KR100491889B1

KR100491889B1 - 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템

Info

Publication number: KR100491889B1
Application number: KR10-2002-0044298A
Authority: KR
Inventors: 이명기; 채상훈; 최인석
Original assignee: 주식회사 거명하이텍; 이명기; 채상훈
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2005-05-27
Also published as: KR20020067474A

Abstract

본 발명은 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가로등기구의 자유로운 제어 및 단선이나 합선, 누전과 같은 선로상태의 점검이 가능하며, 전력선 통신수단을 이용하여 주제어부와 단말기 제어부와의 양방향 통신이 가능한 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 외부에서 송출한 가로등 점소등 신호를 수신하는 구동신호 수신기와, 상기 구동신호 수신기로부터 입력된 신호를 토대로 가로등의 점소등, 선로 및 가로등기구의 점검을 위한 단말기 제어신호의 송수신, 선로의 단선, 합선, 누전, 가로등기구의 이상유무를 판단하는 제어기와, 상기 제어기로부터 전송된 신호를 수신하여 가로등 램프 및 가로등 안정기로 구성된 가로등기구를 구동시키고, 상기 가로등기구의 구동상태를 검지하여 상기 제어기로 송출하는 단말기와, 상기 단말기의 구동신호에 의하여 구동되는 가로등기구와, 상기 제어기에서 가로등의 선로 및 가로등기구의 이상유무를 판단하여 이상이 있는 경우, 이를 외부의 중앙통제소로 송출하는 검지신호 송출기로 구성된다.

Description

안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템 {Street lamp disconnection-checking and operating system by safety voltage}

종래에 설치된 가로등은 상시/격등 제어를 위하여 3선 방식을 사용한다.

즉, 흑색을 공통선으로 백색, 적색의 3선을 사용하여 상시등 점등의 경우는 흑색과 백색 사이 및 흑색과 적색 사이에 AC 220V를 모두 인가하여 모든 가로등을 점등하고, 격등 점등의 경우는 흑색과 적색 또는 흑색과 백색 사이에만 AC 220V를 인가하여 홀수 번째 또는 짝수 번째의 가로등만 점등한다.

그리고 이 제어는 중앙통제소의 주제어장치에서 전송된 제어신호를 가로등 제어장치가 수신하여 상시용 마그네트 릴레이 또는 격등용 마그네트 릴레이를 구동함으로서 이루어진다.

그러나 종래의 가로등은 가로등 전력선이 단선이 되거나 가로등 램프에 고장이 나서 일부 혹은 전부가 점등이 안되더라도 중앙통제소에서 이를 인지할 수 없으며, 특히 3선식을 사용하기 때문에 홍수시 누전으로 인하여 과전류가 흐르더라도 우회 선로를 형성하기 때문에 누전차단기(ELB)가 제때 작동하지 않아 감전사 등의 위험이 발생할 우려가 있었다.

이를 해결하기 위하여 3선식 대신에 4선식을 이용하여 홀수 및 짝수 가로등을 완전히 분리해 동작시킬 수 있도록 하였으나 이는 기존의 3선식을 대체하기 위하여 도로를 새로 굴착해야 할 뿐만 아니라 전력선의 대체비가 크게 소요된다.

또한 종래에는 가로등이 점등되지 않는 주간에 AC 220V 전력이 공급되지 않으므로 주간 도로공사 등으로 인하여 가로등 전력선이 파손되더라도 감지가 되지 않으므로 사후 관리에 많은 문제점이 야기된다.

주간에도 단선을 감지하기 위하여 가로등 전력선에 AC 220V 전력을 공급하는 경우가 있으나, 주간 도로공사 등으로 인하여 선로에 접촉되면 감전이 되어 인명피해가 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가로등의 전력선을 이용하여 가로등의 점소등을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 주간에도 도로보수 공사등으로 인해 선로에 단선이나 합선 또는 누전이 발생하면 이 상태를 원격지의 가로등 제어장치에서 수집하여 중앙통제소에 통보함으로서 즉시 조치를 취할 수 있어 가로등의 유지보수에 드는 비용을 절감할 수 있는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 가로등이 켜져 있지 않는 주간에 단선검지를 위하여 선로에 전원을 연결하더라도 가로등 구동전원인 220V 전원을 사용하지 않고 감전사고의 위험이 없는 낮은 전압(안전전압)이 인가되므로 도로보수 공사등으로 인하여 선로에 장비나 인명이 접촉되더라도 감전의 위험이 없는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 종래 3선식을 대체하는 경우 선로를 완전히 교체하는 대신에 3선식의 3선로중 2선로를 함께 결선하면 되므로 전선 비용의 절감과 선로 매설을 위한 공사비가 들지 않아 경제적인 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 종래 3선중 2선을 합하여 2선화하거나 2선식을 사용하므로서 여름철 홍수시 누전차단기가 제성능을 발휘할 수 있도록 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템을 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 가로등 구동시스템은 상시/격등 제어를 위하여 기존의 3선 방식에 2선화 하여 사용한다.

