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WO2019177253A1 - 배전반 내 차단기 관리 시스템 - Google Patents

배전반 내 차단기 관리 시스템 Download PDF

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Publication number
WO2019177253A1
WO2019177253A1 PCT/KR2019/000492 KR2019000492W WO2019177253A1 WO 2019177253 A1 WO2019177253 A1 WO 2019177253A1 KR 2019000492 W KR2019000492 W KR 2019000492W WO 2019177253 A1 WO2019177253 A1 WO 2019177253A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
breaker
switch
waveform
control device
switchboard
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2019/000492
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임창준
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LSIS Co Ltd
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 LSIS Co Ltd filed Critical LSIS Co Ltd
Publication of WO2019177253A1 publication Critical patent/WO2019177253A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/0356—Mounting of monitoring devices, e.g. current transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • 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
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear

Definitions

  • the present invention relates to a circuit breaker management system in the switchboard, and more particularly, to a circuit breaker management system for detecting the possibility of the breaker or the switch operation of the breakers installed in the switchboard panel.
  • a circuit breaker disposed on a power line protects the switchboard, the load connected thereto, and various systems by blocking the line when an element such as an overcurrent, an overvoltage, an undervoltage, a short circuit, or a ground fault is detected on the line.
  • the switchboard panel can be opened and closed. Since the door is normally closed, it is difficult for an administrator or user to grasp the situation inside the switchboard panel without opening the door.
  • the switchboard when the switchboard is driven for a long time, the fastening state of the breaker fastened to a slot or the like in the switchboard panel is weakened and the breaker may be separated from the slot.
  • the line in which the breaker is disposed may cause a disconnection, and the power supplied to the loads connected to the line may be unexpectedly interrupted.
  • a control device such as a gateway or a data logger transmits a control signal for the purpose of operating a switch of a breaker arranged on a specific line.
  • the switch of the breaker does not operate according to the control signal.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a breaker management system in the switchboard that can quickly detect the possibility of the breakers disposed in the switchboard panel, or whether the switch is normally operated.
  • the circuit breaker management system includes a sensor and a control device.
  • the sensor detects vibration generated when the switch included in the breaker operates.
  • the control device then transmits a control signal for controlling the switch to the breaker.
  • the control device detects the possibility of breakage of the breaker or non-operation of the switch based on a sensing waveform which is a waveform of the vibration sensed by the vibration sensing sensor.
  • control device includes a memory in which the reference waveform is stored.
  • control device compares the reference waveform with the sensing waveform to detect the possibility of breaker breakage or non-operation of the switch.
  • the control device determines that the breaker is in a steady state when the difference between the reference waveform and the sense waveform does not exceed the threshold. On the other hand, when the difference between the reference waveform and the sense waveform exceeds the threshold, it is determined that the breaker may be detached or the switch is in an inoperative state.
  • the control device determines that there is a possibility of breakage of the breaker.
  • the control device determines that the switch is in an inoperative state.
  • control device accumulates and stores waveforms generated in the normal operation of the switch in a memory.
  • the reference waveform is updated based on the cumulatively stored waveforms.
  • control device includes a gateway provided in the switchboard panel.
  • the vibration sensor is embedded in the gateway.
  • control device further comprises a data logger connected to the gateway.
  • the data logger receives data on the sense waveform from the gateway, and detects the possibility of breaker breakage or non-operation of the switch based on the received data.
  • control device transmits a detection result to the terminal when it is detected that the breaker may be detached or the switch is in an inoperative state.
  • the breaker management system of the present invention has an effect of detecting in real time the possibility of breakage of the breaker or malfunction of the switch.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a circuit breaker management system in a switchboard according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a gateway included in a breaker management system in a switchboard according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a circuit breaker management system in a switchboard according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating an operation of a gateway transmitting a control signal for operating a switch of a specific breaker.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a waveform detected by a vibration sensor when a switch of a specific circuit breaker receiving the control signal of FIG. 4 normally operates.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a waveform detected by a vibration sensor when a switch of a specific circuit breaker receiving the control signal of FIG. 4 does not operate normally.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a waveform sensed by a vibration sensing sensor when a specific breaker having a possibility of departure receives a control signal of FIG. 4 to operate a switch.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a notification provided when a possibility of departure of a specific breaker is detected according to the embodiment shown in FIG. 7.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a circuit breaker management system in a switchboard according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a breaker management system in a switchboard includes a plurality of breakers 11 and relays 12 provided inside the switchboard panel 10. , A meter 13, a gateway 14, a data logger 20, a server 30, and the like. Since the breaker management system is not composed of only the components shown in FIG. 1, the breaker management system may include more or fewer configurations.
  • a plurality of breakers 11 may be disposed in the switchboard panel 10.
  • the number of breakers disposed inside the switchboard panel 10 may be determined based on the number of lines branching inside the switchboard panel 10.
  • each of the breakers 11 may be fixedly installed in a slot or the like inside the switchboard panel 10.
  • Each of the circuit breakers 11 may protect the switchboard and the load or various systems connected thereto by blocking the line when an element such as an overcurrent, overvoltage, undervoltage, short circuit, or ground fault is detected in the line.
  • the breakers 11 may be disposed to correspond to each of the tracks one by one to perform a blocking operation of the corresponding track.
  • Each of the breakers 11 may be implemented as an air circuit breaker (ACB), a molded case circuit breaker (MCCB), a molded circuit breaker (MCB), or the like. In general, the ACB with the highest allowable current may be placed on the upper line, and the MCB with the lowest allowable current may be placed on the lower line.
  • ACB air circuit breaker
  • MCCB molded case circuit breaker
  • MCB molded circuit breaker
  • the breakers 11 are disposed on each of the branched lines in the switchboard panel 10, and thus the breakers 11 may also have a line relationship according to an ancestry relationship between the lines.
