황에 대한 정보를 사용자 단말기로 고지함으로써 원거리에 위치한 사용자도 용이하게 이를 인지할 수 있도록 구성한다.

개시된 '종래기술2' 는,

수용가로 공급되는 전압 및 전류를 검출하는 전압 및 전류 검출부와 상기 검출된 전압 및 전류의 값을 통해 기 설정된 총 측정시간 및 측정시간 단위로 역률값을 연산하는 역률연산부와 상기 기 설정된 총 측정시간 및 측정시간 단위로 연산된 역률 값이 미리 정해진 기준 값보다 작은 값의 범위에서 지속적으로 감소되는 경우 접촉불량으로 판단하는 접촉불량판단부 및 상기 접촉불량판단부에서 접촉불량으로 판단된 경우 접촉불량 신호를 원격서버로 전송하는 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 또한, 전력량계의 접촉불량을 방지하여 접촉불량으로 인한 전기기기(전력량계)의 소손을 예방할 수 있도록 구성된다.

개시된 '종래기술3' 은,

3상 4선식 배전 계통에서 전력선의 결상, 중성선의 단선 및 전력선과 중성선에 불평형 고장복구전류가 발생할 시 검출하여, 전력선의 결상, 중성선의 단선 및 전력 불평형의 발생을 정상으로 복구하고, 영상 고조파를 감소시켜 정상전력을 유지시켜줄 수 있도록 구성된다.

개시된 '종래기술4' 는,

과전류계전기의 종래기술의 한계인 정상적인 부하 변동에 의한 계전 오동작의 문제점을 해결하기 위해, 부하에 변동이 있을 시 정상적인 부하 변동인지 여부를 판단하여, 부하 상태에 따라 계전 동작 여부를 판단하여 동작함으로써, 부하 상태에 따른 적절한 계전 동작이 이루어질 수 있고, 정상적으로 추가된 부하에 의해 발생되는 계전 오동작을 방지할 수 있으며, 안정적이고 신뢰성 있는 선로 보호 및 계통 운영이 가능해지는 효과가 있도록 구성된다.

1. 공개특허공보 공개번호 10-2009-0004718호(2009.1.12.공개) 2. 등록특허공보 등록번호 10-1109024호(2012.1.17.등록) 3. 등록특허공보 등록번호 10-1320373호(2013.10.15.등록) 4. 공개특허공보 공개번호 10-2015-0128124호(2015.11.18.공개)

그러나 상기와 같은 종래 기술은 배전계통의 전로 이상으로 탄화, 열화 및 저항증가 등이 발생하면 즉시 검출할 방법이 없어 그로인해 감전 및 과열, 화재가 발생하고 인명 및 재산피해가 필연적으로 발생하는 문제가 있었다.

또한, 배전계통의 전로에서 단선, 결상, 불평형 이상전압, 반단선, 접속불량이 발생하거나, 전원 측에서 오결선, 누전, 지락, 합선(단락)으로 상기 전로의 이상이 발생하면 상기 전로의 이상일 때 자동으로 개폐하여 전기사고를 방지하여야 하는 개폐기의 기능장해가 발생되어 개폐기가 동작하지 못하는 문제가 있었다.

또한, 배전계통의 전로에서 누전(지락), 단락(합선), 단선, 결상, 접속불량, 반단선, 오결선 및 이상전압유입 등에 의한 전기고장발생 시에 전압, 전류, 파형, 고조파, 누설전류 등을 검출하여 각각의 전기고장을 판단하기 위한 시스템 및 알고리즘이 상이하고 기준치설정 등이 난해하여 오 작동되거나 검출하지 못하는 문제가 있었다.

또한, 고압 및 저압수용가에 시설된 저압배전반, 분전반, 제어반 등의 전원 측에서 누전(지락), 단선, 결상, 접속불량, 반단선, 오결선, 단락(합선), 이상전압유입 등에 의한 전기고장발생 시에 상기 전기고장 검출이 불가능한 배선용차단기와 누전차단기는 아예 작동불능이 되고 불평형 과전압 등 이상전압이 어떠한 통제도 없이 수용가로 유입되어 감전, 기기소손, 화재발생 및 국민의 생명과 신체 및 재산피해를 주는 문제가 있었다.

또한, 보호계전기는 시스템 동작과 알고리즘을 실행하기 위한 제어전원을 따로 공급해주지 않으면 그 제어계통의 단선 등 전기고장으로 인한 제어전원의 이상으로 시스템의 오작동, 작동불능 등이 발생되고 상기한 고장전기가 수용가로 유입되어 전기화재, 감전, 기기소손, 인명사고 등이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 수용가에 공급되는 전원 측 배전계통에서 지락(누전), 단선, 결상, 접속불량, 반단선, 오결선, 단락(합선), 이상전압유입 등에 의한 전기고장이 발생 시 상기 전기고장을 대비하기 위해 그 고장에 따른 보호계전기(OCGR, OCR, OVR, UVR, POR 등) 를 각각 구비해야 하고, 상기 보호계전기를 전부 구비하더라도 상기 지락(누전), 단선, 결상, 접속불량, 반단선, 오결선, 단락(합선), 이상전압유입 등으로 상기 보호계전기의 제어전원고장 시는 오작동 및 작동불능이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 단상 2선식의 전원 측인 3상 4선식 배전계통에서 중성선 단선 시에는 이상전압이 유입되거나, 정전되어 개폐기(차단기)제어전원의 불량으로 차단, 경보하지 못하므로 고장 시 대지와 전위차를 갖는 전력선이 누전되면 감전되거나, 이상전압이 경부하(전기소비절약)를 사용하는 수용가로 유입되어 기기소손, 화재, 인명사고가 발생하는 문제가 있었다.

따라서, 삼상 또는 단상 배전계통에서 단선, 저항증가, 접촉불량, 반단선, 누전 등이 발생하면 즉시 경보, 차단, 실시간 복구하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템이 요구되는바, 이에, 본 발명은 상기와 같은 종래 배전계통에서 발생하는 제반 문제점들을 해결하기 위해서, 삼상 4선식(R, S, T, N) 또는 단상 2선식(RN, SN, TN) 등의 배전계통에서 공급받는 전원라인에서 단선, 저항증가, 접촉불량, 반단선, 누전이 발생시에 이러한 이상 발생을 즉시 경보·차단·실시간복구하여 정전, 감전, 기기소손, 화재, 과열, 개폐기 기능마비 등의 사고가 발생하는 것을 방지하기 위한 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템 및 그 공사방법을 제안한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른, 배전계통에서 단선, 저항증가, 접촉불량, 반단선, 누전으로 인한 정전, 감전, 화재사고 방지를 위한 시스템은,

상기 배전계통에 전원측 탐지/복구기와 부하측 탐지/복구기를 적어도 하나 이상 구비하되, 상기 전원측 탐지/복구기는 전원 출력코일의 중간에 중성점을 구성하여 이 중성점을 대지에 접지하거나, 중성점과 대지의 전위차를 검출하여 단상 또는 삼상전원의 전원공급선로에서 이상전압유입, 결상, 단선, 접속불량, 저항증가시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하고,

상기 부하측 탐지/복구기는 전원 출력코일의 중간에 중성점을 구성하여 이 중성점을 대지에 접지하거나 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점에 연결하거나, 중성점과 대지의 전위차를 검출하여 단상 또는 삼상전원의 전원공급선로에서 이상전압유입, 결상, 단선, 접속불량, 저항증가 시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하는 것을 특징으로 한다.

