KR20220012698A - 유도전압을 이용한 개폐기 제어 시스템 및 개폐기 제어장치에 전력을 공급하는 방법. - Google Patents

유도전압을 이용한 개폐기 제어 시스템 및 개폐기 제어장치에 전력을 공급하는 방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 부싱 또는 하우징에 설치된 도체로부터 생성되는 유도전압으로 개폐기 제어장치를 운용하는 개폐기 제어 시스템 또는 개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법에 관한 것으로, 개폐기에 연결되는 케이블 외부를 둘러싸는 복수의 개폐기 부싱　또는 하우징, 상기 개폐기 부싱에 설치되어 유도전압을 발생시키는 도체, 상기 도체에 연결되어 유도전압을 개폐기에서 사용 가능한 전압으로 변화시키는 변환장치, 상기 변환된 전압으로 구동되는 개폐기 제어회로 및 개폐기를 포함하여, 개폐기 제어장치 전원공급용 변압기의 추가적인 설치 없이 개폐기 제어장치에 전압을 공급함으로써 변압기 고장에 따른 개폐기 고장을 방지하여 효과적으로 개폐기를 운용할 수 있을 것이다.

Description

유도전압을 이용한 개폐기 제어 시스템 및 개폐기 제어장치에 전력을 공급하는 방법. {Method of supplying power to switchgear control system and switchgear control system using induced voltage}
다양한 실시 예는 유도전압을 이용한 개폐기 제어 시스템 및 개폐기 제어장치에 전력을 공급하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배전 자동화 개폐기 제어함을 사용하기 위해 한전 선로에서 전력을 끌어오기 위해서는 특고압 철근콘트리트주(CP주)에 특고압 변압기 및 시공설치까지 공사에 많은 자재 및 인력이 투입된다. 또한 제어반에 소요되는 전기는 변압기를 통해 제공되는 방식이어서 저압선 설치에 따른 시공비와 유지보수 비용이 추가로 발생하는 문제점이 있었다. 또한 특고압 변압기 설치로 인한 설치 공간 확보에 제약이 있다. 현재 개폐기 제어함은 일반적으로 14~16M CP주에 설치되고, 특고압 1상 10KVA 변압기는 별도의 주변 CP주에 설치하여 제어함이 설치된 CP주로 저압선을 가공으로 연결하여 사용되고 있어 변압기의 전력손실 및 개폐기 대수당 1대의 변압기와 저압선이 요구되어 많은 예산이 소요된다.
또한, 개폐기 전원공급 배터리(12V, 50Ah, 2대) 충전을 위하여 단독 변압기가 필요하다. 주상 개폐기의 경우, 10KVA 단독 변대를 사용하고, 지상 개폐기의 경우 지상개폐기 전용 변압기를 설치하여야 한다. 즉, 개폐기에 필요한 전압 변환을 위한 변압기 설치를 위해 1개소당 약 100만원 이상의 추가비용이 필요하다.
일반적으로 가설된 개폐기 제어함은 한전 선로 전원을 공급받기 위하여 특고압 변압기, 저압선, COS, 행가 등의 설치로 일정 공간이 필요하고 지정 배전선로 연결에 따라 공사 설치여부가 결정되며, 개폐기 제어함의 상시 운전의 전력 확보를 위해 가공전선로 공사 및 유지, 보수가 따른다는 문제점이 있다.
또한, 개폐기 전원공급용 변압기에 과다한 하자가 발생해왔고, 이에 따른 리콜도 진행되었다. 19년에 발생한 지상개폐기 하자 51건 중 변압기 소손은 31건으로 전체 하자 중 점유율 61%에 달한다. P사의 경우에도 16년 3월부터 6월까지 제작한 지상 개폐기 변압기에 대해 133대가 리콜 진행중이며, S사 등 다수 업체 또한 상동의 원인으로 대규모 리콜 협의 중에 있다.
또한, 개폐기 전원공급용 변압기의 하자에 따라 개폐기가 고장나는 경우, 이에 따른 대규모 선로 교장과 같은 유·무형 피해가 발생한다.
