KR101154817B1

KR101154817B1 - 송전탑용 낙뢰통보장치 및 이를 이용한 낙뢰통보 시스템

Info

Publication number: KR101154817B1
Application number: KR1020100120413A
Authority: KR
Inventors: 김세열; 신상문; 김종윤; 양승호; 손미주
Original assignee: 주식회사 엔컴
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-08

Abstract

송전선로의 철탑에 낙뢰에 의한 지락사고가 발생된 경우 이를 검출하여 송전탑을 관리하는 중앙관리자에게 통보해 주는 송전탑용 낙뢰통보장치와 이를 이용한 낙뢰통보 시스템에 대한 것이다. 본 발명에 따른 낙뢰통보장치는 송전탑에 일정한 간격을 두고 설치되어 송전탑을 통해 흐르는 낙뢰 전류에 대한 유도전류를 생성하여 출력하는 낙뢰검출수단과, 상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류량에 대응하는 값의 전압을 출력하는 낙뢰크기 감지수단, 상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류를 근거로 인터럽트신호를 생성하는 인터럽트신호 발생수단, 상기 인터럽트신호에 의해 동작상태로 설정되고 상기 낙뢰크기 감지수단으로부터 인가되는 전압레벨을 근거로 송전탑에 직격된 낙뢰정보를 생성하는 제어수단 및, 상기 제어수단으로부터 인가되는 낙뢰정보를 무선으로 송출하는 무선송출수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

송전탑용 낙뢰통보장치 및 이를 이용한 낙뢰통보 시스템{Lightning alert device and system for power transmission towers}

본 발명은 낙뢰통보시스템에 대한 것으로서, 특히 송전선로의 철탑에 낙뢰에 의한 지락사고가 발생된 경우 이를 검출하여 송전탑을 관리하는 중앙관리자에게 통보해 주는 송전탑용 낙뢰통보장치와 이를 이용한 낙뢰통보 시스템에 대한 것이다.

송전선로는 전력공급을 위하여 발전소에서 생산되는 전력을 변전소를 통하여 각 지역으로 공급하기 위한 전력시설로서 현대사회에서 송전시절의 사고는 장시간의 전력공급중단에 직접 연결되어 사회적으로도 중대한 영향을 미치게 된다.

한편, 지상에 설치되는 송전선로는 일정 거리마다 설치된 송전탑 등에 의하여 지지되며, 이 송전선로는 전 지역에 걸쳐 광범위하게 시설되므로 바람, 눈, 비, 낙뢰 등에 의한 위험에 노출되어 있다. 그리고, 송전선로의 사고는 송전탑에 낙뢰가 직격됨에 따라 송전선로가 손상되는 지락사고가 대부분을 차지하고 있으며, 이러한 낙뢰에 의한 지락사고(이하, 낙뢰사고라 칭한다) 발생시 신속한 조치가 필요하게 되고, 사고가 발생되지 않도록 순시점검 등을 통한 예방조치가 필요하게 된다.

또한, 상기한 낙뢰사고에 의해 송전선이 단락된 경우 송전선에는 부하전류의 수배에서 수십배에 달하는 다량의 전류가 흐르게 되고, 이는 송전탑에 설치된 승압기 등 전기기기의 항장력을 약화시켜 해당 전기기기의 이상동작을 초래하게 한다.

따라서, 송전탑에 낙뢰사고가 발생된 경우 이를 신속히 검출하여 고장구간의 전기공급을 중단시키는 등 적절한 조치를 취할 필요가 있으며, 이를 위하여 순시원은 육안 또는 낙뢰표시장치를 이용하여 낙뢰사고 발생사실을 확인하여 송전선로에 대한 지속적인 보수점검 작업을 수행하게 된다.

