KR20240112565A - Wireless transmission module using energy harvesting and wiresless warning apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈과 이를 적용한 배전반 상태 무선 경고장치에 관한 것으로서, 특히 도선 주변의 누설 자계 수집하여 전기에너지를 생성하고, 이를 통해 무선 통신을 하며, 배전반 및 도선의 상태를 측정한 후 외부로 알릴 수 있는 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈과 이를 적용한 배전반 상태 무선 경고장치에 관한 것이다.
본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈은, 배전반 내부에 설치된 도체 주위에 배치되어 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성하는 유도코일부와; 상기 유도코일부에 연결되어 교류를 직류로 변환시키는 전력변환부와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 배전반 내부 또는 상기 도체의 상태를 측정하는 센서부와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부로부터 측정된 측정데이터를 외부로 송신하는 무선송신기와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부 및 무선송신기를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지되, 상기 전력변환부에서는 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부로 입력되는 출력전압을 상기 유도코일부의 생성 전압보다 더 크게 증폭시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wireless transmission module using energy harvesting and a wireless warning device for switchboard status using the same. In particular, it generates electric energy by collecting leakage magnetic fields around conductors, performs wireless communication through this, and monitors the status of the switchboard and conductors. This relates to a wireless transmission module using energy harvesting that can be measured and then notified to the outside world, and a wireless distribution board status warning device using the same.
The wireless transmission module using energy harvesting of the present invention includes an induction coil unit disposed around a conductor installed inside a switchboard and generating electrical energy by collecting leakage magnetic fields; a power conversion unit connected to the induction coil unit to convert alternating current into direct current; a sensor unit connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and measuring the state of the inside of the switchboard or the conductor; a wireless transmitter connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and transmitting measurement data measured from the sensor unit to the outside; A control unit connected to the power conversion unit and operated by electricity supplied from the power conversion unit, and controlling the sensor unit and the wireless transmitter, wherein the power conversion unit includes the sensor unit, the wireless transmitter, and the control unit. It is characterized by amplifying the output voltage input to be greater than the voltage generated by the induction coil unit.
Description
본 발명은 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈과 이를 적용한 배전반 상태 무선 경고장치에 관한 것으로서, 특히 도선 주변의 누설 자계 수집하여 전기에너지를 생성하고, 이를 통해 무선 통신을 하며, 배전반 및 도선의 상태를 측정한 후 외부로 알릴 수 있는 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈과 이를 적용한 배전반 상태 무선 경고장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless transmission module using energy harvesting and a wireless warning device for switchboard status using the same. In particular, it generates electric energy by collecting leakage magnetic fields around conductors, performs wireless communication through this, and monitors the status of the switchboard and conductors. This relates to a wireless transmission module using energy harvesting that can be measured and then notified to the outside world, and a wireless distribution board status warning device using the same.
최근 국내에서 발생한 화재중 전기로 인한 화재가 약 23%를 차지하고, 다수개의 사망자와 수 천억원의 재산손실이 발생하였다. Electrical fires account for approximately 23% of recent fires occurring in Korea, resulting in multiple deaths and hundreds of billions of won in property damage.
전기화재의 주요 원인으로는 절연열화, 트래킹에 의한 단락, 접촉 불량에 의한 단락 순으로 나타났다. The main causes of electrical fires were insulation deterioration, short circuit due to tracking, and short circuit due to poor contact.
현재 국내에서는 전기재해 예방을 위해 전기사업법 제66조에 따라 일반용 전기설비에 대하여 1~3년 주기로 점검자가 직접 방문하여 전기설비의 점검을 실시하고 있으며, 정기점검 7대 항목인 절연저항, 인입구 배선, 누전차단기, 개폐기·차단기, 옥내 및 옥외배선, 접지상태, 그 밖의 항목 등을 점검하고 있다. Currently, in Korea, in order to prevent electrical disasters, in accordance with Article 66 of the Electrical Business Act, inspectors personally visit and inspect electrical facilities for general use every 1 to 3 years, and the 7 major items of regular inspection are insulation resistance, inlet wiring, We are inspecting earth leakage circuit breakers, switches/breakers, indoor and outdoor wiring, grounding conditions, and other items.
그러나 전기설비는 점검당시 상태가 유지되지 않아, 사고의 전조를 예측하기가 어렵다.However, because electrical equipment is not maintained in the same condition at the time of inspection, it is difficult to predict the signs of an accident.
따라서, 전력설비의 내부상태를 실시간으로 진단하고, 이상징후가 발생하면 신속하게 관리자에게 경고 알람을 제공하는 무선통신 IoT 진단기술개발이 활발히 진행되고 있다.Therefore, the development of wireless communication IoT diagnostic technology that diagnoses the internal status of power facilities in real time and quickly provides warning alarms to managers when abnormal signs occur is actively underway.
현재의 IoT 진단기술은 센서 및 무선 통신의 구동을 위해서 주변의 전원이나 배터리를 사용해야 하므로 전력 계통의 교란 우려 및 주기적인 배터리 교체 문제로 인해 기피하고 있는 실정이다.Current IoT diagnostic technology requires the use of nearby power sources or batteries to drive sensors and wireless communications, so it is being avoided due to concerns about disturbance in the power system and periodic battery replacement issues.
이러한 문제를 해결하고자, 독일, 미국 등 선진기술국에서는 주변의 버려지는 에너지를 수집하여 자가발전을 통해 센서와 통신에 필요한 전력을 공급하는 에너지 하베스팅 무선온도센서의 상품화에 성공하여 수배전반 등의 전력설비에 적용하고 있다.To solve this problem, advanced technology countries such as Germany and the United States have succeeded in commercializing energy harvesting wireless temperature sensors that collect waste energy from the surrounding area and supply the power needed for sensors and communication through self-generation, which is used in power facilities such as switchboards. It is being applied to.
