KR200332001Y1 - 무 접속형 전자식 전력량계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전력량의 측정을 위한 장치 중 전자식전력량계에 관한 것으로서, 종래의 전력량계 필수 구성요소인 단자부를 없애는 대신 전력량계의 몸체 또는 몸체의 돌기부에 배선선식의 선식 수만큼 배선통도를 설치하고, 상기의 배선통도 중에서 각 상별 배선통도의 외부를 변류기철심의 내심으로 둘러싸도록 변류기를 설치하고, 그리고 전압을 검출하는 기능을 가진 배선고정장치를 설치하여, 전력량계의 현장설치 시에 전기배선을 상기의 배선통도를 통과시키는 것과, 상기의 배선고정장치로 전기배선을 고정하는 것만으로 전력량의 측정이 될 수 있도록 함으로써, 전력량계 내에 접속점이 없으며 단자대가 없는 것을 특징으로 한 무 접속형 전자식 전력량계에 관한 고안이다.

Description

무 접속형 전자식 전력량계{No Connection Type Electronic Watthour Meter}

본 고안은 전력량의 측정을 위한 장치 중에서 전자식전력량계에 관한 것으로서,

종래의 전자식전력량계에서 필수적 구성요소였던 단자부를 없애는 대신에, 전력량계 본체의 어느 한 부분 또는 본체의 돌기부에 배선선식에 따른 선식 수만큼의 배선통도를 설치하고, 상기의 배선통도 중에서 각 상별 배선통도의 외부를 변류기철심의 내심으로 둘러싸도록 변류기를 설치하고, 전압을 검출하는 기능을 가진 배선고정장치를 설치하여, 전력량계의 현장설치시에 전기배선을 상기의 배선통도를 통과시키는 것과, 상기의 배선고정장치로 전기배선을 고정하는 것만으로 전력량의 측정이 될 수 있도록 한 것이다.

지금까지의 전력량계는 기계식전력량계와 전자식전력량계 어느 것이나 그 구조가 전력량계 본체와 단자부로 구성되어 있어서, 단자부의 설치로 인한 단점을 극복하기가 쉽지 않았다. 특히 소형화의 장애, 제조원가의 상승, 단자부 발열사고, 단자부 안전사고, 단자부 무단조작 등의 결점들을 항상 내재하고 있었던 것이다. 따라서 상기의 단점들을 보완하고자 하는 노력들이 부단하게 진행되어 왔다. 그러나 오히려 단자부의 보완이 이루어질수록 단자부의 보완으로 인한 원가상승요인이 더욱 높아진 것이다.

최근에는 단자부에 대한 고정관념을 탈피한 아주 창의적인 제안들이 더러 제시되기도 하였다. 그 중에서 특허공보를 통하여 검색되어진 실용신안 등록번호 제20-0182536호(등록일자:2000년 03월07일)의 "입출력분리형 전자식 전력량계"와 실용신안 등록번호 제20-0278990호(등록일자:2002년06월05일)의 "단일접속 단자형 전자식 전력량계"를 참고하여 보면, 종래의 전자식 전력량계의 단자대에 대한 고정관념을상당히 탈피한 인식의 전환을 엿볼 수 있다. 특히 전력선의 입력과 출력의 방향을 제한하지 않은 것과 단일 접속 단자형으로 개선하여 접속의 개수를 감축시킨 것은 상당한 발전을 이룩한 것이다. 그러나 아직까지 접속개소가 여전히 존재하고 단자대가 남아 있음으로 인하여 상기에서 지적한 단자부의 설치로 인한 여러 가지 결점들을 거의 해결하지 못하고 있는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 무 단자형 즉 무 접속형의 전자식 전력량계를 고안한 것이다.

원래 전자식 전력량계는 전류값과 전압값 그리고 전류와 전압의 위상차에 대한 cosine값의 승산으로 전력량을 연속 누산하는 것이므로, 전류값의 검출과 전압값의 검출이 필수적 사항인 것이다. 그런데 전류값과 전압값의 검출을 위하여는 지금까지의 방법 중에서 가장 유용한 방법이 단자대를 이용하는 것이었다. 그러나 전기회로의 이론적 측면에서 본다면 접속장소가 없던지 아니면 적을수록 좋은 배선방법인데, 기존의 단자대를 이용한 전력량계를 사용하는 경우에는 무조건 두 곳의 접속장소가 발생하는 것이다.

