KR101505072B1 - 전력설비 진단 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

전력설비 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
전력설비 진단 시스템은, 고장유형별로 구분되는 복수의 초음파 신호에 대해, 해싱값을 각각 대응시켜 저장하는 데이터베이스, 전력설비에서 발생하는 제1초음파 신호를 수신하는 초음파 센서부, 상기 제1초음파 신호로부터 추출한 복수의 주파수 성분에 해싱 함수를 적용하여 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 획득하며, 상기 제1초음파 신호의 해싱값과 동일한 해싱값을 가지는 제2초음파 신호가 상기 데이터베이스에서 검색되면, 상기 제2초음파 신호에 대응하는 고장유형을 토대로 상기 전력설비를 진단하는 제어부를 포함한다.

Description

전력설비 진단 시스템 및 그 방법{System and method for monitoring and diagnosis of power device}

본 발명은 전력설비 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 해싱(Hashing) 기법에 의한 초음파 전력설비 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

전력 전송 과정에서 고압의 파동(60Hz) 에너지가 전력설비를 통과하게 된다. 이 과정에서, 전선, 개폐기 등 전기설비의 절연저항, 접속점 풀림 현상 등은 전력설비의 전력 누설현상을 발생시킬 수 있다. 또한, 전력 누설현상은 전력설비에 미세한 진동을 발생시킬 수 있다. 이러한 미세 진동은 음성 대역부터 고주파 대역까지 다양한 대역에서 발생하며, 특히, 초음파 대역(20Khz ~ 200Khz)에서 많이 발생하는 특징이 있다.

따라서, 전력설비에서 전력 누설현상을 발생시키는 설비 불량을 진단하기 위해, 전력설비에서 발생하는 초음파 신호를 이용하는 기술이 제안되었다.

일 예로, 전력설비에서 발생하는 초음파 신호를 사람이 들을 수 있는 가청 주파수 대로 전환하여 운영자의 헤드셋(Head Set)으로 전송함으로써, 운영자가 자신의 오감을 이용하여 수동으로 설비 불량을 진단하는 방법이 제안되었다.

그러나 이러한 방법은 운영자의 오감과 현장 경험에 전적으로 의존할 수밖에 없으며, 동일한 원인으로 발생하는 초음파 신호일지라도 이를 가청 주파수 대역으로 변환하는 장비에 따라 서로 다르게 해석될 수 있어, 오류 발생 가능성이 높다. 또한, 장기간에 걸쳐 불량 진단을 지속할 경우 운영자에게 난청 등의 산업재해를 발생시킬 위험이 있어, 안전성 면에서도 개선이 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 진단 오류를 최소화하고 실시간 설비 진단할 수 있는 전력설비 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 전력설비 진단 시스템은, 고장유형별로 구분되는 복수의 초음파 신호에 대해, 해싱값을 각각 대응시켜 저장하는 데이터베이스, 전력설비에서 발생하는 제1초음파 신호를 수신하는 초음파 센서부, 상기 제1초음파 신호로부터 추출한 복수의 주파수 성분에 해싱 함수를 적용하여 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 획득하며, 상기 제1초음파 신호의 해싱값과 동일한 해싱값을 가지는 제2초음파 신호가 상기 데이터베이스에서 검색되면, 상기 제2초음파 신호에 대응하는 고장유형을 토대로 상기 전력설비를 진단하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 전력설비 진단 방법은 전력설비에서 발생하는 제1초음파 신호를 수신하는 단계, 상기 제1초음파 신호로부터 추출한 복수의 주파수 성분에 해싱 함수를 적용하여 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 획득하는 단계, 고장유형별로 구분되는 복수의 초음파 신호에 대해 해싱값을 각각 대응시켜 저장하는 데이터베이스로부터, 상기 제1초음파 신호의 해싱값과 동일한 해싱값을 가지는 제2초음파 신호를 검색하는 단계, 그리고 상기 제2초음파 신호가 검색되면, 상기 제2초음파 신호에 대응하는 고장유형을 토대로 상기 전력설비를 진단하는 단계를 포함한다.

