진단 장치를 내장한 폐쇄형 배전반 document_id 1020150095058

[청구항 1] 배전반에 내부 설치된 전기 선로의 전압과 전류를 계기용 변압기와 계기용 변류기를 이용하여 검출한 다음 전기 선로에 단락이나 맴돌이 전류가 발생되었을 때 차단기(31)에 트립(trip) 신호를 전달하여 차단기(31)를 개방시킴으로써 전기 선로의 전류 흐름을 차단하는 보호 계전기(1)와 상기 배전반의 내부 온도를 감지하는 온도 센서(3) 상기 배전반의 내부 습도를 감지하는 습도 센서(5) 및 상기 보호 계전기(1)를 통해 전기 선로의 전압과 전류를 검출하고 상기 온도 센서(3)와 습도 센서(5)로부터 취득된 아날로그 신호를 디지털값으로 변환함과 더불어 변환된 디지털값을 실제 온도와 습도로 환산하며 외부 단말기(14)로부터 정보 요청이 있을 때 보호 계전기(1)의 동작 상태와 보호 계전기(1)를 통해 검출된 전기 선로의 전압과 전류 및 상기 온도 센서(3)와 습도 센서(5)로부터 취득된 배전반의 내부 온·습도를 인터넷을 통해 외부 단말기(14)에 제공하는 중앙 처리 수단(rtu(remote terminal unit)/data logger)(7)으로 이루어지고, 상기 배전반에는 배전반 내부에 설치된 아크 검출 센서(21)를 이용하여 배전반 내부에서 발생된 아크를 검출하고 상기 아크 검출 센서(21)를 통해 아크가 검출되면 차단기(31)에 트립(trip) 신호를 전달하여 차단기(31)를 개방시킴으로서 아크를 제거하는 아크 검출 계전기(11)와, 상기 차단기(31)를 구동시키기 위한 기계 장치(mechanism)의 외함(97) 또는 차단기반에 차단기(31)의 운전 데이터와 차단기(31)의 이력 정보를 기록하고 트립 코일(99)의 이상 유무를 진단하며 차단기(31)가 동작될 때 발생되는 서지 전류를 검출하는 착탈식 디지털 기록 장치(15)(cb cmd unit: circuit breaker condition monitoring 0026# diagnosis)를 구비하고, 상기 중앙 처리 수단(7)은 상기 아크 검출 계전기(11)에 의해 배전반 내부에서 아크가 검출되었을 때 경보 신호를 발생하고 상기 아크 검출 계전기(11)의 운전 조건을 원격 조종하며 인터넷을 통해 외부 단말기(14)와 연결되었을 때 아크 검출 계전기(11)의 동작 상태 및 디지털 기록 장치(15)에 기록된 내용을 인터넷을 통해 외부 단말기(14)에 제공하며, 상기 배전반에는 중앙 처리 수단(7)으로부터 제공된 웹 페이지를 표시하는 디스플레이부(19)가 부가 장착되고, 상기 배전반에는 배전반 내부의 전기 접속점의 온도를 측정하는 온도 감시부(13)가 장착되며, 상기 중앙 처리 수단(7)은 웹 페이지(web page) 기능을 내장하여 배전반의 구성도나 배전반에 온도 센서가 설치된 위치 또는 배전반에 아크 검출 계전기(11)가 설치된 위치를 웹 페이지를 통해 표시하고, 상기 중앙 처리 수단(7)은 차단기(31)반에 장착되고, 상기 중앙 처리 수단(7)은 전기 선로의 전압 및 전류값과, 배전반의 내부 온도와 습도, 그리고 배전반 내 주요 판넬부의 온도를 디스플레이부(19)에 표시된 배전반의 구성도에 실시간으로 표시하며, 상기 중앙 처리 수단(7)은 단락 사고나 배전반 내 아크 발생 및 배전반의 온도 상승에 의한 이벤트(event) 발생 시 보호 계전기(1)가 동작되었을 때 디스플레이부(19)에 보호 계전기(1)를 모니터링(monitoring)하는 화면을 표시하고, 이벤트 발생시 아크 검출 계전기(11)와 보호 계전기(1)가 함께 동작되었을 때 디스플레이부(19)에 아크 검출 계전기(11)를 모니터링하는 화면을 자동으로 표시함과 더불어 디스플레이부(19)에 아크 발생 개소를 표시하며, 온도 감시부(13)로부터 경보가 발생되었을 때 디스플레이부(19)에 온도 감시부(13)를 모니터링하는 화면을 자동으로 표시하고, 상기 아크 검출 계전기(11)는 모선 단락 및 지락 사고시 발생하는 아크 빛을 감지하여 광 신호를 전송하는 적어도 하나 이상의 아크 검출 