KR20230117267A - 스마트 아크경보 장치 - Google Patents

스마트 아크경보 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230117267A
KR20230117267A KR1020220001547A KR20220001547A KR20230117267A KR 20230117267 A KR20230117267 A KR 20230117267A KR 1020220001547 A KR1020220001547 A KR 1020220001547A KR 20220001547 A KR20220001547 A KR 20220001547A KR 20230117267 A KR20230117267 A KR 20230117267A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
arc
alarm
smart
detected
mode
Prior art date
Application number
KR1020220001547A
Other languages
English (en)
Inventor
라웅재
Original Assignee
라웅재
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 라웅재 filed Critical 라웅재
Priority to KR1020220001547A priority Critical patent/KR20230117267A/ko
Publication of KR20230117267A publication Critical patent/KR20230117267A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B1/00—Systems for signalling characterised solely by the form of transmission of the signal
    • G08B1/08—Systems for signalling characterised solely by the form of transmission of the signal using electric transmission ; transformation of alarm signals to electrical signals from a different medium, e.g. transmission of an electric alarm signal upon detection of an audible alarm signal
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/185—Electrical failure alarms
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/04—Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00036—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers
    • H02J13/0004—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers involved in a protection system

Abstract

본 발명은 스마트 아크경보 장치에 관한 것으로, 분전반 내의 각각의 분기에 독립적으로 설치되는 차단기의 하류측 부하단의 3상에 연결되는 연결단자들, 상기 연결단자들에 연결되는 전원 라인의 아크 발생을 감지하는 아크 감지부, 및 상기 아크 감지부에서 아크가 감지되면 아크 발생을 알림 제공하는 경보 및 신호를 발생하는 경보 발생부를 포함한다.

Description

스마트 아크경보 장치{SMART ARC ALARM DEVICE}
본 발명은 아크경보기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 분전반의 각각의 분기 별로 설치하여 분기 별로 아크를 감지하고 아크 발생을 경보할 수 있는 소형화된 스마트 아크경보 장치에 관한 것이다.
한국전기안전공사의 통계에 따르면 전기 화재로 인한 재산 피해액이 2016년 630억원에서 2019년 2,207억원으로 매년 급증하고 있다. 이러한 전기 화재의 주 원인은 전기 합선 등에 의한 아크 사고가 전체 전기 화재의 81.4%에 달하는데 현재 이러한 전기 화재를 예방하기 위한 장치로 단상의 말단 분기 부하의 아크 사고를 예방하기 위한 아크차단기가 근년에 와서 개발되어 보급이 시작되고 있지만 말단 부기의 3상 부하의 보호를 위한 아크차단기가 없어 이에 대한 기술의 개발이 시급한 것이 현실이다.
분기별로 아크 감지 및 차단을 위한 3상 용의 아크차단기를 개발하기 위해서는 한 제품의 개발에도 수 년간의 개발 기간 및 일반 업체들이 감당할 수 없는 수준의 막대한 개발 비용이 소요되기 때문에 현실적으로 쉽사리 개발이 되기가 거의 불가능한 것이 현실이다. 더욱이 3상의 일반 차단기 종류만도 30A 부터 100A 이상까지 수많은 사양의 제품이 있기 때문에 각각의 제품 용량에 맞는 아크차단기를 개발하는 것은 현실적으로 극히 어렵다.
복잡한 첨단의 전자 회로로 구성되는 아크차단기의 경우는 일반 차단기와는 기술적, 기능적 특성이 완전히 달라 설치 현장에서 발생하는 셀 수 없는 각종 오작동 문제에 대응할 수 있어야 하는데 이를 해결하기 위해서는 가령 30A 한 종류, 한 제품의 개발에도 고도의 기술 난이도, 오랜 개발 기간, 인증 획득, 수 년에 걸친 필드 테스트에 의한 오작동 문제에 대한 안정성 검증 문제 등에 엄청난 시간과 비용과 노력이 소요되는 특성이 있어 모든 용량의 제품을 개발한다는 것은 현실적으로 불가능한 것이 사실이다.
이러한 문제의 해결책으로 아크경보기가 개발되고 있다. 아크경보기는 아크 사고가 발생하였을 시 아크를 감지하고 경보를 발생시켜 아크 사고로 인한 화재를 사전에 예방하기 위한 솔루션으로 분전반 안에 설치되는 시스템이다.