본 문서에 개시된 전력설비 진단 시스템 및 그 방법은, 각 고장유형에 해당하는 초음파 신호를 데이터베이스화하고, 이를 이용하여 전력설비에서 발생하는 초음파 신호에 대한 진단을 자동으로 수행함으로써, 운영자의 경험에 전적으로 의존하던 종래의 진단 방법에 비해 진단 오류 확률을 낮추는 효과가 있다.

또한, 청각기능이 취약한 운영자의 경우, 지속적인 진단으로 난청 등의 산업재해를 발생시킬 가능성이 있는 종래기술에 비해, 안전성이 확보되는 효과가 있다.

또한, 고장 진단의 기준이 되는 초음파 신호를 데이터베이스화하는 과정에서, 초음파 신호의 해싱값을 키(key) 값으로 같이 저장함으로써, 검색 과정에서의 연산 복잡도를 줄이고 빠른 검색이 가능하도록 지원한다.

또한, 새로운 초음파 신호가 수신되면, 이를 새롭게 데이터베이스에 추가하고 다음 진단에 사용함으로써, 진단이 진행될수록 진단의 기준이 되는 정보가 누적되고, 이에 따라 진단이 진행될수록 진단 정확도가 상승하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 진단 시스템을 도시한 구조도이다.
도 2는 초음파 신호로부터 주파수 성분을 분리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 초음파 신호로부터 획득되는 해싱값의 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 진단 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 진단 시스템을 도시한 구조도이다. 또한, 도 2는 초음파 신호로부터 주파수 성분을 분리하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 초음파 신호로부터 획득되는 해싱값의 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 전력설비 진단 시스템(10)은 데이터베이스(11), 초음파 센서부(12), 입력부(13), 출력부(14), 제어부(15) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소는 필수적인 것은 아니어서, 전력설비 진단 시스템(10)은 그보다 많거나 그보다 적은 구성요소를 가지도록 구현될 수도 있다.

데이터베이스(11)는 고장유형별로 대응하는 초음파 신호를 저장하고 관리할 수 있다. 여기서, 초음파 신호는 소정의 샘플링(sampling) 주기(예를 들어, 192kHz 이상)로 양자화되며, 양자화를 통해 획득되는 데이터는 초음파 신호에 대응하는 원본 데이터로 데이터베이스(11)에 저장될 수 있다.

또한, 데이터베이스(11)는 고장유형별로 구분되어 저장된 초음파 신호의 해싱값을 초음파 신호별로 대응시켜 저장하고 관리할 수 있다.

본 문서에서, 초음파 신호의 해싱값은, 초음파 신호를 구성하는 복수의 주파수 성분에 해싱(hashing) 함수를 적용하여 획득할 수 있다.

해싱(Hashing)은 데이터를 저장하고 검색하는데 사용되는 자료구조의 한 종류로써, 검색하고자 하는 데이터를 특정 함수(해싱 함수)로 처리해 얻은 해싱 값으로 데이터의 위치를 검색하는 방법을 의미한다.

아래에서는, 해싱 기법을 적용하여 초음파 신호로부터 해싱값을 획득하는 방법을 상세하게 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 전력설비 진단 시스템(10)은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 시간 영역으로 표현되는 초음파 신호(h(t))로부터 주파수 성분들을 추출하기 위해, 초음파 신호에 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 적용하여 주파수 영역으로 변환할 수 있다. 주파수 영역으로의 변환을 통해 초음파 신호는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 주파수 성분(f0, , fn)을 포함하는 주파수 스펙트럼으로 표현될 수 있다.

이후, 전력설비 진단 시스템(10)은 초음파 신호의 주파수 스펙트럼을 이용하여, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 초음파 신호를 복수의 주파수 신호로 분리하고, 이를 토대로 복수의 주파수 성분을 추출할 수 있다.