한편, 대한민국 공개실용신안공보 제99-34128호에는 종래 깃발방식을 이용한 낙뢰표시장치가 공개되어 있다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이 몸체(16)와, 낙뢰로 인하여 고전류가 흐르는 경우 선택스위치(40)의 동작에 따라 구동되는 솔레노이드(70)와, 상기 솔레노이드(70)의 구동에 따라 개방되는 밑판(13), 상기 밑판(13)에 개방됨에 따라 하방으로 이동하는 표시판(12) 및, 상기 표시판(12)의 하방이동에 따라 펴지도록 상기 표시판(12)에 감겨져 있는 표시천(15)을 포함하여 구성되어 있다. 이때, 상기 낙뢰에 의한 고전류는 전계자장을 감지하도록 코일로 구성된 소정의 감지수단을 통하여 검출되고, 이는 정류되어 상기 선택스위치(40)를 동작시키게 된다.

즉, 상기한 구성으로 된 깃발방식을 이용한 낙뢰표시장치는 송전선로의 지지물인 송전탑에 설치되고, 상기 송전탑에 낙뢰에 의한 고전류가 발생된 경우 선택스위치(40)의 동작에 따라 구동되는 솔레노이드(70)의 샤프트(11)가 기동되면서 밑판(13)이 열리게 되고, 이에 따라 표시판(12)이 하방으로 내려와 표시판(12)에 감겨져 있던 표시천(15)이 펴지게 됨으로써 해당 송전탑에 낙뢰사고가 있음을 외부에 표시하게 된다.

그러나, 상기한 구성으로 된 종래 깃발방식의 낙뢰표시장치는 순시원이 육안으로 송전탑의 낙뢰사고 발생사실을 점검하여야 하기 때문에 야간이나 악천후시에 낙뢰사고가 발생된 경우 사고개소의 발견에 장시간이 소요됨으로써 낙뢰사고에 대해 시기적절한 대처를 하지 못하게 되며, 표시천이 비, 바람 등에 의해 송전탑에 휘감기거나 손상된 경우 그 확인이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 일본특허공개공보 제60214273호에는 낙뢰전류를 감지하는 코일과 지연회로 및 발광다이오드를 구비하는 광신호발생기를 사용하여 낙뢰사고 발생시 서로 다른 지연시간을 가지는 지연회로를 통해 광펄스열(Optical Pulse Train)을 모니터사이트(Monitor Site)로 전송한 후, 전송된 광펄스열의 패턴(pattern)을 구분하여 사고개소의 낙뢰사고를 표시하는 송전탑의 낙뢰검출장치가 개시되어 있으며, 일본공개특허공보 제60214273호에는 광섬유를 통해 전송되는 낙뢰에 의한 전류와 천둥소리의 도달시간차를 이용하여 낙뢰사고가 발생되는 사고개소를 검출하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기한 일본공개특허의 경우 낙뢰검출신호의 전송시 광섬유를 사용하기 때문에 송전탑마다 광섬유로 전송선을 연결하여야 하고, 송전거리가 길어지고, 송전시설의 설치범위가 광범위화된 현실을 감안하였을 때 그 유지보수에 많은 비용이 요구되고, 설치가 어려운 문제점이 있게 된다.

또한 최근에는 송전탑에 낙뢰사고가 발생되면 이를 무선을 통해 통보를 하도록 된 무선 단말장치가 소개된 바 있다. 그러나 이러한 장치의 경우에는 관리자가 무선 수신장치를 가지고 송전탑을 순차적으로 순찰하여야 하는 번거로움이 존재하고, 또한 밧데리로 동작하는 무선 단말장치가 지속적으로 경보신호를 발생함으로 인하여 수시로 밧데리를 교환하여야 하는 불리함이 있었다.