즉, 신규 공사의 경우는 흑색과 백색 도는 흑색과 적색의 두선만을 사용하거나 종래의 3선식을 개량하는경우는 백색과 적색을 함께 결선하여 흑색과 백/적색 사이에 AC 220V 전원을 이용하여 사용한다.

따라서 종래의 3선식을 본 발명에 의한 방식으로 전환할 경우에는 도로 굴착, 전선 교체 등 대규모의 공사가 필요없다.

그리고 가로등 램프의 점소등 제어는 중앙통제소에 설치된 송신기와 가로등 분전함에 개별로 설치된 제어기에 의한 전력선 통신 제어 방식으로 이루어지므로 상시등, 격등 제어 뿐만 아니라 모든 램프를 개별적으로 제어할 수 있다.

또한 2선식이기 때문에 우회 선로가 발생하지 않으므로 규정 이상의 과전류 또는 누전이 발생하면 누전차단기가 즉시 동작하여 전원을 차단한다.

또한 주간 도로 공사 등으로 가로등 전력선을 파손하거나 선로 및 램프에 고장이 발생하면 이를 감지하여 제어기에 기록을 남기며 중앙통제소로 통보도 할 수 있기 때문에 사후 관리에도 편리하고 효율적이다.

또한 주간에는 가로등 전력선에 AC 220V 전력을 공급하는 대신에 인명에 치명적이지 않은 전압("산업안전보건법에 의한 '감전재해예방을 위한 기술상의 지침'(노동부고시 제93-23호) 제4조의 정상운전시 및 고장시 감전재해 방지의 규정에 의한 대지전압 30V 이하인 안전전압이나, 제8조 전원의 자동차단에서 규정한 접촉전압별 최대차단시간이 ∞인 50V 미만의 교류전압 또는 120V 미만의 직류전압", 이하 "안전전압"이라 함)을 사용하므로 주간 도로공사 등으로 인하여 감전이 되더라도 인명피해를 막을 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부에서 송출한 가로등 점소등 신호를 수신하는 구동신호 수신기와, 상기 구동신호 수신기로부터 입력된 신호를 토대로 가로등의 점소등, 선로 및 가로등기구의 점검을 위한 단말기 제어신호의 송수신, 선로의 단선, 합선, 누전, 가로등기구의 이상유무를 판단하는 제어기와, 상기 제어기로부터 전송된 신호를 수신하여 가로등 램프 및 가로등 안정기로 구성된 가로등기구를 구동시키고, 상기 가로등기구의 구동상태를 검지하여 상기 제어기로 송출하는 단말기와, 상기 단말기의 구동신호에 의하여 구동되는 가로등기구와, 상기 제어기에서 가로등의 선로 및 가로등기구의 이상유무를 판단하여 이상이 있는 경우, 이를 외부의 중앙통제소로 송출하는 검지신호 송출기를 포함하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템을 제공하고자 한다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템은 가로등을 구동하기 위하여 2선 방식의 전력선을 사용한다.

또한 가로등의 점소등을 제어하기 위하여 분전함에 설치된 주제어부와 가로등에 설치된 단말기 제어부 간의 전력선 통신 또는 무선통신을 이용하며, 가로등의 구동, 단말기의 작동에 필요한 전력의 공급 및 전력선 통신을 이용할 경우 제어신호의 송수신도 모두 전력선을 통하여 이루어진다.

그리고 양방향 통신으로 인하여 주제어부로부터 단말기 제어부로의 가로등 점소등 신호 전달 뿐만 아니라, 단말기 제어부로부터의 응답을 통하여 선로 단선 상태를 판단하고, 가로등 점소등 상태를 알려주는 역방향 통신도 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 구동시스템의 블록도로서, 구동신호 수신기(100)와 제어기(200)와, 단말기(300)와, 가로등기구(400)와, 검지신호 송출기(500)로 구성된다.

구동신호 수신기(100)는 중앙통제소와 같은 외부에서 무선 또는 유선으로 송출한 가로등 램프(410)의 점소등 신호를 수신한다.

상기 제어기(200)는 주제어부(210)와, 제어기 송수신부(220)와, 전원스위칭부(230)와, 전원검지부(240)와, 설정부(250)와, 표시부(260)로 구성된다.