그러므로 본 고안에서는 전자식 전력량계 본체의 어느 한 부분 또는 본체의 돌기부에 배선선식에 따른 선식 수만큼의 배선통도를 설치하고, 상기의 배선통도 중에서 각 상별 배선통도의 외부를 변류기철심의 내심으로 둘러싸도록 변류기를 설치하고, 전압을 검출하는 기능을 가진 배선고정장치를 설치하여, 전력량계의 현장설치시에 전기배선을 상기의 배선통도를 통과시키는 것과, 상기의 배선고정장치로 전기배선을 고정하는 것만으로 전력량의 측정이 될 수 있도록 한 것이다.

특히 전력량계의 설치위치는 분전함 모선의 1m 이내의 거리이든지 또는 전력량계 직후에 누전차단기 등의 차단기를 설치하므로 전선의 끝이 전력량계와 매우 가까워서 전력량계의 배선통도에 배선을 무 접속으로 통과시키는 것은 아주 간편하다. 따라서 본 고안의 전자식 전력량계를 사용함으로써, 전력량계의 소형화가 가능하여 전력량계함이나 분전함의 크기를 최소화 할 수 있게 되었고, 시공의 편리성으로 인한 취부 또는 철거공사비의 절감을 가져올 수 있으며, 기존의 전력량계의 단점이었던 제조원가의 상승, 단자부 발열사고, 단자부 안전사고, 단자부 무단조작 등의 원인인 단자부와 접속점을 없앰으로써, 기존의 결점들을 완전하게 해결할 수 있게 한 것이다.

도 1a는 본 고안에 의한 단상2선식 전력량계에서 배선통도가 전력량계 본체의 중심부를 통과하게 하는 일 실시 예시도이다.

도 1b는 도 1a의 예시도에 전선(106,107)을 삽입한 상태의 단면을 나타낸 것이다.

도 2a는 본 고안에 의한 단상2선식 전력량계에서 배선통도가 전력량계 본체 변방의 일부분을 통과하게 하는 일 실시 예시도이다.

도 2b는 도 2a의 예시도에 전선(206,207)을 삽입한 상태의 단면을 나타낸 것이다.

도 3a는 본 고안에 의한 단상2선식 전력량계에서 배선통도가 전력량계 본체의 돌기부분을 통과하게 하는 일 실시 예시도이다.

도 3b는 도 3a의 예시도에 전선(306,307)을 삽입한 상태의 단면을 나타낸 것이다.

도 4a는 본 고안에 의한 배선고정장치의 여러 가지 방법 중에서 침 모양의 돌기로 전압을 검출하는 방법의 일 실시 예시도이다.

도 4b는 도 4a의 예시도에서 배선고정장치가 완전히 체결된 상태를 나타낸 것이다.

상기의 목적들을 달성하기 위한 것으로, 전원선과 부하선의 입출력 단자대를 없앤 본 고안의 무 접속형 전자식 전력량계를 이하와 같이 설명한다.

우선 본 고안의 전자식 전력량계는 본체의 어느 한 부분 또는 본체의 돌기부에 배선선식에 따른 선식 수만큼의 배선통도를 설치한다. 이 배선통도의 설치 위치는 본체의 어느 부분에 설치하든지 제한하지 않으며, 그 배선통도의 입출력 방향 또한 상하 좌우 전후면의 어느 방향으로 설치하든지 제한하지 않는다. 또 배선통도용의 돌기부를 별도로 설치하는 것도 상하 좌우 전후면의 어느 면의 어느 부위에 설치하여도 제한하지 않는다. 그러나 배선통도의 숫자는 단상2선식에서는 두 개의 배선통도를 설치하고, 단상3선식과 3상3선식에서는 3개의 배선통도를 설치하며, 3상4선식에서는 4개의 배선통도를 설치한다. 이때 변류기가 설치되는 배선통도는 인접한 배선통도의 전선전류에 의한 자기적 영향으로 오차가 발생하지 않을 만큼 서로 이격하거나, 배선통도 상호간의 사이에 자기적 영향을 감쇄할 수 있는 격벽설비를 하여야 한다.

