KR101188779B1 - 송배전선로 감시진단장치의 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송배전선로 감시진단장치의 안테나에 관한 것이다.
본 발명에 따른 송배전선로 감시진단장치에 장착되는 안테나장치는, 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 캐리어부와; 상기 캐리어부의 외측 표면을 따라 곡면으로 형성된 안테나 방사체와; 상기 캐리어부의 내측 표면을 따라 곡면으로 형성된 접지부재와; 상기 캐리어부를 관통하여 상기 안테나 방사체와 상기 접지부재를 전기적으로 접속시키는 급전부를 포함하고; 상기 안테나장치는, 상기 송배전선로 감시진단장치가 송배전선에 설치되었을 때, 상기 송배전선 방향의 상기 송배전선로 감시진단장치의 적어도 일측에 장착되는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나가 제시된다.

Description

송배전선로 감시진단장치의 안테나 {ANTENA DEVICES FOR MONITORING AND DIAGNOSIS APPARATUS OF POWER TRANSMISSION LINE}

본 발명은 송배전선로 감시진단장치의 안테나에 관한 것이다. 더 상세하게는 송배전선로 감시진단장치에 장착되고, 곡면 형상의 절연성 유전체로 이루어진 캐리어부의 외측 표면에 곡면을 따라 안테나 방사체를 형성하고, 상기 캐리어부의 내측 표면에 곡면을 따라 접지부재를 형성하고, 상기 캐리어부를 관통하여 상기 안테나방사체와 상기 접지부재를 전기적으로 접속시키기 위한 급전부를 포함하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나에 관한 것이다.

송배전선로는 발전소에서 생산된 전력을 변전소나 수용가까지 보낼 수 있도록 연장하기 위한 송배전선과 송배전선을 지지해 줄 수 있도록 하는 구조물로서의 송전탑, 애자, 접지 장치 등을 의미한다.

이러한 송배전선로에는 송배전선로의 운전상태(예, 운전전류, 선로 온도, 고장 전류)와 주변환경상태(예, 선로 기울기, 선로 뒤틀림, 풍향/풍속, 수목 접근, 산불감시, 대기온도, 습도)를 자체 구비된 센서, 카메라 등을 통해 실시간으로 계측, 감시 및 진단을 수행하고, 유무선 통신을 통해 상위 운영시스템까지 테이터 송수신이 가능한 장치가 부착된다. 이러한 감시진단장치는 송전설비 감시 시스템, 송전선로 감시 장치, 송전선로 감시진단장치, 볼 센서(Ball Sensor), 파워도넛(Power Dount) 등으로 불리며 가공 송배전선로에 사용되고 있다.

송배전선로 감시장치는 지상 수미터에서부터 최대 100m 높이에 강한 풍압과 진동이 존재하는 가공 송배전선로에 직접 설치 장착되고, 감시진단장치간 거리가 최대 1km로 설치 환경상의 제약으로 인해 유선통신 방식을 적용하기 어려우므로, 무선통신 기술을 적용하며, 이로 인해 무선통신에 필수적인 신뢰성이 높은 안테나를 필요로 한다.

송배전선로 감시진단장치는 22kV~765kV의 고압 가공 송배전선로에 설치되므로 낙뢰, 고압으로부터 코로나 현상의 방지와 매우 강한 풍압으로부터 저항을 감소시키기 위해 외부 커버(케이스, 하우징)의 형태가 유선형으로 제작된다.

고압 송배전선로에서 절연이 파괴될 때 코로나 현상이 발생하게 되는데, 이때 코로나 현상은 물체의 모서리 부분에서 발생한다. 이러한 이유로 인해, 선로에 직접 설치되는 대부분의 감시진단장치는 원형, 타원형등의 유선형 구조로 제작 설치된다.

이러한 형태는 고압 전자계, 낙뢰, 고장 전류, 코로나 방지를 통한 내구성을 향상시킬 수 있는 효율적인 구조이지만, 고이득, 효율, 넓은 요구 주파수대역폭등 다수 설치되는 안테나 종류별로 다양한 성능을 얻기 위해서는 안테나 설계측면에서는 유선형의 곡선에다, 제한된 공간에서 넓은 대역폭과 8~9dBi의 고이득을 얻는 안테나를 설계하여 구현하는 것은 매우 어려운 문제이다. 즉, 일반적인 안테나 구조로는 감시진단장치의 타원 곡면에서 요구되는 안테나 성능을 얻는 것은 쉽지 않다.

