KR100685168B1

KR100685168B1 - 무전원 가로등 전력선 감시 장치

Info

Publication number: KR100685168B1
Application number: KR1020050059282A
Authority: KR
Inventors: 박미정
Original assignee: 박미정
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-02-22
Also published as: KR20070003363A

Abstract

본 발명은 가로등에 전력선 감시장치를 설치하여 무전원시 전력선 단선 또는 누전을 확인하여 사전에 가로등의 이상에 대비할 수 있도록 한 무전원 가로등 전력선 감시 장치에 관한 것이다.

본 발명에 적용되는 무전원 가로등 전력선 감시 장치는 분전반(10)내에 설치되고 단선 또는 누전시 외부 기기와 연결된 통신장치를 이용하여 정보를 알려주며 다중채널의 전력선 라인을 동시에 실시간 감시하는 메인 컨트롤러(20)와, 가로등 마지막 등주 속에 설치되는 발신기(30)로 이루어진다.

따라서 본 발명은 가로등주의 전선 상태를 효과적으로 판별하기 위한 시스템을 구성함으로써 무전원 상태에서 전력선의 이상을 점검하여 전력선의 단선이나 누전을 쉽게 파악할 수 있으며, 특히 전원이 공급되지 않는 주간에 능동적으로 대처할 수 있다.

또한 가로등 지중선로 훼손시 이를 감지하여 즉각 원인자 복구 작업을 수행할 수 있으며, 가로등주의 문제 발생시 실시간 현장 처리로 인한 전기 감전 사고를 사전에 예방할 수 있게 된다.

Description

무전원 가로등 전력선 감시 장치{non-volatile street light power line watch apparatus}

도 1 은 본 발명에 적용되는 가로등 시스템의 구성도.

도 2 는 본 발명에 적용되는 가로등 전력선 구조도.

도 3 은 본 발명에 적용되는 메인 컨트롤러의 구성도.

도 4 는 본 발명에 적용되는 발신기의 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 분전반 20 : 메인컨트롤러 21, 31 : 마이크로컨트롤러

22 : 주파수/전압 변환기 23 : 라인 리시버 24, 34 : 전압감지회로

25, 35 : 릴레이 제어회로 26, 40 : 램프 30 : 발신기

32 : MUX 회로 33 : 라인 드라이버 36 : 트랜스포머

37 : 밧데리 충전부 38 : 밧데리 39 : 밧데리 감시부

본 발명은 가로등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가로등에 전력선 감시장치를 설치하여 무전원시 전력선 단선 또는 누전을 확인하여 사전에 가로등의 이상에 대비할 수 있도록 한 무전원 가로등 전력선 감시 장치에 관한 것이다.

가로등은 분전반에서 정해진 시간에 분전반과 가로등 사이에 연결된 전력선(단상 AC220V)을 통해 전원을 공급함으로써 가로등 등주에 불이 켜진다.

가로등주마다 식별기를 설치하여 전원공급 상태에서 가로등주의 이상유무를 확인한다. 또한, 가로등에 전원이 공급되는 경우는 야간에만 있기에 주간 즉, 전원이 공급되지 않을 때는 전력선이 단선 되거나 누전된 상태를 쉽게 알 수 없다.

이와같이 종래의 경우에는 각 가로등주마다 식별기 등을 구비하였고, 전력이 공급되는 상태에서만 이상 유무를 확인할 수 있었으므로 전력이 차단되는 낮시간동안에는 단선이나 누전 등의 현상을 감지하기가 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 가로등주를 사용하지 않는 낮 시간 동안 가로등주와 메인 컨트롤러 간 연결되는 선로의 단선, 누전 등의 현상을 저주파발신에 의해 그 도달되는 주파영역의 수신 상태에 따라 이상 현상을 식별 할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 적용되는 무전원 가로등 전력선 감시 장치는

가로등의 전력선 상태를 식별하는 시스템에서 있어서, 분전반(10)내에 설치되고 단선 또는 누전시 외부 기기와 연결된 통신장치를 이용하여 정보를 알려주며 다중채널의 전력선 라인을 동시에 실시간 감시하는 메인 컨트롤러(20)와, 가로등 마지막 등주 속에 설치되는 발신기(30)로 이루어진다.

