KR101057084B1 - 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온라인 전기차량에 이용되는 급전라인이 비 또는 눈에 의해 다량의 습기에 노출되는 것을 방지하기 위한 온라인 전기차량의 급전라인용 파이프 및 그 조립체와 급전설비의 자동관리 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 온라인 전기자동차에 무접촉 방식으로 전력을 공급하도록 도로에 매설되는 급전라인에서, 급전선이 충전물에 의해 외부 충격 및 습기로부터 보호되는 것이 가능하고, 습도에 의한 아크방전으로 인해 파손되는 것을 최소화하며, 전력공급의 손실을 줄이는 것이 가능한 효과가 있다.
온라인 전기차량, 파이프, 실링부재, 급전라인, 충전물

Description

온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템 및 그 제어방법{AUTOMATIC MANAGEMENT SYSTEM OF POWER SUPPLYING FACILITY FOR ONLINE ELECTRIC VEHICLE AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 온라인 전기차량의 급전라인용 파이프 및 파이프 조립체와 급전설비의 자동관리 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근에는 환경에 대한 관심이 급증하면서, 차량에서 배출되는 배기가스를 정화하고자 하는 노력이 다양한 방면에서 이루어지고 있으며, 미국이나 유럽 등지에서는 배기가스에 대한 규제를 강화하고 있는 추세이다.
그리하여 휘발유 등의 연료와 전기를 에너지로 사용하는 하이브리드 차량이 출시되고 있으며, 나아가 전기나 수소를 에너지로 사용하여 운행할 수 있는 차량에 대한 연구도 활발하게 이루어지고 있다.
그 중에서 전기를 이용하여 운행되는 전기차량의 경우에는 차량에 배터리를 탑재하여 외부로부터 전력을 공급받아 충전하고, 충전된 전력을 이용하여 차량을 운행하는 것이 일반적인 방법이었다.
그렇지만, 이러한 전기자동차의 경우에는 일반적으로 한 번의 충전에 의해 충전된 전력이 소모될 때까지 차량이 운행된 후에 다시 배터리를 충전하여야 하는 문제가 있다. 이에 배터리를 더욱 빠르게 충전하는 방법과 배터리의 용량을 높이는 방향으로 수많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다. 그러나 이러한 활발한 연구에도 불구하고 한계가 있어, 그의 대안으로 온라인 전기차량(Online Electric Vehicle)이 등장하였다.
온라인 전기차량은 도로에 전선이 매설되어, 전선에 전류가 흐름에 따라 전자기장이 발생하고, 이 전자기장을 차량에서 무선으로 수신하여 수신된 전자기장의 영향으로 생성된 전류를 이용하여 차량의 동력으로 사용하는 차량이다. 물론, 온라인 전기차량은 상기와 같이 생성된 전류를 바로 동력으로 사용하는 것도 가능하여 별도의 배터리를 장착하지 않아도 되지만, 다른 전기차량과 마찬가지로 온라인 전기차량에도 배터리가 포함될 수 있어, 상기와 같이 생성된 전류를 이용하여 배터리를 충전하고 충전된 전력으로 운행이 이루어지도록 하는 것도 가능하다.
그렇지만, 이때 사용되는 배터리는 기존에 전기차량에 사용되던 배터리보다는 그 크기와 용량을 대폭 줄이는 것이 가능하기 때문에 차량의 무게를 줄일 수 있으며, 그만큼의 차량의 공간도 확보할 수 있다는 장점이 있다.
더욱이 온라인 전기차량은 도로를 달리는 과정에서 도로에서부터 무선으로 바로 전력을 공급받을 수 있기 때문에 별도의 배터리 충전시간을 필요로 하지 않는 다는 장점이 있다.
이러한, 온라인 전기차량을 이용할 때, 별도의 접촉이 없이도 전자기 유도 방식을 이용하여 온라인 전기차량에 전력공급이 가능하기 위해서는 급전라인이 이용되는데, 이러한 급전라인은 차량 주행, 정차 시 외부 조건에 구애받지 않고 계속적인 전력의 공급이 가능하도록 도로에 매설된다.
