This study presented the strength of the materials and parts for smart distribution board fabrication, and developed a work operation process chart for smart distribution board fabrication. This work operation process chart for smart distribution board fabrication complied with SPS-KEMC regulations,...
This study presented the strength of the materials and parts for smart distribution board fabrication, and developed a work operation process chart for smart distribution board fabrication. This work operation process chart for smart distribution board fabrication complied with SPS-KEMC regulations, and the applicable range and object are less than 1,000 V and 1,000 Hz for the AC distribution board and less than 1,500 V for the DC distribution board. The power supply is 3 phase 4 wires ($3{\Phi}$ 4W), divided into a single phase circuit and a 3 phase circuit. In addition, the circuit was configured so that the leakage current flowing through the distribution line of the load could be monitored in real time by using the sensor module installed at the rear end of the circuit breaker. Therefore, the administrator can easily find the risk factor of the load since engineer can check the leakage current of each distribution line. In addition, if a leakage current greater than standard value flows, it is possible to generate an alarm against a short circuit and cut off the leakage current. The work operation process chart for the smart distribution board fabrication consists of the following steps: raw and subsidiary materials, sheet metal work, tube making, welding, painting, busbar fabrication, assembly and wiring, product inspection, shipment, etc. Moreover, symbols, ${\Delta}$, ${\nabla}$, ${\bigcirc}$, ${\Rightarrow}$, etc. were used according to the type of work and work progress so that workers can easily understand the progress of the work.
This study presented the strength of the materials and parts for smart distribution board fabrication, and developed a work operation process chart for smart distribution board fabrication. This work operation process chart for smart distribution board fabrication complied with SPS-KEMC regulations, and the applicable range and object are less than 1,000 V and 1,000 Hz for the AC distribution board and less than 1,500 V for the DC distribution board. The power supply is 3 phase 4 wires ($3{\Phi}$ 4W), divided into a single phase circuit and a 3 phase circuit. In addition, the circuit was configured so that the leakage current flowing through the distribution line of the load could be monitored in real time by using the sensor module installed at the rear end of the circuit breaker. Therefore, the administrator can easily find the risk factor of the load since engineer can check the leakage current of each distribution line. In addition, if a leakage current greater than standard value flows, it is possible to generate an alarm against a short circuit and cut off the leakage current. The work operation process chart for the smart distribution board fabrication consists of the following steps: raw and subsidiary materials, sheet metal work, tube making, welding, painting, busbar fabrication, assembly and wiring, product inspection, shipment, etc. Moreover, symbols, ${\Delta}$, ${\nabla}$, ${\bigcirc}$, ${\Rightarrow}$, etc. were used according to the type of work and work progress so that workers can easily understand the progress of the work.
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문제 정의
또한, 개발된 분전반은 실시간으로 누설전류를 검출하여 경보하고 차단할 수 있는 기능이 탑재되어 있으므로 새로운 작업 공정도를 제시할 필요가 있다. 그리고 기존 설비를 제작한 경험이 있는 기술자들이 쉽게 인식할 수 있도록 단계별로 제시하여 작업의 생산성 및 신뢰성 향상에 기여하고자 한다.
3은 실시간으로 누설전류를 검출하여 경보하고 차단할 수 있는 기능이 탑재된 분전반의 제작 과정을 나타낸 것이다. 기존 분전반 제작 경험이 있는 숙련된 기술자가 작업을 효율적으로 수행하고, 각 단계별 검사를 실시할 수 있도록 흐름도 형식으로 제시한 것이다. 즉, Table 3에서 제시된 작업공정도에 따라 각각의 작업이 완료되면 제시된 흐름도를 준수하여 조립 및 검사 등을 실시하여 출하도록 하였다.
따라서 본 연구에서는 저압 분전반 제작을 위한 재료와 부품의 강도 특성을 분석하는데 있다. 또한, 개발된 분전반은 실시간으로 누설전류를 검출하여 경보하고 차단할 수 있는 기능이 탑재되어 있으므로 새로운 작업 공정도를 제시할 필요가 있다.
본 연구에서는 저압 분전반 제작을 위한 재료와 부품의 강도 특성을 분석하였다. 또한, 스마트 분전반 제작을 위한 공정도를 개발하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
제안 방법
(6) 개발된 분전반의 항목은 적용 범위, 전압, 전류, 주파수 등을 대상으로 실시하였다. 또한, 단위 기능반의 특정 사용 조건에 따른 추가 요구는 별도로 조건을 지정할 수 있다.
, ▽, Ｏ, ⇒ 등의 기호를 사용하여 작업자가 작업의 진행 정도를 쉽게 이해하고, 시각적인 인지가 가능하도록 병기하였다. 공정 관리는 항목, 방법, 담당, 기록 등으로 세분화했으며, 각각의 항에 수행해야 할 내용을 기호 문자로 제시하였다. 그리고 각 단계별 제작된 제품은 각 단계에 부합하는 관련 규격을 근거로 검사를 실시하였다.