도 1은 일반적인 분전반에 아크경보기의 설치예를 보여주는 도면으로, (a)는 아크경보기가 적용된 분전반의 형태를, (b)는 실제 제품의 설치된 사진을 각각 보여준다.
도 1의 (a) 및 (b)에 보여준 바와 같이, 아크경보기는 본체(10), 아크 감지부(20) 및 아크 경보부(30)로 구성되어 있다. 이러한 아크경보기는 다음과 같은 문제점들이 있다.
첫째, 아크를 감지하기 위한 아크 감지부(20)가 분전반의 메인 차단기의 위치에 설치되어 메인 차단기의 위치에서 아크를 감지하기 때문에 사고 아크를 감지하여 경보를 발생한다 하여도 아크 발생의 유무만 확인 가능할 뿐, 메인 차단기의 밑으로 분배되어 있는 수많은 전기 선로 분기 중 어느 분기에서 발생한 아크인지를 특정할 수 없다.
둘째, 기존의 아크경보기 제품을 설치하기 위해서는 대형의 아크 감지부(20)를 분전반에 추가해야 할 뿐만 아니라 또한 상당히 큰 사이즈의 본체(10)를 분전반에 함께 넣어야 하기 때문에 기존의 분전반을 그대로 활용하여 그 안에 아크경보기를 적용하는 것이 불가능하다. 그러므로 이러한 아크경보기를 설치하려면 반드시 기존의 분전반 보다 훨씬 더 큰 사이즈의 분전반을 새로이 설계 제작한 후 기존의 분전반을 벽면으로부터 제거하고 이러한 아크경보기가 적용된 새로운 분전반을 해당 벽면을 개조하여 다시 설치하는 공사를 하여야 한다. 그러므로 새로운 분전반을 설치하기 위해서는 기존의 분전반이 설치되어 있던 공간 보다 항상 더 넓은 벽면 상의 설치 공간이 필요하게 되는데 만약 기존의 분전반이 설치되어 있는 벽면의 공간이 매우 협소한 경우에는 더 큰 사이즈의 분전반을 설치할 수 없기 때문에 아크경보기의 설치가 아예 불가능한 경우가 많이 있었다.
셋째, 기존의 아크경보기는 메인 차단기 위치에서 각 상 별로 설치되어 있는 아크 감지부(20)들로부터 아크를 감지하고 이러한 아크 감지부(20)들이 하나의 아크경보기 본체(10)로 연결되어 동작하도록 되어 있기 때문에 본체(10)가 고장날 시 1가지의 상 또는 1개의 분기가 아닌 전체 분기에 대한 사고 아크 감지 능력이 상실되는 심각한 문제가 발생한다.
한국 등록특허공보 제10-1476660(2014.12.19)호
본 발명의 일 실시예는 분전반의 각각의 분기 별로 설치하여 분기 별로 아크를 감지하고 아크 발생을 경보할 수 있는 소형화된 스마트 아크경보 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 아크경보기의 사이즈를 소형화하여 분전반의 개조나 교체없이 기존 분전반에 적용할 수 있고 각각의 분기별로 독립적으로 개별 작동하여 효과적으로 화재 예방 감시와 제어를 할 수 있는 스마트 아크경보 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 아크 발생 분기를 특정할 수 있고 하나의 아크경보기가 고장났다 하더라도 나머지 고장나지 않은 아크경보기들이 설치된 분기들의 아크 감지 능력이 유지될 수 있는 스마트 아크경보 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 스마트 아크경보 장치는 분전반 내의 각각의 분기에 독립적으로 설치되는 차단기의 하류측 부하단의 3상에 연결되는 연결단자들, 상기 연결단자들에 연결되는 전원 라인의 아크 발생을 감지하는 아크 감지부, 및 상기 아크 감지부에서 아크가 감지되면 아크 발생을 알림 제공하는 경보 및 신호를 발생하는 경보 발생부를 포함한다.
실시예들 중에서, 스마트 아크경보 장치는 상기 아크 감지부에서 아크가 감지되면 상기 차단기에 차단신호를 발생하여 전기를 차단시키는 전원 차단부를 더 포함할 수 있다.
실시예들 중에서, 스마트 아크경보 장치는 아크 감지시, 경보를 발생하기 위한 경보 모드와 경보 발생과 함께 상기 차단기의 전원 차단을 위한 차단 모드 중 하나의 모드를 선택하는 경보/차단 선택부, 및 상기 선택된 모드의 정상 동작 유무를 테스트하기 위한 테스트 버튼을 더 포함할 수 있다.
