KR101181934B1 - 접지선 도난 방지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접지선 도난 방지장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 이동통신의 기지국, 중계기 또는 기타시설에 설치된 접지선을 무단으로 절단하고자 할 경우 경보음과 원격경보 소스를 발생시켜 접지선의 도난을 방지하고자 하는 접지선 도난 방지장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 접지선 도난 방지장치는 접지선 도난 방지장치에 있어서, 외부에 위치한 접지봉의 접지선 그라운드와 전기적으로 연결되며 상기 접지선의 단선 유무를 검출하고 단선인 경우에 소정 시간 온 검출신호를 출력하는 복수 개의 단선 검출부; 상기 복수 개의 단선 검출부로부터 감지된 출력신호에 따라서 논리합 기능을 수행하고 그 연산된 신호를 출력하는 OR 연산회로; 상기 OR 연산회로로부터 출력된 연산신호를 증폭하여 출력하는 신호 증폭부; 및 상기 신호 증폭부로부터 출력된 출력신호를 레벨 시프트하여 외부에 접속된 스피커에 구동전류를 공급하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 접지선 도난 방지장치에 의하면, 접지선의 절단 또는 단선 유무를 신속정확 하게 파악하여 도난 및 안전사고에 대처할 수 있다는 효과가 있다.

Description

접지선 도난 방지장치{Alarming appratus preventing from stealing earth cable}
본 발명은 접지선 도난 방지장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 이동통신의 기지국, 중계기 또는 기타 시설에 설치된 접지선을 무단으로 절단하고자 할 경우 경보음과 원격경보 소스를 발생시켜 접지선의 도난을 방지하는 접지선 도난 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로 전파가 도달하여 통신할 수 있는 범위를 존(Zone)이라 부르며, 이 존을 좁게 하여 하나의 서비스 지역을 다수의 작은 존 또는 셀이라 한다.
기지국은 이 셀 상에서 이동 통신 단말기와 같은 이동체와 교환국 사이의 중계 역할을 수행한다.
따라서, 각 셀 단위로 하나의 기지국이 존재하며 이동체와 교환국 사이의 인터페이스 기능 이외에도 착발신 신호 송출, 통화 채널 지정, 통화 채널 감시 및 자기 진단 기능이 있어서 담당 셀 구역을 제어 및 관장한다.
기지국의 중계기는 이동 통신 단말기 간의 원활한 통화를 제공하기 위하여 비교적 높은 건물의 옥상 또는 산 등에 노출되어 설치되며, 중계기 안테나 보다도 높게 피뢰침을 설치함으로써, 낙뇌로부터 고가의 안테나와 중계 장비를 보호할 수 있다.
이러한 이동 통신 중계기는 다수의 안테나, 피뢰침, 중계기 함체, 접지선 본체 및 접지선 본체가 연결된 접지봉을 포함하여 구성된다.
한편, 동 또는 구리값의 상승으로 접지선 절단과 같은 도난 사고가 빈번하게 발생하는 요즘, 도난 사고에 따른 낙뢰시 인명, 장비 보호 및 경제적 손실을 예방 하기 위한 감시장치 설치가 절실히 요구된다.
일반적으로 접지선의 절단은 하단부는 컷터기라는 공구를 이용한 절단을 하고, 철탑부분에는 AC 전원을 이용한 핸드 그라인더를 사용하여 접지선을 절단하고 있는 실정이다.
이러한 감시장치가 대한민국 공개특허공보 제2007-0073416호(이동 통신 중계기의 접지선 감시 장치)에 개시된다.
상기 감시장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 접지선(232,234,236,238)이 연결된 접지선 본체(220)와 연결되고 대지면(200)에 매설된 접지봉(240)을 구비한 이동 통신 중계기에서 상기 접지선의 이상 유무를 감시하는 장치로서, 상기 이동 통신 중계기의 함체(210) 도어 스위치(212)의 온 또는 오프를 감지하기 위한 전압이 인가되는 어레이 저항(216)과, 일단에 상기 어레이 저항(216)이 연결되며 타단이 감시선(238)을 통해 상기 접지봉(240)과 연결되는 도어 스위치(212)와, 상기 도어 스위치(212)와 어레이 저항(216) 사이에 설치되어 상기 접지선 또는 감시선(238)의 이상 유무에 따라 소정의 전압이 인가되며, 상기 인가되는 전압이 기 설정된 기준값 이상의 전압이면 경보 신호를 종합 상황실에 송출하는 RCS부(214)와, 상기 어레이 저항(216)과 병렬로 연결되어 상기 감시선(238) 또는 접지선의 이상발생 시 상기 대지면(200)의 접지저항에 의해 상기 RCS부(214)에 인가되는 전압이 상기 기준값 이하로 떨어지는 것을 방지하기 위한 가변 저항부(216)를 포함하는 구성을 제공한다.
