KR101253493B1 - 이도자동산출장치 - Google Patents

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KR101253493B1
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이준호
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/10—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

본 발명은 이도자동산출장치 및 이도자동산출방법을 개시한다. 본 발명은, 전주에 결합하여 고정되는 완금과, 상기 완금과 연결되는 현수애자와, 상기 현수애자와 연결되는 인류클램프와, 상기 인류클램프에 연결되어 배전선의 장력을 측정하는 이도장력측정기와, 상기 이도장력측정기에 연결되어 상기 배전선이 삽입되어 상기 배전선의 길이를 가변시키는 장선기부를 포함한다.

Description

이도자동산출장치{Automatic measuring device for cable sag and method for automatic measuring cable sag}
본 발명은 자동산출장치 및 자동산출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이도자동산출장치 및 자동산출방법에 관한 것이다.
일반적으로 배전선(C)의 연선 작업을 수행하는 경우, 작업자는 연선작업을 수행한 후 B전주에 올라갈 수 있다. 이때, 작업자가 배전선(C)의 긴선작업을 수행하는 방법은 도 1에 개시되어 있다.
구체적으로 도 1을 참고하면, 작업자(ⓟ)는 전주(B)에 배전선(C)을 인류크램프(11)에 고정한 후 다른 전주(A)에 올라가 장선기(20)로 배전선(C)을 잡아 당겨 연선작업을 한다.
특히 작업자(ⓟ)는 장선기(20)로 배전선(C)을 잡아당겨 이도(d)가 예정이도 D점부근에 접근하였다고 판단되면, 양측 전주(A,B)에 이도를 측정하기 위하여 작업자들(ⓐ,ⓑ) 사이에 이도(d) 일치여부를 확인하기 위해 이도자를 관찰하여 A-D-B간 가상수평선이 일치하는지를 측정 작업자간 상호 연락하여 이도(d)를 측정한다.
이도(d) 측정을 하는 작업자들(ⓐ,ⓑ)이 측정한 이도(d)가 불 일치하는 경우 외부 작업자(ⓟ)에게 연락하여 배전선(C)의 당김을 조정하여 이도(d)를 측정하고 재차 양측 전주(A,B)에 이도(d) 측정을 반복한다. 그리고 작업자간(ⓐ,ⓑ) 거리가 멀어 의사 소통이 안되면 또 다른 작업자(ⓒ)가 중계하며, 이도(d)가 정확하게 일치 시 작업을 종료한다.
따라서 전주(A,B)에 설치되는 배전선의 이도(d)를 정확하게 맞추는 것이 거의 불가능하고 개인차에 의한 오차가 발생할 수 있으므로 향후 정형화된 이도(d)를 갖는 배전선(C)을 시공할 수 없다.
본 발명의 실시예들은 배전선의 이도 및 장력을 자동으로 산출하여 배전선에 적합한 이도 및 장력을 제공하는 이도자동산출장치 및 이도자동산출방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 전주에 결합하여 고정되는 완금과, 상기 완금과 연결되는 현수애자와, 상기 현수애자와 연결되는 인류클램프와, 상기 인류클램프에 연결되어 배전선의 장력을 측정하는 이도장력측정기와, 상기 이도장력측정기에 연결되어 상기 배전선이 삽입되어 상기 배전선의 길이를 가변시키는 장선기부를 포함하는 이도자동산출장치을 제공할 수 있다.
또한, 상기 이도장력측정기는, 하우징과, 상기 하우징에 설치되어 사용자로부터 배전선정보를 입력받는 디스플레이부와, 상기 하우징에 설치되어 상기 인류클램프가 결합하고, 상기 배전선의 길이를 가변시킬 때 상기 배전선에 인가되는 장력을 감지하는 장력감지부와, 상기 하우징에 설치되어 상기 장선기부와 결합하여 연결하는 연결부와, 상기 장력감지부에서 감지된 상기 배전선의 장력과 상기 배전선정보를 근거로 상기 배전선의 계산이도를 산출하는 제어부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 배전선정보는 배전선의 종류, 배전선의 규격, 전주의 경간, 배전선이 설치되는 지역, 외부온도, 공사명, 전주번호 및 고저차 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이도장력측정기는 상기 하우징에 형성되는 전원스위치를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 이도장력측정기는 상기 하우징에 형성되어 외부저장매체와 전기적으로 연결되는 연결커넥터를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 이도장력측정기는 상기 하우징에 형성되어 외부전원케이블이 연결되는 전원충전커넥터를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 이도장력측정기는 외부로 소리신호를 방출하는 알람부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 배전선의 계산이도가 기 설정된 설정이도와 동일하면, 상기 알람부를 작동시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 디스플레이부를 통하여 사용자로부터 배전선의 종류, 배전선의 규격, 전주의 고저차 및 전주의 경간 중 적어도 하나를 포함하는 배전선정보를 입력받는 제 1 단계; 및 제어부에서 상기 디스플레이부를 통하여 입력된 상기 배전선정보를 전송 받아 상기 배전선정보를 근거로 전주에 설치되는 배전선의 제 1 이도 및 제 1 장력을 계산하는 제 2 단계;를 포함하는 이도자동산출방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제 1 단계전에 상기 디스플레이부를 통하여 사용자로부터 기준이도의 사용여부를 입력받는 기준이도입력단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배전선정보는 상기 배전선의 기준이도를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기준이도입력단계 후에 사용자가 상기 디스플레이부를 통하여 상기 기준이도를 사용하지 않는다고 선택하는 경우, 상기 디스플레이부를 통하여 상기 배전선이 전력선인지 여부를 입력받는 전력선입력단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배전선정보는 상기 배전선이 설치되는 지역, 상기 배전선의 설치 공사명, 상기 전주의 번호를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 단계와 상기 제 2 단계 사이에 상기 배전선 종류 및 상기 배전선이 설치되는 지역을 근거로 계산된 임계경간과 상기 전주의 경간을 비교하여 하중조건을 선택하는 하중조건선택단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하중조건은 고온계 하중조건, 저온계 하중조건 및 EDS(Every day stress) 하중조건을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 단계에서 상기 제어부는 상기 하중조건 및 상기 배전선정보를 근거로 상기 제 1 이도 및 상기 제 1 장력을 계산할 수 있다.