종래의 개폐기 제어장치는 동작을 위한 전력을 외부 전원으로부터 공급받아, 특고압인 외부 전원을 제어장치에서 사용 가능한 전압으로 변환하기 위한 변압기를 필수적으로 설치해야 했다. 이에 따라, 제어장치 전력 공급용 변압기의 추가 설치 비용 및 변압기의 잦은 고장에 따른 문제점이 있었다.
이러한 문제점들을 해소하기 위하여, 본 발명의 다양한 실시 예들은 유도 전압으로부터 전력을 공급 받을 수 있는 개폐기 제어 시스템 및 전력공급 방법을 제공하고자 한다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 개폐기 제어 시스템에 있어서, 개폐기에 연결되는 케이블 외부를 둘러싸는 복수의 개폐기 부싱, 상기 개폐기 부싱을 둘러싸도록 또는 상기 개폐기 부싱 내부에 설치되고, 외부 전원의 전류 변화에 따른 전자기장의 변화에 의하여 유도전압을 발생시키는 도체, 상기 도체에 연결되어 상기 도체가 발생시킨 유도전압을 개폐기 제어장치에서 사용가능한 전압으로 변환시키는 변환장치, 상기 전원 변환장치로부터 변환된 전압을 공급받아 구동되는 개폐기 제어회로 및 상기 제어회로에 의하여 개폐 여부가 제어되는 개폐기를 포함하는 개폐기 제어 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 개폐기 제어 시스템에 있어서, 개폐기에 연결되는 케이블 외부를 둘러싸는 복수의 개폐기 하우징, 상기 개폐기 하우징을 둘러싸도록 또는 상기 개폐기 하우징 내부에 설치되고, 외부 전원의 전류 변화에 따른 전자기장의 변화에 의하여 유도전압을 발생시키는 도체, 상기 도체가 연결되어 상기 도체가 발생시킨 유도전압을 개폐기 제어장치에서 사용가능한 전압으로 변환시키는 변환장치, 상기 전원 변환장치로부터 변환된 전압을 공급받아 구동되는 개폐기 제어회로, 상기 제어회로에 의하여 개폐 여부가 제어되는 개폐기를 포함하는 개폐기 제어 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 전원 변환장치로부터 변환된 전압으로 충전되는 배터리를 더 포함하고, 상기 개폐기 제어회로는 상기 도체로부터 동작 가능한 전압을 공급받지 못한 경우, 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 개폐기 제어 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 변환장치는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 전원 변환장치를 포함하는 개폐기 제어 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 도체는 복수의 부싱 전부에 설치되는 개폐기 제어 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 도체는 복수의 하우징 전부에 설치되는 개폐기 제어 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법에 있어서, 개폐기 부싱 또는 하우징에 설치된 도체로부터 유기된 유도전압을 공급받는 동작, 상기 유도전압을 개폐기 제어장치에서 사용 가능한 전압으로 변환시키는 동작 및
상기 변환된 전압으로 개폐기 제어회로를 구동하는 동작을 포함하는 개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 변환된 전압으로 배터리를 충전하는 동작을 더 포함하고, 상기 변환된 전압으로 개폐기 제어회로를 구동하는 동작은 상기 배터리로부터 공급된 전압으로 개폐기 제어회로를 구동하는 동작을 포함하는 개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 유도전압을 개폐기 제어장치에서 사용 가능한 전압으로 변환시키는 동작은 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 동작을 포함하는 개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 개폐기 부싱 또는 하우징에 설치된 도체로부터 유기된 유도전압을 공급받는 동작은 복수의 부싱 또는 복수의 하우징 전부에 설치된 도체로부터 유기된 유도전압을 공급받는 동작을 포함하는 개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법을 제공할 수 있다.
외부 전원의 공급 방향성 및 회로 개폐 유무에 상관없이 개폐기 제어장치에 전력공급이 가능하다.
주상용 개폐기 제어장치의 경우, 입력 또는 출력 방향 중 하나 이상의 회로가 활선되어 있으면 전력을 공급받을 수 있다.
지상용 개폐기 제어장치의 경우, 개폐기의 회로가 모두 열린 상태에서도 전력을 공급받을 수 있다.