이때, 매설된 급전라인은 장기적으로 운용될 때에 비 또는 눈에 의해 다량의 습기에 노출되게 되며, 전극을 갖는 급전선이 습도에 의해 순간적으로 단락되어 아크방전이 발생하고, 이것을 원인으로 화재가 일어날 수도 있다. 이와 동시에 주변기기에 손상을 주게 되어 급전라인과 관계된 모든 설비를 교체 또는 수리해야 하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온라인 전기차량에 이용되는 급전라인이 비 또는 눈에 의해 다량의 습기에 노출되는 것을 방지하기 위한 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 온라인 전기차량의 급전라인용 파이프는 도로에 매설되며, 내부에 수용공간을 가지는 구조물; 및 상기 구조물의 수용공간에 수용되며, 차량에 전력을 공급하기 위한 전자기장이 발생되는 급전선; 을 포함하고, 상기 구조물의 수용공간에 충전물(充塡物)이 충전(充塡)되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 충전물은 기체(Gas)인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기체는 질소인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 급전선은 상기 구조물의 내벽과 이격되는 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 온라인 전기차량의 급전라인용 파이프 조립체는 도로에 매설되며, 내부에 수용공간을 가지는 복수의 구조물; 상기 복수의 구조물의 수용공간에 수용되며, 차량에 전력을 공급하기 위한 전자기장이 발생되는 급전선; 및 상기 복수의 구조물 사이에 위치하는 실링부 재; 를 포함하고, 상기 복수의 구조물의 수용공간에 충전물이 충전되며, 상기 실링부재는 상기 복수의 구조물 각각의 내부 압력을 유지하도록 외부와 밀폐되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 충전물은 기체인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 기체는 질소인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 급전선은 상기 복수의 구조물의 내벽과 이격되는 것을 특징으로 한다.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템은 도로에 매설되며, 내부에 수용공간을 가지는 구조물; 및 상기 구조물의 수용공간에 수용되며, 차량에 전력을 공급하기 위한 전자기장이 발생되는 급전선; 을 포함하고, 상기 구조물의 수용공간에 충전물(充塡物)이 충전(充塡)되는 파이프; 상기 파이프의 상태를 감지하는 하나 이상의 감지기; 상기 충전물을 수용하며, 상기 파이프 측으로 충전물을 전달하는 충전기; 상기 충전기에서 상기 파이프로 충전물의 전달을 제어하는 밸브(Valve); 및 상기 감지기에서 감지된 정보를 입력받아 상기 밸브를 제어하고, 상기 파이프를 관리하는 제어기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 하나 이상의 감지기 중 어느 하나는 상기 충전물의 압력 및 상기 구조물 내부의 습도 중 어느 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 제어방법은 내부에 수용공간을 가지는 구조물에 전자기장이 발생되는 급전선을 수용하며, 상기 수용공간에 충전물이 충전되는 하나 이상의 파이프의 상태정보를 측정하는 A단계; 상기 A단계에서 측정된 상태정보를 통해 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나에 대하여 시간의 흐름에 대한 압력의 변화값을 제1임계값과 비교하는 B단계; 및 상기 압력의 변화값이 상기 제1임계값보다 크면, 알림메시지를 외부로 전달하는 X단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 A단계에서 측정된 상태정보를 통해 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나와 인접한 파이프의 압력의 변화값을 제2임계값과 비교하는 C단계; 를 더 포함하고, 상기 X단계는 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나와 인접한 파이프의 압력에 대한 변화값이 상기 제2임계값보다 크면, 알림메시지를 외부로 전달하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 B단계에서 상기 압력의 변화값이 상기 제1임계값보다 작으면, 상기 압력의 변화값을 상기 충전물의 주입 여부를 판단할 수 있는 제3임계값과 비교하는 D단계; 및 상기 D단계에서 상기 압력의 변화값이 상기 제3임계값의 범위에 해당되면, 상기 충전물의 주입이 이루어지는 Y단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 D단계에서 상기 압력의 변화값이 상기 제3임계값의 범위를 벗어나면, 상기 파이프 내부의 습도에 대한 값을 제4임계값과 비교하는 E단계; 를 더 포함하고, 상기 Y단계는 상기 파이프 내부의 습도에 대한 값이 상기 제4임계값의 범위에 해당되면, 상기 충전물의 