KR101149520B1 - 지능형 단자함과 이를 이용한 모니터링 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축물 내의 피뢰장치와 접지장치의 동작 상태와 오동작 여부를 실시간으로 점검 및 관리하고, 그 결과를 원격지에서 모니터링할 수 있는 지능형 단자함과 이를 이용한 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 상기 접속 단자부에 연결된 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극과 보조 탐침극으로 접지저항의 측정을 위해 미리 설정된 접지 측정전류를 공급하는 전류 입력부; 상기 전류 입력부로부터 공급된 접지 측정전류에 따라 상기 접지극과 보조 탐침극 사이의 전압 강하를 검출하는 전압 측정부; 상기 전류 입력부와 전압 측정부의 동작 제어 신호를 미리 설정된 측정 주기에 따라 출력하고, 상기 전류 입력부로부터 출력되는 접지 측정전류와 상기 전압 측정부가 검출한 전압으로부터 접지저항을 산출하여 출력하는 단자함 제어 모듈; 및 상기 단자함 제어 모듈로부터 출력되는 접지저항이 표시되도록 하는 디스플레이부를 포함한다. 따라서 건축물 내의 피뢰장치와 접지장치의 동작 상태와 오동작 여부를 실시간으로 점검 및 관리하고, 그 결과를 원격지에서 모니터링할 수 있는 장점이 있다.

Description

지능형 단자함과 이를 이용한 모니터링 시스템 {INTELLIGENT TERMINAL BOX AND MONITORING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 지능형 접지 단자함 및 이를 이용한 모니터링 시스템에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 건축물 내의 피뢰장치와 접지장치의 동작 상태와 오동작 여부를 실시간으로 점검 및 관리하고, 그 결과를 원격지에서 모니터링할 수 있는 지능형 단자함과 이를 이용한 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전기, 전자 및 통신장치 등의 전기 시설물을 설치할 경우에 대지에 접지봉을 매설하여 접지전극을 형성하고, 그 접지전극에 전기 시설물을 접지시켜 감전사고 등의 안전사고나, 시설물의 손상, 잡음(Noise) 및 오동작 등이 발생되지 않도록 예방하고 있다.
상기 접지는 시설물을 대지에 확실히 전기적 접속을 실현하는 것으로서 이상적으로는 접지전극의 접지저항이 0Ω이 되도록 해야된다.
그러나 대지는 흙의 입자, 물 및 공기 등으로 이루어져 있고, 접지봉은 금속으로 대지와 전기적으로 접속되는 것으로서 대지와 접지봉의 사이에는 전기적 저항 즉, 접지저항이 존재하게 된다.
그리고 동일한 부지 내에서도 동일한 크기 및 동일한 형상의 접지봉을 상호간에 인접된 위치에 매설한 경우에도 이들의 접지저항 값은 서로 상이하게 나타나는 것으로서 접지봉을 매설하여 접지전극을 형성할 경우에 접지저항이 미리 설정된 값 이하가 되도록 규정하고 있다.
예를 들면, 제1종 접지공사는 접지저항이 10Ω이하이고, 제2종 접지공사는 접지저항이 5Ω이하이며, 제3종 접지공사는 접지저항이 100Ω이하이며, 특별 제3종 접지공사는 접지저항이 10Ω이하가 되도록 규정하고 있다.
한편, 전기, 통신설비가 구축되어 있거나 전기, 통신 기기를 수용하고 있는 일반적인 건축물 또는 한정된 공간에 있어서, 건물 내부 또는 외부에 위치하는 주 접지단자함은, 피뢰침, 인하도선, 지표면 밑의 접지시스템으로 구성되는 외부 피뢰시스템과 SPD, 본딩 도체, 본딩 단자함으로 구성되는 내부 피뢰시스템을 연결하고 있다.
외부 피뢰 시스템과 내부 피뢰시스템은 건축물이나 한정된 공간 내에서 운용되는 전기통신 설비 및 기기들을 외부의 낙뢰 등 강한 전자파로부터 보호하는 기능을 가지며, 전기통신 설비와 기기들의 자체 고장 또는 절연불량으로 발생하는 누설전류, 고장전류 등은 접지 단자함을 거쳐 접지시스템으로 방출하도록 되어 있다.
또한, 접지시스템의 성능을 판별하기 위한 일반적인 수단으로서 접지저항 또는 접지임피던스를 측정하게 되며, 측정 대상인 접지시스템에서 지상의 접지 단자함으로 연결되는 접지 도체와 측정을 위한 보조 접지극 또는 보조 접지극 대용의 구조체를 접지 단자함과 연결하는 접지 도체가 접지저항 측정을 위해서 필요하다.
이러한 보조 접지극 또는 보조 접지극 대용의 구조체는 접지 단자함의 일부 단자에 영구적으로 접속되는 경우도 있으며, 측정시 별도로 시공해야되는 경우도 있다.