  • Each of the breakers 11 may include a switch (not shown). When each of the breakers 11 is switched off, the arranged line is cut off to stop the power supply, and when the switch is turned on, the power supply may be resumed. For example, each of the breakers 11 may turn the switch on / off based on a control signal received from the gateway 14. According to an embodiment, an administrator or a user may manually operate the switch to turn on / off the switch.
  • the switch may be provided in the form of a physical switch so that the position may change when the switch is turned on or off, and a certain level of vibration may occur.
  • the relay 12 may control to supply or cut off power to a load end such as a motor or an electric motor, and may protect the load end when an accident current such as overcurrent or short circuit current occurs in the current flowing through the load end.
  • the relay 12 may be implemented as an electronic motor protection relay (EMPR), but is not limited thereto.
  • the meter 13 can measure and monitor the amount of power in the power system of the switchboard.
  • the meter 13 may be implemented as a digital integrated meter (GIMAC), but is not limited thereto.
  • GIMAC digital integrated meter
  • the gateway 14 may be provided in the switchboard panel 10. According to an embodiment, the gateway 14 may be disposed outside the switchboard panel 10.
  • the gateway 14 is connected (e.g., RS485, etc.) with the breakers 11, the relay 12, and the meter 13 in the switchboard panel 10 according to a wired or wireless communication scheme, so that the breakers 11, the relay Various information related to the operation state of the switchboard can be received from each of the 12 and the meter 13.
  • the gateway 14 may transmit the received information to the data logger 20 or the server 30.
  • the gateway 14 receives a control command for the components inside the switchboard panel 10 from the data logger 20, the server 30, or the like, and based on the received control command, the components 11, 12, 13) or the configuration 11, 12, 13 may be controlled by generating the control command directly.
  • the gateway 14 may be connected to a human machine interface 40.
  • the HMI 40 may be provided on an outer surface of the switchboard panel 10 or on the outside of the switchboard panel 10.
  • the HMI 40 may receive various information related to an operation state in the switchboard panel 10 from the gateway 14 and display the information in a graphic or text form.
  • the HMI 40 may receive various commands or requests related to the operation of the switchboard from an administrator or a user, and transmit the received commands or requests to the gateway 14.
  • the gateway 14 may process a command or request received from the HMI 40, and output the processing result through the HMI 40.
  • the data logger 20 may be connected to the gateway 14 and the server 30 through a wired or wireless communication scheme.
  • the data logger 20 receives various information related to the operation of the gateway 14 and the lower devices (the breakers 11, the relay 12, the meter 13, etc.), and receives the received information from the server 30. Can be sent to.
  • the data logger 20 may transmit a control command received from the server 30 to the gateway 14.
  • the server 30 may be implemented in the form of a cloud server to integrally manage information in the switchboard panel 10.
  • the gateway 14, the data logger 20, or the server 30 may correspond to a control device of a switchboard control system. Such a control device can control the components 11, 12, 13 in the switchboard panel 10.
  • the gateway 14, the data logger 20, or the server 30 may be connected to the administrator's or user's terminal 60 (for example, a smartphone, a tablet PC, a notebook, a desktop, etc.) through various known communication methods. That is, the control device may transmit various information related to the operation of the switchboard to the terminal 60. In addition, the control device receives a control command for controlling the components 11, 12, 13 in the switchboard panel 10 from the terminal 60, and generates a control signal based on the received control command. , 12, 13).
  • the administrator's or user's terminal 60 for example, a smartphone, a tablet PC, a notebook, a desktop, etc.
  • the control device may transmit various information related to the operation of the switchboard to the terminal 60.
  • the control device receives a control command for controlling the components 11, 12, 13 in the switchboard panel 10 from the terminal 60, and generates a control signal based on the received control command. , 12, 13).
  • the breaker is fixed to a slot or the like in the switchboard panel 10.
  • the breaker may be detached from the slot due to a weakening force as the switchboard is operated for a long time. In this case, damage or disconnection of the line on which the corresponding breaker is disposed may occur, which may cause an unexpected interruption of power supply to loads connected to the line.
  • a control device such as a gateway 14, a data logger 20, a server 30, or the like may output a control signal for switching off the breaker 11 disposed on the specific line.
  • a control device such as a gateway 14, a data logger 20, a server 30, or the like may output a control signal for switching off the breaker 11 disposed on the specific line.
  • the circuit breaker management system may minimize the occurrence of the above-described problems by providing a real time notification to a manager by detecting a breaker state such as a possibility of breakage of the breakers 11 or a switch non-operation. have.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a gateway included in a breaker management system in a switchboard according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the gateway 14 detects the possibility of departure or switch non-operation of each of the breakers 11.
  • the data logger 20 or the server 30 may detect the detachment possibility or the switch non-operation.
  • the gateway 14 may transmit data related to the vibration sensed by the vibration sensor 142 to the data logger 20 or the server 30.
  • the gateway 14 includes a communication unit 141, a memory 143, and a controller 144.
  • the communication unit 141 includes a gateway 14 and breakers 11, a gateway 14 and a relay 12, a gateway 14 and a meter 13, a gateway 14, a data logger 20, and a gateway ( 14 and the HMI 40 and at least one wired / wireless communication module for enabling communication between the gateway 14 and the terminal 60.
  • the memory 143 may store various information related to the operation of the gateway 14, information about the components 11, 12, and 13 included in the switchboard panel 10, and the like.
  • the memory 143 may store information on reference waveforms of vibrations generated when the breaker 11 switches (eg, when the switch is turned off).
  • the memory 143 may store an algorithm related to an operation of the breaker management system, which will be described later with reference to FIG. 3.
  • the controller 144 may control the overall operation of the gateway 14.
  • the controller 144 may perform an operation of the breaker management system to be described later with reference to FIG. 3 based on an algorithm stored in the memory 143.
  • the gateway 14 may include a vibration sensor 142.
  • the vibration sensor 142 may be implemented as a MEMS sensor such as an acceleration sensor.