여기서, 도면 부호 230은 피뢰침이다.
그러나, 상술한 감시장치는 다수의 접지선(232,234,236,238)과 접지봉(240)사이의 병렬저항에 따른 전압값을 측정하여 단지 접지선 또는 감시선의 이상 유무를 측정할 뿐 정확하게 단선 측정을 할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 어스(그라운드) 특성상 대기 조건 및 회로 구성 조건에 영향을 많이 받는 그라운드 패스의 저항을 이용한 측정은 불안정하여 오동작할 수 있다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 접지선 도난 방지장치를 이용하여 접지선의 절단행위 시, 접지선의 절단 또는 단선된 경우에 경보음 또는 원격경보 소스를 발생시켜 접지선 도난을 방지하는 접지선 도난 방지장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 접지선의 절단 또는 단선 유무를 신속정확하게 파악하여 도난 및 낙뢰에 의한 안전사고에 대처할 수 있는 접지선 도난 방지장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 외부에서 공급되는 AC 전원 공급 유무 또는 PCB의 PCB 커넥터의 연결유무를 판단하여 접지선 도난 방지에 신속하게 대처할 수 있는 접지선 도난 방지장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 분전반 내부에 위치한 조도 센서 및 분전반 개방 스위치를 이용하여 절단장비인 AC 전원을 연결한 핸드 그라인더에 의한 접지선 절단을 방지할 수 있는 접지선 도난 방지장치를 제공한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 접지선 도난 방지장치는 접지선 도난 방지장치에 있어서, 외부에 위치한 접지봉의 접지선 그라운드와 전기적으로 연결되며 상기 접지선의 단선 유무를 검출하고 단선인 경우에 소정 시간 온 검출신호를 출력하는 복수 개의 단선 검출부; 상기 복수 개의 단선 검출부로부터 감지된 출력신호에 따라서 논리합 기능을 수행하고 그 연산된 신호를 출력하는 OR 연산회로; 상기 OR 연산회로로부터 출력된 연산신호를 증폭하여 출력하는 신호 증폭부; 및 상기 신호 증폭부로부터 출력된 출력신호를 레벨 시프트하여 외부에 접속된 스피커에 구동전류를 공급하는 구동부를 포함한다.
여기서, 상기 OR 연산회로는 그 입력단에 주변의 조도를 센싱하여 온/오프 검출신호를 출력하는 조도 센서와 분전반 개방 스위치를 장착하여 분전반의 AC 전원을 이용하여 접지선 절단 공구의 사용을 방지하게 하고, 상기 분전반 내부에 장착된 접지선 도난 방지장치가 소정 이상의 기울어짐 또는 진동이 발생하게 되면 온 신호를 보내게 하여 접지동판의 절취를 방지하기 위한 진동 스위치가 더 접속된다.
또한, 상기 OR 연산회로에 공급되는 전원부에 전원공급 감시부를 더 구비하며, 상기 전원공급 감시부는 외부로부터 공급되는 직류전압에 의해서 구동되고 그에 따른 출력단자의 임피던스를 이용하여 상기 직류전압 공급유무 또는 한전 정전을 판단한다.
또한, 상기 OR 연산회로는 연산된 출력신호를 외부에 설치된 기지국의 감시장치에 전송하여 정상 상태, 접지 케이블 절단, 분전함 개방 또는 PCB 정상 장착 중 어느 하나 이상의 상태를 알 수 있게 출력한다.
또한, 상기 신호 증폭부는 그 출력단에 고장진단 스위치를 더 구비하여 PCB 회로 진단시 상기 고장진단 스위치를 온 하여 스피커의 동작을 정지시켜 장치 점검을 용이하게 한다.