개폐기의 주요 고장 요인인 제어장치 전원공급용 변압기를 제거하여, 개폐기 고장 건수가 감소할 수 있다.
개폐기의 주요 고장 요인인 제어장치 전원공급용 변압기를 제거하여, 개폐기 고장에 따른 대규모 선로 고장을 완화할 수 있다.
전원공급용 변압기 미설치로 인한 개폐기 설치 단가를 절감할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 종래 지상용 개폐기 제어 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 주상용 개폐기 제어 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 개폐기 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 개폐기 제어 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 각각 부싱에 설치되는 도체 또는 하우징에 설치되는 도체의 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 개폐기 제어장치가 전원을 공급받는 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
이하 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명된다.
도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략할 수 있다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’ 있다거나 ‘접속되어’ 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’ 있다거나 ‘직접 접속되어’ 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 종래 지상용 개폐기 제어 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
종래 지상용 개폐기 제어 시스템은 개폐기(1), 제어장치(3), 변압기(4), 제어회로(5) 및 배터리(6)를 포함한다. 변압기(4)는 개폐기(1)와 제어장치(3) 사이에 구성되어, 외부전원(10)에서 개폐기(1)로 공급된 전압을 제어장치(3) 내에서 사용 할 수 있는 전압으로 변환한다. 따라서, 변압기(4)는 개폐기(1)에 1상 이상이 연결된 경우에만 전압을 공급받을 수 있다. 변압기(4)는 외부전원(10)으로부터 공급받은 교류 13.2kVA의 전압을 직류 3.3V, 5V, 24V 등 제어회로(5)가 사용하거나 배터리(6)를 충전할 수 있는 전압으로 변환한다. 제어회로(5)는 변환된 직류 3.3V, 5V 등의 전압으로 구동된다. 배터리(6)는 변환된 직류 24V 등의 전압으로 전원을 충전한다. 외부전원(10)이 상실되거나, 개폐기(1)가 모두 열린 경우, 제어장치(3)는 배터리(6)로부터 전압을 공급받아 제어회로(5)를 구동한다.
도 2는 종래 주상용 개폐기 제어 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
종래 주상용 개폐기는 개폐기(1), 제어장치(3), 변압기(4), 제어회로(5) 및 배터리(6)를 포함한다. 변압기(4)는 개폐기(1)의 입력방향의 외부전원(10)과 개폐기 제어장치(3) 사이에 구성되어, 외부전원(10)에서 개폐기(1)로 공급되는 전압을 개폐기 제어장치(3) 내에서 사용 할 수 있는 전압으로 변환한다. 따라서, 변압기(4)는 외부전원(10)에서 개폐기(1)의 입력 방향으로 전원이 공급되는 경우에만 외부전원(10)으로부터 전압을 공급받을 수 있다. 변압기(4)는 외부전원(10)으로부터 공급받은 교류 13.2kVA의 전압을 직류 3.3V, 5V, 24V 등 제어회로(5)가 사용하거나 배터리(6)를 충전할 수 있는 전압으로 변환한다. 제어회로(5)는 변환된 직류 3.3V, 5V 등의 전압으로 구동된다. 배터리(6)는 변환된 직류 24V 등의 전압으로 전원을 충전한다. 외부전원(10)이 상실되거나, 입력 방향의 전원이 상실된 경우, 제어장치(3) 배터리(6)로부터 전압을 공급받아 제어회로(5)가 구동한다.
이와 같이, 종래의 지상용 또는 주상용 개폐기는 외부의 특고압 전압을 변압기로 변환하여 제어장치에서 사용하는 바, 변압기가 필수적인 구성이었다. 이에 따라, 본 발명에서는 유도전압을 이용하여 개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 개폐기 제어시스템을 제공하는 바, 변압기를 생략한 개폐기를 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명에서 제안하는 개폐기 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 3은 일 실시예로 지상용 개폐기 제어 시스템에 대하여 도시하였다.
본 발명이 제시하는 지상용 개폐기 제어 시스템은 개폐기(100), 부싱(110), 도체(120), 제어장치(130), 변환장치(140), 제어회로(150) 및 배터리(160)를 포함할 수 있다.