상기 주제어부(210)는 상기 구동신호 수신기(100)의 신호(또는 후술하는 설정부(250)에 의하여 설정된 값)을 토대로 내장된 타이머에 의하여 가로등 점소등을 위한 신호(또는 선로)의 단선 유무, 단말기(300) 및 가로등기구(400)의 구동 여부를 검지하기 위한 신호를 생성하여 제어기 송수신부(220)의 송출, 전원검지부(240)의 신호를 토대로 합선(또는 누전)시 전원출력의 차단 또는 전원출력 상황을 저장하는 미리 예약된 기능의 수행 및 제어기 송수신부(220)로부터 수신된 신호를 해석하여 필요시 검지신호 송출기(500)로의 송출 중에서 어느 하나의 동작을 수행한다.

제어기 송수신부(220)는 주제어부(210)에서 입력된 신호를 전력선 통신방식이나 무선통신을 이용하여 복수개의 단말기(300)로 송신하고, 단말기(300)로부터 발송되는 신호를 수신하여 주제어부(210)로 보낸다.

전원스위칭부(230)는 주제어부(210)의 신호를 토대로 가로등 점등시에는 가로등 구동전압(AC 110∼220V의 전압)을, 가로등 소등시에는 단선검지를 위한 안전전압(예, 대지전압이 30V 이하인 전원이나 접촉전압이 50V 미만의 교류 또는 120V 미만인 직류전압)의 전원을 선택적으로 공급한다.

상기 단선검지를 위한 안전전압은 AC 안전전압(③)과 DC 안전전압(②)으로 나뉘어 구성된다.

전원검지부(240)는 각 전선에 흐르는 전류량을 검지하고 비교한 후 누전 및 합선 여부를 판단하며, 상기 전원스위칭부(230)에서 안전전압 송출중 합선이 발생할 경우, 전류제한(current limiter)회로를 이용하여 전원을 차단하고 합선여부를 판단하여 주제어부(210)로 송출한다.

설정부(250)는 상기 제어기(200)의 구동, 타이머 설정, 격등 방식 등 제어기의 제어에 필요한 신호 및 데이터를 입력한다.

표시부(260)는 제어기(200)의 작동상황을 표시하는 화면이다.

단말기(300)는 제어기(200)로부터 수신된 제어신호를 수신하여 해석한 후 해당 기능을 수행하며, 각각 고유번호를 내장한다.

가로등기구(400)는 가로등 안정기(410)와 가로등 램프(420)으로 구성되며, 상기 단말기(300)의 구동신호에 의하여 점소등된다.

검지신호 송출기(500)는 단선 또는 고장 등 외부의 중앙통제소로 통보해야 할 필요가 있는 경우 유선 또는 무선으로 중앙통제소로 송출한다.

도 2는 도 1에 나타낸 단말기와 가로등기구의 상세 블록도이다.

단말기(300)는 고유번호가 내장되며, 상기 제어기(200)로부터 제어신호를 수신하여 해석한 후 해당 기능을 수행하며, 전원처리부(310), 단말기 송수신부(320), 단말기 제어부(330), 가로등 구동부(340), 구동검지부(350)로 구성된다.

전원처리부(310)는 단말기(300)의 작동에 필요한 전원을 처리하는 것으로, 자체 전원을 내장하거나, 자체 전원이 내장되지 않은 경우에는 가로등 점등시 공급되는 가로등 구동전압(①)과 소등시 공급되는 안전전압(②,③)을 공급하여 단말기(300)의 구동에 필요한 전원으로 전환하여 공급한다.

단말기 송수신부(320)는 제어기로(200)부터 전력선통신 또는 무선통신으로 송출된 신호를 수신하여 단말기 제어부(330)로 송출하거나 단말기 제어부(330)로부터 수신된 신호를 전력선통신 또는 무선통신을 이용하여 제어기(200)로 송출한다.

단말기 제어부(330)는 전원처리부(310)의 전원으로 구동되며 단말기 송수신부(320)에 의해 수신된 제어신호를 해석하여 설정된 기능을 수행하는 마이크로프로세서이다.

가로등 구동부(340)는 단말기 제어부(330) 신호에 의해 가로등 안정기(410)로 가로등 구동전압(①)을 ON 또는 OFF시키는 릴레이(마그네틱 릴레이 또는 SSR)로 구동된다.

구동검지부(350)는 CT 또는 포토 커플러를 이용하여 가로등기구(400)의 구동여부를 검지하여 해당신호를 단말기 제어부(330)로 송출한다.

가로등기구(400)는 상기 가로등 구동부(340)의 구동전압(①)에 의하여 구동되는 가로등 안정기(410)와, 가로등 안정기(410)의 구동에 의하여 구동되는 가로등 램프(420)로 구성된다.