또한, 사용자로부터 상기 디스플레이부를 통하여 작업온도를 입력받는 제 3 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 작업온도, 상기 제 1 이도 및 상기 제 1 장력을 근거로 제 2 장력을 계산하고, 상기 제 2 장력을 근거로 제 2 이도를 계산하는 제 4 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 4 단계는 상기 디스플레이부를 통하여 상기 제 2 장력 및 상기 제 2 이도를 표시하는 표시단계;를 구비할 수 있다.
또한, 사용자가 장선기부를 통하여 배전선을 작업할 때, 상기 배전선에서 발생하는 장력을 장력측정부를 통하여 감지하는 제 5 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 장력과 상기 장력측정부에서 측정된 장력을 비교하여 상기 장력측정부에서 측정된 장력이 상기 제 2 장력과 동일한 경우 알람부를 통하여 외부의 사용자를 인지시키는 제 6 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 배전선을 설치할 때, 간편하게 이도 및 장력을 자동을 산출할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예들은 배전선이 설치되는 지역에 따라 이도 및 장력을 산출하여 배전선이 적합한 이도 및 장력을 용이하게 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 배전선을 설치하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이도자동산출장치를 보여주는 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이도장력측정기를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 이도장력측정기의 제어흐름을 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 이도자동산출장치의 제어순서를 보여주는 순서도이다.
도 6은 도 3에 도시된 디스플레이부의 작동을 보여주는 작동상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이도자동산출장치(1000)를 보여주는 개념도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 이도자동산출장치(1000)는 전주에 결합하여 고정되는 완금(200)을 포함한다. 이때, 완금(200)은 이도자동산출장치(1000)를 전주에 고정시킬 수 있다.
이도자동산출장치(1000)는 완금(200)과 연결되는 현수애자(200)를 포함한다. 또한, 이도자동산출장치(1000)는 현수애자(200)와 연결되는 인류클램프(400)를 포함한다. 인류클램프(400)는 현수애자(200)와 후술할 이도장력측정기(100)를 연결시킬 수 있다.
한편, 이도자동산출장치(1000)는 인류클램프(400)와 연결되는 이도장력측정기(100)를 포함한다. 이때, 이도장력측정기(100)는 배전선(미도시)의 장력을 측정할 수 있다.
이도자동산출장치(1000)는 상기 배전선의 길이를 가변시키는 장선기부(500)를 포함한다. 이때, 장선기부(500)는 일반적인 장선기와 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 이도장력측정기(100)는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 하우징(110)은 다양한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 하우징(110)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(110)은 상기 배전선의 전기가 통하지 않도록 비금속 재질로 형성될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 이도장력측정기(100)를 보여주는 평면도이다. 도 4는 도 2에 도시된 이도장력측정기(100)의 제어흐름을 보여주는 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 이도장력측정기(100)는 하우징(110)에 설치되는 디스플레이부(120)를 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이부(120)는 사용자로부터 상기 배전선의 배전선정보를 입력받을 수 있다. 상기 배전선정보는 다양한 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 배전선정보는 상기 배전선의 종류, 전주의 경간, 상기 배전선이 설치되는 지역, 외부온도, 공사명, 전주번호 및 전주의 고저차 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(120)는 상기에서 설명한 바와 같이 배전선정보를 입력받는 입력부(121)를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이부(120)는 후술할 제어부(190)에서 처리된 정보를 화면으로 표시하는 표시부(122)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 디스플레이부(120)를 통하여 배전선정보를 입력받고, 처리된 정보를 표시하는 경우를 중심으로 설명한다.
한편, 이도장력측정기(100)는 하우징(110)에 설치되는 장력감지부(130)를 포함할 수 있다. 이때, 장력감지부(130)는 하우징(110)과 인류클램프(400)를 연결할 수 있다. 또한, 상기 배전선의 길이가 가변될 때 상기 배전선에 인가되는 장력을 감지할 수 있다.
이도장력측정기(100)는 하우징(110)에 설치되는 연결부(140)를 포함할 수 있다. 이때, 연결부(140)는 하우징(110)과 장선기부(500)를 연결할 수 있다.
이도장력측정기(100)는 장력감지부(130)에서 감지된 상기 배전선의 장력과 상기 배전선정보를 근거로 상기 배전선의 이도를 산출하는 제어부(190)를 포함할 수 있다.
이때, 제어부(190)는 배전선정보를 근거로 후술할 수학식들을 적용하여 연산하는 연산부(191)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 연산부(191)에서 연산된 값을 근거로 배전선정보와 비교하여 판단하고, 각종 정보를 처리하는 비교부(192)를 포함할 수 있다. 제어부(190)는 연산부(191) 또는 비교부(192)에서 처리된 정보를 저장하거나 저장된 정보를 비교부(192) 또는 연산부(191)로 전송하는 저장부(193)을 포함할 수 있다. 이때, 저장부(193)는 후술할 정보를 테이블화하여 저장할 수 있다.