센서(21)와, 상기 아크 발생으로 인한 이상 전압 및 전류를 감지하여 이상 감지 신호를 전송하는 적어도 하나 이상의 변성기(23), 상기 아크 검출 센서(21) 및 변성기(23)로부터 광 신호와 이상 감지 신호를 전송받아 비교 분석하여 아크 고장 상태 여부를 판별하고, 상기 아크 고장 상태로 판단되면 차단 신호와 아크 소호 동작 신호를 전송하는 아크 보호 모니터(25), ac 전원을 입력받아 dc 전압으로 변환하여 축적하고, 상기 아크 소호 동작 신호를 전송받아 dc 전압을 방전하는 콘덴서 뱅크(27)(capacitor bank), 상기 콘덴서 뱅크(27)의 dc 고전압을 전송받아 톰슨 코일(thomson coil)에 전류를 흘려 가동 접점을 동작시켜 모선 부스바를 접지시킴으로써 고속으로 아크를 제거하는 아크 소호 장치(29), 및 상기 아크 소호 장치(29)에 의한 아크 제거 후에 차단 신호를 전송받아 주전원을 차단하는 차단기(31)를 포함하며, 상기 온도 센서(3)는 고유의 탄성 상수와 온도에 따라 진동하여 표면 탄성파를 발생하는 압전 기판(37)과, 상기 센서 구동 마이크로웨이브(microwave) 신호를 무선 수신하는 안테나(39), 상기 안테나(39)를 통해 무선 수신된 센서 구동 마이크로웨이브 신호가 입력되고 입력된 센서 구동 마이크로웨이브 신호에 의해 상기 압전 기판(37)이 해당 점속점의 온도가 높아짐에 따라 점점 낮아지는 주파수로 진동하고 상기 압전 기판(37)의 진동에 의한 주파수를 갖는 표면 탄성파(surface acoustic wave)를 소정의 중심 주파수로 변조하는 인터 디지털 트랜스듀서(41)(inter digital transducer, idt), 및 상기 인터 디지털 트랜스듀서(41)에 의해 변조된 표면 탄성파를 반사하여 송신하는 반사판(43)을 포함하고, 상기 디지털 기록 장치(15)(cb cmd unit: circuit breaker condition monitoring 0026# diagnosis)는 보호 계전기(1)가 차단기(31)의 트립 코일(99)을 구동시킬 때 트립 코일(99)로 공급되는 전압을 검출하는 트립 코일 전압 검출부(61)와, 상기 보호 계전기(1)가 차단기(31)의 트립 코일(99)을 구동시킬 때 트립 코일(99)로 공급되는 전류를 검출하는 트립 코일 전류 검출부(63), 제어부(65)의 제어 신호에 따라 복수개의 스위치 중 어느 1개의 스위치를 닫아 상기 트립 코일 전압 검출부(61)와 트립 코일 전류 검출부(63)로부터 입력된 신호 중 어느 1개의 신호를 제어부(65)로 입력시키는 신호 선택부(67), 차단기(31)가 동작할 때 발생되는 서지(surge) 전류를 측정하는 서지 전류 검출부(69), 상기 신호 선택부(67)를 통해 입력된 트립 코일 전압 검출부(61)에 의해 검출된 트립 코일 전압과 트립 코일 전류 검출부(63)에 의해 검출된 트립 코일(99) 전류를 입력받아 메모리(73)에 기 저장된 트립 코일(99) 전압과 트립 코일(99) 전류를 비교하여 이상 여부를 진단하고 서지 전류 검출부(69)로부터 측정된 서지 전류를 전송부(72)를 통해 외부 서버(17)로 전송하는 제어부(65), 및 차단기(31)가 정상적으로 동작할 때 차단기(31)의 트립 코일(99)에 공급되는 전압 및 전류 데이터와 차단기(31)의 이력 정보와 운전 데이터를 저장하는 메모리(73)로 이루어지며, 상기 디지털 기록 장치(15)는 서지 전류 검출부(69)로부터 입력된 서지 전류를 분석해 본 결과 차단기(31)의 스위치 접점에 이상이 검출되었을 때 경보를 발생시키고 트립 코일 전압 검출부(61)와 트립 코일 전류 검출부(63)에 의해 검출된 트립 코일(99) 전압과 트립 코일(99) 전류를 메모리(73)에 기저장된 차단기(31)의 트립 코일(99) 전압 및 전류와 비교하여 차이가 발생되었을 때 경보를 발생시키는 경보 발생부(75)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 장치를 내장한 폐쇄형 배전반