KR20210090829A - 아크 제거기의 위치 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크 제거기의 위치 검출장치에 관한 것으로, 본 발명은 아크 제거기의 위치 검출장치에 관한 것으로, 아크 제거기의 가동 로드에 형성된 검출대상부와, 상기 검출대상부의 위치를 검출하는 센서와, 상기 센서의 출력신호를 입력받아 가동 로드의 위치가 정상 위치인지 판단하는 제어부와, 상기 가동 로드가 정상 위치가 아닌 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 알림을 발생시키는 알림발생부를 포함할 수 있다.

Description

아크 제거기의 위치 검출장치{position detecting device for arc eliminator}

본 발명은 아크 제거기의 위치 검출장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 아크 제거기의 이상 여부를 사용자가 용이하게 판단할 수 있는 아크 제거기의 위치 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 배전반은 주로 빌딩이나 공장 등의 대형시설에서 전력 생산자가 공급하는 고압의 전력을 받아 시설내에서 사용할 수 있는 전압으로 변환하고, 간선을 통해 분산 설치되어 있는 분전반에 분배하는 역할을 한다.

배전반의 내부에는 개폐기, 피뢰기, 변압기, 차단기 및 각종 계측장비 등이 구비되며, 아크 발생으로 인한 사고 발생을 방지하기 위하여 아크 제거기(Arc eliminator)가 설치되는 것이 보통이다.

아크 제거기는 정상 상태일 경우 두 개의 전극(고압 전극 및 접지 전극)을 개방 상태(비통전 상태)로 절연 유지하다가 배전반에 아크 사고가 발생하면 빠른 속도로 두 개의 전극을 통전시켜 전력계통을 3상 단락 접지시켜, 아크를 제거한다.

아크 제거기의 구성은 소호부(arc extinguishing part), 가동접점, 가동접점을 구동하기 위한 로드를 포함하여 구성된다.

소호부는 케이스 내부에 우수한 절연 특성을 갖는 불활성 절연가스인 SF₆가 충진되어 절연물로 절연될 수 있다. 소호부는 절연물로 제작된 케이스 내부에 두 개의 전극인 고압 전극과 접지 전극이 이격되게 설치되며, 가동 전극이 케이스 내부에 위치 가변되게 설치된다.

소호부의 고압 전극은 수배전반에 구비된 고정 버스바에 연결되어 상시 고압 전원이 인가되는 것이며, 접지 전극은 접지 버스바 또는 접지 케이블을 통해 배전반 설치 장소의 접지에 연결된다.

아크 제거기는 가동 접점에 의해 고압 전극과 접지 전극을 통전시키는 투입모드와, 가동 접점에 의해 고압 전극과 과 접지 전극을 통전시키지 않고 고압 전극과 접지 전극 사이의 절연을 유지하는 개방모드(또는 복귀모드)를 갖는다.

소호부의 가동 전극은 투입모드의 투입시 고압 전극 및 접지 전극의 각각에 접촉되게 이동되어 고압 전극 및 접지 전극을 통전시킬 수 있다.

소호부의 가동 전극은 개방모드의 개방(또는 복귀)시 고압 전극 및 접지 전극 중 적어도 하나와 접촉되지 않게 이동되어 고압 전극 및 접지 전극 사이를 절연시킬 수 있다.

아크 제거기의 소호부의 구성은 제조사마다 구체적인 구조를 달리하고 있고, 가동접점의 구동 방식 및 구동 구조에도 차이가 있다.

도 1과 도 2는 일반적인 아크 제거기의 단면 구성도로서, 도 1은 개방모드, 도 2는 투입모드 상태를 나타낸다.

하우징(110)은 기밀상태를 유지하며, 일측에 고압 전극(120)이 고정 설치되고, 그 고압전극에 대향하여 접지 전극(130)이 위치한다.