그러나, 상기 접지시스템의 성능을 좌우하는 접지저항 또는 접지임피던스는 고정적이지 않으며, 시간의 흐름, 대지 상태, 접지계통에 흐르는 신호의 주파수 대역에 따라 측정값이 달라지는 경우가 대부분이기 때문에, 어느 한 순간에 취득한 접지저항 또는 접지임피던스 값은 접지계통의 고장전류가 발생하였을 당시 전후의 접지시스템 상태를 파악하고 접지시스템의 적절한 기능과 상태를 유지하기 위한 활용 데이터로서의 가치가 높지 않은 문제점이 있었다.
또한, 접지의 이상 여부를 판단하기 위한 접지저항 값은 일정 값 이하를 유지해야하지만 계절에 따라 대지의 상태가 상이하여 정상값을 확인하는 것이 어려운 문제점이 있다.
또한, 측정하기 위한 시간과 인력의 비용을 발생시키며 이의 소요비용과 전기, 통신 설비의 중요도에 따라 접지시스템의 성능 유지를 위한 유지 보수 비용을 서로 대비하여 적절한 점검 주기를 산출하는 것이 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래의 접지 단자함은 각종 접지 도체와 본딩 도체를 단순 연결하고 연결구간을 유지보수하기 위한 것으로서, 접지저항 측정 내지는 고장전류와 서지전류 등의 흐름을 측정 분석하고 이에 대한 데이터를 저장 및 전달하는 기능이 없어서 원격지에서 확인할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 건축물 내의 피뢰장치와 접지장치의 동작 상태와 오동작 여부를 실시간으로 점검 및 관리하고, 그 결과를 원격지에서 모니터링할 수 있는 지능형 단자함과 이를 이용한 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지 도체와 본딩 도체 중 적어도 하나 이상과 접지측정을 위해 접속하는 다수의 접속 단자부가 형성된 지능형 단자함으로서,
상기 접속 단자부에 연결된 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극과 보조 탐침극으로 접지저항의 측정을 위해 미리 설정된 접지 측정전류를 공급하는 전류 입력부; 상기 전류 입력부로부터 공급된 접지 측정전류에 따라 상기 접지극과 보조 탐침극 사이의 전압 강하를 검출하는 전압 측정부; 상기 접속 단자부에 연결된 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극에 클램핑하여 누설 전류 값을 측정하여 단자함 제어 모듈로 출력하는 누설전류 측정부; 상기 전압 측정부와 누설 전류 측정부로부터 입력되는 데이터를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 데이터 입력부와, 상기 전류 입력부, 전압 측정부 및 누설 전류 측정부가 실시간 또는 미리 설정된 일정 주기마다 측정 동작을 수행하도록 제어하는 제어 신호와, 상기 데이터 입력부로부터 출력된 전압과 상기 전류 입력부를 통해 공급되는 접지 측정전류를 이용하여 접지저항을 측정하고 그 측정된 접지저항을 미리 설정된 기준 접지저항과 비교하여 기준 접지저항값을 초과하는지 여부를 나타내는 제어 신호와, 상기 누설 전류 측정부의 전류 값과 상기 접지저항이 디스플레이부를 통해 표시되도록 제어하는 제어 신호를 출력하는 단자함 제어부를 구비한 단자함 제어 모듈; 상기 단자함 제어부로부터 출력되는 데이터와 미리 설정된 고유의 통신 관리번호가 미리 설정된 통신 포맷에 따라 전송되도록 하는 통신부; 상기 단자함 제어 모듈로부터 출력되는 접지저항이 표시되도록 하는 디스플레이부를 포함한다.
또한, 본 발명은 지능형 단자함으로 공급되는 상용 전원에 포함된 노이즈를 제거하여 상기 전류 입력부, 전압 측정부, 단자함 제어 모듈 및 디스플레이부로 공급하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명은 상기 접속 단자부와 연결된 인하 도선에 설치되어 미리 설정된 서지의 용량에 따라 낙뢰에 의한 간접뢰, 유도뢰 및 스위칭에 의한 서지 발생을 카운트하여 그 카운트 정보와 발생된 서지의 전류값을 상기 단자함 제어 모듈로 출력하는 낙뢰 계수부를 더 포함하고, 상기 단자함 제어 모듈은 상기 낙뢰 계수부로부터 출력되는 서지 발생 카운트 정보와 서지 전류 값을 상기 서지의 발생 시간 정보와 함께 디스플레이부로 출력되도록 하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명에 따른 상기 단자함 제어부는 접지저항의 검출 시기에 따라 월별 또는 계절별로 설정된 기준 접지저항과 대비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템으로서,