, ▽, Ｏ, ⇒ 등의 기호를 사용하여 작업자가 자신의 작업 진행 정도를 쉽게 이해하고, 시각적으로 인지가 되도록 병기하였다. 공정 관리는 항목, 방법, 담당, 기록 등으로 세분화했으며, 각각의 항에 수행해야할 내용을 표준화된 언어로 제시하였다.
공정 관리는 항목, 방법, 담당, 기록 등으로 세분화했으며, 각각의 항에 수행해야 할 내용을 기호 문자로 제시하였다. 그리고 각 단계별 제작된 제품은 각 단계에 부합하는 관련 규격을 근거로 검사를 실시하였다. 또한, 제품의 생산성 및 효율성 등을 고려하여 외주되는 부품 및 기기 등은 수시로 제품의 성능을 확인함으로써 제품이 완성되었을 때 오작동, 접속 불량, 오결선 등의 발생을 근원적으로 차단되도록 관리하였다.
상부에 배선용차단기(MCCB)를 설치하여 주전원이 유입되도록 배치하였고, 부하측의 배선은 부스바(bus bar)를 이용하여 색 배선(R, S, T, N)하였다. 그리고 부스바를 사용하여 좌우측으로 병렬 분기하여 다양한 부하를 효과적으로 사용할 수 있도록 구성하였다. 또한, 분기된 각각의 차단기 부하측에 센서 모듈(sensor module)을 설치하여 부하 전선로에서 발생되는 누전전류의 크기를 실시간 측정할 수 있어서 우측 상단에 설치된 시스템으로 실시간 그 상태를 알 수 있는 제품이다.
분전반 제작의 공정도는 작업의 유형과 진행 정도에 따라 △, #, ▽, Ｏ, ⇒ 등의 기호를 사용하여 작업자가 작업의 진행 정도를 쉽게 이해하고, 시각적인 인지가 가능하도록 병기하였다.
1은 개발된 10회로 저압 분전반의 실체 사진을 나타낸 것이다. 상부에 배선용차단기(MCCB)를 설치하여 주전원이 유입되도록 배치하였고, 부하측의 배선은 부스바(bus bar)를 이용하여 색 배선(R, S, T, N)하였다. 그리고 부스바를 사용하여 좌우측으로 병렬 분기하여 다양한 부하를 효과적으로 사용할 수 있도록 구성하였다.
Table 2는 KS C IEC 61439-1에 제시되어 있는 분전반 외함의 검증 방법을 나타낸 것이다. 외함의 보호 등급, 감전 방지와 보호회로, 개폐장치와 구성품, 내부 전기 회로와 연결부, 외부 도체의 단자, 절연 특성, 온도상승, 단락 내력, 전자파 적합성, 기계적 동작 등을 분석하였다. 감전 방지와 보호 회로는 조립체의 노출 도전부와 보호회로 사이의 효과적인 접지 연속성과 단락 내력을 검증해야 하는 것으로 되어 있다.
Table 4는 저압 분전반의 전기적 특성에 대해 KS C IEC 61439-1, SPS-KEMC 2102-610 및 JSIA-300을 비교한 것이다. 즉, 개발된 분전반의 시험 및 평가를 객관적으로 입증하기 위해 관련 규정을 준수하였다. 일반 산업 현장에서 사용되는 저안 분전반의 항목은 적용 범위, 전압, 전류, 주파수 등을 대상으로 실시하였다.
대상 데이터
개발된 분전반은 SPS-KEMC를 준용하였으며, 적용범위 및 대상은 1,000 V 이하, 1,000 Hz 이하인 교류 정격 전압이다. 또는 1,500 V 이하의 직류 정격 전압을 갖는 저압 분전반이다.
이론/모형
Table 1은 개발된 분전반에 적용된 재료와 부품의 강도를 나타낸 것으로 KS C IEC 61439-1을 적용하였다. 또한, 개발된 분전반은 내식성, 절연 재료의 특성, 자외선 복사의 내성, 인양, 기계적 충격 등의 항목에 적합하도록 설계되었다2-4).
성능/효과
(4) 개발된 분전반의 공정도에서 제시하는 공정명은 원부자재, 판금 가공, 제관 가공, 용접 가공, 도장 가공, 부스바 가공, 조립 및 배선, 제품 검사, 출하 단계 등으로 구성되어 있다.
(5) 분전반 제작의 공정도는 작업의 진행 과정에 따라 △ , #, ▽, Ｏ, ⇒ 등의 기호를 사용하여 작업자가 자신의 작업 진행 정도를 쉽게 이해하고, 시각적으로 인지가 되도록 병기하였다.