  • the vibration sensor 142 may be provided in a form embedded in the gateway 14, but according to an embodiment, the vibration sensor 142 may be spaced apart from the gateway 14 and fixed to an inner wall of the switchboard panel 10, and the cable may be connected to the gateway 14. It may also be provided in a form that is connected to.
  • the vibration sensor 142 may detect vibration generated when a state change of the breakers 11 is switched off or on.
  • the controller 144 may detect a state such as whether the switch is in normal operation or a breaker may be detached based on the vibration sensed by the vibration sensor 142.
  • the vibration sensor 142 may detect an earthquake or an external shock at a place where the switchboard panel 10 is installed.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a circuit breaker management system in a switchboard according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the breaker management system may control a switch operation of the breaker (S100).
  • the gateway 14 may sequentially turn off the switches of each of the breakers 11 for the switch test of each of the breakers 11 in the initial installation of the switchboard.
  • the gateway 14 may switch off the breaker disposed on the specific line for the blocking operation of the specific line during the operation of the switchboard.
  • the circuit breaker management system may detect vibrations according to the switch operation of the circuit breaker using the vibration sensor 142 (S110).
  • each of the breakers 11 may include a switch implemented in a physical form.
  • the switch may generate a vibration as the position is changed as the state is changed (on-> off or off-> on).
  • the vibration may be transmitted to the vibration detection sensor 142 embedded in the gateway 14 or attached to the switchboard panel 10 through a slot to which the breaker and the breaker are fastened.
  • the circuit breaker management system may compare the waveform of the vibration detected by the vibration sensor 142 with a reference waveform (S120).
  • the waveform of the vibration detected by the vibration sensor 142 is defined as a detection waveform.
  • the management system compares the sense waveform with the reference waveform.
  • the controller 144 of the gateway 14 may compare the reference waveform stored in the memory 143 with the detection waveform detected by the vibration detection sensor 142. For example, the controller 144 may perform various comparisons, such as amplitude comparison at a plurality of specific time points, gain comparison at a plurality of frequencies, phase comparison between a reference waveform and a sense waveform, and comparison using cross-correlation. By using the method, the reference waveform and the sensing waveform can be compared.
  • the breaker management system determines that the breaker is in a normal state (S140).
  • the threshold value may be set based on a comparison method between the sensing waveform and the reference waveform.
  • the steady state may refer to a state in which the fastening of the breaker is good so that there is no possibility of detachment of the breaker from the slot, and a state in which the switch of the breaker operates normally.
  • the breaker management system can detect the possibility of breaker breakage or switch malfunction of the breaker based on the magnitude (amplitude) of the detected waveform.
  • S140-S150 Specifically, when the difference between the sense waveform and the reference waveform exceeds the threshold, it is determined that the breaker may be detached or the switch is in an inoperative state.
  • the controller 144 of the gateway 14 determines the detection waveform. By comparing the magnitude (amplitude) at the time point and the reference magnitude (amplitude), it is possible to detect the possibility of detachment of the breaker or the switch non-operation of the breaker.
  • the specific time point means a predetermined time point.
  • the breaker management system may detect that the breaker switch is in an inoperative state.
  • the breaker management system may detect that there is a possibility of breakage of the breaker.
  • the circuit breaker management system may output the detection result through an output means such as the HMI 40 or transmit the detected result to the terminal 60 of the manager or the user (S160).
  • the detection result may be output through a screen of the HMI 40 or a display of the terminal 60.
  • the administrator or the user may recognize that the switch of the breaker does not operate normally or recognize the possibility of the breaker break-out based on the output or transmitted sensing result, and take appropriate action accordingly.
  • FIG. 4 is an exemplary view illustrating an operation of a gateway transmitting a control signal for operating a switch of a specific circuit breaker
  • FIG. 5 is a vibration sensor when the switch of the specific circuit breaker receiving the control signal of FIG. 4 operates normally. It is a figure which shows the example of the waveform detected by the.
  • the controller 144 of the gateway 14 may provide a control signal CTRL for operating (eg, turning off) the switch of the ninth breaker CB9 among the plurality of breakers CB1 to CB11.
  • the ninth breaker CB9 may be transmitted.
  • information about a reference waveform REF_W may be stored in the memory 143 of the gateway 14 or the memory of the control device.
  • the reference waveform REF_W refers to a waveform generated when the switch operates normally.
  • the reference waveform REF_W may be provided in a form stored in the memory 143 when the system is initially installed.
  • the control device accumulates and stores waveforms generated during normal operation of the switch while the breaker management system is driven, and updates the reference waveform REF_W at a predetermined time point or at a predetermined interval based on the stored waveforms. You may.
  • the ninth circuit breaker CB9 may switch off based on the received control signal CTRL. As the switch is turned off at the first time point T1, vibration may occur. The vibration gradually weakens with time, and after a predetermined time, the vibration may no longer occur. When there is no possibility of the ninth breaker CB9 and the switch operates normally, the waveform detected by the vibration sensor 142 may have a form similar to the reference waveform REF_W of FIG. 5.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a waveform detected by a vibration sensor when a switch of a specific circuit breaker receiving the control signal of FIG. 4 is inoperative.
  • the ninth breaker CB9 may not turn off the switch. have.
  • vibration may not occur. That is, the waveform W1 sensed by the vibration sensor 142 may have a magnitude (amplitude) at each of the first time point T1 and the second time point T2 smaller than the reference size REF.
  • the controller 144 of the gateway 14 may detect that the switch is inoperative when the magnitude of the waveform W1 is smaller than the reference magnitude REF at each of the first time point T1 and the second time point T2. have.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a waveform sensed by a vibration sensing sensor when a specific breaker having a possibility of departure receives a control signal of FIG. 4 to operate a switch.
  • the duration of vibration generated when the ninth circuit breaker CB9 is operated is relatively related. Can be increased.
  • the waveform W2 sensed by the vibration sensor 142 has a magnitude (amplitude) greater than the reference magnitude REF at the second time point T2 after a predetermined time has elapsed from the first time point T1. Can be.