상기 경보 발생부는 아크 감지 여부 및 상기 테스트에 따른 정상 동작 여부를 특정 색상으로 LED 점등하여 식별 표시하는 동작 표시부를 포함할 수 있다.
상기 경보 발생부는 상기 아크 감지부에서 아크가 감지되면 알람 연결 포트에 연결되는 외부 경보장치를 통해 경보 알람을 발생할 수 있다.
상기 경보 발생부는 상기 경보 모드에서 아크가 감지되면 통신 포트를 통해 원격 관제시스템에 아크 발생 메시지를 송신하고, 상기 차단 모드에서 아크가 감지되면 전원 차단 여부에 따라 상기 통신 포트를 통해 원격 관제시스템에 아크 발생과 차단 성공 여부에 대한 메시지를 송신할 수 있다.
실시예들 중에서, 스마트 아크경보 장치는 상기 테스트 버튼 작동시 실제 아크와 유사한 테스트용 모의 아크신호를 발생시키는 아크신호 발생부를 더 포함할 수 있다.
상기 스마트 아크경보 장치는 상기 분전반에 설치되어 있는 표준 규격의 배선용 차단기 또는 누전 차단기에 직결 가능한 사이즈로 제작될 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아크경보 장치는 분전반의 각각의 분기 별로 설치하여 분기 별로 아크를 감지하고 아크 발생을 경보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아크경보 장치는 아크경보기의 사이즈를 소형화하여 분전반의 개조나 교체없이 기존 분전반에 적용할 수 있고 각각의 분기별로 독립적으로 개별 작동하여 효과적으로 화재 예방 감시와 제어를 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 아크경보 장치는 아크 발생 분기를 특정할 수 있고 하나의 아크경보기가 고장났다 하더라도 나머지 고장나지 않은 아크경보기들이 설치된 분기들의 아크 감지 능력이 유지될 수 있다.
도 1은 일반적인 분전반에 아크경보기의 설치예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 아크경보 장치의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2에 있는 스마트 아크경보 장치를 설치예를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2에 있는 스마트 아크경보 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 스마트 아크경보 장치의 아크경보 동작 메커니즘을 설명하는 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스마트 아크경보 장치의 테스트 동작 메커니즘을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 아크경보 장치의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 스마트 아크경보 장치(100)는 분전반 내의 각각의 분기에 독립적으로 설치되는 차단기에 연결되어 아크를 감지하고 경보를 발생시켜 주기 위한 3상 용 아크경보기이다. 스마트 아크경보 장치(100)는 분전반의 분기용 3상 차단기의 위치에 설치될 수 있도록 초소형으로 제작될 수 있다. 스마트 아크경보 장치(100)는 차단기의 하류측 부하단에 연결될 수 있도록 차단기 측 연결을 위한 제1 연결단자(110)와 부하 측 연결을 위한 제2 연결단자(120)를 포함한다. 또한, 스마트 아크경보 장치(100)는 동작 표시부(130), 경보/차단 선택부(140) 및 테스트 버튼(150)을 포함한다. 동작 표시부(130)는 정상 동작 여부, 아크 발생 여부 및 기타 상황에 대한 정보를 표시할 수 있다. 동작 표시부(130)는 LED 램프로 구현되어 현재 동작 상태 및 차단 원인을 램프의 색상 변화 및 점멸 방식 등으로 식별되게 표시할 수 있다. 예를 들면, 동작 표시부(130)는 LED 램프를 청색 점등하여 아크 발생을 표시할 수 있고, LED 램프를 적색 점등하여 스마트 아크경보 장치(100)의 동작 이상을 표시할 수 있다.
경보/차단 선택부(140)는 아크 발생 시 그에 대한 경보만 발생하게 할 지 또는 전원 차단까지 수행하게 할 지를 선택하기 위한 사용자 조작 스위치이다. 경보/차단 선택부(140)는 딥스위치로 구현될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다. 경보/차단 선택부(140)는 사용자의 조작에 의해 경보 모드 또는 차단 모드가 선택될 수 있다. 여기에서, 경보 모드는 아크가 감지된 경우에 경보 발생만 하는 것이고, 차단 모드는 아크가 감지된 경우에 경보 발생과 함께 연결된 차단기를 작동시켜 전원 차단하는 것이다.
