KR100900273B1 - Electronic watt hour meter having arc detection function - Google Patents

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KR100900273B1
KR100900273B1 KR1020080047171A KR20080047171A KR100900273B1 KR 100900273 B1 KR100900273 B1 KR 100900273B1 KR 1020080047171 A KR1020080047171 A KR 1020080047171A KR 20080047171 A KR20080047171 A KR 20080047171A KR 100900273 B1 KR100900273 B1 KR 100900273B1
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이영운
정창용
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주식회사 루텍
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Abstract

본 발명은 전력량계에 관한 것으로, 보다 자세하게는 방전 현상의 일종인 아크를 감지하여 안전성을 극대화한 전력량계에 관한 것이다.The present invention relates to a power meter, and more particularly, to a power meter that maximizes safety by detecting an arc, which is a kind of discharge phenomenon.

본 발명은 전기적으로 연결된 부하의 소비전력을 측정하기 위한 전력량계로서, 상기 부하의 소비전류에 비례하는 전류출력신호를 생성하는 계기용변류기; 배선의 부하전압에 비례하는 전압출력신호를 생성하는 계기용변압기; 상기 계기용변류기 및 상기 계기용변압기로부터 생성되는 아날로그 형태의 상기 전류출력신호 및 상기 전압출력신호를 디지털 형태로 변환시키는 A/D컨버터; 및 디지털 형태로 변환된 상기 전류출력신호 및 상기 전압출력신호 전송받고 이를 누적하여 상기 부하에서 소비된 전력량에 대한 소비전력정보를 산출하며, 전송받은 디지털 형태의 상기 전류출력신호를 참조하여 유해 아크가 발생 유무를 판단하고 위험신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.The present invention provides a power meter for measuring power consumption of an electrically connected load, comprising: a current transformer for generating a current output signal proportional to the current consumption of the load; An instrument transformer for generating a voltage output signal proportional to the load voltage of the wiring; An A / D converter for converting the current output signal and the voltage output signal in analog form generated from the instrument current transformer and the instrument transformer; And receiving and accumulating the current output signal and the voltage output signal converted into a digital form, calculating power consumption information on the amount of power consumed by the load, and generating a harmful arc by referring to the received digital output current output signal. And a controller for determining whether there is an occurrence and outputting a danger signal.

아크, 불연속, 전기화재, 누전, 전력량계, CT, PT, ZCT Arc, Discontinuity, Electric Fire, Short Circuit, Electricity Meter, CT, PT, ZCT

Description

아크 감지기능을 갖는 전력량계{Electronic watt hour meter having arc detection function}Electronic watt hour meter having arc detection function

본 발명은 전력량계에 관한 것으로, 보다 자세하게는 방전 현상의 일종인 아크를 감지하여 안전성을 극대화한 전력량계에 관한 것이다.The present invention relates to a power meter, and more particularly, to a power meter that maximizes safety by detecting an arc, which is a kind of discharge phenomenon.

현재 세계 어느 곳에 가더라도 전기를 이용하고 있지 않은 곳은 없을 정도로 전기 에너지는 우리의 삶과 밀접한 관계를 맺게 되었다.Nowhere else in the world do we use electricity, so electrical energy has become so closely related to our lives.

이러한 전기 에너지는 사용자가 의도하지 않은 과전류나 누전 등의 이유로 사고를 야기할 수 있으며, 이에 따라 사용자를 전기사고의 위험으로부터 보호하기 위해 배선용 차단기나 누전용 차단기 등의 보호 장비가 개발되었다.Such electrical energy may cause an accident due to an overcurrent or a short circuit which is not intended by the user. Accordingly, in order to protect the user from the risk of an electrical accident, protective equipment such as a circuit breaker or a circuit breaker has been developed.

그러나, 이와 같은 보호 장비들이 설치되어 있음에도 불구하고, 국내에서 일어나는 화재사고 중 전기화재가 34%의 비중을 차지할 정도로 사용자를 완벽히 보호하지 못하고 있는 실정이다.However, despite the installation of such protective equipment, electric fires account for 34% of domestic fire accidents.

이처럼 전기화재가 높은 비중을 차지하는 이유는, 전기화재의 경우 배선용 차단기나 누전용 차단기로 예방할 수 없는 아크 결함(Arc fault)으로 인한 화재의 발생비율이 높기 때문이다.The reason why electrical fires occupy a high proportion is that electrical fires have a high rate of fire due to arc faults that cannot be prevented by wiring breakers or earth leakage circuit breakers.

이러한 아크 결함은 저전류 및 고임피던스의 특성을 가지고, 바이메탈의 동작지점인 차단기의 열적 임계값(Thermalthreshold) 이하의 평균 실효값(Root MeanSquare: RMS)을 갖는 전류를 발생시키기 때문에, 기존의 배선차단기 및 누전차단기가 동작하지 않고 그에 따라 화재가 발생하는 경우가 많아진다.These arc faults have characteristics of low current and high impedance, and generate a current having a root mean square (RMS) below the thermal threshold of the breaker, which is the operating point of the bimetal. And a ground fault breaker does not operate and the fire often occurs accordingly.

그럼에도 불구하고, 상기 아크 결함은 벽면 내부의 옥내 배선 등에서 고온으로 발생하기 때문에 매우 위험하다.Nevertheless, the arc defects are very dangerous because they occur at high temperatures in indoor wirings inside walls.

아크 결함이 발생하는 원인으로는 가정용, 산업용 등과 같은 일반 전기설비에서 저전압 배전설비의 벽면 등에 설치된 케이블이 열화 또는 노화되거나, 습기나 쥐와 같은 동물들에 의한 손상, 벽면의 못 등에 의한 절연 및 배선 파괴 등을 들 수 있고, 부하율이 낮은 심야 시간에는 순간 과전압이 발전하여 아크가 발생하기도 한다. 또한, 위와 같이 아크가 발생하면 절연체의 표면이 탄화로 인하여 열분해 되어, 전기도체가 되면서 연소 연료의 역할을 수행함으로써 화재가 발생하게 된다.The causes of arc defects include cables that are installed on the walls of low-voltage power distribution facilities in general electrical equipment such as homes and industries, such as deterioration or aging, damage caused by moisture or animals such as mice, and insulation and wiring due to wall nails. Destruction, etc. In the late-night time with a low load factor, an instantaneous overvoltage develops and an arc may occur. In addition, when the arc occurs as described above, the surface of the insulator is pyrolyzed due to carbonization, and thus becomes an electric conductor, thereby causing a fire by performing the role of combustion fuel.

앞서 살펴본 바와 같은 위험을 안고 있는 아크 결함은 때와 장소를 가리지 않고 사용자에게 큰 위험이 될 수 있으므로, 전기를 사용하는 사용자의 가까이에서 빠르고 정확하게 검출하는 것이 무엇보다 중요하다.The risk of arc defects, as discussed above, can be a huge danger to users, regardless of time or place, so it is important to detect them quickly and accurately near users who use electricity.

본 발명은 위와 같은 요구에 부응하기 위한 것으로, 전력 소비처마다 전력소비를 측정하기 위해 구비되는 전력량계에 아크 감지기능을 부가하여 전기화재사고로부터 사용자를 보호할 수 있는 아크 감지기능을 갖는 전력량계를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to meet the above requirements, to provide a power meter having an arc detection function that can protect the user from electrical fire accident by adding an arc detection function to the electricity meter provided to measure the power consumption for each power consumer. Its purpose is to.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기적으로 연결된 부하의 소비전력을 측정하기 위한 전력량계로서, 상기 부하의 소비전류에 비례하는 전류출력신호를 생성하는 계기용변류기; 배선의 부하전압에 비례하는 전압출력신호를 생성하는 계기용변압기; 상기 계기용변류기 및 상기 계기용변압기로부터 생성되는 아날로그 형태의 상기 전류출력신호 및 상기 전압출력신호를 디지털 형태로 변환시키는 A/D컨버터; 및 디지털 형태로 변환된 상기 전류출력신호 및 상기 전압출력신호 전송받고 이를 누적하여 상기 부하에서 소비된 전력량에 대한 소비전력정보를 산출하며, 전송받은 디지털 형태의 상기 전류출력신호에 불연속점이 존재하되, 상기 전류출력신호의 크기가 설정 전류크기보다 크고 제 1 설정 시간 내 존재하는 불연속점의 수가 소정 개 이상일 경우, 유해 아크가 발생한 것으로 판단하고 위험신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.The present invention for achieving the above object is, a power meter for measuring the power consumption of the electrically connected load, instrument current transformer for generating a current output signal proportional to the current consumption of the load; An instrument transformer for generating a voltage output signal proportional to the load voltage of the wiring; An A / D converter for converting the current output signal and the voltage output signal in analog form generated from the instrument current transformer and the instrument transformer; And receiving and accumulating the current output signal and the voltage output signal converted into a digital form, calculating power consumption information on the amount of power consumed by the load, and discontinuous points exist in the received digital output current output signal. And a controller that determines that a harmful arc has occurred and outputs a danger signal when the magnitude of the current output signal is greater than a set current size and the number of discontinuous points existing within a first set time is more than a predetermined number.