한편, 이도장력측정기(100)는 하우징(110)에 형성되는 전원스위치(150)를 포함할 수 있다. 전원스위치(150)는 작동에 따라 이도장력측정기(100)의 전원을 인가하거나 전원을 차단할 수 있다.
이도장력측정기(100)는 하우징(110)에 형성되는 연결커넥터(160)를 포함할 수 있다. 이때, 연결커넥터(160)는 외부저장매체(미도시)와 전기적으로 연결되어 제어부(190)의 데이터 등을 전송하거나 제어부(190)의 데이터 등을 상기 외부저장매체로 전송하는 통로 역할을 수행할 수 있다.
한편, 이도장력측정기(100)는 하우징(110)에 형성되어 외부전원케이블(미도시)이 연결되는 전원충전커넥터(170)를 포함할 수 있다. 또한, 이도장력측정기(100)는 외부로 신호를 방출하는 알람부(180)를 포함할 수 있다. 이때, 제어부(190)는 상기 배전선의 이도가 기 설정된 설정이도와 동일하면, 알람부(180)를 작동시키도록 제어할 수 있다.
이하에서는 이도자동산출장치(1000)의 작동에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 도 3에 도시된 이도자동산출장치(1000)의 제어순서를 보여주는 순서도이다. 도 6은 도 3에 도시된 디스플레이부의 작동을 보여주는 정면도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 사용자가 전원스위치(150)를 통하여 이도자동산출장치(1000)를 작동시킬 수 있다. 이때, 장선기부(500)의 일단에는 상기 배전선이 결합한 상태일 수 있다.
한편, 이도자동산출장치(1000)를 작동시키는 경우, 사용자는 디스플레이부(120)를 통하여 다양한 배전선정보를 입력할 수 있다.
1. 배선정보 중 공사명 입력단계
구체적으로 사용자는 디스플레이부(120)를 통하여 현재 진행하고 있는 공사명을 입력할 수 있다. 이때, 사용자는 공사명을 다양한 형태로 입력할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 공사명을 숫자로 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 공사명을 문자로 입력할수 있다.
한편, 상기와 같이 사용자가 디스플레이부(120)를 통하여 공사명을 입력하는 경우, 디스플레이부(120)는 입력된 공사명을 표시할 수 있다.
2. 배선정보 중 전주번호 입력단계
사용자는 상기의 내용 이외에도 사용자는 디스플레이부(120)를 통하여 전주번호를 입력할 수 있다. 이때, 전주번호를 입력하는 경우 공사명을 입력하는 경우와 유사하게 디스플레이부(120)에 전주번호를 표시할 수 있다.
3. 기준이도를 근거로 제 1 이도 및 제 1 장력을 계산하는 경우
(1) 기준이도입력단계;
상기와 같은 작업이 완료되는 경우 사용자는 기준이도를 기준으로 이도 및 장력을 산출할 것인지 여부를 입력할 수 있다. 구체적으로 디스플레이부(120)에는 기준이도와 지역별 이도를 선택하는 아이콘이 디스플레이될 수 있다.
이때, 사용자는 기준이도를 선택하는 경우 이도자동측정장치(1000)는 기준이도를 근거로 이도 및 장력을 계산할 수 있다.
반면, 사용자가 기준이도를 선택하지 않고 지역별 이도를 선택하는 경우, 이도자동측정장치(1000)는 다양한 변수를 근거로 이도 및 장력을 계산할 수 있다.
(2) 제 1 단계;
상기의 과정이 완료되면, 배전선의 종류를 디스플레이부(120)를 통하여 입력받는다. 이때, 배전선의 종류는 일반적으로 사용하는 전력선, 가공지선 등을 포함할 수 있다.
배전선의 종류는 특히 배전선의 설치시 사용하는 상품명이나 제품명, 약자 등으로 표기되어 작업자가 용이하게 인식할 수 있다.
한편, 상기의 과정이 완료되면, 배전선의 규격을 입력할 수 있다. 이때, 배전선의 규격은 일반적으로 지름 또는 반지름을 나타내며, 각 배전선의 종류에 따라 현재 사용되는 배전선의 규격을 입력할 수 있다.
예를 들면, 배전선의 종류를 ACSR/AW-TR/OC으로 선택하는 경우 배전선 규격으로 58, 95, 160, 240을 선택하는 화면이 디스플레이부(120)에 표시될 수 있다. 이때, 배전선의 규격의 단위는 mm2일 수 있다.
한편, 상기와 같이 디스플레이부(120)에 배전선의 규격이 디스플레이되는 경우, 사용자는 95를 선택할 수 있다. 따라서 사용자는 디스플레이부(120)의 화면에 표시되는 배전선의 종류 및 배전선의 규격을 용이하게 입력할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 디스플레이부(120)는 기준이도를 선택하도록 화면에 표시할 수 있다. 구체적으로 기준이도는 다양한 값을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기준이도는 0.4, 0.5, 0.6으로 표시될 수 있다.
사용자는 디스플레이부(120)를 터치하여 기준이도 중에 하나의 값을 선택할 수 있다. 이때, 기준이도는 상기 배전선의 종류에 따라 일정하게 고정될 수 있으며, 사용자가 임의로 선택할 수 있다.