테스트 버튼(150)은 스마트 아크경보 장치(100)의 정상 상태를 확인하고 상태를 초기화하기 위한 사용자 조작 단일 버튼이다. 테스트 버튼(150)은 누름 버튼으로 구현될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
스마트 아크경보 장치(100)는 측면부에 알람 연결 포트(160), 통신 포트(170) 및 신호 연결 포트(180)가 마련된다. 알람 연결 포트(160)는 아크 발생을 경보하는 알람 기능을 외부로 확장하여 사용할 수 있도록 한다. 알람 연결 포트(160)는 외부에 있는 경보장치와 전기적으로 연결되어 아크를 감지하고 외부 경보장치를 통해 경보를 발생시킬 수 있다. 통신 포트(170)는 스마트 아크경보 장치(100)를 원격지의 관제 시스템과 네트워크 연결하여 동작 상태를 관제 시스템에 전송하여 실시간 모니터링 할 수 있도록 하고, 필요시 원격 관제, 차단 및 제어가 가능하도록 한다. 신호 연결 포트(180)는 스마트 아크경보 장치(100)가 설치된 해당 차단기와 그라운드 또는 라인을 연결하여 차단기로 전원 차단 신호를 발생하도록 할 수 있다.
도 3은 도 2에 있는 스마트 아크경보 장치의 설치예를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 스마트 아크경보 장치(100)는 분전반(1000)의 분기용 3상 차단기(200)의 위치에 설치된다. 스마트 아크경보 장치(100)는 분전반(1000) 내에 있는 메인 차단기(200)의 하류로 분배되어 있는 전기 선로 분기들 각각에 있는 누전차단기, 배선용 차단기 등의 3선용 차단기들(300)의 위치에 설치될 수 있다. 스마트 아크경보 장치(100(1)~200(n))는 각각의 분기별로 3선용 차단기(300(1)~300(n))(여기에서, n은 자연수)의 부하단에 직결되어 분기별로 아크를 감지할 수 있고 아크를 감지한 해당 스마트 아크경보 장치에서 경보를 발생시켜 아크 발생의 유무 확인이 가능할 뿐만 아니라 아크가 발생한 분기를 특정할 수 있다.
도 4는 도 2에 있는 스마트 아크경보 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 스마트 아크경보 장치(100)는 모드 선택부(410), 아크 감지부(420), 경보 발생부(430), 전원 차단부(440), 아크신호 발생부(450) 및 제어부(460)를 포함한다.
모드 선택부(410)는 스마트 아크경보 장치(100)의 작동 모드를 선택할 수 있다. 모드 선택부(410)는 도 2의 경보/차단 선택부(140)와 테스트 버튼(150)을 포함하여 구현될 수 있다. 모드 선택부(410)는 경보/차단 선택부(140)의 사용자 조작에 따라 경보 모드 또는 차단 모드를 선택할 수 있다. 모드 선택부(410)는 테스트 버튼(150)의 사용자 조작에 따라 경보 모드 또는 차단 모드의 동작 시험 모드를 선택할 수 있다.
아크 감지부(420)는 분기용 3상 차단기(300)의 위치에서 아크 발생을 감지할 수 있다. 아크 감지부(420)는 해당 분기의 차단기(300)의 부하단에 연결되는 전원 라인에 아크 발생시 나타나는 고주파 특성의 아크신호를 검출하여 아크 발생을 감지한다. 여기에서, 아크 감지부(420)는 실제 아크신호 또는 아크신호 발생부(450)에서 발생하는 테스트용 모의 아크신호를 검출할 수 있다.