도 3a는 본 발명에 따른 전원처리부(310)의 제1실시예의 블록도로서 가로등 구동전압(①)과 DC 안전전압(②)의 전원을 사용하는 경우 회로도이다.

릴레이 구동부(311a)는 일정범위의 전압(즉, DC 안전전압(②))에서 구동되도록 설정하여, 상기 제어기(200)로부터 입력된 전원의 전압이 일정범위에 포함될 경우(즉, DC 안전전압(②))에는 릴레이(312a)를 구동하여 접접을 기본접점(b접점)에서 a접점으로 전환하고, 입력된 전원의 전압이 설정된 일정범위를 벗어나는 경우(즉, 가로등 구동전압(①))에는 릴레이(312a)의 접점을 기본접점(b점점)으로 유지토록 한다.

통상적으로 릴레이(312a)는 구동에 필요한 일정 전압 미만에서는 기본접접(b접점)을 유지하다가 구동에 필요한 수준의 높은 전압이 인가되면 a접점으로 전환되어 연결된다.

따라서 릴레이 구동부(311a)가 없는 경우 릴레이(312a)는 가로등 구동전압(①)이 입력될 때 a접점으로 전환하게 된다.

릴레이(312a)는 릴레이 구동부(311a)의 구동신호로 작동(a접점연결)되는 릴레이로 가로등 구동전압(①) 입력시 b접점을 유지하고, DC 안전전압(②) 입력시 a접점으로 전환되어 연결된다.

스위칭 레귤레이터(313a)는 b접점을 통하여 입력된 가로등 구동전압(①)을 단말기 제어부(330)의 구동에 필요한 일정 전압의 DC 전원으로 스위칭하여 변환한 뒤 출력한다.

레귤레이터(314a)는 a접점을 통하여 입력된 DC 안전전압(②)을 단말기 제어부(330)의 구동에 필요한 일정 전압의 DC 전압으로 변환한 뒤 출력한다.

도 3b는 본 발명에 따른 전원처리부(310)의 제2실시예의 블록도로서 가로등 구동전압(①)과 AC 안전전압(③)의 전원을 사용하는 경우 회로도이다.

릴레이 구동부(311b)는 일정범위의 전압(즉, AC 안전전압(③))에서 구동되도록 설정하여, 상기 제어기(200)로부터 입력된 전원의 전압이 일정범위에 포함될 경우(즉, AC 안전전압(③))에는 릴레이(312b)를 구동하여 접접을 기본접점(b접점)에서 a접점으로 전환하고, 입력된 전원의 전압이 설정된 일정범위를 벗어나는 경우(즉, 가로등 구동전압(①))에는 릴레이(312b)의 접점을 기본접점(b점점)으로 유지토록 한다.

통상적으로 릴레이(312b)는 구동에 필요한 일정 전압 미만에서는 b접점을 유지하다가 구동에 필요한 수준의 높은 전압이 인가되면 a접점으로 전환되어 연결된다.

따라서 릴레이 구동부(311b)가 없는 경우 릴레이(312b)는 가로등 구동전압(①)이 입력될 때 a접점으로 전환하게 된다.

릴레이(312b)는 릴레이 구동부(311b)의 구동신호로 작동(a접점연결)되는 릴레이로 가로등 구동전압(①) 입력시 b접점을 유지하고, AC 안전전압(③) 입력시 a접점으로 연결된다.

변압기(315a)는 릴레이(312b)의 a접점을 통하여 AC 안전전압(③)이 입력된 경우, 입력된 AC 안전전압(③)을 스위칭 레귤레이터(313b)를 작동시킬 수 있는 전압으로 승압한다.

스위칭 레귤레이터(313b)는 릴레이(213b)의 b접점을 통하여 입력된 입력된 가로등 구동전압(①) 또는 변압기(315a)로부터 승압된 AC 안전전압(③)을 입력받아 단말기 제어부(330)의 구동에 필요한 일정 전압의 DC 전원으로 스위칭하여 변환한 뒤 출력한다.

도 3c는 본 발명에 따른 전원처리부(310)의 제3실시예의 블록도로서 가로등 구동전압(①)과 AC 안전전압(③)의 전원을 사용하는 경우 회로도이다.

릴레이(312c)는 릴레이 구동수준 미만의 전압 전원(즉, AC 안전전압(③)) 입력시 기본접점인 b접점을 유지하고, 릴레이 구동에 필요한 일정전압 이상의 높은 전압(즉, 가로등 구동전압(①) 입력시 a접점으로 전환한다.

변압기(315b)는 릴레이(312c)의 b접점을 통하여 입력된 AC 안전전압(③)을 스위칭 레귤레이터(313c)를 작동시킬 수 있는 수준의 전압으로 승압한다.

