KR20220158503A - Apparatus for displaying live wire state - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 활선 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선로의 활선 상태를 표시하는 활선 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a live line display device, and more particularly, to a live line display device that displays a live line state of a line.
화석 원료나 원자력 등을 이용해 발전소에서 생성된 전기 에너지는 전력선과 같은 선로를 통해 가정이나 공장과 같은 여러 사용처로 공급된다.BACKGROUND OF THE INVENTION Electric energy generated in a power plant using fossil raw materials or nuclear power is supplied to various places of use such as homes and factories through lines such as power lines.
이때, 발전소와 최종 사용처 사이에 설치되어 있는 선로는 매우 길고 복잡하게 연결되어 있어 노화나 태풍 등의 이유로 단선 사고가 발생한다. At this time, the line installed between the power plant and the end-use is very long and complicatedly connected, and disconnection accidents occur due to aging or typhoons.
따라서, 이러한 선로의 교체 작업이나 보수 작업이 이루어지는데, 실질적으로 선로에 전기가 통하고 있는지를 시각적으로 확인할 수 없어 감전 사고의 위험성이 매우 높고, 실제로 작업 중에 감전으로 인한 인명 사고가 빈번하게 발생한다.Therefore, when replacing or repairing such a line, it is impossible to visually check whether or not electricity is actually flowing through the line, so the risk of electric shock is very high, and in fact, human accidents due to electric shock frequently occur during work .
따라서, 선로나 차단기와 같은 전기 기기에 전기가 공급되고 있는 지의 여부를 시각적 또는 청각적으로 알려주는 장치가 필요하다.Therefore, there is a need for a device that visually or audibly informs whether or not electricity is being supplied to electrical devices such as lines or circuit breakers.
본 발명이 해결하려는 과제는 도선의 활선 상태를 표시하기 위한 것이다. The problem to be solved by the present invention is to display the live wire state of the conducting wire.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 도선에 인가되는 전압의 주파수 이상 상태를 판정하기 위한 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to determine a frequency abnormal state of a voltage applied to a wire.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 활선 표시 장치는 다층 인쇄회로기판으로 이루어져 있고, 인접한 도선에 인가되는 전압에 의해 충전 및 방전 동작이 이루어지는 충전 구조체, 상기 충전 구조체에 연결되어 있고, 상기 충전 구조체에서 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전파 정류부, 상기 전파 전류부에 연결되어 있고, 상기 전파 정류부로부터 인가되는 직류 전압을 구동 전원으로 이용하여 동작이 시작되고 전파 정류부로부터 직류 전압이 인가되면 상기 도선의 상태를 활선 상태로 판단하는 활선 판정기 및 상기 활선 판정기에 연결되어 상기 활선 상태를 표시하는 표시기를 포함한다.A live display device according to one feature of the present invention for solving the above problems is made of a multilayer printed circuit board, and is connected to a charging structure in which charging and discharging operations are performed by a voltage applied to an adjacent conducting wire, the charging structure, A full-wave rectifier that converts the AC voltage applied from the charging structure into a DC voltage and outputs the full-wave rectifier, is connected to the full-wave current unit, and operates by using the DC voltage applied from the full-wave rectifier as a driving power source, and the DC voltage from the full-wave rectifier A live wire determiner for determining a state of the conducting wire as a live wire state when voltage is applied, and an indicator connected to the live wire determiner to display the live wire state.
상기 충전 구조체는 각각 회로 기판으로 이루어져 있고 상하 방향으로 적층되어 있는 복수 개의 절연층, 복수 개의 절연층 각각에 위치하고 상하 방향으로 적층되어 있는 복수 개의 도전층, 상기 복수 개의 도전층 중에서 홀수 번째 도전층을 연결하는 제1 비아홀 및 상기 복수 개의 도전층 중에서 짝수 번째 도전층을 연결하는 제2 비아홀을 포함할 수 있다. The charging structure includes a plurality of insulating layers each composed of a circuit board and stacked in a vertical direction, a plurality of conductive layers located on each of the plurality of insulating layers and stacked in a vertical direction, and odd-numbered conductive layers among the plurality of conductive layers. A connecting first via hole and a second via hole connecting even-numbered conductive layers among the plurality of conductive layers may be included.
각 도전층은 사각형의 평면 형상을 갖는 판 형상을 가질 수 있다.Each conductive layer may have a plate shape having a rectangular planar shape.
각 도전층은 제1 방향으로 연장되어 있는 연결부 및 상기 연결부에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되게 연장되어 있는 복수 개의 빗살부를 포함할 수 있다. Each conductive layer may include a connection portion extending in a first direction and a plurality of comb portions extending spaced apart from each other in a second direction crossing the first direction from the connection portion.
상기 회로 기판은 경성 회로기판이나 연성 회로기판일 수 있다. The circuit board may be a rigid circuit board or a flexible circuit board.
상기 충전 구조체에 연결되어 있고, 상기 충전 구조체에서 인가되는 교류 전압을 이용하여 구형파 신호를 출력하는 구형파 발생부를 더 포함할 수 있다.It is connected to the charging structure, and may further include a square wave generator for outputting a square wave signal using an AC voltage applied from the charging structure.
