KR20210064577A - 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치는, 하나 이상의 캐패시터를 포함하고, 인버터에 접속하는 캐패시터 모듈; 상기 캐패시터 모듈을 수용하는 하우징; 및 상기 하우징의 내측 및/또는 외측에 설치되고, 상기 캐패시터 모듈에서 발생하는 과열 또는 화재에 의하여 단락 또는 단선 동작하는 감지선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치는, 캐패시터 모듈이 과열되거나 화재가 발생할 때 단락 또는 단선 동작하는 감지선을 과열 감지수단으로 이용함으로써, 노이즈와 무관하게 캐패시터 모듈에서 발생한 과열 또는 화재를 안정적으로 감지하여 화재가 확산되는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.

Description

과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치{Capacitor apparatus having overheat detecting means}
본 발명은 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐패시터 모듈이 과열되거나 화재가 발생할 때 단락 또는 단선 동작하는 감지선을 과열 감지수단으로 이용함으로써, 노이즈와 무관하게 캐패시터 모듈에서 발생한 과열 또는 화재를 안정적으로 감지하여 화재가 확산되는 것을 차단할 수 있는, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 일반적으로 전기자동차 및 전기철도차량 등의 전기차는 전력을 접촉식 또는 비접촉식으로 공급받는다. 이 중에서 최근에는 전기차가 인버터에 연결된 급전 선로로부터 비접촉식으로 전력을 공급받는 무선 전력전송 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
무선 전력전송 방식은 인버터를 이용하여 급전 선로에 고주파 전류를 흘리고 전기차가 급전 선로 위를 주행할 때 전기차에 설치된 집전 코일에 유기되는 전력을 동력원으로 이용하는 방식이다. 이 때 인버터와 급전 선로 사이에는 급전 선로 및 전력선의 인덕턴스와의 공진을 위하여 캐패시터 모듈이 설치될 수 있다.
캐패시터 모듈은 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 함체 내에 구비될 수 있다. 전기차에 전력을 공급하기 위하여 급전 선로에는 대전류가 흐르기 때문에 함체 내부에 수용되는 캐패시터는 자체 저항 성분으로 인해 발열이 생기고 과열될 수 있다. 또한, 캐패시터 함체 내에 외부에서 물이 유입되는 등의 이유로 단락이 발생하거나, 대전류에 의한 캐패시터의 과열로 유전체와 단자대가 분리되어 화재가 발생할 수 있다.
발열 문제를 해결하기 위하여 특허문헌 1에서는 캐패시터의 방열을 위한 캐패시터 함체 구조를 제시하고 있으나, 캐패시터가 과열되거나 화재가 발생할 경우에 대한 대책이 미흡한 문제가 있었다.
캐패시터의 과열 및 화재를 감지하기 위하여 일반적인 온도, 불꽃 및 연기를 감지하는 감지기를 적용할 수 있으나, 종래의 감지기는 아날로그 신호를 이용하여 감지신호를 전달하므로 인버터의 고주파 전류에 의한 노이즈에 의하여 감지결과가 왜곡되어 정확한 감지를 하는 데에 어려움이 있었다.
또한, 이로 인해 캐패시터 모듈에 과열 또는 화재가 발생했음에도 인버터의 동작을 제때 차단하지 못하여 캐패시터의 소손은 물론 연결단자와 이와 연결되는 케이블까지 소손되는 문제점이 있었다.