릴레이 구동부(311c)는 릴레이(312c)의 a접점을 통하여 가로등 구동전압(①)이 입력되거나 또는 변압기(315b)를 통하여 승압된 AC 안전전압(③)의 전원이 입력되면 일정시간 동안 지연시킨 뒤 릴레이(312d)를 구동하게 한다.

즉, 릴레이(312c)로부터 가로등 구동전압(①)이 입력되면 릴레이(312c)는 b접점에서 a접점으로 전환되는데, 이때 릴레이(312c) 접점이 b접점에서 a접점으로 전환되기 직전 순간적으로 고전압의 가로등 구동전압(①)과 서지전압이 변압기(315b)에 의하여 승압되어 스위칭 레귤레이터(313c)에 입력되지 않도록 릴레이(312c)의 b접점이 a접점으로 스위칭 완료될 수 있는 일정시간 동안 지연시킨 후 릴레이(312d)를 구동시키는 지연회로가 내장된다.

릴레이(312d)는 릴레이 구동부(311c)의 구동신호로 작동(a접점 연결)된다.

스위칭 레귤레이터(313c)는 릴레이(312d)의 a접점을 통하여 입력된 AC 전원을 단말기 제어부(330)의 구동에 필요한 전압의 DC 전원으로 스위칭하여 변환한 뒤 출력한다.

도 4a는 본 발명에 의한 2선식 결선도로서 2선의 전력선에 의해 가로등 구동전압(①), DC 안전전압(②), AC 안전전압(③), 제어신호가 전달된다.

미설명 부호 610은 수동 스위치, 620은 누전차단기(ELB), 630은 마그네틱 릴레이, 640은 적산 전력계, 650은 터미널 블록, 660은 도어 열림 스위치, 670은 분전함 전원 차단기(MCCB)이다.

도 4b는 본 발명에 따른 기존 3선식을 2선화한 결선도로서, 터미널 블록과 가로등 간에 3선중 N선을 공통으로 하여 2선화하고 이 선을 통해 가로등 구동전압(①), DC 안전전압(②) 또는 AC 안전전압(③), 제어신호가 전달된다.

상술한 본 발명의 구성에 따른 작용을 살펴보면, 먼저 가로등을 점등 또는 소등할 시간이 되어 외부의 중앙통제소에서 가로등 점소등 신호를 송신하면, 구동신호 수신기(100)에서 수신한다.

또는 설정부(250)에서 가로등 점등 및 소등을 위한 시간이 설정된다.

이때, 정해진 시간에 점소등 신호를 생성토록 설정하거나, 시간을 태양고도로 환산하여 일정한 태양고도에 도달할 경우 점소등 신호를 생성토록 설정한다.

상기 구동신호 수신기(100)에 의해 점등신호가 수신되거나, 상기 설정부(250)에 의하여 설정된 데이터에 의해 점등시간이 되면, 주제어부(210)는 점등제어를 위한 신호를 생성하여 제어기 송수신부(220)로 송신하고, 제어기 송수신부(220)에서는 이를 전력선 통신방식을 이용하거나 무선통신을 이용해 단말기(300)로 송출한다.

이때 주제어부(210)는 점등제어 신호를 단말기로 송출하기 전에 전원스위칭부(230)를 구동하여 선택된 가로등 구동전압(①)을 2선 또는 2선화된 전력선을 통해 미리 공급하고, 단말기(300)의 전원처리부(310)는 자체전원을 이용하거나 상기 전원스위칭부(230)의 가로등 구동전압(①)의 전원을 공급받아 단말기(300)의 구동에 필요한 전원으로 사용한다.

단말기(300)의 단말기 송수신부(320)에서는 상기 제어기(200)의 제어기 송수신부(220)의 신호를 수신하여 단말기 제어부(330)로 송출하고, 단말기 제어부(330)에서는 수신된 신호를 해석하여 선택적으로 가로등 안정기(410)로 가로등 구동전압을 인가하여 가로등 램프(420)를 점등시킨다.

이후, 주제어부(210)는 단말기의 정상작동 여부, 가로등의 구동상태 및 선로의 단선여부 등을 판단하기 위한 점검신호를 생성하여 제어기 송수신부(220)로 송신하고, 제어기 송수신부(220)에서는 이를 전력선 통신방식을 이용하거나 무선통신을 이용해 단말기(300)로 송출하며, 단말기(300)의 단말기 제어부(330)는 구동검지부(350)의 신호를 토대로 가로등의 구동상태를 판단하여 단말기 송수신부(320)을 통하여 회신하면 제어기(200)의 주제어부(210)는 제어기 송수신부(220)를 통하여 이를 수신한다.