상기 활선 판정기는 상기 구형파 발생부에서 인가되는 구형파 신호의 (+) 상태와 (-) 상태의 신호를 계수하여 주파수 크기를 산출하고, 산출된 주파수 크기가 설정 크기 이하인 경우, 상기 도선에 인가되는 전압의 주파수 상태를 이상 상태로 판단할 수 있다. The live line determiner calculates the frequency magnitude by counting the (+) and (-) state signals of the square wave signal applied from the square wave generator, and when the calculated frequency magnitude is less than the set magnitude, the voltage applied to the wire The frequency state of can be determined as an abnormal state.
상기 특징에 따른 활선 표시 장치는 상기 활선 판정기에 연결되어 있고, 상기 도선에 인가되는 전압의 주파수 상태가 이상 상태이면 점등되는 발광부를 더 포함할 수 있다.The live wire display device according to the above characteristics may further include a light emitting unit connected to the live wire determiner and turned on when a frequency state of the voltage applied to the wire is in an abnormal state.
상기 충전 구조체는 대기 접지되어 있거나 대지 접지되어 있을 수 있다.The charging structure may be air-grounded or earth-grounded.
상기 전파 정류부, 상기 활선 판정기 및 상기 표시기는 상기 충전 구조체에 위치할 수 있다.The full-wave rectifier, the live wire determiner, and the indicator may be located in the charging structure.
이러한 특징에 따르며, 다층 인쇄회로기판을 이용하여 전하의 충전과 방전이 이루어지는 충전 구조체를 제작하므로, 충전 구조체의 설계가 용이하며 구조가 단순해질 수 있다.According to these characteristics, since a charging structure in which electric charges are charged and discharged using a multilayer printed circuit board is manufactured, the design of the charging structure can be easily designed and the structure can be simplified.
또한, 인접한 도선에 전압의 인가로 인해 발생하는 전기장을 이용하여 해당 도선의 활선 여부를 판정하므로, 도선의 전류가 흐르지 않아도 도선의 활선 상태를 판정할 수 있다.In addition, since it is determined whether the corresponding conductor is live by using an electric field generated by the application of a voltage to an adjacent conductor, the live state of the conductor can be determined even if the current does not flow in the conductor.
또한, 도선의 활선 여부뿐만 아니라 도선에 인가되는 전압의 주파수 이상 여부를 판정할 수 있다. In addition, it is possible to determine whether or not the frequency of the voltage applied to the wire is abnormal as well as whether or not the wire is live.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 표시 및 주파수 측정 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 충전 구조체의 한 예에 대한 개략적인 사사도이다.
도 3는 도 2에서 맨 상부와 맨 하부에 위치한 절연층을 제외하고 가운데 부분에 위치한 절연층을 삭제한 충전 구조체의 사시도이다.
도 4는 도 1의 충전 구조체의 다른 예에 대한 개략적인 사사도이다.
도 5는 도 4에서 절연층을 삭제한 충전 구조체의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 절연층을 삭제한 충전 구조체의 사시도이다.
도 6은 도 1의 구형파 발생부에서 출력되는 신호의 한 예를 도시한 파형도이다. 1 is a schematic block diagram of a device for displaying a live line and measuring a frequency according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of an example of the filling structure of FIG. 1 .
FIG. 3 is a perspective view of a charging structure in FIG. 2 in which an insulating layer located in the middle is removed except for the uppermost and lowermost insulating layers.
4 is a schematic perspective view of another example of the filling structure of FIG. 1 .
FIG. 5 is a perspective view of a charging structure in FIG. 4 in which an insulating layer is removed.
FIG. 5 is a perspective view of a charging structure in FIG. 4 in which an insulating layer is removed.
FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of a signal output from the square wave generator of FIG. 1 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that adding a detailed description of a technology or configuration already known in the related field may obscure the gist of the present invention, some of them will be omitted from the detailed description. In addition, the terms used in this specification are terms used to properly express the embodiments of the present invention, which may vary depending on people or customs related to the field. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is intended only to refer to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the meaning of 'comprising' specifies specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components, and other specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, components and/or groups. does not exclude the presence or addition of
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 표시 장치에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, a live line display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 예의 활선 표시 장치(1)는 통전 여부를 감지하기 위한 도선(100)에 인접하게 비접촉 상태로 위치하거나 도전성 클램프(clamp) 등을 이용하여 해당 도선(100)에 장착될 수 있다. The active
이러한 활선 표시 장치(1)는, 도 1에 도시한 것처럼, 도선(100), 도선(100)과 인접하게 위치하는 충전 구조체(10), 충전 구조체(10)와 연결되어 있는 전원 발생기(20), 전원 발생기(20)와 연결되어 있는 활선 판정기(30), 활선 판정기(30)에 연결되어 있는 표시기(40) 및 발광부(50)를 구비할 수 있다.As shown in FIG. 1, such a
도선(100)은 교류 전압이 인가되는 전선으로서, 인가되는 교류 전압에 따라 전계를 발생하여 누설 콘덕턴스(leakage conductance)를 발생할 수 있다.The
도선(100)에 인접하게 위치하는 충전 구조체(10)는 도선(100)에 인가되는 교류 전압에 따른 전계에 의해, 도선(100)과 대기(air) 사이에 전하를 충전하는 커패시터(capacitor)로서 기능할 수 있다. The charging structure 10 positioned adjacent to the conducting
따라서, 충전 구조체(10)는 교류 전압의 상태가 (+)인 동안 충전이 이루어지고, (-)인 동안 방전이 이루어질 수 있다.Accordingly, the charging structure 10 may be charged while the state of the AC voltage is (+) and discharged while the state is (-).