  • the controller 144 of the gateway 14 may detect that there is a possibility of departure of the ninth breaker CB9. have.
  • the breaker management system may detect the non-operation of the switch or the likelihood of departure of the breaker based on the vibration generated during the switch operation of the breaker.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a notification provided when a possibility of departure of a specific breaker is detected according to the embodiment shown in FIG. 7.
  • the controller 144 of the gateway 14 may detect the ninth breaker CB9 through the HMI 40.
  • the screen 800 indicating the possibility of departure may be displayed.
  • the screen 800 may include a message for inducing an administrator or a user to check a fastening state of the ninth breaker CB9 as the possibility of departure of the ninth breaker CB9 is detected.
  • An administrator or a user may conveniently confirm that there is a possibility of departure of the ninth breaker CB9 based on the screen 800, and may take measures accordingly.
  • the breaker management system may provide a detection result to an administrator or a user by detecting the non-operation of the switch or effectively detecting the possibility of departure of the breaker, based on the vibration generated when the breaker switches. Accordingly, the manager or the user can more conveniently and effectively manage the breakers in the switchboard panel 10.

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Abstract

본 발명에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템은 감지 센서와 제어 장치를 포함한다. 감지센서는 차단기에 포함된 스위치의 진동을 감지한다. 그리고, 제어 장치는 스위치를 제어하는 제어신호를 차단기로 전송한다. 또한, 제어 장치는 진동 감지 센서에서 감지된 진동의 파형인 감지파형에 기초하여 차단기의 이탈 가능성 또는 스위치의 미동작을 감지한다.

Description

배전반 내 차단기 관리 시스템
본 발명은 배전반 내 차단기 관리 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 배전반 패널 내에 설치되는 차단기들의 이탈 가능성이나 스위치 동작 여부를 감지하는 차단기 관리 시스템에 관한 것이다.
배전반 내에는 전력변환 및 전달, 계측 등을 위한 다수의 전력기기들이 배치된다. 이 중, 전력 선로에 배치되는 차단기(circuit breaker)는, 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호한다.
배전반 패널은 개폐될 수 있다. 평상시에는 도어가 닫힌 상태이므로, 관리자 또는 사용자가 도어를 열지 않은 상태로 배전반 패널 내부의 상황을 파악하기 어려웠다.
예컨대, 배전반이 장기간 구동되면 배전반 패널 내의 슬롯(slot) 등에 체결된 차단기의 체결 상태가 약화되어 차단기가 슬롯으로부터 이탈할 수 있다. 이 경우, 해당 차단기가 배치된 선로는 단선 등이 발생할 수 있고 선로와 연결된 부하들로 공급되던 전력이 예기치 않게 중단될 수 있다.
또한, 게이트웨이나 데이터 로거와 같은 제어장치는 특정 선로에 배치된 차단기의 스위치를 동작시킬 목적으로 제어 신호를 송출한다. 하지만, 차단기가 제어 신호를 정상적으로 수신하지 못하거나, 스위치가 작동하지 않는 경우에는 차단기의 스위치가 제어 신호에 따라 동작하지 못하게 된다.
종래에는 관리자 또는 사용자가 차단기의 스위치를 실시간으로 모니터링하지 못하였고 이에 따라 전술한 바와 같은 스위치의 오작동을 즉각적으로 감지하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배전반 패널 내에 배치되는 차단기들의 이탈 가능성이나, 스위치의 정상 동작 여부를 빠르게 감지할 수 있는 배전반 내 차단기 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템은 감지 센서와 제어 장치를 포함한다. 감지센서는 차단기에 포함된 스위치의 동작 시 발생하는 진동을 감지한다. 그리고, 제어 장치는 스위치를 제어하는 제어신호를 차단기로 전송한다. 또한, 제어 장치는 진동 감지 센서에서 감지된 진동의 파형인 감지파형에 기초하여 차단기의 이탈 가능성 또는 스위치의 미동작을 감지한다.
본 발명이 일 실시예에서 제어 장치는 기준파형이 저장되는 메모리를 포함한다. 그리고, 제어 장치는 기준파형과 감지파형을 비교해 차단기의 이탈 가능성 또는 스위치의 미동작을 감지한다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 장치는 기준파형과 감지파형 사이의 차이가 임계치를 초과하지 않는 경우 차단기를 정상상태로 판정한다. 한편, 기준파형과 감지파형 사이의 차이가 임계치를 초과하는 경우 차단기의 이탈 가능성이 있거나 스위치가 미동작 상태인 것으로 판정한다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 장치는 미리 정해진 시점에서 감지파형의 크기가 기준 크기보다 큰 경우, 차단기의 이탈 가능성이 있는 것으로 판정한다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 장치는 미리 정해진 시점에서 감지파형의 크기가 기준 크기보다 작은 경우, 스위치가 미동작 상태인 것으로 판정한다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 장치는 스위치가 정상 동작 시 발생하는 파형들을 메모리에 누적하여 저장한다. 그리고, 누적 저장된 파형들에 기초하여 기준파형을 업데이트한다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 장치는 배전반 패널에 구비되는 게이트웨이를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 진동감지 센서는 게이트웨이에 내장된다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 장치는 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거를 더 포함한다. 그리고, 데이터 로거는 게이트웨이로부터 감지파형에 대한 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 차단기의 이탈 가능성 또는 스위치의 미동작을 감지한다.
본 발명의 일 실시예에서 제어 장치는 차단기의 이탈 가능성이 있거나 스위치가 미동작 상태인 것으로 감지되면, 감지 결과를 단말기로 전송한다.
본 발명의 차단기 관리 시스템은 차단기의 이탈 가능성이나 스위치의 오동작을 실시간으로 감지하는 효과가 있다.
또한, 제어 신호에 따라 작동하는 스위치의 물리적 특성인 진동을 감지하므로 감지 결과의 신뢰도가 높은 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템에 포함된 게이트웨이에 대한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 4는 게이트웨이가 특정 차단기의 스위치를 동작시키기 위한 제어 신호를 전송하는 동작을 보여주는 예시도이다.