본 발명의 접지선 도난 방지장치에 의하면, 접지선의 절단 또는 단선 유무를 신속정확 하게 파악하여 도난 및 낙뢰에 의한 안전사고에 대처할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 접지선 도난 방지장치에 의하면, 외부에서 공급되는 AC 전원 공급 유무 또는 PCB의 커넥터 연결유무를 판단하여 접지선 도난 방지에 신속하게 대처할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 접지선 도난 방지장치에 의하면, 분전반 내부에 위치한 조도 센서 및 분전반 개방 스위치를 이용하여 AC 전원을 연결한 핸드 그라인더에 의한 접지선 절단을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 종래에 따른 이동 통신 중계기의 접지선 감시장치의 회로 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 접지선 도난 방지장치의 회로 구성 블록 다이어그램;
도 3은 도 2에 따른 접지선 도난 방지장치의 접지봉의 측면도;
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접지선 도난 방지장치의 실제 내부 회로도;
도 2는 본 발명에 따른 접지선 도난 방지장치의 회로 구성 블록 다이어그램이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 접지선 도난 방지장치(300)는 제1 단선 검출부(310), 제2 단선 검출부(320), 진동 스위치(330), 조도 센서(340), OR 연산회로(350), 신호 증폭부(360), 구동부(370), 포토 커플러(380) 및 정전압 공급부(390)를 포함하여 구성된다.
상기 OR 연산회로(350)는 아날로그 회로를 이용하여 온/오프 스위칭 되도록 설계되며, 그 입력단에 제1 단선 검출부(310), 제2 단선 검출부(320), 진동 스위치(330), 조도 센서(340) 및 분전반 개방 스위치(미도시)를 연결하며, 본 발명은 단선 검출부(310,320)를 2개로 한정하였으나, 중계기의 규모에 따라 3개 이상의 복수 개도 가능하며 본 발명에서는 바람직하게 2개이다.
UTP(Unshielded twisted pair cable)로 이루어진 단선 검출선(430c,430d) 각각은 그 한 끝이 제1 단선 검출부(310) 및 제2 단선 검출부(320)에 접속되며 다른 끝 각각은 외부에 위치한 접지봉 케이블(430)의 접지선(430b) 그라운드(450)에 전기적으로접속된다.
제1 단선 검출부(310)는 접지봉(430)의 단선 검출선(430c)의 절단 또는 단선 유무를 검출하고 단선인 경우에 커패시터(C1)을 이용하여 소정 시간 온 검출신호를 출력한다.
마찬가지로, 제2 단선 검출부(320)는 접지봉(430)의 단선 검출선(430d)의 절단 또는 단선 유무를 검출하고 단선인 경우에 커패시터(C2)을 이용하여 소정 시간 온 검출신호를 출력한다.
상기 진동 스위치(330)는 2단자를 가진 기계적인 메카니즘으로 이루어진 온/오프 스위치이며 기지국 접지선 도난 방지장치(300)의 구성 부품이 탑재되는 PCB 기판에 마운트되어 PCB가 설치가 잘못되어 소정 각도 이상 기울어지거나 또는 소정이상의 진동에 의하여 회로적으로 평소 오프된 스위치가 온 되어 무단으로 본 발명의 장치를 제거하고자 할 때 경보를 울리게 하여 도난을 방지하게 된다.
특히 상기 진동 스위치(330)는 접지동판을 절취하기 위해서 상기 접지선 도난 방지장치(300)를 분전반에서 제거해야만 가능하므로 상기 접지 동판의 절취를 방지하게 된다.
상기 조도 센서(340)는 복수 개, 바람직하게는 2개로 이루어지며, 상기 PCB 기판이 위치한 분전반(미도시) 내부의 주변 조도를 센싱하고 밝기가 소정이상 밝으면(개폐된 분전반 내부는 항상 어두우나 절도 행위에 의해 분전반이 열리면 낮인 경우에 외부의 빛에 의하여 밝아지며, 밤인 경우에 도둑이 램프를 이용하여 분전반 내부를 밝히는 정도의 조도) 온 검출 신호를 출력한다.