한편, 전력설비 진단 시스템(10)은 초음파 신호로부터 추출한 복수의 주파수 성분에 해싱 함수를 적용하여 해싱값을 산출하고, 이를 초음파 신호의 식별정보로 사용할 수 있다.

이를 위해, 전력설비 진단 시스템(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 신호의 주파수 대역(20Hz ~ 200KHz)을 복수의 주파수 대역으로 분할하고, 분할된 각 주파수 대역에 하나 이상의 비트를 할당하는 방식으로 해싱값(101)에 메모리를 할당한다.

그리고 초음파 신호가 각 주파수 대역에 포함되는 주파수 성분을 포함하는지에 따라, 각 주파수 대역에 할당된 비트의 값(0 또는 1)을 결정함으로써 해싱값을 생성할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전력설비 진단 시스템(10)은 초음파신호의 전체 주파수 대역을 소정 개수 이상의 주파수 대역들로 분할하고, 분할된 주파수 대역의 개수에 대응하여 해싱값에 메모리를 할당함으로써, 서로 다른 초음파 신호의 식별정보가 중복되는 충돌(collision) 현상을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 식별정보를 저장하는 메모리(아래에서는 '버켓(bucket)'이라 칭함)의 크기가, 32bytes(256bits)가 되도록 초음파 신호의 전체 주파수 대역을 256개의 주파수 대역들로 분할할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전력설비 진단 시스템(10)은 초음파 신호로부터 추출한 복수의 주파수 성분 중 상측파대(upper sideband, 上側波帶) 및 하측파대(lower sideband, 下側波帶) 중 어느 한측에 대응하는 주파수 성분들만을 이용하여 해싱값을 산출함으로써, 해싱값에 할당되는 메모리를 감소시킬 수 있다. 일반적으로, 주파수 스펙트럼을 구성하는 복수의 주파수 성분들 중 상측파대 또는 하측파대에 해당하는 성분들만으로 원본 복원이 가능하다. 따라서, 전력설비 진단 시스템(10)은 어느 한 측의 주파수 성분들만을 이용하여 해싱값을 구성함으로써, 해싱값의 충돌은 최소화하면서 해싱값에 할당되는 메모리를 줄이는 것이 가능하다.

다시, 도 1을 보면, 데이터베이스(11)는 각 초음파 신호에 대응하는 고장유형정보 및 각 고장유형을 안내하는 안내 메시지를 저장하고 관리할 수도 있다.

표 1 내지 표 3은 각각 데이터베이스(11)에 저장되는 해싱값, 원본 데이터, 고장유형 안내 메시지의 테이블(table)의 예들을 도시한 것이다.

표 1. 버켓 테이블

표 1을 참조하면, 버켓 테이블은 식별정보가 저장되는 SID, 해싱값, 설명, 메시지 ID 등을 포함할 수 있다.

SID는 테이블 내 저장 위치를 나타내는 정보로서, 각 초음파 신호의 해싱값이 테이블 내 어느 위치에 저장되는지를 나타내는 값이다.

해싱값은 각 초음파 신호의 검색에 사용되는 식별정보로서, 초음파 신호를 구성하는 복수의 주파수 성분에 대해 해싱 기법을 적용하여 획득될 수 있다.

설명은 각 초음파 신호의 고장유형정보로서, 각 초음파 신호가 어느 전력설비에서 어떤 고장으로 발생되는지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 애자(insulator, 碍子)의 절연불량, 개폐기(switch, 開閉器)의 열화, 변압기(electric transformer, 變壓器)의 열화 등 고장이 발생한 전력설비 및 고장유형에 대한 정보를 포함할 수 있다.

메시지 ID는 각 초음파 신호에 해당하는 고장내용을 안내하기 위한 메시지의 식별정보로서, 각 안내 메시지가 후술하는 표 3의 메시지 테이블 내에서 어느 위치에 저장되는지를 나타내는 위치정보를 포함할 수 있다.