도 3의 개폐기(100)는 3상 4회로로 구성된 지상용 개폐기 일 수 있다. 부싱(110)은 개폐기(100)에 연결되는 케이블 외부를 둘러싸도록 설치되는 절연 장치이다.
도체(120)는 부싱(110)의 외부를 둘러싸도록 부싱(110) 내부에 설치되어, 외부전원(10)의 전류 변화로부터 유도전압를 생성한다. 부싱(110)이 감싸는 배전선로 케이블에 외부전원(10)으로부터 공급받은 교류전류가 흐르게 되면 주위의 전자기장이 변화되고, 이에 따라 도체(120)는 내부에 유도 전압을 생성할 수 있다. 전자기장과 도체의 거리, 도체가 감긴 면적, 도체 전선의 굵기, 도체 전선이 감긴 횟수 등을 조절하여 유도되는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 이에 따라, 개폐기 제어장치용 변압기를 구성하지 않더라도 개폐기 제어장치(130)에 전력을 공급할 수 있다.
도체(120)는 복수개의 부싱(110) 중 하나 이상에 설치될 수 있다. 또한, 복수개의 부싱(110) 전부에 설치될 수 있다. 이에 따라, 개폐기(100)의 모든 회로가 열린 경우에도 도체(120)는 유도 전압을 생성할 수 있다. 또한, 복수개의 도체(120)가 유도 전압을 생성하는 경우, 복수의 도체(120)는 생성된 전압을 합산하여 공급할 수 있다. 예를 들어, 3상 4회로의 개폐기의 경우, 최대 12개의 도체(120)로부터 생산된 전압을 합산하여 공급할 수 있다.
변환장치(140)는 도체(120)에 연결되어, 도체(120)에서 생성된 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 변환장치(140)는 저압용 트랜지스터, 컨버터, 레귤레이터를 포함할 수 있다. 또한, 변환장치(140)는 변환된 전압의 리플을 제거하는 회로를 포함할 수 있다. 변환장치(140)는 수십~수백V의 교류 전압을 제어회로(150)의 사용 부품 등 필요에 따라 직류 3.3V 또는 직류 5V 등으로 변환할 수 있다. 또한, 변환장치(140)는 수십~수백V의 교류 전압을 배터리(160) 충전에 필요한 직류 24V 등의 전압으로 변환할 수 있다.
배터리(160)는 공급 받은 전압이 기준값 이상이면 일정량을 저장할 수 있다. 예를 들어, 공급된 전압이 제어회로(150)를 동작시키기 위한 정격 전압을 초과하면, 정격 전압을 초과하는 초과전압을 저장하고, 이후 공급된 전압이 정격 전압 이하이면 배터리(160)에 저장된 초과 전압과 함께 제어회로(150)에 제공될 수 있게 한다. 일 실시예에 따르면, 배터리(160)는 24V의 전압으로 충전하고, 제어회로(150)에 3.3V, 5.5V 등으로 공급할 수 있다.
제어회로(150)는 변환장치(140)로부터 변환된 전압 또는 배터리(160)에 저장된 전압으로 구동될 수 있다. 외부전원(10)이 상실되어 도체(120)가 유도 전압을 생성할 수 없거나, 도체(120)가 제어회로(150)의 정격 전압보다 낮은 전압을 공급하는 경우, 배터리(160)에 저장된 전원을 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 개폐기 제어 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 4는 일 실시예로 주상용 개폐기 제어 시스템에 대하여 도시하였다.
본 발명이 제시하는 주상용 개폐기 제어 시스템은 개폐기(200), 하우징(210), 도체(220), 제어장치(230), 변환장치(240), 제어회로(250) 및 배터리(260)를 포함할 수 있다.
도 4의 개폐기(200)는 3상 2회로로 구성된 주상용 개폐기 일 수 있다. 하우징(210)은 개폐기(200)에 연결되는 케이블 외부를 둘러싸도록 설치되는 절연 장치이다.