메인 컨트롤러(20)는 전력선 라인(R/T상)과 FG(Field Ground)사이에 입력되는 저전압(+3V ~ 12V)레벨의 저주파수 값을 읽어 단선 또는 누전 상태를 판단 하거나 또는 외부기기와 시리얼 통신을 하는 마이크로컨트롤러(21)와, 입력되는 저전압 레벨의 저주파 신호를 정확한 주파수로 변환하는 라인 리시버 회로(23)와, 마이크로컨트롤러(21)에서 입력받은 주파수 신호를 전압 형태로 변환하는 주파수/전압 변환기(22)와, 전력선이 무전원 상태에서 전원이 인가된 상태로 바뀌는 것을 감지하는 전압감지회로(24)와, R,T상의 주파수 입력라인을 스위치 OFF하고 다시 무전원 상태가 되면 R,T상 라인을 스위치 ON을 자동적으로 수행하는 릴레이 제어회로(25)와, 각 채널별로 R상 또는 T상의 단선 또는 누전상태의 에러여부를 알 수 있는 램프(26)로 이루어진다.

발신기(30)는 주기적으로 저주파수 파형을 생성하는 마이크로컨틀롤러(31)와, 상기 저주파수 파형을 두개의 주파수로 생성하는 MUX 회로(32)와, MUX 회로(32)에서 생성된 두개의 주파수를 FG(Field Ground)와 R/T상 각각의 전력선 라인에 출력하는 라인 드라이버(33)와, 전력선이 무전원 상태에서 전원이 인가된 상태로 바뀌는 것을 감지하는 전압감지회로(34)와, R,T상의 주파수 입력라인을 스위치 OFF하고 다시 무전원 상태가 되면 R,T상 라인을 스위치 ON을 자동적으로 수행하는 릴레이 제어회로(35)와, 전원 AC 220V를 AC 15V로 변환하는 트랜스포머(36)와, 야간에 밧데리(38)를 자동으로 충전하는 밧데리충전부(37)와, 밧데리(38)가 LOW 상태이면 램프(40)를 ON 시키는 밧데리 감시부(39)로 이루어진다.

도 1 은 본 발명에 적용되는 가로등 시스템의 구성도이고, 도 2 는 본 발명에 적용되는 가로등 전력선 구조도로서, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

무전원 가로등 전력선 감시 장치의 기본 구성은 메인 콘트롤러(20)와 발신기(또는 주파수 송신기라고도 함)(30)의 두 부분으로 되어 있다.

메인 컨트롤러(20)는 분전반(10)내에 설치되고, 발신기(30)는 가로등 마지막 등주 속에 설치된다. 단선 또는 누전 상태가 발생하면 메인 컨트롤러(20)에서 즉각적으로 외부 기기와 연결된 통신장치를 이용하여 정보를 알려준다.

본 발명에 적용되는 시스템은 무전원 상태(주간)에만 동작되고 전력선에 전원이 인가된 상태(야간)에서는 대기모드로 운전한다.

발신기(30)는 대기 모드일 때 밧데리 충전모드로 동작한다. 검사방식은 발신기(30)에서 전력선(R/T상)라인과 FG(Field Ground)사이에 저전압(+5V~+12V)의 저주파수를 메인 컨트롤러(20)로 주기적으로 발생한다.

저주파수 송수신 장치는 라인 드라이브(LINE DRIVE)/리시브(RECEIVE) IC 또 는 통신IC를 이용한다. 저주파수는 마이크로컨트롤러(21)에서 임의적으로 저주파수 파형을 발생하고, 메인 컨트롤러(20)에서는 이 전력선 라인을 통해 들어오는 저주파수 신호를 분석하여 라인의 상태를 파악 할 수 있다.

라인의 상태는 단선 또는 누전 상태를 F/V컨버터와 마이크로컨트롤러(21)를 이용하여 디지털 값으로 변환하여 결과를 외부기기로 통신하여 전송한다. 무전원 전력선 라인은 동시에 다중채널을 실시간 감시 할 수 있다.