한편, 표 1에서는 각 초음파 신호에 대응하는 안내 메시지의 위치정보가 버켓 테이블의 프리픽스 필드(prefix field)에 저장되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다.

표 2. 원본 데이터 테이블

표 2를 참조하면, 각 초음파 신호의 원본 데이터 테이블은, SID, 샘플링 주기, 패턴 타입, 패턴 데이터 등을 포함할 수 있다.

SID는 테이블 내 저장 위치를 나타내는 정보로서, 각 초음파 신호의 원본 데이터가 테이블 내 어느 위치에 저장되는지를 나타내는 값이다. 표 2의 원본 데이터 테이블 내 SID는 표 1의 버켓 테이블의 SID와 일대일 대응되어되도록 저장될 수 있다.

샘플링 주기는 각 초음파 신호로부터 원본 데이터를 획득하기 위해 샘플링한 주기를 나타내며, 8 KHz, 16 KHz, 32 KHz, 64 KHz, 128 KHz, 192 KHz, 384KHz 등 음성 대역을 포함하도록 설정될 수 있다. 또한, 패턴 타입은 초음파 신호의 패터타입을 나타내며, 기계적(mechanical), 전기적(electrical), 생물학적(biological), 화학적(chemical) 패턴 타입으로 구분될 수 있다.

패턴 데이터는 초음파 신호를 양자화하여 획득되는 원본 데이터를 포함할 수 있다.

표 3. 안내 메시지 테이블

표 3을 참조하면, 안내 메시지 테이블은 메시지 ID, 등록일, 등록운영자, 메시지 등을 포함할 수 있다.

메시지 ID는 테이블 내 저장 위치를 나타내는 정보로서, 각 안내 메시지가 메시지 테이블 내 어느 위치에 저장되는지를 나타내는 값이다. 표 3의 메시지 테이블 내 메시지 ID는 표 1의 버켓 테이블의 메시지 ID와 일대일 대응되어되도록 저장될 수 있다. 따라서, 전력설비 진단 시스템(10)은 버켓 테이블 내에 저장된 메시지 ID를 참조하여, 고장유형을 안내하는 메시지의 위치를 확인하는 것이 가능하다.

한편, 데이터베이스(11)는 전력설비 진단 시스템(10)의 제조 공정에서 고장유형별로 미리 획득한 초음파 신호를 이용하여 초기 설정되며, 이후, 데이터베이스(11)는 설비 진단 과정에서 새롭게 획득되는 초음파 신호를 추가함으로써 지속적으로 업데이트될 수 있다.

초음파 센서부(12)는 타겟(20)이 되는 전력설비로부터 초음파 신호를 수신하는 기능을 수행한다.

입력부(13)는 운영자로부터 전력진단 시스템(10)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 입력 받는다. 입력부(13)는 키 패드(key pad), 터치 패드(touch pad), 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등을 포함할 수 있다.

출력부(14)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 수단으로서, 디스플레이(display) 등의 표시수단과, 스피커(speaker), 헤드셋 등의 음향출력수단 등을 포함할 수 있다.

제어부(15)는 초음파 센서부(12)를 통해 소정 이득 이상의 초음파 신호가 입력되면, 전력설비에 이상이 발생한 것으로 판단할 수있다. 이상적인 경우, 정상으로 동작하는 전력설비에서는 초음파 신호가 발생하지 않는다. 따라서, 제어부(15)는 소정 이득보다 작은 초음파 신호가 입력되는 경우, 전력설비가 정상 동작 중인 것으로 판단하고 설비 진단을 중단한다.

제어부(15)는 이상 발생이 인지되면, 초음파 센서부(12)를 통해 입력되는 초음파 신호로부터 해싱값을 산출한다. 여기서, 해싱값은 초음파 신호를 구성하는 복수의 주파수 성분에 대해 해싱 함수를 적용하여 산출한 값으로서, 전술한 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 방법으로 획득된다.