특히, 송배전선로 감시진단장치는 열악한 환경에 설치되고 대부분 무선통신만으로 운용되므로 무선통신에 필수적인 안테나의 높은 성능과 신뢰성이 요구된다.

안테나의 성능 측면에서는, 수백미터 이상의 장거리, 광대역 통신이 가능한 높은 이득과 대역폭, 지향성이 요구된다. 안테나의 구조적인 측면에서는, 기존 선로에 영향을 최소화하고 감시진단장치의 공간사용 극대화를 위해 구조물에 일체화되어야 하고, 또한 소형화 및 경량화 되어야 한다. 안테나의 수명 측면에서는, 감시진단장치의 부품 수명보다 길어야 한다. 안테나의 전자기파 영향에 있어서는, 외부 또는 운전 중에 발생되는 EMI, EMC 및 감시진단장치 주변 부품에 영향을 주지 않아야 한다.

이외에도, 안테나에 요구되는 특성으로는, 낙뢰가 빈번한 가공 송배전선로에서 낙뢰로 인한 절연 파괴시 절연이 확보 되어야 하고, 침수로 인한 방수가 완벽하게 이루어지도록 산화, 방수성이 우수한 재료가 사용되어야 하고, 송배전선로의 고장 전류 및 전선의 온도 상승 및 결로 현상시 극한 환경에서도 구조변형이 없으며, 내구성 및 성능에 영향이 없어야하며, 또한 송배전선로에 설치 및 유지보수가 용이해야 한다.

특허권자가 현대중공업 주식회사이고, 발명의 명칭이 "송수신 안테나가 구비된 송전선로 감시장치"인 한국등록특허 10-0925046호(2009.10.28. 등록)에는 송전선에 설치되어 주변의 환경 변화를 감지하는 센서들이 설치되는 하우징과, 센서들을 제어하며 센서들에서 감지된 감지신호를 입력받아 정량화된 감지 데이터를 전송하는 제어부와, 제어부에서 전송된 감지데이터를 외부와 송수신하는 송수신인터페이스와, 인터페이스에 연결되어 외부와 송신할 수 있도록 하며 하우징의 외부표면에 접하게 설치되는 안테나를 포함하는 송전선로 감시장치가 개시되어 있다.

이 특허문헌에 따른 송전선로 감시장치에서는 상용 안테나가 손잡이의 내부에 장착되어 있어, 코로나발생, 감시진단장치내 전자파영향, 강한풍압, 충격 및 진동으로 인한 누수, 고장 요소 증가, 내구성 저하 등의 문제가 있으며, 요구되는 통신용도별 다수의 무선서비스 안테나 수용 한계, 요구되는 대역폭과 고이득(장거리 초고속용) 안테나 구현이 불가능하다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 송배전선로 감시진단장치에 포함되는 안테나로서, 곡면 형상의 절연성 유전체로 이루어진 캐리어부의 외측 곡면에 안테나 방사체를 곡면 형상으로 형성하고, 상기 캐리어부의 내측 곡면에 접지부재를 곡면 형상으로 형성함으로써, 송배전선로 감시진단장치내 구성 부품 요소간의 전자파 간섭이 없을 뿐만 아니라, 고이득, 고효율, 요구대역폭, 지향성이 보장되고 온습도, 강한 충격, 진동에도 견딜 수 있는 내구성과 안테나 장착으로 인해 추가적으로 소요되는 점유 공간이 불필요하며, 송배전선로 감시진단장치의 소형화를 가능케 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나를 제공하는 데에 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결 수단으로서, 본 발명의 제1 관점으로, 송배전선로에 설치되는 송배전선로 감시진단장치에 장착되는 안테나에 있어서, 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 캐리어부와; 상기 캐리어부의 외측 표면을 따라 곡면으로 형성된 안테나 방사체로서의 제1 금속도체와; 상기 캐리어부의 내측 표면을 따라 곡면으로 형성된 접지부재로서의 제2 금속도체와; 상기 캐리어부를 관통하여 상기 제1 금속도체와 상기 제2 금속도체를 전기적으로 접속시키는 급전부를 포함하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나가 제시된다.
또한, 본 발명의 제2 관점으로, 상기 제1 관점의 본 발명의 구성에 있어서, 상기 캐리어부에 대응하는 형상을 갖고, 상기 캐리어부와의 사이에 에어갭이 형성되도록 상기 캐리어부와 일정한 거리로 이격되어 배치되는 보호캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나가 제시된다.
또한, 본 발명의 제3 관점으로, 송배전선로에 설치되는 송배전선로 감시진단장치에 장착되는 안테나에 있어서, 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 캐리어부와; 상기 캐리어부의 상기 외측 표면과 상기 내측 표면 사이에 곡면으로 형성된 안테나 방사체로서의 제1 금속도체와; 상기 캐리어부의 내측 표면을 따라 곡면으로 형성된 접지부재로서의 제2 금속도체와; 상기 캐리어부를 관통하여 상기 제1 금속도체와 상기 제2 금속도체를 전기적으로 접속시키는 급전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나가 제시된다.