주입이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 제어방법은 내부에 수용공간을 가지는 구조물에 전자기장이 발생되는 급전선을 수용하며, 상기 구조물의 내벽과 상기 급전선이 이격되도록 상기 수용공간에 충전물이 충전되는 하나 이상의 파이프의 상태정보를 측정하는 A단계; 상기 A단계에서 측정된 상태정보를 통해 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나와 인접한 파이프의 압력의 변화값을 제2임계값과 비교하는 B단계; 및 상기 B단계에서 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나와 인접한 파이프의 압력에 대한 변화값이 상기 제2임계값보다 크면, 알림메시지를 외부로 전달하는 X단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 B단계에서 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나와 인접한 파이프의 압력의 변화값이 상기 제2임계값보다 작으면, 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나와 인접한 파이프의 압력의 변화값을 상기 충전물의 주입 여부를 판단할 수 있는 제3임계값과 비교하는 D단계; 및 상기 D단계에서 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나와 인접한 파이프의 압력의 변화값이 상기 제3임계값의 범위에 해당되면, 상기 충전물의 주입이 이루어지는 Y단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 D단계에서 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나와 인접한 파이프의 압력의 변화값이 상기 제3임계값의 범위를 벗어나면, 상기 파이프 내부의 습도에 대한 값을 제4임계값과 비교하는 E단계; 를 더 포함하고, 상기 Y단계는 상기 파이프 내부의 습도에 대한 값이 상기 제4임계값의 범위에 해당되면, 상기 충전물의 주입이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 온라인 전기자동차에 무접촉 방식으로 전력을 공급하도록 도로의 노면에 매설되는 급전라인에서, 급전선이 충전물에 의해 외부 충격 및 습기로부터 보호되는 것이 가능하고, 습도에 의한 아크방전으로 인해 파손되는 것을 최소화하며, 전력공급의 손실을 줄이는 것이 가능한 효과가 있다.
둘째, 급전라인을 구성하기 위한 각각의 구조물 사이에 실링부재를 이용하여 실링이 이루어지도록 함으로써 구조물 각각의 내부 압력이 유지되도록 분할하여 관리하는 것이 가능한 효과가 있다.
셋째, 급전라인의 상태를 실시간으로 모니터링하는 것이 가능하여 급전라인에 균열이 발생한 경우에 이를 점검할 수 있도록 하고, 모니터링된 정보에 따라 충전물이 자동으로 충전되는 것이 가능한 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
<구성에 대한 설명>
본 발명의 구성에 대한 실시예인 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템(100)은 온라인 전기차량의 급전라인용 파이프(110), 감지기(120), 제어기(130), 충전기(140), 실링부재(150) 및 밸브(160) 등을 포함하여 구성되며, 도1 내지 도2를 참조하여 설명하도록 한다.
온라인 전기차량의 급전라인용 파이프(110)(이하, 파이프)는 구조물(111) 및 급전선(113) 등을 포함하여 구성된다.
구조물(111)은 도로에 매설되며, 내부에 수용공간을 가져 수용공간에 급전선(113)과 충전물이 충전되도록 구성된다. 이때, 구조물(111)의 내벽과 급전선(113) 사이를 일정거리만큼 이격되도록 이격공간(S)을 마련하여 구성하는 것이 바람직하다.
이때, 급전선(113)을 수용하는 구조물(111)의 내부는 충전물에 의해 충전되며, 충전물은 기체를 사용하는 것이 바람직하다. 물론 다른 가스를 이용하는 것도 가능하나 그 중에서도 가격이 저렴하고 습기를 차단하는 것이 탁월한 질소가스를 이용하는 것이 바람직하다.
이처럼 질소를 이용해 구조물(111) 내부를 충전함으로써, 구조물(111) 내부로 습기의 유입을 차단하는 것이 가능하도록 한다. 따라서, 습기의 유입을 차단함으로써 아크방전을 유발하는 습도 성분을 제거하며, 구조물(111)과 급전선(113)이 질소가스를 매개로 하여 외부 충격 및 습기로부터 보호받을 수 있다.
아울러, 구조물(111)은 섬유강화플라스틱(FRP : Fiber Reinforced Plastic)을 이용하여 구성하는 것이 가능하며, 이는 나일론섬유와 열경화성수지를 결합한 물질로, 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼우며 녹슬지 않고 가공하기 쉬운 것은 물론 외부 충격에 강하고 장력강도가 매우 큰 장점이 있다.
이는 섬유강화플라스틱이 아닌 전기가 흐르는 도체를 구조물(111)로 이용한 급전라인일 경우에, 급전라인에 전기가 흐르면서 급전선(113)을 둘러싼 구조물(111) 측으로 자계가 유기되어 결과적으로 온라인 전기차량(200) 측으로의 정상적인 전자기 유도 작용을 방해하며, 자계 방출의 차폐 효과를 가져오게 만든다.