제어부(15)는 해싱값이 산출되면, 산출한 해싱값과 일치하는 해싱값을 데이터베이스(11)로부터 검색한다. 즉, 제어부(15)는 데이터베이스(11)에 저장된 초음파 신호들 중 전력설비로부터 입력된 초음파 신호와 동일한 해싱값을 가지는 초음파 신호를 검색한다.

제어부(15)는 데이터베이스(11)로부터 전력설비로부터 입력된 초음파 신호와 동일한 해싱값을 가지는 초음파 신호가 검색되면, 검색된 초음파 신호에 대응되어 있는 고장유형정보를 데이터베이스(11)로부터 확인할 수 있다. 그리고, 이를 토대로 전력설비의 상태를 진단한다. 또한, 확인된 고장유형정보를 토대로, 전력설비의 고장을 안내하기 위한 정보를 출력부(14)를 통해 출력할 수 있다.

제어부(15)는 전력설비의 고장 및 고장유형을 안내하기 위한 메시지를 디스플레이에 표시하거나, TTS(Text to Speaker)기능을 호출하여 음성 신호로 출력할 수 있다. 제어부(15)는 전술한 표 1의 버켓 테이블로부터 안내 메시지의 저장 위치를 확인하고, 이를 참조하여 안내 메시지를 데이터베이스(11)로부터 읽어와 출력부(14)를 통해 출력할 수 있다.

한편, 데이터베이스(11)로부터 입력되는 초음파 신호와 동일한 해싱값을 가지는 초음파 신호가 검색되지 않는 경우, 제어부(15)는 입력되는 초음파 신호를 가청 주파수 대역의 음향 신호로 변환한다. 그리고, 변환된 음향 신호를 출력부(14)를 통해 출력할 수 있다. 이에 따라, 출력되는 음향 신호를 확인한 운영자는 고장 유형을 판단하고, 고장유형정보와 이를 안내하기 위한 메시지를 입력부(13)를 통해 입력할 수 있다.

입력부(13)를 통해 고장유형정보 및 안내 메시지를 수신한 제어부(15)는 전력설비로부터 입력되는 초음파 신호의 원본 데이터와 해싱값을 데이터베이스(11)에 새롭게 추가하고, 운영자에 위해 입력된 고장유형정보를 새롭게 추가된 초음파 신호에 대응시켜 저장한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력설비 진단 방법을 도시한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 전력설비 진단 시스템(10)은 초음파 센서부(12)를 통해 타겟(20)이 되는 전력설비에서 발생하는 초음파 신호를 수신한다(S101).

이후, 전력설비 진단 시스템(10)은 제어부(15)를 통해 해싱 기법을 적용함으로써 상기 S101 단계에서 수신한 초음파 신호의 해싱값을 산출한다(S102). 해싱값은 전술한 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 초음파 신호에 포함된 복수의 주파수 성분에 해싱 함수를 적용하여 산출될 수 있다.

해싱값이 산출되면, 전력설비 진단 시스템(10)은 제어부(15)를 통해 해싱값을 이용한 데이터베이스(11) 검색을 수행한다. 즉, 상기 S101 단계에서 수신한 초음파 신호와 동일한 해싱값을 가지는 초음파 신호를 데이터베이스(11)로부터 검색한다(S103).

상기 S103 단계에서, 동일한 해싱값을 가지는 초음파 신호가 검색되면, 전력설비 진단 시스템(10)은 데이터베이스(11)로부터 검색된 초음파 신호에 대응하는 고장유형정보를 읽어온다. 그리고, 이를 토대로 전력설비의 고장유형을 판단한다(S104).

또한, 검색된 초음파 신호에 대응하는 안내 메시지를 데이터베이스(11)로부터 읽어오고, 이를 출력부(14)를 통해 운영자에게 제공한다(S105).