본 발명에 따르면, 전력 소비처마다 전력소비를 측정하기 위해 구비되는 전 력량계를 통해 부하로부터 소비되는 전력량을 산출하면서도, 유해 아크를 효율적으로 감지함으로써 전기화재사고로부터 사용자를 보호할 수 있다.According to the present invention, while calculating the amount of power consumed from the load through a power meter provided to measure the power consumption for each power consumer, it is possible to protect the user from the electric fire accident by efficiently detecting the harmful arc.

아울러 본 발명은 누전과 온도에 의한 이상 유무도 감지할 수 있으며 이러한 감지내용과 산출된 전력량을 통신부를 통해 외부로 전송함으로써 외부에서도 원거리에 위치한 사용자가 용이하게 전력량계의 구동상태를 알 수 있다.In addition, the present invention can detect the presence or absence of abnormality due to the short circuit and temperature, and by transmitting the detected content and the calculated amount of power to the outside through the communication unit, the user located at a long distance from the outside can easily know the driving state of the electricity meter.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아크 감지기능을 갖는 전력량계를 설명하도록 한다.Hereinafter, a power meter having an arc detection function according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아크 감지기능을 갖는 전력량계의 구성도이다. 도 1에 도시된 것과 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아크 감지기능을 갖는 전력량계(100)는 계기용변류기(120)와 계기용변압기(130)와 A/D컨버터(140) 및 제어부(150)를 포함한다.1 is a block diagram of a power meter having an arc detection function according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wattmeter 100 having an arc sensing function according to an exemplary embodiment of the present invention includes an instrument current transformer 120, an instrument transformer 130, an A / D converter 140, and a controller ( 150).

계기용변류기(CT, 120)는 전원(10)으로부터 공급되는 부하(20)의 소비전류를 검출하여, 이에 비례하는 전류출력신호를 생성한다. 이러한 전류출력신호는 종래의 전력량계에서와 같이 전력량을 산출하는데 이용될 뿐만 아니라, 후술할 제어부(150)가 아크에 따른 위험을 판단하고 이에 따른 조치를 취하는데 이용될 수 있다.The instrument current transformer CT 120 detects a current consumption of the load 20 supplied from the power source 10 and generates a current output signal proportional thereto. This current output signal may be used to calculate the amount of power as in the conventional wattmeter, and may also be used by the controller 150, which will be described later, to determine a risk due to an arc and take an action accordingly.

본 발명은 이와 같이 전력량 산출과 아크 감지의 두 기능을 수행함에 있어서 하나의 계기용변류기(120)를 이용하게 되므로, 중복되는 구성에 의한 낭비가 없으며, 전력량계와 아크감지장치를 따로 구비하는 것보다 훨씬 작은 크기로 제작할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, since one instrument current transformer 120 is used in performing the two functions of calculating the amount of electricity and detecting the arc, there is no waste due to the overlapping configuration, rather than having a separate wattmeter and the arc detecting device separately. The advantage is that it can be made much smaller.

계기용변압기(PT, 130)는 부하(20)와 전기적으로 연결된 배선의 부하전압에 비례하는 전압출력신호를 생성하는데, 이러한 전압출력신호는 계기용변류기(120)에서 생성된 전류출력신호와 함께 부하(20)에 의한 소비전력을 산출하는데 이용된다.Instrument transformer (PT, 130) generates a voltage output signal proportional to the load voltage of the wiring electrically connected to the load 20, such a voltage output signal with the current output signal generated by the instrument current transformer (120) It is used to calculate the power consumption by the load 20.

한편, 본 발명에 따른 전력량계는 선택적으로 영상전류변류기(110)를 더 포함할 수 있는데, 영상전류변류기(ZCT, 110)는 전원(10)으로부터 전력을 공급받으며, 전력량계(100)와 전기적으로 병렬 연결된 부하(20)로부터의 누전이 발생하면 영상전류신호를 생성한다.On the other hand, the electricity meter according to the present invention may optionally further include an image current transformer 110, the image current transformer (ZCT, 110) is supplied with power from the power source 10, and electrically parallel with the electricity meter 100 When a short circuit from the connected load 20 occurs, an image current signal is generated.