가로등에는 전력선 라인이 직접 램프에 연결되지는 않고 안정기 또는 차단기를 통해 램프가 연결되므로 가로등의 램프 연결 방식이 어느 것이든지 상관없이 이 시스템에서는 라인 상태를 파악할 수 있다.

발신부(30)와 메인 컨트롤러(20)의 거리는 약 2KM까지 가능하다.

도 3 은 본 발명에 적용되는 메인 컨트롤러의 구성도로서, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

메인 컨트롤러(20)는 마이크로컨트롤러(21)를 이용하여 전력선 라인(R/T상)과 FG(Field Ground)사이에 입력되는 저주파수 값을 읽어 단선 또는 누전 상태를 판단 하고 외부기기와 시리얼 통신을 한다.

입력되는 저주파수 파형은 전력선 R상-FG, T상-FG 라인으로 각각에 주파수가 입력되어 들어온다. 입력 받은 주파수 신호를 주파수/전압(F/V) 변환기 회로(22)를 거쳐 전압 형태로 변환하여 마이크로컨트롤러(21)의 A/D컨버터를 이용하여 그 값을 판단한다.

또한 전력선 라인으로 입력되는 주파수는 +3V ~ 12V 레벨의 저주파로써 인체에 영향을 주지 않으며 그 신호를 라인 리시버 회로(23)를 통하여 정확한 주파수로 변환한다.

릴레이 제어회로(25)는 전력선이 무전원 상태에서 전원이 인가된 상태로 바뀔때를 자동 감지회로(24)를 통하여 R,T상의 주파수 입력라인을 스위치 OFF 하고 다시 무전원 상태가 되면 R,T상 라인을 스위치 ON을 자동적으로 수행한다.

메인 컨트롤러(20)는 동시에 8개의 전력선을 감시할 수 있고, R상 또는 T상중 어느 한상이라고 단선되거나 누전상태를 알 수 있고, 상태표시용 램프를 통해서 각 채널별로 에러 상태를 알 수 있다.

도 4 는 본 발명에 적용되는 발신기의 구성도로서, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

발신기(30)의 구성은 마이크로컨틀롤러(31)에서 저주파수를 주기적인 파형 발생으로 주파수 MUX 회로(32)에서 두개의 주파수로 만들고 라인 드라이브 IC(33)를 거쳐 출력하며, 설치는 가로등의 마지막 등주에 설치된다. 즉, 가로등은 보통 10~20개 정도를 한 전력선으로 점등하는데 이 라인에 연결된 가로등의 마지막에 하나만 설치되는 것이다.

출력되는 주파수는 FG(필드 그라운드)와 R/T상 각각의 전력선 라인에 주파수를 인가된다. 발신기(30)의 동작 전원은 밧데리(38)를 사용한다. 밧데리 충전은 야간(즉, 전력선 라인에 전원 AC220V가 인가된 상태)에 밧데리 충전 회로(37)에 의 해 자동으로 충전된다. 만약, 밧데리 전원이 LOW 상태이면, 밧데리 감시부(39)에 의해 램프가 ON 된다.

따라서 본 발명에 적용되는 시스템은 전력이 차단되는 낮시간동안에 단선이나 누전 등의 현상을 감지하여 신속한 복구 작업이 가능하게 된다.

이와같이 본 발명은 무전원 상태에서 가로등 전력선의 단선 및 누전을 검사할 수 있고, 제어방식은 발신기(30)와 메인컨트롤러(20)의 두 부분으로 제어하며, 발신기(30)에서 저전압(+3V~+12V)의 저주파를 전송하여 메인컨트롤러(20)에서 저주파수를 수신하는 방식이다.

라인 드라이버(33)/리시버(23) 반도체(IC)를 이용한 저주파 송/수신 방식이고, 전력선은 대지 FG(Field Ground)와 R/T상 사이에 주파수를 송/수신 하는 방식이며, 전력선의 R상 또는 T상 중 한상의 단선 또는 누전 상태를 알 수 있다.