또한, 본 발명의 제4 관점으로, 송배전선로에 설치되는 송배전선로 감시진단장치에 장착되는 안테나에 있어서, 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 제1 유전체부와; 상기 캐리어부의 상기 내측 표면에 형성된 소정 폭과 길이를 갖는 삽입홈부와; 상기 삽입홈부에 대응하는 폭과 길이를 갖는 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면과 내측 표면이 곡면 형상을 갖고 상기 삽입홈부에 삽입되는 제2 유전체부와; 상기 제2 유전체부의 외측 표면을 따라 곡면으로 형성된 안테나 방사체로서의 제1 금속도체와; 상기 제2 유전체부의 상기 내측 표면을 따라 곡면으로 형성된 접지부재로서의 제2 금속도체와; 상기 제2 유전체부를 관통하여 상기 제1 금속도체와 상기 제2 금속도체를 전기적으로 접속시키는 급전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나가 제시된다.

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본 발명에 의하면, 절연성 유전체로 형성된 캐리어부를 안테나 유전체로 이용하여, 곡면 형상으로 안테나 방사체가 일체화되므로, 다른 구성 요소간의 전자파 간섭과 안테나간 영향이 없으며, 안테나 장착으로 인한 공간의 소요가 불필요하며, 고장요인의 감소, 방수, 충격진동에도 강한 구조로서 수명연장으로 인한 내구성이 향상되고, 송전선로 감시진단장치에서 요구되는 다수의 다양한 안테나 종류별로 성능구현이 가능할 뿐만 아니라, 방사체를 안테나장치에 내장시키거나, 안테나장치와 일정한 간격으로 이격되어 설치되는 보호캡에 의해 전파의 투과를 좋게 할 뿐만 아니라 강한 풍압 등의 환경으로부터 캐리어부 및 캐리어부에 일체화된 안테나 방사체를 보호하는 역할도 수행하는 효과도 제공된다.

도 1은 본 발명의 안테나를 포함하는 송배전선로 감시진단장치가 송배전선로에 설치되어 있는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나의 제1 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2의 제1 실시예의 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나의 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 송배전선로 감시진단장치의 안테나의 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나의 제2 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 송배전선로 감시진단장치의 안테나의 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나의 제3 실시예에 관한 개략적인 단면 구성도이다.
도 8은 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나의 제4 실시예에 관한 개략적인 단면 구성도이다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 안테나를 포함하는 송배전선로 감시진단장치가 송배전선로에 설치되어 있는 상태를 나타내는 설명도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 안테나(이하 “안테나장치”라 함)가 장착되는 송배전선로 감시진단장치(1)는 각각의 송전탑(2)에 설치된 애자(4)들에 의해 지지되는 송배전선로(3)에 설치된다. 이때, 송배전선로 감시진단장치(1)는 송배전선로(3)가 이의 길이방향 중심을 관통하여 배치되게 설치된다.

이를 위해, 본 발명의 하나의 예시적인 형태에 따른 송배전선로 감시진단장치(1)의 원통형 본체의 중앙과 상기 본체의 양 측면에 장착된 본 발명의 안테나장치(10)의 중앙에는 관통홀이 형성된다.

