Wiznet makers

Overview
This Chinese utility model, filed on January 5, 2026 and published on February 13, 2026, describes a distribution protection and measurement/control device organized as a modular enclosure rather than a single fixed-function relay. Its independent claim centers on an aluminum main shell, a cover plate with structured HMI openings, strip slots for sliding module insertion, and a base chain of data acquisition, signal conditioning, communication, and power. Dependent claims and the detailed embodiment then extend the box into a broader field terminal by adding data management, power-quality monitoring, line-loss analysis, and a control module with fault judgement and reclosing hardware.

Main Content

The document’s main engineering move is not a novel standalone algorithm, but a re-packaging of several distribution-side functions into a serviceable hardware layout. The background section criticizes conventional devices for bolt- or weld-fixed modules, weak vibration tolerance, poor sealing, weak heat dissipation, confusing front-panel layout, and overly narrow communication choices. In response, the patent proposes slot-based modular mounting inside an aluminum housing, with the display, warning lights, and control buttons aligned through dedicated openings on the cover-mounted control panel.

The extension set turns the device into a multi-role node. A data-management block handles cloud-facing O&M data, local storage, maintenance-task timing, display driving, and USB report export. A power-quality block monitors voltage deviation, frequency deviation, harmonics, threshold alarms, and standardized report output. A line-loss block uses a metering interface plus three STM32L431 chips to calculate loss by area, voltage class, and individual feeder. The control block adds a Cortex-A7-class processor, protection and diagnosis chips, Fourier extraction, fault judgement logic, and reclosing hardware.

System Context
In system terms, the device sits between field electrical sensing and upstream operational systems. The protection loop remains local: the patent describes priority control that gives protection tasks precedence over communication and storage tasks, and it states a response time of less than or equal to 50 ms from fault detection to execution. Around that local loop, the design layers in master-station connectivity, cloud/O&M data handling, power-quality reporting, and edge-side preprocessing so the box can operate as both a protection endpoint and a richer distribution terminal.

Architecture / Design Considerations
A notable design choice is the combination of field serviceability and thermal discipline. Sliding strip slots, screw-fixed auxiliary boards, and heat-conductive bonding of the control module to the aluminum shell all point to a device intended for maintenance under vibration, heat, and outdoor moisture exposure. That makes the enclosure itself part of the architecture, not just a container around electronics.

The wired Ethernet side is also made explicit rather than abstract. The patent names a WIZnet W5500 on the communication board and pairs it with an RJ45 master-station interface, alongside 4G/5G wireless and a Jetson Nano edge processor. WIZnet describes the W5500 as a hardwired TCP/IP Ethernet controller with embedded 10/100 Ethernet MAC and PHY, so the grounded reading is that the patent anchors its wired uplink in a dedicated WIZnet Ethernet product, while any higher-layer IEC104/IEC101 behavior would still need to be realized at the broader module or firmware layer above raw Ethernet transport.

Possible Implications
If implemented as described, the device would behave less like a narrow relay and more like a distribution edge terminal that combines protection, analytics, and remote operations in one housing. The most consequential boundary is the control module: although the claim structure places it among expansion blocks, the functional description gives it fault judgement and reclosing responsibility, so removing it would practically collapse the system from a protection controller into a monitoring and communication node. By contrast, removing the analytics-oriented boards would still leave something closer to a conventional protection terminal.

Conclusion
The patent is strongest as an integration blueprint for field-deployable distribution control: modular mechanics, thermal awareness, diversified communications, and local protection logic in one enclosure. Its real deployment value would depend on how cleanly the protocol stack, power budget, thermal envelope, and maintenance workflow are implemented beyond the broad patent description.

전체 개요

이 특허는 배전 보호 계전 기능만 따로 밀어붙이는 문서라기보다, 현장 단말 하나 안에 계측, 보호, 전능품질 감시, 선로손실 분석, 운전·유지보수 데이터 관리, 유선/무선 통신을 함께 담고, 그 복합 구성을 현장 정비가 가능한 형태로 포장하는 문서로 읽는 편이 적절합니다. 독립 청구항은 알루미늄 주 하우징, 전면 커버, 슬라이딩 삽입 슬롯, 데이터 수집-신호 조정-통신-전원으로 이어지는 기본 골격을 잡고 있고, 종속 청구항과 실시예에서 제어·분석·운영 보조 기능이 덧붙습니다.