후속연구
따라서 본 연구에서는 저압 분전반 제작을 위한 재료와 부품의 강도 특성을 분석하는데 있다. 또한, 개발된 분전반은 실시간으로 누설전류를 검출하여 경보하고 차단할 수 있는 기능이 탑재되어 있으므로 새로운 작업 공정도를 제시할 필요가 있다. 그리고 기존 설비를 제작한 경험이 있는 기술자들이 쉽게 인식할 수 있도록 단계별로 제시하여 작업의 생산성 및 신뢰성 향상에 기여하고자 한다.
이상의 분석 내용에서 알 수 있듯이 누전 경보 및 차단 기능이 탑재된 분전반 제작을 위한 공정도가 개발됨에 따라 기존 분전반을 제작한 경험이 있는 기술자들이 특별한 교육 및 훈련이 없이도 제품의 생산이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 개발된 분전반이 건축물에 설치된다면 전선로에서 발생되는 누설전류의 상태를 실시간 경보 및 차단할 수 있어서 전기설비사고, 전기화재 및 감전사고 등을 예방할 수 있어서 경제적 손실과 사회적 비용을 저감할 수 있을 것으로 기대된다.
이상의 분석 내용에서 알 수 있듯이 누전 경보 및 차단 기능이 탑재된 분전반 제작을 위한 공정도가 개발됨에 따라 기존 분전반을 제작한 경험이 있는 기술자들이 특별한 교육 및 훈련이 없이도 제품의 생산이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 개발된 분전반이 건축물에 설치된다면 전선로에서 발생되는 누설전류의 상태를 실시간 경보 및 차단할 수 있어서 전기설비사고, 전기화재 및 감전사고 등을 예방할 수 있어서 경제적 손실과 사회적 비용을 저감할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
배전반의 사용 목적은?
발전소에서 생산된 전기를 안전하게 수용가에 공급하기 위해 분전반(distributing board)을 사용하며, 또는이것을 배전반이라고도 부른다. 자가용 변전소의 배전반을 전면에서 보면 고압 주회로의 차단기를 개폐하는 조작레버, 저압 주회로의 개폐기, 전압계, 전류계, 전력계, 적산전력계, 와전류계전기 등이 있다.
분전반의 형식은 어떠한가?
자가용 변전소의 배전반을 전면에서 보면 고압 주회로의 차단기를 개폐하는 조작레버, 저압 주회로의 개폐기, 전압계, 전류계, 전력계, 적산전력계, 와전류계전기 등이 있다. 배전반의 형식에는 개방형과 폐쇄형이 있는데 개방형은 뒷면에 전기배선, 스위치, 단자 등이 노출되어 있다. 폐쇄형은 금속함 내부에 대부분 수납되어 있어서 외부에서 보이는 것은 최소한의 계기, 조작 버튼 등이다.
자가용 변전소의 배전반의 전면은 어떻게 구성되어 있나?
발전소에서 생산된 전기를 안전하게 수용가에 공급하기 위해 분전반(distributing board)을 사용하며, 또는이것을 배전반이라고도 부른다. 자가용 변전소의 배전반을 전면에서 보면 고압 주회로의 차단기를 개폐하는 조작레버, 저압 주회로의 개폐기, 전압계, 전류계, 전력계, 적산전력계, 와전류계전기 등이 있다. 배전반의 형식에는 개방형과 폐쇄형이 있는데 개방형은 뒷면에 전기배선, 스위치, 단자 등이 노출되어 있다.
참고문헌 (10)
G. Y. Shong, "Power Transmission and Distribution Engineering", Dongil Publisher, pp.11-14, 2008.
Korean Standards Association, "KS C 61439-1, "Distributing and Control Board for Low Voltage", 2014.
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Distribution Board System Association of Japan, "JSIA-300, Distribution Board Guide", 2010.
C. S. Choi and S. Y. Hahn, "Study on the Resistivity Leakage Current Detection and Properties Analysis of Electrical Installation", 2008 Korean Institute of Electrical Engineers Fall Proceeding, pp.301-304, 2008.
C. S. Kim, S. Y. Hanh and C. S. Choi, "Development and Safety Estimation of Resistive Leakage Current(Igr) of Detection Outlet", Trans. of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol.58P, No.2, pp.221-226, 2009.
S. Y. Hahn, "Tester of Earth Resistive Leakage Current (Integrator)", Korean Intellectual Property Office, 10-0771939, 2007.
C. S. Choi, K. M. Shong, D. O. Kim, D. W. Kim and Y. S. Kim, "A Study on the Analysis of Heat and Metallurgical Structure of Connection Parts for Residual Current Protective Devices", Vol.18 No.4, Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering, pp.57-63, 2004.
B. S. Lee and C. S. Choi, "A Study on the Contact Resistance of Plug-In MCCB Placed in Distributing Board", Proceeding of 2013 Spring Annual Conference of Korean Institute of Fire Science and Engineering, pp.56-57, 2013.
J. H. Lee and C. S. Choi, "Damage Pattern and Operation Characteristics of a Thermal Magnetic Type MCCB according to Thermal Stress", Journal of the Korean Society of Safety, Vol.28, No.3, pp.69-73, 2013.
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