본 명세서에서는, 본 발명에 따른 안테나장치가 장착된 송배전선로 감시진단장치의 외형이 원통형 본체의 양 측면에 도넛 모양의 안테나장치가 장착되는 형태로 도시되고 설명되어 있으나, 이러한 형태는 본 발명을 설명하기 위해 사용되었을 뿐이며, 본 발명이 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 명세서를 완벽하게 숙지한 당업자라면, 구형의 안테나장치 내에 다양하게 구현되는 본체가 내장되어 있는 형태를 포함한 다양한 형태를 고려할 수 있을 것이다. 따라서, 안테나장치가 본체에 장착되는 도넛 형태뿐만 아니라 구형의 안테나장치 내에 다양하게 구현되는 본체가 내장되어 있는 형태도 본 발명의 범위에 속하며, 안테나장치의 형태가 곡면 형상으로 구현되는 이외의 다른 형태도 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.

도 1에는 도시되어 있지는 않지만, 본 발명에 따른 송배전선로 감시진단장치의 본체에는 주변의 환경 변화를 감지하기 위한 다양한 센서들과 이들 센서들로부터 감지된 신호를 입력 받아 외부와 송수신하기 위한 송수신 모뎀이 설치된다. 이외에도, 본 발명에 따른 송배전선로 감시진단장치의 본체에는 상기한 센서들을 제어하며 상기한 센서들에서 감지된 감지신호를 입력받아 정량화된 감지 데이터를 전송하는 제어부도 포함될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 송배전선로 감시진단장치의 본체에는 다양한 송수신 인터페이스들이 포함될 수도 있다. 송배전선로 감시진단장치의 본체에 구비되는 다양한 형태의 부품 또는 구성요소들은 당해 기술분야에 널리 공지되어 있으며, 본 명세서를 읽을 때에는 현재까지 공지되어 있는 상기한 바와 같은 다양한 형태의 부품 또는 구성요소들이 개별적으로 또는 조합적으로 포함될 수 있다고 인지하여야 할 것이다.

이하에서는, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 실시예들의 구성을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 제1 실시예에 관한 개략적인 구성도이다. 또한, 도 3은 도 2의 제1 실시예의 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 평면 구성도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 단면 구성도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 송재전선로 감시진단장치의 안테나장치에 관한 실시예를 설명하기로 한다
도 2에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치와 상기 안테나장치의 개선된 안테나 방사체 패턴이 분해 사시도로 예시적으로 도시되어 있고, 도 3에는 도 2에 도시된 안테나장치의 조립된 상태에서의 평면 구성으로서, 상기 안테나 방사체의 한 패턴이 안테나장치의 외측 곡면에 형성되어 있는 모습이 예시적으로 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치와 상기 안테나장치에 결합되어 있는 각 부품들의 위치 관계가 예시적으로 도시되어 있다. 특히, 도 4의 (a)는 동축 커넥터가 안테나장치의 외측 표면에 형성되어 있는 안테나 방사체와 전기적으로 연결되어 있는 구조를 나타내고, 도 4의 (b)는 안테나장치의 외측 표면에 형성되어 있는 방사체의 일부가 안테나장치의 내측으로 연장되어 동축 케이블 중심도체와 연결되고 접시는 동축케이블의 외부도체(Shild)와 전기적으로 연결되어 있는 구조를 나타낸다.

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도 1과 함께 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 송배전선로 감시진단장치는 상기한 바와 같이 주변의 환경 변화를 감지하기 위한 센서들(도시되어 있지 않음), 이들 센서를 제어하는 제어부, 이들에 전원을 공급하기 위한 자율 전원공급수단 또는 솔라셀, 배터리 등과 같이 자체적으로 전원을 공급할 수 있는 전원공급수단, 이들 센서들로부터 감지된 신호를 입력받아 외부와 송수신하기 위한 송수신 모뎀(도시되어 있지 않음), 등이 포함되어 있는 본체와 상기 본체에 장착되는 본 발명의 안테나장치(10)를 포함한다. 주변의 환경 변화를 감지하기 위한 센서들의 예로는 풍향/풍속/기울기를 감지하는 풍향/풍속/기울기센서, 송전선(3)의 전류를 감지하는 전류센서, 온도 및 습도를 감지하는 온도센서 및 습도센서가 언급될 수 있다. 본체의 구성과 본체를 이루는 부품들에 대해서는 상술되었기에 생략하기로 한다.