미리 설정된 측정 주기 또는 원격 제어 신호에 의해 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지 도체와 본딩 도체 중 적어도 하나 이상과 접지 측정을 위해 접속되어 접지저항을 산출하여 접지 오류를 판단하고, 상기 산출된 접지저항이 디스플레이 수단을 통해 표시되도록 하며, 상기 산출된 접지저항과 접지 오류 여부를 모니터링부로 제공하는 적어도 하나 이상의 지능형 단자함; 상기 지능형 단자함과 네트워크를 통해 연결되어 상기 지능형 단자함으로부터 출력되는 접지저항과 접지오류 여부를 수집하여 저장하고, 상기 지능형 단자함의 관리 정보를 해당 관리자의 단말기로 출력하며, 상기 관리자 단말기로부터 제공되는 원격 제어 신호를 출력하는 모니터링부; 상기 모니터링부로부터 출력되는 지능형 단자함의 관리 정보를 수신하여 관리자에게 표시되도록 하고, 상기 관리자로부터 입력되는 원격 제어 신호가 상기 모니터링부로 전송되도록 하는 단말기; 및 상기 지능형 단자함과 연결되어 낙뢰의 발생 전에 뇌운을 추적하여 경보 신호를 출력하는 낙뢰 경보기, 낙뢰의 발생에 의한 과도 임펄스 전류의 발생 여부를 검출하여 카운트 신호를 출력하는 낙뢰 계수기 또는 전기 선로 및 통신 선로에 유도된 에너지를 제거하는 서지 보호기 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 지능형 단자함을 통해 상기 낙뢰 경보기의 낙뢰 경보 신호, 낙뢰 계수기의 낙뢰 카운트 신호 또는 서지 보호기의 동작 신호가 상기 모니터링부로 전송되도록 하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명에 따른 상기 모니터링 시스템은 미리 설정된 응용 프로그램이 실행되면 상기 모니터링부와 접속되어 관리자로부터 입력되는 단자함, 낙뢰 경보기, 낙뢰 계수기, 서지 보호기의 원격 제어 신호가 상기 모니터링부로 전송되도록 하고, 상기 원격 제어 신호에 의한 동작 결과 신호를 수신하여 표시되도록 하는 모바일 단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 건축물 내의 피뢰장치와 접지장치의 동작 상태와 오동작 여부를 실시간으로 점검 및 관리하고, 그 결과를 원격지에서 모니터링할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 지능형 단자함의 구성을 나타낸 블록도.
도 2 는 도 1에 따른 지능형 단자함의 단자함 제어 모듈의 구성을 나타낸 블록도.
도 3 은 본 발명에 따른 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템의 제 1 실시예 구성을 나타낸 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템의 제 2 실시예 구성을 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지능형 단자함과 이를 이용한 모니터링 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 지능형 단자함의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 따른 지능형 단자함의 단자함 제어 모듈의 구성을 나타낸 블록도이다.
(지능형 단자함)
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 지능형 단자함(100)은 케이스(110)와, 제 1 접속 단자부(120)와, 제 2 접속 단자부(121)와, 단자함 제어 모듈(130)과, 전류 입력부(140)와, 전압 측정부(150)와, 필터부(170)와 누설 전류 측정부(180)와, 낙뢰 계수부(181)와, 디스플레이부(190)를 포함한다.
상기 케이스(110)는 사각 형상의 부재로서, 제 1 접속 단자부(120)와, 제 2 접속 단자부(121)와, 단자함 제어 모듈(130)과, 전류 입력부(140)와, 전압 측정부(150)와, 필터부(170)와, 누설 전류 측정부(180)와, 디스플레이부(190)가 설치되어 고정되도록 한다.
상기 제 1 접속 단자부(120)는 다른 계통과 절연된 접지계통에 속하는 장치의 접지 도체와, 외부 피뢰설비와 통합된 접지계통에 속하는 장치의 접지 도체와 외부 피뢰설비(수뢰부, 인하도선, 수평 환도체)의 본딩 도체들을 연결하기 위한 단자들과, 서지보호기 본딩 도체의 내부 피뢰 장치들을 연결하기 위한 단자들과 상기 외부 피뢰설비와 통합된 접지계통과 구조체, 가스관, 수도관의 본딩 도체 등을 연결하기 위한 단자들을 접속한다.
상기 제 2 접속 단자부(121)에는 상기 다른 계통과 절연된 접지계통과 상기 외부 피뢰설비와 통합된 접지 계통을 연결하기 위한 단자들과, 접지측정을 위한 접지극을 연결하기 위한 단자들과, 다른 계통과 절연된 구조체, 가스관, 수도관의 본딩 도체 등을 연결하기 위한 단자들을 접속한다.
상기 단자함 제어 모듈(130)은 전류 입력부(140)와 전압 측정부(150)의 동작 제어 신호를 미리 설정된 측정 주기에 따라 출력하고, 상기 전류 입력부(140)로부터 출력되는 접지 측정전류와 상기 전압 측정부(150)가 검출한 전압으로부터 접지저항을 산출하여 출력하며, 누설 전류 측정부(180)로부터 출력되는 누설 전류 값을 검출하여 출력되도록 하는 구성으로서, 데이터 입력부(131)와, 단자함 제어부(132)와, 통신부(133)를 포함한다.
상기 데이터 입력부(131)는 전압 측정부(150)와 누설 전류 측정부(180)로부터 입력되는 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환하여 단자함 제어부(132)로 출력한다.
상기 단자함 제어부(132)는 전류 입력부(140), 전압 측정부(150) 및 누설 전류 측정부(180)가 실시간 또는 미리 설정된 일정 주기마다 측정 동작을 수행하도록 제어하는 제어 신호를 출력한다.