한편, 다른 실시예에서, 상기 전원측 탐지/복구기는, 1차코일을 포함할 수 있으며 철심인 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그와; 2차코일인 제1 권선, 제2 권선, 제3 권선을 구비한다. 상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되며, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선, 상기 제3 권선의 일단이 중성점에 연결되고, 상기 2차 코일에서 부하로 공급되는 삼상전원은 대지전위차의 루트3배 값으로 공급되고, 단상전원은 대지전위차의 절반 값으로 공급되어 부하 측에서 전원을 복구할 수 있도록 하는 상기 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 전원측 탐지/복구기는,

상기 배전계통에서 낙뢰, 합선, 지락, 기자재소손, 퓨즈단선으로 전원 측에서 R상 또는 S상 또는 T상 또는 중성선(N)이 단선되거나 결상되어도 실시간 전기고장을 복구하여 전원을 공급해 단상전원의 정전을 방지하고, 단상전원의 대지전위차를 강압하여 누전(지락)에 의한 감전, 화재발생을 예방하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 부하측 탐지/복구기는,

상기 부하측 탐지/복구기 중성점을 대지에 접지하고, 단상전원 공급선로를 한 선으로 구성하여 선로에 의한 합선사고 방지, 누전감소, 선로 고장감소, 선로보수 용이, 공사원가 절감을 하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 부하측 탐지/복구기는,

상기 부하측 탐지/복구기 중성점을 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점에 연결하여 상기 부하측 탐지/복구기의 전원측에서 단선 또는 접촉불량 또는 반단선 또는 누전(지락)발생으로 전기고장이 발생하면 상기 부하측 탐지/복구기의 전력선 또는 중성점에서 전기신호를 발생하여 고장검출기에 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 전원측과 부하측 탐지/복구기는,

단상 또는 삼상전원에 전기, 전자적으로 연결되는 인덕터 또는 전자소자로 중성점을 구성하고 상기 중성점을 대지에 접지하거나, 상기 중성점과 대지의 전위차를 검출하거나, 중성점과 대지에서 흐르는 전류를 검출하여, 단상 또는 삼상전원의 전원공급선로에서 이상전압유입, 결상, 단선, 접속불량, 저항증가 시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 전자소자는,

저항(resistance) 또는 콘덴셔(capacitor) 또는 바리스터(varistor) 또는 실리콘(silicon) 또는 게르마늄(germanium) 또는 탄소(carbon) 또는 코일(coil) 또는 집적회로(integrated circuit) 또는 릴레이 또는 무접점릴레이(SSR) 또는 트립코일인 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 고장검출기는,

상기 전원측 또는 부하측 탐지/복구기의 입, 출력선로에 구비된 전력선 또는 중성점에서 고장시 발생하는 전기신호를 탐지하여 이상전압유입, 단선, 결상, 저항증가, 접촉불량, 반단선, 누전(지락) 중에 하나이상의 고장발생으로 탐지되면 경보발생기를 통하여 경보하거나, 차단기를 통하여 차단하거나, 제어기를 통하여 제어하거나, 상기 전원측 또는 부하측 탐지/복구기를 통하여 실시간 복구하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 고장검출기는,

상기 중성점 또는 전력선에서 출력되는 고장발생 전기신호 검출을 위해 전자식릴레이(SSR) 또는 영상변류기 또는 전압검출기 또는 전류검출기 또는 릴레이 또는 트립코일을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 전원측 탐지/복구기는,

상기 전원측 탐지/복구기의 출력전압의 중성점은 대지에 접지하고 전원공급선로와 대지의 전위차를 강압하고 상기 전위차를 일정 전위(예, 110V)로 유지하도록 하여 전원공급선로의 단선, 불평형이상과 누전발생으로 인한 감전, 화재사고 발생을 예방하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 전원측 탐지/복구기는,

삼상 4선식 또는 단상 3선식 배전계통에 연결되어 상기 배전계통에서 비선형 단상부하에 의해 중성선에 유입되는 영상고조파를 원천봉쇄하고 중성선 단선 발생시 불평형 과전압의 유입을 방지하여 그로 인한 과열, 화재를 원천적으로 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 전원측 탐지/복구기는,

삼상 4선식 배전계통에 연결되어 전원측에서 한 상의 퓨즈단선, 선로손상단선, 변압기고장, 기자재소손, 결상, 중성선 단선 시에도 실시간 삼상 전력을 복구하고 부하측에 단상전원을 정전 없이 공급하여 전기고장에 의한 단상전원의 정전을 원천적으로 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 상기 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템은,

제1 중성점을 구비하고 이 중성점을 대지에 접지하여 대지와의 전위차를 기존 전위차 보다 강압하는 전원측 탐지/복구기와; 제2 중성점을 구비하고 이 중성점을 대지에 접지하거나, 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점과 연결하여 전원측 전기고장을 실시간 복구하는 부하측 탐지/복구기와; 상기 부하측 탐지/복구기의 전력선 또는 중성점의 입출력 전류를 검출하거나, 상기 중성점과 대지의 전압을 탐지하여 경보 또는 차단하거나 검출한 고장검출 값을 제어기에 전달하는 고장검출기와; 상기 고장검출기가 제공한 검출 값을 설정치와 비교하여 고장으로 판단되면 경보를 발령하거나, 전원을 차단하거나, 유무선으로 통보하도록 통신모듈에 전달하고 경보 해제신호가 접수되면 경보를 해제하는 제어기와; 상기 고장검출기 또는 제어기에서 제공받은 경보신호에 따라 경보를 발생하는 경보발생기와; 상기 경보발생기의 경보발령을 해제하기 위한 경보해제 입력부와; 상기 고장검출기 또는 제어기의 차단신호에 따라 고장전원을 차단하기 위한 차단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템 공사방법이 제공되는데, 이 방법은,

삼상 또는 단상의 기존 배전계통에 전원측 탐지/복구기와 부하측 탐지/복구기 중에 적어도 하나이상을 설치하는 단계; 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점을 대지에 접지하거나 상기 부하측 탐지/복구기의 중성점에 연결하거나, 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점과 대지의 전위 또는 상기 중성점과 대지에 흐르는 전류를 검출하기 위해 고장검출기를 설치하는 단계; 상기 부하측 탐지/복구기의 중성점을 대지에 접지하거나 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점에 연결하거나, 상기 부하측 탐지/복구기의 중성점과 대지 또는 상기 중성점과 대지에 흐르는 전류를 검출하기 위해 고장검출기를 설치하는 단계; 상기 전원측 탐지/복구기의 출력코일의 권선과 부하를 연결하거나, 상기 전원측 탐지/복구기의 출력코일의 권선과 상기 부하측 탐지/복구기의 입력코일의 권선을 전기적으로 연결하는 단계; 상기 전원측 탐지/복구기의 입력전원측 코일권선을 기존 배전계통의 삼상 또는 단상전원 선로에 전기적으로 연결하여, 상기 전원측 탐지/복구기와 전원설비 또는 상기 전원측 탐지/복구기와 상기 부하측 탐지/복구기의 단상 또는 삼상전원의 전원공급설비에서 결상, 단선, 접속불량, 저항증가 시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 단상 2선식 또는 단상 3선식 또는 삼상 3선식 또는 삼상 4선식 배전계통에서 공급받는 전원측의 단선시에 정상전력으로 실시간 복구를 함으로써, 정전을 방지하여 정전에 의한 각종 사고발생을 방지할 수 있다. 이로써, 전원측의 저항증가, 탄화, 열화, 결상, 단선, 접촉불량, 누전, 반단선 등에 의한 감전, 전기기기 소손, 전기화재 등으로 인명사고가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한 단상 2선식 또는 단상 3선식 또는 삼상 3선식 또는 삼상 4선식 배전계통에서 전원측의 누전, 단선, 저항증가, 탄화, 열화, 결상, 접촉불량, 반단선 등에 의한 전기고장을 실시간으로 통보(경보)하거나, 제어함으로써 전기고장을 신속하게 보수하도록 하여 사고가 확산되는 것을 방지할 수 있다.