이러한 충전 구조체(10)는 (+) 단자와 (-) 단자를 구비할 수 있고, (+) 단자는 도선(100)과 인접한 부분에 위치할 수 있다. The charging structure 10 may include a (+) terminal and a (-) terminal, and the (+) terminal may be located adjacent to the
이러한 충전 구조체(10)에 대해서는 다음과 자세히 설명한다.This charging structure 10 will be described in detail as follows.
전원 발생기(20)는 충전 구조체(10)의 충전과 방전 동작에 따른 교류 전압을 이용하여, 구형파를 출력하고, 구동 전원을 발생하여 출력할 수 있다.The
따라서, 전원 발생기(20)는 충전 구조체(10)의 (+) 단자에 각각 연결되어 있는 구형파 발생부(21)와 전파 정류부(22)를 구비할 수 있다.Accordingly, the
따라서, 도선(100)에 전압이 인가되는 활선 상태일 때, 충전 구조체(10)의 충전과 방전 동작에 의해 충전 구조체(10)는 도 6의 (a)과 같은 교류 전압(S1)을 발생시킬 수 있다.Therefore, when a voltage is applied to the
이러한 교류 전압(S1)은 구형파 발생부(21)로 인가되는 도 6의 (b)와 같은 구형파 신호(S2)가 출력될 수 있다.The AC voltage S1 is applied to the
이러한 구형파의 전압 신호(S2)는 활선 판정기(30)로 인가될 수 있다.The square wave voltage signal S2 may be applied to the active line determiner 30 .
또한, 충전 구조체(10)에서 출력되는 교류 전압(S1)은 전파 정류기(22)로 인가되어 직류 전압으로 변환되어 활선 판정기(30)로 인가될 수 있다.In addition, the AC voltage S1 output from the charging structure 10 may be applied to the full-
전파 정류부(32)는 충전 구조체(10)로부터 인가되는 교류 전압을 전파 정류하여 직류 전압을 발생시켜 활선 판정기(30)로 출력할 수 있다.The full-
이러한 전파 정류부(32)는 직류 전압의 안정적인 출력을 위해 필터(filter), 평활기 및 정전압 회로 중 적어도 하나를 구비할 수 있다. The full-
활선 판정기(30)는 구형파 발생부(21)로부터 인가되는 구형파 전압(S2)을 이용하여 도선(100)에 인가되는 전압의 주파수의 크기를 측정할 수 있어, 전원계통의 주파수 이상 여부도 판정할 수 있고, 전파 정류기(22)로부터 인가되는 교류 전압을 이용하여 도선(10)의 상태가 전기가 흐르는 상태인 활선 상태인지를 판단할 수 있다.The
이때, 본 예의 활선 판정기(30)는 전파 정류기(22)로부터 인가되는 직류 전압을 구동 전압으로 이용할 수 있고, 이런 경우, 별도의 배터리가 불필요하다. At this time, the active line determiner 30 of this example can use the DC voltage applied from the full-
이러한 활선 판정기(30)는, 도 1에 도시한 것처럼, 제어부(31)와 타이머(32)를 구비할 수 있다.As shown in FIG. 1 , such a
제어부(31)는 활선 판정기(30)의 전반적인 동작을 제어하는 제어 모듈로서, 프로세서(processor)일 수 있다.The
또한, 타이머(32)는 인가되는 구형파 전압(S2)의 (+) 상태와 (-) 상태의 시간을 각각 계수하여, 주파수의 크기를 산출한 후, 산출된 주파수의 크기를 제어부(31)로 출력할 수 있다.In addition, the
따라서, 전파 정류부(22)로부터 활선 판정기(30)로 직류 전압이 인가되면 활선 판정기(30)의 동작이 시작되어, 제어부(31)와 타이머(32)의 동작 역시 시작될 수 있다. Therefore, when the DC voltage is applied from the full-
이로 인해, 제어부(31)는 인가되는 직류 전압의 인가 상태에 따라 해당 도선(100)의 상태를 활선 상태로 판정하여, 표시기(40)로 구동 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 표시기(40)는 이미 정해진 글자(예, '통전 중')를 표시할 수 있다.For this reason, the
이러한 표시기(40)의 글자 표시에 의해, 해당 도선(100) 인근에 위치한 작업자는 해당 도선(100)에 현재 전기가 흐르는 있는 위험 상태임을 인지할 수 있다.By displaying the letters of the
또한, 타이머(32)는, 이미 기술한 것처럼, 구형파 발생부(21)로부터 인가되는 구형파 전압의 (+) 상태와 (-) 상태의 시간을 계수하여 제어부(31)로 출력할 수 있다.Also, as described above, the
따라서, 제어부(32)는 타이머(32)로부터 인가되는 계수 시간을 이용하여 현재 도선(100)의 주파수 크기를 산출할 수 있다. Accordingly, the
그런 다음, 산출된 주파수 크기가 설정 크기 이하인 경우, 현재 도선(100)을 포함하는 전원계통의 인가되는 전압의 주파수에 이상이 발생한 상태로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(31)는 발광부(50)를 점등시켜 주파수 이상 상태를 외부로 표시할 수 있다. 발광부(50)는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있다. 이때, 주파수의 설정 크기는 도시하지 않는 메모리에 저장될 수 있다. Then, when the calculated frequency size is less than or equal to the set value, it can be determined that an abnormality has occurred in the frequency of the voltage applied to the power system including the