그러나 종래의 기술은, 에너지 하베스팅을 통해 생산된 전압이 전자부품을 작동시키기 위한 최소전압 보다 낮을 경우, 전자부품(센서, 무선송신기, 제어부 등)을 작동시킬 수 없는 문제가 있었다.However, the conventional technology had a problem in that electronic components (sensors, wireless transmitters, control units, etc.) could not be operated if the voltage produced through energy harvesting was lower than the minimum voltage for operating the electronic components.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에너지 하베스팅을 통해 생성된 전압이 전자부품을 작동시키기 위한 전압보다 낮을 경우 생성 전압을 증폭시켜 전자부품이 원활하게 작동되도록 할 수 있고, 무선 송수신을 통해 배전반 및 도체의 상태를 파악하고 이를 외부로 알릴 수 있는 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈과 이를 적용한 배전반 상태 무선 경고장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is intended to solve the above-described problem. When the voltage generated through energy harvesting is lower than the voltage for operating electronic components, the generated voltage can be amplified to ensure smooth operation of electronic components, and wireless transmission and reception can be achieved. The purpose is to provide a wireless transmission module using energy harvesting that can determine the status of the switchboard and conductors and notify the outside world, and a wireless warning device for the status of the switchgear using this.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈은, 배전반 내부에 설치된 도체 주위에 배치되어 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성하는 유도코일부와; 상기 유도코일부에 연결되어 교류를 직류로 변환시키는 전력변환부와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 배전반 내부 또는 상기 도체의 상태를 측정하는 센서부와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부로부터 측정된 측정데이터를 외부로 송신하는 무선송신기와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부 및 무선송신기를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지되, 상기 전력변환부에서는 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부로 입력되는 출력전압을 상기 유도코일부의 생성 전압보다 더 크게 증폭시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a wireless transmission module using energy harvesting of the present invention includes an induction coil portion disposed around a conductor installed inside a switchboard to collect leakage magnetic fields and generate electrical energy; a power conversion unit connected to the induction coil unit to convert alternating current into direct current; a sensor unit connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and measuring the state of the inside of the switchboard or the conductor; a wireless transmitter connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and transmitting measurement data measured from the sensor unit to the outside; A control unit connected to the power conversion unit and operated by electricity supplied from the power conversion unit, and controlling the sensor unit and the wireless transmitter, wherein the power conversion unit includes the sensor unit, the wireless transmitter, and the control unit. It is characterized by amplifying the output voltage input to be greater than the voltage generated by the induction coil unit.
상기 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부는 부하를 구성하고, 상기 전력변환부는, 상기 유도코일부에 연결되어 상기 유도코일부에서 생성된 교류를 직류로 변환시키고, 후단에 상기 부하가 연결된 브릿지 다이오드와; 상기 브릿지 다이오드와 상기 부하 사이에 직렬로 연결된 제1캐패시터 및 제2캐패시터와; 일단이 상기 제1캐패시터와 제2캐패시터 사이에 연결되고, 타단이 상기 유도코일부에 연결된 분기선;을 포함하여 이루어진다.The sensor unit, wireless transmitter, and control unit constitute a load, and the power conversion unit is connected to the induction coil unit to convert alternating current generated in the induction coil unit into direct current, and a bridge diode to which the load is connected at the rear end. ; a first capacitor and a second capacitor connected in series between the bridge diode and the load; It includes a branch line, one end of which is connected between the first capacitor and the second capacitor, and the other end of which is connected to the induction coil unit.
상기 센서부는, 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 ZCT(영상변류기)와; 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 제1온도센서와; 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 측정하는 방전측정센서와; 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 적외선센서와, 근접절연물이 연소되면서 발생하는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 가스센서; 중 어느 하나 이상으로 이루어진다.The sensor unit includes a zero-phase current transformer (ZCT) that measures leakage current of an electrically flowing conductor; A first temperature sensor that measures the temperature of the conductor or adjacent insulator; A discharge measurement sensor that measures corona air discharge caused by deterioration of adjacent insulators; An infrared sensor that measures the intensity of the flame generated by the arc current, and a gas sensor that measures the gas concentration of carbon monoxide generated when the adjacent insulator is burned; It consists of one or more of the following:
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치는, 배전반 내부에 설치된 도체 주위에 배치되어 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성하는 유도코일부와; 상기 유도코일부에 연결되어 교류를 직류로 변환시키는 전력변환부와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 배전반 내부 또는 상기 도체의 상태를 측정하는 센서부와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부로부터 측정된 측정데이터를 외부로 송신하는 무선송신기와; 상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부 및 무선송신기를 제어하는 제어부와; 상기 무선송신기에서 전송된 측정데이터를 수신하는 무선수신기와; 상기 무선수신기의 측정데이터에 따라 관련 정보를 외부로 알리는 경보기;를 포함하여 이루어지되, 상기 전력변환부에서는 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부로 입력되는 출력전압을 상기 유도코일부의 생성 전압보다 더 크게 증폭시키는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a wireless distribution board status warning device using energy harvesting of the present invention includes an induction coil unit disposed around a conductor installed inside the distribution board to collect leakage magnetic fields and generate electrical energy; a power conversion unit connected to the induction coil unit to convert alternating current into direct current; a sensor unit connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and measuring the state of the inside of the switchboard or the conductor; a wireless transmitter connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and transmitting measurement data measured from the sensor unit to the outside; a control unit connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and controlling the sensor unit and the wireless transmitter; a wireless receiver that receives measurement data transmitted from the wireless transmitter; and an alarm that reports related information to the outside according to the measurement data of the wireless receiver, wherein the power conversion unit sets the output voltage input to the sensor unit, wireless transmitter, and control unit to be higher than the voltage generated by the induction coil unit. It is characterized by great amplification.
상기 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부는 부하를 구성하고, 상기 전력변환부는, 상기 유도코일부에 연결되어 상기 유도코일부에서 생성된 교류를 직류로 변환시키고, 후단에 상기 부하가 연결된 브릿지 다이오드와; 상기 브릿지 다이오드와 상기 부하 사이에 직렬로 연결된 제1캐패시터 및 제2캐패시터와; 일단이 상기 제1캐패시터와 제2캐패시터 사이에 연결되고, 타단이 상기 유도코일부에 연결된 분기선;을 포함하여 이루어진다.The sensor unit, wireless transmitter, and control unit constitute a load, and the power conversion unit is connected to the induction coil unit to convert alternating current generated in the induction coil unit into direct current, and a bridge diode to which the load is connected at the rear end. ; a first capacitor and a second capacitor connected in series between the bridge diode and the load; It includes a branch line, one end of which is connected between the first capacitor and the second capacitor, and the other end of which is connected to the induction coil unit.