도 5는 도 4의 제어 신호를 수신한 특정 차단기의 스위치가 정상적으로 동작할 때, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 제어 신호를 수신한 특정 차단기의 스위치가 정상적으로 동작하지 못하는 경우, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 7은 이탈 가능성이 존재하는 특정 차단기가 도 4의 제어 신호를 수신하여 스위치를 동작시키는 경우, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 실시 예에 따라 특정 차단기의 이탈 가능성이 감지되었을 때 제공되는 알림의 일례를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 배전반 내 차단기 관리 시스템(이하, '차단기 관리 시스템'이라 함)은 배전반 패널(10)의 내부에 구비되는 복수의 차단기들(circuit breakers; 11), 계전기(relay; 12), 미터기(meter; 13), 및 게이트웨이(gateway; 14)와, 데이터 로거(data logger; 20) 및 서버(server; 30) 등을 포함할 수 있다. 차단기 관리 시스템이 도 1에 도시된 구성들만으로 이루어지는 것은 아닌 바, 실시 예에 따라 차단기 관리 시스템은 보다 많거나 적은 구성들을 포함할 수 있다.
배전반 패널(10)의 내부에는 복수의 차단기들(11)이 배치될 수 있다. 배전반 패널(10)의 내부에 배치되는 차단기들의 수는, 배전반 패널(10) 내부에서 분기되는 선로들의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 차단기들(11) 각각은 배전반 패널(10) 내부의 슬롯(slot) 등에 고정 설치될 수 있다.
차단기들(11) 각각은 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전반 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다. 차단기들(11)은 선로들 각각에 하나씩 대응하여 배치됨으로써, 대응하는 선로의 차단 동작을 수행할 수 있다. 이러한 차단기들(11) 각각은 ACB(air circuit breaker), MCCB(molded case circuit breaker), MCB(molded circuit breaker) 등으로 구현될 수 있다. 일반적으로 허용 전류가 가장 높은 ACB는 상위 선로에 배치되고, 허용 전류가 가장 낮은 MCB는 하위 선로에 배치될 수 있다.
차단기들(11)은 배전반 패널(10) 내의 분기된 선로들 각각에 배치되는 바, 선로들 간의 계통(ancestry) 관계에 따라 차단기들(11) 또한 계통 관계를 가질 수 있다.
차단기들(11) 각각은 스위치(미도시)를 포함할 수 있다. 차단기들(11) 각각의 스위치가 오프되는 경우, 배치된 선로가 차단되어 전력 공급이 중단되고, 스위치가 온 되는 경우 상기 전력 공급이 재개될 수 있다. 예컨대, 차단기들(11) 각각은 게이트웨이(14)로부터 수신되는 제어 신호에 기초하여 상기 스위치를 온/오프시킬 수 있다. 실시 예에 따라, 관리자 또는 사용자가 수동으로 상기 스위치를 조작하여 상기 스위치를 온/오프시킬 수도 있다. 상기 스위치는 물리적인 스위치 형태로 제공되어, 스위치의 온/오프 전환 시 위치가 변경될 수 있고, 특정 수준의 진동이 발생할 수 있다.
계전기(12)는 모터나 전동기 등과 같은 부하단에 전원을 공급 또는 차단하도록 제어하고, 부하단에 흐르는 전류에 있어서 과전류, 단락 전류 등과 같은 사고 전류 발생 시 부하단을 보호할 수 있다. 이러한 계전기(12)는 전자식 모터보호계전기(electronic motor protection relay (EMPR))로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
미터기(13)는, 배전반의 전력계통의 전력량을 계측 및 모니터링할 수 있다. 예컨대, 미터기(13)는 디지털 집중표시제어장치(digital integrated meter; GIMAC)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
배전반 패널(10)의 내부에는 게이트웨이(14)가 구비될 수 있다. 실시 예에 따라, 게이트웨이(14)는 배전반 패널(10)의 외부에 배치될 수도 있다.
게이트웨이(14)는 배전반 패널(10) 내의 차단기들(11), 계전기(12) 및 미터기(13)와 유선 또는 무선 통신 방식에 따라 연결(예컨대, RS485 등)되어, 차단기들(11), 계전기(12) 및 미터기(13) 각각으로부터 배전반의 동작 상태와 관련된 각종 정보를 수신할 수 있다. 게이트웨이(14)는 수신된 정보를 데이터 로거(20)나 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 게이트웨이(14)는 데이터 로거(20)나 서버(30) 등으로부터 배전반 패널(10) 내부의 구성들에 대한 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초하여 구성들(11, 12, 13)을 제어하거나, 상기 제어 명령을 직접 생성하여 구성들(11, 12, 13)을 제어할 수도 있다.
실시 예에 따라, 게이트웨이(14)는 HMI(human machine interface; 40)와 연결될 수 있다. HMI(40)는 배전반 패널(10)의 외부 일면 또는 배전반 패널(10)의 외부에 구비될 수 있다. HMI(40)는 게이트웨이(14)로부터 배전반 패널(10) 내의 동작 상태와 관련된 각종 정보를 수신하여 그래픽이나 텍스트 형태로 상기 정보를 표시할 수 있다. 또한, HMI(40)는 관리자 또는 사용자로부터 배전반의 동작과 관련된 각종 명령이나 요청 등을 수신하고, 수신된 명령이나 요청을 게이트웨이(14)로 전송할 수 있다. 게이트웨이(14)는 HMI(40)로부터 수신된 명령 또는 요청을 처리하고, 처리 결과를 HMI(40)를 통해 출력할 수도 있다.
데이터 로거(20)는, 게이트웨이(14) 및 서버(30)와 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 연결될 수 있다. 데이터 로거(20)는 게이트웨이(14) 및 하부 기기들(차단기들(11), 계전기(12), 미터기(13) 등)의 동작과 관련된 각종 정보를 수신하고, 수신된 정보를 서버(30)로 전송할 수 있다. 또한, 데이터 로거(20)는 서버(30)로부터 수신되는 제어 명령을 게이트웨이(14)로 전송할 수도 있다.
서버(30)는 클라우드 서버 형태로 구현되어, 배전반 패널(10) 내의 정보를 통합적으로 관리할 수 있다.
상기 게이트웨이(14), 데이터 로거(20), 또는 서버(30)는 배전반 제어 시스템의 제어 장치에 해당할 수 있다. 이러한 제어 장치는 배전반 패널(10) 내의 구성들(11, 12, 13)을 제어할 수 있다.
게이트웨이(14), 데이터 로거(20) 또는 서버(30)는 관리자 또는 사용자의 단말기(60; 예컨대 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 데스크톱 등)와 각종 공지된 통신 방식을 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 제어 장치는 배전반의 동작과 관련된 각종 정보를 단말기(60)로 전송할 수 있다. 또한, 상기 제어 장치는 단말기(60)로부터 배전반 패널(10) 내의 구성들(11, 12, 13)을 제어하는 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초한 제어 신호를 생성하여 구성들(11, 12, 13)로 전송할 수도 있다.
차단기는 배전반 패널(10) 내의 슬롯 등에 고정된다. 그리고, 차단기는 배전반이 장시간 작동됨에 따라 체결력이 약해져 슬롯으로부터 이탈할 수 있다. 이 경우, 해당 차단기가 배치된 선로의 손상이나 단선 등이 발생하여, 선로와 연결된 부하들로의 전력 공급이 예기치 않게 중단되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 특정 선로의 차단을 위해, 게이트웨이(14), 데이터 로거(20), 서버(30) 등의 제어 장치가 상기 특정 선로에 배치된 차단기(11)의 스위치를 오프시키는 제어 신호를 출력할 수 있다. 그러나, 상기 차단기(11)가 상기 제어 신호를 정상적으로 수신하지 못하거나, 스위치의 고장이 발생하는 등의 경우, 상기 스위치가 오프되지 못하는 오류가 발생할 수 있다. 관리자 또는 사용자가 상기 차단기의 스위치 오프 여부를 항상 모니터링 하지는 못하므로, 이러한 오류의 발생은 즉각적으로 파악하기 어려웠다.
본 발명의 실시 예에 따른 차단기 관리 시스템은, 차단기들(11)의 이탈 가능성가능성이나 스위치 미동작과 같은 차단기 상태를 감지하여 관리자에게 실시간으로 알림을 제공함으로써, 상술한 문제점들의 발생을 최소화할 수 있다.
이하 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 차단기 관리 시스템의 동작과 관련된 실시 예를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템에 포함된 게이트웨이에 대한 개략적인 블록도이다.
이하 도면들에서는, 게이트웨이(14)가 차단기들(11) 각각의 이탈 가능성 또는 스위치 미동작을 감지하는 것으로 가정하여 설명한다. 그러나, 실시 예에 따라서는 데이터 로거(20) 또는 서버(30)가 상기 이탈 가능성 또는 스위치 미동작을 감지할 수도 있다. 이 경우, 게이트웨이(14)는 진동 감지 센서(142)에 의해 감지된 진동과 관련된 데이터를 데이터 로거(20) 또는 서버(30)로 전송할 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 게이트웨이(14)는 통신부(141), 메모리(143), 및 컨트롤러(144)를 포함한다.
통신부(141)는, 게이트웨이(14)와 차단기들(11), 게이트웨이(14)와 계전기(12), 게이트웨이(14)와 미터기(13), 게이트웨이(14)와 데이터 로거(20), 게이트웨이(14)와 HMI(40), 및 게이트웨이(14)와 단말기(60) 간의 통신을 가능하게 하는 적어도 하나의 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
메모리(143)는 게이트웨이(14)의 동작과 관련된 각종 정보나, 배전반 패널(10) 내에 포함된 구성들(11, 12, 13)에 대한 정보 등을 저장할 수 있다. 특히, 메모리(143)는 차단기(11)의 스위치 동작시(예컨대, 스위치의 오프 시) 발생하는 진동의 기준파형에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(143)는 도 3에서 후술할 차단기 관리 시스템의 동작과 관련된 알고리즘을 저장할 수 있다.
컨트롤러(144)는 게이트웨이(14)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(144)는 메모리(143)에 저장된 알고리즘에 기초하여, 도 3에서 후술할 차단기 관리 시스템의 동작을 수행할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이(14)는 진동 감지 센서(142)를 포함할 수 있다. 진동 감지 센서(142)는 가속도 센서 등의 MEMS 센서로서 구현될 수 있다. 진동 감지 센서(142)는 게이트웨이(14)에 내장된 형태로 제공될 수 있으나, 실시 예에 따라서는 게이트웨이(14)와 이격되어 배전반 패널(10)의 내벽 등에 고정되고, 게이트웨이(14)와 케이블 등으로 연결되는 형태로 제공될 수도 있다.
진동 감지 센서(142)는, 차단기들(11)의 스위치가 오프되거나 온 되는 상태 변경 시 발생하는 진동을 감지할 수 있다. 컨트롤러(144)는 진동 감지 센서(142)에 의해 감지된 진동에 기초하여, 스위치의 정상 동작 여부나, 차단기의 이탈 가능성과 같은상태를 감지할 수 있다.
실시 예에 따라, 진동 감지 센서(142)는 배전반 패널(10)이 설치된 장소의 지진 발생이나 외부 충격 등을 감지할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배전반 내 차단기 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 3을 참조하면, 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치 동작을 제어할 수 있다(S100).
예컨대, 게이트웨이(14)는 배전반의 초기 설치 시 차단기들(11) 각각의 스위치 테스트를 위해 차단기들(11) 각각의 스위치를 순차적으로 오프시킬 수 있다. 또는, 게이트웨이(14)는 배전반의 구동 중 특정 선로의 차단 동작을 위해 상기 특정 선로에 배치된 차단기의 스위치를 오프시킬 수 있다.