본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치(10)는 일정 두께의 외측 표면과 내측 표면이 곡면 형상으로, 예를 들어 도시된 바와 같이 한쪽이 평면적으로 절개된 도넛 형상으로 형상화되며, 송배전선로(3)에 설치될 수 있게 제1 안테나장치(10a)와 제2 안테나장치(10b)로 분리된다. 안테나장치(10)의 이러한 곡면 형상으로 인해 코로나 현상이 방지된다. 또한 인테나장치(10)는 -70~ 200도 이상의 온도 환경을 충족하고, 내구성이 높은 소재로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 안테나장치(10a)와 제2 안테나장치(10b)가 접속되는 부위에는 각각 결합홈(16a, 16b)이 형성되어 있다. 상기 제1 안테나장치(10a)와 제2 안테나장치(10b)의 접속 부위에 형성된 결합홈(16a, 16b)는 함께 홈을 형성하며, 이들에 의해 만들어진 결합홈(16a, 16b)은 이들 도면에는 도시되어 있지 않지만 본체에 대한 안테나장치(10)의 위치를 고정시켜 본체에 대하여 안테나장치(10)가 흔들림 없이 고정되게 하는 고정 지지부에 결합된다. 상기 고정 지지부는 본체에 마련되며, 알루미늄과 같은 금속 재질로 이루어진다.

또한, 다른 구성요소들과의 혼돈을 피하기 위하여 도시하지는 않았지만, 상기 제1 안테나장치(10a)와 제2 안테나장치(10b)가 접속된 상태의 온전한 안테나장치(10)의 테두리 부분에는 본체와의 결합을 돕는 결합홈이 형성되고, 이 결합홈의 도움으로 안테나장치(10)가 본체에 핀, 나사 또는 볼트에 의해 견고하게 강제 결합된다.

상기 제1 안테나장치(10a)와 제2 안테나장치(10b)가 결합된 안테나장치(10)의 중앙에 형성된 관통홀에는 송배전선(3)이 안착된다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 안테나장치(10)의 중앙에 형성된 관통홀에는 송배전선(3)의 고정력을 증대시키면서 빗물과 같은 액체가 내부로 유입되지 못하게 절연 특성을 갖는 연질의 홀더가 추가적으로 보강될 수 있다.

또한, 상기 안테나장치(10)는 고온, 고내구성 플라스틱 절연성 유전체(유전율 2 내지 8)로 이루어져 있으며, 절연성 유전체로 이루어진 곡면 형상의 외측 표면에는 본체의 송수신 모뎀과 연결되는 금속도체로 구성된 안테나 방사체(30)가 곡면 형상으로 형성된다. 즉, 절연성 유전체로 이루어진 부분은 캐리어(carrier)(이하 "캐리어부"라 함)로서 사용되고, 절연성 유전체로 이루어진 캐리어부의 곡면 형상의 외측 표면에에 형성된 방사체(30)는 안테나의 방사체로서 역할을 하는 것이다. 본 실시예의 경우, 안테나장칭의 곡면 전체가 캐리어로서 사용되므로 고이득과 고지향성 모두가 가능한 구조인 것이다. 도 3에는 본 발명의 범위에 속하는 안테나 방사체(30)의 다양한 패턴(pattern)이 예시되어 있다. 도 3에는 곡면 형상의 판 형태 뿐만 아니라 원 형태의 안테나(40)와 폴 형태의 안테나(48), 엘(L) 형태의 안테나 방사체(50)도 포함되어 있다.