경보 발생부(430)는 경보 모드 또는 차단 모드에서 아크가 감지되면 아크 발생 사실을 알림 제공할 수 있고, 테스트 모드에서 동작 이상을 알림 제공할 수 있는 경보를 발생할 수 있다. 경보 발생부(430)는 도 2의 동작 표시부(130)의 LED(Light Emitting Diode)를 경보 발생 원인별로 특정 색상으로 발광 표시할 수 있도록 한다. 예컨대, 경보 발생부(430)는 동작 표시부(130)를 통해 아크 발생시 청색 LED를 발광 표시하여 아크가 감지되었음을 경고할 수 있도록 하고, 테스트 모드 중 정상 상태에서 녹색 LED를 발광 표시하여 정상 동작 상태를 확인할 수 있도록 하고, 테스트 모드 중 아크 모드시 아크가 검출되지 않았을 경우 적색 LED를 발광 표시하고 차단 모드시 전기가 차단되지 않았을 경우 백색 LED를 발광 표시하여 이상 상태를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 경보 발생부(430)는 알람 연결 포트(160) 및 통신 포트(170)를 통해 외부에 아크 발생을 알림 제공할 수 있다. 경보 발생부(430)는 통신 포트(170)를 통해 네트워크 연결된 사용자 단말 혹은 원격 관제시스템에 아크 발생 내용의 메시지를 송신할 수 있다. 경보 발생부(430)는 아크가 감지되었는데 차단 모드일 경우 차단기(300)가 원하는 의도대로 제대로 차단되지 않고 전원이 켜져 있는 경우 이에 대하여 알람 연결 포트(160)에 연결되어 있는 경보등과 같은 외부 경보장치를 작동시켜 경보를 발생시키고 통신 포트(170)를 통해 아크 발생 및 차단 실패에 대한 메시지를 송신할 수 있다. 경보 발생부(430)는 LED 점등 또는/및 부저음을 통해 시청각적으로 아크 감지 또는 아크 감지에 따른 전원 차단 또는 아크경보기의 이상여부를 알림 제공하여 사용자로 하여금 화재를 미연에 예방할 수 있도록 한다.
전원 차단부(440)는 차단 모드에서 아크 감지시 차단 신호를 발생하여 차단기(300)를 차단시킬 수 있다. 전원 차단부(440)는 아크 감지부(420)에서 아크가 감지된 경우 신호 연결 포트(180)를 통해 연결된 해당 분기용 3상 차단기(300)에 차단 신호를 발생하여 차단기(300)를 차단시켜 더 이상 아크가 일어나지 않도록 할 수 있다. 예컨대, 전원 차단부(440)는 차단 모드에서 아크 감지부(420)에서 아크가 감지된 경우 누설 전류를 발생시켜 누전차단기의 차단을 통해 전원을 차단하여 화재의 발생을 사전 예방할 수 있다.
아크신호 발생부(450)는 사용자에 의해 테스트 버튼(150)이 조작되면 테스트용 아크신호를 발생할 수 있다.
제어부(460)는 3상 분기용 스마트 아크경보 장치(100)의 전체적인 동작을 제어하고, 모드 선택부(410), 아크 감지부(420), 경보 발생부(430), 전원 차단부(440) 및 아크신호 발생부(450) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 스마트 아크경보 장치의 아크경보 동작 메커니즘을 설명하는 순서도이다.
도 5에서, 스마트 아크경보 장치(100)는 초소형으로 제작되어 분전반(1000) 내에 있는 분기별 차단기(300)의 부하단에 각각 설치될 수 있다. 스마트 아크경보 장치(100)는 아크 감지부(420)의 아크 감지 여부를 판단한다(단계 S510). 스마트 아크경보 장치(100)는 아크 감지부(420)에서 아크가 감지되면 모드 선택부(410)에 의해 선택된 모드를 확인한다(단계 S520). 모드 선택부(410)는 스마트 아크경보 장치(100)의 전면부에 마련된 경보/차단 선택부(140)의 사용자 조작에 따라 경보 모드 또는 차단 모드가 선택될 수 있다.
스마트 아크경보 장치(100)는 경보 모드로 확인되면, 경보 발생부(430)를 동작시켜 아크 감지에 대해 경보를 발생시켜 사용자가 확인할 수 있도록 한다. 즉, 경보 발생부(430)는 알람 연결 포트(160)에 연결된 외부 경보장치를 통해 아크가 발생되었다는 사실을 알려주는 경보 알람을 발생시키고(단계 S531), 동작 표시부(130)의 LED 색상을 아크가 감지되었다는 것을 경고하는 청색으로 변경시키고(단계 S532), 이와 동시에 통신 포트(170)을 통하여 아크가 발생하였다는 내용의 메시지를 송신한다(단계 S5330.