또한, 상기 단자함 제어부(132)는 데이터 입력부(131)로부터 입력받은 전압 측정부(150)의 출력 전압과 전류 입력부(140)를 통해 공급되는 접지 측정전류를 이용하여 접지저항을 측정하고, 상기 측정된 접지저항이 적정 값인지 또는 적정 범위에 포함되는지 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 기준 접지저항과 비교하며, 상기 측정된 접지저항이 디스플레이부(190)를 통해 표시되도록 하는 제어 신호와 상기 측정된 접지저항이 기준 접지저항값의 초과 여부를 판단하는 제어 신호를 출력한다.
상기 접지저항은 옴의 법칙(R=V/I)에 의해 접지전극의 전압(또는 전위) 상승값과 접지 측정전류의 비로 정의할 수 있고, 전류 입력부(140)를 통해 접지 측정전류가 공급되면 이로 인해 발생된 대지 전압(전위) 상승값을 전압 측정부(150)에 측정함으로써 구할 수 있다.
또한, 상기 단자함 제어부(132)는 접지저항의 측정 시기와 측정된 접지저항 값을 월별 또는 계절별로 미리 설정된 적정 값 또는 적정 범위의 접지저항 값과 대비하여 접지저항의 유효 여부를 판단하고, 디스플레이부(190)를 통해 상기 적정 값 또는 적정 범위의 접지저항 값을 출력하여 관리자가 기준 접지저항 값을 확인할 수 있도록 한다.
상기 적정 값 또는 적정 범위의 접지저항은 접지전극이 매설되는 토양의 미세한 입자, 자갈, 모래, 공기, 수분 등이 월별, 계절별로 차이가 발생하므로 접지전극이 토양속에 매설되면 토양과의 사이에 발생하는 접촉저항과 토양의 비 유전율에 의한 정전용량이 작용하게 되어 접지전극에 접지 측정전류가 흐르면 대지 표면에 전위 상승이 발생하여 접지저항도 가변되므로 접지저항의 검출 시기에 따라 측정된 접지저항을 월별 또는 계절별로 설정된 기준 접지저항과 대비하여 접지저항의 유효 여부를 판단할 수 있게 한다.
측정된 접지저항이 기준 접지저항 값을 벗어나는 경우 상기 단자함 제어부(132)는 접지저항의 오류 발생 신호가 출력되도록 한다.
또한, 상기 단자함 제어부(132)는 누설 전류 측정부(180)가 측정한 누설 전류 값을 수신하여 디스플레이부(190)를 통해 표시되도록 제어 신호를 출력하고, 상기 수신된 누설 전류 값을 미리 설정된 누설 전류 발생 판단용 기준 누설 전류값과 비교하여 누설 전류가 발생된 경우 누설 전류 발생 신호를 출력한다.
또한, 상기 단자함 제어부(132)는 낙뢰 계수부(181)가 검출한 서지 발생 카운트 정보와 서지 전류 값을 수신하여 상기 낙뢰 계수부(181)가 검출한 서지의 발생 시간 정보와 함께 디스플레이부(190)를 통해 표시되도록 제어 신호를 출력한다.
또한, 상기 단자함 제어부(132)는 상기 낙뢰 계수부(181)가 검출한 서지 발생 카운트 정보를 미리 설정된 이상 여부 판단을 위한 기준 카운트 정보와 비교하여 초과하는 경우 이상 신호를 출력한다.
또한, 상기 단자함 제어부(132)는 상기 접지저항과 누설 전류의 측정을 실시간으로 연속 측정하거나 또는 미리 설정된 측정 주기(예를 들면, 10분, 30분 또는 60분 등)에 따라 측정한다.
또한, 상기 단자함 제어부(132)는 측정된 접지저항과, 월별 또는 계절별로 설정된 적정 접지저항과, 누설 전류가 디스플레이부(190)를 통해 표시되도록 제어 신호를 출력한다.
상기 통신부(133)는 단자함 제어부(132)로부터 출력되는 데이터(예를 들면, 접지저항값, 누설 전류값, 접지저항의 기준 접지저항 초과 여부, 또는 누설 전류의 발생 여부 등)와 통신부(133)에 미리 설정된 고유의 통신 관리번호(또는 고유 ID)를 미리 설정된 통신 포맷에 따라 전송되도록 한다.
상기 전류 입력부(140)는 접지저항의 측정을 위해 단자함 제어 모듈(130)로부터 공급되는 동작 제어 신호에 의해 미리 설정된 일정 크기의 접지 전류가 제 2 접속 단자부(121)에 연결된 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극과 보조 탐침극(160)으로 공급되도록 한다.
상기 전압 측정부(150)는 접지저항의 측정을 위해 전류 입력부(140)로 접지 측정전류가 공급되면 접지극과 보조 탐침극(160) 사이의 전압 강하를 검출하고, 검출된 전압(또는 전위)을 단자함 제어 모듈(130)로 전송한다.