차단기 관리 시스템은 진동 감지 센서(142)를 이용하여, 차단기의 스위치 동작에 따른 진동을 감지할 수 있다(S110).
도 1에서 상술한 바와 같이, 차단기들(11) 각각은 물리적 형태로 구현된 스위치를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 상태가 변경(온->오프 또는 오프->온)됨에 따라 위치가 이동되면서, 진동을 발생시킬 수 있다. 상기 진동은 차단기 및 차단기가 체결된 슬롯 등을 통해, 게이트웨이(14)에 내장되거나 배전반 패널(10)에 부착된 진동 감지 센서(142)로 전달될 수 있다.
차단기 관리 시스템은 진동 감지 센서(142)에 의해 감지된 진동의 파형과 기준파형을 비교할 수 있다(S120).
본 발명의 실시예에서는 진동 감지 센서(142)에서 감지된 진동의 파형을 감지파형이라 정의한다. 따라서, 관리 시스템은 감지파형을 기준파형과 비교한다.
게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 메모리(143)에 저장된 기준파형과, 진동 감지 센서(142)에 의해 감지된 감지파형을 비교할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(144)는 복수의 특정 시점들에서의 진폭 비교, 복수의 주파수들에서의 게인(gain) 비교, 기준파형과 감지파형 간의 위상 비교, 상호상관(cross-correlation)을 이용한 비교 등 다양한 방식을 이용하여, 기준파형과 감지파형을 비교할 수 있다.
후술할 도 5 내지 도 7에서는 설명의 편의를 위해 아날로그 형태의 파형을 도시하였으나, 실제 컨트롤러(144)는 디지털 형태로 변환된 파형의 데이터를 이용하여 상기 기준파형과 상기 감지된 진동의 파형을 비교할 수 있다.
비교 결과, 감지파형과 기준파형 간의 차이가 임계치를 초과하지 않는 경우(S130의 NO), 차단기 관리 시스템은 해당 차단기를 정상 상태로 판정한다.(S140).
상기 임계치는, 상기 감지파형과 기준파형 간의 비교 방식에 기초하여 특정 값이 설정될 수 있다.
상기 정상 상태는, 차단기의 체결이 양호하여 슬롯으로부터의 차단기의 이탈 가능성이 없는 상태 및 차단기의 스위치가 정상적으로 동작하는 상태를 의미할 수 있다.
반면, 감지파형과 기준파형 간의 차이가 임계치를 초과하는 경우(S130의 YES), 차단기 관리 시스템은 감지파형의 크기(진폭)에 기초하여, 차단기의 이탈 가능성 또는 차단기의 스위치 미동작을 감지할 수 있다(S140~S150). 구체적으로는, 감지파형과 기준파형의 차이가 임계치를 초과하는 경우에는 차단기의 이탈 가능성이 있거나 스위치가 미동작 상태에 있는 것으로 판정한다.게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 감지파형의 특정 시점에서의 크기(진폭)와 기준 크기(진폭)를 비교함으로써, 상기 차단기의 이탈 가능성 또는 상기 차단기의 스위치 미동작을 감지할 수 있다. 특정 시점은 미리 정해진 시점을 의미한다.
비교 결과, 특정 시점에서의 크기가 기준 크기보다 작은 경우(S140의 YES), 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치가 미동작 상태임을 감지할 수 있다.
반면, 특정 시점에서의 크기가 기준 크기보다 큰 경우(S140의 NO), 차단기 관리 시스템은 차단기의 이탈 가능성이 있음을 감지할 수 있다.
차단기 관리 시스템은 감지 결과를 HMI(40) 등의 출력 수단을 통해 출력하거나, 관리자 또는 사용자의 단말기(60) 등으로 전송할 수 있다(S160).
예컨대, 상기 감지 결과는 HMI(40)의 화면 또는 단말기(60)의 디스플레이 등을 통해 출력될 수 있다. 관리자 또는 사용자는 출력 또는 전송된 감지 결과에 기초하여, 차단기의 스위치가 정상적으로 동작하지 않았음을 인식하거나, 차단기의 이탈 가능성을 인식하고, 이에 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.
이하 도 4 내지 도 8을 참조하여, 도 3에서 상술한 차단기 관리 시스템의 동작과 관련된 예들을 살펴본다.
도 4는 게이트웨이가 특정 차단기의 스위치를 동작시키기 위한 제어 신호를 전송하는 동작을 보여주는 예시도이고, 도 5는 도 4의 제어 신호를 수신한 특정 차단기의 스위치가 정상적으로 동작할 때, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 복수의 차단기들(CB1~CB11) 중 제9 차단기(CB9) 의 스위치를 동작(예컨대, 오프)시키기 위한 제어 신호(CTRL)를 제9 차단기(CB9)로 전송할 수 있다.
도 5를 참조하면, 게이트웨이(14)의 메모리(143) 또는 제어 장치의 메모리 등에는 기준파형(REF_W)에 대한 정보가 저장될 수 있다. 기준파형(REF_W)은 스위치가 정상적으로 동작하는 경우에 발생하는 파형을 의미한다. 기준파형(REF_W)은, 시스템의 초기 설치 시 메모리(143)에 저장된 형태로 제공될 수 있다. 또한, 실시 예에 따라 제어 장치는 차단기 관리 시스템의 구동 중 스위치의 정상적인 동작 시 발생하는 파형들을 누적하여 저장하고, 저장된 파형들에 기초하여 기준파형(REF_W)을 미리 정해진 시점 또는 미리 정해진 간격 주기로 업데이트할 수도 있다.