다음에는 상기의 배선통도 중에서 각 상별 배선통도의 외부를 변류기철심의 내심으로 둘러싸도록 변류기를 설치하든가 또는 배선통도의 내부에 변류기를 설치하되 배선이 용이하게 변류기철심의 폐자로 내부를 통과할 수 있게 한다. 즉 기하학적으로 배선통도가 환상 또는 사각의 변류기철심과 동심을 가지며서 배선통도가 변류기철심의 내측에 위치하도록 하든가 또는 변류기철심의 폐자로 내측을 해당 전기배선이 용이하게 통과하게 하는 것이다. 이때 모든 배선통도에 변류기를 설치하는 것이 아니라 단상2선식에서는 1개의 통도에 변류기를 설치하고, 단상3선식에서는 2개의 통도에 변류기를 설치하며, 3상3선식과 3상4선식에서는 3개의 통도에 변류기를 설치한다.

그리고 배선통도의 어느 한 부분에 배선을 고정할 수 있는 배선고정장치를 설치하여, 시공이 완료된 전력량계의 입출력 배선들이 배선통도 내부에서 단단하게 고정될 수 있도록 함으로써 함부로 움직이지 못하게 할 수 있으며, 또 이 배선고정장치를 이용하여 전압을 검출할 수 있도록 한다. 그것은 배선고정을 위한 금속편이나기타의 물질로 된 고정편의 내측 즉 전선측에 침 모양의 돌기를 설치하여 배선고정장치의 조임 시에 전선의 절연피복을 뚫고 들어가 도통을 하게 함으로서 가능한 것이다. 이때 배선고정장치 전체가 도체로 되어있으면서 전력량계 본체와 절연이 되어 있다면, 배선고정장치의 어떤 부분에서라도 터미널을 설치하여 리드선을 결선할 수 있게 하고, 배선고정장치 전체가 부도체로 되었으면서 전선측의 침 모양의 돌기만 도체로 되어 있다면, 그 돌기에서 터미널을 설치하여 리드선을 결선할 수 있게 하는 것이다.

또 전력량계의 취부공사의 배선시에 배선고정장치의 위치에 해당하는 전선 일부분을 측정하고 표시하여 전선의 배선고정장치 접촉 부위만 절연물질을 제거하고 삽입하여 배선고정장치로 고정할 수 있다. 이때 전력량계 본체와 절연된 도전성의 배선고정장치를 사용하는 경우와 부도체로 된 배선고정장치에 도전성의 접촉자를 사용하는 경우의 두 가지가 활용될 수 있는 것이다.

이제 상기에서 설명한 본 고안의 구성과 작용들을 첨부의 예시 도면들을 설명하면서 본 고안에 대한 이해의 수준을 더욱 높이고자 한다. 그러나 이 첨부도면과 그것에 대한 설명들은 단지 본 고안에 대한 이해를 돕기 위한 일 실시 예시도일 뿐이므로, 첨부도면 이외에 본 고안에서 제시된 무 접속형과 무 단자형의 모든 응용 방법들은 본 고안의 범위에 속하는 것이다.

도 1a는 본 고안에 의한 단상2선식 전력량계에서 배선통도가 전력량계 본체의 중심부를 통과하게 하는 일 실시 예시도이다.

전력량계 본체(100)의 상면에서 하면으로 또는 좌면에서 우면으로 또는 전면에서 후면으로 배선통도(102,103)를 설치하고, 어느 하나의 배선통도(103)의 외곽에 전류검출용 변류기(101)를 설치하며, 배선통도(102,103)의 중간에 전선을 고정하는 배선고정장치(104,105)를 설치하여 전선의 고정과 전압의 검출을 시행한다.

이때 배선통도(103)와 전류검출용 변류기(101)의 관계는 배선통도가 환상 또는 사각 등의 모양의 변류기철심과 기하학적으로 동심을 가지며, 배선통도가 변류기철심의 내측에 위치하도록 하는 것이다.

도 1b는 도 1a의 예시도에 전선(106,107)을 삽입한 상태의 단면을 나타낸 것이다.

도 2a는 본 고안에 의한 단상2선식 전력량계에서 배선통도가 전력량계 본체 변방의 일부분을 통과하게 하는 일 실시 예시도이다.

전력량계 본체(200)의 좌 하측 면에서 하 좌측면으로 통과하는 것으로, 본 예시도와 같은 방법으로 수 많은 경우의 통과 방법이 제시 될 수 있다.