또한 종래의 낙뢰통보장치는 단순히 낙뢰의 발생 사건만을 통보하도록 되어 있기 때문에 관리자가 송전탑에 발생된 낙뢰 사건의 강도를 용이하게 판단할 수 없다는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 밧데리 소모를 최소화 할 수 있도록 된 송전탑용 낙뢰통보장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 송전탑에 발생된 낙뢰의 강도를 검출하여 이를 통보할 수 있도록 된 송전탑용 낙뢰통보장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은 송전탑에 발생된 낙뢰사고를 관리자에게 용이하게 통보할 수 있도록 된 송전탑용 낙뢰통보 시스템을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 송전탑용 낙뢰통보장치는 송전탑에 일정한 간격을 두고 설치되어 송전탑을 통해 흐르는 낙뢰 전류에 대한 유도전류를 생성하여 출력하는 낙뢰검출수단과, 상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류량에 대응하는 값의 전압을 출력하는 낙뢰크기 감지수단, 상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류를 근거로 인터럽트신호를 생성하는 인터럽트신호 발생수단, 상기 인터럽트신호에 의해 동작상태로 설정되고 상기 낙뢰크기 감지수단으로부터 인가되는 전압레벨을 근거로 송전탑에 직격된 낙뢰정보를 생성하는 제어수단 및, 상기 제어수단으로부터 인가되는 낙뢰정보를 무선으로 송출하는 무선송출수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 낙뢰검출수단은 고압선으로부터 방출되는 전자파가 장치내로 유입되는 것을 차단하는 차단필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 낙뢰검출수단은 일방 또는 역방향의 낙뢰를 검출하여 그에 대응하는 유도전류를 출력하도록 구성되고, 상기 낙뢰크기 감지수단은 상기 일방 또는 역방향의 낙뢰에 따른 유도전류에 대응하는 값의 전압을 각각 출력하는 제1 및 제2 낙뢰크기 감지수단을 구비하여 구성되며, 상기 인터럽트신호 발생수단은 상기 일방 또는 역방향의 낙뢰에 따른 유도전류를 근거로 각각 제1 및 제2 인터럽트신호를 발생시키는 제1 및 제2 인터럽트신호 발생수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 제2 관점에 따른 송전탑용 낙뢰통보 시스템은 다수의 송전탑에 각각 설치되는 다수의 낙뢰통보장치와, 이들 낙뢰통보장치로부터 무선으로 통보 메시지통보 메시지 수신수단을 구비하여 구성되는 송전탑용 낙뢰통보 시스템에 있어서, 상기 다수의 낙뢰통보장치는 상대적으로 상위 또는 하위의 낙뢰통보장치로 구분되고, 하위의 낙뢰통보장치로부터 수신수단으로 보고되는 낙뢰통보 정보는 상위의 낙뢰통보장치를 통해 수신수단으로 전달되며, 상기 낙뢰통보장치는 송전탑에 일정한 간격을 두고 설치되어 송전탑을 통해 흐르는 낙뢰 전류에 대한 유도전류를 생성하여 출력하는 낙뢰검출수단과, 상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류량에 대응하는 값의 전압을 출력하는 낙뢰크기 감지수단, 상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류를 근거로 인터럽트신호를 생성하는 인터럽트신호 발생수단, 상기 인터럽트신호에 의해 동작상태로 설정되거나 일정 시간단위로 동작상태로 설정되고 상기 낙뢰크기 감지수단으로부터 인가되는 전압레벨을 근거로 송전탑에 직격된 낙뢰정보를 생성함과 더불어 하위의 낙뢰통보장치로부터 수신되는 낙뢰통보 정보를 상위의 낙뢰통보장치로 송신제어하는 제어수단 및, 상기 제어수단으로부터 인가되는 낙뢰정보를 무선으로 송출함과 더불어 다른 낙뢰통보장치로부터 송출되는 무선신호를 수신하여 제어수단으로 제공하는 무선송수신수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 상기한 낙뢰통보장치는 낙뢰크기 감지수단을 구비하여 송전탑에 대한 낙뢰의 발생 여부와 더불어 낙뢰의 크기 정보를 제공하게 되므로 송전탑의 관리를 매우 효과적으로 실행할 수 있게 된다.