이때, 안테나장치의 전체 곡면에서 지향성, 이득을 고려하여 무선통신서비스에 적합하도록 안테나 방사체를 캐리어부의 좌, 우, 상, 하로 배치할 수 있으며, 소요되는 통신 대역폭을 얻기 위해 방사체를 배열로 구성하는 어레이(Array) 안테나로 구성할 수 있다. 따라서, 이와 같이 안테나 방사체를 캐리어부의 곡면 형상의 외측 표면에 넓게 배치할 수 있으므로, 안테나장치의 방사 면적에 비례하는 고이득, 넓은 주파수대역폭, 지향성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나장치(10)에는 도 1에 도면부호 14로 도시된 바와 같이 카메라의 렌즈 구멍이 형성된다. 이와 같은 구조에서는 카메라는 안테나 방사체(30)의 후방에 놓이게 되어 카메라로 인한 전파간섭의 문제가 회피된다. 카메라 외에도, 전파 간섭을 유발시킬 수 있는 카메라 거치대, 상기한 구성들과 각종의 전선들이 안테나 방사체(30)의 후방에 배치되는 구조를 가지므로 이들에 의한 전파 간섭의 문제 또한 해소된다. 또한, 본 실시예에 의한 안테나 구조는 송배전선로 감시진단장치의 본체로부터의 반사파 간섭의 영향을 받지 않게 된다.

뿐만 아니라, 안테나 방사체(30)가 캐리어부와 일체화되므로 안테나 설치로 인한 점유 공간의 증가가 없어 송배전선로 감시진단장치의 소형화를 가능케 하며, 공간 활용을 통한 성능 향상을 도모할 수도 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 단면 구성도이다.

도 4의 (a)를 참조하면, 상기 캐리어부의 내측 표면에는 곡면을 따라 형성된 금속도체로 이루어진 접지부재(70)가 형성되어 있다. 또한, 상기 안테나 방사체(30)와 상기 접지부재(70)를 전기적으로 접속시키기 위한 급전점 또는 급전부(90)가 상기 캐리어부를 관통하여 설치되어 있다.

또한, 안테나 방사체(30)는 그 후방으로 급전부(90)와 연결되어 있는 동축 커넥터(92)와 상기 동축 커넥터(94)와 결속되어 있는 동축 케이블(94)을 경유하여 송수신 모뎀(도시되어 있지 않음)으로 연결된다. 본 발명에서는, 동축 커넥터(94)를 안테나장치(10)의 제조시에 장착할 수 있어 이로 인한 고장 요인이 감소된다.

또한, 본 발명에서는, 일반적으로 송배전선로 감시진단장치의 무선통신용도는 감시진단장치간 통신, 감시진단장치와 이동통신기지국간동신, 위성항법통신으로 사용되므로, 무선통신 서비스는 wifi, 블루투스, Zigbee, CDMA(WCDMA), GSM, GPS(GLONASS)이 사용되며, 주파수대역은 1.5~5.8Ghz가 사용된다. 또한, 일반적으로 감시진단장치간, 감시진단장치와 지상의 이동통신기지국간 거리는 최대 1km, 데이터속도는 최대 50Mbps로 구성된다.

도 4의 (b)에는 도 4의 (a)에 도시된 제 1 실시예의 변형된 형태의 안테나장치 구조가 도시되어 있다.

도 4의 (b)에 도시된 제 1 실시예의 변형된 형태에서는, 안테나장치(10)의 외측 표면에 형성되어 있는 안테나 방사체(30)의 일부가 캐리어부의 내측으로 연장되고, 캐리어부의 내측으로 연장된 안테나 방사체(30)의 연장 부위에 중심도체와 접속되고, 동축 커넥터(92) 외부도체는 접지선과 전기적으로 연결된다.

이를 위해, 안테나 방사체(30)가 상기 캐리어부의 내측으로 연장되는 부분에는 구멍(홀)이 형성되고, 안테나 방사체(30)의 연장 부위는 동축 커넥터(92)와 연결된다.

상기 캐리어부의 내측으로 연장된 안테나 방사체(30)의 연장 부위와 도체 그리고 동축 커넥터(92)와 접지부재는 접속에 의해 견고하게 고정된다.

이의 변형으로서, 캐리어부의 내측으로 연장된 안테나 방사체(30)의 연장 부위를 도체에 의해 동축 케이블(94)과 직접 전기적으로 연결되게 구성할 수도 있다.