특허문헌 1: 등록특허공보 제1901134호
따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 캐패시터 모듈이 과열되거나 화재가 발생할 때 단락 또는 단선 동작하는 감지선을 과열 감지수단으로 이용함으로써, 노이즈와 무관하게 캐패시터 모듈에서 발생한 과열 또는 화재를 안정적으로 감지할 수 있는, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 올바른 과열 또는 화재 감지정보를 전력 공급원인 인버터에 전달함으로써 과열 또는 화재 발생 시에 인버터에 의한 전력 공급을 차단하여 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있는, 차단할 수 있는, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치를 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 인버터로부터 교류 전력을 공급받는 캐패시터 장치에 있어서, 하나 이상의 캐패시터를 포함하고, 상기 인버터에 접속하는 캐패시터 모듈; 상기 캐패시터 모듈을 수용하는 하우징; 및 상기 하우징의 내측 및/또는 외측에 설치되고, 상기 캐패시터 모듈에서 발생하는 과열 또는 화재에 의하여 단락 또는 단선 동작하는 감지선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 감지선에 접속되고, 상기 감지선의 단락 또는 단선 동작으로부터 과열 또는 화재에 대한 감지신호를 상기 인버터로 송출하는 감지신호 송출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 하우징은, 하우징의 내부와 외부가 연통하도록 적어도 일측면에 형성된 하나 이상의 통풍구를 포함하고, 상기 감지선의 적어도 일부는 상기 하우징의 외측에서 상기 통풍구를 가로질러 배치될 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 감지선의 적어도 일부는 상기 커패시터 모듈에 인접하여 배치될 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 감지선은, 서로 꼬인 한 쌍의 감열도선과, 상기 감열도선 각각을 피복하여 외부와 절연시키는 융해피복을 포함하여 구성된 감열선을 포함하고, 상기 감열선은, 상기 캐패시터 모듈의 과열 또는 화재에 의하여 상기 한 쌍의 감열도선이 서로 단락되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 감열선의 일단은, 상기 감지신호 송출부에 접속될 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 감지선은, 상기 캐패시터 모듈의 과열 또는 화재에 의하여 단선되는 광케이블을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 감지신호 송출부는, 발광부 및 수광부를 포함하고, 상기 광케이블은 양단이 상기 발광부 및 수광부에 각각 접속될 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 통풍구에 대응되는 위치에 설치되는 하나 이상의 냉각팬을 더 포함하고, 상기 감지선은 상기 통풍구 중 상기 하우징의 내부 공기가 배출되는 배출구 측에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 감지선은 상기 통풍구 중 외부 공기가 상기 하우징의 내부로 유입되는 유입구 측에 더 설치될 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 감지선은, 전기적으로 인버터에 직접 연결될 수 있다.
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 상기 인버터는, 상기 감지선이 단락 또는 단선되는 경우 외부로의 전력 공급을 차단하도록 동작할 수 있다
본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 캐패시터 모듈이 과열되거나 화재가 발생할 때 단락 또는 단선 동작하는 감지선을 과열 감지수단으로 이용함으로써, 노이즈와 무관하게 캐패시터 모듈에서 발생한 과열 또는 화재를 안정적으로 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치는, 올바른 과열 또는 화재 감지정보를 전력 공급원인 인버터에 전달함으로써 과열 또는 화재 발생 시에 인버터에 의한 전력 공급을 차단하여 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 캐패시터 장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 캐패시터 장치의 감지선으로 적용되는 감열선을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 캐패시터 장치의 내부 구성을 도시한 개방 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 캐패시터 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 캐패시터 장치의 평면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하의 상세한 설명은 예시적인 것에 지나지 않으며, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것에 불과하다.
도 1은 본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치를 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치(100)는, 하나 이상의 캐패시터를 포함하여 구성되는 캐패시터 모듈(140)과, 캐패시터 모듈(140)을 수용하는 하우징(110)과, 하우징(110)의 내측 및/또는 외측에 설치되어 캐패시터 모듈(140)에서 발생하는 과열 또는 화재에 의하여 단락 또는 단선 동작하는 감지선(120)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 하우징(110)은 하우징(110)의 내부와 외부가 연통하도록 적어도 일측면에 형성된 하나 이상의 통풍구(111)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는, 감지선(120)에 접속되어 감지선(120)의 단락 또는 단선 동작으로부터 과열 또는 화재에 대한 감지신호를 인버터(200)로 송출하는 감지신호 송출부(130)를 더 포함할 수 있다.
캐패시터 모듈(140)은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결된 하나 이상의 캐패시터를 포함하여 구성된다. 무선 전력전송에 사용되는 캐패시터 장치(100)는, 전기차에 비접촉으로 전력을 공급하는 무선 전력전송에서 교류 전력을 공급하는 인버터(200)와, 인버터(200)로부터 교류 전력을 공급받아 전기차에 무선 전력을 전송하는 급전 선로 사이에 설치되어 캐패시터 모듈(140)은 인버터(200)와 캐패시터 장치(100) 사이의 전력선, 및 캐패시터 장치(100)에 연결된 급전 선로의 인덕턴스와 공진을 한다. 이때 캐패시터 모듈(140)에 흐르는 큰 전류에 의하여 캐패시터 모듈(140)은 과열되거나 외부로부터의 물 유입에 의한 단락으로 화재가 발생할 수 있기 때문에 이에 대한 대책이 수반될 수 있다.