상기 센서부는, 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 ZCT(영상변류기)와; 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 제1온도센서와; 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 측정하는 방전측정센서와; 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 적외선센서;를 포함하여 이루어지며, 상기 경보기는 상기 센서부에 의해 측정된 측정데이터가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 외부로 발생한다.The sensor unit includes a zero-phase current transformer (ZCT) that measures leakage current of an electrically flowing conductor; A first temperature sensor that measures the temperature of the conductor or adjacent insulator; A discharge measurement sensor that measures corona air discharge caused by deterioration of adjacent insulators; It includes an infrared sensor that measures the intensity of the flame generated by the arc current, and the alarm externally generates a fire warning when the measurement data measured by the sensor unit exceeds a preset value.
상기 무선수신기 쪽에 배치되어 주변온도를 측정하는 제2온도센서;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 경보기는 상기 제1온도센서에서 측정한 제1온도와 상기 제2온도센서에서 측정한 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시킨다.It further includes a second temperature sensor disposed on the side of the wireless receiver to measure the ambient temperature, wherein the alarm detects the difference between the first temperature measured by the first temperature sensor and the ambient temperature measured by the second temperature sensor. If exceeds the preset value, a fire warning is issued.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈과 이를 적용한 배전반 상태 무선 경고장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the wireless transmission module using energy harvesting of the present invention as described above and the wireless distribution board status warning device using the same, the following effects are achieved.
본 발명은, 에너지 하베스팅 즉 유도코일부를 통해 생성된 전압이 전자부품(센서부, 무선송신기, 제어부 등)을 작동시키기 위한 전압보다 낮을 경우, 전력변환부를 통해 생성 전압을 증폭시켜 전자부품이 원활하게 작동되도록 할 수 있다.The present invention is energy harvesting, that is, when the voltage generated through the induction coil unit is lower than the voltage for operating the electronic components (sensor unit, wireless transmitter, control unit, etc.), the generated voltage is amplified through the power conversion unit so that the electronic components You can make sure it operates smoothly.
그리고, 무선 송수신을 통해 배전반 및 도체의 상태를 파악하고 이를 외부로 신속하고 정확하게 알릴 수 있고, 이를 통해 배전반의 누전 및 과열로 인한 전기 감전 및 화재 사고를 예방할 수 있다.In addition, through wireless transmission and reception, the status of the switchboard and conductors can be identified and reported to the outside world quickly and accurately. This can prevent electric shock and fire accidents caused by short circuits and overheating of the switchboard.
또한, 누전으로 인한 화재 발생을 조기에 진단하고 이를 외부로 알려 조치를 취하도록 하고, 이를 통해 미리 화재를 예방할 수 있다.In addition, it is possible to diagnose fires caused by electric leaks early and notify the outside world so that action can be taken, thereby preventing fires in advance.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 경고장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력변환부의 회로도와 종래의 일반적인 전력변환부의 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력변환부의 출력전압 그래프와 종래의 일반적인 전력변환부의 출력전압 그래프.1 is a configuration diagram of a wireless warning device according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a circuit diagram of a power conversion unit according to an embodiment of the present invention and a circuit diagram of a typical conventional power conversion unit.
Figure 3 is a graph of the output voltage of a power conversion unit according to an embodiment of the present invention and a graph of the output voltage of a typical conventional power conversion unit.
본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 유도코일부(11)와, 전력변환부(12)와, 센서부(13)와, 무선송신기(14)와, 제어부(15) 등을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the wireless transmission module 10 using energy harvesting of the present invention includes an induction coil unit 11, a power conversion unit 12, a sensor unit 13, and a wireless transmitter ( 14) and a control unit 15.
상기 유도코일부(11)는 배전반 내부에 설치된 도체 주위에 배치된다.The induction coil portion 11 is disposed around a conductor installed inside the switchboard.
이러한 상기 유도코일부(11)는 상기 도체 주위의 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성한다.The induction coil portion 11 collects leakage magnetic fields around the conductor and generates electrical energy.
이때, 상기 도체(미도시)는 전기가 흐르는 부스바 또는 전선으로 이루어진다.At this time, the conductor (not shown) consists of a busbar or wire through which electricity flows.
상기 전력변환부(12)는 상기 유도코일부(11)에 연결되어 교류를 직류로 변환시킨다.The power conversion unit 12 is connected to the induction coil unit 11 and converts alternating current into direct current.
상기 센서부(13)는 상기 전력변환부(12)에 연결되어 상기 전력변환부(12)에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 배전반 내부 및/또는 상기 도체의 상태를 측정한다.The sensor unit 13 is connected to the power conversion unit 12 and operates by electricity supplied from the power conversion unit 12, and measures the condition of the inside of the distribution board and/or the conductor.
상기 센서부(13)는 다양한 것으로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 상기 도체의 온도 및 누설전류 등을 측정하도록 한다.The sensor unit 13 may be made of various types, but preferably measures the temperature and leakage current of the conductor.
상기 센서부(13)에 대한 구체적인 사항은 후술한다.Specific details about the sensor unit 13 will be described later.
상기 무선송신기(14)는 상기 전력변환부(12)에 연결되어 상기 전력변환부(12)에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부(13)로부터 측정된 측정데이터를 외부로 송신한다.The wireless transmitter 14 is connected to the power conversion unit 12, operates by electricity supplied from the power conversion unit 12, and transmits measurement data measured from the sensor unit 13 to the outside.
상기 제어부(15)는 상기 전력변환부(12)에 연결되어 상기 전력변환부(12)에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부(13) 및 무선송신기(14)를 제어한다.The control unit 15 is connected to the power conversion unit 12, operates by electricity supplied from the power conversion unit 12, and controls the sensor unit 13 and the wireless transmitter 14.
상기 전력변환부(12)는 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 브릿지 다이오드(12a)와, 제1캐패시터(12b), 제2캐패시터(12c), 분기선(12d) 등을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2(a), the power conversion unit 12 includes a bridge diode 12a, a first capacitor 12b, a second capacitor 12c, and a branch line 12d.
상기 브릿지 다이오드(12a)는 상기 유도코일부(11)에 연결되어 상기 유도코일부(11)에서 생성된 교류를 직류로 변환시킨다.The bridge diode 12a is connected to the induction coil unit 11 and converts alternating current generated in the induction coil unit 11 into direct current.
상기 브릿지 다이오드(12a)의 후단에는 부하(R1) 즉 상기 센서부(13), 무선송신기(14) 및 제어부(15) 등이 연결되어 있다.At the rear end of the bridge diode 12a, a load R1, that is, the sensor unit 13, wireless transmitter 14, and control unit 15, is connected.
상기 제1캐패시터(12b)와 제2캐패시터(12c)는 상기 브릿지 다이오드(12a)와 상기 부하(R1) 사이에서 직렬로 연결된다.The first capacitor 12b and the second capacitor 12c are connected in series between the bridge diode 12a and the load R1.
상기 분기선(12d)은 일단이 상기 제1캐패시터(12b)와 제2캐패시터(12c) 사이에 연결되고, 타단이 상기 유도코일부(11)에 연결된다.One end of the branch line 12d is connected between the first capacitor 12b and the second capacitor 12c, and the other end is connected to the induction coil unit 11.
위와 같은 구성으로 이루어진 상기 전력변환부(12)에서는, 상기 센서부(13), 무선송신기(14) 및 제어부(15)로 입력되는 출력전압을 상기 유도코일부(11)의 생성 전압보다 더 크게 증폭시키게 된다.In the power conversion unit 12 configured as above, the output voltage input to the sensor unit 13, wireless transmitter 14, and control unit 15 is greater than the voltage generated by the induction coil unit 11. It amplifies.
도 2(b)에는 종래의 일반적인 전력변환부의 회로가 나타나 있다.Figure 2(b) shows the circuit of a typical conventional power conversion unit.
도 3(a)는 본 발명의 실시예에 따른 전력변환부의 출력전압 그래프를 도시한 것이고, 도 3(b)는 종래의 일반적인 전력변환부의 출력전압 그래프를 도시한 것이다.Figure 3(a) shows an output voltage graph of a power conversion unit according to an embodiment of the present invention, and Figure 3(b) shows an output voltage graph of a conventional power conversion unit.
상기 유도코일부(11)에서 생성된 전압이 동일한 상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력변환부(12)의 출력전압은, 종래의 일반적인 전력변환부는 출력전압의 2배 이상으로 증폭됨을 알 수 있다.In a state where the voltage generated in the induction coil unit 11 is the same, as shown in FIG. 3, the output voltage of the power conversion unit 12 according to the embodiment of the present invention is the output voltage of a conventional general power conversion unit. It can be seen that it is amplified by more than twice.
상기 센서부(13), 무선송신기(14), 제어부(15) 등의 전자부품을 동작시키기 위해서는 최소전압(예를 들어 1.8V)이 필요하다.In order to operate electronic components such as the sensor unit 13, wireless transmitter 14, and control unit 15, a minimum voltage (for example, 1.8V) is required.
그런데 상기 유도코일부(11)에서 생성된 전압이 위 최소전압보다 작을 경우에, 본 발명에서는 상기 전력변환부(12)에 의해 상기 유도코일부(11)에서 생성된 전압을 2배 이상으로 증폭시킬 수 있어, 종래와 달리 상기 유도코일부(11)에서 생성된 전압이 전자부품 등을 동작시키기 위한 최소전압보다 작아도 이를 증폭시켜 전자부품을 동작시킬 수 있다.However, when the voltage generated in the induction coil unit 11 is less than the above minimum voltage, in the present invention, the voltage generated in the induction coil unit 11 is amplified by more than two times by the power conversion unit 12. Unlike the prior art, even if the voltage generated by the induction coil unit 11 is less than the minimum voltage for operating electronic components, etc., it can be amplified to operate the electronic components.
위와 같이 본 발명은 여러가지 조건 및 환경 등에 의해 상기 유도코일부(11)에서 생성되는 전압이 낮아도, 상기 전력변환부(12)에서 출력전압을 증폭시킬 수 있기 때문에, 전자부품이 원활하게 동작되도록 할 수 있다.As described above, the present invention can amplify the output voltage in the power conversion unit 12 even if the voltage generated in the induction coil unit 11 is low due to various conditions and environments, so that the electronic components can operate smoothly. You can.
그리고, 본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치는, 상술한 무선 송신모듈(10)과, 무선수신기(20)와, 경보기(30)를 포함하여 이루어진다. And, the switchboard status wireless warning device using energy harvesting of the present invention includes the wireless transmission module 10, the wireless receiver 20, and the alarm 30 described above.
상기 무선 송신모듈(10)은, 상술한 바와 같이 상기 유도코일부(11)와, 전력변환부(12)와, 센서부(13)와, 무선송신기(14)와, 제어부(15)를 포함하여 이루어진다.As described above, the wireless transmission module 10 includes the induction coil unit 11, power conversion unit 12, sensor unit 13, wireless transmitter 14, and control unit 15. This is done.
상기 무선수신기(20)는 상기 무선송신기(14)에서 전송된 측정데이터를 수신한다.The wireless receiver 20 receives measurement data transmitted from the wireless transmitter 14.
상기 경보기(30)는 상기 무선수신기(20)의 측정데이터에 따라 관련 정보를 외부로 알린다.The alarm 30 notifies the relevant information to the outside according to the measurement data of the wireless receiver 20.
상기 센서부(13)는 상기 도체의 누전으로 인한 화재의 진행상태를 측정하도록 한다.The sensor unit 13 measures the progress of a fire caused by a short circuit in the conductor.