이와 같은 도 4의 (b)에 도시된 제 1 실시예의 변형된 형태에 의해서는, 안테나 방사체(30)와 동축 커넥터(92)의 연결이 용이할 뿐만 아니라 방사체의 소손이 방지되고, 견고성이 향상되며, 양산(생산) 또한 용이해지게 된다.

즉, 캐리어부가 절연 플라스틱 종류이기 때문에 캐리어부에의 고정이 어려울 수 있는 문제가 해소되는 것이다. 또한, 접지부재(70)와 안테나 방사체(30)를 정합하여 연결하지 않으면 임피던스 부정합으로 인한 신호의 반사 및 손실이 발생할 수 있는 문제도 해소될 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 제2 실시예에 관한 개략적인 구성도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 단면 구성도이다.
본 발명의 제2 실시예는, 상기 제1 실시예에서, 상기 캐리어부의 외측 표면에 상기 캐리어부의 외측 표면과 일정한 거리로 이격되어 설치되는 보호캡(20)을 더 포함하는 구성이다.

상기 캐리어부와 상기 보호캡(20) 간의 이격을 위해, 상기 캐리어부의 외측 표면에 단차가 형성된 결합돌기(12)가 형성되고, 상기 결합돌기(12)에 대응되는 보호캡(20) 부분에는 상기 결합돌기(12)와 결합될 수 있는 단차진 결합홈(22)이 형성된다.

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상기 보호캡(20)은 상기 캐리어부에 일체화된 안테나 방사체(30)의 전파를 효율적으로 방사시킬 뿐만 아니라 상기 캐리어부 및 상기 캐리어부의 외측 표면에 형성된 안테나 방사체(30)를 강한 풍압과 같은 극한 조건으로부터 보호하는 역할을 수행하게 된다. 보호캡(20)은 전파의 투과를 좋게 하기 위해 전기 절연체로 설계하는 것이 좋다.

또한, 이러한 보호캡(20)의 재질은 상기한 바와 같이 강한 풍압에 견딜 수 있는 강도, 두께 및 중량의 경감이나 설치 장소의 제한적이 조건을 고려하여 선택될 수 있다. 안테나장치(10)와 보호캡(20)의 사이에 만들어진 공간을 에어갭(air gap)이라고 한다.
도 6의 (b)에는 도 6의 (a)에 도시된 본 발명의 제 2 실시예의 변형된 형태의 안테나장치 구조가 도시되어 있다. 상술한 도 4의 (b)의 설명과 중복 설명이므로 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 제3 실시예에 관한 개략적인 단면 구성도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 제3 실시예는, 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 캐리어부와; 상기 캐리어부의 상기 외측 표면과 상기 내측 표면 사이에 곡면으로 형성되고 금속도체로 구성된 안테나 방사체(30)와; 상기 캐리어부의 내측 표면을 따라 곡면으로 형성되고 금속도체로 구성된 접지부재(70)와; 상기 캐리어부를 관통하여 상기 안테나 방사체(30)와 상기 접지부재(70)를 전기적으로 접속시키는 급전부(90)를 포함하는 구성이다.
도 7의 (b)에는 도 7의 (a)에 도시된 본 발명의 제 3 실시예의 변형된 형태의 안테나장치 구조가 도시되어 있다. 상술한 도 4의 (b)의 설명과 중복 설명이므로 생략하기로 한다.

도 8은 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 제4 실시예에 관한 개략적인 단면 구성도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 송배전선로 감시진단장치의 안테나장치의 제4 실시예는, 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 제1 유전체부(10c)와; 상기 제1 유전체부(10c)의 상기 내측 표면에 형성된 소정 폭과 길이를 갖는 삽입홈부와; 상기 삽입홈부에 대응하는 폭과 길이를 갖는 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면과 내측 표면이 곡면 형상을 갖고 상기 삽입홈부에 삽입되는 제2 유전체부(10d)와; 상기 제2 유전체부(10d)의 외측 표면을 따라 곡면으로 형성되고 금속도체로 구성된 안테나 방사체(30)와; 상기 제2 유전체부(10d)의 상기 내측 표면을 따라 곡면으로 형성되고 금속도체로 구성된 접지부재(70)와; 상기 제2 유전체부(10d)를 관통하여 상기 안테나 방사체(30)와 상기 접지부재(70)를 전기적으로 접속시키는 급전부(90)를 포함하는 구성이다.

