KR101192015B1 - 저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치 - Google Patents

저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101192015B1
KR101192015B1 KR1020120009346A KR20120009346A KR101192015B1 KR 101192015 B1 KR101192015 B1 KR 101192015B1 KR 1020120009346 A KR1020120009346 A KR 1020120009346A KR 20120009346 A KR20120009346 A KR 20120009346A KR 101192015 B1 KR101192015 B1 KR 101192015B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module
transmission line
overhead transmission
information
wireless module
Prior art date
Application number
KR1020120009346A
Other languages
English (en)
Inventor
남광희
배을록
Original Assignee
주식회사 케이에이치바텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이에이치바텍 filed Critical 주식회사 케이에이치바텍
Priority to KR1020120009346A priority Critical patent/KR101192015B1/ko
Priority to PCT/KR2012/007282 priority patent/WO2013115449A1/ko
Priority to RU2013127654/28A priority patent/RU2545343C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of KR101192015B1 publication Critical patent/KR101192015B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • H02J13/00024—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission by means of mobile telephony
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • H02J13/00026—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission involving a local wireless network, e.g. Wi-Fi, ZigBee or Bluetooth
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00028—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment involving the use of Internet protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/126—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission

Abstract

본 발명은 가공 송배전 선로에 설치되는 감시 장치에 GPS(Global Positioning System) 통신과 이동통신용 이외에 노드 사이의 통신을 위한 무선랜, 지그비 등의 무선 통신용 지향성 안테나를 2 방향 이상으로 설치하되 스플리터(분배기) 사용을 지양하여 장거리 통신이 가능하도록 하며, 채널 특성이나 선로의 장애 등에 대처하여 통신 방식이 절체될 수 있도록 스위칭하여 사용될 수 있도록 함으로써, 열악한 환경에서도 높은 신뢰성으로 감시 정보를 송수신할 수 있는 가공 송배전 선로 감시장치에 관한 것이다.

Description

저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치{Overhead Power Transmission and Distribution Line Monitoring Apparatus for Selectively Switching Communication Scheme of Low Loss Directional Antennas}
본 발명은 가공 송배전 선로 감시장치에 관한 것으로서, 가공 송배전 선로에 설치되는 감시 장치에 GPS(Global Positioning System) 통신과 이동통신용 이외에 노드 사이의 통신을 위한 무선랜, 지그비 등의 무선 통신용 지향성 안테나를 2 방향 이상으로 설치하되 스플리터(분배기) 사용을 지양하여 장거리 통신이 가능하도록 하며, 채널 특성이나 선로의 장애 등에 대처하여 통신 방식이 절체될 수 있도록 스위칭하여 사용될 수 있도록 함으로써, 열악한 환경에서도 높은 신뢰성으로 감시 정보를 송수신할 수 있는 가공 송배전 선로 감시장치에 관한 것이다.
송배전선로에는 발전소에서 생산된 전력을 변전소나 수용가까지 보낼 수 있도록 연장하기 위한 송배전선, 송배전선을 지지해 줄 수 있도록 하는 구조물로서의 송전탑, 애자, 접지 장치 등이 사용된다. 이러한 송배전선로에는 송배전선로의 운전상태나 주변환경상태 등을 자체 구비된 센서 등을 통해 실시간으로 계측, 감시 및 진단을 수행하고, 유무선 통신을 통해 상위 운영시스템까지 테이터 송수신이 가능한 감시진단장치가 부착된다. 이러한 가공 송배전선로에 사용되는 감시진단장치는 송전설비 감시시스템, 송전선로 감시장치, 송전선로 감시진단장치, 송전 스마트센서, 전력용센서, 볼 센서(Ball Sensor), 파워도넛(Power Dount) 등으로 불린다.
이러한 감시진단장치는 지상 수미터에서부터 최대 100m 이상의 높이에 낙뢰와 강한 풍압, 진동이 존재하고, 전송부하에 따라 송전선로의 온도가 최대 +260도까지 상승하는 22kV~765kV의 초고압의 가공 송배전선로에 직접 설치 장착되고, 감시진단장치간 거리가 최대 1km로 설치 환경상의 제약으로 인해 유선통신 방식을 적용하기 어려우므로, 다양한 무선통신 기술을 적용하는 추세이다.
예를 들어, 종래의 가공 송배전 선로 감시장치에서는, 무선랜과 같은 2.4Ghz ISM(Industrial Scientific Medical Band) 대역 서비스용 지향성 안테나를 양측면에 서로 다른방향을 지향하도록 설치하고 전력분배기(스플리터)를 이용하여 다른 장치로 정보를 송신하거나 수신하는 방식을 사용하는 경우가 있었다. 그러나 이와 같은 종래 방식의 경우에, 안테나로부터 수신되는 신호의 세기가 전력분배기(스플리터)를 통과시 전력이 -3dB 감쇄되어 수신되고, 무선통신 송신모듈로부터 출력되는 신호전력이 전력분배기를 통과하여 안테나 급전부로 전송시 송신전력의 -3dB가 감쇄되므로, 통신 거리가 절반으로 줄어드는 문제점이 있다. 또한, 무선랜 채널의 특성 상 트래픽이 증가하거나 채널 확보가 불가능한 경우 등 동작 상의 문제나 정전 또는 고장 발생 시에 대체 통신 수단이 불비하여 통신이 중단되므로 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 노드 사이의 통신을 위한 무선랜, 지그비 등의 무선 통신용 지향성 안테나를 2 방향 이상으로 설치하되 스플리터(분배기) 사용을 지양하여 장거리 통신이 가능하도록 하며, 채널 특성(트래픽 증가에 의한 채널 확보 불가, 수신 신호의 세기, 비트 에러 등)이나 선로의 장애(정전이나 선로 고장 등) 등에 대처하여 통신 방식이 절체될 수 있도록 스위칭하여 사용될 수 있도록 함으로써, 열악한 환경에서도 높은 신뢰성으로 감시 정보를 송수신할 수 있는 가공 송배전 선로 감시장치를 제공하는 데 있다.