이를 위해 상기 센서부(13)는, ZCT(13a, 영상변류기)와, 제1온도센서(13b)와, 방전측정센서(13c)와, 적외선센서(13d)와, 가스센서(13e) 등을 포함하여 이루어진다.For this purpose, the sensor unit 13 includes a ZCT (13a, image current transformer), a first temperature sensor (13b), a discharge measurement sensor (13c), an infrared sensor (13d), a gas sensor (13e), etc. It is done including.
상기 ZCT(13a) 즉 영상변류기는 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정한다.The ZCT (13a), that is, a zero-phase current transformer, measures leakage current of an electrically flowing conductor.
상기 제1온도센서(13b)는 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정한다.The first temperature sensor 13b measures the temperature of the conductor or adjacent insulator.
상기 근접절연물이라 함은, 상기 도체 근처에 배치되어 상기 도체로부터 열등을 받는 절연물을 의미한다.The adjacent insulator refers to an insulator disposed near the conductor and receiving heat from the conductor.
상기 방전측정센서(13c)는 상기 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 측정한다.The discharge measurement sensor 13c measures corona air discharge that occurs due to deterioration of the adjacent insulator.
상기 방전측정센서(13c)는 음향센서 또는 자외선 센서 중 어느 하나 이상으로 이루어져 상기 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정함으로서, 코로나의 기중 방전 여부 및 그 세기를 측정하게 된다.The discharge measurement sensor 13c consists of one or more of an acoustic sensor or an ultraviolet sensor and measures the corona air discharge with light or sound, thereby measuring whether the corona discharge is in the air and its intensity.
상기 적외선센서(13d)는 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정한다.The infrared sensor 13d measures the intensity of the flame generated by the arc current.
상기 가스센서(13e)는 근접절연물이 연소되면서 발생하는 일산화탄소의 가스농도를 측정한다.The gas sensor 13e measures the gas concentration of carbon monoxide generated when the adjacent insulator is burned.
상기 가스센서(13e)는 상기 센서부(13)를 구성하면서 상기 무선송신기(14) 쪽에 배치될 수도 있고, 상기 센서부가 아닌 별도로 구성되어 상기 무선수신기(20) 쪽에 배치될 수도 있다.The gas sensor 13e may be disposed toward the wireless transmitter 14 while forming the sensor unit 13, or may be configured separately from the sensor portion and disposed toward the wireless receiver 20.
이때, 상기 경보기(30)는 상기 도체의 누전으로 인한 화재의 진행상태를 측정하는 상기 센서부(13)에 의해 측정된 측정데이터가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 외부로 발생하도록 한다.At this time, the alarm 30 externally generates a fire warning when the measurement data measured by the sensor unit 13, which measures the progress of a fire due to a short circuit in the conductor, exceeds a preset value.
본 실시예는 상기 무선수신기(20) 쪽에 배치되어 주변온도를 측정하는 제2온도센서(21)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.This embodiment may further include a second temperature sensor 21 disposed near the wireless receiver 20 to measure the ambient temperature.
상기 경보기(30)는 상기 제1온도센서(13b)에서 측정한 제1온도와 상기 제2온도센서(21)에서 측정한 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시키도록 한다.The alarm 30 generates a fire warning when the difference between the first temperature measured by the first temperature sensor 13b and the ambient temperature measured by the second temperature sensor 21 exceeds a preset value. .
위와 같은 다양한 상기 센서부(13)들의 출력신호는 전력설비내의 소화시스템 및 차단기 등의 제어 신호로 활용되어, 화재 발생시 자동으로 소화시스템 및 차단기 등이 작동되도록 할 수 있다.The output signals of the various sensor units 13 as described above can be used as control signals for fire extinguishing systems and circuit breakers in power facilities, so that the fire extinguishing systems and circuit breakers are automatically activated in the event of a fire.
위와 같은 구성에 의해 본 발명의 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치는, 상기 센서가 도체의 누전으로 인한 화재의 진행상태를 측정하고, 이를 외부로 알려 관리자가 손쉽게 화재의 진행상태를 파악하도록 할 수 있다.With the above configuration, the switchboard status wireless warning device using energy harvesting of the present invention measures the progress of the fire due to short circuit of the conductor by the sensor and reports this to the outside so that the manager can easily determine the progress of the fire. can do.
특히, 본 발명의 송신모듈(10)은 도체 주위의 누설 자계를 이용하여 작동되기 때문에, 별도의 전원이 필요없이 작동되는 효과가 있다.In particular, since the transmission module 10 of the present invention operates using a leakage magnetic field around a conductor, it is effective in operating without the need for a separate power source.
한편, 본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치는, 센서부(13), 무선송신기(14)와, 무선수신기(20)와, 표시기기(40)와, 경보기(30)를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the wireless diagnosis and warning device for the progress of a short circuit of the present invention includes a sensor unit 13, a wireless transmitter 14, a wireless receiver 20, a display device 40, and an alarm 30. It comes true.
상기 센서부(13), 무선송신기(14), 무선수신기(20)는 상술한 것과 동일하다.The sensor unit 13, wireless transmitter 14, and wireless receiver 20 are the same as those described above.
상기 표시기기(40)는 상기 무선수신기(20)에 연결되어 상기 센서부(13)에서 측정한 측정데이터를 외부로 표시한다.The display device 40 is connected to the wireless receiver 20 and displays measurement data measured by the sensor unit 13 to the outside.
상기 경보기(30)는 상기 무선수신기(20)에 연결되어 상기 측정데이터가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시킨다.The alarm 30 is connected to the wireless receiver 20 and generates a fire warning when the measured data exceeds a preset value.
그리고, 자가발전모듈(11) 및 도어개방경보기(50)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.And, it may further include a self-power generation module (11) and a door open alarm (50).
상기 자가발전모듈(11)은 상기 도체 주위의 누설 자계를 수집하여 전기에너지를 생성하는 것으로서, 상술한 상기 유도코일부(11)와 동일하다.The self-power generation module 11 generates electric energy by collecting leakage magnetic fields around the conductor, and is the same as the induction coil unit 11 described above.