또한 전원검지부(240)에서는 각 전선에 흐르는 전류량을 측정하여 비교한 후 누전여부를 판단한 후, 주제어부(210)으로 송출한다.

이후, 주제어부(210)는 상기 제어기 송수신부(220)를 통하여 회신된 신호와 전원검지부(240)의 신호를 토대로 단말기의 정상작동 여부, 가로등의 구동상태 및 선로의 단선여부, 누전 등의 상황을 판단한 후, 해당 사항(발생시각, 해제시각, 단말기번호, 위치 등)을 저장한 후, 필요시 검지신호 송출기(500)를 통해 유선 또는 무선으로 외부의 중앙통제소에 송출한다.

한편, 상기 구동신호 수신기(100)에 의해 소등신호가 수신되거나, 상기 설정부(250)에 의하여 설정된 데이터에 의해 소등시간이 되면, 주제어부(210)는 소등신호를 송출하거나 전원스위칭부(230)를 구동하여 공급 중인 가로등 구동전압(①)의 전원을 차단하므로서 점등 중인 가로등이 소등된다.

이후, 가로등이 소등상태가 되면, 주제어부(210)는 전원스위칭부(230)를 구동하여 선택된 DC 안전전압(②) 또는 AC 안전전압(③)을 2선 또는 2선화된 전력선에 공급하고, 전원검지부(240)에서는 전류제한회로를 이용하여 가로등 선로의 합선여부를 판단하거나, 각 전선에 흐르는 전류량을 측정하여 비교한 후 누전여부를 판단하여 주제어부(210)으로 송출한다.

또한 주제어부(210)는 가로등 선로의 단선여부와 단말기(300)의 정상 구동여부를 판단하기 위한 점검신호를 생성하여 제어기 송수신부(220)로 송신하고, 제어기 송수신부(220)에서는 이를 전력선 통신방식을 이용하거나 무선통신을 이용해 단말기(300)로 송출하며, 단말기(300)와의 양방향 통신을 통하여 단말기(300)의 정상작동 여부와 가로등 선로의 단선 여부를 판단한다.

이때, 단말기(300)의 전원처리부(310)는 자체전원을 이용하거나 상기 전원스위칭부(230)에서 공급한 DC 안전전압(②) 또는 AC 안전전압(③)의 전원을 공급받아 단말기(300)의 구동전원으로 전환하여 단말기(300)의 작동에 필요한 전원으로 사용한다.

이후, 전원검지부(240)에서 합선 또는 누전이 검지되거나, 양방향 통신의 점검신호를 해석하여 단선 또는 고장으로 판단될 경우, 해당 사항(발생시각, 해제시각, 단말기번호, 위치 등)을 저장한 후, 필요시 검지신호 송출기(500)를 통해 유선 또는 무선으로 외부의 중앙통제소에 송출한다.

주간에 단선을 검지하는 또 다른 예로서, 단말기(300)의 전원처리부(310)가 가로등 구동전압(①)에서만 구동되고 주간의 안전전압(②,③)에서는 구동되지 않는 회로로 구성되어, 단말기(300)가 가로등 구동전압(①)에서만 구동되고 주간의 안전전압(②,③)에서는 구동되지 않도록 한 경우에는, 가로등 선로의 맨 끝에 가로등 구동전압(①)에서도 견딜 수 있는 일정크기의 저항 또는 저항체(이하 ‘종단저항’이라 한다)를 연결한다.

이후, 가로등이 구동되지 않는 주간에 안전전압(②,③)을 공급하면서 전류의 흐름을 검지한다.

이때, 단선이 발생되면 전류의 흐름이 중단되므로 선로의 단선유무를 알 수 있다.

단말기(300)를 사용하여 단선을 검지하는 경우에는 단말기(300)의 고유번호를 이용하여 단선된 위치를 보다 구체적으로 판단할 수 있는 반면, 종단저항을 사용하는 경우에는 구체적인 위치 파악은 안되나 선로의 단선유무는 판단할 수 있다.

이상에서와 같이 야간에는 가로등 구동전압(①)으로 가로등 램프(420)의 점등과 가로등 기구(400)의 구동상태, 선로의 단선 및 누전을 검검하고, 가로등이 소등되는 주간에는 안전전압(②,③)으로 가로등 선로의 단선, 합선 및 누전 유무, 단말기의 작동여부를 검지함으로써 가로등기구(400)의 유지 보수에 드는 비용을 절감할 수 있다.

또한 주간의 도로보수 공사 등으로 인하여 선로에 접촉이 되더라도 선로에는 안전전압이 공급되기 때문에 감전의 위험이 없다.