또한 상기 낙뢰통보장치는 인터럽트신호 발생수단을 구비하여 마이크로 프로세서(106)를 필요에 따라 동작 상태로 설정하게 되므로 밧데리 전력을 매우 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

또한 낙뢰통보 시스템에 있어서는 특정한 낙뢰통보장치로부터의 통보 메시지가 다른 낙뢰통보장치를 통해 순차적으로 전송되므로 효율적이면서도 저전력으로 낙뢰통보를 실행할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 낙뢰통보장치의 구성을 나타낸 구조도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 송전탑용 낙뢰통보장치의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 3은 도 2에서 낙뢰검출부(101)와 낙뢰크기 감지부(102, 104) 및 인터럽트신호 발생부(103, 105)의 구체적인 구성을 나타낸 회로구성도.
도 4는 도 2에서 마이크로 프로세서(106)에 의해 생성되는 통보 메시지의 프레임 구조를 나타낸 도면.
도 5는 송전탑을 관리하는 전력소(200)와 다수의 송전탑(201~206)의 배치관계를 예시적으로 나타낸 도면.
도 6은 도 5에서 송전탑(205)에 설치된 낙뢰통보장치로부터 송출된 통보 메시지가 전력소(200)로 중계되는 동작을 설명하기 위한 플로우챠트.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 단, 이하에서 설명하는 실시예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예를 예시적으로 나타낸 것으로서, 이러한 실시예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 송전탑용 낙뢰통보장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.

송전탑용 낙뢰통보장치는 송전탑에 직격된 낙뢰에 의한 유도전류를 출력하는 낙뢰검출부(101)와, 낙뢰검출부(101)로부터 출력되는 유도전류의 크기에 대응하는 제1 및 제2 출력전압(ADC1, ADC2)를 출력하는 제1 및 제2 낙뢰크기 감지부(102, 104) 및 낙뢰검출부(101)에 의해 낙뢰가 검출되면 이후에 설명할 마이크로 프로세서(106)를 동작상태로 설정하기 위한 제1 및 제2 인터럽트신호(INT1, INT2)를 각각 출력하는 제1 및 제2 인터럽트신호 발생부(103, 105)를 구비한다. 여기서 제1 낙뢰크기 감지부(102) 및 제1 인터럽트신호 발생부(103)와 제2 낙뢰크기 감지부(104) 및 제2 인터럽트신호 발생부(105)는 각각 서로 반대방향의 낙뢰에 대응하는 것이다.

상기 낙뢰검출부(101), 제1 및 제2 낙뢰크기 감지부(102, 104) 및 제1 및 제2 인터럽트신호 발생부(103, 105)와 이후에 설명할 마이크로 프로세서(106) 및 무선송수신부(107)는 예컨대 밧데리 전원으로 동작된다.

도 3은 상기 낙뢰검출부(101)와 낙뢰크기 감지부(102, 104) 및 인터럽트신호 발생부(103, 105)의 구체적인 구성을 나타낸 회로구성도이다. 도 3에서 제2 낙뢰크기 감지부(104)는 제1 낙뢰크기 감지부(102)와 실질적으로 동일하게 구성된다. 또한 제2 인터럽트신호 발생부(105)는 제1 인터럽트신호 발생부(103)와 실질적으로 동일하게 구성된다.

낙뢰검출부(101)는 써지코일(L)을 구비한다. 이 써지코일(L)은 송전탑과 일정 간격을 두고 설치된다. 써지코일(L)은 송전탑에 낙뢰가 직격되어 송전탑을 통해 고전류가 흐르게 되면 이에 대응되는 유도전류를 생성하여 내부 회로로 공급하게 된다.

상기 써지코일(L)의 양 단자에는 낙뢰에 의한 고전압으로부터 내부 회로를 보호하기 위한 TVS(Q1: Transient Voltage Suppressor)가 병렬로 접속된다. 또한, 써지코일(L)의 양단은 각각 전자파 차폐를 위한 비드(B1, B2: Bead)를 통해 제1 낙뢰크기 감지부(102) 및 제1 인터럽트신호 발생부(103)와 제2 낙뢰크기 감지부(104) 및 제2 인터럽트신호 발생부(105)에 결합된다. 상기 비드(B1, B2)는 써지코일(L)을 통해 유입되는 외부 전자파, 즉 송전탑에 의해 지지되는 송전선으로부터 방출되는 전자파를 차단하여 이들이 내부 회로로 유입되는 것을 방지한다.