문제의식과 기술적 맥락 재구성

배경 설명이 겨냥하는 문제는 크게 세 갈래입니다. 첫째는 나사 고정이나 용접 위주의 모듈 장착 때문에 정비와 교체가 느리고, 진동 환경에서 접촉 불량이 생기기 쉽다는 점입니다. 둘째는 하우징과 내부 배치가 방열, 방진, 방습에 불리해 장기 운용 안정성이 떨어진다는 점입니다. 셋째는 통신 인터페이스가 단조롭고 확장 모듈 연결이 임시 배선에 가까워, 원격지나 배선이 불리한 현장에서 통신 안정성과 확장성이 함께 약해진다는 점입니다. 이 특허는 그래서 보호 알고리즘 하나를 새로 제안하기보다, 장치 포맷 자체를 “현장형 통합 단말”로 다시 묶으려는 성격이 강합니다. 마지막 문장은 특허 전반의 구성에 근거한 해석입니다. (추론임)

기술 흐름 설명

1. 전류와 전압은 데이터 수집 모듈의 샘플링 채널로 들어오고, 이후 신호 조정 회로를 거쳐 후속 처리 경로로 넘어갑니다. 독립 청구항 수준에서는 이 흐름이 장치의 가장 기본적인 골격으로 잡혀 있습니다. 
2. 보호 제어 경로에서는 수집 신호가 푸리에 변환 칩, 고장판단 칩, 전류 임계 비교 회로, 위상차 검출 회로, 시퀀스 논리 회로를 거쳐 재폐로 제어 릴레이와 폐쇄 회로로 이어집니다. 문서에는 보호 알고리즘 작업의 우선순위를 통신·저장보다 높게 두고, 고장 검출부터 실행까지 50ms 이하를 목표로 둔다고 적혀 있습니다. 
3. 전능품질 감시 경로에서는 전압 편차, 주파수 편차, 고조파를 별도 모듈에서 측정하고, RS232 보고서 출력과 시청각 경보까지 붙입니다. 즉 보호 계전만 하는 장치가 아니라, 상태 품질 감시를 병행하는 구조입니다. 
4. 선로손실 경로에서는 RS485 계량 통신 인터페이스를 통해 사용자 측 전력량을 받고, 이상 데이터 제거 후 구역·전압 등급·개별 선로 단위로 손실을 계산하며, 추세 곡선도 저장합니다. 이 경로는 즉시 차단 동작의 최단 루프라기보다 운영 최적화와 이상 추적에 가깝습니다. 마지막 문장은 기능 구분에 대한 해석입니다. (추론임) 
5. 통신 경로에서는 WIZnet W5500을 중심으로 한 RJ45 유선 인터페이스, 4G/5G 무선 모듈, Jetson Nano 기반 엣지 처리 블록이 함께 배치됩니다. 문서상 목표는 배전 주站 연계, 원격지 적응, 그리고 현장 데이터 전처리입니다. 

이 장치에서 가장 짧고 실패 비용이 큰 루프는 결국 “수집-판단-재폐로”로 이어지는 보호 동작 경로입니다. 반대로 데이터 관리, 선로손실 분석, 클라우드 동기화, 보고서 출력은 중요하지만 보호 동작을 직접 닫는 폐루프보다는 바깥 계층으로 보는 편이 안전합니다. 이는 제어 모듈의 구성과 보호 작업 우선순위 설명을 함께 본 해석입니다. (추론임)

왜 이런 구조가 나왔는지에 대한 해설

슬롯형 장착 구조와 알루미늄 하우징은 보기 좋은 기구 설계 장식이 아니라, 현장 교체성과 열 관리를 동시에 잡으려는 선택입니다. 공통 장착 기준을 만들어 모듈 교체를 쉽게 하고, 진동 환경에서 접촉 안정성을 높이며, 동시에 주 하우징 전체를 방열 경로로 쓰겠다는 접근입니다. 제어 모듈을 열전도 실리카겔로 내벽에 붙인 것도 같은 맥락입니다.