또한 단상 배전계통에서 중성점을 구비하고 전력선의 대지에 대한 전위를 강압하여, 중성선고장 및 전력선 누전(지락)에 의한 감전 및 화재사고가 발생되는 것을 예방할 수 있다.

도 1은 기존의 단상 2선식 배전선로의 구성도.
도 2는 본 발명의 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템(200)의 구성도.
도 3은 단상 2선식 인입전원일 때 도 2의 실시예 회로도.
도 4는 도 3의 변형 실시예로, 복구배전계통(150)의 선로를 1선으로 구성하는 경우의 도 2의 실시예 회로도.
도 5는 단상 3선식 인입전원일 때 도 2의 실시예 회로도.
도 6은 삼상 3선식 또는 4선식 인입전원일 때 도 2의 회로도 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템 공사방법(150)의 구성도.
도 7은 전원측 탐지/복구기의 여러 가지 실시예의 회로도.
도 8은 삼상 3선식 또는 삼상 4선식 전원측 탐지/복구기의 결상시 전력복구 원리(순서)를 설명하기 위한 벡터도로,
벡터도 241-a는 전원측 탐지/복구기(240)의 정상상태일 때의 위상벡터도,
벡터도 242-b는 입력전원 S상이 단선, 결상되었을 때의 복구순서 벡터도,
벡터도 243-a는 입력전원 R상이 단선, 결상되었을 때의 복구순서 벡터도,
벡터도 242-b는 입력전원 T상이 단선, 결상되었을 때의 복구순서 벡터도.
도 9는 단상(2선식, 3선식) 또는 삼상(3선식, 4선식)의 고장선로를 검출하기 위한 구성회로도.
도 10은 단상(2선식, 3선식) 또는 삼상(3선식, 4선식)의 인입전원일 때 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템의 회로도.
도 11은 부하측 탐지/복구기의 여러 가지 실시예의 회로도

본 발명에 따른 '배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템'은, 중성점을 구비하고 이 중성점을 대지에 접지하여 대지와의 전위차를 기존 전위차보다 강압하는 전원측 탐지/복구기와; 중성점을 구비하고 이 중성점을 대지에 접지하거나, 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점과 연결하여 전원측 전기고장을 실시간 복구하는 부하측 탐지/복구기와; 상기 부하측 탐지/복구기의 전력선 또는 중성점의 입, 출력 전류를 검출하거나, 상기 중성점의 전압을 탐지하여 경보 또는 차단하거나 검출한 고장검출 값을 제어기에 전달하는 고장검출기와; 상기 고장검출기가 제공한 검출값을 설정치와 비교하여 고장으로 판단되면 경보를 발령하거나, 전원을 차단하거나, 유무선으로 통보하도록 통신모듈에 전달하고 경보해제신호가 접수되면 경보를 해제하는 제어기와; 상기 고장검출기 또는 제어기에서 제공받은 경보신호에 따라 경보를 발생하는 경보발생기와; 상기 경보발생기의 경보발령을 해제하기 위한 경보해제 입력부와; 상기 고장검출기 또는 제어기의 차단신호에 따라 고장전원을 차단하기 위한 차단기가 구비된다. 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템(200)의 구성도로, 아래의 구성요소들을 포함한다.

아울러 기존의 단상 또는 다상의 다선식(예를 들어, 단상 2선식, 단상 3선식, 삼상 3선식, 삼상 4선식 등) 배전계통(예컨대, 도 1)에 구비된 메인 변압기(예컨대, 도 1의 300)에 연결되는 전원측 탐지/복구기(240). 이는 자체적으로 대지에 접지되는 중성점(제1중성점)을 구비하여서 대지와의 전위차를 기존 전위차보다 강압하는 역할을 한다.

또한 배전계통의 부하측 선로에 연결되는 부하측 탐지/복구기(230). 이는 자체적으로 또다른 중성점(제2중성점)을 구비하는데, 이 제2중성점을 대지에 접지하거나 상기 전원측 탐지/복구기의 제1중성점과 연결하여 전원측 전기고장을 실시간 복구하도록 한다.

- 부하측 탐지/복구기(230)와 연동하여 전원측의 단선, 접촉불량, 반단선, 누전발생을 탐지하는 고장검출기(210). 상기 부하측 탐지/복구기의 전력선 또는 제2중성점의 입출력 전류를 검출하거나 제2중성점의 전압을 검출하여 고장을 탐지하고 검출한 고장검출 값을 하기 제어기에 전달한다.

- 고장검출기(210)에 의해 검출되거나 하기 제어기에 의해 판단된 고장 발생을 시각적 및/또는 청각적 경보로 경보하는 경보발생기(250).

- 발생한 경보를 해제하는 신호를 입력받아(예컨대 경보해제 스위치의 조작시) 경보해제 신호를 발생하는 경보해제 입력기(260).

- 고장검출기(210)에 의해 고장 발생이 검출에 따라 또는 하기 제어기의 차단신호에 따라 배전계통의 전원측과 부하측을 차단하는 차단기(270).

- 상기 고장검출기(210)의 출력으로부터 배전계통의 고장을 판단하여 상기 경보발생기(250) 또는 차단기(270)를 작동시키는 경보 또는 차단신호를 출력하고, 통신 모듈을 이용하여 유무선으로 외부의 관리자에게 통보하는 제어기(220).

이하, 도 2의 각 구성요소의 세부사항에 관하여 도 3~6을 참조하여 구체적인 실시예들을 통해 설명한다. 도 3은 단상 2선식 인입전원인 경우의 도 2의 실시예인 단상배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템(200)의 실시예 회로도이다. 도 4는 단상 2선식인 도 3의 변형 실시예로 복구배전계통(150)의 선로를 1선으로 구성하는 경우의 도 2의 실시예 회로도이고, 도 5는 단상 3선식 인입전원일 때의 도 2의 실시예 회로도이다. 도 6은 삼상 4선식 인입전원일 때의 도 2의 실시예 회로도이다.

전원측 탐지/복구기(240)는 배전계통(예컨대, 도 1)의 메인 변압기(main voltage transformer)(예컨대, 도 1의 300)에서 전원을 공급받기 위해 전원측에 연결되며, 자체적으로, 대지에 접지되는 중성점(제1중성점 N1)을 가져서 대지와의 전위차를 기존 전위차보다 강압하는 역할을 한다.

구체적인 예시로, 도 3에서 전원측 탐지/복구기(240)는 메인 변압기(300)의 R상 단상전원 출력에 연결되는 1차코일(L5)과 이 1차코일(L5)에 직렬로 나란히 연결되는 2개의 2차코일(L3, L4)로 구성된다. 직렬 연결된 2개의 2차코일 L3과 L4 사이에는 제1중성점(N1)이 형성되고 접지된다. 실제로 2차코일 L3과 L4는 하나의 코일이며 그 중간에 낸 센터탭을 제1중성점(N1)으로 접지할 수도 있다. 도 3 실시예의 전원측 탐지/복구기(240)에서는, 1차코일 L5와 2차코일 L3 사이의 연결점에서 하나의 부하전력공급선(R2)이 나오고 2차코일 L3과 연결된 다른 2차코일 L4의 종단부레서 또 하나의 부하전력공급선(R1)이 나와서 복구배전계통(150)을 구성한다.