상기 도어개방경보기(50)는 상기 도체가 내부에 배치된 배전반의 도어 개방 가능 여부를 외부로 알린다.The door open alarm 50 notifies the outside whether the door of the switchboard in which the conductor is placed can be opened.
상기 센서부(13) 및 도어개방경보기(50)는 상기 자가발전모듈(11)에서 생성된 전기에너지에 의해 작동된다.The sensor unit 13 and the door open alarm 50 are operated by electric energy generated by the self-generating module 11.
정상운전시에는 즉 에너지 하베스팅으로 인한 자가발전을 통해 상기 센서부(13)가 정상적으로 통신하는 동안에는, 작업자가 배전반의 도어를 열지 않도록 도어에 설치된 모니터 등을 통해 전압값, 고전압 글자를 1초 간격으로 점멸하도록 하여 활선 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.During normal operation, that is, while the sensor unit 13 communicates normally through self-generation due to energy harvesting, the voltage value and high voltage letters are displayed at 1 second intervals through a monitor installed on the door to prevent the operator from opening the door of the switchboard. Make it blink so you can check the live wire status in real time.
그리고 통전 중에 작업자가 강제로 배전반의 도어를 개방하는 경우에는, 음성스피커 등을 통해 '고전압입니다. 접금금지!'등의 경고 방송이 지속적으로 나오도록 한다.Also, if an operator forcibly opens the door of the switchboard while the power is on, the warning message through the voice speaker, etc., is high voltage. Ensure that warning broadcasts such as ‘No contact!’ are continuously broadcast.
정전시에는, 상기 자가발전모듈(11)에서 생성되어 수퍼캡 등에 임시 저장된 전기에너지를 이용하여 미리 설정된 시간 동안 상기 도어개방경보기(50)를 통해 도어 개방 불가를 음성 등을 통해 알리고, 미리 설정된 시간을 초과하면 상기 도어개방경보기(50)를 통해 도어 개방 가능을 음성 등을 통해 알리도록 하여, 배전반 내의 잔류 전류가 완전히 사라진 이후에 작업자가 도어를 개방하도록 함으로서 잔류 전류로 인한 감전사고를 방지하도록 한다.In the event of a power outage, the electric energy generated by the self-power generation module 11 and temporarily stored in the super capacitor, etc. is used to notify through voice, etc. that the door cannot be opened through the door open alarm 50 for a preset time, and the preset time is If it exceeds the limit, the door open alarm 50 notifies through voice that the door can be opened, allowing the worker to open the door after the residual current in the switchboard has completely disappeared, thus preventing electric shock due to residual current.
그리고, 본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고방법은, 화재감지단계와, 표시단계와, 화재경고단계를 포함하여 이루어진다.In addition, the wireless diagnosis and warning method of the progress of a short circuit fire of the present invention includes a fire detection step, a display step, and a fire warning step.
상기 화재감지단계는 전기가 흐르는 도체의 누전으로 인한 화재를 다수개의 단계로 구분하여 각각의 센서로 감지하는 단계이다.The fire detection step is a step in which a fire caused by a short circuit in an electrically flowing conductor is divided into multiple stages and detected by each sensor.
이러한 상기 화재감지단계는, 제1단계와, 제2단계와, 제3단계와, 제4단계와, 제5단계, 제6단계로 이루어진다.The fire detection stage consists of the first stage, the second stage, the third stage, the fourth stage, the fifth stage, and the sixth stage.
상기 제1단계는 ZCT(13a)를 이용하여 전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 하는 단계이다.The first step is to measure the leakage current of the electrically flowing conductor using the ZCT (13a).
상기 제2단계는 제1온도센서(13b)를 이용하여 도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 단계이다.The second step is to measure the temperature of the conductor or adjacent insulator using the first temperature sensor 13b.
상기 제3단계는 근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정하는 단계이다.The third step is to measure the corona air discharge caused by the deterioration of the adjacent insulator using light or sound.
상기 제3단계는 상기 방전측정센서(13c) 구체적으로 음향센서 또는 자외선센서로 근접절연물의 열화로 발생하는 20~40kHz 범위의 코로나 기중방전을 빛 또는 소리로 측정한다.In the third step, the discharge measurement sensor 13c, specifically an acoustic sensor or an ultraviolet sensor, measures the corona air discharge in the range of 20 to 40 kHz, which occurs due to deterioration of the adjacent insulator, using light or sound.
상기 제4단계는 도체 또는 근접절연물에 미리 설정된 유해 아크전류가 생성되었는지 여부를 판단하는 단계이다.The fourth step is to determine whether a preset harmful arc current is generated in the conductor or adjacent insulator.
상기 제4단계에서 유해 아크전류의 생성여부는, 생성되는 아크전류가 미리 설정된 주기보다 짧게 반복하여 발생하였는지 여부로 판단한다.In the fourth step, whether a harmful arc current is generated is determined by whether the generated arc current occurs repeatedly shorter than a preset period.
즉, 도체 또는 근접절연물에서 발생되는 아크전류의 발생 주기가, 미리 설정된 주기와 같거나 길면 유해 아크전류가 아닌 것으로 판단하고, 미리 설정된 주기보다 짧으면 유해 아크전류가 발생한 것으로 판단한다.In other words, if the generation period of the arc current generated from the conductor or adjacent insulator is the same as or longer than the preset period, it is judged not to be a harmful arc current, and if it is shorter than the preset period, it is judged to be a harmful arc current.
상기 도체가 3상 케이블로 이루어진 경우, 상기 제4단계는 도체의 중성선의 영상변류기, 각상의 변류기 또는 변성기의 파형 중 제로크로싱 기법과 고주파 성분을 분석하여 유해 아크전류의 생성 여부를 판단하도록 한다.If the conductor is made of a three-phase cable, the fourth step analyzes the zero-crossing technique and high-frequency components of the waveforms of the zero-phase current transformer, each-phase current transformer, or transformer of the neutral wire of the conductor to determine whether harmful arc current is generated.
상기 제5단계는 적외선센서(13d)로 아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 단계이다.The fifth step is to measure the intensity of the flame generated by the arc current using the infrared sensor 13d.