낙뢰크기 감지부(102)에서, 낙뢰검출부(101)의 출력단에는 역전류 방지용 다이오드(Q4)를 통해서 저항(R1) 및 캐패시터(C1)로 구성되는 적분회로와 저항(R2, R3)으로 구성되는 저항분압회로가 순차 결합된다. 저항분압회로의 출력단은 평활 콘덴서(C2)를 통해서 이후에 설명할 마이크로 프로세서(106)의 아날로그신호 입력단에 결합된다.

또한 상기 저항(R2, R3)의 접속노드와 접지 사이에는 과전압을 방지하기 위한 제너다이오드(Q5)가 결합된다. 여기서 상기 저항(R1)의 저항값은 충분히 크게 설정하여 적분회로 후단의 전압이 제너전압 이하로 설정되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 낙뢰크기 감지부(102)는 낙뢰검출부(101)로부터 낙뢰의 크기에 대응하는 유도전류가 입력되면 이를 우선 저항(R1)을 통해 일차 감압한 후 저항 분압회로(R2, R2)를 통해 적절하게 이차 감압하여 마이크로 프로세서(106)로 입력하게 된다. 이에 따라 낙뢰크기 감지부(102)는 낙뢰의 크기에 대응하는 레벨의 전압을 마이크로 프로세서(106)로 입력하게 된다.

인터럽트신호 발생부(103)에서 낙뢰검출부(101)의 출력단은 역전류 방지용 다이오드(Q6)를 통해서 저항(R4) 및 캐패시터(C3)로 구성되는 적분회로에 결합되고, 이 적분회로(R4, C3)의 출력단은 저항(R5, R6)으로 구성되는 저항분압회로에 결합된다. 또한 이때 저항(R5, R6)의 접속노드와 접지 사이에는 과전압 방지를 위한 제너다이오드(Q7)가 결합된다.

상기 저항분압회로(R5, R6)의 출력단은 SCR(Q8)의 게이트에 결합된다. SCR(Q8)은 애노드가 풀업저항(R7)을 통해서 마이크로 프로세서(106)의 인터럽트신호 입력단에 결합됨과 더불어 캐소드는 접지된다.

인터럽트신호 발생부(103)는 낙뢰검출부(101)로부터 유도전류가 입력되면 적분회로(R4, C3)와 저항분압회로(R5, R6)를 통해 인가되는 전압에 의해 SCR(Q8)이 턴온됨으로써 마이크로 프로세서(106)에 로우레벨의 인터럽트신호(INT1)를 입력하게 된다. 마이크로 프로세서(106)는 로우레벨의 인터럽트신호(INT1 또는 INT2)가 입력되면 대기모드에서 동작모드로 전환된다.

도 2에서 상기 제1 및 제2 출력전압(ADC1, ADC2)과 제1 및 제2 인터럽트신호(INT1, INT2)는 마이크로 프로세서(106)로 입력된다.

마이크로 프로세서(106)는 송전탑에 낙뢰가 직격되면 이를 보고하기 위한 데이터를 생성하여 무선송수신부(107)로 출력한다. 마이크로 프로세서(106)는 일반적인 상태에서 대기모드로 설정되고, 제1 또는 제2 인터럽트신호(INT1, INT2)가 로우레벨로 강하되면 동작모드로 전환된다. 마이크로 프로세서(106)는 동작모드로 전환되면 제1 또는 제2 출력전압(ADC1, ADC2)을 판독하여 낙뢰 크기를 판정한다. 그리고 판독한 정보는 내부 메모리에 저장하게 된다. 마이크로 프로세서(106)는 이와 같이 저장된 데이터를 근거로 통보 메시지를 생성하여 일정한 시간 단위로 무선을 통해 송출하게 된다.

도 4는 마이크로 프로세서(106)에 의해 생성되는 통보 메시지의 프레임 구조를 나타낸 것이다.