한편, 상기 S103 단계에서, 동일한 해싱값을 가지는 초음파 신호가 검색되지 않는 경우, 전력설비 진단 시스템(10)은 제어부(15)를 통해 상기 S101 단계에서 수신한 초음파 신호를 가청 주파수 대역의 음향 신호로 변환한다. 그리고, 가청 주파수 대역의 음향 신호를 출력부(14)를 통해 출력한다(S106).

이를 확인한 운영자는 전력설비의 고장 유형을 판단하고, 고장유형에 대한 정보 및 고장유형을 설명하는 메시지를 입력부(13)를 통해 전력설비 진단 시스템(10)으로 입력한다. 이에 따라, 전력설비 진단 시스템(10)은 입력부(13)를 통해 초음파 신호의 고장유형정보 및 메시지를 수신한다(S107).

또한, 전력설비 진단 시스템(10)은 상기 S101 단계를 통해 수신한 초음파 신호와 이로부터 획득한 해싱값을 데이터베이스(11)에 새롭게 추가한다(S108). 또한, 상기 S107 단계를 통해 수신한 고장유형정보 및 메시지를 새로 추가된 초음파 신호에 대응하여 데이터베이스(11)에 저장한다.

전술한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전력설비 진단 시스템(10)은 각 고장유형에 해당하는 초음파 신호를 데이터베이스화하고, 이를 이용하여 전력설비에서 발생하는 초음파 신호에 대한 진단을 자동으로 수행함으로써, 운영자의 경험에 전적으로 의존하던 종래의 진단 방법에 비해 진단 오류 확률을 낮추는 효과가 있다.

또한, 청각기능이 취약한 운영자의 경우, 지속적인 진단으로 난청 등의 산업재해를 발생시킬 가능성이 있는 종래기술에 비해, 안전성이 확보되는 효과가 있다.

또한, 고장 진단의 기준이 되는 초음파 신호를 데이터베이스화하는 과정에서, 초음파 신호의 해싱값을 키(key) 값으로 같이 저장함으로써, 검색 과정에서의 연산 복잡도를 줄이고 빠른 검색이 가능하도록 지원한다.

또한, 새로운 초음파 신호가 수신되면, 이를 새롭게 데이터베이스에 추가하고 다음 진단에 사용함으로써, 진단이 진행될수록 진단의 기준이 되는 정보가 누적되고, 이에 따라 진단이 진행될수록 진단 정확도가 상승하는 효과가 있다.

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 기록 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

