Self Generation Wireless Temperature Sensor

자가발전 무선 온도센서 

제품 개발 배경

1.현황
  • 수배전반이나 부스덕트에서, 고장의 가장 큰 원인은 과열임.
  • 내부의 상태 진단을 위하여, 기존의 온도 모니터링 과정은  
    온도 센서를 이용한 온도 측정 → 광이나 동축케이블을 통한 신호전달 → 수배전반 전면의 디지털 지시계에 온도값 표기
2. 문제점
  • 신호선 배선 작업시간이 길어서 생산성이 저하되고, 고장시 신호선 전체를 교체하여야 함.
  • 각각의 온도센서 및 송신모듈의 구동을 위하여 별도의 전원(배터리, DC 5V 등)이 필요함.

  • 배터리 사용시 1.5년 주기로 교체가 불가피하고, 활선 상태에서는 안전문제로 교체 작업이 불가능함.
    DC 5V 전원 공급시 송신기 한개당 하나의 독립 전원이 필요하므로 장시간의 배선 작업으로 생산 효율이 저하.

온도 센서 비교

열전센서
접촉식
-75~250 ℃
13,000원
육안 감시
도어 개방 필요
장시간 배선작업
사고시 전체 교체
가역 온도 Tape
접촉식
50~70 ℃
1200원/개
육안 감시
도어 개방 필요
Data 기록 불가
RFID 온도센서
비 접촉식(포인트)
-40 ~ 120℃
약 180만원
Display 감시
외부 감시

송신거리 짧음 [0.3m]

외부 전원 필요

열화상 카메라
비 접촉식(포인트)
-20 ~ 350℃
약 500만원
Display 감시
도어 개방 필요

부정확한 온도값 사각지대 존재 

광 온도 센서
접촉식(포인트)
-20 ~ 120℃
약 350만원
Display 감시
외부 감시

장시간 배선작업

주기적 온도 보정

기술의 우수성 및 기대 효과 

세계 최고 수준의 에너지 하베스팅 무선온도 진단장치 개발

  • 세계 초소형 클램프형 에너지 하베스팅 무선온도센서’ 및 ‘세계 초저전력 밴드형 에너지 하베스팅 무선온도센서’ 개발 
  • 기존 수배전반의 해체 없이 개별 탈부착이 가능하며, 반도체형 고온온도센서가 장착되어 200도까지 사용가능하며, 100% 국산화를 통해 1 세트당 가격을 외산 대비 40% 수준으로 절감하였음. 
  • 세계 최초 154kV 변압기 부싱에 설치 및 운영 중(한전 진주변전소 납품), 국내 최초 6.6kV 고압배전반 및 MCCB에 설치 및 운영 중(영흥 화력발전본부 납품) 
  • 고가의 외산 에너지 하베스팅 무선온도 진단장치를 대체하여 가격 하락에 따른 보급 확대로 ‘국가 전력설비의 전기안전 사고예방 플랫폼 구축’에 크게 기여함. 
  • 곧 도래할 4차 산업에 대응하는 ‘전력설비의 ICT 진단을 통한 인공지능 제어시대’에 중추적 역할이 기대됨.

동작원리 및 구성

  • 에너지 하베스팅 : 자기유도코일을 이용하여 부스바 주위의 누설자장을 수집하여 AC 전압을 발생
  • A/D 전력 변환 : AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 부스바용 온도센서 및 무선송신모듈의 구동 전원으로 공급
  • 무선온도 송수신 : 각 측정 요소별 부스바의 온도값을 무선송신하여 디지털 온도지시계에 온도값 표시 및 저장

적용사례


적용분야

  • 수배전반 인입 및 부스바
  • 옥외변압기 터미날
  • 모터
  • 지중 케이블
  • 환풍기
  • 송전 가공선