도 4의 데이터 프레임에는 프리엠블과 싱크코드, 기능코드(FNC), 메시지 및 CRC 코드가 구비된다. 그리고 메시지에는 전송라인을 식별하기 위한 T/L, 장치 고유의 ID 및 데이터(DATA)가 포함된다. 그리고 데이터(DATA)에는 송전탑 번호, 송전탑에 직격된 낙뢰의 횟수, 낙뢰 직격 시각 및 본 장치의 동작 전원인 밧데리 상태 정보 등이 포함된다.

다른 실시예에서 상기 마이크로 프로세서(106)는 인접하는 다른 낙뢰통보장치의 무선 신호를 중계하는 기능을 실행한다. 이를 위해 마이크로 프로세서(106)는 인터럽트신호(INT1, INT2)와 관계 없이 일정 시간단위로 동작상태로 전환되어 이후에 설명할 무선송수신부(107)를 통해 수신되는 데이터를 검출하게 된다. 그리고 자신 보다 하위의 낙뢰통보장치로부터 수신되는 데이터가 있는 경우에는 이를 근거로 새로운 메시지를 생성하여 자신 보다 상위의 낙뢰통보장치로 송출하게 된다. 이에 대해서는 이후에 보다 구체적으로 설명될 것이다.

마이크로 프로세서(106)에서 생성된 통보 메시지는 무선송수신부(107)로 제공되고, 무선송수신부(107)는 인가된 통보 메시지를 변조하여 안테나(108)를 통해 송출하게 된다. 또한 무선송수신부(107)는 안테나(108)를 통해 다른 낙뢰통보장치로부터의 통보 메시지가 수신되면 이를 복조한 후 마이크로 프로세서(106)로 제공하게 된다.

상기한 낙뢰통보장치는 낙뢰크기 감지부(102, 104)를 구비하여 송전탑에 대한 낙뢰의 발생 여부와 더불어 낙뢰의 크기 정보를 제공하게 되므로 송전탑의 관리를 매우 효과적으로 실행할 수 있게 된다.

또한 상기 낙뢰통보장치는 인터럽트신호 발생부(103, 105)를 구비하여 마이크로 프로세서(106)를 필요에 따라 동작 상태로 설정하게 되므로 밧데리 전력을 매우 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

또한 상기 낙뢰통보장치는 낙뢰검출부(101)에 고압선 등으로부터 방출되는 전자기파를 차단하기 위한 비드(B1, B2)가 구비되어 장치의 동작상태가 매우 안정적으로 유지된다. 본 발명자의 연구에 의하면 고압선에서 방출되는 전자파가 장치의 동작에 치명적인 손상을 주는 것으로 확인된 바 있다.

한편, 일반적으로 송전탑은 매우 넓은 지역에 분산되어 배치되고, 상기 낙뢰통보장치는 무선통신을 통해 낙뢰의 발생정보를 제공하게 된다. 따라서 낙뢰통보장치로부터의 통보 메시지를 효율적으로 수집하기 위해서는 관리자가 송전탑과 가까운 위치로 순찰을 돌거나 낙뢰통보장치의 무선 송출 출력을 높게 설정하는 것이 요구된다. 이는 낙뢰통보장치의 설치 및 운영에 큰 장애가 될 수 있다.

본 발명에서는 앞에서 언급한 바와 같이 하위의 낙뢰통보장치로부터의 통보 메시지를 상위의 낙뢰통보장치가 보다 상위의 낙뢰통보장치로 중계하는 방식을 통해 효율적인 낙뢰 통보를 실행한다.

도 5는 송전탑을 관리하는 전력소(200)와 다수의 송전탑(201~206)의 배치관계를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도면에서 전력소(200)에서 가까운 송전탑 순으로 참조번호 201~206가 부가되어 있다고 할 때, 전력소(200)에서 가까운 송전탑은 해당 송전탑보다 먼 위치에 있는 송전탑에 비해 상위의 송전탑으로 설정된다. 그리고, 특정 송전탑(201~206)으로부터의 통보 메시지는 하의의 송전탑으로부터 상위의 송전탑 순으로 순차 전송되고, 최종적으로는 송전탑(201)이 전력소(200)로 해당 통보 메시지를 보고 하게 된다. 물론, 전력소에는 송전탑(201)으로부터 수신된 통보 메시지를 수신하기 위한 수신장치가 구비된다. 또한 이러한 순차 중계방식은 업링크, 즉 송전탑으로부터 전력소(200)로 보고되는 통보 메시지 이외에 필요에 따라 다운링크, 즉 전력소(200)에서 송전탑으로 보내야 하는 메시지에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 전력소(200)에는 고출력의 무선 송신장치를 구비하여 브로드캐스팅 방식으로 모든 송전탑에 대하여 제어 메시지를 전송하는 방법도 채용할 수 있다.

도 6은 특정한 송전탑, 예컨대 송전탑(205)에 설치된 낙뢰통보장치로부터 송출된 통보 메시지가 전력소(200)로 중계되는 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 또한 도 6에는 편의상 송전탑에 설치되는 낙뢰통보장치와 송전탑의 참조번호가 동일하게 부가되어 있다.

송전탑(205)에 설치된 낙뢰통보장치에서 통보 메시지를 송출하고자 하는 경우, 우선 해당 낙뢰통보장치(205)의 프로세서는 호출 메시지(CALL)를 생성하여 송출하게 된다. 낙뢰통보장치(205)에서 송출된 호출 메시지(CALL)는 인접하는 다른 낙뢰통보장치(206, 203)에 수신될 것이다.

낙뢰통보장치(206, 203)는 수신된 메시지에 포함되어 있는 ID를 근거로 자신이 상위 또는 하위에 위치하는 지를 판단한다. 물론 낙뢰통보장치에는 미리 자신이 중계해야 하는 하위 낙뢰통보장치의 ID가 등록되게 된다.

낙뢰통보장치(206, 203)는 상기한 판단 결과 자신이 발신측 낙뢰통보장치(205) 보다 하위의 낙뢰통보장치(206)인 경우에는 수신된 통보 메시지를 무시하고, 발신측 낙뢰통보장치(205) 보다 상위의 낙뢰통보장치(204)인 경우에는 수신확인 메시지(ACK)를 송출한다.

발신측 낙뢰통보장치(205)는 수신확인 메시지(ACK)가 수신되면 전력소(200)로 통보해야 할 통보 메시지를 작성하여 송출하고, 수신측 낙뢰통보장치(204)는 해당 메시지 수신이 종료되면 수신확인 메시지를 발신측 낙뢰통보장치(205)로 송출하게 된다.

물론, 상기한 동작에서 호출 메시지 이외의 다른 메시지도 인접하는 다른 낙뢰통보장치에 수신되지만, 호출 메시지 이외의 다른 메시지는 수신확인 메시지를 송수신한 낙뢰통보장치(205, 204) 이외의 장치에서는 모두 무시된다.

상기한 송수신 동작이 완료되면, 낙뢰통보장치(204)는 인접하는 상위의 낙뢰통보장치(203)에 대하여 호출 메시지(CALL)를 전송하고, 낙뢰통보장치(203)로부터 수신확인 메시지(ACK)가 수신되면, 이전에 받은 통보 메시지의 데이터를 근거로 새롭게 통보 메시지를 작성하여 무선으로 송출하게 된다.

그리고 상기한 동작이 순차적으로 실행되어 낙뢰통보장치(205)로부터 송출된 최초의 통보 메시지는 전력소(200)에 보고되게 된다.

상술한 낙뢰통보 시스템에 있어서는 특정한 낙뢰통보장치로부터의 통보 메시지가 다른 낙뢰통보장치를 통해 순차적으로 전송되므로 효율적이면서도 저전력으로 낙뢰통보를 실행할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명에 대한 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다. 예를 들어 상술한 실시예에서는 낙뢰크기를 감지하기 위한 수단으로서 제1 및 제2 낙뢰크기 감지부(102, 104)가 구비되는 것으로 설명하였으나, 낙뢰크기 감지부(102, 104)는 반드시 2개가 구비될 필요는 없고 하나만 구비하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한 상술한 실시예에 있어서는 인터럽트신호를 발생시키기 위한 수단으로서 제1 및 제2 인터럽트신호 발생부(103, 105)가 구비되는 것으로 설명하였으나, 이것도 하나만 구비하여 구성하는 것도 가능하다.