한편, 배전선 중 가공전선은 풍압하중에 대하여 그 안전율이 경동선에 있어서 2.2이상, 배전선 중 기타 전선의 경우 2.5이상이 되도록 이도를 취하여야 한다. 특히 가공배전선의 이도는 전선규격별 기준장력을 적용함을 원칙으로 한다.
또한, 기준장력은 경간 40m, 주위온도 15℃, 무풍의 기준이도시의 장력으로 하며 전선의 종류, 굵기에 관계없이 0.6m로 한다.
다만, 상기에서 설명한 것과 같이 사용자의 선택에 따라 기준이도를 배전선의 종류에 상관없이 선택 가능하도록 프로그램밍될 수 있다. 따라서 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기준이도가 전선의 종류 및 전선의 규격에 의하여 정하여져 있는 경우를 중심으로 설명한다.
상기와 같이 기준이도를 선택하는 경우, 하기의 [수학식 1]을 통하여 기준장력을 계산할 수 있다.
Figure 112011045067211-pat00001
단, T1 : 기준장력[Kg]
D1 : 기준이도 0.6m(선택하는 경우 선택된 값)
Wr : 전선의 자중[Kg/m]
S : 경간[m]
이때, 전선의 자중의 경우 전선의 종류 및 전선의 규격에 따라 제어부(190)에 테이블 형태로 값이 기 설정될 수 있다. 또한, 상기의 자료는 전선의 종류 및 전선의 규격에 의하여 미리 정해져 있는 값이므로 발명의 상세한 설명에서는 생략하기로 한다.
한편, 상기에서 가공배전선의 이도 적용시 경간은 1개의 내장구간의 경간에 대하여 [수학식 2]를 이용하여 등가 경간으로 환산하여 적용한다.
Figure 112011045067211-pat00002
Figure 112011045067211-pat00003
여기서 S1, S2,…,Sn : 1개 내장구간 내 각 구간의 경간 [m]
한편, 상기의 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 근거로 전선의 종류별, 기준이도별로 기준장력을 계산할 수 있다. 이때, 계산된 기준장력은 제어부(190)에 테이블화되어 저장될 수 있다.
상기와 같이 기준이도를 입력하는 경우 디스플레이부(120)를 통하여 사용자로부터 고저차를 입력받을 수 있다. 이때, 고저차는 마주보는 전주의 높이차를 의미한다.
(3) 제 2 단계;
고저차를 입력하면, 고저차에 의하여 제 1 이도 및 제 1 장력을 계산할 수 있다. 구체적으로 제 1 이도 및 제 1 장력의 계산은 하기의 [수학식 3] 및 [수학식 4]을 참고하여 계산할 수 있다. 이때, 제 1 이도 및 제 1 장력의 계산은 고저차에 의하여 발생하므로 이하에서는 고저차가 없는 경우와 고저차가 있는 경우를 나누어 설명하기로 한다.
1) 고저차가 없는 경우
Figure 112011045067211-pat00004
상기의 그림에서 A,B의 높이가 동일한 경우
Figure 112011045067211-pat00005
Figure 112011045067211-pat00006
여기에서 단, T1 : 기준장력[Kg]
D1 : 제 1 이도[m]
TB : 최대조건하에서 지지점(B)의 장력 = 제 1 장력 [Kg]
Wr : 전선의 자중[Kg/m]
S : 경간[m]
상기의 내용을 근거로 제 1 이도 및 제 1 장력을 계산할 수 있다.
2) 고저차가 있는 경우
Figure 112011045067211-pat00007
상기의 그림에서와 같이 고저차가 존재하는 경우
Figure 112011045067211-pat00008
Figure 112011045067211-pat00009
Figure 112011045067211-pat00010
단, 여기서
DH1 : 지지점 H로부터 최저점 O까지의 이도(=제 1 이도)
DL1 : 지지점 L로부터 최저점 O까지의 각각의 이도
S : H, L점간의 수평경간 [m]
h : H와 L점의 고저차 [m]
D1 : 경간 S에서 고저차가 없을 때의 이도[m](=
Figure 112011045067211-pat00011
)
T1, Wr은 [수학식 3]에서와 같음.
TH1 : 제 1 장력[Kg]
상기의 내용을 근거로 제 1 이도 및 제 1 장력을 구할 수 있다.
한편, 상기의 과정들은 제어부(190)에서 수행될 수 있다.
(4) 제 3 단계;
사용자는 디스플레이부(120)를 통하여 작업온도를 입력할 수 있다. 이때, 작업온도를 입력하는 경우 디스플레이부(120)를 터치하여 현재 작업이 진행되는 지역의 기온을 입력할 수 있다.
(5) 제 4 단계;
이때, 배전선을 설치하는 경우 항상 15℃에서 작업하는 것이 아니므로 임의의 온도에 대하여 제 2 이도 및 제 2 장력을 계산하여야 한다. 따라서 상기와 같이 작업온도가 입력되면, 제어부(190)는 작업온도, 제 1 이도 및 제 1 장력을 근거로 제 2 장력을 계산하고, 제 2 장력을 근거로 제 2 이도를 계산할 수 있다.
구체적으로 제 2 장력 및 제 2 이도를 계산하는 방법은 하기의 [수학식 4]를 통하여 수행될 수 있다.