이러한 영상전류변류기(110)는 누전이 없는 상태에서는 영상변류기를 통해 흐르는 전류와 돌아가는 전류가 서로 상쇄되나, 누전이 발생한 상태에서는 영상변류기를 통해 흐르는 전류에 차가 생기는 원리를 이용하여 누전을 감지하게 된다.In the image current transformer 110, the current flowing through the image current transformer and the return current cancel each other in the absence of a short circuit, but in the state where the short circuit occurs, the current leakage is detected using the principle that a difference occurs in the current flowing through the current transformer. .

A/D컨버터(140)는 영상전류변류기(110)와 계기용변류기(120) 및 계기용변압기(130)로부터 생성된 아날로그 형태의 상기 영상전류신호와 상기 전류출력신호 및 상기 전압출력신호를 디지털 형태로 변환하여 단일 프로세서 칩으로 구현될 수 있는 제어부(150)가 용이하게 인식할 수 있도록 한다.The A / D converter 140 digitally converts the image current signal, the current output signal, and the voltage output signal in analog form generated from the image current transformer 110, the instrument current transformer 120, and the instrument transformer 130. The control unit 150, which can be converted into a form and implemented as a single processor chip, can be easily recognized.

제어부(150)는 A/D컨버터(140)를 통해 디지털 형태로 변환된 상기 전류출력신호 및 상기 전압출력신호 전송받고 이를 누적하여 상기 부하에서 소비된 전력량에 대한 소비전력정보를 산출한다.The controller 150 receives the current output signal and the voltage output signal converted into the digital form through the A / D converter 140 and accumulates them to calculate power consumption information on the amount of power consumed by the load.

계기용변류기(120)와 계기용변압기(130)를 통해 부하(20)에 의한 소비전력량을 산출하는 것은 이미 널리 알려진 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Calculating the amount of power consumed by the load 20 through the instrument transformer 120 and the instrument transformer 130 is already a well known technique, a detailed description thereof will be omitted.

그리고, 본 발명에 따른 제어부(150)는 부하(20)에서의 전기사고를 방지하기 위험상황을 판단하는데, 이를 위해 먼저, 영상전류변류기(110)가 누전을 감지하여 영상전류신호를 생성한 경우, A/D컨버터(140)를 통해 디지털 형태로 변환된 상기 영상전류신호를 전송받은 경우 누전위험신호를 출력할 수 있다.In addition, the controller 150 according to the present invention determines a dangerous situation to prevent an electric accident in the load 20. To this end, first, when the image current transformer 110 detects a short circuit and generates an image current signal. When the image current signal converted into a digital form is received through the A / D converter 140, a short circuit risk signal may be output.

또한, 상기 전류출력신호를 통해 위험상황을 판단하게 되는데, 이를 위해 제어부(150)는 도 3에 도시된 것과 같이 A/D컨버터(140)를 통해 전송받은 디지털 형태의 상기 전류출력신호에 불연속점이 존재하는지 판단하고, 만일 불연속점이 존재할 경우, 다시 상기 전류출력신호의 크기가 설정 전류크기보다 큰지 판단하게 된다.
여기서, 불연속점이란, 직전의 전류출력신호 평균값을 현재의 전류출력신호 평균값과 비교했을 때, 설정범위 이상을 벗어나 정상적으로 산출될 수 없는 차이값을 보이는 경우를 말하는 것으로, 통칭되는 불연속 디지털 신호의 개념과는 다른 것을 의미한다.
한편, 제어부(150)가 디지털 형태의 상기 출력신호에 불연속점이 존재하는지 판단하는 방법은, 디지털 형태의 전류출력신호에서 샘플링 간격 간의 전류변화 크기를 연산하고, 직전의 샘플링 값을 그 양측의 샘플링값 평균과 비교하여, 상기 직전의 샘플링값과 상기 평균의 차이값이 일정값 이상이면 불연속점이 존재하는 것으로 판단하는 방법 등이 이용될 수 있다.
이와 같은 판단방법은 이미 당해 기술 분야의 종사자에게 널리 알려진 사항이며, 국내 등록특허 제10-0695535호(2007년 3월 8일 등록) 등을 통해 공지된 바 있다.In addition, the dangerous situation is determined through the current output signal. For this purpose, the controller 150 has a discontinuity point in the digital output current output signal transmitted through the A / D converter 140 as shown in FIG. 3. If there is a discontinuity point, it is again determined whether the magnitude of the current output signal is greater than the set current size.
Here, the discontinuity point refers to a case where a difference value which cannot be calculated normally outside the set range is shown when comparing the average value of the current output signal with the current average value of the current output signal. It means something different than.
On the other hand, the control unit 150 determines whether there is a discontinuity point in the output signal of the digital form, calculates the magnitude of the current change between the sampling interval in the current output signal of the digital form, the previous sampling value to the sampling value of both sides In comparison with the average, a method of determining that there is a discontinuity point if the difference between the sampling value immediately before the average and the average is a predetermined value or the like may be used.
Such a method of determination is already well known to those skilled in the art, and has been known through Korean Patent Registration No. 10-0695535 (registered on March 8, 2007).