스마트 아크경보 장치(100)는 차단 모드로 확인되면, 차단 원인을 “아크”로 저장한 후(단계 S541), 경보 발생부(430)를 동작시켜 전원을 차단하기 전에 아크 감지에 대해 경보를 발생시켜 사용자가 전원 차단의 원인이 아크 감지임을 확인할 수 있도록 한다. 즉, 경보 발생부(430)는 알람 연결 포트(160)에 연결된 외부 경보장치를 통해 아크가 발생되었다는 사실을 알려주는 경보 알람을 발생시키고(단계 S542), 이와 동시에 동작 표시부(130)의 LED 색상을 아크가 감지되었다는 것을 경고하는 청색으로 변경시킨다(단계 S543). 그런 다음, 스마트 아크경보 장치(100)는 전원을 차단하기 위한 차단신호를 생성하여 아크가 감지된 분기의 3상 차단기(300)를 차단시킨다(단계 S544). 스마트 아크경보 장치(100)는 차단기(300)의 전원 차단 여부를 확인하여(단계 S545), 전원이 꺼져 있으면 통신 포트(170)을 통하여 아크 발생에 대해 제1 경보 메시지를 송신하고(단계 S545), 차단기(300)가 원하던 의도대로 제대로 차단되지 않아 전원이 그대로 켜져 있으면 통신 포트(170)을 통하여 아크 발생 및 차단 실패에 대한 제2 경보 메시지를 송신한다(단계 S546).
도 6은 본 발명에 따른 스마트 아크경보 장치의 테스트 동작 메커니즘을 설명하는 순서도이다.
도 6에서, 스마트 아크경보 장치(100)는 사용자에 의해 테스트 버튼(150)이 조작되면 아크 감지 및 전원 차단의 정상 유무를 확인하기 위한 테스트 수행을 실시한다.
스마트 아크경보 장치(100)는 아크신호 발생부(450)를 통해 자체적으로 모의 아크신호를 발생한다(단계 S610).
스마트 아크경보 장치(100)는 모의 아크신호가 발생된 상태에서 아크 감지부(420)로부터 아크신호의 감지 여부를 판단한다(단계 S620). 스마트 아크경보 장치(100)는 아크 감지부(420)에서 아크가 검출되면 아크 감지 기능이 동작한다고 판단하여 리셋하고(단계 S630), 아크가 검출되지 않으면 아크 감지 기능이 정상 동작하지 않는 제품 이상으로 판단하여 동작 표시부(130)의 적색 LED를 점등시켜 제품 이상을 표시한다(단계 S640).
스마트 아크경보 장치(100)는 제품 리셋 후, 모드를 확인하여(단계 S650), 경보모드인 경우 그대로 종료하고, 차단모드인 경우 전원 차단부(440)를 통해 전원을 차단하기 위한 차단신호를 발생한다(단계 S660). 스마트 아크경보 장치(100)는 전원의 차단을 확인하여(단계 S670), 정상적으로 차단이 되면 차단 기능이 정상 동작한다고 판단하여 그대로 종료하고, 차단이 되지 않았을 경우에는 차단 기능이 정상 동작하지 않는 제품 이상으로 판단하여 동작 표시부(130)의 백색 LED를 점등시켜 차단 이상을 표시한다(단계 S680).
일 실시예에 따른 스마트 아크경보 장치는 제품을 소형화하여 분전반 내의 각각의 분기에 독립적으로 설치되어 있는 배선용 차단기 혹은 누전 차단기 등의 각각의 차단기의 하류측 부하단에 연결되어 사고 아크를 감지하고 경보를 발생시키며, 연결되어 있는 차단기의 전원 차단 제어를 통해 전기화재를 예방할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 스마트 아크경보 장치
110: 제1 연결단자 120: 제2 연결단자
130: 동작 표시부 140: 경보/차단 선택부
150: 테스트 버튼 160: 알람 연결 포트
170: 통신 포트 180: 신호 연결 포트
200: 메인 차단기
300(1),…,300(n): 분기용 3상 차단기들
410: 모드 선택부 420: 아크 감지부
430: 경보 발생부 440: 전원 차단부
450: 아크신호 발생부 460: 제어부
1000: 분전반

Claims (8)

  1. 분전반 내의 각각의 분기에 독립적으로 설치되는 차단기의 하류측 부하단의 3상에 연결되는 연결단자들;
    상기 연결단자들에 연결되는 전원 라인의 아크 발생을 감지하는 아크 감지부; 및
    상기 아크 감지부에서 아크가 감지되면 아크 발생을 알림 제공하는 경보 및 신호를 발생하는 경보 발생부를 포함하는 스마트 아크경보 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크 감지부에서 아크가 감지되면 상기 차단기에 차단신호를 발생하여 전기를 차단시키는 전원 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 아크경보 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    아크 감지시, 경보를 발생하기 위한 경보 모드와 경보 발생과 함께 상기 차단기의 전원 차단을 위한 차단 모드 중 하나의 모드를 선택하는 경보/차단 선택부; 및
    상기 선택된 모드의 정상 동작 유무를 테스트하기 위한 테스트 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 아크경보 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 경보 발생부는
    아크 감지 여부 및 상기 테스트에 따른 정상 동작 여부를 특정 색상으로 LED 점등하여 식별 표시하는 동작 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 아크경보 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 경보 발생부는
    상기 아크 감지부에서 아크가 감지되면 알람 연결 포트에 연결되는 외부 경보장치를 통해 경보 알람을 발생하는 것을 특징으로 하는 스마트 아크경보 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 경보 발생부는