또한 도 4에서 전원측 탐지/복구기(240)는 메인 변압기(300)의 R상 단상전원 출력에 연결되는 1차코일(L5)과 이 1차코일(L5)에 직렬로 연결되는 1개의 2차 코일(L3)로 구성된다. 직렬 연결된 2차코일 L3의 종단부가 제1중성점(N1)으로 구성되고 접지된다. 1차코일 L5와 2차코일 L3 사이의 연결점에서 하나의 부하전력공급선(R1)이 나와 복구배전계통(150)을 구성한다.

또한 도 5의 단상 3선식 인입전원 실시예에서 전원측 탐지/복구기(240)의 구성은 도 3의 경우와 같다. 다만, N1이 자체적으로 접지되지 않고, 다른 두 개의 부하전력공급선(R1, R2)과 더불어 제3의 부하전력공급선(N)으로 나와 복구배전계통(150)을 이룬다.

한편, 삼상 4선식 인입전원일 때의 전원측 탐지/복구기(240-a)는 도 6와 같이 구성되어 세 개의 부하전력공급선(R1, R2, N)이 나와 복구배전계통(150)을 구성한다.

종합적으로 전원측 탐지/복구기(240)를 자세하게 설명하자면, 기존의 삼상 4선식(R, S, T, N) 또는 단상(R-N, S-N, T-N) 배전계통의 전원전압이 220V라면 대지와의 전위차는 220V가 된다. 여기서, 전원측 탐지/복구기(240, 또는 도 6~8의 240-a)의 1차코일은 삼상 380V 또는 단상 220V의 전원을 공급받는다. 공급받은 전원을 실사용 전원으로 변압하기 위해 변압비에 따라 2차코일을 권취한다. 2차코일 권선의 중간에는 중간탭 또는 제1중성점(N1)을 구성하고 이 중성점(N1)을 대지(E)에 접지하여, 복구배전계통(150)의 전원라인을 확보하고 공급전원의 대지와의 전위를 110V로 강압한다. 여기서, 전원측 탐지/복구기(240, 240-a)의 2차코일의 권선(L3, L4)의 변압비는 1:1로 권취하는 것이 바람직하다.

이러한 전원측 탐지/복구기(240)는, 단상 공급전원의 전위를 110V로 강압함으로써 누전(지락)시에도 감전의 위험을 줄일 수 있으며, 불평형 단상부하를 갖는 배전계통에서 공통으로 사용되는 중성선을 배제시켜, 중성선의 단선으로 인해 불평형 부하에 의해 유입되는 이상전압의 발생을 원천 차단한다. 이로써, 복구배전계통(150)의 신뢰성을 확보하고, 특히 단상 3선식에서는 중성선이 단선되더라도 실시간으로 복구할 수 있도록 하여, 중성선에 의한 전기사고를 부하측 탐지/복구기(230)를 통해 원천적으로 방지할 수 있다.

다음, 부하측에 연결되는 부하측 탐지/복구기(230)에 대해 설명한다.

도 3에서, 부하측 탐지/복구기(230)는 부하에 공급되는 2선 R1', R2'에 각각 연결되어 단상전원이 입출력되는 각 코일 L1과 L2의 연결점(또는 2선에 연결되는 하나의 코일 L1-L2의 센터탭)에 제2중성점(N2)을 형성하여 접지하는 구성을 갖는다.

도 4의 부하측 탐지/복구기(230)는 그 자체 구성은 도 3의 부하측 탐지/복구기(230)와 유사하지만, 부하측 탐지/복구기(230)가 차단기(270)보다 앞단에서 복구배전계통(150)에 연결되는 것이 다르다. 또한 도 4에서 부하측 탐지/복구기(230)는 한 개 이상 다수로 병렬 연결되어 일종의 리던던시 기능을 하고 있다.

도 5에서 부하측 탐지/복구기(230)는 차단기(270) 후단의 두 개의 부하전력공급선(R1', R2')에 도 2의 경우와 같이 연결되고 그 제2중성점(N2)은 제3의 부하전력공급선(N')에 연결된다.

또, 도 6에서 부하측 탐지/복구기(230)는 두 개가 차단기(270) 전단에 위치하는데, 왼쪽 것은 도 5의 경우와 유사하게 제2중성점(N2)을 전원측 탐지/복구기(240-a)의 제1중성점(N1)과 전기적 연결하고, 오른쪽 것은 도 4의 경우와 유사하게 제2중성점(N2)을 접지한다.

다음, 고장검출기(210)로는 전류/전압 검출기를 사용하여 부하측 탐지/복구기(230)의 코일(L1-L2)에 흐르는 전류 또는 그 양단 전압을 검출하거나, 제2중성점(N2)과 접지(E) 사이의 전류를 검출한다. 이 경우에 제어기(도 2의 220)는, 고장검출기(210)가 검출한 검출값과 제어기(220)에 미리 설정한 설정치를 비교 판단하여 고장 여부를 판단하고, 고장으로 판단하면 차단기(270)로 트립신호를 출력하도록 한다. 트립신호는 도 2에 나타낸 것과 같이 고장검출기(210)에서 출력되도록 설계할 수도 있고 제어기(220)에서 출력되도록 설계할 수도 있다.

한편, 다른 실시예로서 고장검출기(210)를 무접점릴레이(SSR)로 구현하면, 전원선의 단선을 탐지하고 이로부터 제어기(220)로 하여금 단선을 판단하여 경보 또는 차단신호를 출력하도록 할 수 있다.

이제 도 3~도 5에 나타낸 단상배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템(200)의 작용을 구체적으로 설명한다.

전원측 탐지/복구기(240)는 단상전원을 변압(voltage transformation)하여 출력하는 코일과 철심으로 구성된다. 출력코일의 권선 중간에는 제1중성점(N1)을 형성하고 이 중성점(N1)을 대지(E)에 접지함으로써, 상기 전원측 탐지/복구기(240)에서 출력되어 공급되는 단상2선 전원의 전위차를 기존의 공급전원 대비 절반으로 감소시켜서 지락(누전)에 의한 감전, 화재사고를 대폭 완화시킨다. 그리고 일반적인 단상부하에서 공통으로 사용하는 일반 배전계통의 중성선(N)을 사용하지 않으므로 중성선에 의한 이상전압의 유입을 원천 방지하여 중성선 단선에 의한 화재위험이 원천적으로 생기지 못하도록 함으로써, 전기화재로부터 인명과 재산을 보호하는 기능을 수행한다(단, 도 5의 단상 3선식에서는 중성선을 사용하지만 중성선이 단선되더라도 부하측에서 즉시 복구가 되어 이상전압 미발생).

이러한, 단상배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템(200)은, 복구배전계통(150)의 배전선로의 부하측 전로에 부하측 탐지/복구기(230)를 포함한다. 상기 전원측 탐지/복구기(240)에서 공급하는 전원라인이 고장시 이를 복구, 차단, 경보, 통보하기 위해 부하측 탐지/복구기(230)의 입력 또는 출력 코일에 제2중성점(N2)을 구성하고, 이 제2중성점(N2)을 대지(E)에 접지하거나, 제2중성점(N2)을 상기 전원측 탐지/복구기(240)에 구비된 제1중성점(N)에 전기적으로 연결한다. 이로써 단상 2선식 또는 단상 3선식 전원이 단선, 접촉불량, 또는 반단선 시 실시간으로 복구한다. 또는, 단선, 접촉불량, 반단선, 누전발생시, 전력선 또는 중성점에서 고장전압 발생 또는 고장전류 흐름을 고장검출기(210)가 탐지할 수 있다.