도 5를 계속 참조하면, 제9 차단기(CB9)는 수신된 제어 신호(CTRL)에 기초하여 스위치를 오프시킬 수 있다. 제1 시점(T1)에서 스위치가 오프됨에 따라 진동이 발생할 수 있다. 상기 진동은 시간이 경과함에 따라 점차 약해지고, 소정 시간 이후에는 진동이 더 이상 발생하지 않을 수 있다. 제9 차단기(CB9)의 이탈 가능성이 없고 스위치가 정상적으로 동작하는 경우, 진동 감지 센서(142)에 감지되는 파형은 도 5의 기준파형(REF_W)과 유사한 형태를 가질 수 있다.
도 6은 도 4의 제어 신호를 수신한 특정 차단기의 스위치가 미동작하는 경우, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제9 차단기(CB9)가 게이트웨이(14)로부터 제어 신호(CTRL)를 정상적으로 수신하지 못하거나, 스위치에 이상이 발생한 경우, 제9 차단기(CB9)는 스위치를 오프시키지 못할 수 있다.
제9 차단기(CB9)의 스위치가 미동작함에 따라, 진동 또한 발생하지 않을 수 있다. 즉, 진동 감지 센서(142)에 의해 감지되는 파형(W1)은, 제1 시점(T1) 및 제2 시점(T2) 각각에서의 크기(진폭)가 기준 크기(REF)보다 작을 수 있다.
게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는 제1 시점(T1) 및 제2 시점(T2) 각각에서 파형(W1)의 크기가 기준 크기(REF)보다 작은 경우, 스위치가 미동작하였음을 감지할 수 있다.
도 7은 이탈 가능성이 존재하는 특정 차단기가 도 4의 제어 신호를 수신하여 스위치를 동작시키는 경우, 진동 감지 센서에 의해 감지되는 파형의 예시를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제9 차단기(CB9)가 배전반 패널(10) 내에 정상적으로 체결되지 못하거나, 체결 상태가 약화된 경우, 제9 차단기(CB9)의 스위치 동작 시 발생하는 진동의 지속 시간이 상대적으로 증가할 수 있다.
즉, 진동 감지 센서(142)에 의해 감지되는 파형(W2)은, 제1 시점(T1)으로부터 소정 시간이 경과한 제2 시점(T2)에서의 크기(진폭)가 기준 크기(REF)보다 클 수 있다.
게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 제2 시점(T2)에서 파형(W2)의 크기가 기준 크기(REF)보다 큰 경우, 제9 차단기(CB9)의 이탈 가능성이 존재하는 것으로 감지할 수 있다.
즉, 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치 동작 시 발생하는 진동에 기초하여, 스위치의 미동작을 감지하거나, 차단기의 이탈 가능성을 효과적으로 감지할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 실시 예에 따라 특정 차단기의 이탈 가능성이 감지되었을 때 제공되는 알림의 일례를 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하면, 게이트웨이(14)의 컨트롤러(144)는, 도 7의 실시 예와 같이 제9 차단기(CB9)의 이탈 가능성이 감지되는 경우, HMI(40)를 통해 제9 차단기(CB9)의 이탈 가능성을 알리는 화면(800)을 표시할 수 있다.
예컨대, 화면(800)은 제9 차단기(CB9)의 이탈 가능성이 감지됨에 따라, 관리자 또는 사용자로 하여금 제9 차단기(CB9)의 체결상태를 확인하도록 유도하는 메시지를 포함할 수 있다. 관리자 또는 사용자는 상기 화면(800)에 기초하여 제9 차단기(CB9)의 이탈 가능성이 존재함을 편리하게 확인할 수 있고, 이에 따른 조치를 취할 수 있을 것이다.
즉, 차단기 관리 시스템은 차단기의 스위치 동작 시 발생하는 진동에 기초하여, 스위치의 미동작을 감지하거나, 차단기의 이탈 가능성을 효과적으로 감지하여 관리자 또는 사용자에게 감지 결과를 제공할 수 있다. 이에 따라, 관리자 또는 사용자는 배전반 패널(10) 내의 차단기들을 보다 편리하고 효과적으로 관리할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 차단기에 포함된 스위치의 동작 시 발생하는 진동을 감지하는 진동 감지 센서; 및
    상기 스위치를 제어하는 제어신호를 상기 차단기로 전송하고, 상기 진동 감지 센서에서 감지된 진동의 파형인 감지파형에 기초하여 상기 차단기의 이탈 가능성 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하는 제어 장치를 포함하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는 기준파형이 저장되는 메모리를 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 기준파형과 상기 감지파형을 비교해 상기 차단기의 이탈 가능성 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 기준파형과 상기 감지파형 사이의 차이가 임계치를 초과하지 않는 경우 상기 차단기를 정상상태로 판정하고,
    상기 기준파형과 상기 감지파형 사이의 차이가 임계치를 초과하는 경우 상기 차단기의 이탈 가능성이 있거나 상기 스위치가 미동작 상태인 것으로 판정하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    미리 정해진 시점에서 상기 감지파형의 크기가 기준 크기보다 큰 경우, 상기 차단기의 이탈 가능성가능성이 있는 것으로 판정하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    미리 정해진 시점에서 상기 감지파형의 크기가 기준 크기보다 작은 경우, 상기 스위치가 미동작 상태인 것으로 판정하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 스위치가 정상 동작 시 발생하는 파형들을 상기 메모리에 누적하여 저장하고,
    누적 저장된 파형들에 기초하여 상기 기준파형을 업데이트하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 배전반 패널에 구비되는 게이트웨이를 포함하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 배전반 패널에 구비되는 게이트웨이를 포함하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 게이트웨이와 연결되는 데이터 로거(data logger)를 더 포함하고,
    상기 데이터 로거는,
    상기 게이트웨이로부터 상기 감지파형에 대한 데이터를 수신하고,
    수신된 데이터에 기초하여 상기 차단기의 이탈 가능성 또는 상기 스위치의 미동작을 감지하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 차단기의 이탈 가능성이 있거나 상기 스위치가 미동작 상태인 것으로 감지되면, 감지 결과를 단말기로 전송하는 배전반 내 차단기 관리 시스템.
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