또한, 특히 정전 시에는 송배전 선로를 통해 미리 저장한 전력저장장치의 전력을 이용해 WiFi와 같은 무선랜 방식에서 지그비와 같은 근거리 통신 방식으로 노드간 통신 방식을 변경하고 최저전력사용 알고리즘에 따라 동작함으로써 더욱 높은 신뢰성을 유지할 수 있는 가공 송배전 선로 감시장치를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른, 가공 송배전 선로 감시장치는, 가공 송배전 선로에 설치되는 가공 송배전 선로 감시장치로서, 가공 송배전 선로가 관통하는 본체와 상기 선로가 통과하는 상기 본체의 양끝을 커버하는 측면부를 포함하고, 상기 본체 내부에는, 상기 측면부에 형성된 복수의 다이버시티 안테나를 이용해 GPS 위성과 통신하여 GPS 정보를 생성하는 다이버시티 방식의 GPS 모듈; 가공 송배전 선로의 운전상태 또는 주변환경상태에 대한 상태 정보를 수집하는 센서 모듈; 상기 측면부에 형성된 복수의 지향성 안테나를 이용해 가공 송배전 선로에 설치되는 다른 가공 송배전 선로 감시장치와 통신하기 위한 제1무선모듈, 제2무선모듈, 및 안테나 스위치; 및 상기 안테나 스위치의 절체를 제어해, 상기 제1무선모듈의 동작 시 상기 복수의 지향성 안테나를 상기 제1무선모듈과 연결시키며, 상기 제2무선모듈의 동작 시 상기 복수의 지향성 안테나를 상기 제2무선모듈과 연결시키는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1무선모듈 또는 상기 제2무선모듈과 연결된 상기 복수의 지향성 안테나를 통해 상기 상태 정보와 상기 GPS 정보를 포함한 감시 정보를 전송한다.
상기 센서 모듈은 송배전 선로나 선로에 설치된 애자의 열화상태에 대한 영상을 획득하기 위한 적외선 카메라, 또는 송배전 선로의 상태나 주변의 현장에 대한 영상을 획득하기 위한 디지털 카메라를 포함하고, 상기 카메라가 촬영한 영상에 대한 정보가 상기 감시 정보에 포함될 수 있다.
상기 제1무선모듈은 WiFi 통신 방식의 RF 신호와 데이터를 처리하기 위한 모듈이며, 상기 제2무선모듈은 지그비, 블루투스, 또는 NFC 통신 방식의 RF 신호와 데이터를 처리하기 위한 모듈이다.
상기 측면부에 형성된 제2 복수의 다이버시티 안테나를 이용해 이동통신 기지국과 통신하여 인터넷 상의 시스템으로 상기 감시 정보를 전송하기 위한 다이버시티 방식의 이동통신모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 가공 송배전 선로 감시장치가 설치되는 환경에 따라 상기 이동통신모듈을 선택하여 동작시키거나, 상기 안테나 스위치 절체를 제어하고 상기 제1무선모듈 또는 상기 제2무선모듈 중 어느 하나를 선택하여 동작시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수의 지향성 안테나를 통해 수신되는 RF 신호의 세기, 트래픽량, 또는 비트에러를 분석하여 설정된 기준값 이하이면 상기 제1무선모듈 또는 상기 제2무선모듈 중 동작 중인 무선모듈의 동작을 중지시키고 다른 무선모듈을 동작시킬 수 있다.
가공 송배전 선로와 비접촉식으로 설치된 자기코어를 이용해 자기유도 변류기(Current Transformer)형으로 자가발전하여 상기 감시장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 더 포함할 수 있다.
가공 송배전 선로에 공급되고 있는 전력을 이용해 미리 일정 전력량을 저장하기 위한 배터리 또는 슈퍼커패시터를 더 포함하고, 선로 장애 발생 시에, 상기 배터리 또는 슈퍼커패시터의 전력을 이용해 상기 가공 송배전 선로 감시장치가 동작하며, 상기 제어부는 상기 제1무선모듈 보다 적은 전력으로 동작하는 상기 제2무선모듈을 동작시킬 수 있다.
선로 장애 발생 시에, 상기 제어부는 상기 가공 송배전 선로의 운전상태에 대한 정보, 상기 주변환경상태에 대한 정보, 및 상기 카메라가 촬영한 영상에 대한 정보 중 미리 선택이 설정되어 있는 일부 정보만을 상기 감시 정보에 포함시켜 상기 제1무선모듈 보다 적은 전력으로 동작하는 상기 제2무선모듈을 통해 해당 감시 정보를 전송할 수 있다.
상기 가공 송배전 선로의 운전상태에 대한 정보는, 가공 송배전 선로의 운전전류, 선로 온도, 또는 고장 전류에 대한 정보를 포함하며, 상기 주변환경상태에 대한 정보는, 가공 송배전 선로의 선로 기울기, 선로 뒤틀림, 풍향, 풍속, 수목 접근, 산불 화재, 대기온도, 또는 습도에 대한 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른, 가공 송배전 선로 감시방법은, 가공 송배전 선로에 설치되는 가공 송배전 선로 감시장치를 이용한 가공 송배전 선로 감시방법에 있어서, 상기 가공 송배전 선로 감시장치는, 가공 송배전 선로가 관통하는 본체와 상기 선로가 통과하는 상기 본체의 양끝을 커버하는 측면부를 포함하고, 상기 본체 내부에서, GPS 모듈을 이용하여 상기 측면부에 형성된 복수의 다이버시티 안테나를 이용해 GPS 위성과 통신하여 GPS 정보를 생성하는 단계; 센서를 이용하여 가공 송배전 선로의 운전상태 또는 주변환경상태에 대한 상태 정보를 수집하는 단계; 및 상기 측면부에 형성된 복수의 지향성 안테나를 이용해 가공 송배전 선로에 설치되는 다른 가공 송배전 선로 감시장치와 통신하기 위해, 안테나 스위치의 절체를 제어해, 제1무선모듈의 동작 시 상기 복수의 지향성 안테나를 상기 제1무선모듈과 연결시키며, 제2무선모듈의 동작 시 상기 복수의 지향성 안테나를 상기 제2무선모듈과 연결시키는 단계를 포함하고, 상기 제1무선모듈 또는 상기 제2무선모듈과 연결된 상기 복수의 지향성 안테나를 통해 상기 상태 정보와 상기 GPS 정보를 포함한 감시 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가공 송배전 선로 감시장치에 따르면, 채널 특성(트래픽 증가에 의한 채널 확보 불가, 수신 신호의 세기, 비트 에러 등)이나 선로의 장애(정전이나 선로 고장 등) 등에 대처하여 통신 방식이 절체될 수 있도록 스위칭하여 감시 정보 전송에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 스플리터(분배기) 사용 없이 스위치와 무선통신모듈을 적절하게 구성하여 최소한 두 안테나로의 전력 배분에 대한 손실을 0.5dB 이하로 낮추어 통신 거리를 기존에 비교하여 2배 이상 높여 커버리지 용량 증대를 꾀할 수 있다.
또한, 정전이나 선로 장애 시에도 송배전 선로를 통해 미리 저장한 전력저장장치의 전력을 이용해 WiFi와 같은 무선랜 방식에서 지그비와 같은 근거리 통신 방식으로 노드간 통신 방식을 변경하고 최저전력사용 알고리즘에 따라 동작함으로써 선로나 장치의 일시적/영구적 장애에 대하여도 높은 신뢰성을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치의 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치의 전력 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치가 송전탑 사이의 송전선로에 설치되는 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치에서 안테나 스위치와 무선랜 모듈/지그비 모듈의 동작 관계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치(100)를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치(100)는, 도 2a와 같이 송배전선로가 관통하도록 제작된 소정 재질(예, 몸체쪽은 알루미늄, 양측면 커버는 플라스틱 등)의 하우징 내에 구비되는, 제어부(110), 메모리(111), 전력장치(112), 센서모듈(113), GPS 모듈(120), GPS용 안테나들(121, 122), 이동통신모듈(130), 이동통신용 안테나들(131, 132), 안테나 스위치(140), 근거리 통신용 안테나(141, 142), 무선랜 모듈(150), 지그비 모듈(160)을 포함한다. 제어부(110), 메모리(111), 전력장치(112), 센서모듈(113), GPS 모듈(120), 이동통신모듈(130), 안테나 스위치(140), 무선랜 모듈(150), 지그비 모듈(160) 등 회로 구성은 송배전선로가 관통하는 금속(예, 알루미늄) 본체(또는 몸체) 내부에 적절히 배치될 수 있으며, GPS용 안테나들(121, 122), 이동통신용 안테나들(131, 132), 근거리 통신용 안테나(141, 142) 등과 같은 안테나들은 선로가 통과하는 본체의 양끝을 커버하는 플라스틱류의 재질로된 측면부 내부에 인몰드나 증착 방식, 또는 사출 성형하여 삽입하는 형태(예, 커버와 안테나의 2중 사출) 등으로 형성되어 설치될 수 있다. GPS용 안테나들(121, 122), 이동통신용 안테나들(131, 132), 근거리 통신용 안테나들(141, 142)은 각각 2개로 이루어지는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 3개 이상의 복수개로 설치될 수도 있다. 도 3과 같이, 가공 송배전 선로 감시장치(100)는 발전소에서 생산된 전력을 변전소나 수용가까지 보낼 수 있도록 연장하기 위해 송전탑에 의해 지지되는 송배전선 선로가 관통하도록 설치되며, 다른 노드(가공 송배전 선로 감시장치)와 무선랜(예, WiFi), 지그비, 블루투스 등 근거리 무선 통신이 가능하도록 적절한 거리마다 설치된다.
전력장치(112)는 송배전 감시장치(100) 안쪽에 송배전 선로와 비접촉식으로 장착된 자기코어(코일)의 전자기 유도작용 원리를 이용하여 자가발전으로 생성한 유도 기전력에 따라 가공 송배전 선로 감시장치(100)의 동작을 위한 전원을 생성하여 제공하기 위한 자기유도 변류기(Current Transformer)형 자가발전 전원공급장치를 포함한다. 도 2b와 같이 자기유도 변류기(Current Transformer)형 자가발전 전원공급장치에서는, 전력이 공급되는 송배전 선로의 전류에 따라 전력방향의 직각방향으로 유도자기장이 발생하고 유도 자기장에 의해 다시 직각방향으로 자기코어를 통해 유도 기전력이 발생한다. 송전선로가 1차코일로 작용하고 감시장치(100) 내부에 송배전 선로를 비접촉식으로 감싸고있는 코일형 자기코어는 2차코일로 작용하며, 이때 전자기 유도작용에 의해서 2차코일에서 발생하는 유도 기전력의 크기와 방향은 페러데이 법칙과 렌츠의 법칙에 이해서 정의된다. 유도 기전력 발생의 효율을 높이기 위하여 도 2b와 같이 선로를 비접촉식으로 감싸고있는 2개 이상의 자기코어를 각각 반원형으로 분리하고 일정 간격의 에어갭을 사이에 두고 결합시켜 사용할 수 있다. 전력장치(112)는 송배전 선로에 공급되고 있는 전력이 차단된 경우에도 가공 송배전 선로 감시장치(100)의 동작을 위한 전원을 제공하기 위하여 송배전 선로의 전력을 이용해 미리 일정 전력량을 저장하기 위한 배터리 또는 슈퍼커패시터 등을 포함할 수 있다. 송배전 선로에 전력이 공급되고 있을 때 위와 같은 반영구적인 자기유도 변류기(Current Transformer)형 자가발전 전원공급장치에 의해 발생되는 전력의 일부를 배터리 또는 슈퍼커패시터 등에 일정 전력량을 미리 저장해 둠으로써, 선로 장애 등의 발생시에 일정 시간 동안 배터리 또는 슈퍼커패시터를 이용해 가공 송배전 선로 감시장치(100)에 전원을 공급할 수 있다.
제어부(110)는 가공 송배전 선로 감시장치(100)의 전반적인 동작을 제어하며, 센서모듈(113)에서 감지하여 수집하는 송배전선로의 운전상태(예, 운전전류, 선로 온도, 고장 전류 등)와 주변환경상태(예, 선로 기울기, 선로 뒤틀림, 풍향/풍속, 수목 접근, 산불 등의 화재, 대기온도, 습도 등) 등의 상태 정보, 카메라(디지털카메라, 적외선 카메라 등)에 의해 촬영된 영상에 대한 정보와 GPS 모듈(120)을 통해 생성한 GPS 정보를 수집한 감시 정보(또는, 다른 노드로부터 수신한 감시 정보 포함)를 실시간으로(예, 감시 정보가 설정값 등 설정 조건을 만족하는 이벤트 발생시) 또는 메모리(111)에 일시 저장하였다가 일정 주기로, 수동으로(예, 인터넷 상의 운영시스템을 통해 원격제어가능) 미리 설정된 통신 방식으로 또는 자동으로(예, 통신 품질을 분석하여 일정 기준값 보다 큰 통신 방식을 선택 가능) 필요한 통신 방식을 선택하여, 해당 모듈을 통해 다른 노드 또는 인터넷 상의 운영시스템 등 상위 시스템으로 전송하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 가공 송배전 선로 감시장치(100)가 설치된 위치에 따라 이동통신모듈(130), 무선랜 모듈(150), 또는 지그비 모듈(160)을 통해 해당 안테나로 감시 정보가 전송될 수 있다.
메모리(111)는 가공 송배전 선로 감시장치(100)의 동작을 위한 각종 설정이나 프로그램이 저장되며, 또한 감시 정보를 저장하고 읽을 수 있도록 하기 위하여, 롬(ROM: Read Only Memory), 램(RAM : Random Access Memory), 플래쉬롬(flash ROM) 등을 포함할 수 있다.
센서모듈(113)은 송배전선로의 운전상태(예, 운전전류, 선로 온도, 고장 전류 등)와 주변환경상태(예, 선로 기울기, 선로 뒤틀림, 풍향/풍속, 수목 접근, 산불 등의 화재, 대기온도, 습도(강우, 강설) 등)를 감지하기 위한 각종 센서를 포함할 수 있으며, 이외에도 송배전 선로나 선로에 설치된 애자 등과 같은 설비의 열화상태의 이상 유무에 대한 실시간 분석과 송배전 선로의 상태나 주변의 현장을 영상으로 확인할 수 있도록 방향이 고정되도록 설치되거나, 또는 인터넷 상의 운영 시스템의 원격 제어에 따라 이동 통신모듈(130) 또는 무선모듈(150/160)을 통해 전달되는 제어 명령으로 방향 회전이 가능하도록 설치된 CCD 또는 CMOS 이미지 센서를 이용하는 디지털 카메라 또는 열화상 촬영을 위한 적외선 카메라가 포함된다. 예를 들어, 송배전 선로나 선로에 설치된 애자 등과 같은 설비의 열화상태에 대한 영상을 획득하기 위하여 적외선 카메라가 좌우 측면부의 커버상에 최소한 1개 이상씩 설치될 수 있으며, 송배전 선로의 상태나 주변 현장에 대한 영상을 획득하기 위하여 디지털 카메라가 본체 하부에 최소 1개 이상 설치될 수 있다.
GPS 모듈(120)은 가공 송배전 선로 감시장치(100)의 측면부의 커버 상단부(상단부에서 상측에 해당)에 설치되고 GPS 위성쪽을 향하도록 상향으로 지향되어 설치된 GPS용 안테나들(121, 122)을 이용해 GPS 위성과 통신하여, 현재 위치(예, 위도, 경도, 고도 등) 및 현재 시간에 대한 정보를 포함하는GPS 정보를 제공한다. GPS 모듈(120)은 다이버시티 안테나인 GPS용 안테나들(121, 122)로부터의 수신 신호를 측정하여 다이버시티 방식 처리에 따라 신호를 조합함으로써 위성 신호의 수신 품질을 높일 수 있으며 두 안테나를 통하여 필요한 신호를 전송함으로써 전송 용량을 향상시킬 수 있다.
이동통신모듈(130)은 운영시스템 등 상위시스템으로 데이터 전송 백본 기능을 담당하는 것으로서, 가공 송배전 선로 감시장치(100)의 측면부의 커버 하단부(전체 측면부/커버 하단부에서 하부쪽에 해당)에 설치되고 지상에 설치된 이동통신 기지국을 향하도록 하향으로 지향되어 설치된 이동통신용 안테나들(131, 132)을 이용해 이동통신 기지국과 필요한 데이터를 송수신한다. 이동통신모듈(130)은 다이버시티 안테나인 이동통신용 안테나들(131, 132)로부터의 수신 신호를 측정하여 다이버시티 방식 처리에 따라 신호를 조합함으로써 이동통신 기지국으로부터 수신되는 신호의 품질을 높일 수 있으며 두 안테나를 통하여 필요한 신호를 전송함으로써 전송 용량을 향상시킬 수 있다.
이동통신모듈(130)의 이동통신 방식은, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA), PCS(PersonalCommunication System), GSM(Global System for Mobile communications), LTE(Long Term Evolution), 또는 무선 인터넷(예, WiBro) 등의 모든 WWAN(Wireless Wide Area Network) 통신을 포함할 수 있다. 이동통신모듈(130)은 이동통신용 안테나들(131, 132)를 통해 해당 통신 방식의 무선 신호를 수신하면, 수신한 신호를 주파수 하강시켜 기저대역신호로 변환하고, 기저대역신호를 역확산 및 채널복호화하는 기능을 수행하며, 필요한 신호의 송신 시에는, 송신할 데이터를 확산 및 채널코딩 등을 수행한 후 주파수 상승시켜 이동통신용 안테나들(131, 132)를 통해 무선 신호로 이동통신 기지국을 향해 송신할 수 있다. 이와 같은 이동통신모듈(130)의 처리를 통해 위와 같이 수집하는 감시정보(예, 상태정보, GPS 정보 포함)가 이동통신 기지국으로 전송될 수 있으며, 결국 최종 목적지 주소인 인터넷 상의 운영시스템 등 상위 시스템으로 전송될 수 있다.
한편, 위와 같이 수집하는 감시정보(예, 상태정보, GPS 정보 포함)는 제어부(110)에 의해 이동통신모듈(130)과 연결된 해당 안테나(131, 132)를 통해 전송될 수 있지만, 산악, 해안, 사막 등 이동 통신 기지국이 가까이 설치되지 않아 이동 통신이 불통인 지역의 송배전선로에 가공 송배전 선로 감시장치(100)가 설치되는 경우에는, 제어부(110)에 의해 무선랜 모듈(150) 또는 지그비 모듈(160)의 동작을 선택하고 안테나 스위치(140)의 절체를 제어해, 해당 선택된 모듈이 근거리 통신용 안테나(141, 142)를 통해 다른 노드(가공 송배전 선로 감시장치)로 감시정보(예, 상태정보, GPS 정보 포함)를 전송하여, 해당 노드나 또 다른 노드가 인터넷 상의 운영시스템 등 상위 시스템으로 전송하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 주위의 복수 노드들(가공 송배전 선로 감시장치)이 애드혹망 형태의 클러스터로 동작할 수 있으며, 각 슬레이브 노드는 다른 슬레이브 노드나 마스터 노드로 감시정보(예, 상태정보, GPS 정보 포함)를 전송하면, 마스터 노드가 이를 수집하여 수집된 감시정보를 실시간으로 또는 일정 주기로 그에 연결된 인터넷 상의 운영시스템 등 상위 시스템으로 전송할 수 있다.
여기서, 무선랜 모듈(150)은 WiFi(Wireless Fidelity) 프로토콜에 따른 통신이 가능하며, 지그비 모듈(160)은 하나의 예시로서 지그비 모듈(160) 대신에 블루투스나 NFC(Near Field Communication) 프로토콜 등 근거리 무선통신에 대한 어느 한 프로토콜에 따른 통신을 수행하는 다른 모듈로 대체될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치(100)에서 안테나 스위치(140)와 무선랜 모듈(150)/지그비 모듈(160)의 동작 관계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 안테나 스위치(140)는 제1스위치(145)와 제2스위치(146)을 포함하며, 무선랜 모듈(150)은 제1RF 모듈(151), 제2RF 모듈(152) 및 신호처리부(153)를 포함하고, 지그비 모듈(160)은 제1RF 모듈(161), 제2RF 모듈(162) 및 신호처리부(163)를 포함한다.
근거리 통신용 안테나(141, 142)는 고이득의 지향성 안테나로서 가공 송배전 선로 감시장치(100)의 측면부의 커버 하단부(전체 측면부에서는 가운데 쪽에 해당)에 설치되고 선로 상에 설치된 서로 다른 방향의 다른 노드를 향하도록 좌우 방향으로 지향되도록 설치될 수 있다. 이는 노드 간 거리가 수백미터 이상으로 최대 800M 이상에서 10Mbps 이상의 데이터 전송품질을 보장할 수 있도록 하며, 장거리 전송이 요구되므로, 좌, 우측면에 대칭적으로 각각 다른 방향으로 설치된다.
안테나 스위치(140)의 제1스위치(145)와 제2스위치(146)의 중앙 접점에는 각각 서로 다른 방향으로 지향된 근거리 통신용 안테나(141, 142)가 하나씩 연결된다. 안테나 스위치(140)의 스위치들(145, 146)은 0.5dB이내의 저손실 스위치이며, 제어부(110)가 근거리 통신용 안테나(141, 142)를 통해 수신되는 신호를 분석하여 무선랜 모듈(150) 또는 지그비 모듈(160)로의 절체가 결정된다. 이러한 안테나 스위치(140)를 이용함으로써 기존의 스플리터(분배기)를 사용하는 것과 비교하여 2배의 전력을 보상받음으로써 2배의 전송효율을 얻을 수 있으며, 기존과 비교하여 2배의 통신거리, 통신용량/품질을 확보할 수 있다.
채널 특성(트래픽 증가에 의한 채널 확보 불가, 수신 신호의 세기, 비트 에러 등)의 변경이나 선로의 장애(정전이나 선로 고장 등) 등이 발생 시에, 제어부(110)가 안테나 스위치(140)를 제어함에 따라, 제1스위치(145) 및 제2스위치(146)에 연결된 각각의 근거리 통신용 안테나(141, 142)가 무선랜 모듈(150)의 제1RF 모듈(151) 및 제2RF 모듈(152)에 연결되도록 절체될 수 있으며, 또는 각각의 근거리 통신용 안테나(141, 142)가 지그비 모듈(160)의 제1RF 모듈(161) 및 제2RF 모듈(162)에 연결되도록 절체될 수 있다.
예를 들어, 각각의 근거리 통신용 안테나(141, 142)가 무선랜 모듈(150)의 제1RF 모듈(151) 및 제2RF 모듈(152)에 연결된 상태에서, 제1RF 모듈(151)와 제2RF 모듈(152)가 각 안테나로부터의 2.4GHz 대역의 WiFi RF(Radio Frequency) 신호를 기저 대역 신호로 복조 처리하고, 신호처리부(153)가 해당 복조된 기저 대역의 신호를 처리하여 해당 WiFi 프로토콜의 디지털 데이터로 복원하면, 제어부(110)는 수신되는 RF 신호의 세기(예, RSSI(Received Signal Strength Indicator)), 상기 디지털 데이터에 기초한 트래픽량, 비트에러 등을 기반으로 한 통신 품질을 분석하여 통신 품질이 설정된 기준값 이하일 경우에, 무선랜 모듈(150)의 동작을 중지시키고 안테나 스위치(140)의 스위치들(145, 146)을 제어하여 각 근거리 통신용 안테나(141, 142)가 지그비 모듈(160)의 제1RF 모듈(161) 및 제2RF 모듈(162)에 연결되도록 한다. 설정된 기준값 보다 크게 통신 품질이 유지되는 경우에는, 제어부(110)에 의해 다른 노드(가공 송배전 선로 감시장치)로 전송될 감시정보(예, 상태정보, GPS 정보 포함)가 무선랜 모듈(150)로 전달되고, 신호처리부(153)에 의한 인코딩 등의 신호처리를 거쳐 제1RF 모듈(151)와 제2RF 모듈(152)가 각각 변조한 RF 신호를 각각의 근거리 통신용 안테나(141, 142)를 통해 전송할 수 있다.
이에 따라, 각각의 근거리 통신용 안테나(141, 142)가 지그비 모듈(160)의 제1RF 모듈(161) 및 제2RF 모듈(162)에 연결된 상태에서, 제1RF 모듈(161)와 제2RF 모듈(162)가 각 안테나로부터의 2.4GHz 대역의 지그비 RF(Radio Frequency) 신호를 기저 대역 신호로 복조 처리하고, 신호처리부(163)가 해당 복조된 기저 대역의 신호를 처리하여 해당 지그비 프로토콜의 디지털 데이터로 복원하면, 제어부(110)는 수신되는 RF 신호의 세기(예, RSSI(Received Signal Strength Indicator)), 상기 디지털 데이터에 기초한 트래픽량, 비트에러 등을 기반으로 한 통신 품질을 분석하여 통신 품질이 설정된 기준값 이하일 경우에, 지그비 모듈(160)의 동작을 중지시키고 안테나 스위치(140)의 스위치들(145, 146)을 제어하여 각 근거리 통신용 안테나(141, 142)가 무선랜 모듈(150)의 제1RF 모듈(151) 및 제2RF 모듈(152)에 연결되도록 한다. 설정된 기준값 보다 크게 통신 품질이 유지되는 경우에는, 제어부(110)에 의해 다른 노드(가공 송배전 선로 감시장치)로 전송될 감시정보(예, 상태정보, GPS 정보 포함)가 지그비 모듈(160)로 전달되고, 신호처리부(163)에 의한 인코딩 등의 신호처리를 거쳐 제1RF 모듈(161)와 제2RF 모듈(162)가 각각 변조한 RF 신호를 각각의 근거리 통신용 안테나(141, 142)를 통해 전송할 수 있다.
이와 같이 제어부(110)는 통신 품질이 양호한 통신 방식(WiFi/지그비)이 선택될 수 있도록 안테나 스위치(140)의 절체를 제어하고, 이에 따른 무선랜 모듈(150)과 지그비 모듈(160)의 선택적인 동작의 제어가 가능하다.
다만, 정전이나 선로 고장 등에 의해 전력 공급이 중단된 선로 장애 상태가 감지되는 경우에는, 전력장치(112)가 송배전 선로의 전력을 이용해 미리 일정 전력량을 저장하여 둔 배터리 또는 슈퍼커패시터의 전력이 이용되어 가공 송배전 선로 감시장치(100)가 동작한다. 이때, 제어부(110)는 안테나 스위치(140)의 스위치들(145, 146)을 제어하여 각 근거리 통신용 안테나(141, 142)가 지그비 모듈(160)의 제1RF 모듈(161) 및 제2RF 모듈(162)에 연결이 유지되도록 할 수 있다. 무선랜 모듈(150) 보다 지그비 모듈(160)의 동작을 위한 전력 소모가 적기 때문이다. 전력소비를 줄이기 위하여 이때에는 제어부(110)에 의해 지그비 모듈(160)을 통해 다른 노드(가공 송배전 선로 감시장치)로 감시정보(예, 상태정보, GPS 정보 포함)를 전송하되, 운영시스템에서 현장 파악을 위하여 필요한 최소한의 정보만 전송하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 센서모듈(113)에 의해 감지되는 송배전선로의 운전상태(예, 운전전류, 선로 온도, 고장 전류 등)와 주변환경상태(예, 선로 기울기, 선로 뒤틀림, 풍향/풍속, 수목 접근, 산불 등의 화재, 대기온도, 습도 등) 등의 상태 정보, 카메라에 의해 촬영된 영상에 대한 정보(애자 및 선로 열화상태 등) 중 선택된(선택은 미리 설정될 수 있음) 일부 정보만을 감시 정보에 포함시켜 지그비 모듈(160)을 통해 전송되도록 할 수 있다.
위와 같이 제어부(110)의 제어에 의해 안테나 스위치(140)의 절체와 무선랜 모듈(150)과 지그비 모듈(160)의 선택적인 동작의 제어가 가능할 뿐만 아니라, 이와 같은 제어는 운영 시스템을 통하여 원격 제어도 가능하다. 예를 들어, 운영 시스템을 모니터링하는 운영자는, 감시 정보를 기초로 무선랜 모듈(150)이나 지그비 모듈(160)의 고장 상태나 선로 장애 등을 파악하고 제어 명령을 입력하여 제어부(110)로 전송되도록 할 수 있으며, 이에 따라 제어부(110)는 무선랜 모듈(150) 또는 지그비 모듈(160)을 동작시키고 그에 맞게 스위치들(145, 146)의 절체를 제어하여 각각의 근거리 통신용 안테나(141, 142)를 통해 감시정보를 전송할 수 있다. 이는 산악 지역 등에 설치된 가공 송배전 선로 감시장치(100)의 동작이 원활하지 않을 때 유지보수를 용이하게 하도록 함으로써 높은 신뢰성을 유지할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 가공 송배전 선로 감시장치(100)에서는, 채널 특성(트래픽 증가에 의한 채널 확보 불가, 수신 신호의 세기, 비트 에러 등)이나 선로의 장애(정전이나 선로 고장 등) 등에 대처하여 통신 방식이 절체될 수 있도록 안테나 스위치(140)를 스위칭함으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 스플리터(분배기) 사용 없이 안테나 스위치(140)와 무선통신모듈(150, 160)을 적절하게 구성하여 두 안테나(141, 142)로의 전력 배분에 대한 손실을 0.5dB 이하로 낮추어 통신 거리를 기존에 비교하여 2배 이상 높여 커버리지 용량을 증대시킬 수 있다. 또한, 정전이나 선로 장애 시에도 송배전 선로를 통해 미리 저장한 전력저장장치(배터리, 슈퍼커패시터 등)의 전력을 이용해 WiFi와 같은 무선랜 방식에서 지그비(또는 블루투스, NFC등)와 같은 근거리 통신 방식으로 노드간 통신 방식을 변경하고 최저전력사용 알고리즘에 따라 동작함으로써 선로나 장치의 일시적/영구적 장애에 대하여도 높은 신뢰성을 유지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
가공 송배전 선로 감시장치(100)
제어부(110)
메모리(111)
전력장치(112)
센서모듈(113)
GPS 모듈(120)
GPS용 안테나들(121, 122)
이동통신모듈(130)
이동통신용 안테나들(131, 132)
안테나 스위치(140)
근거리 통신용 안테나(141, 142)
무선랜 모듈(150)
지그비 모듈(160)

Claims (11)

  1. 가공 송배전 선로에 설치되는 가공 송배전 선로 감시장치로서, 가공 송배전 선로가 관통하는 본체와 상기 선로가 통과하는 상기 본체의 양끝을 커버하는 측면부를 포함하고,
    상기 본체 내부에는, 상기 측면부에 형성된 복수의 다이버시티 안테나를 이용해 GPS 위성과 통신하여 GPS 정보를 생성하는 다이버시티 방식의 GPS 모듈; 가공 송배전 선로의 운전상태 또는 주변환경상태에 대한 상태 정보를 수집하는 센서 모듈; 상기 측면부에 형성된 복수의 지향성 안테나를 이용해 가공 송배전 선로에 설치되는 다른 가공 송배전 선로 감시장치와 통신하기 위한 제1무선모듈, 제2무선모듈, 및 안테나 스위치; 및 상기 안테나 스위치의 절체를 제어해, 상기 제1무선모듈의 동작 시 상기 복수의 지향성 안테나를 상기 제1무선모듈과 연결시키며, 상기 제2무선모듈의 동작 시 상기 복수의 지향성 안테나를 상기 제2무선모듈과 연결시키는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 복수의 지향성 안테나를 통해 수신되는 RF 신호의 세기, 트래픽량, 또는 비트에러를 분석하여 설정된 기준값 이하이면 상기 제1무선모듈 또는 상기 제2무선모듈 중 동작 중인 무선모듈의 동작을 중지시키고 다른 무선모듈을 동작시키며, 상기 복수의 지향성 안테나를 통해 상기 상태 정보와 상기 GPS 정보를 포함한 감시 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은 송배전 선로나 선로에 설치된 애자의 열화상태에 대한 영상을 획득하기 위한 적외선 카메라, 또는 송배전 선로의 상태나 주변의 현장에 대한 영상을 획득하기 위한 디지털 카메라를 포함하고,
    상기 카메라가 촬영한 영상에 대한 정보가 상기 감시 정보에 포함되는 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1무선모듈은 WiFi 통신 방식의 RF 신호와 데이터를 처리하기 위한 모듈이며, 상기 제2무선모듈은 지그비, 블루투스, 또는 NFC 통신 방식의 RF 신호와 데이터를 처리하기 위한 모듈인 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측면부에 형성된 제2 복수의 다이버시티 안테나를 이용해 이동통신 기지국과 통신하여 인터넷 상의 시스템으로 상기 감시 정보를 전송하기 위한 다이버시티 방식의 이동통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가공 송배전 선로 감시장치가 설치되는 환경에 따라 상기 이동통신모듈을 선택하여 동작시키거나, 상기 안테나 스위치 절체를 제어하고 상기 제1무선모듈 또는 상기 제2무선모듈 중 어느 하나를 선택하여 동작시키기 위한 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    가공 송배전 선로와 비접촉식으로 설치된 자기코어를 이용해 자기유도 변류기(Current Transformer)형으로 자가발전하여 상기 감시장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    가공 송배전 선로에 공급되고 있는 전력을 이용해 미리 일정 전력량을 저장하기 위한 배터리 또는 슈퍼커패시터를 더 포함하고,
    선로 장애 발생 시에, 상기 배터리 또는 슈퍼커패시터의 전력을 이용해 상기 가공 송배전 선로 감시장치가 동작하며, 상기 제어부는 상기 제1무선모듈 보다 적은 전력으로 동작하는 상기 제2무선모듈을 동작시키는 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  9. 제2항에 있어서,
    선로 장애 발생 시에, 상기 제어부는 상기 가공 송배전 선로의 운전상태에 대한 정보, 상기 주변환경상태에 대한 정보, 및 상기 카메라가 촬영한 영상에 대한 정보 중 미리 선택이 설정되어 있는 일부 정보만을 상기 감시 정보에 포함시켜 상기 제1무선모듈 보다 적은 전력으로 동작하는 상기 제2무선모듈을 통해 해당 감시 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가공 송배전 선로의 운전상태에 대한 정보는, 가공 송배전 선로의 운전전류, 선로 온도, 또는 고장 전류에 대한 정보를 포함하며,
    상기 주변환경상태에 대한 정보는, 가공 송배전 선로의 선로 기울기, 선로 뒤틀림, 풍향, 풍속, 수목 접근, 산불 화재, 대기온도, 또는 습도에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시장치.
  11. 가공 송배전 선로에 설치되는 가공 송배전 선로 감시장치를 이용한 가공 송배전 선로 감시방법에 있어서,
    상기 가공 송배전 선로 감시장치는, 가공 송배전 선로가 관통하는 본체와 상기 선로가 통과하는 상기 본체의 양끝을 커버하는 측면부를 포함하고,
    상기 본체 내부에서, GPS 모듈을 이용하여 상기 측면부에 형성된 복수의 다이버시티 안테나를 이용해 GPS 위성과 통신하여 GPS 정보를 생성하는 단계;
    센서를 이용하여 가공 송배전 선로의 운전상태 또는 주변환경상태에 대한 상태 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 측면부에 형성된 복수의 지향성 안테나를 이용해 가공 송배전 선로에 설치되는 다른 가공 송배전 선로 감시장치와 통신하기 위해, 안테나 스위치의 절체를 제어해, 제1무선모듈의 동작 시 상기 복수의 지향성 안테나를 상기 제1무선모듈과 연결시키며, 제2무선모듈의 동작 시 상기 복수의 지향성 안테나를 상기 제2무선모듈과 연결시키는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 지향성 안테나를 통해 수신되는 RF 신호의 세기, 트래픽량, 또는 비트에러를 분석하여 설정된 기준값 이하이면 상기 제1무선모듈 또는 상기 제2무선모듈 중 동작 중인 무선모듈의 동작을 중지시키고 다른 무선모듈을 동작시키며, 상기 복수의 지향성 안테나를 통해 상기 상태 정보와 상기 GPS 정보를 포함한 감시 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 가공 송배전 선로 감시방법.
KR1020120009346A 2012-01-31 2012-01-31 저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치 KR101192015B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120009346A KR101192015B1 (ko) 2012-01-31 2012-01-31 저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치
PCT/KR2012/007282 WO2013115449A1 (ko) 2012-01-31 2012-09-11 저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치
RU2013127654/28A RU2545343C1 (ru) 2012-01-31 2012-09-11 Устройство контроля воздушной линии передачи и распределения электроэнергии с выборочным переключением коммуникационной схемы направленных антенн с малыми потерями

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120009346A KR101192015B1 (ko) 2012-01-31 2012-01-31 저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101192015B1 true KR101192015B1 (ko) 2012-10-16

Family

ID=47288167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120009346A KR101192015B1 (ko) 2012-01-31 2012-01-31 저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101192015B1 (ko)
RU (1) RU2545343C1 (ko)
WO (1) WO2013115449A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200484713Y1 (ko) * 2017-05-18 2017-11-15 모루기술 주식회사 무선 토크 측정 장치
KR102645581B1 (ko) * 2022-11-03 2024-03-08 (주)이맥이노베이션 에너지 하베스팅 기능을 갖는 자체 발광 항공장애 표시구, 및 그 동작 방법

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104301426B (zh) * 2014-10-27 2018-03-30 国家电网公司 一种输电线路在线监控系统的无线通信系统
CN204228887U (zh) * 2014-11-07 2015-03-25 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司 一种电力设备及输电线路故障综合在线监测系统
CN104407199A (zh) * 2014-12-01 2015-03-11 国网上海市电力公司 一种接地线电流超标自动报警定位系统
CN110865269B (zh) * 2019-12-03 2021-07-13 广东电网有限责任公司 一种基于粒子群算法的输电线路绕击跳闸率测评方法
CN110865268B (zh) * 2019-12-03 2021-07-13 广东电网有限责任公司 低土壤电阻率地区输电杆塔雷击跳闸率测试方法
CN110865271B (zh) * 2019-12-03 2021-07-13 广东电网有限责任公司 计及线路土壤电阻率差异化的雷击跳闸率试验方法
CN110865267B (zh) * 2019-12-03 2021-07-13 广东电网有限责任公司 一种110kV输电线路绕击跳闸率的评估方法
CN110907773B (zh) * 2019-12-03 2021-07-13 广东电网有限责任公司 高土壤电阻率地区雷击输电线路耐雷水平测评方法
CN110865266B (zh) * 2019-12-03 2021-07-13 广东电网有限责任公司 一种十字型接地装置的输电线路耐雷水平试验方法
CN110865270B (zh) * 2019-12-03 2021-07-13 广东电网有限责任公司 雷击下220kV输电线路反击跳闸率测试方法
CN110865265B (zh) * 2019-12-03 2021-07-13 广东电网有限责任公司 一种山地地区输电线路反击跳闸率测试方法
CN114594346B (zh) * 2022-05-09 2022-08-23 宁波天安智能电网科技股份有限公司 一种带电线路的近端测量装置及开关柜
CN116882982B (zh) * 2023-09-08 2023-12-01 山东云小兵信息技术有限公司 一种基于人工智能的线损分析方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925046B1 (ko) * 2007-11-15 2009-11-03 현대중공업 주식회사 송수신 안테나가 구비된 송전선로 감시장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4777381A (en) * 1983-04-13 1988-10-11 Fernandes Roosevelt A Electrical power line and substation monitoring apparatus and systems
US5029101A (en) * 1987-09-18 1991-07-02 Fernandes Roosevelt A High voltage conductor mounted line powered monitoring system
RU2222858C1 (ru) * 2002-10-31 2004-01-27 Механошин Борис Иосифович Устройство для дистанционного контроля состояния провода воздушной линии электропередачи (варианты)
AU2002952426A0 (en) * 2002-11-01 2002-11-21 Fault Detectors Pty Ltd. A sensor system and method
US7518529B2 (en) * 2003-01-31 2009-04-14 Fmc Tech Limited Monitoring device for a medium voltage overhead line
US6924766B2 (en) * 2003-04-03 2005-08-02 Kyocera Wireless Corp. Wireless telephone antenna diversity system
US7282944B2 (en) * 2003-07-25 2007-10-16 Power Measurement, Ltd. Body capacitance electric field powered device for high voltage lines
JP2007093342A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Yokogawa Electric Corp 送電線の振動検出装置
US20080077336A1 (en) * 2006-09-25 2008-03-27 Roosevelt Fernandes Power line universal monitor
KR20080040062A (ko) * 2006-11-02 2008-05-08 오종택 애드혹 센서 네트워크를 이용한 송전선로 상태 감시 장치및 그 방법
KR100925045B1 (ko) * 2007-11-15 2009-11-03 현대중공업 주식회사 균등전원이 공급되는 송전선로 감시장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925046B1 (ko) * 2007-11-15 2009-11-03 현대중공업 주식회사 송수신 안테나가 구비된 송전선로 감시장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200484713Y1 (ko) * 2017-05-18 2017-11-15 모루기술 주식회사 무선 토크 측정 장치
KR102645581B1 (ko) * 2022-11-03 2024-03-08 (주)이맥이노베이션 에너지 하베스팅 기능을 갖는 자체 발광 항공장애 표시구, 및 그 동작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013115449A1 (ko) 2013-08-08
RU2013127654A (ru) 2015-04-10
RU2545343C1 (ru) 2015-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101192015B1 (ko) 저손실 복수 방향 안테나의 선택적 통신 방식 스위칭을 적용하는 가공 송배전 선로 감시장치
USRE49749E1 (en) Optimized telecommunications distribution system
US7430932B2 (en) Device for telemonitoring the state of aerial power lines(variants)
US20130337872A1 (en) Piconet Base Station and Communication System for a Vehicle
US20120083289A1 (en) Method, device and system for determining position information
CN107251603A (zh) 分析无线网络性能
CN108289276B (zh) 室分天线及系统、信息处理方法及存储介质
KR101167439B1 (ko) 무선통신을 이용한 송전설비 감시 시스템
KR20200017209A (ko) Tvws를 이용한 고속 무선망 서비스 시스템
CN103852558A (zh) 一种空气在线监测系统
CN210004991U (zh) 基站天线参数采集装置及基站
CN202748028U (zh) 一种检测系统
CN204498226U (zh) 一种无线高清网络摄像装置
KR20130085365A (ko) 무선 통신 장치, 기지국, 무선 통신 방법, 및 무선 통신 시스템
CN110839293B (zh) 一种输电线路状态监测代理装置
US20200396626A1 (en) Wireless remote monitoring system and data collection and control and method of using the same
DK2360484T3 (en) Bidirectional radio data transfer method
JP2010220086A (ja) 端局装置および監視システム
CN201766715U (zh) 高压输电线路在线监测系统中多频mesh系统
CN206932216U (zh) 室内信号增补装置及系统
CN114172559A (zh) 一种自组网传输设备
US11355017B2 (en) Antenna mast, method and installation for the provision of flight data and computer program
CN117177202A (zh) 一种基于Lora通信的自然条件恶劣地区电力设备环境监测系统和方法
KR200194689Y1 (ko) 변압기 부하 무선송수신 시스템
CN106980068A (zh) 基于无线通讯接力的高压输电线路故障定位系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151013

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee