KR20200034337A - 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템에 관한 것으로, 적어도 하나의 입력 전기배선과 적어도 하나의 출력 전기 배선간의 전류 온/오프를 제어함과 아울러 입력 및 출력 전기 배선이나 결착부의 열화를 감지하는 적어도 하나의 배선용 차단기; 적어도 하나의 배선용 차단기로부터 수신되는 열화 발생 신호에 따라 열화가 발생된 배선용 차단기의 위치 정보를 파악하고, 열화가 발생된 배선용 차단기의 위치 정보가 알림될 수 있도록 알람부를 제어하는 관제 장치; 및 관제 장치의 제어 따라 열화가 발생된 적어도 하나의 배선용 차단기에 대한 위치 정보를 영상 표시패널이나 발광 부저로 표시하는 표시부를 포함하는바, 연기나 화재가 발생하기 전에, 열화 정도에 따라 실질적으로 배선용 차단기에서의 열화 및 화재를 방지할 수 있다.

Description

배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템{SYSTEM FOR FIRE AND OVERHEATING PROTECTION OF MOULDED CASE CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 가정, 배전반, 변압기 등에 구성되는 배선용 차단기의 과전류, 과전압, 및 열화 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 지원하여 화재를 미연에 방지할 수 있도록 한 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 개폐기, 수배전반, 전력 전송장치류, 상분리모선 및 변압기류 등의 전기 장치들은 전류의 수송을 목적으로 하므로, 전류 통전 시 주울 효과에 의한 도체의 온도 상승이 항상 수반되며 전류의 크기가 커질수록 온도 상승은 더욱 커지게 된다.
이에, 과전압 및 과전류 특성을 실시간으로 감지하여 해당 전기 장치들로 수송되는 전류를 차단하기 위해 누전 차단기나 배선용 차단기(molded-case circuit breaker) 등이 다양하게 이용되고 있었다.
그러나, 종래의 누전 차단기나 배선용 차단기의 경우 과전류 및 과전압 특성에 따라서만 전류를 차단할 뿐, 열화 특성에 따라서는 대처가 어려운 문제점이 있었다. 즉, 누전 차단기나 배선용 차단기의 절연 파괴 정도나 열화 정도를 개별적으로 파악하기 어려웠다.
종래에는 누전 차단기나 배선용 차단기의 열화 및 열화에 따른 화재를 방지하기 위해, 누전 차단기나 배선용 차단기의 설치 위치를 열 화상 카메라로 촬영하거나, 화재 감시제어기(WB-FR2)를 추가로 설치하여 모니터하기도 하였다. 하지만, 종래의 대비 방식들은 사실상 누전 차단기나 배선용 차단기의 화재를 미연에 방지하기보다는 화재 발생된 이후에 화재 발생 여부를 확인하거나 감시할 수 있도록 한 대책일 뿐이다.
이에, 누전 차단기나 배선용 차단기의 열화 정도를 실시간으로 검출하고, 검출된 열화 정도에 따라 화재 발생을 사전에 방지할 수 있도록 한 장치나 시스템의 개발이 더욱 요구되고 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가정, 배전반, 변압기 등에 구성되는 배선용 차단기(또는, 누전 차단기)의 과전류, 과전압 및 열화 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 지원하여, 화재를 미연에 방지할 수 있도록 한 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템은 적어도 하나의 입력 전기배선과 적어도 하나의 출력 전기 배선간의 전류 온/오프를 제어함과 아울러 입력 및 출력 전기 배선이나 결착부의 열화를 감지하는 적어도 하나의 배선용 차단기; 적어도 하나의 배선용 차단기로부터 수신되는 열화 발생 신호에 따라 열화가 발생된 배선용 차단기의 위치 정보를 파악하고, 열화가 발생된 배선용 차단기의 위치 정보가 알림될 수 있도록 알람부를 제어하는 관제 장치; 및 관제 장치의 제어 따라 열화가 발생된 적어도 하나의 배선용 차단기에 대한 위치 정보를 영상 표시패널이나 발광 부저로 표시하는 표시부를 포함한다.
적어도 하나의 배선용 차단기는 입력 및 출력 전기 배선이 각각 결착되는 복수의 배선 결착부; 및 각 배선 결착부와 물리적, 전기적으로 연결되어 각 배선 결착부와 입력 및 출력 전기 배선의 열화를 감지하는 적어도 하나의 열화 감지 회로부를 포함한다.
각각의 배선 결착부는 결착부재에 의해 입력 또는 출력 전기배선과 전기적으로 결착되는 적어도 하나의 전류 도통단자부; 및 적어도 하나의 전류 도통단자부와 물리적으로 결착되어 상기 입력 또는 출력 전기배선과 전류 도통단자부의 열화를 감지하는 제1 열화 소자부를 포함한다.
열화 감지 회로부는 과저류 또는 열화 발생시 제1 열화 소자부를 통해 전류가 공급되면 턴-온되는 발광 램프; 과전류 또는 열화 발생시 제1 열화 소자부를 통해 입력되는 전류를 스위칭시키는 접점 스위칭 소자; 및 접점 스위칭 소자를 통해 전류가 입력되면 열화 발생 신호를 관제 장치로 전송하는 송출회로를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템은 가정, 배전반, 변압기 등에 구성되는 배선용 차단기(또는, 누전 차단기)의 과전류, 과전압 및 열화 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 지원한다. 이에, 연기나 화재가 발생하기 전에, 열화 정도에 따라 실질적으로 배선용 차단기에서의 열화 및 화재를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템에 대한 개념도이다.
도 2는 도 1의 배선용 차단기에 구성된 어느 한 배선 결착부에 전기 배선이 결착된 상태를 단면으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 배선 결착부와 연계 구성된 열화 감지 회로부를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 관제 장치의 구성을 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 도 1의 배선용 차단기에 구성된 어느 한 배선 결착부에 전기 배선이 결착된 상태를 단면으로 도시한 다른 단면도이다.
도 6은 도 5의 배선 결착부와 연계 구성된 열화 감지 회로부를 구체적으로 나타낸 다른 회로도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템에 대한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화재 및 열화 방지 시스템은, 적어도 하나의 배선용 차단기(113), 관제 장치(120), 적어도 하나의 알람부(121), 및 적어도 하나의 표시부(122)를 포함한다.
적어도 하나의 배선용 차단기(113)는 일 측으로는 전류가 입력되는 적어도 하나의 입력 전기배선이 결착되고, 타측으로는 전류가 전송되는 적어도 하나의 출력 전기배선이 각각 결착된다.
각각의 배선용 차단기(113)는 적어도 하나의 스위치를 이용한 스위칭 동작을 수행하는바, 적어도 하나의 입력 전기배선과 적어도 하나의 출력 전기배선간의 전류 흐름, 즉 온/오프(ON/OFF) 상태를 제어한다.
또한, 각각의 배선용 차단기(113)는 입력 및 출력 전기 배선과 입력 및 출력 전기 배선 결착 단자 등의 열화 상태를 실시간으로 감지한다. 그리고 열화가 발생 및 감지되면 자체 발광 램프(111)를 턴-온 시키고, 열화 발생 신호를 관제 장치(120)로 전송한다.
이를 위해, 적어도 하나의 배선용 차단기(113)는 입력 및 출력 전기 배선이 각각 결착되는 복수의 배선 결착부(P), 및 각각의 배선 결착부(P)와 입력 전기배선 및 출력 전기배선의 열화 상태를 실시간으로 감지하는 적어도 하나의 열화 감지 회로부(PB)를 포함한다.
각각의 배선 결착부(P)는 배선용 차단기(113)의 일측 및 타측에 각각 분리 구성된다. 일측의 배선 결착부(P)로는 각각의 입력 전기배선이 전기적, 물리적으로 결착될 수 있다. 그리고 타 측의 배선 결착부(P)로는 각각의 출력 전기배선이 전기적, 물리적으로 결착될 수 있다.
열화 감지 회로부(PB)는 각각의 배선 결착부(P)와 물리적, 전기적으로 연결되어 각각의 배선 결착부(P)와 각각의 입력 및 출력 전기배선의 열화 상태를 실시간으로 감지한다.