또한 여름철 홍수시 우회 선로가 형성되지 않고 누전차단기가 제때 작동하여 감전사고로 인한 위험성을 배제할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 가로등의 전력선을 이용하여 가로등을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 주간 도로보수 공사등으로 인해 선로가 단선이나 합선, 누전이 발생하면 이 상태를 원격지의 가로등 제어기에서 수집하여 중앙통제소에 통보함으로서 즉시 조치를 취할 수 있어 가로등의 유지보수에 드는 비용을 절감할 수 있다.

또한 도로보수 공사등으로 인하여 선로에 장비나 인명이 접촉되더라도 가로등이 켜져 있지 않는 주간에 단선감지를 위해 선로에 낮은 전압(안전전압)이 인가되므로 감전의 위험이 없으며, 2선식 또는 기존 3선중 2선을 함께 결선하여 대체함으로 여름철 홍수시 누전으로 인한 감전사고의 위험성을 줄일 수 있다.

또한, 종래 3선식을 대체하는 경우 완전히 선로를 대체하는 대신에 3선식의 3선로중 2선로를 함께 결선하기만 하면 되므로 전선 비용의 절감과 선로 매설을 위한 공사비가 들지 않아 경제적인 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구동시스템의 블록도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 단말기 및 가로등 기구의 상세 블록도이다.

도 3a 내지 도 3c는 도 2에 나타낸 전원처리부의 상세 블록도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 구동시스템의 결선도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 구동신호 수신기 200 : 제어기

210 ; 주제어부 220 : 제어기 송수신부

230 : 전원스위칭부 240 : 전원검지부

250 : 설정부 260 : 표시부

300 : 단말기 310 : 전원처리부

320 : 단말기 송수신부 330 : 단말기 제어부

340 : 가로등 구동부 350 : 구동검지부

400 : 가로등기구 410 : 가로등 안정기

420 : 가로등 램프 500 : 검지신호 송출기

610 : 수동 스위치 620 : 누전차단기(ELB)

630 : 마그네틱 릴레이 640 : 적산전력계

650 : 터미널 블록 660 : 도어열림 스위치

670 : 분전함 전원 차단기(MCCB)

Claims

외부에서 송출한 가로등 점소등 신호를 수신하는 구동신호 수신기와,

상기 구동신호 수신기로부터 입력된 신호를 토대로 가로등의 점소등, 선로 및 가로등기구의 점검을 위한 단말기 제어신호의 송수신, 선로의 단선, 합선, 누전, 가로등기구의 이상유무를 판단하는 제어기와,

상기 제어기로부터 전송된 신호를 수신하여 가로등 램프 및 가로등 안정기로 구성된 가로등기구를 구동시키고, 상기 가로등기구의 구동상태를 검지하여 상기 제어기로 송출하는 단말기와,

상기 단말기의 구동신호에 의하여 구동되는 가로등기구와,

상기 제어기에서 가로등의 선로 및 가로등기구의 이상유무를 판단하여 이상이 있는 경우, 이를 외부의 중앙통제소로 송출하는 검지신호 송출기를 포함하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어기는,

상기 구동신호 수신기의 신호(또는 설정부에 의하여 설정된 값)를 토대로 하여 내장된 타이머에 의하여 가로등 점소등을 위한 신호(또는 선로)의 단선 유무, 단말기 및 가로등기구의 구동 여부를 검지하기 위한 신호를 생성하여 제어기 송수신부로의 송출, 전원검지부의 신호를 토대로 합선(또는 누전)시 전원출력의 차단 또는 전원출력 상황을 저장하는 미리 예약된 기능의 수행 및 제어기 송수신부로부터 수신된 신호를 해석하여 필요시 검지신호 송출기로의 송출 중에서 어느 하나의 동작을 수행하는 주제어부와,

상기 주제어부에서 입력된 신호를 단말기로 송신하고, 단말기로부터 발송되는 신호를 수신하여 주제어부로 보내는 제어기 송수신부와,

상기 주제어부의 신호를 토대로 가로등 점등시에는 가로등 구동전압을, 가로등 소등시에는 단선검지를 위한 안전전압을 선택적으로 공급하는 전원스위칭부와,

전원공급 중 각 전선에 흐르는 전류량을 검지하고 비교한 후 누전 및 합선 여부를 판단하며, 상기 전원스위칭부에서 안전전압 송출중 합선이 발생할 경우, 전류제한(current limiter)회로를 이용하여 전원을 차단하고 합선여부를 판단하여 주제어부로 송출하는 전원검지부와,

상기 제어기의 구동, 타이머 설정, 격등 방식 등 제어기의 작동에 필요한 신호 및 데이터를 입력하는 설정부로 구성됨을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 단말기는,