이때, 상기 설정전류값은 전력량계(100)를 설계하는 설계자가 변경 가능한 값으로, 설계자의 의도와 전력량계(100)에 요구되는 안전기준에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.In this case, the set current value is a value that can be changed by the designer who designs the electricity meter 100, and may vary depending on the intention of the designer and safety standards required for the electricity meter 100.

또한, 상기 전류출력신호의 크기가 상기 설정 전류크기보다 클 경우, 다시 제 1 설정 시간 내 존재하는 불연속점의 수를 계수하고, 계수된 상기 불연속점의 수가 소정 개 이상인지 판별하여 상기 불연속점의 수가 소정 개 이상일 경우 위험신호를 출력한다.In addition, when the magnitude of the current output signal is larger than the set current size, the number of discontinuous points existing within the first set time is counted again, and the number of the discontinuous points counted is determined to be equal to or greater than a predetermined number of the discontinuous points. If the number is more than a predetermined number, a danger signal is output.

여기서도, 상기 제 1 설정시간과 소정 개수가 설계자의 의도와 전력량계(100)에 요구되는 안전기준에 따라 얼마든지 달라질 수 있음은 물론이다.Here, of course, the first set time and the predetermined number may vary depending on the intention of the designer and the safety standards required for the electricity meter 100.

더 나아가 본 발명의 제어부(150)는 전송받은 디지털 형태의 상기 전류출력신호에 불연속점이 존재하되, 상기 전류출력신호의 크기가 설정 전류크기보다 작고, 제 2 설정 시간 내에 상기 불연속점 간의 폭 변화가 있을 경우, 유해 아크가 존재하는 것으로 판단하고 위험신호를 더 출력할 수도 있다.Furthermore, the controller 150 of the present invention has a discontinuity point in the received digital output current output signal, the magnitude of the current output signal is smaller than the set current size, the width change between the discontinuous points within a second set time If so, it may be determined that a hazardous arc is present and may output more dangerous signals.

여기서, 상기 제 2 설정 시간은 설계자의 의도와 전력량계(100)에 요구되는 안전기준에 따라 달라질 수 있으며, 경우에 따라 상기 제 1 설정 시간과 동일한 값으로 설정될 수도 있다.Here, the second setting time may vary according to a designer's intention and a safety standard required for the electricity meter 100, and in some cases, may be set to the same value as the first setting time.

한편, 본 발명은 도 1에 도시된 것과 같이 경고신호출력부(160)를 더 포함할 수도 있는데, 이러한 경고신호출력부(160)는 제어부(150)가 위험신호나 누전위험신호를 출력할 경우, 사용자가 청각적으로 인식 가능한 경고신호를 출력한다.On the other hand, the present invention may further include a warning signal output unit 160, as shown in Figure 1, such a warning signal output unit 160, when the controller 150 outputs a danger signal or a short circuit danger signal In addition, a warning signal that is audibly recognized by the user is output.

이러한 구성을 통해 본 발명은 원거리에 위치한 사용자도 전기사고에 의한 위험 상황에 처해 있음을 용이하게 인식할 수 있도록 한다.Through such a configuration, the present invention makes it possible to easily recognize that a user located at a remote location is in a dangerous situation due to an electric accident.

그리고, 본 발명의 전력량계(100)는 제어부에 의해 산출된 상기 소비전력정보를 사용자가 시각적으로 인식 가능하도록 출력하는 화면표시수단(170)을 더 포함하는 것이 바람직하며, 이러한 화면표시수단은 도트 매트릭스, 세븐 세그먼트 또는 엘시디를 통해 구현될 수 있다,In addition, the electricity meter 100 of the present invention preferably further comprises a screen display means 170 for outputting the power consumption information calculated by the control unit so that the user can visually recognize, the screen display means is a dot matrix , May be implemented through seven segments or LCD,

또한, 본 발명은 제어부(150)에서 위험신호나 누전위험신호를 출력할 경우, 화면표시수단(180)을 통해 사용자가 시각적으로 인식 가능한 위험경고정보를 출력하도록 할 수 있다.In addition, when the controller 150 outputs a danger signal or a short circuit danger signal, the controller 150 may output the danger warning information visually recognizable by the user through the screen display means 180.

이와 같이, 화면표시수단(170)을 통해 위험경고정보를 출력함으로써, 본 발명은 사용자가 시각적으로 위험상황을 인지할 수 있도록 한다.As such, by outputting the danger warning information through the screen display means 170, the present invention allows the user to visually recognize the danger situation.

따라서, 청각 능력이 떨어지는 사용자라 하더라도 용이하게 유해 아크로 인한 위험상황을 파악할 수 있다.Therefore, even a user with poor hearing ability can easily grasp the dangerous situation caused by the harmful arc.

나아가, 본 발명은 실시예에 따라 온도감지부(180)를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the present invention may further include a temperature sensing unit 180 according to an embodiment.

일반적으로, 누전이나 기타 전기적으로 불안정한 상태에서는 고열이 발생되며, 과열은 오동작의 주요 원인이 되므로 이러한 상태를 감지하여 사용자에게 통보하는 것이 바람직하다.In general, a high temperature is generated in a short circuit or other electrically unstable state, and overheating is a major cause of malfunction, so it is desirable to detect the state and notify the user.

이를 위해서 본 발명은 전력량계(100) 또는 부하(20)의 주변 대기 온도를 감지하여 위험신호를 출력할 수도 있는데, 이때 온도감지부(180)가 이용된다.To this end, the present invention may output a dangerous signal by sensing the ambient air temperature of the wattmeter 100 or the load 20, in which a temperature sensing unit 180 is used.

온도감지부(180)는 전력량계(100) 또는 부하(20)의 일단이나 그 부근에 온도센서(미도시) 등을 구비하여 전력량계(100) 또는 부하(20)의 온도를 측정하게 되며, 이렇게 측정된 온도는 제어부(150)에 기설정된 온도정보와 비교된다.The temperature sensing unit 180 measures a temperature of the electricity meter 100 or the load 20 by having a temperature sensor (not shown) at one end of the electricity meter 100 or the load 20, or the vicinity thereof. The temperature is compared with the temperature information preset in the controller 150.

만일 상기 측정된 온도가 기설정된 온도보다 높을 경우 제어부(150)는 화재의 위험이 존재하는 상황인 것으로 판단하고 화재위험신호를 출력하게 된다.If the measured temperature is higher than the preset temperature, the controller 150 determines that the risk of fire exists and outputs a fire danger signal.

이때 기설정된 온도정보는 전력량계(100)가 설치되는 위치나 부하(20)의 특성 등을 반영하여 변경될 수도 있으며, 이때, 상기 온도센서(미도시)가 구비되는 위치는 사용자의 의도에 따라 전력량계(100) 또는 부하(20)의 내부일 수도 있다.In this case, the preset temperature information may be changed to reflect the location of the power meter 100 or the characteristics of the load 20, etc. At this time, the location of the temperature sensor (not shown) is provided according to the user's intention. It may be inside the load 100 or the load 20.

그리고, 온도비교에 의하여 제어부(150)가 위험신호를 출력하게 되는 경우에는 경고신호출력부(160)와 화면표시수단(170)가 유해아크 감지에 의해 위험신호를 출력된 때와는 다른 정보를 출력하도록 하여 사용자가 현재 위험 상황이 유해아크에 의한 것인지 아니면 과열에 의한 것인지 인식할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.When the controller 150 outputs a dangerous signal due to temperature comparison, the warning signal output unit 160 and the screen display unit 170 may provide different information than when the dangerous signal is output by detecting a hazardous arc. It is desirable to allow the user to recognize whether the current dangerous situation is caused by a hazardous arc or overheating.

이와 더불어, 상기 측정된 온도와 기설정된 온도정보의 비교 결과에 따라 경고신호출력부(160)와 화면표시수단(170)가 다른 정보를 출력하도록 할 수도 있는데, 예를 들어 상기 측정된 온도가 기설정된 온도정보보다 30% 더 높을 경우 화면표시수단(170)은 노란색의 메시지를 출력하고 경고신호출력부(160)는 80dB 수준의 경고신호를 출력하나, 상기 측정된 온도가 기설정된 온도정보보다 60% 이상 더 높을 경우에는 화면표시수단(170)은 붉은색의 메시지를 출력하고 경고신호출력부(160)는 100dB 수준의 경고신호를 출력할 수 있다.In addition, the warning signal output unit 160 and the screen display unit 170 may output different information according to a result of the comparison of the measured temperature with preset temperature information. If it is 30% higher than the set temperature information, the screen display means 170 outputs a yellow message and the warning signal output unit 160 outputs a warning signal of 80 dB level, but the measured temperature is 60 than the preset temperature information. When higher than%, the screen display means 170 may output a red message, and the warning signal output unit 160 may output a warning signal having a level of 100 dB.

나아가, 본 발명에 따른 아크감지기능을 갖는 전력량계는 통신부(190)를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the electricity meter having an arc detection function according to the present invention may further include a communication unit 190.

이러한 통신부(190)는 제어부(150)를 통해 산출된 상기 소비전력정보나 상기 온도제어부를 통해 측정된 상기 온도에 관한 정보 또는 상기 제어부로부터 출력된 위험신호나 화재위험신호 또는 누전위험신호를 외부로 송출하여 전력량계의 구동상태를 외부에 위치한 모니터링 시스템(미도시)과 같은 구성을 통해 모니터링할 수 있도록 한다.The communication unit 190 externally transmits the power consumption information calculated through the control unit 150 or the information on the temperature measured by the temperature control unit, or a danger signal or a fire danger signal or a short circuit danger signal output from the control unit. By sending it out, the driving status of the electricity meter can be monitored through a configuration such as a monitoring system (not shown) located outside.

나아가, 이렇게 통신부를 통해 외부로 송출된 이러한 각종 정보는 적절한 데이터 변환을 거친 뒤 핸드폰 등의 사용자단말(미도시)로 전송될 수도 있다.Furthermore, such various information transmitted to the outside through the communication unit may be transmitted to a user terminal (not shown) such as a mobile phone after appropriate data conversion.

이와 같은 구성을 통해 본 발명은 아크사고 등으로 야기된 위험 상황을 원거리에 위치한 사용자에게 용이하게 통보할 수 있으며, 나아가 서버 등을 통해 위험신호 송수신에 관한 정보를 기록함으로써 위험사고 예상지역을 파악하는데 이용될 수도 있다.Through such a configuration, the present invention can easily notify a remotely located user of a dangerous situation caused by an arc accident, and further, to identify a dangerous accident predicted area by recording information on transmitting and receiving a dangerous signal through a server or the like. May be used.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated by the limited embodiment and drawing, this invention is not limited by this, The person of ordinary skill in the art to which this invention belongs, Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalent claims.

예를 들어, 제어부(150)를 통해 입력되는 신호들이 미약할 경우 증폭기(AMP, 미도시) 등의 구성을 통해 이들 신호를 증폭하는 등의 구성이 더 포함되는 것도 얼마든지 가능하다.For example, when the signals input through the controller 150 are weak, it is also possible to further include a configuration such as amplifying these signals through the configuration of an amplifier (AMP, not shown).

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 아크 감지기능을 갖는 전력량계의 구성도,1 is a block diagram of a power meter having an arc detection function according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 제어부가 유해 아크를 판별하는 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart sequentially illustrating a process of determining a harmful arc by the control unit shown in FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 영상변류기 120 : 계기용변류기110: current transformer 120: instrument current transformer

130 : 계기용변압기 140 : A/D컨버터130: instrument transformer 140: A / D converter

150 : 제어부 160 : 경고신호출력부150: control unit 160: warning signal output unit

170 : 화면표시수단 180 : 온도감지부170: screen display means 180: temperature detection unit

190 : 통신부190: communication unit

Claims (8)

삭제delete 전기적으로 연결된 부하의 소비전력을 측정하기 위한 전력량계에 있어서,In the electricity meter for measuring the power consumption of the electrically connected load, 상기 부하의 소비전류에 비례하는 전류출력신호를 생성하는 계기용변류기;An instrument current transformer for generating a current output signal proportional to the current consumption of the load; 배선의 부하전압에 비례하는 전압출력신호를 생성하는 계기용변압기;An instrument transformer for generating a voltage output signal proportional to the load voltage of the wiring; 상기 계기용변류기 및 상기 계기용변압기로부터 생성되는 아날로그 형태의 상기 전류출력신호 및 상기 전압출력신호를 디지털 형태로 변환시키는 A/D컨버터; 및An A / D converter for converting the current output signal and the voltage output signal in analog form generated from the instrument current transformer and the instrument transformer; And 디지털 형태로 변환된 상기 전류출력신호 및 상기 전압출력신호를 전송받고 이를 누적하여 상기 부하에서 소비된 전력량에 대한 소비전력정보를 산출하며, 전송받은 디지털 형태의 상기 전류출력신호에 불연속점이 존재하되, 상기 전류출력신호의 크기가 설정 전류크기보다 크고 제 1 설정 시간 내 존재하는 불연속점의 수가 소정 개 이상일 경우, 유해 아크가 발생한 것으로 판단하고 위험신호를 출력하고, 전송받은 디지털 형태의 상기 전류출력신호에 불연속점이 존재하되, 상기 전류출력신호의 크기가 설정 전류크기보다 작고 제 2 설정 시간 내에 존재하는 불연속점 간의 폭에 변화가 있을 경우 유해 아크가 발생한 것으로 판단하고 위험신호를 더 출력하는 제어부;Receives the current output signal and the voltage output signal converted into a digital form and accumulates it to calculate power consumption information on the amount of power consumed by the load, the discontinuous point exists in the received digital output current output signal, When the magnitude of the current output signal is larger than the set current size and the number of discontinuities existing within the first set time is more than a predetermined number, it is determined that a harmful arc has occurred and a dangerous signal is output, and the received digital form of the current output signal A control unit for determining that a harmful arc is generated when the magnitude of the current output signal is smaller than the set current size and there is a change in the width between the discontinuous points existing within the second set time; 를 포함하는 아크 감지기능을 갖는 전력량계.Power meter with an arc detection function comprising a. 제 2항에 있어서, 상기 아크 감지기능을 갖는 전력량계는,The power meter of claim 2, wherein the power meter having an arc detection function is provided. 상기 부하로부터의 누전 발생 시 영상전류신호를 생성하는 영상전류변류기를 더 포함하고,And a video current transformer for generating a video current signal when a short circuit occurs from the load. 상기 A/D컨버터는 상기 영상전류변류기로부터 생성되는 아날로그 형태의 상기 영상전류신호를 디지털 형태로 더 변환시키며,The A / D converter further converts the image current signal of the analog form generated from the image current transformer to a digital form, 상기 제어부는, 디지털 형태의 상기 영상전류신호를 전송받을 경우 누전이 발생한 것으로 판단하고 누전위험신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 아크 감지기능을 갖는 전력량계.The control unit, when receiving the image current signal in the digital form, the electric power meter having an arc detection function characterized in that it is determined that a short circuit has occurred and further outputs a short circuit risk signal. 제 3항에 있어서, 상기 아크 감지기능을 갖는 전력량계는,The power meter of claim 3, wherein the power meter having an arc detection function is provided. 상기 부하 또는 상기 전력량계 주변의 온도를 측정하기 위한 온도감지부를 더 포함하고,Further comprising a temperature sensing unit for measuring the temperature around the load or the electricity meter, 상기 제어부는,The control unit, 기설정된 화재경고 온도정보가 상기 온도감지부를 통해 측정된 상기 부하 또 는 상기 전력량계 주변의 온도를 초과할 경우 화재위험신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 아크 감지기능을 갖는 전력량계.A power meter having an arc detection function, characterized by further outputting a fire hazard signal when predetermined fire warning temperature information exceeds a temperature around the load or the electricity meter measured by the temperature sensing unit. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제어부가 The controller 위험신호, 누전위험신호, 화재위험신호 중 어느 하나를 출력할 경우,When outputting any one of danger signal, earth leakage danger signal and fire danger signal, 사용자가 청각적으로 인식 가능한 경고신호를 출력하는 경고신호출력부;A warning signal output unit configured to output a warning signal recognizable by a user; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 감지기능을 갖는 전력량계.A power meter having an arc detection function further comprising. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 소비전력정보를 사용자가 시각적으로 인식 가능하도록 출력하는 화면표시수단;Screen display means for outputting the power consumption information to be visually recognized by a user; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 감지기능을 갖는 전력량계.A wattmeter with an arc detection function further comprising. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제어부로부터 산출된 상기 소비전력정보, 상기 온도감지부를 통해 측정된 상기 온도에 관한 정보, 및 상기 제어부로부터 출력되는 위험신호나 누전위험신 호 또는 화재위험신호를 외부로 송신하기 위한 통신부;A communication unit for transmitting externally the power consumption information calculated from the control unit, information about the temperature measured through the temperature detection unit, and a danger signal, an electric leakage risk signal or a fire danger signal output from the control unit; 를 더 포함하는 아크 감지기능을 갖는 전력량계.A power meter having an arc detection function further comprising. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 제어부가 위험신호, 누전위험신호 또는 화재위험신호 중 어느 하나를 출력할 경우,When the control unit outputs any one of a danger signal, an electric leakage danger signal or a fire danger signal, 상기 화면표시수단을 통해 사용자가 시각적으로 인식 가능한 위험경고정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 아크 감지기능을 갖는 전력량계.A power meter having an arc detection function, characterized in that for outputting the danger warning information visually recognizable by the user through the screen display means.
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