열화 감지 회로부(PB)는 각각의 배선 결착부(P)나 입력 및 출력 전기배선에서 열화가 발생 및 감지되면 자체 발광 램프(111)를 턴-온 시키고, 열화 발생 신호를 관제 장치(120)로 전송한다.
관제 장치(120)는 적어도 하나의 배선용 차단기(113)로부터 수신되는 열화 발생 신호에 따라 열화가 발생된 배선용 차단기(113)의 위치 정보를 파악한다. 그리고 열화가 발생된 배선용 차단기(113)의 위치 정보가 알림될 수 있도록 알람부(121)를 제어한다,
또한, 관제 장치(120)는 표시부(122)를 통해서도 열화가 발생된 배선용 차단기(113)의 위치 정보가 알림될 수 있도록, 표시부(122)로 열화가 발생된 적어도 하나의 배선용 차단기(113)에 대한 위치 정보를 제공한다.
표시부(122)는 관제 장치(120)의 제어 따라 열화가 발생된 적어도 하나의 배선용 차단기(113)에 대한 위치 정보를 영상 표시패널이나 발광 부저, 또는 LED 표시 보드 등으로 표시한다.
도 2는 도 1의 배선용 차단기에 구성된 어느 한 배선 결착부에 전기 배선이 결착된 상태를 단면으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 각각의 배선 결착부(P)에는 적어도 하나의 전류 도통단자부(A1,B1)와 제1 열화 소자부(BM1)가 구성된다.
각각의 전류 도통단자부(A1,B1)는 스크류 등의 결착부재(SP)에 의해 입력 또는 출력 전기배선(CB)과 전기적으로 결착된다.
제1 열화 소자부(BM1)는 각각의 전류 도통단자부(A1,B1)와 물리적으로 결착되어, 입력 또는 출력 전기배선(CB)과 전류 도통단자부(A1,B1)의 과전류 발생 여부 및 열화를 실시간으로 감지한다.
제1 열화 소자부(BM1)는 서로 동일한 면적과 두께 및 형상을 유지하도록 구성되어, 미리 설정된 간격을 갖고 서로 마주하도록 평행하게 배치된 제1 전극(MB1)과 제2 전극(MB2)을 포함한다.
구체적으로, 제1 열화 소자부(BM1)의 제1 전극(MB1)은 미리 설정된 면적과 미리 설정된 두께를 갖는 평판 형태로 구성되어, 일 측면(도면상 상부측) 중 적어도 일부의 면적만 전류 도통단자부(A1,B1)와 물리적, 전기적으로 연결되도록 굴절된 형상으로 구성된다.
제1 열화 소자부(BM1)의 제2 전극(MB2)은 제1 전극(MB1)과 동일하게 설정된 면적과 두께를 갖는 평판형태로 구성되어, 일 측면(도면상 상부측)이 제1 전극(MB1)의 타 측면(도면상 하부측)과 미리 설정된 간격을 갖고 마주하도록 동일한 형상으로 구성된다.
제1 및 제2 전극(MB1,MB2)의 두께, 면적, 간격, 금속이나 합금 재질 등은 배선용 차단기(113)의 전류 용량 등에 대응되도록 미리 설정된다.
제1 전극(MB1)은 일 측면(도면상 상부측) 중 적어도 일부의 면적만 전류 도통단자부(A1,B1)와 물리적, 전기적으로 연결되고 굴곡 형상을 유지하기 때문에, 입력 또는 출력 전기배선(CB)과 전류 도통단자부(A1,B1)에서 발생되는 과전류나 열화에 더욱 민감하게 반응할 수 있다.
특히, 제1 전극(MB1)은 굴곡 형상을 유지하여 일부 면적만 전류 도통단자부(A1,B1)에 부착되어 있기 때문에, 입력 또는 출력 전기배선(CB)과 전류 도통단자부(A1,B1)에서 과전류나 열화가 발생하면, 전류 도통단자부(A1,B1)에 부착되지 않고 이격되어 있는 끝단이 제2 전극(MB2)의 방향으로 휘거나 진동을 유발한다. 이에, 입력 또는 출력 전기배선(CB)과 전류 도통단자부(A1,B1)에서 과전류나 열화가 발생하면, 제1 전극(MB1)과 제2 전극(MB2)이 전기적으로 연결된다.