여기에서도 어느 하나의 배선통도(203)의 외곽에 전류검출용 변류기(201)를 설치하며, 배선통도(202,203)의 중간에 전선을 고정하는 배선고정장치(204,205)를 설치하여 전선의 고정과 전압의 검출을 시행하며, 배선통도(203)와 전류검출용 변류기(201)의 관계는 도 1a의 설명에서와 같다.

도 2b는 도 2a의 예시도에 전선(206,207)을 삽입한 상태의 단면을 나타낸 것이다.

도 3a는 본 고안에 의한 단상2선식 전력량계에서 배선통도가 전력량계 본체의 돌기부분을 통과하게 하는 일 실시 예시도이다.

본 예시도에서는 전력량계 본체의 하면 중앙부분에 전류값과 전압값의 검출용 배선통도를 위한 돌기부분(308)을 설치한 것으로, 그 위치는 하면의 중앙부분이 아니더라도 상측 하측 좌측 우측의 어느 방향으로 치우쳐도 상관이 없는 것이다. 그리고 돌기부분의 설치면 또한 상면 하면 좌면 우면 전면 후면의 어느 면에서 설치하여 좋다. 그리고 배선통도(302,303)와 변류기(301)와 전선(306,307)의 관계와 설명은 도 1a에서 설명한 바와 같다.

도 3b는 도 3a의 예시도에 전선(306,307)을 삽입한 상태의 단면을 나타낸 것이다.

도 4a는 본 고안에 의한 배선고정장치의 여러 가지 방법 중에서 침 모양의 돌기로 전압을 검출하는 방법의 일 실시 예시도이다.

배선통도(401) 내에 삽입되어 있는 전선(406)을 고정하기 위하여 고정편(403)을 도전성의 물질로 된 고정나사(404)로 밀어넣으면, 고정편(403)의 전선측에 설치된 도전성의 침 모양의 돌기(402)가 도체의 절연피복(405)을 뚫고 들어가 도체(406)와 접촉되고, 고정나사(404)를 통하여 터미널을 설치하여 리드선을 접속한다.

도 4b는 도 4a의 예시도에서 배선고정장치가 완전히 체결된 상태를 나타낸 것이다.

상기와 같이 고안된 무 접속형 전자식 전력량계는 입출력선이 절단이나 접속점이없이 전력량계의 몸체를 그대로 통과하여 단자대를 없애줌으로써 단자대에 의해 제한을 받아오던 전력량계의 외형을 획기적으로 축소, 변형 시켜줄 수 있다.

따라서 본 고안은 비교적 고정적인 틀을 벗어난 감각적 디자인을 가능하게 하고 외형의 축소로 제조나 물류 비용의 절감을 가져올 뿐만 아니라, 시공 시에 별도로 전원선과 부하선을 끊고 다시 결선 하는 수고를 없애 주어 설치 시간 단축은 물론 시공의 간편함과 안전성을 확보할 수 있다. 그리고 제조원가의 절감과 함께 단자부 발열사고의 원천적 제거, 단자부의 노출부분에 의한 안전사고의 근원적 제거, 단자부 무단조작 등에 의한 전기 도용의 방지 등 수 많은 장점이 기대되는 고안인 것이다.

Claims (4)

1. 전자식 전력량계에서 입출력 전기배선이 전선의 절단 없이 무 접속으로 전력량계의 몸체에 설치한 배선통도를 통과하게 하고, 상기 배선통도의 한 부분에 설치한 변류기로 전류값을 검출되게 하고, 상기 배선통도의 한 부분에 설치한 전압검출장치로 전압값이 검출되게 하여 단자대의 설치가 없는 것을 특징으로 하는 무 접속형 전자식 전력량계.
2. 상기 제 1항에 있어서,

   전류값을 검출하는 변류기의 설치 갯수는 단상2선식에서는 1개의 배선통도에 변류기를 설치하고, 단상3선식에서는 2개의 배선통도에 변류기를 설치하며, 3상3선식과 3상4선식에서는 3개의 배선통도에 변류기를 설치하여 전류값을 검출하는 것을 특징으로 하는 무 접속형 전자식 전력량계.
3. 상기 제 1항에 있어서,

   전력량계 몸체에 돌기부를 설치하고, 그 돌기부에 배선통도와 변류기와 배선고정장치를 설치할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 무 접속형 전자식 전력량계.
4. 상기 제 1항에 있어서,

   전압검출장치를 배선고정장치와 일체형으로 할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는무 접속형 전자식 전력량계.