흥미로운 점은 문서의 법적 구성과 시스템 현실 사이에 약간의 긴장이 있다는 점입니다. 청구항 분류상 제어 모듈은 “확장 기능 모듈” 쪽에 놓여 있지만, 실제 설명을 보면 이 모듈이 고장판단과 재폐로 제어를 담당하므로 시스템적으로는 사실상 핵심부에 가깝습니다. 다시 말해 문서상 분류는 확장처럼 보이지만, 장치 성격을 결정하는 기능은 제어 모듈 쪽에 몰려 있습니다. 마지막 문장은 청구항 구조와 실시예 기능을 함께 읽은 해석입니다. (추론임)

통신부도 비슷합니다. 특허는 W5500을 IEC104/IEC101 대응 다중 프로토콜 변환 칩으로 적고 있지만, WIZnet 공개 자료에서 W5500은 하드와이어드 TCP/IP Ethernet controller로 설명됩니다. 그래서 실장 관점에서는 W5500이 유선 Ethernet 종단을 담당하고, IEC 계열 상위 프로토콜 처리는 상위 프로세서나 펌웨어 계층에서 구현된다고 읽는 편이 더 보수적이고 안전합니다. 이 마지막 문장은 특허 서술과 WIZnet 제품 설명을 함께 놓고 본 해석입니다. (추론임)

시스템 구성 및 선택지 해석

필수 골격만 남기면 이 장치는 계측과 통신이 가능한 기본 현장 단말에 가깝습니다. 여기에 전능품질 감시와 선로손실 분석이 붙으면 운영·진단 성격이 강해지고, 제어 모듈까지 제대로 동작해야 비로소 보호/재폐로 장치로서 완성됩니다. 즉, 특정 구성요소 제거 시 시스템 성격이 바뀌는 구조가 문서 안에 비교적 분명하게 들어 있습니다. 이 해석은 청구항 1, 3, 5, 6의 기능 분리를 바탕으로 합니다. (추론임)

그래서 이 장치에서 데이터 관리, 전능품질, 선로손실, 클라우드 동기화, 엣지 전처리는 “보조 수단”으로 보는 편이 맞습니다. 중요하지 않다는 뜻이 아니라, 보호 동작의 최단 폐루프를 대신하지는 않는다는 뜻입니다. 장치가 배전 보호 장치로 남으려면 결국 현장 로컬 제어와 재폐로 실행 경로가 살아 있어야 합니다. 이 문장은 시스템 역할 경계에 대한 해석입니다. (추론임)

유선은 WIZnet W5500 기반 RJ45 경로로 주站 연계를 담당하고, 4G/5G는 배선이 불리한 현장을 보완하며, Jetson Nano는 전처리를 통해 상위 주站 부하를 덜어주려는 그림입니다. 따라서 선택지는 “모든 것을 중앙으로 보내는 박스”라기보다, “현장 판정은 로컬, 연결성은 다중 경로, 운영 해석은 부가 계층”이라는 쪽에 가깝습니다. 마지막 문장은 아키텍처 관점의 정리입니다. (추론임)

내부 관점에서의 시사점

이 특허를 제품 검토 대상으로 보면 강점은 구조 통합입니다. 보호, 품질, 손실, 운영 데이터를 한 기기에 모아 현장 분기 단에서 여러 시점을 동시에 볼 수 있게 하려는 의도가 분명하고, 특히 원격지나 배선 제약 현장에서는 유선+무선 병행 설계가 매력적으로 보일 수 있습니다.

반대로 채택 조건은 만만하지 않습니다. Cortex-A7 계열 처리기, DSP, 여러 STM32 계열 칩, Jetson Nano, W5500, 4G/5G 모듈을 한 박스에 넣겠다는 발상은 전원 설계, 발열, EMC, 소프트웨어/펌웨어 분할, 유지보수 체계를 함께 검증해야 현실성이 생깁니다. 이 문장은 실시예에 기재된 부품 조합을 바탕으로 한 현실성 평가입니다. (추론임)