또한, 상기 전원측 탐지/복구기(240)의 제1중성점(N1)과 전기적으로 연결되는 상기 부하측 탐지/복구기(230)의 제2중성점(N2)은 단상 3선식에서는 중성선이 되어, 단상3선식에서 전원측 단선 발생시 즉시 경보 또는 차단 또는 복구하게 된다. 상기 제1중성점(N1)과 전기적으로 연결된 제2중성점(N2)을 단상 2선식 계통에서도 사용하게 되면 전원선로 단선시 예비선로로서의 역할을 하게 되고 부하측에서 합선시에는 단락전류가 분산되어 흐르게 됨으로써 계통의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

한편, 상기 부하측 탐지/복구기(230)에 대해 설명하면, 부하측 탐지/복구기(230) 또한 공급전원의 입출력코일의 중간에 제2중성점(N2)을 형성하여 그 제2중성점(N2)을 대지에 접지하거나, 상기 전원측 탐지/복구기(240)의 제1중성점(N1)과 연결한다. 이로써 복구배전계통(150)의 전선로(R1, R2 등)에서 단선, 접촉불량, 반단선, 누전이 발생하면 이를 실시간 복구하거나 경보 또는 차단할 수 있도록 제2중성점(N2)을 이용하여 동작하게 되는 것이다.

여기서, 상기 전선로 중 단상 2선식의 R1의 단선시 복구과정을 살펴보면, 전원측에서 전선로 R1이 단선되면 전선로 R2 한 선만이 남게 되고, 상기 전선로 R2가 부하측 탐지/복구기(230)의 코일(L2)에 전원을 공급한다. 이 코일(L2)은 부하측 탐지/복구기(230)의 제2중성점(N2)이 연결된 대지(E)와 연계하여 코일(L1)을 전자기유도하여 단상 2선식 전원을 복구하게 된다. 상기 전선로 R2가 단선되면, 전선로 R1 한 선만이 복구배전계통(150)에 존재하게 되고 현존 전선로 R1은 부하측 탐지/복구기(230)의 코일(L1)에 전원을 공급하게 되어 이 코일(L1)은 부하측 탐지/복구기(230)의 제2중성점(N2)에 연결된 대지(E)와 110V의 전위를 유지함으로써 코일(L1)을 전자기유도하게 되어 단상 2선식 전원을 실시간으로 복구하게 된다. 접촉불량이나 반단선의 경우에도 위와 같은 이유로 실시간 복구가 된다.

단상 3선식도 단상 2선식과 마찬가지로 대지(E)를 대신하여 중성점을 이용함으로써 동일한 원리로 복구가 되므로, 상기 단상 3선식에 대한 자세한 설명은 생략한다. 결국 도 4에 도시한 회로처럼 단상전원 선로를 한 선으로 구성하여도 정상적인 전기사용이 기능함은 자명하다.

또한, 상기 복구배전계통(150)의 선로(R1, R2)에서 누전(지락)이 발생하면 누전된 회로에만 누설전류가 흐르게 되고 부하측 탐지/복구기(230)의 복구전력에 의해 누설전류가 공급되므로, 부하측 탐지/복구기(230)의 입출력 선로를 영상변류기로 감시하거나 부하측 탐지/복구기(230)의 N2단자와 연결된 접지(E)선을 영상변류기로 감시하면 누설전류를 검출할 수 있다. 또는, 부하측 탐지/복구기(230)의 N2 단자와 접지를 연결하지 않고 누전만을 전압으로 검출하는 방법도 또한 가능하다.

여기서, 부하측 탐지/복구기(230)의 N2 단자와 접지를 연결하지 않고 전압을 검출하면, 단선, 접촉불량, 반단선의 경우에도 상기 N2 단자와 접지(E)에서 전압을 검출할 수가 있으므로 상기 선로 R1 또는 R2에서 누설전류가 검출된다. 상기 N2 단자와 접지(E)에서 전압이 검출되면, 제어기(220)는 누전(지락)으로 판단하여 차단 또는 통보(경보)를 발령한다. 만일 선로 R1 또는 R2에서 누설전류가 검출됨이 없이 상기 N2단자와 접지(E)에서 전압이 검출되면, 단선, 접촉불량, 반단선 발생으로 판단하고, 제어기(220)는 상기 N2단자와 접지(E)를 연결하도록 하여서 복구를 하거나, 차단기 또는 경보기 또는 통신모듈이 작동하도록 전기신호를 전달하는 기능을 수행하게 된다.

이번에는 도 6~8을 참조하여, 삼상 4선식 전원의 경우의 단선 및 결상 복구에 관하여 설명하고자 한다. 도 6 및 도 7에서, 전원측 탐지/복구기(240-a)는 전압비가 각각 1:1로 권취된 권선(P1, P2, P3, P4)과 레그(120, 130, 140)를 구비하고 단상전원을 출력하는 중간탭과 이 중간탭에 연결된 복구배전계통(150)의 단상선로 R1과 R2를 볼 수 있다.

도 7은 전원측 탐지/복구기(240)의 여러 가지 실시예를 나타낸다. 240-a는 도 6의 3상4선식 계통에 사용된 전원측 탐지/복구기를 나타내고 있고, 240-b는 도 3의 전원측 탐지/복구기(240)의 다른 실시예로, 1차측과 2차측을 격리(isolation)하기 위한 구조로 되어 있고, 240-c는 도 4의 전원측 탐지/복구기(240)의 다른 실시예를 나타낸다.

도 8에서는 전원측 탐지/복구기(240-a)의 정상상태의 벡터도(241-a)와, 단선, 결상시의 복구벡터도(242-a, 242-b, 242-c)가 기술되어 있다. 도 8을 보고 복구에 대한 설명을 한다. 벡터도(242-a)의 11은 입력 S상이 소멸된 상태의 벡터도이다. 입력 S상이 소멸되면, 코일 권선(P1)의 전원은 없어지고, 서로 위상각 120도를 유지하는 입력 R상과 입력 T상과 중성선(N)만 전원이 입력되게 되어, 일단이 중성선(N)과 연결된 권선(코일) P2의 타단에 입력 R상의 전압이 투입되게 되고, 상기 권선 P2가 권취된 제3 레그(140)와 동일한 레그(140)에 상기 권선 P2의 반대방향으로 권취된 권선 P4에는 중성점(N)을 기준으로 상기 권선 P2에 유기된 전압과 위상의 180도 반대방향의 위상 전압이 상기 권선 P4에 전자기유도로 발생되어, 242-a(11) 상태의 위상벡터가 나타나게 된다. 한편, 상기 입력 R상과 120도의 위상차와 380V 전위차 및 중성선(N)과 220V 전위차를 갖는 상기 입력 T상은 권선 P3의 일단에 연결되어 전원이 투입되고 상기 권선 P4에서 발생된 위상의 전압은 상기 권선 P3와 연결된 타단에 입력 T상과 위상차를 갖는 입력 R상의 반대방향의 전원을 투입하게 되어, 결국은 상기 권선 P3에도 소멸된 입력 S상의 위상과 같은 전압이 유기되어 242-a(12) 상태의 위상벡터가 나타나게 된다. 또한 상기 권선 P3는 권선 P3가 권취된 동일한 레그(120)에서 반대방향으로 권취된 권선 P1에 권선 P3가 갖는 위상의 반대 위상전압을 발생하는 전자기유도를 일으키게 되어서, 상기 중성점(N)에 일단이 연결되어 있던 상기 권선 P1은 중성점을 기준으로 상기 권선 P3 위상의 180도 반대위상인 소멸된 전원 입력 S상을 발생하게 되어 입력 S상을 복구하게 된다.

또한 도 8의 벡터도 242-c(31)에서처럼 T상이 단선되어 없어지면 입력 R상과 입력 S상과 중성선(N) 전원만이 코일권선 P1, P2에 입력되게 되어 코일권선 P2는 같은 레그(140)에 권취된 코일 P4를 전자기유도하여 코일 P4에 전압이 유기되고, 코일 P3는 입력 S상과 같은 레그(120)에 권취된 코일권선 P1에 의해 전자기 유도되어 T상이 복구된다. 마찬가지로 벡터도 242-b(21)처럼 입력 R상이 단선되어 소멸되면 입력 S상의 코일 P1에 의해 코일 P3에 같은 상의 전압이 유도되고, 입력 T상의 대지와의 전기적 위치에 의하여 코일 P3은 입력 T상과 연결된 전기적 위치에서 입력 S상의 위상전압이 유기되어 코일 P3과 일단이 연결된 코일 P4에는 중성선과 전위차가 220V가 발생되게 되며 그 전위차에 의해 코일 P4에 전압이 유기되어, 코일권선 P2에도 결국 전압이 발생되어 입력 R상이 원상 복구된다.

또한 앞에서 언급한 것과 같이, 부하측 탐지/복구기(230)의 중성점(N2)에 고장검출기(210)를 설치하여 단선, 누전, 접촉불량, 반단선의 전기고장 발생을 탐지하고 탐지시 그 전기고장을 경보 또는 차단하거나 제어기(220)에 전달하여 복구하도록 하거나, 고장전기를 원격차단 하거나, 외부에 유, 무선으로 통보하여 경보하도록 할 수 있다. 또는, 고장검출기(210)만을 사용하여 제어기(220) 없이 차단이나 경보를 하는 것도 가능하다.

차단 또는 경보를 제어기(220) 없이 하는 것을 자세하게 설명하자면, 단선 또는 접촉불량 또는 반단선이 발생하면 부하측 탐지/복구기(230)에 구비된 중성점(N2)과 대지(E)에 전압이 발생한다. 이 때 발생한 전압을 고장검출기(210)로 구현된 무접점릴레이(SSR)가 탐지하여 동작하게 되면 이 무접점릴레이(SSR)는 자체 구비된 스위치를 사용하여 트립코일을 작동시켜 차단기(270)를 차단하거나 경보발생기(250)를 작동하도록 할 수 있고, 고장전기를 실시간으로 복구하기 위해 상기 부하측 탐지/복구기(230)에 구비된 중성점(N2)과 대지(E)를 연결하여 복구할 수 있다. 또한 중성점(N2)과 대지(E)에 흐르는 전류를 고장검출기(210)로 검출하면 복구되어 있는 것을 외부에 알릴 수 있다.

여기서, 고장검출기(210)가 전원측 단선, 접촉불량, 반단선을 탐지하는 방식은, 1) 단선, 접촉불량, 반단선을 복구할 때 발생되는 대지(E)와 중성점(N2)의 전압이나 전류를 탐지, 2) 단상 2선식 전선로의 전류검출 값이 어떤 값인지를 검출하여 R1+R2=0일 때 정상으로 판단하고 R1+R2≠0로 검출되면 복구배전계통(150)에 이상이 발생한 것으로 판단, 3) 단상 3선식 전선로에서는 고장 복구시 발생되는 전류가 R1+N2≠0이거나 R2+N2≠0으로 검출되면 복구배전계통(150)에 이상이 발생한 것으로 판단하는 것을 적용할 수 있다. 마찬가지로 누전발생의 경우에도 1) 대지(E)와 중성점(N2)의 전압 또는 전류를 탐지할 수 있고, 2) 단상 2선식 전선로의 전류검출값이 어떤 값인지를 검출하여 R1+R2=0 일 때 정상으로 판단하고 R1+R2≠0로 검출되면 복구배전계통(150)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 고장발생으로 판단되면 경보 발령 또는 차단기(270) 차단을 수행하거나 검출값을 제어기(220)에 전달하여 제어기(220)에서 원격으로 차단기 차단신호를 보내거나 통신모듈을 통하여 유무선으로 고장발생을 관리자에게 통보하도록 할 수 있다.

여기서 제어기(220)로는 기존의 마이콤기능이 구비되어 있는 계전기, 누전경보기 등을 이용할 수 있고 기존 시설에 구비된 통신시설을 이용할 수도 있다. 단, 본 발명에서 제어기(220)는 제어가능한 프로그램을 저장하고 이 프로그램에 따라 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템(200)의 전체 동작을 제어할 수 있는 마이컴, 마이크로프로세서, 중앙처리장치, 마이크로컨트롤러 등으로 구현하는 것이 바람직하다.

한편, 제어기(220)는 주지한 바와 같이 전력선의 단선 또는 접촉불량 또는 반단선 또는 누전으로 중성점(N2)에서 이상 전압이 발생하거나, 전류가 흐르는 것으로 판단이 되면 즉시 차단기(270)를 작동하거나 경보발생기(250)를 구동시키게 된다. 경보발생기(250)는 단선 또는 접촉불량 또는 반단선 또는 누전 이상을 경보하게 되는데, 본 발명에서는 시각적인 경보 및/또는 청각적인 경보 방법을 이용하여 경보를 하게 된다. 시각 및/또는 청각 경보가 발생한 상태에서 관리자가 이를 인식하면 신속하게 후속 조치를 취하게 되고, 이로써 전력선의 단선 접촉불량 또는 반단선 또는 누전으로 인해 발생할 수 있는 각종 전기사고를 방지하게 된다,

관리자는 필요에 따라 발생한 경보를 해제할 수 있다. 예컨대, 경보해제 입력기(260)에 구비된 경보해제 스위치를 조작하면, 경보해제 입력기(260)에서 경보해제 신호를 발생하여 제어기(220)에 전달한다. 제어기(220)는 경보 해제신호가 전달되면, 경보발생기(250)의 동작을 정지시켜 경보를 해제하게 된다.

또한, 본 발명은 단선 또는 접촉불량 또는 반단선 또는 누전이 발생을 고장검출기(210)가 검출하여 단선, 접촉불량, 반단선, 누전발생이면 하이신호를, 정상일 때에는 로우신호를 제어기(220)에 전달하고, 제어기(220)는 기 설정한 설정치와 비교하여 고장을 판단하고 미리 정한대로 실시간 복구하거나 경보하거나 차단하거나 관리자에게 유무선으로 통보하여 단선, 접촉불량, 반단선, 누전으로 인해 발생할 수 있는 정전, 감전, 제어중단, 기기소손, 화재 등의 전기사고를 미리 방지하게 된다.

또한, 본 발명은 주지한 바와 같이, 단선 또는 접촉불량 또는 반단선에 의해 부하측 탐지/복구기(230)를 동작시켜 복구시킨 상태에서도 단선 또는 접촉불량 또는 반단선 또는 누전발생을 고장검출기(210)를 통해 지속적으로 검출하게 되는데, 이때 전력선 또는 중성점에 이상전압, 전류로 인해 부하측 탐지/복구기(230)를 동작시켰는데도 불구하고 누전이 검출되거나, 접촉불량 또는 반단선이면 제어기(220)에서 제어신호를 이용하여 자동으로 차단기(MCCB, ELB, 기타 등)를 동작시키거나 경보하거나 유무선으로 통보하여 정전, 감전, 부하 소손, 화재발생을 방지하게 된다.

예컨대, 본 발명에 따르면 배전계통의 전원측에서 단선시 자동으로 고장전력 자동복구를 수행하여, 단선으로 인해 발생하는 정전사고발생을 방지하고, 접촉불량, 반단선 시에는 복구하여 트래킹, 스파크, 열화에 의한 합선(단락), 전기기기의 소손, 과열, 전기화재를 방지하며, 누전 발생시 누전으로 인한 감전, 전기화재를 줄일 수 있어 고장전기로 인한 사고를 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 고장전력 복구에 실패한 경우에는 차단기 동작 제어신호를 발생하여 차단기를 동작시킴으로써, 과전류, 이상전압 등에 의해 후단 기기가 손상되는 것을 방지하게 되는 것이다

또한, 도 9는 단선 등의 고장전기를 검출하도록 하는 회로도이다. 예를 들어 R상에 연결된 변압기, 퓨즈 등의 전기설비에서 고장이 발생하면 S상과 T상의 전기회로는 단상으로 변하고 중성점(N1)은 전위를 변경하게 되며 고장검출기(210)는 변경된 전위를 검출할 수 있으며 다른 상의 경우에도 고장 발생 시 검출할 수 있게 되고 단상의 경우에도 중성점(N1)과 대지 또는 중성선, 중성점을 통해 고장상황을 검출할 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템(200)의 회로도로서, 고장전기를 검출한 고장검출기(210)는 차단기(270)를 트립시키거나, 고장복구스위치를 동작시켜 복구기(240-a, 230-b)를 동작시키거나, 경보기 또는 제어기에 전기신호를 전달하여 차단, 경보, 통보, 제어 등의 임무를 수행하도록 할 수 있으며 중성선 단선시에도 고장검출기(210)에서 검출할 수 있도록 전력선(R 또는 S 또는 T 또는 R1 또는 R2)과 중성선(N)에 저항 또는 콘덴셔 또는 인덕터 등을 설치하여 상기 전력선(R 또는 S 또는 T 또는 R1 또는 R2)의 전위가 중성선(N) 단선시 중성선(N)에 유기되도록 하여 중성선 단선을 검출할 수 있는 것이다.

본 발명의 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템(200)은 하나의 모듈로 구현하여 제품화할 수 있다. 이로써 전기고장(단상전원측의 누전, 단선, 접촉불량, 반단선)을 점검하거나, 분전반 또는 배전반에 설치하여 경보하거나, 차단기와 연계하여 전력이상시 전력을 차단하거나, 기존에 설치된 전력공급용 기기에 쉽게 적용하여 이상전력을 경보하거나 차단하거나 실시간 전기고장복구를 할 수 있는 이득을 얻을 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

120 - 제1 레그, 130 - 제2 레그, 140 - 제3 레그
200 - 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단상전원선로 고장 시 실시간복구 변압시스템(공법)
210 - 고장검출기(SSR, ZCT, CT, 전압, 전류검출기, 릴레이 등)
220 - 제어기
230 - 부하측 탐지/복구기
240 - 전원측 탐지/복구기
250 - 경보발생기
260 - 경보해제 입력기
270 - 차단기(누전차단기, 배선용차단기, MG/SW, 전자식개폐기 등)
300 - 메인변압기(기존변압기의 2차코일)
R1, R2 - 복구배전계통의 단상 전력선
R, S, T - 삼상전력선,
E 또는 ET - 대지(접지)
N - 중성선, N1 - 제1중성점, N2 - 제2중성점
L1 - 부하 측 변압기 코일권선
L2 - 부하 측 변압기 코일권선
L3 - 전원 측 변압기 코일권선
L4 - 전원 측 변압기 코일권선
P1 - S상 전원 측 단선복구변압기 코일권선
P2 - R상 전원 측 단선복구변압기 코일권선
P3, P4 - T상 전원 측 단선복구변압기 코일권선