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이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 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.

1 : 송배전선로 감시진단장치 2 : 송전탑
3 : 송배전선 4 : 애자
10 : 안테나장치 10a : 제1 안테나장치
10b : 제2 안테나장치 10c : 제1 유전체부
10d : 제2 유전체부 12 : 결합돌기
16a : 결합홈 16b : 결합돌기
20a, 20b, 20 : 보호캡 22 : 결합홈
30, 40 : 안테나 방사체 48 : 폴 형태의 안테나 방사체
50 : L 형태의 안테나 방사체 70 : 접지부
90 : 급전점 또는 급전부 92 : 동축 커넥터
94 : 동축 케이블

Claims (12)

1. 송배전선에 설치되는 송배전선로 감시진단장치에 장착되는 안테나에 있어서,
   일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 캐리어부와;
   상기 캐리어부의 외측 표면을 따라 곡면으로 형성된 안테나 방사체와;
   상기 캐리어부의 내측 표면을 따라 곡면으로 형성된 접지부재와;
   상기 캐리어부를 관통하여 상기 안테나 방사체와 상기 접지부재를 전기적으로 접속시키는 급전부를 포함하고;
   상기 안테나는, 상기 송배전선로 감시진단장치가 송배전선에 설치되었을 때, 상기 송배전선 방향의 상기 송배전선로 감시진단장치의 적어도 일측에 장착되는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 캐리어부에 대응하는 형상을 갖고, 상기 캐리어부의 외측 표면과의 사이에 에어갭이 형성되도록 상기 캐리어부와 일정한 거리로 이격되어 배치되는 보호캡이 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나.
4. 송배전선에 설치되는 송배전선로 감시진단장치에 장착되는 안테나에 있어서,
   일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 캐리어부와;
   상기 캐리어부의 상기 외측 표면과 상기 내측 표면 사이에 내장되어 곡면으로 형성된 안테나 방사체와;
   상기 캐리어부의 내측 표면을 따라 곡면으로 형성된 접지부재와;
   상기 캐리어부를 관통하여 상기 안테나 방사체와 상기 접지부재를 전기적으로 접속시키는 급전부를 포함하고;
   상기 안테나는, 상기 송배전선로 감시진단장치가 송배전선에 설치되었을 때, 상기 송배전선 방향의 상기 송배전선로 감시진단장치의 적어도 일측에 장착되는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나.
5. 송배전선에 설치되는 송배전선로 감시진단장치에 장착되는 안테나에 있어서,
   일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면 및 내측 표면이 곡면 형상을 갖는 제1 유전체부와;
   상기 제1 유전체부의 상기 내측 표면에 형성된 소정 폭과 길이를 갖는 삽입홈부와;
   상기 삽입홈부에 대응하는 폭과 길이를 갖는 일정 두께의 절연성 유전체로 이루어지고 외측 표면과 내측 표면이 곡면 형상을 갖고 상기 삽입홈부에 삽입되는 제2 유전체부와;
   상기 제2 유전체부의 외측 표면을 따라 곡면으로 형성된 안테나 방사체와;
   상기 제2 유전체부의 상기 내측 표면을 따라 곡면으로 형성된 접지부재와;
   상기 제2 유전체부를 관통하여 상기 안테나 방사체와 상기 접지부재를 전기적으로 접속시키는 급전부를 포함하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나.
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 안테나 방사체는, 전기적으로 연결되어 있는 급전부와, 상기 급전부와 연결되어 있는 동축 커넥터와, 상기 동축 커넥터와 결속되어 있는 동축 케이블을 경유하여 상기 송배전선로 감시진단장치에 설치된 송수신 모뎀과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나.
9. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 안테나 방사체의 일부와 상기 송배전선로 감시진단장치로 이어지는 동축 케이블과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나.
10. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 캐리어부의 외측 표면을 따라 상기 안테나 방사체와 겹치지 않게 형성된 적어도 하나의 폴 형태, L 형태 또는 배열(어레이) 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나.
11. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나는 중심부에 송배전선이 통과하는 관통공을 갖는 도넛 형상인 것을 특징으로 하는 송배전선로 감시진단장치의 안테나.
    
12. 삭제

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