도 3은 도 2의 배선 결착부와 연계 구성된 열화 감지 회로부를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 3을 참조하면, 열화 감지 회로부(PB)는 충방전 소자(C), 발광 램프(111), 접점 스위칭 소자(BJ), 및 송출회로(112)를 포함한다.
충방전 소자(C)는 배선 결착부(P)와는 병렬로 연결되어, 배선 결착부(P)에서 과전류 또는 열화가 발생되면 제1 열화 소자부(BM1)를 통해서 입력되는 전류를 충방전시킨다.
배선 결착부(P)에서 과전류 또는 열화가 발생되면, 제1 열화 소자부(BM1)를 통해서는 충방전 소자(C)로 순간적으로 전류가 입력되거나 연속적이지 않게 반복적으로 전류가 입력될 수 있다. 이에, 충방전 소자(C)는 발광 램프(111), 접점 스위칭 소자(BJ), 및 송출회로(112)가 소정의 기간동안 전류를 공급받을 수 있도록 제1 열화 소자부(BM1)로부터의 전류를 충방전시킨다.
충방전 소자(C)는 과전류에도 소손되지 않고 발광 램프(111), 접점 스위칭 소자(BJ), 및 송출회로(112)로 전류를 공급할 수 있도록 미리 설정된 충분한 용량으로 구성됨이 바람직하다. 이에, 열화 감지 회로부(PB)는 제1 열화 소자부(BM1)를 통해 입력되는 전류만으로도 발광 램프(111) 발광 및 열화 발생 신호 송출 동작을 수행할 수 있다.
발광 램프(111)는 적어도 하나의 LED(Light-Emitting Diode)로 구성되어, 충방전 소자(C)로부터 전류가 공급되면 턴-온된다. 발광 램프(111)의 턴-온시, 1차적으로 배선 결착부(P)의 과전류 발생 및 열화 발생을 사용자가 확인할 수 있다.
접점 스위칭 소자(BJ)는 배선 결착부(P)의 과전류 발생 및 열화 발생시, 제1 열화 소자부(BM1)를 통해 입력되는 전류를 스위칭시켜 송출회로(112)로 전송한다.
접점 스위칭 소자(BJ)는 미리 설정된 용량의 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 접점 스위칭 소자(BJ)의 용량과 스위칭 동작에 의해 과전류로부터 송출회로(112)를 보호할 수 있다. 그리고 접점 스위칭 소자(BJ)의 동작 전류(또는, 문턱 전압 크기)에 의해 배선 결착부(P)의 과전류나 열화 정도를 재확인해서 송출회로(112)를 동작시킬 수 있다.
접점 스위칭 소자(BJ)로 입력되는 동작 전류(또는, 문턱 전압 크기)가 접점 스위칭 소자(BJ)를 턴-온 시키지 못하면 과전류나 열화로 판단하지 못하기 때문에, 접점 스위칭 소자(BJ)의 용량으로 과전류나 열화 감지에 대한 민감도를 설정해둘 수 있다.
송출회로(112)는 접점 스위칭 소자(BJ)를 통해 충방전 소자(C)로부터의 전류가 입력되면 열화 발생 신호를 관제 장치(120)로 전송한다. 송출회로(112)는 지그비(ZigBee)나 블루투스(Bluetooth) 등의 적어도 하나의 근거리 무선 송신칩을 구비하거나, RS(Recommended Standard) 유선 통신 포트를 구비하여 구성된다. 이에, 송출회로(112)는 접점 스위칭 소자(BJ)를 통해 소정 전류가 입력되면, 미리 설정된 무선 또는 유선 통신 방식으로 설치 위치 좌표와 함께 열화 발생 신호를 관제 장치(120)로 전송한다.