Figure 112011045067211-pat00012
Figure 112011045067211-pat00013
Figure 112011045067211-pat00014
Figure 112011045067211-pat00015
Figure 112011045067211-pat00016
Figure 112011045067211-pat00017
Figure 112011045067211-pat00018
단, T1, T2 : 제 1 장력, 제 2 장력 [kg]
TB : 측정장력 [Kg]
D1, D2 : 제 1 이도, 제 2 이도 [m]
T1, T2 : 제 1 이도 계산시 온도, 작업온도 [℃]
W1, W2 : 제 1 이도 계산시 합성하중, 제 2 이도 계산시 합성하중 [kg/m]
Wr : 전선자중 [Kg/m]
E : 탄성계수
α : 선팽창계수
A : 전선 단면적
S : 경간
한편, 상기의 식에서 제 1 장력은 [수학식 3] 및 [수학식 4]에 의하여 구한 제 1 장력을 대입할 수 있다. 또한, 탄성계수, 선팽창계수, 전선 단면적, 전선자중및 합성하중의 경우 전선의 규격 및 전선의 종류에 따라 테이블화하여 제어부(190)에 저장되어 있는 값들을 로딩하여 사용할 수 있다. 이때, 경간은 [수학식 2]를 이용하여 구해질 수 있다.
제 1 이도 계산시의 온도는 상기의 과정이 기준이도를 근거로 계산하므로 무풍, 무빙시 하중조건으로 t1=15℃, t2 = 작업온도, W2 = 전선의 자중을 대입하여 계산할 수 있다.
한편, 상기와 같이 [수학식 5]에 의하여 제 2 이도 및 제 2 장력을 계산되면, 디스플레이부(120)는 제 2 이도 및 제 2 장력을 표시할 수 있다. 이때, 제 2 이도 및 제 2 장력을 디스플레이부(120)에 표시하는 방법은 문자, 이모티콘, 색 등으로 다양하게 표현될 수 있다.
(6) 제 5 단계
한편 상기의 과정이 진행되는 동안, 장선기부를 통하여 사용자가 상기 배전선을 잡아당길 수 있다. 이때, 장력감지부(130)는 상기 배전선에서 발생하는 장력을 측정할 수 있다.
장력감지부(130)는 상기 배전선에서 측정된 측정장력을 제어부(190)로 전송할 수 있다. 제어부(190)는 측정장력이 전송되는 경우, 제 2 장력과 측정장력을 비교할 수 있다.
한편, 제어부(190)는 측정장력과 제 2 장력을 비교하여 측정장력이 제 2 장력과 동일하지 않은 것으로 판단되면, 측정장력과 제 2 장력의 차이를 디스플레이할 수 있다. 구체적으로 측정장력과 제 2 장력의 차이를 +,-로 표시하여 측정장력이 제 2 장력보다 작은지 큰지를 나타낼 수 있다.
예를 들면, 측정장력이 10이고 제 2 장력이 15인 경우 +5로 표시하여 상기 배전선에 장력을 더 가하여야함을 사용자에게 인지시킬 수 있다. 반면, 측정장력이 10이고 제 2 장력이 10인 경우 -5로 표시하여 상기 배전선에 장력이 너무 많이 가해졌음을 사용자에게 인지시킬 수 있다.
(7) 제 6 단계;
측정장력과 제 2 장력을 비교하여 제어부(190)는 측정장력과 제 2 장력이 동일한 경우 제어부(190)는 알람부(180)를 통하여 외부의 사용자에게 인지시킬 수 있다. 따라서 사용자는 상기 배전선의 길이를 가변시키지 않고 현 상태에서 전주에 상기 배전선을 설치할 수 있다.
4. 배전선 중 전력선인 경우 지역을 중심으로 이도를 계산하는 경우
(1) 배전선정보 중 공사명, 전주 번호 입력단계;
디스플레이부(120)를 통하여 사용자로부터 배전선의 설치 공사명, 전주의 번호를 입력받을 수 있다. 이때, 배전선의 설치 공사명, 전주의 번호를 입력받는 경우는 상기에서 설명한 바와 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
(2) 전력선입력단계;
상기와 같이 사용자가 지역별 이도 아이콘을 선택하는 경우, 제어부(190)는 디스플레이부(120)를 통하여 입력되는 신호가 배전선 중 전력선을 선택한 신호인지 판단할 수 있다.
구체적으로 사용자가 디스플레이부(120)를 통하여 전력선 아이콘 또는 가공지선 아이콘을 터치하여 선택할 수 있다. 제어부(190)는 사용자가 디스플레이부(120)를 통하여 전력선 아이콘을 선택하는 경우 전력선에 해당하는 제 2 이도 및 제 2 장력을 계산할 수 있다.
이하에서는 전력선에 해당하는 제 2 이도 및 제 2 장력을 계산하는 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
(3) 배전선정보의 입력(제 1 단계);
상기와 같이 전력선 아이콘을 선택한 후 배전선정보를 입력하는 경우, 디스플레이부(120)를 통하여 사용자로부터 배전선정보 중 전력선의 종류 및 전력선의 규격을 입력받을 수 있다. 또한, 디스플레이부(120)를 통하여 사용자로부터 배전선정보 중 전력선이 설치되는 지역을 입력받을 수 있다.
이때, 전력선이 설치되는 지역은 기 설정될 수 있다. 구체적으로 전력선이 설치되는 지역은 I지역, II지역, III지역으로 구분될 수 있다. I지역은 울릉도 등과 같은 도서지방, II지역은 서해안 등과 같은 해안가 지역, III지역은 해안가로부터 소정거리 떨어진 지역으로 설정될 수 있다.