상기 제6단계는 근접절연물이 연소되면서 발생되는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 단계이다.The sixth step is to measure the gas concentration of carbon monoxide generated when the adjacent insulator is burned.
이때, 상기 제6단계는 가스센서를 이용하여 상기 무선송신기(14) 쪽 또는 무선수신기(20) 쪽의 가스농도를 측정한다.At this time, in the sixth step, the gas concentration on the wireless transmitter 14 or wireless receiver 20 is measured using a gas sensor.
상기 표시단계는 상기 표시기기(40)를 통해 상기 화재감지단계의 각 단계의 상태를 외부로 표시하는 단계이다.The display step is a step of displaying the status of each step of the fire detection step to the outside through the display device 40.
이러한 상기 표시단계는, 상기 6개의 단계에 맞게 막대그래프를 6개로 표시하고, 각각의 단계에서 설정된 값에 따라 막대그래프의 색깔을 변하게 하여 정상(녹색), 경고(황색), 위험(적색) 등을 색깔을 통해 외부로 알릴 수 있도록 한다.These display stages display six bar graphs according to the six stages, and change the color of the bar graph according to the value set in each stage to indicate normal (green), warning (yellow), danger (red), etc. Make it known to the outside world through color.
상기 화재경고단계는 상기 경보기(30)를 통해 상기 화재감지단계에서 센서로 측정한 측정값이 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생하는 단계이다.The fire warning step is a step in which a fire warning is issued through the alarm 30 when the measured value measured by a sensor in the fire detection step exceeds a preset value.
이때, 상기 제2단계는 도체 또는 근접절연물의 제1온도를 측정하고 주변온도를 측정할 수 있다.At this time, the second step can measure the first temperature of the conductor or adjacent insulator and measure the surrounding temperature.
상기 화재경고단계에서는 상기 제1온도와 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시키도록 한다.In the fire warning step, a fire warning is generated when the difference between the first temperature and the surrounding temperature exceeds a preset value.
이러한 상기 화재경고단계는 상기 제1단계 내지 제6단계에서, 각 단계별로 시험 등을 통해 경고 알림 설정치를 미리 설정하여 놓고, 해당 단계에서 센서로 측정한 측정값이 미리 설정된 설정치를 초과하면, 화재경고를 발생하도록 한다.In this fire warning stage, in the first to sixth stages, a warning notification setting value is set in advance through tests, etc. for each stage, and when the measurement value measured by the sensor in the corresponding stage exceeds the preset setting value, a fire occurs. Cause a warning to be issued.
위와 같은 화재경고단계는 관리자가 필요에 따라 각 단계의 설정치를 변경하여, 각 환경에 맞게 조절하여 사용할 수 있다.The above fire warning stages can be used by the administrator by changing the settings of each stage as needed and adjusting them to suit each environment.
본 발명의 누전화재진행의 무선진단 및 경고장치와 그 방법에 의해, 화재 발생을 미연에 감지하고 진단함으로서, 화재 발생전 사전 조치를 취할 수 있다.By using the wireless diagnosis and warning device and method for the progress of a fire circuit of the present invention, it is possible to detect and diagnose the occurrence of a fire in advance, thereby taking preliminary measures before a fire occurs.
본 발명인 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈과 이를 적용한 배전반 상태 무선 경고장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The present inventor's wireless transmission module using energy harvesting and the switchboard status wireless warning device to which the same is applied are not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the technical idea of the present invention.
10 : 무선 송신모듈,
11 : 유도코일부(자가발전모듈), 12 : 전력변환부, 12a: 브릿지 다이오드, 12b : 제1캐패시터(C1), 12c : 제2캐패시터(C2), 12d : 분기선,
13 : 센서부, 13a : ZCT(영상변류기), 13b : 제1온도센서, 13c : 방전측정센서, 13d : 적외선센서, 13e :가스센서,
14 : 무선송신기, 15 : 제어부,
20 : 무선수신기, 21 : 제2온도센서,
30 : 경보기, 40 : 표시기기, 50 : 도어개방경보기,
R1 : 부하,10: wireless transmission module,
11: induction coil unit (self-generating module), 12: power conversion unit, 12a: bridge diode, 12b: first capacitor (C1), 12c: second capacitor (C2), 12d: branch line,
13: sensor unit, 13a: ZCT (video current transformer), 13b: first temperature sensor, 13c: discharge measurement sensor, 13d: infrared sensor, 13e: gas sensor,
14: wireless transmitter, 15: control unit,
20: wireless receiver, 21: second temperature sensor,
30: alarm, 40: display device, 50: door open alarm,
R1: load,
Claims (7)
상기 유도코일부에 연결되어 교류를 직류로 변환시키는 전력변환부와;
상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 배전반 내부 또는 상기 도체의 상태를 측정하는 센서부와;
상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부로부터 측정된 측정데이터를 외부로 송신하는 무선송신기와;
상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부 및 무선송신기를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지되,
상기 전력변환부에서는 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부로 입력되는 출력전압을 상기 유도코일부의 생성 전압보다 더 크게 증폭시키는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈.an induction coil unit disposed around a conductor installed inside the switchboard to collect leakage magnetic fields and generate electrical energy;
a power conversion unit connected to the induction coil unit to convert alternating current into direct current;
a sensor unit connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and measuring the state of the inside of the switchboard or the conductor;
a wireless transmitter connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and transmitting measurement data measured from the sensor unit to the outside;
A control unit connected to the power conversion unit and operated by electricity supplied from the power conversion unit, and controlling the sensor unit and the wireless transmitter,
A wireless transmission module using energy harvesting, characterized in that the power conversion unit amplifies the output voltage input to the sensor unit, wireless transmitter, and control unit to be greater than the voltage generated by the induction coil unit.