도 4는 도 1에 도시된 관제 장치의 구성을 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 관제 장치(120)는 수신회로(123), 통합 제어부(124), 알람 제어부(125), 표시 제어부(126), 및 누적 정보 DB(127)를 포함한다. 관제 장치(120)는 퍼스널 컴퓨터나, 응용 프로그램에 수행되는 전력선 통신(Power Line Communication) 장비 등으로 구성될 수 있다.
관제 장치(120)의 수신회로(123)는 미리 설정된 무선 또는 유선 통신 방식으로 배선용 차단기(113)로부터 설치 위치 좌표와 열화 발생 신호를 수신한다.
수신회로(123)는 지그비(ZigBee)나 블루투스(Bluetooth) 등의 적어도 하나의 근거리 무선 송신칩이나, RS(Recommended Standard) 유선 통신 포트를 통해 배선용 차단기(113)의 설치 위치 좌표와 열화 발생 신호를 수신한다.
통합 제어부(124)는 마이크로 크로세서나 CPU를 포함해서 구성되며, 통합 제어부(124)는 수신회로(123)를 통해 수신된 설치 위치 좌표와 열화 발생 신호에 따라 열화가 발생된 배선용 차단기(113)의 위치 정보를 파악한다. 그리고 파악된 배선용 차단기(113)의 위치 정보는 알람 제어부(125), 표시 제어부(126), 및 누적 정보 DB(127)와 실시간으로 공유한다.
알람 제어부(125)는 사운드 구동 보드나 오디오 제어 유닛 등을 포함해서 구성될 수 있다. 이러한 알람 제어부(125)는 통합 제어부(124)에서 파악된 배선용 차단기(113)의 위치 정보를 알람부(121)로 제공하고, 위치 정보가 알람부(121)의 스피커 등으로 출력되도록 제어한다.
표시 제어부(126)는 적어도 하나의 그래픽 카드나 영상 출력 제어보드 등을 포함해서 구성될 수 있다. 표시 제어부(126)는 통합 제어부(124)에서 파악된 배선용 차단기(113)의 위치 정보를 표시부(122)로 제공하여, 위치 정보가 표시부(122)의 영상 표시패널에 영상이나 텍스트로 표시되도록 제어한다.
누적 정보 DB(127)는 통합 제어부(124)에서 수신되는 열화 발생 배선용 차단기(113)의 위치 정보를 실시간으로 적어도 하나의 RAM 또는 ROM 메모리에 저장 및 누적한다. 그리고 각각의 배선용 차단기(113)별 과전류 및 열화 발생 누적 정보를 실시간으로 표시 제어부(126)로 제공함으로써, 표시부(122)의 영상 표시패널에 각각의 배선용 차단기(113)별 과전류 및 열화 발생 누적 정보가 표시될 수 있도록 지원한다. 이에, 사용자나 관리자는 실시간으로 각각의 배선용 차단기(113)별 과전류 및 열화 발생 누적 정보를 확인하여 배선용 차단기(113)별 관리 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 5는 도 1의 배선용 차단기에 구성된 어느 한 배선 결착부에 전기 배선이 결착된 상태를 단면으로 도시한 다른 단면도이다.
도 5를 참조하면, 각각의 배선 결착부(P)는 적어도 하나의 전류 도통단자부(A1,B1)와 제1 열화 소자부(BM1)를 포함한다. 그리고 입력 또는 출력 전기배선(CB)의 피복(CBb)에 접착 또는 결착되는 제2 열화 소자부(BM1)를 더 포함한다.
각각의 전류 도통단자부(A1,B1)는 스크류 등의 결착부재(SP)에 의해 입력 또는 출력 전기배선(CB)과 전기적으로 결착된다.
제1 열화 소자부(BM1)는 각각의 전류 도통단자부(A1,B1)와 물리적으로 결착되어, 입력 또는 출력 전기배선(CB)과 전류 도통단자부(A1,B1)의 과전류 발생 여부 및 열화를 실시간으로 감지한다. 제1 열화 소자부(BM1)의 구체적인 구성과 동작 특징에 대한 설명은 도 2를 통해 설명된 내용으로 대신하기로 한다.