실무적으로는 “무엇을 정말 로컬 하드웨어로 닫을 것인가”가 가장 비싼 판단입니다. 보호·재폐로는 로컬 우선으로 유지하고, 선로손실·품질·운영 데이터는 비실시간 보조 계층으로 분리해야 시스템 복잡도를 통제하기 쉽습니다. 이 구분이 흐려지면 장치는 똑똑해지기보다 불투명해질 가능성이 큽니다. 마지막 두 문장은 시스템 아키텍처 관점의 해석입니다. (추론임)

기존 발표자료들과의 차이점

이번 특허를 기존 발표자료들과 비교해 보면, 표면적으로는 모두 “전력 분배” 또는 “분전”이라는 말을 쓰고 있어 비슷해 보이지만, 실제 시스템 역할과 설계 중심은 꽤 다르게 잡혀 있습니다. 특히 기존 링크 중 1번과 2번은 홈 오토메이션 중심의 스마트 분전함 또는 릴레이 제어 박스에 가깝고, 3번은 배전용 단말 장치인 DTU/FTU 소개에 가까워서, 특허와의 거리도 각각 다르게 보아야 합니다. (maker.wiznet.io, maker.wiznet.io, maker.wiznet.io)

먼저 1번 발표자료는 KC868-H16B 기반의 스마트 홈용 분전 보드를 보여 주는 데모 성격이 강합니다. 본문에는 이 장치가 W5500 내장, 16채널 스마트 파워 분전 보드, KC868-H16B 스마트 릴레이 컨트롤러, KC868-COLB 로직 컨트롤러, 전력계, 그리고 Arduino, NodeMCU, Raspberry Pi, Node-RED, Home Assistant와의 연동을 중심으로 설명되어 있습니다. 2번 발표자료도 거의 같은 계열로, 16 relay control과 8 channel sensor alarm, 그리고 하드웨어 구성요소로 WIZnet W5500 x1을 적고 있습니다. 즉 두 자료의 핵심은 “부하를 여러 채널로 켜고 끄고, 센서를 보고, 로컬 또는 원격으로 홈 자동화 제어를 한다”는 쪽에 있습니다. (maker.wiznet.io, maker.wiznet.io)

반면 이번 특허는 출발점부터 다릅니다. 특허는 장치를 단순한 릴레이 제어 박스가 아니라 배전 보호 측정제어 장치로 정의하고, 기본적으로 데이터 수집 모듈, 신호 조정 회로, 통신 모듈, 전원 모듈을 두며, 여기에 전력품질 모니터링 모듈, 선로손실 분석 모듈, 데이터 관리 모듈, 제어 모듈을 추가합니다. 특히 제어 모듈에는 푸리에 변환 칩, 고장판단 칩, 전류 임계 비교 회로, 위상차 검출 회로, 시퀀스 논리 회로, 재폐로 제어 릴레이가 포함되고, 보호 알고리즘 작업을 통신·저장보다 우선시하며 고장 검출부터 실행까지 50ms 이하를 목표로 둡니다. 이 수준이 되면 시스템의 목적은 “편리한 분전 제어”가 아니라 “배전 계통에서의 보호와 측정, 감시, 원격 연계”로 올라갑니다. (patents.google.com)

즉 1번, 2번 발표와 이번 특허의 가장 큰 차이는 제어 대상의 성격과 실패 비용의 크기입니다. 기존 발표자료는 주로 스마트 홈, 로컬/원격 스위칭, 센서 알람, 플랫폼 연동처럼 자동화 편의성과 적용 쉬움이 중심입니다. 반면 이번 특허는 고장 판단과 재폐로가 포함된 보호 장치이므로, 오동작이나 지연의 비용이 훨씬 큽니다. 다시 말해 전자는 “자동화 시스템”으로 볼 수 있고, 이번 특허는 “배전 보호를 수행하는 현장 단말”로 봐야 합니다. 이름은 둘 다 분전함처럼 들리지만, 실제로는 같은 층위의 시스템이 아닙니다. 마지막 문장은 시스템 분류 관점의 해석입니다. 추론임. (maker.wiznet.io, maker.wiznet.io, patents.google.com)