한편, I지역은 풍압하중에 따라 I1지역, I2지역, I3지역으로 구분될 수 있다. 이때, I1지역은 빙설이 많은 해안지방인 또는 저온계 최대풍압지역일 수 있다. I2는 빙설이 많은 기타지방일 수 있다. I3는 빙설이 적은 지방일 수 있다.
II지역은 풍압하중에 따라 II1지역, II2지역, II3지역으로 구분될 수 있다. 이때, II1지역, II2지역, II3지역은 상기에서 설명한 I1지역, I2지역, I3지역과 유사하게 설정될 수 있으므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, III지역은 풍압하중에 따라 III1지역, III2지역, III3 ,III4지역으로 구분될 수 있다. 이때, III1지역, III2지역, III3지역은 상기에서 설명한 I1지역, I2지역, I3지역과 유사하게 설정될 수 있으므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, III4는 인가가 많이 연접된 지역으로 설정될 수 있다.
상기 I지역, II지역, III지역의 구분은 상기에서 설명한 것 이외에도 별도로 지정할 수 있다. 다만, 이하에서는 지역 구분을 상기에서 한 것과 동일하게 구분하는 경우를 중심으로 설명한다.
한편, 상기와 같이 지역이 나뉘어지는 경우 각 지역에 따라 풍압하중이 서로 상이하게 형성될 수 있다. 이때, 각 지역별 풍압하중은 테이블화되어 제어부(190)에 저장되어 있을 수 있다.
상기의 풍압하중이 정하여지는 경우 풍압하중과 전선자중에 의한 합성하중을 구할 수 있다. 이때, 합성하중을 구하는 방법은 빙설이 있는 지역과 빙설이 없는 지역을 나누어 생각해 볼 수 있다.
1) 빙설이 없는 경우
Figure 112011045067211-pat00019
Figure 112011045067211-pat00020
Figure 112011045067211-pat00021
Ws : 빙설이 없는 경우의 합성하중
W : 전선 1m당 중량[Kg/m](=전선자중)
WPS : 빙설이 없는 전선 1m당 수평풍압하중[Kg/m^2]
d : 전선의 외경[mm]
2) 빙설이 있는 경우
Figure 112011045067211-pat00022
Figure 112011045067211-pat00023
Figure 112011045067211-pat00024
Figure 112011045067211-pat00025
여기서 WW : 빙설이 있는 경우의 합성하중[Kg/m]
Wi : 두께 6mm, 비중 0.9g/cm^3의 빙설이 전선에 부착되었을 때 전선 1m당 빙설의 중량[Kg/m]
WPW : 빙설이 있는 전선 1m당 수평풍압하중[Kg/m]
d : 전선의 외경[mm]
한편, 상기의 [수학식 6] 및 [수학식 7]을 근거로 각 지역의 합성하중을 계산하여 제어부(190)에 테이블 형태로 저장할 수 있다. 따라서 사용자가 배전선의 설치 지역, 배전선의 규격, 배전선의 종류 등을 선택하면 제어부(190)는 테이블로부터 해당하는 합성하중을 선택할 수 있다.
이때, 배전선이 통신케이블인 경우 통신케이블의 외경을 등가외경으로 환산하여 상기 식에 적용함으로써 합성하중을 선택할 수 있다.
사용자는 디스플레이부(120)를 통하여 배전선정보 중 고저차를 입력하고, 경간을 입력할 수 있다. 이때, 고저차와 경간을 입력하는 방법은 상기에서 설명한 전력선의 종류 및 전력선의 규격을 입력받는 방법과 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
(4) 하중조건선택단계;
한편, 상기와 같이 배전선정보가 입력되는 경우, 배전선정보를 근거로 하중조건간 임계경간을 계산할 수 있다. 이때, 임계경간은 하기의 [수학식 8]에 의하여 계산될 수 있다.
임계경간은 장견간 개소의 이도는 고온계, 저온계 및 EDS 하중조건을 고려하여 설계하여야 하며, 이때, 고온계, 저온계 및 EDS 하중조건 중 어느 것을 초기조건(최악조건)으로 적용해야 하는지에 판별하기 위하여 임계경간을 구할 수 있다.
Figure 112011045067211-pat00026
Figure 112011045067211-pat00027
Figure 112011045067211-pat00028
단, SC : 하중조건간 임계경간[m]
W1 , W2 : 고온계, 저온계 및 EDS 하중조건 중 어느 두 조건 각각에 대한 합성하중[kg/m]
T1, T2 : 고온계, 저온계 및 EDS 하중조건 중 어느 두 조건 각각에 대한 전선장력[kg]
t1, t2 : 고온계, 저온계 및 EDS 하중조건 중 어느 두 조건 각각의 온도[℃]
E, α , A : 앞에서와 같음
다만, EDS 하중조건의 합성하중은 전선의 단위길이당 자중을 적용함.
또한, 전선장력은 고·저온계 하중조건의 경우에는 각 전선의 허용최대장력(인장하중/안전율의 최저규정치)을 EDS하중조건의 경에는 각 전선의 EDS 장력의 최대규정치(=인장하중×EDS 사용범위의 최대허용율)를 적용함.
한편, 고온계 하중조건, 저온계 하중조건, EDS 하중조건의 경우 하기와 같은 가정을 포함할 수 있다.
1) 고온계 하중조건
하계(4~11월)에 전선에 작용하는 최대하중으로 태풍을 고려한 강풍시 조건으로 한다.
① 풍압 : 지역별 풍압하중 및 하중조건 적용
② 온도 : 10℃
③ 빙설 : 불고려
2) 저온계 하중조건
동계(12월~3월)에 전선에 작용하는 최대하중으로 다음의 조건을 사용한다.
① 풍압 : 지역별 풍압하중 및 하중조건 적용
② 온도 : - 20℃
③ 빙설 : 두께 6.0mm, 비중 0.9g/cm^3
3)EDS(Every Day Stress) 하중조건
① 풍압 : 무풍
② 온도 : 10℃(평균기온)
③ 빙설 : 불고려
④ EDS 사용범위
Figure 112011045067211-pat00029
가) 알루미늄 전선 : 15%이하
나) 동 전선 : 25% 이하
이때, 고온계, 저온계, EDS 하중조건을 선택하는 것은 상기에서 지역별, 배전선별 합성하중을 계산한 결과값에서 임의로 선택하여 진행할 수 있다. 예를 들면, I1 지역의 고온계 하중조건과 저온계 하중조건을 적용하여 임계경간을 산출하고, 고온계 하중조건과 EDS 하중조건을 적용하여 임계경간을 산출하며, 저온계 하중조건과 EDS 하중조건을 적용하여 임계경간을 산출할 수 있다.
상기와 같이 산출된 결과를 근거로 임계경간을 구분하여 각 지역별로 임계경간의 범위를 한정할 수 있다. 이때, 임계경간의 범위는 배전선의 종류, 배전선의 규격, 지역에 따라 상이하게 형성될 수 있다.
또한, 임계경간의 범위는 특정숫자의 범위를 넘어가는 경우 고온계의 하중조건, 저온계의 하중조건 또는 EDS 하중조건 중에서 선택될 수 있다. 이때, 상기와 같이 계산된 각 배전선의 종류, 배전선의 규격, 지역에 따른 임계경간은 제어부(190)에 미리 계산되어 테이블 형태로 저장될 수 있다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 배전선정보가 입력되면, 제어부(190)는 입력된 경간과 임계경간을 비교할 수 있다. 이때, 제어부(190)는 입력된 경간과 임계경간에 따라 하중조건을 선택할 수 있다.
예를 들면, 입력된 경간이 특정수보다 작으면, EDS 하중조건을 선택할 수 있다. 또한, 입력된 경간이 특정수보다 크면, 고온계 하중조건을 선택할 수 있다.
반면, 입력된 경간이 특정수보다 작으면, 저온계 하중조건을 선택하고 입력된 경간이 특정수보다 크면, EDS 하중조건을 선택하는 것도 가능하다.
상기의 선택과정은 상기에서 설명한 바와 같이 테이블화된 임계경간과 입력된 배전선정보를 근거로 결정될 수 있다.
한편, 상기와 같이 하중조건이 결정되는 경우, 각 하중조건에 해당하는 합성하중을 근거로 제 1 이도 및 제 1 장력을 계산할 수 있다. 이때, 제 1 이도 및 제 1 장력을 계산하는 경우 상기 [수학식 1] 내지 [수학식 4]를 적용할 수 있다.
(5) 제 3 단계;
한편, 사용자는 상기의 과정과 별도로 디스플레이부(120)를 통하여 작업온도를 입력받을 수 있다. 입력받는 방법은 상기에서 설명한 바와 동일하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
(6) 제 4 단계;
작업온도가 입력되면, 상기 작업온도, 상기 제 1 이도 및 상기 제 1 장력을 근거로 제 2 장력을 산출하고, 상기 제 2 장력을 산출한 후 제 2 이도를 계산할 수 있다.
구체적인 방법은 상기 [수학식 5]를 적용하여 제 2 이도 및 제 2 장력을 산출할 수 있다. 산출하는 방법은 상기에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
(7) 표시단계, 제 5 단계, 제 6 단계;
상기의 과정이 완료되면, 표시단계, 제 5 단계 및 제 6 단계를 수행할 수 있다. 이때, 표시단계, 제 5 단계 및 제 6 단계는 상기에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
5. 배전선 중 전력선이 아닌 경우 지역을 중심으로 이도를 계산하는 경우.
배전선 중 전력선이 아닌 경우 배전선 중 전력선인 경우와 유사하게 단계가 진행될 수 있다. 다만, 배전선 중 전력선이 아닌 경우, 배전선 중 전력선인 경우 중에서 상기 전력선입력단계에서 전력선을 사용자가 선택하지 않은 경우 수행될 수 있다.
구체적으로 전력선입력단계에서 전력선을 사용자가 선택하지 않은 경우, 제어부(190)는 전력선이 아닌 배전선의 종류, 규격, 기준이도, 고저차, 경간을 입력받을 수 있다.
또한, 제어부(190)는 상기의 내용을 근거로 테이블화된 임계경간과 경간을 비교하여 하중조건을 선택할 수 있다. 선택된 하중조건에 따라 제 1 이도 및 제 1 장력을 산출하고 작업온도를 입력받아 제 2 이도 및 제 2 장력을 산출할 수 있다.
이때, 선택된 하중조건에 따라 제 1 이도 및 제 1 장력을 산출하는 방법은 상기와 유사하게 수행될 수 있다. 다만, 제 1 이도 및 제 1 장력을 산출할 때, 전력선으로 가정하여 제 1 이도 및 제 1 장력을 산출한 후 전력선 이도의 80%로 다시 제 1 이도에 적용하여 제 1 장력을 산출할 수 있다.
따라서 이도자동산출장치(1000)와 이도자동산출방법은 사용자가 전선의 종류, 전선의 규격, 전선이 설치되는 지역, 고저차, 경간을 입력함으로써 별도의 계산과정 없이 용이하고 간편하게 배전선의 설치에 필요한 제 2 장력을 산출할 수 있다.
또한, 이도자동산출장치(1000)와 이도자동산출방법은 사용자가 배전선을 설치하는 경우, 배전선에 따라 적합한 제 2 장력을 외부에서 인지할 수 있으므로 배전선의 정확한 시공을 신속하게 수행할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1000 : 이도자동측정장치
100 : 이도장력측정기
200 : 완금
300 : 현수애자
400 : 인류클램프
500 : 장선기부

Claims (20)

  1. 전주에 결합하여 고정되는 완금과,
    상기 완금과 연결되는 현수애자와,
    상기 현수애자와 연결되는 인류클램프와,
    상기 인류클램프에 연결되어 배전선의 장력을 측정하는 이도장력측정기와,
    상기 이도장력측정기에 연결되어 상기 배전선이 삽입되어 상기 배전선의 길이를 가변시키는 장선기부를 포함하고,
    상기 이도장력측정기는,
    하우징과,
    상기 하우징에 설치되어 사용자로부터 배전선 정보를 입력받는 디스플레이부와,
    상기 하우징에 설치되어 상기 인류클램프가 결합하고, 상기 배전선의 길이를 가변시킬 때 상기 배전선에 인가되는 장력을 감지하는 장력감지부와,
    상기 하우징에 설치되어 상기 장선기부와 결합하여 연결하는 연결부와,
    상기 장력감지부에서 감지된 상기 배전선의 장력과 상기 배전선정보를 근거로 상기 배전선의 계산이도를 산출하는 제어부를 구비하는 이도자동산출장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 배전선정보는 배전선의 종류, 배전선의 규격, 전주의 경간, 배전선이 설치되는 지역, 외부온도, 공사명, 전주번호 및 고저차 중 적어도 하나를 포함하는 이도자동산출장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이도장력측정기는 상기 하우징에 형성되는 전원스위치를 더 구비하는 이도자동산출장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이도장력측정기는 상기 하우징에 형성되어 외부저장매체와 전기적으로 연결되는 연결커넥터를 더 구비하는 이도자동산출장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 이도장력측정기는 상기 하우징에 형성되어 외부전원케이블이 연결되는 전원충전커넥터를 더 구비하는 이도자동산출장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이도장력측정기는 외부로 소리신호를 방출하는 알람부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 배전선의 계산이도가 기 설정된 설정이도와 동일하면, 상기 알람부를 작동시키도록 제어하는 이도자동산출장치.
  8. 디스플레이부를 통하여 사용자로부터 기준이도의 사용여부를 입력받는 기준이도입력단계;
    상기 디스플레이부를 통하여 사용자로부터 배전선의 기준이도, 배전선이 설치되는 지역, 배전선의 설치 공사, 배전선의 종류, 배전선의 규격, 전주의 고저차, 전주 번호 및 전주의 경간 중 적어도 하나를 포함하는 배전선정보를 입력받는 제 1 단계;
    상기 배전선 종류 및 상기 배전선이 설치되는 지역을 근거로 계산된 임계경간과 상기 전주의 경간을 비교하여 하중조건을 선택하는 하중조건 선택단계; 및
    제어부에서 상기 디스플레이부를 통하여 입력된 상기 배전선정보를 전송 받아 상기 배전선정보를 근거로 전주에 설치되는 배전선의 제 1 이도 및 제 1 장력을 계산하는 제 2 단계;를 포함하는 이도자동산출방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 기준이도입력단계 후에 사용자가 상기 디스플레이부를 통하여 상기 기준이도를 사용하지 않는다고 선택하는 경우, 상기 디스플레이부를 통하여 상기 배전선이 전력선인지 여부를 입력받는 전력선입력단계;를 더 포함하는 이도자동산출방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 8항에 있어서,
    상기 하중조건은 고온계 하중조건, 저온계 하중조건 및 EDS(Every day stress) 하중조건을 포함하는 이도자동산출방법.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 단계에서 상기 제어부는 상기 하중조건 및 상기 배전선정보를 근거로 상기 제 1 이도 및 상기 제 1 장력을 계산하는 이도자동산출방법.
  16. 청구항 8, 청구항 11, 청구항 14 및 청구항 15 중 어느 하나의 항에 있어서,
    사용자로부터 상기 디스플레이부를 통하여 작업온도를 입력받는 제 3 단계;를 더 포함하는 이도자동산출방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 작업온도, 상기 제 1 이도 및 상기 제 1 장력을 근거로 제 2 장력을 계산하고, 상기 제 2 장력을 근거로 제 2 이도를 계산하는 제 4 단계;를 더 포함하는 이도자동산출방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제 4 단계는 상기 디스플레이부를 통하여 상기 제 2 장력 및 상기 제 2 이도를 표시하는 표시단계;를 구비하는 이도자동산출방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    사용자가 장선기부를 통하여 배전선을 작업할 때, 상기 배전선에서 발생하는 장력을 장력측정부를 통하여 감지하는 제 5 단계;를 더 포함하는 이도자동산출방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제 2 장력과 상기 장력측정부에서 측정된 장력을 비교하여 상기 장력측정부에서 측정된 장력이 상기 제 2 장력과 동일한 경우 알람부를 통하여 외부의 사용자를 인지시키는 제 6 단계;를 더 포함하는 이도자동산출방법.
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