대안적인 예에서, 발광부(50)는 생략될 수 있고, 이런 경우, 제어부(31)는 표시기(40)에 정해진 글자(예, '주파수 점검 필요')를 표시할 수 있다.In an alternative example, the
하지만, 도선(100)에 전압이 인가되지 않는 도선(100)의 상태가 비활선 상태이면, 전파 정류부(22)로부터의 활선 판정기(30)로 전압 인가가 이루어지지 않는 경우, 활선 판정기(30) 자체의 동작이 이루어지지 않아 표시기(40)와 발광부(50) 역시 동작되지 않는다. However, if the state of the
이미 기술한 것처럼, 본 예에서, 제어부(31)는 전파 정류부(22)로부터의 전압 인가 여부를 이용하여 도선(100)의 활선 여부를 판정하였다. As already described, in this example, the
하지만, 이와 달리, 제어부(31)는 구형파 발생부(21)와 연결되어, 구형파 발생부(21)로부터 구형파 신호(S2)의 인가 여부에 따라 도선(100)의 활선 여부를 판정할 수 있다.However, unlike this, the
따라서, 제어부(31)는 구형파 발생부(21)나 전파 정류부(22)에서 인가되는 신호를 이용하여 도선(100)의 활선 상태를 판정할 수 있다. Accordingly, the
본 예에서, 제어부(31)는 CPU(중앙처리장치 또는 CORE), 롬(ROM), 램(RAM), IO 포트, 아날로그-디지털 변환기(ADC), 타이머(TIMER) 및 카운터(COUNTER) 중 적어도 하나를 구비하는 MCU나 555계열(NE555, LM555, TS555, LMC555, CSS555등) 타이머 IC를 사용하여 구성할 수 있다.In this example, the
표시기(40)는 이미 기술한 것처럼, 활선 판정기(30)에 연결되어, 활선 판정기(30)의 제어에 따라 해당 글자를 표시할 수 있다. 이러한 표시기(40)는 발광 다이오드, 7세그먼트 또는 액정표시기(LCD, liquid crystal display) 등을 구비할 수 있다. As already described, the
이러한 표시기(40)는 구동 신호인 구형파(square wave)를 형성하기 위해, 활선 판정기(30)에 구비된 인터페이스(예, LCD 인터페이스)를 사용하거나, 타이머 IC(TIMER IC), 트랜지스터(TR, FET) 또는 로직 IC(LOGIC IC)에 의해 구동될 수 있다.In order to form a square wave, which is a driving signal, such an
도 1에 도시한 것처럼, 충전 구조체(10)는 대지에 연결되지 않고 대기(air) 중에 위치하는 대기 접지 상태를 유지하고 있다. 하지만, 이와 달리, 충전 구조체(10)의 (-) 단자는 별도의 접지선을 이용하여 대지와 연결된 대지 접지 상태를 가질 수 있다. 이런 경우, 활선 표시 장치(1)의 접지 성능이 향상되어 활선 표시 장치(1)의 안전성이 좀 더 향상될 수 있다.As shown in FIG. 1, the charging structure 10 maintains a standby ground state located in the air without being connected to the ground. However, unlike this, the (-) terminal of the charging structure 10 may have a ground ground state connected to the ground using a separate ground line. In this case, grounding performance of the active
대안적인 예에서, 배터리를 추가로 구비할 수 있다. 이런 경우, 활선 판정기(30)는 전파 정류부(22)와 배터리 중 어느 하나에서 공급되는 전압을 구동 전원으로 이용할 수 있다. In an alternative example, a battery may be additionally provided. In this case, the
이때, 활선 판정기(30)는 전파 정류부(22)와 배터리 중에서 큰 전압을 출력하는 구성요소와 전기적으로 연결되어 해당 전압을 인가 받을 수 있다. 이를 위해, 전파 정류부(22)와 배터리를 병렬하고 각각의 출력 단자는 활선 판정기(30)에 각각 연결되어 활선 판정기(30)로의 전원 공급이 행해질 수 있도록 한다. 그런 다음, 전파 정류부(22)의 출력 단자와 배터리의 출력 단자 사이에 다이오드 또는 전원을 변환 생성하는 부품(regulator ic, dc-dc convertr)를 연결하여 전파 정류부(22)와 배터리 중 하나에서 출력되는 전압이 활선 판정기(30)의 구동 전원으로 이용될 수 있도록 한다.At this time, the
이와 같이, 배터리가 추가적으로 구성된 경우, 활선 판정기(30)의 제어부(31)는 전파 정류기(22)가 아닌 구형파 발생부(21)에서 출력되는 신호를 이용하여 해당 도선(100)의 활선 여부를 판정할 수 있고, 전파 정류기(22)에서 출력되는 직류 전압은 활선 판정기(30)의 구동 전원 또는 전원이 인가되어 있는 상태를 이용하여 활선을 판단하는 용도로도 이용할 수 있다. In this way, when the battery is additionally configured, the
본 예에서, 구형파 발생부(21)는 전원이 인가되어 있는 상태를 이용하여 활선을 판단하는 경우 생략될 수 있고, 이런 경우, 추가적인 배터리는 선택적으로 사용하게 된다.In this example, the
다음, 도 2 및 도 3을 참고하여, 본 예에 따른 충전 구조체(10)를 설명한다.Next, referring to FIGS. 2 and 3 , the filling structure 10 according to the present example will be described.
본 예의 충전 구조체(10)는 복수 개의 도전층을 구비하는 다층 인쇄회로기판을 구비할 수 있다. 이때, 도전층의 개수는 짝수 개일 수 있다. The charging structure 10 of this example may include a multilayer printed circuit board having a plurality of conductive layers. In this case, the number of conductive layers may be an even number.
따라서, 도 2에 도시한 것처럼, 충전 구조체(10)는 한 예로서, 4개의 도전층을 구비하는 4층 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)일 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 2 , the charging structure 10 may be, as an example, a 4-layer printed circuit board (PCB) having 4 conductive layers.
따라서, 본 예의 충전 구조체(10)는 맨 상부에서부터 하부 쪽으로 순차적으로 위치하는 제1 절연층(111) 내지 제5 절연층(115), 인접한 두 절연층(111-112, 112-113, 113-114, 114-115) 사이에 각각 위치하는 제1 내지 제4 도전층(121-124), 상하 방향으로 교대로 인접해 있는 도전층(121-124) 중에서 홀수 번째 도전층(121-123)을 물리적 및 전기적으로 연결하는 복수 개의 제1 비아홀(131), 그리고 상하 방향으로 교대로 인접해 있는 도전층(121-124) 중에서 짝수 번째 도전층(122-124)을 물리적 및 전기적으로 연결하는 복수 개의 제2 비아홀(132)을 구비할 수 있다.Therefore, the charging structure 10 of this example includes the first insulating
이와 같이, 본 예의 충전 구조체(10)는 전기전자 회로의 실장 동작이 행해지는 다층 인쇄회로기판으로 이루어져 있으므로, 전원 발생기(20), 활선 판정기(30), 표시기(40)와 및 발광기(50)와 같은 본 예의 다른 구성요소는 충전 구조체(10)에 실장되어 위치할 수 있다. 이로 인해, 전원 발생기(20), 활선 판정기(30) 및 표시기(40)를 실장하기 위한 별도의 인쇄회로기판이 불필요하므로, 본 예의 활선 표시 장치(1)에 대한 제조 비용과 크기가 크게 감소할 수 있다.In this way, since the charging structure 10 of the present example is composed of a multi-layer printed circuit board on which an electrical and electronic circuit mounting operation is performed, the
각 도전층(121-124)은 구리(Cu)나 금(Au)과 같은 도전성 물질로 이루어져 있고, 도 3에 도시한 것처럼, 각 도전층(121-124)은 배치 위치를 제외하면 서로 동일한 구조를 가질 수 있다. 본 예의 경우, 사각형의 평면 형상을 갖는 판 형상을 가질 수 있다. Each of the
이에 따라, 각 도전층(121-124)의 상부 또는 하부에 위치하여 접해 있는 해당 도전층(121-124)의 상부와 하부를 완전히 덮고 있는 각 절연층(111-115) 역시 사각형의 평면 형상을 갖는 판 형상을 가질 수 있다. Accordingly, each of the insulating
충전 구조체(10)의 중간 부분에 위치하는 절연층(112-114)은 각각 인접한 두 도전층(121-122, 122-123, 123-124)을 절연시키고, 각 도전층(121-124)을 지지하는 지지층으로서 기능할 수 있다.The insulating layers 112-114 positioned in the middle of the charging structure 10 insulate the two adjacent conductive layers 121-122, 122-123, and 123-124, respectively, and separate the conductive layers 121-124. It can function as a support layer for support.
또한, 맨 상부에 위치한 제1 절연층(111)은 하부에 위치한 제1 도전층(121)을 덮어 외부로부터 보호하는 역할을 수행하고, 맨 하부에 위치한 제5 절연층(115) 역시 상부에 위치한 제4 도전층(124)를 덮어 보호할 수 있다.In addition, the first insulating
따라서, 절연 특성을 갖는 회로 기판에 구리와 같은 도전 물질을 원하는 패턴으로 인쇄하여 각 도전층(121-124)이 형성되고, 절연 특성의 회로 기판은 각 절연층(112-114)이 형성될 수 있다. 그런 다음, 외부로 노출되어 있는 제1 도전층(121)의 상면과 제4 도전층(124)의 하면에 도전물질을 도포하여 나머지 절연층(111-115)을 형성할 수 있다. Therefore, each
이로 인해, 하나의 절연층과 이 절연층에 인쇄되어 있는 하나의 도전층이 하나의 인쇄회로기판을 구성할 수 있다. 이때, 맨 상부와 맨 하부에 위치하는 인쇄회로기판은 이미 기술한 것처럼 외부로 노출된 면에 절연층이 추가적으로 위치할 수 있다. Due to this, one insulating layer and one conductive layer printed on the insulating layer can constitute one printed circuit board. In this case, the printed circuit board located at the top and bottom may additionally have an insulating layer on the surface exposed to the outside as described above.
본 예에서, 절연층(112-115)을 이루는 회로기판은 경성 회로기판이거나 연성 회로기판(Flexible PCB)일 수 있다.In this example, the circuit board constituting the insulating
이러한 회로기판은 종이 페놀 PCB (Paper Phenol), 유리 기재 에폭시 PCB, 유리포 에폭시 PCB, 테프론 PCB, 알루미늄(Aluminum)과 같은 금속을 사용하는 금속 PCB 및 폴리에스테르 필름이나 폴리아미드 필름을 사용하는 연성 필름(flexible film) PCB 중 적어도 하나일 수 있다. These circuit boards include paper phenol PCBs, glass based epoxy PCBs, glass cloth epoxy PCBs, Teflon PCBs, metal PCBs using metals such as aluminum, and flexible films using polyester or polyamide films. (flexible film) may be at least one of PCBs.