상기 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부는 부하를 구성하고,
상기 전력변환부는,
상기 유도코일부에 연결되어 상기 유도코일부에서 생성된 교류를 직류로 변환시키고, 후단에 상기 부하가 연결된 브릿지 다이오드와;
상기 브릿지 다이오드와 상기 부하 사이에 직렬로 연결된 제1캐패시터 및 제2캐패시터와;
일단이 상기 제1캐패시터와 제2캐패시터 사이에 연결되고, 타단이 상기 유도코일부에 연결된 분기선;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈.In claim 1,
The sensor unit, wireless transmitter and control unit constitute a load,
The power conversion unit,
a bridge diode connected to the induction coil unit to convert alternating current generated in the induction coil unit into direct current, and to which the load is connected at a rear end;
a first capacitor and a second capacitor connected in series between the bridge diode and the load;
A wireless transmission module using energy harvesting, comprising a branch line, one end of which is connected between the first capacitor and the second capacitor, and the other end of which is connected to the induction coil unit.
상기 센서부는,
전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 ZCT(영상변류기)와;
도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 제1온도센서와;
근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 측정하는 방전측정센서와;
아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 적외선센서와;
근접절연물이 연소되면서 발생하는 일산화탄소의 가스농도를 측정하는 가스센서; 중 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 무선 송신모듈.In claim 2,
The sensor unit,
A zero-phase current transformer (ZCT) that measures the leakage current of an electrically flowing conductor;
A first temperature sensor that measures the temperature of the conductor or adjacent insulator;
A discharge measurement sensor that measures corona air discharge caused by deterioration of adjacent insulators;
an infrared sensor that measures the intensity of the flame generated by the arc current;
A gas sensor that measures the gas concentration of carbon monoxide generated when adjacent insulators are burned; A wireless transmission module using energy harvesting, characterized in that it consists of one or more of the following.
상기 유도코일부에 연결되어 교류를 직류로 변환시키는 전력변환부와;
상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 배전반 내부 또는 상기 도체의 상태를 측정하는 센서부와;
상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부로부터 측정된 측정데이터를 외부로 송신하는 무선송신기와;
상기 전력변환부에 연결되어 상기 전력변환부에서 공급되는 전기에 의해 작동되고, 상기 센서부 및 무선송신기를 제어하는 제어부와;
상기 무선송신기에서 전송된 측정데이터를 수신하는 무선수신기와;
상기 무선수신기의 측정데이터에 따라 관련 정보를 외부로 알리는 경보기;를 포함하여 이루어지되,
상기 전력변환부에서는 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부로 입력되는 출력전압을 상기 유도코일부의 생성 전압보다 더 크게 증폭시키는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치.an induction coil unit disposed around a conductor installed inside the switchboard to collect leakage magnetic fields and generate electrical energy;
a power conversion unit connected to the induction coil unit to convert alternating current into direct current;
a sensor unit connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and measuring the state of the inside of the switchboard or the conductor;
a wireless transmitter connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and transmitting measurement data measured from the sensor unit to the outside;
a control unit connected to the power conversion unit, operated by electricity supplied from the power conversion unit, and controlling the sensor unit and the wireless transmitter;
a wireless receiver that receives measurement data transmitted from the wireless transmitter;
It includes an alarm that reports related information to the outside according to the measurement data of the wireless receiver,
A switchboard status wireless warning device using energy harvesting, characterized in that the power conversion unit amplifies the output voltage input to the sensor unit, wireless transmitter, and control unit to be greater than the voltage generated by the induction coil unit.
상기 상기 센서부, 무선송신기 및 제어부는 부하를 구성하고,
상기 전력변환부는,
상기 유도코일부에 연결되어 상기 유도코일부에서 생성된 교류를 직류로 변환시키고, 후단에 상기 부하가 연결된 브릿지 다이오드와;
상기 브릿지 다이오드와 상기 부하 사이에 직렬로 연결된 제1캐패시터 및 제2캐패시터와;
일단이 상기 제1캐패시터와 제2캐패시터 사이에 연결되고, 타단이 상기 유도코일부에 연결된 분기선;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치.In claim 4,
The sensor unit, wireless transmitter and control unit constitute a load,
The power conversion unit,
a bridge diode connected to the induction coil unit to convert alternating current generated in the induction coil unit into direct current, and to which the load is connected at a rear end;
a first capacitor and a second capacitor connected in series between the bridge diode and the load;
A branch line with one end connected between the first capacitor and the second capacitor and the other end connected to the induction coil unit. A wireless warning device for switchboard status using energy harvesting, comprising:
상기 센서부는,
전기가 흐르는 도체의 누설전류를 측정하는 ZCT(영상변류기)와;
도체 또는 근접절연물의 온도를 측정하는 제1온도센서와;
근접절연물의 열화로 발생하는 코로나 기중방전을 측정하는 방전측정센서와;
아크전류로 인해 발생한 화염의 세기를 측정하는 적외선센서;를 포함하여 이루어지며,
상기 경보기는 상기 센서부에 의해 측정된 측정데이터가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 외부로 발생하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치.In claim 5,
The sensor unit,
A zero-phase current transformer (ZCT) that measures the leakage current of an electrically flowing conductor;
A first temperature sensor that measures the temperature of the conductor or adjacent insulator;
A discharge measurement sensor that measures corona air discharge caused by deterioration of adjacent insulators;
It includes an infrared sensor that measures the intensity of the flame generated by the arc current,
The alarm is a switchboard status wireless warning device using energy harvesting, characterized in that the alarm externally generates a fire warning when the measurement data measured by the sensor unit exceeds a preset value.
상기 무선수신기 쪽에 배치되어 주변온도를 측정하는 제2온도센서;를 더 포함하여 이루어지되,
상기 경보기는 상기 제1온도센서에서 측정한 제1온도와 상기 제2온도센서에서 측정한 주변온도의 차이가 미리 설정된 설정치를 초과하면 화재경고를 발생시키는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅을 이용한 배전반 상태 무선 경고장치.In claim 5,
It further includes a second temperature sensor disposed on the wireless receiver to measure the surrounding temperature,
The alarm is a switchboard state using energy harvesting, characterized in that it generates a fire warning when the difference between the first temperature measured by the first temperature sensor and the ambient temperature measured by the second temperature sensor exceeds a preset value. Wireless warning device.
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