캐패시터 모듈(140)의 발열 대책의 하나로서 캐패시터 모듈(140)은 방열판, 히트 파이프 등을 이용하여 공냉 및/또는 수냉 방식으로 캐패시터 모듈(140)을 냉각시키는 냉각 수단을 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)의 하우징(110)은, 외부의 충격으로부터 캐패시터 모듈(140)을 보호하도록 내부에 캐패시터 모듈(140)을 수용하는 구성요소이다. 캐패시터 모듈(140)은 절연, 내수 및 내식에 강한 절연재로 구성할 수 있고, 내부 캐패시터 모듈(140)의 방열 및 내구성을 위하여 금속재로 구성할 수도 있다.
또한, 하우징(110)은 캐패시터 모듈(140)의 방열을 위하여 하우징(110)의 내부와 외부가 연통하도록 적어도 일측면에 형성된 하나 이상의 통풍구(111)를 포함할 수 있고, 각각의 통풍구(111)에 대응되는 위치에 하나 이상의 냉각팬(150)이 설치될 수 있다. 냉각팬(150)이 복수 개인 경우 냉각팬(150)의 일부는 하우징(110)의 외부에서 내부로 공기가 유입되도록 회전하고 냉각팬(150)의 나머지는 하우징(110)의 내부에서 외부로 공기가 배출되도록 회전이 제어될 수 있다. 이때, 전자의 냉각팬(150)이 위치한 통풍구(111)는 유입구이고 후자의 냉각팬(150)이 위치한 통풍구(111)는 배출구이다.
본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는 캐패시터 모듈(140)에서 발생하는 과열 및 화재를 감지하여 감지정보를 제공하는 과열 감지수단을 포함하여 구성된다. 과열 감지수단으로서 온도, 불꽃 및 연기를 감지하는 일반적인 감지기를 적용할 수 있으나, 종래의 감지기는 아날로그 신호를 이용하여 감지신호를 전달하므로 노이즈에 취약하여 감지결과가 왜곡될 수 있다. 또한, 왜곡된 감지결과로 인하여 캐패시터 모듈(140)에 과열 또는 화재가 발생했음에도 인버터(200)의 동작을 제때 차단하지 못하여 캐패시터의 소손은 물론 연결단자와 이와 연결되는 케이블까지 소손되는 문제가 발생할 수 있다.
무선 전력전송에 사용되는 캐패시터 장치(100) 및 급전 선로에는 인버터(200)로부터 고주파수의 큰 급전 전류(예컨대, 60kHz, 500A)가 흐르기 때문에 전자기파 노이즈가 많이 발생한다. 일반적으로 전자기파 노이즈는 주파수가 높고 전류가 클수록 커지는 경향이 있기 때문에 무선 전력전송에 사용되는 캐패시터 장치(100)에는 일반적인 온도 센서나 감지기보다 노이즈에 더 강한 감지수단이 요구된다.
본 발명에 따른 감지선(120)은, 캐패시터 모듈(140)에서 발생하는 과열 또는 화재에 의하여 단락 또는 단선 동작함으로써 캐패시터 모듈(140)의 과열 또는 화재를 감지하는 구성요소이다. 이를 위하여 감지선(120)은 감지선(120)의 종류에 따라 하우징(110)의 내측 및/또는 외측에 설치할 수 있다. 감지선(120)은 과열 또는 화재가 발생했을 시에 단락 또는 단선 동작을 하기 때문에 전자기파 노이즈에 영향을 받지 않고 과열 또는 화재가 발생했는지를 확실하게 감지하는 장점이 있다.
감지선(120)은, 감열선(121) 및/또는 광케이블(122)을 포함하여 구성될 수 있다. 과열 또는 화재 시에 감열선(121)은 단락 동작을 하고 광케이블(122)은 단선 동작을 한다.
도 2는 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)의 감지선(120)으로 사용될 수 있는 감열선(121)에 대한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 감열선(121)은 서로 꼬인 한 쌍의 감열도선(1211)과, 감열도선(1211) 각각을 피복하여 외부와 절연시키는 융해피복(1212)과 융해피복(1212)을 덮는 감열선 외피(1213)를 포함하여 구성될 수 있다. 캐패시터 모듈(140)이 과열되거나 화재가 발생하여 감열선(121)이 소정 온도 이상의 환경에 노출되면 감열도선(1211)을 둘러싼 융해피복(1212)이 녹아 한 쌍의 감열도선(1211)은 단락된다. 한 쌍의 감열도선(1211)은 소정 온도 이상에서 융해피복(1212)이 녹을 때 서로 단락되기 용이할 뿐 아니라 외부 전자기파의 간섭에 대하여 유기되는 노이즈가 작아지도록 서로 꼬인 형태로 구성될 수 있다.
광케이블(122)은, 소정 온도 이상의 환경에 노출될 때 녹아 단선이 되는 구성요소이다. 광케이블(122)은 일단에 발광부를 연결하고 타단에 수광부를 연결하여 발광부에서 발신한 광 정보를 수광부에서 수신하면 정상 동작 온도에서 광케이블(122)이 단선되지 아니한 것으로 판단하고, 수광부에서 광 정보의 수신이 차단되면 캐패시터 모듈(140)에 과열 또는 화재가 발생하여 광케이블(122)이 단선된 것으로 판단할 수 있다.
감지선(120)으로서 감열선(121) 및 광케이블(122)을 캐패시터 장치(100)에 설치할 때는 캐패시터 모듈(140)의 동작 온도, 감열선(121)의 단락 온도 및 광케이블(122)의 단선 온도를 고려하여야 한다. 예컨대, 캐패시터 모듈(140)은 무선 전력전송 환경에서 동작 온도가 통상적으로 섭씨 100도 이상인 반면, 감열선(121)은 섭씨 75 내지 95도 사이에서 융해피복(1212)이 녹아 단락이 일어나고, 광케이블(122)은 감열선(121)보다 상대적으로 높은 섭씨 100도 이상에서 단선이 발생한다. 따라서 감열선(121)은 융해피복(1212)의 녹는 온도를 고려하여 광케이블(122)보다 캐패시터 모듈(140)로부터 원거리에 설치하는 것이 바람직하다. 물론, 감열선(121)의 단락 온도 및 광케이블(122)의 단선 온도가 변경되거나, 캐패시터 모듈(140)이 정상 동작하는 온도 및 과열 또는 화재로 판단하는 조건 등을 고려하여 그 설치 위치를 다양하게 변경하는 것도 가능하다.
더욱 상세하게는, 감지선(120)은 하우징(110)의 외측에 설치할 수 있다. 특히, 하우징(110)의 외측에 설치한 감지선(120)은 하우징(110)의 통풍구(111)를 가로질러 배치될 수 있다. 이때, 감지선(120)이 가로지르는 통풍구(111)는 하우징(110)의 내부에서 외부로 공기가 배출되는 배출구일 수 있다. 이에 추가적으로 또는 대안적으로 감지선(120)은 하우징(110)의 외부에서 내부로 공기가 유입되는 통풍구(111)인 유입구를 가로질러 설치하는 것도 가능하다.
하우징(110)의 외측은 발열원인 캐패시터 모듈(140)보다 온도가 낮기 때문에 하우징(110)의 외측에는 감열선(121)을 설치하고 감열선(121)의 단락 온도보다 더 높은 단선 온도를 갖는 광케이블(122)은 하우징(110)의 내측에 설치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 광케이블(122)은 캐패시터 모듈(140)에 인접하거나 접하는 위치에 설치할 수 있다. 물론, 하우징(110)의 통풍구(111) 외측에 감열선(121)이 아닌 광케이블(122)을 설치하면 감열선(121)을 설치한 경우보다 더 높은 온도에서 과열이나 화재를 감지하도록 하는 것도 가능하다. 또한, 감열선(121)의 단락 온도가 캐패시터 모듈(140)의 정상 동작 온도보다 높다면 감열선(121)을 캐패시터 모듈(140)에 인접하여 설치하는 것도 가능하다. 감열선(121)의 단락 온도와 광케이블(122)의 단선 온도를 캐패시터 모듈(140)의 정상 동작 온도와 비교하여 그 설치 위치를 다양하게 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는, 감지선(120)에 접속되어 감지선(120)의 단락 또는 단선 동작으로부터 과열 또는 화재에 대한 감지신호를 인버터(200)로 송출하는 감지신호 송출부(130)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 감지신호 송출부(130)는 감지선(120)에 연결되어 감지선(120)의 단락 또는 단선 시에 캐패시터 모듈(140)이 과열되거나 화재가 발생한 것으로 판단하여 인버터(200)로 감지신호를 출력한다. 감지신호는 감지선(120)의 단락 또는 단선을 나타내는 디지털 코드를 포함하거나 단순한 온/오프 신호일 수 있다. 감지신호 송출부(130)는 동작 전원을 캐패시터 장치(100)에 인입되는 전력으로부터 유선 또는 무선으로 생성할 수 있다.
인버터(200)는 감지신호 송출부(130)로부터 전달받은 감지신호에 따라 캐패시터 장치(100) 쪽으로 공급하는 전력의 크기를 제한하거나 차단할 수 있다. 이에 따라 캐패시터 장치(100)에 과열 또는 화재가 발생하였을 때에 캐패시터 모듈(140)의 온도를 정상범위로 낮추거나 화재가 주변으로 확산되는 것을 차단하도록 제어될 수 있다.
감지신호 송출부(130)는, 감지선(120)으로서 광케이블(122)이 포함된 경우에 광케이블(122)의 단선 여부를 판단하기 위하여 광케이블(122)의 일단에 연결된 발광부와, 광케이블(122)의 타단에 연결된 수광부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 감지신호 송출부(130)는 둘 이상으로 구성되어 하우징(110)에 분산되어 배치될 수 있다. 이때, 광케이블(122)에 연결되는 발광부와 수광부는 둘 이상의 감지신호 송출부(130) 중 어느 하나에 구성될 수 있고 둘 이상의 감지신호 송출부(130)에 각각 분산되어 배치될 수도 있다. 둘 이상의 감지신호 송출부(130)는 둘 이상의 감열선(121) 각각의 일단에 근접하게 배치됨으로써 감지신호 송출부(130)에 접속하기 위하여 하우징(110) 내부로 인입되는 감열선(121)의 길이를 최대한 짧게 하여 하우징(110) 내부의 높은 온도에 의하여 감열선(121)이 불필요하게 단락되는 것을 방지할 수 있다.
도 1에 의하면, 감지신호 송출부(130)는 감지선(120)으로부터 단락 또는 단선 정보를 받아 인버터(200)로 감지신호를 전달하고 있으나, 감지선(120)을 인버터(200)에 직접 연결하고 인버터(200)에서 감지선(120)의 단락 또는 단선 여부에 따라 그 동작을 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)의 내부 구성을 도시한 개방 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른, 과열 감지수단을 구비한 캐패시터 장치(100)는, 측면에 통풍구(111)가 형성된 하우징(110)과, 하우징(110) 내부에 구비된 캐패시터 모듈(140)과, 하우징(110) 외측에 통풍구(111)를 가로질러 설치된 감열선(121)을 포함하여 구성된다.
캐패시터 모듈(140)은, 1차적인 방열 수단으로 방열판을 구비하고, 인버터(200)에 연결되는 단자대(도면부호 미도시)와 급전 선로에 연결되는 단자대(도면부호 미도시)를 포함하여 구성된다.
도 3에는 감지선(120)으로서 감열선(121)만 도시되어 있으나, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는 감지선(120)으로서 광케이블(122)을 더 포함할 수 있다. 특히, 광케이블(122)은 감열선(121)에 비하여 캐패시터 모듈(140)에 더 인접하게 설치할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)의 측면도이다.