그러므로 온라인 전기차량(200)에 부착된 집전판 측으로 전력이 유기되지 못하거나 급전효율을 급격히 떨어뜨리게 되는데, 이를 섬유강화플라스틱을 이용함으로써 급전라인의 정상적인 전자기 유도에 영향을 미치지 않도록 구성할 수 있다.
이때, 구조물(111)의 내부에 압력센서(121)와 습도센서(123)를 취부하도록 하는데, 하나의 파이프에 등간격으로 네 개의 습도센서(123)를 배치하여 해당 구역의 습도를 감지하며, 하나의 파이프 당 각각의 압력센서(121)를 구비하여 구조물(111) 내부의 압력을 감지함으로써, 파이프의 균열 및 가스의 주입이 필요한 파이프 내부의 정보를 파악하는 것이 가능하도록 한다. 이때, 상기에서 설명한 압력센서(121) 및 습도센서(123)에 대해서는 후술한다.
여기서, 가스의 주입이 필요한 파이프 측으로 질소가스의 주입을 조절하기 위한 밸브(160)를 구성하여 이용하는 것이 바람직하며, 각각의 파이프 측으로 제어기(130)에 의해 가스의 충전이 가능하도록 구성된다.
즉, 각각의 파이프의 수량에 맞게 할당된 솔레노이드밸브를 통해 제어가 이루어지도록 하며, 질소가스의 충전이 필요한 해당 파이프와 연결된 밸브(160)를 통해 질소가스의 충전이 이루어지도록 한다.
급전선(113)은 전기를 공급하는 전선으로, 온라인 전기차량(200)에 전력을 공급하기 위한 전자기장을 발생시키도록 구성된다. 이때, 급전선(113)에서 발생하는 전자기장은 온라인 전기차량(200) 내부에 구성된 배터리 측으로 무접점 상태에서 충전이 이루어지도록 구성된다.
이는 온라인 전기차량(200)의 내부에 코일을 감아 급전선(113)에서 발생된 전자기장의 영향으로 전류가 생성되고, 이렇게 생성된 전류를 배터리에 충전함으로써 온라인 전기차량(200)이 가동될 수 있도록 한다.
감지기(120)는 온라인 전기차량의 급전라인용 파이프(110)의 상태를 감지하도록 구성되며, 본 발명의 실시예에서는 압력센서(121) 및 습도센서(123) 등을 이용하여 구성된다.
압력센서(121)는 각각의 파이프 내부에 구성되며, 질소가스가 충전된 파이프 내부의 압력을 측정하여 측정된 정보를 제어기(130) 측으로 보내도록 구성된다.
습도센서(123)는 각각의 파이프 내부에 등간격으로 구비되어 이용되며, 파이프 내부의 수증기의 양을 재어 측정된 정보를 제어기(130) 측으로 보내도록 한다.
이때, 각 습도센서(123)와 압력센서(121)로부터 측정된 값인 RMS(Root Mean Square)값, 질소가스 저장소의 질소가스 잔량, 가스 분배기의 밸브 on/off 상태 등 의 정보를 제어기(130) 측으로 전달하여 파이프(110)에 취부된 각 센서의 측정값에 기초하여 해당 파이프의 균열, 검사 요망, 가스 주입 여부 등의 제어가 이루어지는 것이 가능하도록 구성된다.
한편, 감지기(120)에서 감지된 정보를 저장하여 데이터베이스화하는 것이 가능하도록 데이터베이스부를 추가로 구성하여 이용할 수도 있다.
제어기(130)는 감지기(120)에서 감지된 정보를 입력받아 파이프(110)를 관리하도록 구성되며, 감지된 정보에 따라 파이프(110)에 균열이 발생한 경우에는 알림메시지를 전송하여 알리며, 가스주입이 필요한 경우에는 밸브(160)를 이용하여 적당량의 질소가 해당 파이프로 충전이 되도록 하여 자동관리가 이루어지도록 할 수 있다.