도체(220)는 하우징(210)의 외부를 둘러싸도록 또는 하우징(210) 내부에 설치되어, 외부전원(10)의 배선선로 케이블에 흐르는 전류의 변화로부터 유도 전압을 생성한다. 하우징(210)이 감싸는 배전선로 케이블에 외부전원(10)으로부터 공급받은 교류전류가 흐르게 되면 주위에 자기력선이 형성되고, 이에 따라 도체(220)는 내부에 유도 전압을 생성할 수 있다. 전자기장과 도체의 거리, 도체가 감긴 면적, 도체 전선의 굵기, 도체 전선이 감긴 횟수 등을 조절하여 유도되는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 이에 따라, 개폐기 제어장치용 변압기를 구성하지 않더라도 개폐기 제어장치(230)에 전력을 공급할 수 있다.
도체(220)는 복수개의 하우징(210) 중 하나 이상에 연결될 수 있다. 또한, 복수개의 하우징(210) 전부에 연결될 수 있다. 이에 따라, 개폐기(200)로 입력 또는 출력되는 방향 중 하나 이상의 회로가 활선되어있으면 도체(220)는 유도 전압을 생성할 수 있다. 또한, 복수개의 도체(220)가 유도 전압을 생성하는 경우, 복수의 도체(220)는 생성된 전압을 합산하여 공급할 수 있다. 예를 들어, 3상 2회로의 개폐기의 경우, 최대 6개의 도체(220)로부터 생산된 전압을 합산하여 공급할 수 있다.
변환장치(240)는 도체(220)에 연결되어, 도체(220)에서 생성된 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 변환장치(240)는 저압용 트랜지스터, 컨버터, 레귤레이터를 포함할 수 있다. 또한, 변환장치(240)는 변환된 전압의 리플을 제거하는 회로를 포함할 수 있다. 변환장치(240)는 수십~수백V의 교류 전압을 제어회로(250)의 사용 부품 등 필요에 따라 직류 3.3V 또는 직류 5V 등으로 변환할 수 있다. 또한, 변환장치(240)는 수십~수백V의 교류 전압을 배터리(260) 충전에 필요한 직류 24V 등의 전압으로 변환할 수 있다.
배터리(260)는 전압이 기준값 이상이면 일정량을 저장할 수 있다. 예를 들어, 공급된 전압이 제어회로(250)를 동작시키기 위한 정격 전압을 초과하면, 정격 전압을 초과하는 초과전압을 저장하고, 이후 공급된 전압이 정격 전압 이하이면 배터리(260)에 저장된 초과 전압과 함께 제어회로(250)에 제공될 수 있게 한다. 일 실시예에 따르면, 배터리(260)는 24V의 전압으로 충전하고, 제어회로(250)에 3.3V, 5.5V 등으로 공급할 수 있다.
제어회로(250)는 변환장치(240)로부터 변환된 전압 또는 배터리(260)에 저장된 전압으로 구동될 수 있다. 외부전원(10)이 상실되어 도체(220)가 유도 전압을 생성할 수 없거나, 도체(220)가 제어회로(250)의 정격 전압보다 낮은 전압을 공급하는 경우, 배터리(260)에 저장된 전원을 이용할 수 있다.
도 5 및 도 6은 각각 부싱(110)에 설치되는 도체(120) 또는 하우징(210)에 설치되는 도체(220)의 실시예를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 부싱(110)은 개폐기 케이블의 외부를 둘러싸도록 구성된 절연체 부품이다. 도체(120)는 부싱(110)을 둘러싸도록 또는 부싱(110) 내부에 설치될 수 있다. 전자기장과 도체의 거리, 도체가 감긴 면적, 도체 전선의 굵기, 도체 전선이 감긴 횟수 등을 조절하여 유도되는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 도체(120)에서 유도된 전압은 도 3에 도시된 변환장치(140)에서 변환된 후 제어회로(150)에서 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 하우징(210)은 개폐기 케이블의 외부를 둘러싸도록 구성된 절연체 부품이고, 주로 주상용 개폐기에서 사용된다. 도체(220)는 하우징(210)을 둘러싸도록 또는 하우징(210) 내부에 설치될 수 있다. 전자기장과 도체의 거리, 도체가 감긴 면적, 도체 전선의 굵기, 도체 전선이 감긴 횟수 등을 조절하여 유도되는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 도체(220)에서 유도된 전압은 도 4에 도시된 변환장치(240)에서 변환된 후 제어회로(250)에서 사용될 수 있다.