접지 전극은 가동 로드(140)에 연결되어 있으며, 가동 로드(140)의 이동에 따라 접지 전극(130)은 이동하여 고압 전극(120)에 접촉된 상태 또는 이격된 상태로 구동될 수 있다.

상기 접지 전극(130)은 가동 로드(140)에 볼트 등의 체결 수단에 의해 체결된 상태이며, 이때 가동 로드(140)를 가동하기 위한 구조 또한 매우 다양하다.

이처럼 다양한 구조로 구성될 수 있는 종래 아크 제거기는 다양한 원인에 의해 개방 모드 또는 투입 모드에서 정확한 위치가 아닌 다른 위치에 위치할 수 있다.

이때의 원인으로는 이물이 끼거나, 고압 전극(120)과 접지 전극(130) 사이의 융착 발생 등이 될 수 있다.

종래에는 가동 로드(140)의 위치를 작업자의 육안으로만 확인하기 때문에 미세하게 가동 로드(140)의 위치가 변경된 경우에는 위치가 변경됨을 확인하기 어렵다.

여러 원인에 의해 가동 로드(140)의 위치가 변경된 경우, 정확한 투입 동작이 어려우며, 따라서 오동작을 하거나, 고압 전극(120) 또는 접지 전극(130)이 파손되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 가동 로드의 변위를 실시간 확인할 수 있는 아크 제거기의 위치 검출장치를 제공함에 있다.

좀 더 구체적으로, 가동 로드의 위치를 확인하여, 정상 위치와 다른 위치에 있는 경우, 사용자에게 아크 제거기에 이상이 발생함을 인지시킬 수 있는 아크 제거기의 위치 검출장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 아크 제거기의 위치 검출장치는, 아크 제거기의 가동 로드에 형성된 검출대상부와, 상기 검출대상부의 위치를 검출하는 센서와, 상기 센서의 출력신호를 입력받아 가동 로드의 위치가 정상 위치인지 판단하는 제어부와, 상기 가동 로드가 정상 위치가 아닌 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 알림을 발생시키는 알림발생부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 검출대상부는 상기 가동 로드의 외면에 형성된 경사면이며, 상기 센서는 상기 경사면까지의 거리를 측정할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 센서의 설치시 정상 위치의 경사면까지의 거리값인 기준값을 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 검출대상부는 상기 가동 로드에 형성된 통공이며, 상기 센서는 상기 통공의 양측에 각각 설치된 발광부와 수광부일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가동 로드의 위치 정보를 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 아크 제거기의 가동 로드의 변위를 검출하고, 그 변위가 오차 범위 이상일 때 사용자가 인지할 수 있도록 알림으로써, 유지 및 관리를 통해 고장 또는 오동작을 하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1과 도 2는 각각 종래 아크 제거기의 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아크 제거기의 위치 검출장치의 구성도이다.
도 4와 도 5는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 아크 제거기의 위치 검출장치의 구성도이다.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

본 발명은 '피엘씨 변수의 메모리 할당 방법'에 관한 것으로, 특정한 단계들로 이루어지는 제어방법의 동작주체는 프로그램 편집소프트웨어가 저장되고 실행되는 컴퓨터와 PLC 시스템의 중앙처리장치 및 PLC 시스템을 이루는 구체적인 하드웨어들에서 이루어지는 것으로 한다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 아크 제거기의 위치 검출장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아크 제거기의 위치 검출장치의 구성도이다.

도 3을 참조하면 하우징(1), 고압 전극(2), 접지 전극(3) 및 접지 전극(3)을 가동하는 가동 로드(4)를 포함하는 아크 제거기의 가동 로드(4)에 형성된 경사면(10)과, 상기 경사면(10)까지의 거리를 검출하는 센서(20)와, 상기 센서(20)의 검출 결과를 입력받아 메모리(40)에 저장된 데이터와 비교하여 정상 위치 여부를 판단하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)의 판단 결과를 표시하는 디스플레이(50)와, 제어부(30)의 판단결과 정상 위치가 아닌 경우 알림을 발생시키는 알림발생부(60)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아크 제거기의 위치 검출장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명이 적용되는 아크 제거기는 하우징(1) 내에 고정된 고압 전극(2)과, 가동 로드(4)에 의해 상기 고압 전극(2)에 접촉되거나 이격되는 접지 전극(3)을 포함하는 것으로, 그 구체적인 구조는 본 발명과 무관하다.