즉, 각 압력센서(121) 및 습도센서(123)에서 측정된 RMS값을 이용하여 해당 파이프의 균열 및 가스 주입 여부 등을 판단하여, 균열이 발생한 경우에는 해당 정보를 알리도록 하여 해당 파이프의 검사가 이루어질 수 있도록 하고, 가스 주입이 필요한지의 여부를 미리 설정된 임계값에 의해 판단하여 밸브(160)로부터 필요한 질소가스의 양만큼 충전이 이루어지도록 한다.
충전기(140)는 충전물을 수용하는데, 본 발명의 실시예에서는 질소가스 저장소에 해당되며, 파이프의 일측에 연결되어 충전물을 전달하도록 한다.
이때, 충전물의 전달을 제어하는 것이 가능하도록 밸브(160)가 구비되는데, 밸브(160)는 제어기(130)에 의해 제어할 수 있도록 구성되며, 충전기(140)인 질소가 파이프 측으로 전달되어 충전되도록 하거나 충전을 중단하는 것이 가능하도록 제어기(130)를 통한 on/off가 이루어져 자동 관리가 가능하도록 구성된다.
그리고 밸브(160)는 솔레노이드밸브(Solenoid valve) 등을 이용할 수 있다.
한편, 실링부재(150)는 파이프와 파이프가 결합되는 사이에 위치하여, 각각의 파이프 내부 압력을 유지하도록 외부와 밀폐되게 구성된다. 즉, 하나의 급전선(113)이 복수의 파이프 내부에 수용될 수 있도록 구성되되, 각각의 파이프가 밀폐되어 내부의 압력을 관리하는 것이 가능하도록 구성된다.
즉, 도2에 도시된 바와 같이, 실링부재(150)는 파이프의 중앙에 급전선(113)이 위치하는 것이 가능하게 하고, 파이프와 급전선(113) 사이의 공극에 고무막 등으로 구성된 다이어프램(D)이 구성되어 각 파이프 간의 차폐를 유지할 수 있도록 구성되며, 복수의 파이프 사이에 위치하여 파이프 조립체로 이용하는 것이 가능하도록 구성된다.
<방법에 대한 설명>
본 발명의 방법에 대한 실시예인 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 제어방법은 도3에 도시된 흐름도를 따라 설명하고, 도1 내지 도2를 참조하여 설명하되, 편의상 순서를 붙여 설명한다.
1. 상태 측정<S301>
내부에 수용공간을 가지는 구조물(111)에 전자기장이 발생되는 급전선(113)을 수용하며, 상기 수용공간에 충전물이 충전되는 하나 이상의 파이프의 상태정보를 측정하는 단계로, 구조물(111) 내부의 압력 및 습도에 대한 정보를 측정하도록 한다.
한편, 파이프 내부에 취부된 센서들로부터 측정된 정보를 모니터링하는 것이 가능하도록 이용할 수도 있다.
2. 측정정보 수집<S302>
단계 S301에서 측정된 정보를 수집하는 단계로, 수집된 정보를 바탕으로 파이프의 압력값이나 습도값 등을 연산하는 경우에 이용하도록 한다.
3. 수집된 정보 데이터베이스화<S303>
단계 S302에서 수집된 정보를 데이터베이스화하는 단계로, 저장된 데이터베이스를 바탕으로 후술되는 제1 내지 제4임계값의 정확한 수치를 판단하는데 이용하는 것이 가능하며, 이를 통해 파이프의 상태를 오차없이 정확히 판단하도록 하는 것이 가능하다.
즉, 각각의 파이프 내부의 상태값을 저장하고 이전값을 현재값과 비교하는 등 고장 및 진단에 활용할 수 있는 데이터들이 저장되도록 한다.
4.
Figure 112009077159912-pat00001
과 제1임계값 비교<S304>
단계 S302에서 측정된 정보에서, 시간에 대한 압력의 변화값인
Figure 112009077159912-pat00002
과 제1임계값을 비교하는 단계로,
Figure 112009077159912-pat00003
이 제1임계값 보다 큰 경우에는 단계 S305로, 작은 경우에는 단계 S315로 진행되도록 한다.
한편, 시간의 흐름에 대한 압력의 변화값인
Figure 112009077159912-pat00004
을 제1임계값과 비교하기 위하여,
Figure 112009077159912-pat00005
의 식을 이용하도록 하며, 이때,
Figure 112009077159912-pat00006
는 현재의 압력,
Figure 112009077159912-pat00007
은 이전의 압력이며, t는
Figure 112009077159912-pat00008
와
Figure 112009077159912-pat00009
사이의 시간을 의미한다.