도 7은 개폐기 제어장치가 전원을 공급받는 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
개폐기 제어장치(130, 230)는 개폐기의 부싱(110) 또는 하우징(210)에 설치된 도체(120, 220)로부터 유기된 유도전압을 공급받는다(S110).
부싱(110) 및 하우징(210)은 개폐기(100, 200)에 연결되는 케이블 외부를 둘러싸도록 설치되는 절연 장치이다.
도체(120, 220)는 부싱(110) 또는 하우징(210)의 외부를 둘러싸도록 또는 부싱(110) 또는 하우징(210) 내부에 설치되어, 외부전원(10)의 전류 변화로부터 유도전압를 생성한다. 부싱(110) 또는 하우징(210)이 감싸는 배전선로 케이블에 외부전원(10)으로부터 공급받은 교류전류가 흐르게 되면 주위에 자기력선이 형성되고, 이에 따라 도체(120, 220)는 내부에 유도 전압을 생성할 수 있다. 전자기장과 도체(120, 220)의 거리, 도체가 감긴 면적, 도체 전선의 굵기, 도체 전선이 감긴 횟수 등을 조절하여 유도되는 전압의 크기를 조절할 수 있다. 이에 따라, 개폐기 제어장치용 변압기를 구성하지 않더라도 개폐기 제어장치(130, 230)에 전력을 공급할 수 있다.
도체(120, 220)는 복수개의 부싱(110) 또는 하우징(210) 중 하나 이상에 연결될 수 있다. 또한, 복수개의 부싱(110) 또는 하우징(210) 전부에 연결될 수 있다. 이에 따라, 개폐기(100)의 모든 회로가 열린 경우에도 도체(120)는 유도 전압을 생성할 수 있다. 또한, 개폐기(200)로 입력 또는 출력되는 방향 중 하나 이상의 회로가 활선되어 있으면 도체(220)는 유도 전압을 생성할 수 있다. 또한, 복수개의 도체(120, 220)가 유도 전압을 생성하는 경우, 복수의 도체(120, 220)는 생성된 전압을 합산하여 공급할 수 있다. 예를 들어, 3상 4회로의 지상용 개폐기의 경우, 최대 12개의 도체(120)로부터 생산된 전압을 합산하여 공급할 수 있다. 또 다른 예로, 3상 2회로의 주상용 개폐기의 경우, 최대 6개의 도체(220)로부터 생산된 전압을 합산하여 공급할 수 있다.
개폐기 제어장치(130, 230)는 유도전압을 사용 가능한 전압으로 변환시킬 수 있다(S120).
개폐기 제어장치(130, 230)는 변환장치(140, 240)를 포함할 수 있다. 변환장치(140, 240)는 도체(120, 220)에 연결되어, 도체(120, 220)에서 생성된 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 변환장치(140, 240)는 저압용 트랜지스터, 컨버터, 레귤레이터를 포함할 수 있다. 또한, 변환장치(140, 240)는 변환된 전압의 리플을 제거하는 회로를 포함할 수 있다. 변환장치(140, 240)는 수십~수백V의 교류 전압을 제어회로(150, 250)의 사용 부품 등 필요에 따라 직류 3.3V 또는 직류 5V 등으로 변환할 수 있다. 또한, 변환장치(140, 240)는 수십~수백V의 교류 전압을 배터리(160, 260) 충전에 필요한 직류 24V 등의 전압으로 변환할 수 있다.
개폐기 제어장치는 상기 변환된 전압으로 배터리를 충전한다(S130).
배터리(160, 260)는 공급받은 전압이 기준값 이상이면 일정량을 저장할 수 있다. 예를 들어, 공급된 전압이 제어회로(150, 250)를 동작시키기 위한 정격 전압을 초과하면, 정격 전압을 초과하는 초과전압을 저장하고, 이후 공급된 전압이 정격 전압 이하이면 배터리(160, 260)에 저장된 초과 전압과 함께 제어회로(150, 250)에 제공될 수 있게 한다. 일 실시예에 따르면, 배터리(160, 260)는 24V의 전압으로 충전하고, 제어회로(150, 250)에 3.3V, 5.5V 등으로 공급할 수 있다.
상기 변환된 전압 또는 배터리 전압으로 개폐기 제어 회로를 구동한다(S140).
제어회로(150, 250)는 변환장치(140, 240)로부터 변환된 전압 또는 배터리(160, 260)에 저장된 전압으로 구동될 수 있다. 외부전원(10)이 상실되어 도체(120, 220)가 유도 전압을 생성할 수 없거나, 도체(120, 220)가 제어회로(150, 250)의 정격 전압보다 낮은 전압을 공급하는 경우, 배터리(160, 260)에 저장된 전원을 이용할 수 있다.
100: 개폐기
110: 부싱
120: 도체
130: 제어장치
140: 변환장치
150: 제어회로
160 : 배터리
210: 하우징

Claims (10)

  1. 개폐기 제어 시스템에 있어서,
    개폐기에 연결되는 케이블 외부를 둘러싸는 복수의 개폐기 부싱;
    상기 개폐기 부싱을 둘러싸도록 또는 상기 개폐기 부싱 내부에 설치되고, 외부 전원의 전류 변화에 따른 전자기장의 변화에 의하여 유도전압을 발생시키는 도체;
    상기 도체에 연결되어 상기 도체가 발생시킨 유도전압을 개폐기 제어장치에서 사용가능한 전압으로 변환시키는 변환장치;
    상기 변환장치로부터 변환된 전압을 공급받아 구동되는 개폐기 제어회로; 및
    상기 제어회로에 의하여 개폐 여부가 제어되는 개폐기;를 포함하는
    개폐기 제어 시스템.
  2. 개폐기 제어 시스템에 있어서,
    개폐기에 연결되는 케이블 외부를 둘러싸는 복수의 개폐기 하우징;
    상기 개폐기 하우징을 둘러싸도록 또는 상기 개폐기 하우징 내부에 설치되고, 외부 전원의 전류 변화에 따른 전자기장의 변화에 의하여 유도전압을 발생시키는 도체;
    상기 도체가 연결되어 상기 도체가 발생시킨 유도전압을 개폐기 제어장치에서 사용가능한 전압으로 변환시키는 변환장치;
    상기 변환장치로부터 변환된 전압을 공급받아 구동되는 개폐기 제어회로;
    상기 제어회로에 의하여 개폐 여부가 제어되는 개폐기;를 포함하는
    개폐기 제어 시스템.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 변환장치로부터 변환된 전압으로 충전되는 배터리;를 더 포함하고,
    상기 개폐기 제어회로는 상기 도체로부터 동작 가능한 전압을 공급받지 못한 경우, 상기 배터리로부터 전원을 공급받는
    개폐기 제어 시스템.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 변환장치는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 전원 변환장치를 포함하는
    개폐기 제어 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 도체는 복수의 부싱 전부에 설치되는,
    개폐기 제어 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 도체는 복수의 하우징 전부에 설치되는,
    개폐기 제어 시스템.
  7. 개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법에 있어서,
    개폐기 부싱 또는 하우징에 설치된 도체로부터 유기된 유도전압을 공급받는 동작;
    상기 유도전압을 개폐기 제어장치에서 사용 가능한 전압으로 변환시키는 동작; 및
    상기 변환된 전압으로 개폐기 제어회로를 구동하는 동작;을 포함하는
    개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 변환된 전압으로 배터리를 충전하는 동작;을 더 포함하고,
    상기 변환된 전압으로 개폐기 제어회로를 구동하는 동작은 상기 배터리로부터 공급된 전압으로 개폐기 제어회로를 구동하는 동작을 포함하는
    개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 유도전압을 개폐기 제어장치에서 사용 가능한 전압으로 변환시키는 동작은
    교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 동작을 포함하는
    개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    개폐기 부싱 또는 하우징에 설치된 도체로부터 유기된 유도전압을 공급받는 동작은
    복수의 부싱 또는 복수의 하우징 전부에 설치된 도체로부터 유기된 유도전압을 공급받는 동작을 포함하는
    개폐기 제어장치에 전원을 공급하는 방법.
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