단말기의 작동에 필요한 전원을 공급하기 위하여 자체 내장된 전원을 사용하거나, 가로등 점등시에는 가로등 구동전압을 공급받고 가로등 소등시에는 단선 검지를 위한 안전전압을 공급받아 단말기 구동에 필요한 전원으로 전환하여 공급하는 전원처리부와,

상기 제어기로부터 송출된 신호를 수신하여 단말기 제어부로 송출하고, 단말기 제어부로부터 송출된 신호를 제어기로 송출하는 단말기 송수신부와,

상기 전원처리부의 전원으로 구동되며 단말기 송수신부에 의해 수신된 제어신호를 해석하여 설정된 기능을 수행하는 마이크로프로세서로 구성되는 단말기 제어부와,

상기 단말기 제어부 신호에 의해 가로등 안정기로 가로등 구동전압을 보내는 가로등 구동부와,

CT 또는 포토 커플러를 이용하여 가로등기구의 구동여부를 검지하여 해당 신호를 단말기 제어부로 송출하는 구동검지부로 구성됨을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 전원처리부는,

상기 제어기로부터 입력된 전원이 전압이 일정범위에 포함될 경우에는 릴레이를 구동하여 접점을 기본접점(b접점)에서 a접점으로 전환하고, 입력된 전원의 전압이 설정된 일정범위를 벗어나는 경우에는 릴레이 접점을 기본접점(b접점)으로 유지토록 하는 릴레이 구동부와,

상기 릴레이 구동부의 구동신호로 기본접점을 유지하거나 기본접점에서 a접점으로 전환하는 릴레이와,

상기 기본접점(b접점)을 통하여 입력된 전압을 단말기 제어부의 구동에 필요한 일정 전압의 DC 전원으로 스위칭하여 변환한 뒤 출력하는 스위칭 레귤레이터와,

상기 a접점을 통하여 입력된 전압을 단말기 제어부의 구동에 필요한 일정 전압의 DC 전압으로 변환한 뒤 출력하는 레귤레이터로 구성됨을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 전원처리부는,

상기 제어기로부터 입력된 전원이 전압이 일정범위에 포함될 경우에는 릴레이를 구동하여 접점을 기본접점(b접점)에서 a접점으로 전환하고, 입력된 전원의 전압이 설정된 일정범위를 벗어나는 경우에는 릴레이 접점을 기본접점(b접점)으로 유지토록 하는 릴레이 구동부와,

상기 릴레이 구동부의 구동신호로 기본접점(b접점)을 유지하거나 기본접점에서 a접점으로 전환하는 릴레이와,

상기 릴레이의 a접점을 통하여 입력된 전압을 스위칭 레귤레이터를 작동시킬 수 있는 전압으로 승압하는 변압기와,

상기 릴레이의 기본접점(b접점)을 통하여 입력된 전압이나 변압기로부터 승압된 전압을 입력받아 단말기 제어부의 구동에 필요한 일정 전압의 DC 전원으로 스위칭하여 변환한 뒤 출력하는 스위칭 레귤레이터로 구성됨을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 전원처리부는,

일정전압 미만의 전압 입력시 기본접점(b접점)을 유지하고, 일정전압 이상의 전압 입력시 기본접점에서 a접점으로 전환하는 릴레이와,

상기 릴레이의 b접점을 통하여 입력된 전압을 스위칭 레귤레이터를 작동시킬 수 있는 전압으로 승압하는 변압기와,

상기 릴레이의 a접점 또는 변압기를 통하여 입력된 전압을 일정시간 동안 지연시킨 뒤 릴레이를 구동하게 하는 릴레이 구동부와,

상기 릴레이 구동부의 구동신호로 작동하는 또 다른 릴레이와,

상기 또 다른 릴레이의 a접점을 통하여 입력된 전압을 단말기 제어부의 구동에 필요한 전압의 DC 전원으로 스위칭하여 변환한 뒤 출력하는 스위칭 레귤레이터로 구성됨을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 4 내지 청구항 6중 어느 한 항에 있어서, 상기 일정범위를 벗어나는 전압과 일정전압 이상의 전압은 가로등 구동전압의 전원임을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 일정범위에 포함되는 전압은 단선 검지를 위한 DC 안전전압의 전원임을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 상기 일정범위 포함되는 전압과 일정전압 미만의 전압은 단선 검지를 위한 AC 안전전압의 전원임을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어기, 단말기, 가로등기구가 기존의 3선식중 2선을 하나로 묶어 2선화한 전력선으로 연결되어 신호가 전달되고 전원이 공급됨을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.
청구항 10에 있어서, 상기 가로등기구 전력선의 끝단부에는 가로등 구동전압에 견딜 수 있는 일정크기의 저항이나 저항체가 연결됨을 특징으로 하는 안전전압을 이용한 가로등 단선검지 및 구동시스템.