다만 겹치는 지점이 전혀 없는 것은 아닙니다. 1번과 2번 발표 모두 WIZnet W5500을 포함하고 있고, 이번 특허 역시 통신 모듈 PCB에 W5500을 둡니다. 하지만 역할은 다르게 읽는 편이 맞습니다. 기존 발표자료에서는 W5500이 홈 자동화용 이더넷 연결성과 원격 제어 연계를 위한 구성요소로 보이는 반면, 특허에서는 RJ45 기반의 마스터 스테이션 도킹 인터페이스, IEC104/IEC101 대응, 그리고 4G/5G 무선 경로와 함께 배전 단말의 통신 인프라 일부로 들어갑니다. 즉 같은 칩을 써도, 한쪽은 스마트 홈 제어 박스의 네트워크 인터페이스이고, 다른 한쪽은 배전 보호 단말의 현장 통신 경로입니다. (maker.wiznet.io, maker.wiznet.io, patents.google.com)

3번 발표자료는 앞의 두 자료보다 이번 특허와 훨씬 더 가까운 편입니다. 공개 페이지에서 이 자료는 DTU (Distribution Terminal Unit) 와 FTU (Feeder Terminal Unit) 를 직접 언급하고 있어, 홈 자동화 박스가 아니라 배전 현장 단말 계열임을 분명히 합니다. 따라서 “배전 현장용 단말”, “상위 계통과의 연결”, “원격 운용”이라는 큰 그림에서는 이번 특허와 같은 문제 영역을 다루고 있다고 볼 수 있습니다. (maker.wiznet.io)

그렇기 때문에 3번과 비교할 때는 없는 차이를 억지로 만들면 안 됩니다. 적어도 공개 발표자료 수준에서 보면, “배전 단말이 유무선 통신을 갖고 상위 시스템과 연결된다”는 방향 자체는 이미 3번 자료에서도 낯설지 않습니다. 다시 말해 배전 단말 + 통신 연계라는 상위 개념만 놓고 보면, 이번 특허가 완전히 다른 세계의 장치를 말하는 것은 아닙니다. 이 지점에서는 차이가 크지 않다고 적는 편이 더 정직합니다. 마지막 문장은 비교 범위에 대한 해석입니다. 추론임. (maker.wiznet.io, patents.google.com)

하지만 이번 특허가 3번 발표자료보다 더 구체적으로 밀고 들어가는 부분도 분명히 있습니다. 특허는 알루미늄 메인 하우징, 양측 스트립 슬롯을 이용한 슬라이딩 모듈 장착, 제어 모듈의 방열 접착 구조, 전력품질 모니터링, 선로손실 분석, 고장판단, 재폐로 제어까지 하나의 장치 구조 안에 통합해 설명합니다. 반면 3번 발표자료는 공개 페이지 특성상 DTU/FTU의 존재와 범주를 보여 주는 정도에 가깝고, 내부 모듈 배치, 방열 구조, 고장판단 로직, 선로손실 분석, 보호 우선 실행 구조 같은 세부는 드러나지 않습니다. 따라서 두 자료의 차이는 “배전 단말이냐 아니냐”보다는, 단말 내부를 어느 정도까지 통합하고 구체화했느냐에 있습니다. (maker.wiznet.io, patents.google.com)

정리하면, 기존 발표자료와 이번 특허의 관계는 세 갈래로 나뉩니다. 1번과 2번 발표는 스마트 홈용 분전/릴레이 제어 박스이므로, 이번 특허와는 이름이 비슷할 뿐 시스템 역할과 실패 비용이 뚜렷하게 다릅니다. 3번 발표는 배전 단말이라는 점에서 분야가 겹치므로, 상위 개념 수준에서는 큰 차이가 없다고 보는 편이 맞습니다. 다만 이번 특허는 그 위에 보호 제어, 전력품질, 선로손실, 재폐로, 슬롯형 정비 구조, 방열 구조를 한 몸체 안에 묶어 설명한다는 점에서 더 구체적인 장치 통합 방향을 제시하고 있습니다. (maker.wiznet.io, maker.wiznet.io, maker.wiznet.io, patents.google.com)

FAQ

Q1. 기존 접근 대비 이 구조의 핵심 차이는 무엇인가요?
기존 장치의 문제를 이 특허는 “기능 부족”보다 “장치 구성 방식의 비효율”로 봅니다. 그래서 핵심 차별점은 알고리즘 단품이 아니라, 슬롯형 모듈 장착, 알루미늄 방열 하우징, 정돈된 전면 HMI, 유선/무선 혼합 통신, 분석 모듈 통합까지 한 번에 묶는 장치 아키텍처에 있습니다.