도 4에 따르면, 하우징(110)은 캐패시터 모듈(140)의 방열을 위하여 하우징(110)의 내부와 외부가 연통하도록 적어도 일측면에 형성된 하나 이상의 통풍구(111)를 포함하고, 각각의 통풍구(111)에 대응되는 위치에 하나 이상의 냉각팬(150)이 설치될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는 통풍구(111)를 가로질러 설치된 감열선(121)을 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)의 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는, 둘 이상의 감지신호 송출부(130)를 포함하고, 둘 이상의 감지신호 송출부(130)는 각각 하우징(110)에 분산되어 배치될 수 있다. 이때, 광케이블(122)에 연결되는 발광부와 수광부는 둘 이상의 감지신호 송출부(130) 중 어느 하나에 구성될 수 있고 둘 이상의 감지신호 송출부(130)에 각각 분산되어 배치될 수도 있다. 둘 이상의 감지신호 송출부(130)는 둘 이상의 감열선(121) 각각의 일단에 근접하게 배치됨으로써 감지신호 송출부(130)에 접속하기 위하여 하우징(110) 내부로 인입되는 감열선(121)의 길이를 최대한 짧게 하여 하우징(110) 내부의 높은 온도에 의하여 감열선(121)이 불필요하게 단락되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 5에는 감열선(121)만 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는 감지선(120)으로서 광케이블(122)을 더 포함할 수 있다. 특히, 광케이블(122)은 감열선(121)에 비하여 캐패시터 모듈(140)에 더 인접한 위치에 설치할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는, 캐패시터 모듈(140)이 과열되거나 화재가 발생할 때 이를 감지하기 위하여 단락 또는 단선 동작하는 감지선(120)을 과열 감지수단으로 이용함으로써, 노이즈와 무관하게 캐패시터 모듈(140)에서 발생한 과열 또는 화재를 안정적으로 감지할 수 있는 효과가 있다.
이로 인하여, 본 발명에 따른 캐패시터 장치(100)는, 올바른 과열 또는 화재 감지정보를 전력 공급원인 인버터(200)에 전달함으로써 과열 또는 화재 발생 시에 인버터(200)에 의한 전력 공급을 차단하여 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예를 기초로 본 발명을 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서도 본 발명이 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 캐패시터 장치 110: 하우징
111: 통풍구 120: 감지선
121: 감열선 1211: 감열도선
1212: 융해피복 1213: 감열선 외피
122: 광케이블 130: 감지신호 송출부
140: 캐패시터 모듈 150: 냉각팬
200: 인버터

Claims (12)

  1. 인버터로부터 교류 전력을 공급받는 캐패시터 장치에 있어서,
    하나 이상의 캐패시터를 포함하고, 상기 인버터에 접속하는 캐패시터 모듈;
    상기 캐패시터 모듈을 수용하는 하우징; 및
    상기 하우징의 내측 및/또는 외측에 설치되고, 상기 캐패시터 모듈에서 발생하는 과열 또는 화재에 의하여 단락 또는 단선 동작하는 감지선을 포함하는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지선에 접속되고, 상기 감지선의 단락 또는 단선 동작으로부터 과열 또는 화재에 대한 감지신호를 상기 인버터로 송출하는 감지신호 송출부를 더 포함하는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은, 하우징의 내부와 외부가 연통하도록 적어도 일측면에 형성된 하나 이상의 통풍구를 포함하고,
    상기 감지선의 적어도 일부는 상기 하우징의 외측에서 상기 통풍구를 가로질러 배치되는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 감지선의 적어도 일부는 상기 커패시터 모듈에 인접하여 배치되는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 감지선은, 서로 꼬인 한 쌍의 감열도선과, 상기 감열도선 각각을 피복하여 외부와 절연시키는 융해피복을 포함하여 구성된 감열선을 포함하고,
    상기 감열선은, 상기 캐패시터 모듈의 과열 또는 화재에 의하여 상기 한 쌍의 감열도선이 서로 단락되는 것을 특징으로 하는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감열선의 일단은, 상기 감지신호 송출부에 접속되는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 감지선은, 상기 캐패시터 모듈의 과열 또는 화재에 의하여 단선되는 광케이블을 포함하는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 감지신호 송출부는, 발광부 및 수광부를 포함하고,
    상기 광케이블은 양단이 상기 발광부 및 수광부에 각각 접속되는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 통풍구에 대응되는 위치에 설치되는 하나 이상의 냉각팬을 더 포함하고,
    상기 감지선은 상기 통풍구 중 상기 하우징의 내부 공기가 배출되는 배출구 측에 설치되는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감지선은 상기 통풍구 중 외부 공기가 상기 하우징의 내부로 유입되는 유입구 측에 더 설치되는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 감지선은, 전기적으로 인버터에 직접 연결되는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
  12. 제2항 또는 제11항에 있어서,
    상기 인버터는, 상기 감지선이 단락 또는 단선되는 경우 외부로의 전력 공급을 차단하도록 동작하는 것을 특징으로 하는, 과열 감지수단이 구비된 캐패시터 장치.
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KR101901134B1 (ko) 2017-04-24 2018-09-28 한국철도기술연구원 무선급전 선로에 연결되는 캐패시터 함체 구조

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