상기 필터부(170)는 지능형 단자함(100)의 동작 전원인 상용 전원에 포함된 노이즈를 제거하여 단자함 제어 모듈(130)과 전력 입력부(140)와 전압 측정부(150)와 누설 전류 측정부(180)와 디스플레이부(190)로 공급되도록 함으로써, 전원의 영향으로 오동작하거나 측정되는 접지저항이나 누설 전류값의 오차 발생을 방지하고, 바람직하게는 전기선에 포함되어 있는 여러 가지 노이즈를 제거하기 위해 코일과 콘덴서로 이루어진 로우패스 필터이다.
또한, 상기 필터부(170)는 지능형 단자함(100)에 착탈 가능하게 설치되어 건물의 상용 전원에 포함된 노이즈나 전기선 등을 통해 유입되는 이상 신호가 미리 설정된 일정 수준 이하인 경우 상기 지능형 단자함(100)에서 설치되지 않고 제거하는 것도 가능하다.
상기 누설전류 측정부(180)는 제 1 접속 단자부(120)에 연결된 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극에 클램핑하여 누설 전류 값을 측정하고, 그 측정 누설 전류 값을 단자함 제어 모듈(130)로 제공한다.
상기 낙뢰 계수부(181)는 제 1 접속 단자부(120)와 연결된 인하 도선에 설치되어 미리 설정된 서지의 용량에 따라 낙뢰에 의한 간접뢰, 유도뢰 및 스위칭에 의한 서지 발생을 카운트하고, 그 카운트 정보와 발생된 서지의 전류값을 단자함 제어 모듈(130)로 출력한다.
상기 디스플레이부(190)는 단자함 제어 모듈(130)로부터 출력되는 접지저항, 누설 전류값, 오동작 여부, 서지 발생 카운트 정보 및 발생된 서지의 전류 값이 표시되도록 하고, 세븐세그먼트, LED 및 LCD 중 어느 하나로 이루어진다.
(모니터링 시스템의 제 1 실시예)
도 3은 본 발명에 따른 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템의 제 1 실시예 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템은 다수의 단자함(100, 100' 및 100")과, 모니터링부(300)와, 관리자의 단말기(400)를 포함하여 구성된다.
상기 단자함(100, 100' 및 100")은 서로 다른 건물에 설치되어 미리 설정된 측정 주기 또는 모니터링부(300)로부터 제공된 원격 제어 신호에 의해 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지 도체와 본딩 도체 중 적어도 하나 이상과 접지 측정을 위해 접속되어 접지저항을 산출하여 접지 오류를 판단하고, 상기 산출된 접지저항이 디스플레이 수단을 통해 표시되도록 하며, 상기 산출된 접지저항과 접지오류 여부를 모니터링부(300)로 제공한다.
또한, 상기 단자함(100, 100' 및 100")은 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극에 클램핑하여 누설 전류 값을 측정하고, 그 측정 누설 전류 값을 모니터링부(300)로 제공한다.
또한, 상기 단자함(100, 100' 및 100")은 상기 접지저항, 접지오류의 발생 여부, 누설 전류 값을 모니터링부(300)로 송부하면서 미리 설정된 단자함 고유 정보와 함께 전송한다.
상기 모니터링부(300)는 서버로서, 네트워크를 통해 다수의 단자함(100, 100' 및 100")과 연결되고, 상기 단자함(100, 100' 및 100")으로부터 출력되는 접지저항과 접지오류의 발생 여부와 누설 전류 값과 단자함 고유 정보를 수집하여 저장한다.
또한, 상기 모니터링부(300)는 단자함(100, 100' 및 100")으로부터 검출한 접지저항, 접지 오류의 발생 여부, 누설 전류 값 및 단자함 고유 정보(번호) 등을 포함한 관리 정보를 분석하고, 상기 단자함 고유 정보에 근거하여 각 단자함(100, 100' 및 100")을 관리하는 해당 관리자의 단말기(400)로 전송한다.
또한, 상기 모니터링부(300)는 단자함(100, 100' 및 100")을 관리하는 관리자 단말기(400)로부터 제공되는 단자함(100, 100' 및 100")의 고유 정보 또는 관리자의 단말기(400)에 미리 설정된 단말기 고유 정보를 포함한 접지측정 또는 누설 전류 측정 요청 등의 원격 제어 신호를 수신하면, 상기 단자함의 고유 정보 또는 관리자의 단말기 고유 정보에 근거하여 해당 단자함(100, 100' 및 100")으로 원격 제어 신호를 출력한다.
상기 단말기(400)는 PC로서 모니터링부(300)로부터 출력되는 단자함(100, 100' 및 100")의 관리 정보를 수신하여 관리자에게 표시되도록 하고, 상기 관리자로부터 접지저항 측정 또는 누설 전류값 측정 등의 요청 신호가 입력되면 상기 모니터링부(300)로 미리 설정된 관리자의 단말기 고유 정보(번호)와 함께 원격 제어 신호가 전송되도록 한다.
또한, 단자함(100, 100' 및 100")의 관리 정보와 관리자로부터 입력되는 원격 제어 신호는 무선 네트워크를 통해 접속 가능한 스마트폰 등의 모바일 단말기(410)와 송수신될 수 있어 관리자의 위치에 상관없이 단자함(100, 100' 및 100")의 관리 정보와 원격 제어 신호의 송수신이 가능하다.
또한, 상기 모바일 단말기(410)는 미리 설정된 원격 제어용 응용 프로그램이 실행되면 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선 인터넷을 통해 모니터링부(300)와 접속되어 관리자가 입력하는 단자함(100, 100' 및 100")의 관리 정보와 원격 제어 신호를 검출하여 상기 모니터링부(300)로 전송하고, 상기 전송된 원격 제어 신호에 의한 단자함(100, 100' 및 100")의 동작 결과 신호를 상기 모니터링부(300)로부터 수신하여 관리자에게 표시되도록 한다.
따라서 각 건물에 설치된 단자함(100, 100' 및 100")의 동작 상태와 접지저항, 접지오류의 발생 유무, 누설 전류값, 서지 발생 등의 단자함 관리 정보를 수집하여 원격지에 위치한 관리자의 단말기(400) 또는 모바일 단말기(410)에서 수신하여 확인할 수 있고, 원격지에 위치한 관리자의 단말기(400) 또는 모바일 단말기(410)로부터 측정을 위한 제어 신호가 입력되면 모니터링부(300)는 해당 단자함(100, 100' 및 100")으로 원격 제어 신호를 출력하여 그 단자함이 측정 동작을 수행하도록 한다.
(모니터링 시스템의 제 2 실시예)
도 4는 본 발명에 따른 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템의 제 2 실시예 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템은 낙뢰 경보기(200)와, 낙뢰 계수기(210)와, 서지 보호기(220)와 단자함(100)과 모니터링부(300)와 단말기(400)와 모바일 단말기(410)를 포함하여 구성된다.
상기 낙뢰 경보기(200)는 건물의 외부에 설치되어 단자함(100)과 연결되고 낙뢰의 발생 전에 뇌운을 추적하여 경보 신호를 출력하는 구성으로서, 주기적 또는 원격 제어 신호에 의한 동작 상태 검출 신호나 뇌운 발생에 따른 상기 경보 신호가 검출되면 그 검출된 경보 신호를 내재된 통신수단을 통해 미리 설정된 통신 포맷에 따라 상기 단자함(100)으로 제공한다.
상기 낙뢰 계수기(210)는 건물의 내부에 설치되어 피뢰기와 연결된 인하 도선을 통해 유입되는 낙뢰 또는 스위칭에 의해 발생되는 과도 임펄스 전류의 발생 여부를 검출하여 카운트 신호를 출력하는 구성으로서, 주기적 또는 원격 제어 신호에 의한 동작 상태 검출 신호나 낙뢰 발생에 따른 상기 카운트 신호가 검출되면 그 검출된 카운트 신호를 내재된 통신수단을 통해 미리 설정된 통신 포맷에 따라 상기 단자함(100)으로 제공한다.
상기 서지 보호기(220)는 건물의 내부에 설치되어 전기 선로 및 통신 선로에 유도된 에너지를 제거하는 구성으로서, 주기적 또는 원격 제어 신호에 의한 동작 상태 검출 신호나 서지 발생에 따른 피보호 대상 전기회로의 배리스터 소자 또는 퓨즈 등이 파손되면 그 파손 여부에 대한 정보를 내재된 통신수단을 통해 미리 설정된 통신 포맷에 따라 상기 단자함(100)으로 제공한다.
또한, 상기 서지 보호기(220)가 상기 배리스터 소자 또는 퓨즈 등이 파손되어 대체 경로를 설정한 경우 상기 설정된 대체 경로 정보를 상기 단자함(100)으로 제공한다.
상기 단자함(100)은 상기 낙뢰 경보기(200), 낙뢰 계수기(210) 및 서지 보호기(220)와 같은 건물에 설치되어 네트워크를 통해 연결되고, 상기 통신수단을 통해 상기 낙뢰 경보기(200)로부터 전송되는 낙뢰 경보 신호와 낙뢰 계수기(210)로부터 전송되는 낙뢰 카운트 신호와 서지 보호기(220)의 동작 신호 및 대체 경로 신호를 수신하여 모니터링부(300)로 전송한다.
또한, 상기 단자함(100)은 미리 설정된 측정 주기 또는 모니터링부(300)로부터 제공된 원격 제어 신호에 의해 낙뢰 경보기(200), 낙뢰 계수기(210), 서지 보호기(220)로 동작 상태를 요청하여 수신하거나 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지 도체와 본딩 도체 중 적어도 하나 이상과 접지 측정을 위해 접속되어 접지저항을 산출하여 접지 오류를 판단하고, 상기 산출된 접지저항이 디스플레이 수단을 통해 표시되도록 하며, 상기 산출된 접지저항과 접지오류 여부를 모니터링부(300)로 제공한다.
또한, 상기 단자함(100)은 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극에 클램핑하여 누설 전류 값을 측정하고, 그 측정 누설 전류 값을 모니터링부(300)로 제공한다.