Q2. 왜 슬라이딩 슬롯 구조를 굳이 넣었나요?
정비성과 진동 안정성을 동시에 잡기 위해서입니다. 특허가 반복해서 강조하는 대목도 “복잡한 공구 없이 빼고 끼울 수 있다”, “공통 장착 기준이 생긴다”, “진동으로 인한 접촉 불량을 줄인다”는 부분입니다.

Q3. 이 시스템에서 실패 비용이 가장 큰 판단 지점은 어디인가요?
제어 모듈이 수행하는 고장판단과 재폐로 실행 경계가 가장 비쌉니다. 여기서 오판이나 지연이 생기면 통신 지연이나 보고서 누락과 달리 배전 보호 동작 자체가 흔들리기 때문에, 문서가 보호 작업 우선순위와 50ms 이하 응답을 따로 적은 것으로 보입니다. 두 번째 문장은 시스템 중요도에 대한 해석입니다. (추론임)

Q4. W5500과 4G/5G를 같이 넣은 통신 구조는 어떤 의미가 있나요?
유선은 주站 연계의 안정적인 기본 경로를, 무선은 배선이 어려운 현장의 보완 경로를 맡게 하려는 구조입니다. 다만 WIZnet 자료 기준으로 W5500은 하드와이어드 TCP/IP Ethernet controller이므로, IEC104/IEC101의 실질 구현은 상위 제어 계층이 맡는다고 보는 편이 더 기술적으로 안전합니다. 두 번째 문장은 특허와 WIZnet 자료를 함께 본 해석입니다. (추론임)

Q5. 데이터 관리, 전능품질, 선로손실 모듈은 핵심인가요, 보조인가요?
기능적으로는 중요하지만, 보호 동작의 최단 폐루프를 대신하지 않는다는 점에서 보조 계층으로 보는 편이 맞습니다. 이 모듈들이 빠져도 장치는 축소된 보호 단말로 남을 수 있지만, 제어 모듈이 빠지면 보호 장치보다 모니터링·통신 노드에 가까워질 가능성이 큽니다. 마지막 문장은 청구항 구조와 기능 설명을 함께 본 해석입니다. (추론임)

Q6. 실제 채택 전에 무엇을 검증해야 하나요?
전원 예산, 열 분산, EMC, 프로토콜 스택 분할, 유지보수 방식, 펌웨어 업데이트 체계를 먼저 검증해야 합니다. 특허는 구성 방향을 넓게 잡아 주지만, Jetson Nano와 다수 MCU/DSP, 유무선 통신, 로컬 보호 로직이 한 박스에 공존하는 구조는 제품화 단계에서 통합 난도가 높을 수 있습니다. 두 번째 문장은 실시예 부품 구성을 바탕으로 한 현실성 평가입니다. (추론임)

저자 정보

이 특허는 景龑, 党文强, 杨博, 徐伟杰, 张勇, 王剑, 徐银凤, 刘魁, 陈许文澜이 공동 발명자로 기재된 작업입니다. 출원인은 国网（西安）环保技术中心有限公司와 国网陕西省电力有限公司西安供电公司인데, 후자는 국가전망 산시전력 체계 안의 지시급 공급회사로 소개되고, 전자는 같은 체계 안에서 환경 관련 기술 업무를 수행하는 법인으로 확인됩니다. 공개된 범위에서 개별 발명자의 세부 경력은 제한적이라 각자의 전공과 역할을 구체적으로 단정하기는 어렵습니다. 다만 특허 내용과 소속 성격을 함께 보면, 배전망 운영, 현장 보호 제어, 통신 연계, 환경·운영 지원이 교차하는 실무형 엔지니어링 팀에서 나온 결과물로 이해하는 편이 자연스럽습니다. 마지막 문장은 특허 내용과 소속 정보를 바탕으로 한 해석입니다. (추론임)

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