1. 고장유형별로 구분되는 복수의 초음파 신호에 대해, 해싱값을 각각 대응시켜 저장하는 데이터베이스,
   전력설비에서 발생하는 제1초음파 신호를 수신하는 초음파 센서부, 그리고
   상기 제1초음파 신호로부터 추출한 복수의 주파수 성분에 해싱 함수를 적용하여 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 획득하며, 상기 제1초음파 신호의 해싱값과 동일한 해싱값을 가지는 제2초음파 신호가 상기 데이터베이스에서 검색되면, 상기 제2초음파 신호에 대응하는 고장유형을 토대로 상기 전력설비를 진단하는 제어부
   를 포함하는 전력설비 진단 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 초음파 신호의 전체 주파수 대역을 분할한 복수의 주파수 대역에 대해 적어도 하나의 비트를 각각 할당하며,
   상기 복수의 주파수 성분을 토대로 상기 복수의 주파수 대역에 할당된 비트의 값을 설정함으로써 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 획득하는 전력설비 진단 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1초음파 신호의 해싱값은, 상기 복수의 주파수 대역 중 상기 제1초음파 신호로부터 추출한 주파수 성분이 포함된 주파수 대역에 대해, 할당된 비트를 기 설정된 값으로 설정하여 획득되는 전력설비 진단 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 주파수 성분은, 상기 제1초음파 신호에 포함된 주파수 성분들 중 상측파대에 대응하는 주파수 성분인 전력설비 진단 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 데이터베이스는, 상기 복수의 초음파 신호 각각에 대해 대응하는 고장유형을 안내하는 메시지를 대응시켜 저장하는 전력설비 진단 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   음향 신호를 출력하는 출력부를 더 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 제2초음파 신호에 대응하는 안내 메시지를 상기 데이터베이스로부터 읽어오고, 상기 안내 메시지를 음향 신호로 변환하여 상기 출력부를 통해 출력하는 전력설비 진단 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 제1초음파 신호와 동일한 해싱값을 가지는 초음파 신호가 검색되지 않으면, 상기 제1초음파 신호와 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 상기 데이터베이스에 추가하는 전력설비 진단 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   입력부, 그리고
   음향 신호를 출력부를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 제1초음파 신호와 동일한 해싱값을 가지는 초음파 신호가 검색되지 않으면, 상기 제1초음파 신호를 가청 주파수 대역의 음향 신호로 변환하여 상기 출력부를 통해 출력하고, 상기 입력부를 통해 입력되는 상기 제1초음파 신호의 고장유형정보를 상기 제1초음파 신호에 대응시켜 상기 데이터베이스에 저장하는 전력설비 진단 시스템.
9. 전력설비 진단 시스템의 전력설비 진단 방법에 있어서,
   전력설비에서 발생하는 제1초음파 신호를 수신하는 단계,
   상기 제1초음파 신호로부터 추출한 복수의 주파수 성분에 해싱 함수를 적용하여 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 획득하는 단계,
   고장유형별로 구분되는 복수의 초음파 신호에 대해 해싱값을 각각 대응시켜 저장하는 데이터베이스로부터, 상기 제1초음파 신호의 해싱값과 동일한 해싱값을 가지는 제2초음파 신호를 검색하는 단계, 그리고
   상기 제2초음파 신호가 검색되면, 상기 제2초음파 신호에 대응하는 고장유형을 토대로 상기 전력설비를 진단하는 단계
   를 포함하는 전력설비 진단 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 해싱값을 획득하는 단계는,
    초음파 신호의 전체 주파수 대역을 분할한 복수의 주파수 대역에 대해 적어도 하나의 비트를 각각 할당하는 단계, 그리고
    상기 복수의 주파수 성분을 토대로, 상기 복수의 주파수 대역에 할당된 비트의 값을 설정함으로써 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 획득하는 단계
    를 포함하는 전력설비 진단 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1초음파 신호의 해싱값은, 상기 복수의 주파수 대역 중 상기 제1초음파 신호로부터 추출한 주파수 성분이 포함된 주파수 대역에 대해, 할당된 비트를 기 설정된 값으로 설정하여 획득되는 전력설비 진단 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 주파수 성분은 상기 제1초음파 신호에 포함된 주파수 성분들 중 상측파대에 대응하는 주파수 성분인 전력설비 진단 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 제2초음파 신호에 대응하는 고장유형을 안내하는 안내 메시지를 상기 데이터베이스로부터 읽어오는 단계, 그리고
    상기 안내 메시지를 음향 신호로 변환하여 출력하는 단계
    를 더 포함하는 전력설비 진단 방법.
14. 제9항에 있어서,
    상기 제2초음파 신호가 검색되지 않으면, 상기 제1초음파 신호와 상기 제1초음파 신호의 해싱값을 상기 데이터베이스에 추가하는 단계
    를 더 포함하는 전력설비 진단 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 추가하는 단계는,
    상기 제1초음파 신호를 가청 주파수 대역의 음향 신호로 변환하여 출력하는단계,
    상기 제1초음파 신호의 고장유형정보를 입력받는 단계, 그리고
    입력받은 상기 제1초음파 신호의 고장유형정보를 상기 제1초음파 신호에 대응시켜 상기 데이터베이스에 저장하는 단계
    를 더 포함하는 전력설비 진단 방법.
16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 의한 전력설비 진단 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장하는 기록매체.

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