Claims

배전계통의 전원측 단선, 접촉불량, 반단선, 누전으로 인한 정전, 감전, 화재사고 방지를 위한 시스템에 있어서,
상기 배전계통에 전원측 탐지/복구기와 부하측 탐지/복구기 중에 적어도 하나 이상 구비하되,
상기 전원측 탐지/복구기는 전원 출력코일의 중간에 중성점을 구성하여 이 중성점을 대지에 접지하거나, 중성점과 대지의 전위차를 검출하여 단상 또는 삼상전원의 전원공급선로에서 이상전압유입, 결상, 단선, 접속불량, 저항증가 시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하고,
상기 부하측 탐지/복구기는 전원 출력코일의 중간에 중성점을 구성하여 이 중성점을 대지에 접지하거나 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점에 연결하거나, 중성점과 대지의 전위차를 검출하여 단상 또는 삼상전원의 전원공급선로에서 이상전압유입, 결상, 단선, 접속불량, 저항증가 시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
배전계통의 전원측 단선, 접촉불량, 반단선, 누전으로 인한 정전, 감전, 화재사고 방지를 위한 시스템에 있어서,
전원측에 연결되며, 철심인 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그와; 코일인 제1 권선, 제2 권선, 제3 권선으로 구성되는 전원측 탐지/복구기와 부하측에 연결되는 부하측 탐지/복구기를 적어도 하나이상 포함하되,
상기 전원측 탐지/복구기는, 1차코일을 포함할 수 있으며 철심인 제1 레그, 제2 레그, 제3 레그와; 2차코일인 제1 권선, 제2 권선, 제3 권선을 구비한다. 상기 제1 권선은 상기 제1 레그에 권취되고, 상기 제2 권선은 상기 제2 레그에 권취되며, 상기 제3 권선은 상기 제3 레그에 권취되어, 상기 제1 권선, 상기 제2 권선, 상기 제3 권선의 일단이 중성점에 연결되고, 상기 2차 코일에서 부하로 공급되는 삼상전원은 대지전위차의 루트3배 값으로 공급되고, 단상전원은 대지전위차의 절반 값으로 공급되어 상기 부하 측 탐지/복구기에서 전원을 복구할 수 있도록 하는 상기 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항1항 또는 2항에 있어서, 상기 전원측 탐지/복구기는,
상기 배전계통에서 낙뢰, 합선, 지락, 기자재소손, 퓨즈단선으로 전원측에서 R상 또는 S상 또는 T상 또는 중성선(N)이 단선되거나 결상되어도 실시간 전기고장을 복구하여 전원을 공급해 단상전원의 정전을 방지하고, 단상전원의 대지전위차를 강압하여 누전(지락)에 의한 감전, 화재발생을 예방하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 1항 또는 2항에 있어서, 상기 부하측 탐지/복구기는,
상기 부하측 탐지/복구기 중성점을 대지에 접지하고, 단상전원 공급선로를 한 선으로 구성하여 선로에 의한 합선사고 방지, 누전감소, 선로 고장감소, 선로보수 용이, 공사원가 절감을 하도록 하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 1항 또는 2항에 있어서, 상기 부하측 탐지/복구기는,
상기 부하측 탐지/복구기의 전원측에서 단선 또는 접촉불량 또는 반단선 또는 누전(지락)발생으로 전기고장이 발생하면 상기 부하측 탐지/복구기의 중성점과 대지 또는 전력선(R 또는 S 또는 T)에서 전기신호를 발생하여 고장검출기에 전달하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 1항 또는 2항에 있어서, 상기 전원측과 부하측 탐지/복구기는,
단상 또는 삼상전원에 전기, 전자적으로 연결되는 인덕터 또는 전자소자로 중성점을 구성하고 상기 중성점을 대지에 접지하거나, 상기 중성점과 대지의 전위차를 검출하거나, 중성점과 대지에서 흐르는 전류를 검출하여, 단상 또는 삼상전원의 전원공급선로에서 이상전압유입, 결상, 단선, 접속불량, 저항증가 시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 6항에 있어서, 상기 전자소자는,
저항(resistance) 또는 콘덴셔(capacitor) 또는 바리스터(varistor) 또는 실리콘(silicon) 또는 게르마늄(germanium) 또는 탄소(carbon) 또는 코일(coil) 또는 집적회로(integrated circuit) 또는 릴레이 또는 무접점릴레이(SSR) 또는 트립코일인 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 5항에 있어서, 상기 고장검출기는,
전원측 또는 부하측 탐지/복구기의 입, 출력선로에 구비된 전력선 또는 중성점에서 고장시 발생하는 전기신호를 탐지하여 이상전압유입, 단선, 결상, 저항증가, 접촉불량, 반단선, 누전(지락) 중에 하나이상의 고장발생으로 탐지되면 경보발생기를 통하여 경보하거나, 차단기를 통하여 차단하거나, 제어기를 통하여 제어하거나, 상기 전원측 또는 부하측 탐지/복구기를 통하여 실시간 복구하도록 하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 5항에 있어서, 상기 고장검출기는,
상기 중성점 또는 전력선에서 출력되는 고장발생 전기신호 검출을 위해 전자식릴레이(SSR) 또는 영상변류기 또는 전압검출기 또는 전류검출기 또는 릴레이 또는 트립코일을 사용하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 1항 또는 2항에 있어서, 상기 전원측 탐지/복구기는,
상기 전원측 탐지/복구기의 출력전압의 중성점은 대지에 접지하고 전원공급선로와 대지의 전위차를 강압하고 상기 전위차를 일정 전위로 유지하도록 하여 전원공급선로의 단선, 불평형이상과 누전발생으로 인한 감전, 화재사고발생을 예방하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 1항 또는 2항에 있어서, 상기 전원측 탐지/복구기는,
삼상 4선식 또는 단상 3선식 배전계통에 연결되어 상기 배전계통에서 비선형 단상부하에 의해 중성선에 유입되는 영상고조파를 원천봉쇄하고 중성선 단선 발생시 불평형 과전압의 유입을 방지하여 그로 인한 과열, 화재를 원천적으로 방지하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
청구항 1항 또는 2항에 있어서, 상기 전원측 탐지/복구기는,
삼상 4선식 배전계통에 연결되어 전원측에서 한 상의 퓨즈단선, 선로손상단선, 변압기고장, 기자재소손, 결상, 중성선 단선 시에도 실시간 삼상 전력을 복구하고 부하측에 단상전원을 정전 없이 공급하여 전기고장에 의한 단상전원의 정전을 원천적으로 방지하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
단상 또는 삼상전원 배전계통의 전원측 단선, 접촉불량, 반단선, 누전으로 인한 정전, 감전, 화재사고 방지를 위한 시스템에 있어서,
제1중성점을 구비하고 이 중성점을 대지에 접지하여 대지와의 전위차를 기존 전위차 보다 강압하는 전원측 탐지/복구기와;
제2중성점을 구비하고 이 중성점을 대지에 접지하거나, 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점과 연결하여 전원측 전기고장을 실시간 복구하는 부하측 탐지/복구기와;
상기 부하측 탐지/복구기의 전력선 또는 중성점의 입출력 전류를 검출하거나, 상기 중성점과 대지 전압을 탐지하여 경보 또는 차단하거나 검출한 고장검출 값을 제어기에 전달하는 고장검출기와;
상기 고장검출기가 제공한 검출값을 기 설정치와 비교하여 고장으로 판단되면 경보를 발령하거나, 전원을 차단하거나, 유무선으로 통보하도록 통신모듈에 전달하고 경보해제신호가 접수되면 경보를 해제하는 제어기와;
상기 고장검출기 또는 제어기에서 제공받은 경보신호에 따라 경보를 발생하는 경보발생기와;
상기 경보발생기의 경보발령을 해제하기 위한 경보해제 입력부와;
상기 고장검출기 또는 제어기의 차단신호에 따라 고장전원을 차단하기 위한 차단기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템.
단상 또는 삼상전원 배전계통의 결상, 단선, 저항증가, 접촉불량, 반단선, 누전으로 인한 정전, 감전, 화재사고 방지를 위한 공사 방법에 있어서,
a. 단상 또는 삼상전원 배전계통에 전원측 탐지/복구기와 부하측 탐지/복구기 중 적어도 하나이상을 설치하는 단계;
b. 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점을 대지에 접지하거나 상기 부하측 탐지/복구기의 중성점에 연결하고, 상기 부하측 탐지/복구기의 중성점을 대지에 접지하거나 상기 전원측 탐지/복구기의 중성점에 연결하는 단계;
c. 상기 전원측 탐지/복구기의 출력코일의 권선과 부하를 연결하거나, 상기 전원측 탐지/복구기의 출력코일의 권선과 상기 부하측 탐지/복구기의 입력코일의 권선을 전기적으로 연결하는 단계;
d. 상기 전원측 탐지/복구기의 입력전원측 코일권선을 배전계통의 단상 또는 삼상 전원선로에 전기적으로 연결하여, 상기 전원측 탐지/복구기와 전원설비 또는 상기 전원측 탐지/복구기와 상기 부하측 탐지/복구기의 단상 또는 삼상전원의 전원공급설비에서의 이상전압유입, 결상, 단선, 접속불량, 또는 저항증가시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템의 공사 방법.
단상 또는 삼상전원 배전계통의 결상, 단선, 접촉불량, 반단선, 누전으로 인한 정전, 감전, 화재사고 방지를 위한 공사 방법에 있어서,
a. 단상 또는 삼상전원 배전계통에 전원측 탐지/복구기와 부하측 탐지/복구기 중 적어도 하나이상을 설치하는 단계;
b. 상기 전원측 탐지/복구기와 상기 부하측 탐지/복구기의 적어도 하나의 중성점과 대지의 전위 또는 중성점과 대지에서 흐르는 전류를 검출하기 위해 고장검출기를 설치하는 단계;
c. 상기 전원측 탐지/복구기의 출력코일의 권선과 부하를 연결하거나, 상기 전원측 탐지/복구기의 출력코일의 권선과 상기 부하측 탐지/복구기의 입력코일의 권선을 전기적으로 연결하는 단계;
e. 상기 전원측 탐지/복구기의 입력전원측 코일권선을 배전계통의 단상 또는 삼상 전원선로에 전기적으로 연결하여, 상기 전원측 탐지/복구기와 전원설비 또는 상기 전원측 탐지/복구기와 상기 부하측 탐지/복구기의 단상 또는 삼상전원의 전원공급설비에서의 이상전압유입, 결상, 단선, 접속불량, 저항증가시 복구, 차단, 경보, 통보, 제어 중에 어느 하나 이상을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템의 공사 방법.