따라서
Figure 112009077159912-pat00010
이 해당 파이프의 균열로 판단할 수 있는 제1임계값과 비교되어, 제1임계값보다 크거나 작은지를 판단하여 그에 따른 단계로 진행되도록 구성된다.
예를 들어, 1시간을 기준으로 각 파이프로부터 이전에 획득한 센서의 압력값과 이후에 획득된 압력값을 이용해 경과 시간동안 압력의 변화를 연산하여 압력값이 임계값을 초과하는 경우에 균열(크랙) 또는 파손을 판단하도록 한다.
5.
Figure 112009077159912-pat00011
와 제2임계값 비교<S305>
단계 S304에서
Figure 112009077159912-pat00012
이 제1임계값 보다 큰 경우에, 측정하려는 파이프와 그와 인접한 파이프의 압력의 변화값인
Figure 112009077159912-pat00013
를 제2임계값과 비교하는 단계이다.
이는 단계 S304에서 비교된 정보만을 가지고 균열을 판단하지 않고, 측정하려는 파이프와 그와 인접한 파이프의 압력의 변화값에 대한 비교를 더 해줌으로써, 오차를 줄인 정확한 판단이 가능하도록 한다.
이때, 측정하려는 파이프와 그와 인접한 파이프의 압력의 변화값인
Figure 112009077159912-pat00014
를 제2임계값과 비교하기 위하여,
Figure 112009077159912-pat00015
의 식을 적용하도록 하고, 여기서,
Figure 112009077159912-pat00016
및
Figure 112009077159912-pat00017
는 측정하려는 파이프와 인접한 파이프에 관계된 압력값을 말하며,
Figure 112009077159912-pat00018
및
Figure 112009077159912-pat00019
의 식을 이용하여 구할 수 있고,
Figure 112009077159912-pat00020
는 측정하려는 파이프의 압력,
Figure 112009077159912-pat00021
및
Figure 112009077159912-pat00022
는
Figure 112009077159912-pat00023
와 인접한 양측 파이프의 압력값을 의미한다.
따라서
Figure 112009077159912-pat00024
이 해당 파이프의 균열로 판단할 수 있는 제2임계값과 비교되어 제2임계값보다 큰 경우에는 단계 S309로 진행되도록 하고, 작은 경우에는 단계 S319로 진행되도록 한다.
다시 말해, 검사하려는 파이프의 압력값과 비교하여 균열로 판단되는 임계값을 초과하는 경우에 검사하려는 파이프에 균열이 있음을 최종 판단하도록 한다.
6. 알림메시지 전달<S309>
단계 S304 및 S305에서 각각의 제1 및 제2임계값보다 크다고 판단된 정보에 따라 알림메시지가 전달되는 단계로, 경고등을 점멸하는 등의 방법으로 관리자에게 알리는 것이 가능하도록 한다.
예를 들어, 모니터링을 할 수 있는 디스플레이부를 통해 경고등을 점멸하거나 "00번 파이프 검사 요망" 등의 메시지를 표시함으로써 관리자에게 알려 신속한 점검 및 관리가 이루어질 수 있도록 구성된다.
7.
Figure 112009077159912-pat00025
과 제3임계값 비교<S315>
단계 S304에서 측정된 정보를 통해
Figure 112009077159912-pat00026
이 가스 주입을 위한 제3임계값의 범위에 해당하는지를 비교하는 단계로, 제3임계값의 범위에 해당하면 단계 S319로 진행되고, 해당되지 않으면 단계 S316으로 진행되도록 한다.
즉, 제3임계값의 범위에 해당하는 파이프와 연결된 솔레노이드 밸브(160)를 구동하도록 하여 가스가 주입되는 것이 가능하도록 구성된다.
8. 측정된 습도값과 제4임계값 비교<S316>
단계 S315로부터
Figure 112009077159912-pat00027
이 가스 주입을 위한 제3임계값의 범위에 해당되지 않는 경우에, 습도센서(123)로부터 측정된 습도에 대한 값과 가스 주입을 결정하기 위한 제4임계값을 비교하는 단계로, 측정된 습도값이 제4임계값의 범위에 해당하면 단계 S319로, 해당되지 않으면 단계 S301부터 반복하여 실시간 모니터링이 가능하도록 구성된다.