또한, 조도 센서(340)와 병렬로 분전반 개방 스위치(미도시)를 OR 연산회로(350)의 입력단에 접속하여 분전반의 AC 전원을 이용한 접지선 절단 공구의 사용을 방지한다.
상기 OR 연산회로(350)는 논리합(OR Gate) 기능을 수행하며, 입력단에 가해지는 단선 검출, 진동 또는 기울어짐, 조도 검출 또는 분전반 문개폐(분전반 개방 스위치 온/오프) 중 어느 하나 이상이 온 검출신호(논리적으로 1 또는 5V 또는 하이 신호)를 입력하면 그 출력단에 하이 신호를 출력한다.
또한, 단선 검출, 진동 또는 기울어짐, 조도, 분전반 문개폐 신호 모두가 오프 검출신호(논리적으로 0 또는 0V 또는 로우 신호)를 입력하면 그 출력단에 로우 신호를 출력한다.
즉, OR 연산회로(350)는 복수 개의 입력에 따라 연산된 출력신호를 외부에 설치된 기지국의 경보장치(또는 감시장치, 미도시)에 전송하여 정상상태, 접지봉 케이블 절단, 분전함(배전함) 개방 또는 PCB 정상 장착 상태 중 어느 하나 이상의 상태를 감시하게된다.
상기 접지선 도난 방지장치(300)는 유무선 통신망을 통하여 원거리의 서버(BSM 또는 iREMS)에 연동되어 상기 원거리의 서버는 복수 개의 기지국을 모니터링 할 수 있다.
신호 증폭부(360)는 OR 연산회로(350)로부터 출력된 연산신호(1 또는 0)를 증폭하여 구동부(370)에 출력한다.
구동부(370)는 신호 증폭부(360)로부터 출력된 출력신호(논리1)를 레벨 시프트하여 스피커(440)와 같이 외부에 설치된 부하에 구동전류를 공급하여 가청 경보음을 발생시킨다.
또한, 외부로부터 공급되는 AC 전원은 정류부(420)를 통하여 소정 DC 전압(예:12V)로 변환되며, DC 12V(전원부)는 OR 연산회로(350)를 포함한 구성 블록에 전원 공급을 하는 정전압 공급부(390)에 공급되며, 정전압 공급부(390)는 DC 12V를 DC 5V로 정전압 변환한다.
DC 5V의 정전압이 전원공급 감시부의 포토 커플러(380)의 다이오드를 구동하면 출력단자(9번,10번 핀)의 임피던스는 이상적으로 0가 되며 또한, 한전의 정전, 정류부(420)의 고장 또는 DC 12V 전원 라인 절단과 같은 회로고장 중 어느 하나 이상에 의하여 DC 12V가 정전압 공급부(390)에 인가되지 않으면, 포토 커플러(380)의 다이오드가 오프되어 출력단자(9번,10번 핀)의 임피던스는 이상적으로 무한대가 되며, 상기 출력단자(9번,10번 핀)는 외부에 설치된 기지국 경보장치(미도시:원격경보 소스)에 연결되고 기지국 경보장치(원격경보 소스)는 한전 정전 또는 직류전압(DC 12V) 공급 유무를 판단할 수 있다.
상기 신호 증폭부(360)는 그 출력단에 고장진단 스위치(375)를 구비하여 PCB 기판의 회로 진단시 상기 고장진단 스위치(375)를 온 하여 스피커(440)의 작동을 정지시킬 수 있다.
또한, 접지선 도난 방지장치(300)는 D/A 변환회로(미도시)를 더 구비하며, D/A 변환회로의 각각의 입력단과 제1 단선 검출부(310), 제2 단선 검출부(320), 진동 스위치(330) 및 조도 센서(340)의 출력단과 연결하여 각각의 센서(310,320,330,340)가 검출한 논리 신호(1 또는 0)을 D/A 변환회로의 입력단에 인가하여 그에 따른 아날로그 출력전압을 이용하여 어느 센서가 작동하는지를 알 수 있게 할 수 있고(핀 5번 또는 6번 이용), 또한 상기 아날로그 출력전압을 기지국 경보장치에 전송하여 원격경보 소스를 발생시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 접지봉(430)은 피뢰침(430a), 접지선(430b), 단선 검출선(430c), 접지 막대(430e) 및 절연체(430f)로 이루어진다.
접지선(430b)은 동 또는 구리로 이루어지며 절단 및 도난을 방지하기 위한 대상물이며, 튜브 내부에 수납되며 절연체(430f)로 둘러싸이며, 피뢰침(430a)은 접지선(430b)에 고정되며 낙뢰로부터 인명 및 장비(이동 통신 중계기 또는 기타 시설)를 보호하기 위하여 낙뇌를 흡수하고 접지선(430b)을 통하여 접지 막대(430e)로 낙뢰 전류를 흘린다.
접지 막대(430e)는 대지 그라운드(450)에 접속되며, 단선 검출선(430c)은 대지 그라운드(450) 및 제1 단선 검출부(310)의 입력단(1번 핀)에 접속된다.
또한, 회로의 구성에 따라 차이가 있을 수 있으나 일반적으로 대지 그라운드(450)는 회로 그라운드(2번,4번,8번 등)와 공통 접속된다.
피뢰침 한 개마다 한 개의 단선 검출선이 사용되며, 도시하지는 않았지만 본 발명의 다른 일 실시 예로 단선 검출선이 접지봉 케이블 내부에 내장되는 것이 아니라 접지봉 케이블 외부 표면에 접착 또는 타이를 이용하여 고정될 수도 있다.
아래의 표1은 접지선 도난 경보장치(300)의 PCB 기판에 장착된 커넥터의 핀 사양도이다.
핀 번호 기 능
① LOOP A- 피뢰
② LOOP B- 접지
③ SP+
④ SP-
⑤ ALM
⑥ ALM
⑦ LOOP B- 피뢰
⑧ LOOP B- 접지
⑨ 전원경보입력_IN
⑩ 전원경보출력_OUT
도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접지선 도난 방지장치의 실제 내부 회로도로 설계 사양에 따라 소정의 회로 변경은 가능할 수 있다.
310 : 제1 단선 검출부
350 : OR 연산회로
360 : 신호 증폭부

Claims (5)

  1. 접지선 도난 방지장치에 있어서,
    외부에 위치한 접지봉의 접지선 그라운드와 전기적으로 연결되며 상기 접지선의 단선 유무를 검출하고 단선인 경우에 소정 시간 온 검출신호를 출력하는 복수 개의 단선 검출부;
    상기 복수 개의 단선 검출부로부터 감지된 출력신호에 따라서 논리합 기능을 수행하고 그 연산된 신호를 출력하는 OR 연산회로;
    상기 OR 연산회로로부터 출력된 연산신호를 증폭하여 출력하는 신호 증폭부; 및
    상기 신호 증폭부로부터 출력된 출력신호를 레벨 시프트하여 외부에 접속된 스피커에 구동전류를 공급하는 구동부를 포함하되,
    상기 OR 연산회로는 그 입력단에 분전반 내부의 조도를 센싱하여 온/오프 검출신호를 출력하는 조도 센서와 분전반 개방 스위치를 장착하여 분전반의 AC 전원을 이용하여 접지선 절단 공구의 사용을 방지하게 하고, 상기 분전반 내부에 장착된 접지선 도난 방지장치가 소정 이상의 기울어짐 또는 진동이 발생하게 되면 온 신호를 보내게 접지동판의 절취를 방지하기 위한 진동 스위치가 접속되는 것을 특징으로 하는 접지선 도난 방지장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 OR 연산회로에 공급되는 전원부에 전원공급 감시부를 더 구비하며, 상기 전원공급 감시부는 외부로부터 공급되는 직류전압에 의해서 구동되며 그에 따른 출력단자의 임피던스를 이용하여 상기 직류전압 공급유무 또는 한전 정전을 판단하도록 하는 것을 특징으로 하는 접지선 도난 방지장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 OR 연산회로는 연산된 출력신호를 외부에 설치된 기지국의 감시장치에 전송하여 정상상태, 접지 케이블 절단, 분전함 개방 또는 PCB 정상 장착 중 어느 하나 이상의 상태를 알 수 있게 출력하는 것을 특징으로 하는 접지선 도난 방지장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 증폭부는 그 출력단에 고장진단 스위치를 더 구비하여 PCB 회로 진단시 상기 고장진단 스위치를 온 하여 스피커의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 접지선 도난 방지장치.

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