제2 열화 소자부(BM2)는 입력 또는 출력 전기배선(CB)의 피복(CBb)과 물리적으로 결착되어, 입력 또는 출력 전기배선(CB)의 열화 변형을 실시간으로 감지한다.
제2 열화 소자부(BM2)는 서로 동일한 면적과 두께 및 형상을 유지하도록 구성되어, 미리 설정된 간격을 갖고 서로 마주하도록 평행하게 배치된 제3 전극(MB3)과 제4 전극(MB4)을 포함한다.
구체적으로, 제2 열화 소자부(BM2)의 제3 전극(MB3)은 미리 설정된 면적과 미리 설정된 두께를 갖는 평판 형태로 구성되어, 일 측면(도면상 상부측) 중 적어도 일부의 면적만 입력 또는 출력 전기배선(CB)의 피복(CBb)과 물리적으로 접촉되도록 굴절된 형상으로 구성된다.
제2 열화 소자부(BM2)의 제4 전극(MB4)은 제3 전극(MB3)과 동일하게 설정된 면적과 두께를 갖는 평판형태로 구성되어, 일 측면(도면상 상부측)이 제3 전극(MB3)의 타 측면(도면상 하부측)과 미리 설정된 간격을 갖고 마주하도록 동일한 형상으로 구성된다.
제2 열화 소자부(BM2)의 제3 및 제4 전극(MB3,MB4)의 두께, 면적, 간격, 금속이나 합금 재질 등은 입력 또는 출력 전기배선(CB)에 흐르는 전류 용량 등에 대응되도록 미리 설정된다.
제3 전극(MB3)은 일 측면(도면상 상부측) 중 적어도 일부의 면적만 입력 또는 출력 전기배선(CB)의 피복(CBb)과 물리적으로 연결되고 굴곡 형상을 유지하기 때문에, 입력 또는 출력 전기배선(CB) 피복(CBb)의 열화 변형에 더욱 민감하게 반응할 수 있다. 여기서, 제3 전극(MB3)은 제1 열화 소자부(BM1)의 제1 전극(MB1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제3 전극(MB3)은 굴곡 형상을 유지하여 일부 면적만 입력 또는 출력 전기배선(CB)의 피복(CBb)에 부착되어 있기 때문에, 입력 또는 출력 전기배선(CB)의 피복(CBb)의 열화 변형이 가 발생하면, 피복(CBb)에 부착되지 않은 끝단이 제4 전극(MB4)의 방향으로 휘거나 변형을 유발한다. 이에, 입력 또는 출력 전기배선(CB)의 피복(CBb) 형태 변형이 발생하면, 제3 전극(MB3)과 제4 전극(MB4)이 전기적으로 연결된다.
마찬가지로, 이때는 제1 열화 소자부(BM1)에서도 전류 도통단자부(A1,B1)에서 동시에 발생되는 과전류나 열화를 감지하기 때문에, 제1 열화 소자부(BM1)의 제1 및 제2 전극(MB1,MB2) 또한 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 열화 소자부(BM2)는 배선 결착부(P)의 제1 열화 소자부(BM1)와 전기적으로 연결된 병렬 구조로 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극(MB1)과 제3 전극(MB3), 제2 전극(MB2)과 제4 전극(MB4)이 병렬로 전기적인 연결 구조를 이룰 수 있다. 따라서, 제2 열화 소자부(BM2)에서 피복(CBb)의 변형만 감지하더라도 제1 열화 소자부(BM1)와 제2 열화 소자부(BM2)는 전류가 도통될 수 있다.
도 6은 도 5의 배선 결착부와 연계 구성된 열화 감지 회로부를 구체적으로 나타낸 다른 회로도이다.
도 6을 참조하면, 열화 감지 회로부(PB)는 충방전 소자(C), 발광 램프(111), 접점 스위칭 소자(BJ), 및 송출회로(112)를 포함한다.
제1 전극(MB1)과 제3 전극(MB3), 제2 전극(MB2)과 제4 전극(MB4)이 병렬 전기적인 연결 구조를 이루면, 충방전 소자(C)는 배선 결착부(P)의 제1 열화 소자부(BM1) 및 제2 열화 소자부(BM2)와는 병렬로 연결된다. 이에, 충방전 소자(C)는 배선 결착부(P)에서 과전류 또는 열화가 발생되면 제1 열화 소자부(BM1)를 통해서 입력되는 전류를 충방전시킨다.
배선 결착부(P) 또는 제2 열화 소자부(BM2)에서 과전류 또는 열화가 발생되면, 제1 열화 소자부(BM1)를 통해서는 충방전 소자(C)로 순간적으로 전류가 입력되거나 연속적이지 않게 반복적으로 전류가 입력될 수 있다. 이에, 충방전 소자(C)는 발광 램프(111), 접점 스위칭 소자(BJ), 및 송출회로(112)가 소정의 기간동안 전류를 공급받을 수 있도록 제1 열화 소자부(BM1)로부터의 전류를 충방전시킨다.
충방전 소자(C)는 과전류에도 소손되지 않고 발광 램프(111), 접점 스위칭 소자(BJ), 및 송출회로(112)로 전류를 공급할 수 있도록 미리 설정된 충분한 용량으로 구성됨이 바람직하다. 이에, 열화 감지 회로부(PB)는 제1 열화 소자부(BM1)를 통해 입력되는 전류만으로도 발광 램프(111) 발광 및 열화 발생 신호 송출 동작을 수행할 수 있다.
발광 램프(111)는 적어도 하나의 LED(Light-Emitting Diode)로 구성되어, 충방전 소자(C)로부터 전류가 공급되면 턴-온된다. 발광 램프(111)의 턴-온시, 1차적으로 배선 결착부(P)의 과전류 발생 및 열화 발생을 사용자가 확인할 수 있다.
접점 스위칭 소자(BJ)는 배선 결착부(P)의 과전류 발생 및 열화 발생시, 제1 열화 소자부(BM1)를 통해 입력되는 전류를 스위칭시켜 송출회로(112)로 전송한다.
접점 스위칭 소자(BJ)는 미리 설정된 용량의 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 접점 스위칭 소자(BJ)의 용량과 스위칭 동작에 의해 과전류로부터 송출회로(112)를 보호할 수 있다. 그리고 접점 스위칭 소자(BJ)의 동작 전류(또는, 문턱 전압 크기)에 의해 배선 결착부(P)의 과전류나 열화 정도를 재확인해서 송출회로(112)를 동작시킬 수 있다.
접점 스위칭 소자(BJ)로 입력되는 동작 전류(또는, 문턱 전압 크기)가 접점 스위칭 소자(BJ)를 턴-온 시키지 못하면 과전류나 열화로 판단하지 못하기 때문에, 접점 스위칭 소자(BJ)의 용량으로 과전류나 열화 감지에 대한 민감도를 설정해둘 수 있다.
송출회로(112)는 접점 스위칭 소자(BJ)를 통해 충방전 소자(C)로부터의 전류가 입력되면 열화 발생 신호를 관제 장치(120)로 전송한다. 송출회로(112)는 지그비(ZigBee)나 블루투스(Bluetooth) 등의 적어도 하나의 근거리 무선 송신칩을 구비하거나, RS(Recommended Standard) 유선 통신 포트를 구비하여 구성된다. 이에, 송출회로(112)는 접점 스위칭 소자(BJ)를 통해 소정 전류가 입력되면, 미리 설정된 무선 또는 유선 통신 방식으로 설치 위치 좌표와 함께 열화 발생 신호를 관제 장치(120)로 전송한다.