101: 낙뢰검출부, 102, 104: 낙뢰크기 검출부,
103, 105: 인터럽트신호 발생부, 106: 마이크로 프로세서,
107: 무선송수신부, 108: 안테나.

Claims

송전탑에 일정한 간격을 두고 설치되어 송전탑을 통해 흐르는 낙뢰 전류에 대한 유도전류를 생성하여 출력하는 낙뢰검출수단과,
상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류량에 대응하는 값의 전압을 출력하는 낙뢰크기 감지수단,
상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류를 근거로 인터럽트신호를 생성하는 인터럽트신호 발생수단,
상기 인터럽트신호에 의해 동작상태로 설정되고 상기 낙뢰크기 감지수단으로부터 인가되는 전압레벨을 근거로 송전탑에 직격된 낙뢰정보를 생성하는 제어수단 및,
상기 제어수단으로부터 인가되는 낙뢰정보를 무선으로 송출하는 무선송출수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송전탑용 낙뢰통보장치.
제1항에 있어서,
상기 낙뢰검출수단은 고압선으로부터 방출되는 전자파가 장치내로 유입되는 것을 차단하는 차단필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 송전탑용 낙뢰통보장치.
제1항에 있어서,
상기 낙뢰검출수단은 일방 또는 역방향의 낙뢰를 검출하여 그에 대응하는 유도전류를 출력하도록 구성되고,
상기 낙뢰크기 감지수단은 상기 일방 또는 역방향의 낙뢰에 따른 유도전류에 대응하는 값의 전압을 각각 출력하는 제1 및 제2 낙뢰크기 감지수단을 구비하여 구성되며,
상기 인터럽트신호 발생수단은 상기 일방 또는 역방향의 낙뢰에 따른 유도전류를 근거로 각각 제1 및 제2 인터럽트신호를 발생시키는 제1 및 제2 인터럽트신호 발생수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송전탑용 낙뢰통보장치.
다수의 송전탑에 각각 설치되는 다수의 낙뢰통보장치와, 이들 낙뢰통보장치로부터 무선으로 통보 메시지통보 메시지 수신수단을 구비하여 구성되는 송전탑용 낙뢰통보 시스템에 있어서,
상기 다수의 낙뢰통보장치는 상대적으로 상위 또는 하위의 낙뢰통보장치로 구분되고, 하위의 낙뢰통보장치로부터 수신수단으로 보고되는 낙뢰통보 정보는 상위의 낙뢰통보장치를 통해 수신수단으로 전달되며,
상기 낙뢰통보장치는 송전탑에 일정한 간격을 두고 설치되어 송전탑을 통해 흐르는 낙뢰 전류에 대한 유도전류를 생성하여 출력하는 낙뢰검출수단과,
상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류량에 대응하는 값의 전압을 출력하는 낙뢰크기 감지수단,
상기 낙뢰검출수단에 의해 출력되는 전류를 근거로 인터럽트신호를 생성하는 인터럽트신호 발생수단,
상기 인터럽트신호에 의해 동작상태로 설정되거나 일정 시간단위로 동작상태로 설정되고 상기 낙뢰크기 감지수단으로부터 인가되는 전압레벨을 근거로 송전탑에 직격된 낙뢰정보를 생성함과 더불어 하위의 낙뢰통보장치로부터 수신되는 낙뢰통보 정보를 상위의 낙뢰통보장치로 송신제어하는 제어수단 및,
상기 제어수단으로부터 인가되는 낙뢰정보를 무선으로 송출함과 더불어 다른 낙뢰통보장치로부터 송출되는 무선신호를 수신하여 제어수단으로 제공하는 무선송수신수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 송전탑용 낙뢰통보 시스템.