또한, 상기 단자함(100)은 상기 접지저항, 접지오류의 발생 여부, 누설 전류 값을 모니터링부(300)로 송부하면서 미리 설정된 단자함 고유 정보와 함께 전송한다.
상기 모니터링부(300)는 서버로서, 네트워크를 통해 적어도 하나 이상의 단자함(100)과 연결되고, 상기 단자함(100)으로부터 출력되는 접지저항과 접지오류의 발생 여부와 누설 전류 값과 단자함 고유 정보를 수집하여 저장한다.
본 실시예에서는 하나의 단자함(100)을 실시예로 설명하고 있으나 다수의 단자함과 연결하여 실시할 수도 있다.
또한, 상기 모니터링부(300)는 단자함(100)으로부터 제공되는 낙뢰 경보 신호, 낙뢰 카운트 신호, 서지 보호기 동작 신호, 접지저항, 접지 오류의 발생 여부, 누설 전류 값 및 단자함(100)의 고유 정보(번호) 등을 포함한 관리 정보를 분석하고, 상기 단자함 고유 정보에 근거하여 단자함(100)을 관리하는 해당 관리자의 단말기(400)로 전송한다.
또한, 상기 모니터링부(300)는 단자함(100)을 관리하는 관리자 단말기(400)로부터 제공되는 단자함(100)의 고유 정보 또는 관리자의 단말기(400)에 미리 설정된 단말기 고유 정보를 포함한 접지측정 또는 누설 전류 측정 요청 등의 원격 제어 신호를 수신하면, 상기 단자함의 고유 정보 또는 관리자의 단말기 고유 정보에 근거하여 단자함(100)으로 원격 제어 신호를 출력한다.
상기 단말기(400)는 PC로서 모니터링부(300)로부터 출력되는 단자함(100)의 관리 정보를 수신하여 관리자에게 표시되도록 하고, 상기 관리자로부터 낙뢰 경보기(200), 낙뢰 계수기(210), 서지 보호기(220), 접지저항 측정 또는 누설 전류값 측정 등의 요청 신호가 입력되면 상기 모니터링부(300)로 미리 설정된 관리자의 단말기 고유 정보(번호)와 함께 원격 제어 신호가 전송되도록 한다.
또한, 단자함(100)의 관리 정보와 관리자로부터 입력되는 원격 제어 신호는 무선 네트워크를 통해 접속 가능한 스마트폰 등의 모바일 단말기(410)와 송수신될 수 있어 관리자의 위치에 상관없이 단자함(100)의 관리 정보와 원격 제어 신호의 송수신이 가능하다.
또한, 상기 모바일 단말기(410)는 미리 설정된 원격 제어용 응용 프로그램이 실행되면 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선 인터넷을 통해 모니터링부(300)와 접속되어 관리자가 입력하는 단자함(100), 낙뢰 경보기(200), 낙뢰 계수기(210) 및 서지 보호기(220)의 관리 정보와 원격 제어 신호를 검출하여 상기 모니터링부(300)로 전송하고, 상기 전송된 원격 제어 신호에 의한 단자함(100)의 동작 결과 신호를 상기 모니터링부(300)로부터 수신하여 관리자에게 표시되도록 한다.
따라서 건물에 설치된 단자함(100)의 동작 상태와 접지저항, 접지오류의 발생 유무, 누설 전류값과, 낙뢰 경보기(200)의 동작 상태 경보 발생, 낙뢰 계수기(210)의 동작 상태, 낙뢰 카운트 정보, 서지 보호기(220)의 동작 상태, 파손 발생 여부, 대체 경로 정보 등의 관리 정보를 수집하여 원격지에 위치한 관리자의 단말기(400) 또는 모바일 단말기(410)에서 수신하여 확인할 수 있다.