따라서, 회로기판이 경성 회로기판으로 이루어질 경우 충전 구조체(10)는 경성 인쇄회로기판[Hard PCB(printed circuit board)]일 수 있고, 회로기판이 연성 회로기판으로 이루어질 경우 충전 구조체(10)는 연성 인쇄회로기판(Flexible PCB)일 수 있다. Therefore, when the circuit board is made of a rigid circuit board, the charging structure 10 may be a hard printed circuit board [Hard PCB (printed circuit board)], and when the circuit board is made of a flexible circuit board, the charging structure 10 is flexible. It may be a printed circuit board (Flexible PCB).
충전 구조체(10)가 연성 인쇄회로기판(Flexible PCB)인 경우, 설치 공간에 구애받지 않아 설치의 자유도가 증가할 수 있다.When the charging structure 10 is a flexible printed circuit board (Flexible PCB), the degree of freedom of installation can be increased regardless of the installation space.
복수 개의 제1 비아홀(131)은 홀수 번째에 위치한 복수 개의 도전층(121, 123)을 상하 방향으로 서로 연결하기 위한 것이고, 복수 개의 제2 비아홀(132)은 짝수 번째에 위치한 복수 개의 도전층(122, 124)을 상하 방향으로 서로 연결하기 위한 것이다.The plurality of first via
이때, 복수 개의 제1 비아홀(131)과 복수 개의 제2 비아홀(131, 132)은 서로 반대편에서 마주보게 위치할 수 있고, 이를 위해 서로 반대편에서 마주보고 있는 해당 변(예, 제1 변 또는 Y축 변)을 따라(예, Y축 방향을 따라) 위치할 수 있다. At this time, the plurality of first via
따라서, 본 예의 경우, 도 2 및 도 3에 도시한 것처럼, 복수 개의 제1 비아홀(131)은 사각형의 평면 형상을 갖는 충전 구조체(10)의 우측 가장자리부에 인접한 변을 따라 이격되게 위치할 수 있고, 복수 개의 제2 비아홀(132)은 충전 구조체(10)의 좌측 가장자리부에 인접한 변을 따라 이격되게 위치할 수 있다.Therefore, in the case of this example, as shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of first via
이때, 해당 도전층(121-123, 122-124)과의 접속 저항을 줄이기 위해, 제1 비아홀(131)과 제2 비아홀(132)는 각각 해당 변인 제1 변과 교차하는 제2 변(예, X축 변)을 따라(예, X축 방향을 따라) 이격되게 복수 개 위치할 수 있다.At this time, in order to reduce the connection resistance with the corresponding conductive layers 121-123 and 122-124, the first via
본 예의 경우, 제2 변을 따라 위치하는 제1 비아홀(131)과 제2 비아홀(132)의 개수는 각각 2개이므로, 제1 변을 따라 이격되게 위치하는 제1 바아홀(131)과 제2 비아홀(132)은 각 2개의 비아홀 군(via hole group)(G131, G132)을 가질 수 있다. In this example, since the number of the first via
제1 도전층(121)이 해당 도선(100)에 인접할 경우, 제1 도전층(121)에는 (+) 전하가 충전되고 제1 도전층(121)과 반대편에서 마주보고 있는 제2 도전층(122)에는 (-)전하가 충전될 수 있다.When the first
이에 따라, 제1 비아홀(131)을 통해 제1 도전층(121)과 물리적으로 연결된 모든 도전층(123) 역시 (+) 전하가 충전되며, 제2 비아홀(132)을 통해 제2 도전층(121)과 물리적으로 연결된 모든 도전층(124) 역시 (-) 전하가 충전될 수 있다. 따라서, 충전 구조체(10)에서 제1 비아홀(131)은 (+) 단자로 기능하고, 제2 비아홀(132)은 (-) 단자로 기능할 수 있다.Accordingly, all
이러한 제1 비아홀(131)과 제2 비아홀(131)의 연결에 의해, 도선(100)에 가장 인접하게 위치한 도전층(121)에 연결된 모든 도전층(123)은 (+) 극성을 가질 수 있어 홀수 번째 도전층(121, 123)은 (+) 극성을 가질 수 있고, 이들 홀수 번째 도전층(121, 123)과 각각 반대편에서 마주보고 있는 짝수 번째 도전층(122, 124)은 (-) 극성을 가질 수 있다.Due to the connection of the first via
이와 같이, 상하 방향을 따라 적층된 복수 개의 도전층(121-124)에 의해, 충전 구조체(10)는 적어도 하나의 커패시터(예를 들어, 2개의 커패시터)를 구비할 수 있고, 각 커패시터는 도선(100)에 인가된 교류 전압에 의해 충전 동작과 방전 동작을 실시할 수 있다. In this way, by the plurality of
이러한 충전 구조체(10)에 형성된 각 커패시터의 충전 및 방전 동작에 의해, 전원 발생기(20)에 교류 전압이 인가되어, 구형파 발생부(21)는 구형파 신호(S2)를 출력하고 전파 정류부(22)는 직류 전압을 출력하게 된다.By the charging and discharging operations of each capacitor formed in the charging structure 10, an AC voltage is applied to the
따라서, 이미 기술한 것처럼, 활선 판정기(30)의 제어부(31)는 도선(100)의 활선 상태 여부 및 활선 상태일 때, 전원계통에 인가되는 전압의 주파수 크기를 판정하여 주파수의 이상 여부를 판정할 수 있다.Therefore, as described above, the
다음, 도 4 및 도 5를 참고로 하여, 본 실시예에 따른 충전 구조체(10a)의 다른 예를 설명한다.Next, another example of the charging structure 10a according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5 .
도 2 및 도 3과 비교할 때, 동일한 구조를 갖고 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.In comparison with FIGS. 2 and 3, the same reference numerals are given to components having the same structure and performing the same functions, and detailed descriptions thereof are omitted.
본 예의 충전 구조체(10a) 역시 짝수 개의 도전층(121a-124a)과 복수 개의 절연층(11-15) 및 동일한 극성을 갖는 복수 개의 도전층(121a-123a 122a-124a)을 물리적 및 전기적으로 연결하기 위한 복수 개의 제1 비아홀(131)과 복수 개의 제2 비아홀(132)을 구비할 수 있다. The charging structure 10a of the present example also physically and electrically connects an even number of
하지만, 도 2 및 도 3에서 각 도전층(121-124)은 사각형의 평면 형상을 갖는 반면, 본 예의 각 도전층(121a-124a)는 빗 형태(comb type)을 가질 수 있다.However, each
이때, 따라서, 각 도전층(121a-124a)은 제1 방향(예, Y축 방향)을 따라 연장되는 연결부(1211)와 연결부(1211)에 연결되어 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예, X축 방향)을 따라 연장되어 있는 복수개의 빗살부(1212)를 구비할 수 있다. At this time, accordingly, each of the
이때, 동일한 연결부(1211)에서 연장되는 복수 개의 빗살부(1212)는 제1 방향으로 서로 이격되게 위치할 수 있다. In this case, the plurality of
빗살부(1212)는 충전효율을 최대화하기 위하여 (+)극성과 (-)극성이 대칭을 이루는 구조를 가질 수 있고, 충전되는 전하량에 따라 발생되는 전압을 조절하기 위하여 인쇄회로기판에 폭, 간격, 크기 및 두께 중 적어도 하나를 조절하여 형상화할 수 있다.The
예를 들어, 유기되는 충전전압이 회로의 항복전압보다 높으면 빗살부(1212)의 폭을 줄이거나 간격을 넓혀, 유기되는 전압이 감소될 수 있도록 한다. 반대로 유기되는 충전전압이 낮으면 빗살부(1212)가 위치하는 인쇄회로기판의 크기를 키우고, 빗살부(1212)의 간격을 조밀하게 하여, 유기되는 전압이 증가될 수 있도록 할 수 있다.For example, when the induced charging voltage is higher than the breakdown voltage of the circuit, the width of the
도 5에 도시한 것처럼, 연결부(1211)에는 제1 비아홀(131)과 제2 비아홀(132)이 위치하여, 동일한 극성을 갖는 도전층(121a-123a, 122a-124a)을 서로 연결할 수 있도록 한다. As shown in FIG. 5, the first via
서로 반대편에서 인접하게 위치하며 서로 다른 비아홀(131, 132)에 연결되어 있는 도전층(121a-122a 및 123a-124a)은 서로 좌우 반전 형태를 가질 수 있다. 이로 인해, 동일한 극성을 갖는 도전층(121a-123a, 122a-124a)은 서로 동일한 형태로 배치될 수 있다.The
이와 같이, 각 해당 절연층에 패터닝된 각 도전층(121a-124a)의 형상을 제외하면, 본 예의 충전 구조체(10a)는 도 2 및 도 3의 구도체(10)와 동일한 구조를 가질 수 있다. In this way, except for the shape of each
일반적으로 전류의 흐름이 발생하여 자기장이 발생할 경우, 와전류로 인한 와전류 손실이 발생하게 된다.In general, when current flows and a magnetic field is generated, eddy current loss occurs due to eddy current.
하지만, 본 예와 같이, 각 도전층(121a-124a)의 구조를 빗 형상으로 구현해 도체를 여러 개로 분할함에 따라 각 도전층(121a-124a)에 발생하는 와전류의 발생 범위가 크게 감소할 수 있다. 이러한 와전류의 발생 범위 감소로 인해, 각 도전층(121a-124a)에서 유도되는 자기장에 의해 발생되는 와전류 손실 역시 크게 감소하는 효과가 추가적으로 발생할 수 있다.However, as in this example, as the structure of each
이런 경우, 와전류에 의해, 활선 판정기(30)로 인가되는 전압의 손실량 역시 감소하여, 활선 판정기(30)의 신뢰성이 향상되는 추가적인 효과가 발생할 수 있다. In this case, the loss amount of the voltage applied to the
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.The technical features disclosed in each embodiment of the present invention are not limited to the corresponding embodiment, and unless incompatible with each other, the technical features disclosed in each embodiment may be merged and applied to other embodiments.
이상, 본 발명의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the above, the embodiments of the present invention have been described. The present invention is not limited to the above-described embodiments and accompanying drawings, and various modifications and variations will be possible from the viewpoint of those skilled in the art in the field to which the present invention belongs. Therefore, the scope of the present invention should be defined by not only the claims of this specification but also those equivalent to these claims.
100: 도선
10, 10a: 충전 구조체
20: 전원 발생기
21: 구형파 발생부
22: 전파 정류부
30: 활선 판정기
31: 제어부
32: 타이머
40: 표시기
50: 발광부100: lead wire 10, 10a: charging structure
20: power generator 21: square wave generator
22: full-wave rectifier 30: live wire determiner
31: control unit 32: timer
40: indicator 50: light emitting unit
Claims (10)
상기 충전 구조체에 연결되어 있고, 상기 충전 구조체에서 인가되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 전파 정류부;
상기 전파 전류부에 연결되어 있고, 상기 전파 정류부로부터 인가되는 직류 전압을 구동 전원으로 이용하여 동작이 시작되고 전파 정류부로부터 직류 전압이 인가되면 상기 도선의 상태를 활선 상태로 판단하는 활선 판정기; 및
상기 활선 판정기에 연결되어 상기 활선 상태를 표시하는 표시기
를 포함하는 활선 표시 장치.A charging structure made of a multi-layered printed circuit board, in which charging and discharging operations are performed by a voltage applied to adjacent conductors;
a full-wave rectifier connected to the charging structure and converting the AC voltage applied from the charging structure into a DC voltage and outputting the converted DC voltage;
a live wire determiner connected to the full-wave current unit and starting to operate using the DC voltage applied from the full-wave rectifier as a driving power source and determining the state of the wire as a live wire when DC voltage is applied from the full-wave rectifier; and
An indicator connected to the live wire determiner to display the live wire state
A live line display device including a.
상기 충전 구조체는,
각각 회로 기판으로 이루어져 있고 상하 방향으로 적층되어 있는 복수 개의 절연층;
복수 개의 절연층 각각에 위치하고 상하 방향으로 적층되어 있는 복수 개의 도전층;
상기 복수 개의 도전층 중에서 홀수 번째 도전층을 연결하는 제1 비아홀; 및
상기 복수 개의 도전층 중에서 짝수 번째 도전층을 연결하는 제2 비아홀
을 포함하는 활선 표시 장치.According to claim 1,
The filling structure,
a plurality of insulating layers each composed of a circuit board and stacked in a vertical direction;
a plurality of conductive layers located on each of the plurality of insulating layers and stacked in a vertical direction;
a first via hole connecting odd-numbered conductive layers among the plurality of conductive layers; and
A second via hole connecting even-numbered conductive layers among the plurality of conductive layers
A live line display device including a.
각 도전층은 사각형의 평면 형상을 갖는 판 형상을 갖는 활선 표시 장치.In paragraph 2,
Each conductive layer has a plate shape having a rectangular planar shape.
각 도전층은,
제1 방향으로 연장되어 있는 연결부;
상기 연결부에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되게 연장되어 있는 복수 개의 빗살부
를 포함하는 활선 표시 장치.in paragraph 2
Each conductive layer,
a connecting portion extending in the first direction;
A plurality of comb portions extending spaced apart from each other in a second direction intersecting the first direction from the connecting portion
A live line display device including a.
상기 회로 기판은 경성 회로기판이나 연성 회로기판인 활선 표시 장치.in paragraph 2
The circuit board is a rigid circuit board or a flexible circuit board.
상기 충전 구조체에 연결되어 있고, 상기 충전 구조체에서 인가되는 교류 전압을 이용하여 구형파 신호를 출력하는 구형파 발생부
를 더 포함하는 활선 표시 장치.According to claim 1,
A square wave generator connected to the charging structure and outputting a square wave signal using an AC voltage applied from the charging structure.
A live line display device further comprising a.
상기 활선 판정기는 상기 구형파 발생부에서 인가되는 구형파 신호의 (+) 상태와 (-) 상태의 신호를 계수하여 주파수 크기를 산출하고, 산출된 주파수 크기가 설정 크기 이하인 경우, 상기 도선에 인가되는 전압의 주파수 상태를 이상 상태로 판단하는 활선 표시 장치.According to claim 6,
The live wire determiner calculates the frequency magnitude by counting the (+) and (-) state signals of the square wave signal applied from the square wave generator, and when the calculated frequency magnitude is less than or equal to the set magnitude, the voltage applied to the wire A live line display device that judges the frequency state of the system as an abnormal state.
상기 활선 판정기에 연결되어 있고, 상기 도선에 인가되는 전압의 주파수 상태가 이상 상태이면 점등되는 발광부를 더 포함하는 활선 표시 장치.According to claim 7,
and a light emitting unit connected to the live wire determiner and turned on when a frequency state of the voltage applied to the conducting wire is in an abnormal state.
상기 충전 구조체는 대기 접지되어 있거나 대지 접지되어 있는 활선 표시 장치.According to claim 1,
The live wire display device wherein the charging structure is grounded to the air or grounded to the ground.
상기 전파 정류부, 상기 활선 판정기 및 상기 표시기는 상기 충전 구조체에 위치하는 활선 표시 장치.According to claim 1,
The full-wave rectifier, the live-line determiner, and the indicator are located in the charging structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210066394A KR102586817B1 (en) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Apparatus for displaying live wire state |
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KR1020210066394A KR102586817B1 (en) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | Apparatus for displaying live wire state |
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