즉, 본 발명은 다양한 구조의 아크 제거기에 적용될 수 있다.

상기 가동 로드(4)는 일부가 하우징(1)의 외측에 노출되며, 가동 로드(4)의 투입시에도 일부는 하우징(1)의 외측에 노출된다.

이처럼 노출된 가동 로드(4)에는 경사면(10)을 형성하여 센서(20)에 의해 가동 로드(4)의 변위를 검출할 수 있도록 한다.

상기 경사면(10)은 하우징(1)의 방향으로 경사가 낮아지는 것이거나, 반대로 높아지는 것일 수 있다.

이때 경사면(10)의 경사도는 일정한 것으로 한다.

상기 센서(20)는 광센서로서, 구체적으로 광출력부와 광수신부를 포함하여, 광출력부에서 출력되고 상기 경사면(10)에서 반사된 반사광을 수신하여 센서(20)에서 경사면(10)까지의 거리를 측정할 수 있는 것으로 한다.

상기 센서(20)의 출력신호는 제어부(30)에 검출되며, 제어부(30)는 센서(20)의 출력신호를 해석하여, 경사면(10)까지의 거리를 산출할 수 있다.

상기 제어부(30)는 센서(20)와 경사면(10)까지의 거리를 이용하여 가동 로드(4)가 정상 위치에 있는지 확인할 수 있다.

최초 상기 센서(20)를 설치할 때, 정상위치의 가동 로드(4)의 경사면(10) 까지의 거리를 측정하여 그 결과를 기준값으로서 메모리(40)에 저장할 수 있으며, 제어부(30)는 현재 검출된 경사면(10)까지의 거리와 메모리(40)에 저장된 기준값과 비교하여 현재 위치가 정상 위치인지 판단하게 된다.

도 3의 구성에서 만약 접지 전극(3)과 고압 전극(2)이 상호 융착된 상태이면, 가동 로드(4)를 개방모드로 동작시킬 때에도 고압 전극(2)으로부터 접지 전극(3)이 이격되지 않는 경우가 발생할 수 있으며, 이때 센서(20)에서 검출된 경사면(10)과의 거리는 기준값에 비하여 더 가까이 있는 것으로 검출된다.

반대로 접지 전극(3)의 마모나 손상이 발생된 경우 개방모드 동작시 가동 로드(4)의 개방 거리가 더 길어질 수 있으며, 이때에는 기준값에 비하여 더 멀리 있는 것으로 검출된다.

이와 같은 거리의 차이는 경사면(10)의 경사 방향에 따라 달라질 수 있다.

위의 구성은 경사면(10)까지의 거리를 검출하고, 이를 가동 로드(4)의 위치로 변환하는 간접 측정을 통해 가동 로드(4)의 변위를 검출하는 예이다.

변위는 오차를 고려하여, 상기 기준값을 중심으로 설정된 범위 이내이면 가동 로드(4)가 정상 위치에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.

상기 제어부(30)는 가동 로드(4)가 정상 범위를 벗어나 변위된 경우, 알림발생부(60)에 제어신호를 출력하여 알림을 발생시킴으로써, 사용자가 아크 제거기에 이상이 있음을 인지할 수 있도록 한다.

또한 제어부(30)는 현재 가동 로드(4)의 위치 정보를 디스플레이(50)에 표시하여 사용자가 가동 로드(4)의 위치를 직접 육안 확인하지 않고, 정확한 변위를 쉽게 알 수 있도록 한다.

앞서 설명한 바와 같이 도 3을 참조하여 설명한 실시예는 검출대상부를 경사면(10)으로 하여, 센서(20)로 경사면까지의 거리를 측정한 후, 측정된 거리를 가동 로드(4)의 위치로 변환하는 간접측정 방식이며, 이와는 다르게 가동 로드(4)의 위치를 직접 측정할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아크 제거기의 위치 검출장치의 구성도이다.

도 4에 도시한 바와 같이 검출대상부를 통공(11)으로 하는 것으로, 통공(11)은 가동 로드(4)에 직접 형성된다.

상기 가동 로드(4)에 형성한 통공(11)을 사이에 두고, 발광부(21)와 수광부(22)가 위치한다.

즉, 가동 로드(4)가 정상 위치에서는 발광부(21)에서 발산된 광이 수광부(22)에 수신되며, 이때 제어부(30)는 수광부(22)의 출력신호를 받아 광이 수신되는 상태이면 가동 로드(4)가 정상 위치에 있는 것으로 판단하고, 이때의 상태를 디스플레이(50)에 표시한다.

상기 가동 로드(4)가 변위되어 도 5에 도시한 바와 같이 상기 발광부(21)에서 발산된 광이 가동 로드(4)에서 반사되어 수광부(22)에 수신되지 않으며, 이때 제어부(30)는 수광부(22)에 광이 수광되지 않음을 확인하여 가동 로드(4)의 위치가 정상 위치를 벗어난 것으로 판단한다.

상기 제어부(30)는 정상 위치가 아닌 것으로 판단된 경우, 알림발생부(60)에 제어신호를 출력하여 알림을 발생시킬 수 있다.

또한, 가동 로드(4)가 정상 위치가 아님을 디스플레이(50)에 표시한다.

이처럼 본 발명은 다양한 검출대상부를 가동 로드(4)에 적용하고, 검출대상부를 이용하여 가동 로드(4)의 변위를 검출할 수 있다. 가동 로드(4)의 위치가 정상 위치가 아닌 경우 사용자에게 가동 로드(4)가 정상 위치가 아님을 알려 조치를 취할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 검출대상부로서 그라데이션 스티커를 적용할 수 있다. 이때 센서(20)는 그라데이션 스티커의 명암을 검출할 수 있는 포토센서로 하며, 기준값인 특정 명암값이 검출되면 정상위치인 것으로 판단하며, 검출된 명암값이 기준값과 다른 경우 가동 로드(4)가 변위됨을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10:경사면 11:통공
20:센서 30:제어부
40:메모리 50:디스플레이
60:알림발생부

Claims (6)

1. 아크 제거기의 가동 로드에 형성된 검출대상부;
   상기 검출대상부의 위치를 검출하는 센서;
   상기 센서의 출력신호를 입력받아 가동 로드의 위치가 정상 위치인지 판단하는 제어부; 및
   상기 가동 로드가 정상 위치가 아닌 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 알림을 발생시키는 알림발생부를 포함하는 아크 제거기의 위치 검출장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 검출대상부는 상기 가동 로드의 외면에 형성된 경사면이며,
   상기 센서는 상기 경사면까지의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 아크 제거기의 위치 검출장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 센서의 설치시 정상 위치의 경사면까지의 거리값인 기준값을 저장하는 메모리를 더 포함하는 아크 제거기의 위치 검출장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 검출대상부는 상기 가동 로드에 형성된 통공이며,
   상기 센서는 상기 통공의 양측에 각각 설치된 발광부와 수광부인 것을 특징으로 하는 아크 제거기의 위치 검출장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 검출대상부는 상기 가동 로드에 부착된 그라데이션 스티커인 것을 특징으로 하는 아크 제거기의 위치 검출장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가동 로드의 위치 정보를 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 아크 제거기의 위치 검출장치.

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