또한, 원격지에 위치한 관리자의 단말기(400) 또는 모바일 단말기(410)로부터 측정을 위한 제어 신호가 입력되면 모니터링부(300)는 단자함(100)과 낙뢰 경보기(200)와 낙뢰 계수기(210)와 서지 보호기(220)로 원격 제어 신호를 출력하여 동작 상태를 모니터링할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 단자함 110 : 케이스
120 : 제 1 접속 단자부 121 : 제 2 접속 단자부
130 : 단자함 제어 모듈 131 : 데이터 입력부
132 : 단자함 제어부 133 : 통신부
140 : 전류 입력부 150 : 전압 측정부
160 : 보조 탐침극 170 : 필터부
180 : 누설 전류 측정부 181 : 낙뢰계수부
190 : 디스플레이부 200 : 낙뢰 경보기
210 : 낙뢰 계수기 220 : 서지 보호기
300 : 모니터링부 400 : 단말기
410 : 모바일 단말기

Claims (10)

  1. 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지 도체와 본딩 도체 중 적어도 하나 이상과 접지측정을 위해 접속하는 다수의 접속 단자부가 형성된 지능형 단자함으로서,
    상기 접속 단자부에 연결된 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극과 보조 탐침극으로 접지저항의 측정을 위해 미리 설정된 접지 측정전류를 공급하는 전류 입력부;
    상기 전류 입력부로부터 공급된 접지 측정전류에 따라 상기 접지극과 보조 탐침극 사이의 전압 강하를 검출하는 전압 측정부;
    상기 접속 단자부에 연결된 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지극에 클램핑하여 누설 전류 값을 측정하여 단자함 제어 모듈로 출력하는 누설전류 측정부;
    상기 전압 측정부와 누설 전류 측정부로부터 입력되는 데이터를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 데이터 입력부와, 상기 전류 입력부, 전압 측정부 및 누설 전류 측정부가 실시간 또는 미리 설정된 일정 주기마다 측정 동작을 수행하도록 제어하는 제어 신호와, 상기 데이터 입력부로부터 출력된 전압과 상기 전류 입력부를 통해 공급되는 접지 측정전류를 이용하여 접지저항을 측정하고 그 측정된 접지저항을 미리 설정된 기준 접지저항과 비교하여 기준 접지저항값을 초과하는지 여부를 나타내는 제어 신호와, 상기 누설 전류 측정부의 전류 값과 상기 접지저항이 디스플레이부를 통해 표시되도록 제어하는 제어 신호를 출력하는 단자함 제어부를 구비한 단자함 제어 모듈;
    상기 단자함 제어부로부터 출력되는 데이터와 미리 설정된 고유의 통신 관리번호가 미리 설정된 통신 포맷에 따라 전송되도록 하는 통신부; 및
    상기 단자함 제어 모듈로부터 출력되는 접지저항이 표시되도록 하는 디스플레이부를 포함하는 지능형 단자함.
  2. 제 1 항에 있어서,
    지능형 단자함으로 공급되는 상용 전원에 포함된 노이즈를 제거하여 상기 전류 입력부, 전압 측정부, 단자함 제어 모듈 및 디스플레이부로 공급하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 단자함.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속 단자부와 연결된 인하 도선에 설치되어 미리 설정된 서지의 용량에 따라 낙뢰에 의한 간접뢰, 유도뢰 및 스위칭에 의한 서지 발생을 카운트하여 그 카운트 정보와 발생된 서지의 전류값을 상기 단자함 제어 모듈로 출력하는 낙뢰 계수부를 더 포함하고,
    상기 단자함 제어 모듈은 상기 낙뢰 계수부로부터 출력되는 서지 발생 카운트 정보와 서지 전류 값을 상기 서지의 발생 시간 정보와 함께 디스플레이부로 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 지능형 단자함.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자함 제어부는 접지저항의 검출 시기에 따라 월별 또는 계절별로 설정된 기준 접지저항과 대비하는 것을 특징으로 하는 지능형 단자함.
  8. 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템으로서,
    미리 설정된 측정 주기 또는 원격 제어 신호에 의해 접지 장치 또는 피뢰 장치의 접지 도체와 본딩 도체 중 적어도 하나 이상과 접지 측정을 위해 접속되어 접지저항을 산출하여 접지 오류를 판단하고, 상기 산출된 접지저항이 디스플레이 수단을 통해 표시되도록 하며, 상기 산출된 접지저항과 접지 오류 여부를 모니터링부로 제공하는 적어도 하나 이상의 지능형 단자함;
    상기 지능형 단자함과 네트워크를 통해 연결되어 상기 지능형 단자함으로부터 출력되는 접지저항과 접지오류 여부를 수집하여 저장하고, 상기 지능형 단자함의 관리 정보를 해당 관리자의 단말기로 출력하며, 상기 관리자 단말기로부터 제공되는 원격 제어 신호를 출력하는 모니터링부;
    상기 모니터링부로부터 출력되는 지능형 단자함의 관리 정보를 수신하여 관리자에게 표시되도록 하고, 상기 관리자로부터 입력되는 원격 제어 신호가 상기 모니터링부로 전송되도록 하는 단말기; 및
    상기 지능형 단자함과 연결되어 낙뢰의 발생 전에 뇌운을 추적하여 경보 신호를 출력하는 낙뢰 경보기, 낙뢰의 발생에 의한 과도 임펄스 전류의 발생 여부를 검출하여 카운트 신호를 출력하는 낙뢰 계수기 또는 전기 선로 및 통신 선로에 유도된 에너지를 제거하는 서지 보호기 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 지능형 단자함을 통해 상기 낙뢰 경보기의 낙뢰 경보 신호, 낙뢰 계수기의 낙뢰 카운트 신호 또는 서지 보호기의 동작 신호가 상기 모니터링부로 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템은 미리 설정된 응용 프로그램이 실행되면 상기 모니터링부와 접속되어 관리자로부터 입력되는 단자함, 낙뢰 경보기, 낙뢰 계수기, 서지 보호기의 원격 제어 신호가 상기 모니터링부로 전송되도록 하고, 상기 원격 제어 신호에 의한 동작 결과 신호를 수신하여 표시되도록 하는 모바일 단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 단자함을 이용한 모니터링 시스템.
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