9. 가스 주입<S319>
단계 S305에서 이 해당 파이프의 균열로 판단할 수 있는 제2임계값과 비교되어 제2임계값보다 작은 경우에 가스가 주입되도록 구성된다.
그리고 단계 S315에서
Figure 112009077159912-pat00029
이 가스 주입을 위한 제3임계값의 범위에 해당하 면 가스가 주입되도록 한다.
또한, 단계 S316에서 측정된 습도값이 제4임계값의 범위에 해당하면 가스가 주입되도록 구성된다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
도1은 본 발명의 실시예인 급전설비의 자동관리 시스템을 도시한다.
도2는 본 발명의 실시예인 급전라인용 파이프와 실링부재를 도시한다.
도3은 본 발명의 실시예인 급전설비의 자동관리 제어방법에 대하여 도시한다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템
110 : 온라인 전기차량의 급전라인용 파이프
111 : 구조물 113 : 급전선
120 : 감지기
121 : 압력센서 123 : 습도센서
130 : 제어기 140 : 충전기
150 : 실링부재 160 : 밸브
S : 이격공간 D : 다이어프램
200 : 온라인 전기차량

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 도로에 매설되며 내부에 수용공간을 가지는 복수의 구조물과, 상기 복수의 구조물의 수용공간에 수용되며 차량에 전력을 공급하기 위한 전자기장이 발생되는 급전선과, 상기 복수의 구조물 사이에 위치하는 실링부재를 포함하되, 상기 복수의 구조물의 수용공간에 충전물이 충전되며, 상기 실링부재는 상기 복수의 구조물 각각의 내부 압력을 유지하도록 외부와 밀폐시키는 파이프 조립체;
    상기 충전물의 압력 및 상기 구조물 내부의 습도를 감지하는 감지기;
    상기 충전물을 수용하며, 상기 파이프 조립체 측으로 충전물을 전달하는 충전기;
    상기 충전기에서 상기 파이프 조립체로 충전물의 전달을 제어하는 밸브(Valve); 및
    상기 감지기에서 감지된 정보를 입력받아 상기 밸브를 제어하고, 상기 파이프 조립체를 관리하는 제어기;를 포함하되,
    상기 실링부재는 파이프의 중앙에 상기 급전선이 위치하는 것이 가능하게 하고, 상기 파이프와 상기 급전선 사이의 공극에 다이어프램이 구비되어 상기 각 파이프 간의 차폐를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충전물은 기체인 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기체는 질소인 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 급전선은 상기 복수의 구조물의 내벽과 이격되는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 내부에 수용공간을 가지는 구조물에 전자기장이 발생되는 급전선을 수용하며, 상기 수용공간에 충전물이 충전되는 하나 이상의 파이프의 상태정보를 측정하는 A단계;
    상기 측정된 상태정보를 통해 상기 하나 이상의 파이프 중 어느 하나(이하, '피측정 파이프'라 함)에 대하여 시간의 흐름에 대한 압력의 변화값인 △P1을 제1임계값과 비교하는 B단계;
    상기 B단계에서, 상기 압력의 변화값인 △P1이 제1임계값보다 큰 경우에, 상기 피측정 파이프와 인접한 파이프의 압력의 변화값인 △P2를 제 2임계값과 비교하는 C단계;
    상기 B단계에서 상기 압력의 변화값인 △P1이 제1임계값보다 작거나, 상기 C단계에서 상기 압력의 변화값인 △P2이 제2임계값보다 작은 경우, 상기 압력의 변화값인 △P1 또는 △P2를 충전물의 주입 여부를 판단할 수 있는 제3임계값과 비교하는 D단계; 및
    상기 D단계에서, 상기 압력의 변화값인 △P1 또는 △P2이 제3임계값의 범위를 벗어나면, 파이프 내부의 습도에 대한 값을 제4임계값과 비교하는 E단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 B단계에서 상기 압력의 변화값인 △P1이 상기 제1임계값보다 크거나, 상기 C단계에서 상기 압력의 변화값인 △P2이 제2임계값보다 큰 경우에, 알림메시지를 외부로 전달하는 X단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 D단계에서 상기 압력의 변화값인 △P1 또는 △P2이 상기 제3임계값의 범위에 해당되거나, 상기 E단계에서 상기 파이프 내부의 습도에 대한 값이 상기 제4임계값의 범위에 해당되면, 상기 충전물의 주입이 이루어지는 Y단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량용 급전설비의 자동관리 제어방법.
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