메인컨트롤러(20)는 동시에 다중채널의 전력선 라인을 검사할 수 있으며, 발신기(30)의 전원 공급은 밧데리를 이용하고 밧데리는 야간에 자동으로 충전된다.

단선 및 누전 상태를 마이크로컨트롤러(MICOM)(21)에서 디지털값으로 계산하고, 외부기기에 통신(RS232)으로 알려주며, 전력선에 전원이 공급되면 자동으로 감지하여 주파수를 차단하다.

발신기(30)와 메인컨트롤러(20)의 거리는 약 2KM까지 가능하고, 발신기(30)와 메인컨트롤러(20)에는 마이크로컨트롤러(MICOM)(21)(31)을 이용하여 제어한다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명은 가로등주의 전선 상태를 효과적으로 판별하기 위한 시스템을 구성함으로써 무전원 상태에서 전력선의 이상을 점검하여 전력선의 단선이나 누전을 쉽게 파악할 수 있으며, 특히 전원이 공급되지 않는 주간에 능동적으로 대처할 수 있다.

또한 가로등 지중선로 훼손시 이를 감지하여 즉각 원인자 복구 작업을 수행할 수 있으며, 가로등주의 문제 발생시 실시간 현장 처리로 인한 전기 감전 사고를 사전에 예방할 수 있게 되는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

분전반(10)내에 설치되고 단선 또는 누전시 외부 기기와 연결된 통신장치를 이용하여 정보를 알려주며 다중채널의 전력선 라인을 동시에 실시간 감시하는 메인 컨트롤러(20)와, 가로등 마지막 등주 속에 설치되고 대기모드일때 밧데리 충전모드로 동작하는 발신기(30)를 포함하여 이루어지는 가로등의 전력선 상태를 식별하는 시스템에 있어서,

상기 메인 컨트롤러(20)는 전력선 라인(R/T상)과 FG(Field Ground)사이에 입력되는 저전압(+3V ~ 12V) 레벨의 저주파수 값을 읽어 단선 또는 누전 상태를 판단 하거나 또는 외부기기와 시리얼 통신을 하는 마이크로컨트롤러(21)와,

상기 입력되는 저전압 레벨의 저주파 신호를 정확한 주파수로 변환하는 라인 리시버 회로(23)와,

상기 마이크로컨트롤러(21)에서 입력받은 주파수 신호를 전압 형태로 변환하는 주파수/전압 변환기(22)와,

전력선이 무전원 상태에서 전원이 인가된 상태로 바뀌는 것을 감지하는 전압감지회로(24)와,

R,T상의 주파수 입력라인을 스위치 OFF하고 다시 무전원 상태가 되면 R,T상 라인을 스위치 ON을 자동적으로 수행하는 릴레이 제어회로(25)와,

각 채널별로 R상 또는 T상의 단선 또는 누전상태의 에러여부를 알 수 있는 램프(26)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무전원 가로등 전력선 감시 장치.
제 1 항에 있어서, 발신기(30)는

주기적으로 저주파수 파형을 생성하는 마이크로컨틀롤러(31)와,

상기 저주파수 파형을 두개의 주파수로 생성하는 MUX 회로(32)와,

상기 MUX 회로(32)에서 생성된 두개의 주파수를 FG(Field Ground)와 R/T상 각각의 전력선 라인에 출력하는 라인 드라이버(33)와,

전력선이 무전원 상태에서 전원이 인가된 상태로 바뀌는 것을 감지하는 전압감지회로(34)와,

R,T상의 주파수 입력라인을 스위치 OFF하고 다시 무전원 상태가 되면 R,T상 라인을 스위치 ON을 자동적으로 수행하는 릴레이 제어회로(35)와,

전원 AC 220V를 AC 15V로 변환하는 트랜스포머(36)와,

야간에 밧데리(38)를 자동으로 충전하는 밧데리충전부(37)와,

상기 밧데리(38)가 LOW 상태이면 램프(40)를 ON 시키는 밧데리 감시부(39)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무전원 가로등 전력선 감시 장치.
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