이상, 상술한 바에 따른 본 발명의 다양한 실시예에 따른 배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템은, 가정, 배전반, 변압기 등에 구성되는 배선용 차단기(또는, 누전 차단기)의 과전류, 과전압 및 열화 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 지원한다. 특히, 배선의 피복 변형만을 감지해서도 열화를 감지할 수 있다. 이에, 연기나 화재가 발생하기 전에, 열화 정도에 따라 실질적으로 배선용 차단기에서의 열화 및 화재를 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 일 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
111: 발광 램프
113: 배선용 차단기
120: 관제 장치(120)
121: 알람부
122: 표시부
123: 수신회로
124: 통합 제어부
125: 알람 제어부
BM1: 제1 열화 소자부
BM2: 제2 열화 소자부

Claims (6)

  1. 적어도 하나의 입력 전기배선과 적어도 하나의 출력 전기 배선간의 전류 온/오프를 제어함과 아울러 상기 입력 및 출력 전기 배선이나 결착부의 열화를 감지하는 적어도 하나의 배선용 차단기;
    상기 적어도 하나의 배선용 차단기로부터 수신되는 열화 발생 신호에 따라 열화가 발생된 배선용 차단기의 위치 정보를 파악하고, 열화가 발생된 배선용 차단기의 위치 정보가 알림될 수 있도록 알람부를 제어하는 관제 장치; 및
    상기 관제 장치의 제어 따라 상기 열화가 발생된 적어도 하나의 배선용 차단기에 대한 위치 정보를 영상 표시패널이나 발광 부저로 표시하는 표시부를 포함하는
    배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배선용 차단기는
    상기 입력 및 출력 전기 배선이 각각 결착되는 복수의 배선 결착부; 및
    상기 각 배선 결착부와 물리적, 전기적으로 연결되어 상기 각 배선 결착부와 입력 및 출력 전기 배선의 열화를 감지하는 적어도 하나의 열화 감지 회로부를 포함하는
    배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 배선 결착부는
    결착부재에 의해 입력 또는 출력 전기배선과 전기적으로 결착되는 적어도 하나의 전류 도통단자부; 및
    상기 적어도 하나의 전류 도통단자부와 물리적으로 결착되어 상기 입력 또는 출력 전기배선과 상기 전류 도통단자부의 열화를 감지하는 제1 열화 소자부를 포함하는
    배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열화 감지 회로부는
    과저류 또는 열화 발생시 상기 제1 열화 소자부를 통해 전류가 공급되면 턴-온되는 발광 램프;
    과전류 또는 열화 발생시 상기 제1 열화 소자부를 통해 입력되는 전류를 스위칭시키는 접점 스위칭 소자; 및
    상기 접점 스위칭 소자를 통해 전류가 입력되면 상기 열화 발생 신호를 상기 관제 장치로 전송하는 송출회로를 포함하는,
    배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 관제 장치는
    미리 설정된 무선 또는 유선 통신 방식으로 상기 적어도 하나의 배선용 차단기로부터 설치 위치 좌표와 열화 발생 신호를 수신하는 수신회로;
    상기 수신회로를 통해 수신된 설치 위치 좌표와 열화 발생 신호에 따라 상기 열화가 발생된 배선용 차단기의 위치 정보를 파악하는 통합 제어부;
    상기 알람부로 상기 통합 제어부에서 파악된 배선용 차단기의 위치 정보를 제공하여 상기 위치 정보가 상기 알람부에 표시되도록 제어하는 알람 제어부;
    상기 표시부로 상기 통합 제어부에서 파악된 배선용 차단기의 위치 정보를 제공하여 상기 위치 정보가 상기 표시부 표시되도록 제어하는 표시 제어부를 포함하는
    배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 관제 장치는
    상기 통합 제어부에서 수신되는 열화 발생 배선용 차단기의 위치 정보를 실시간으로 저장 및 누적하고, 상기 각 배선용 차단기별 과전류 및 열화 발생 누적 정보를 실시간으로 상기 표시 제어부로 제공함으로써, 상기 표시부에 상기 각 배선용 차단기별 과전류 및 열화 발생 누적 정보가 표시될 수 있도록 지원하는 누적 정보 DB를 더 포함하는,
    배선용 차단기의 화재 및 열화 방지 시스템.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20090074296A (ko) * 2008-01-02 2009-07-07 주식회사 케이디파워 배선용차단기 결합용 선로상태정보 검출장치
KR20120113306A (ko) * 2011-04-05 2012-10-15 주식회사 대륙 단자대의 온도 감지 장치
KR101629406B1 (ko) * 2015-07-20 2016-06-13 주식회사 비엠티 분,배전반용 일체형 전력 모니터링장치

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