    상기 경보 모드에서 아크가 감지되면 통신 포트를 통해 원격 관제시스템에 아크 발생 메시지를 송신하고, 상기 차단 모드에서 아크가 감지되면 전원 차단 여부에 따라 상기 통신 포트를 통해 원격 관제시스템에 아크 발생과 차단 성공 여부에 대한 메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는 스마트 아크경보 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 테스트 버튼 작동시 실제 아크와 유사한 테스트용 모의 아크신호를 발생시키는 아크신호 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 아크경보 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 스마트 아크경보 장치는
    상기 분전반에 설치되어 있는 표준 규격의 배선용 차단기 또는 누전 차단기에 직결 가능한 사이즈로 제작되는 것을 특징으로 하는 스마트 아크경보 장치.
KR1020220001547A 2022-01-05 2022-01-05 스마트 아크경보 장치 KR20230117267A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220001547A KR20230117267A (ko) 2022-01-05 2022-01-05 스마트 아크경보 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220001547A KR20230117267A (ko) 2022-01-05 2022-01-05 스마트 아크경보 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230117267A true KR20230117267A (ko) 2023-08-08

Family

ID=87560577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220001547A KR20230117267A (ko) 2022-01-05 2022-01-05 스마트 아크경보 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230117267A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101476660B1 (ko) 2013-04-10 2014-12-29 지투파워 (주) 다중복합(cmd) 센서를 이용한 화재감지 기능을 갖는 고압반, 저압반, 분전반, 모터제어반

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101476660B1 (ko) 2013-04-10 2014-12-29 지투파워 (주) 다중복합(cmd) 센서를 이용한 화재감지 기능을 갖는 고압반, 저압반, 분전반, 모터제어반

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6952150B2 (en) Protective device with end of life indicator
US8446151B2 (en) Protective device
CA2127306C (en) Ground fault circuit interrupter incorporating miswiring prevention circuitry
US20110270458A1 (en) Electrical socket apparatus with over-current protection
KR100816984B1 (ko) 배전반 화재감시제어기
US7283340B1 (en) Electrical wiring device
KR20190005954A (ko) 불꽃 회로 보호 시스템, 모듈 및 방법
NZ572377A (en) An earth leakage protection device with time alert feature
US20030169548A1 (en) Breaker failure annunciator system
US20090201145A1 (en) Safety socket
KR200204730Y1 (ko) 배전 상태 감시기
WO2010083839A1 (en) Fire alarm
CN105207189A (zh) 用于提供电弧闪光缓解的方法、系统和设备
NO340600B1 (no) Anordning og fremgangsmåte for brannbeskyttelse av elektriske anlegg
KR100434440B1 (ko) 디지털 분전반 및 제어방법
KR20230117267A (ko) 스마트 아크경보 장치
US7672097B1 (en) Electrical device with circuit status indicator
KR102334037B1 (ko) 과열 경보 및 자동 전원 차단장치
KR200445114Y1 (ko) 다수 센서와 연동되는 트립 연동단자를 내장한 누전 차단기
KR20000008505A (ko) 자동 소화시스템과 그 제어방법
KR101020038B1 (ko) 전기적 이상상태 감지기능을 구비한 모터 제어반
KR101393950B1 (ko) 엘이디 전광판이 구비된 배전반
KR200348727Y1 (ko) 전원 자동 차단/복구 장치
KR102628289B1 (ko) 누전 및 아크 동시 시험장치
KR102368967B1 (ko) 과열과 아크 전류 차단을 이용한 화재 예방장치

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination