KR101525514B1 - 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템 - Google Patents

디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템 Download PDF

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흡 윤
전성진
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Abstract

본 발명은 지중관로의 곡률, 내경 및 파손상태를 간편하고 정확하게 측정함으로써 관로에 포설되는 케이블의 단선 사고를 미연에 방지함과 더불어 관리비를 줄이도록 한 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템에 관한 것으로서, 지중 관로 내부에 투입되어 상기 지중 관로의 내경 및 길이를 측정하고, 내부를 촬영하는 제 1 도통 측정유닛과, 상기 제 1 도통 측정유닛과 일정 간격으로 연결되어 상기 제 1 도통 측정유닛과 연동하는 제 2 도통 측정유닛과, 상기 제 1 도통 측정유닛과 제 2 도통 측정유닛 사이에 구성되어 상기 지중 관로의 곡률에 따라 각도 변위를 측정하고 상기 각도 변위를 길이 변위로 계산하여 상기 지중 관로의 내부 곡률 반경을 측정하는 곡률 반경 측정 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템{System for measuring radius of cuvature of underground conduit using digital conducting tester}
본 발명은 디지털 시험기에 관한 것으로, 특히 지중 관로의 곡률, 내경 및 파손 상태를 정확하게 측정하도록 한 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 송·배전·통신 지중케이블의 관로 공사는 굴착 및 도로 점용 허가를 받게 되면 제반 규정에 의하여 도로를 굴착하고 합성수지 관로(예로, ELP 전선관)를 포설한 뒤 관로의 도통시험을 거쳐 케이블을 포설하게 된다.
이때 지중 관로의 내부에 포설되는 케이블의 절연체는 굴곡에 약하므로 구부리면 절연 파괴를 일으킬 위험성이 있으므로 포설되는 케이블의 곡률에 영향을 미치는 지중 관로의 곡률과 기울기가 허용오차 이내에 있는지 시험되어져야 한다.
또한, 포설된 관로가 어느 한 부분에서 주저앉거나 변형된 부분이 있는지를 확인하기 위해서도 도통시험을 실시하여야 한다. 이때 케이블에 유해한 외상이 없으면 케이블 포설 작업을 시행하게 된다.
한편, 종래 기술에 의한 도통 시험방법은 맨홀 내에서 작업자가 수작업으로 관로에 브러쉬 등이 구비된 도통봉을 집어넣고 인입방향으로 잡아당겨서 행하는 정도였다.
그러나 이는 관로 내부에 존재하는 이물질의 종류나 특성을 확인할 수 없기 때문에 충분하고 확실한 관로 청소가 불가능하다. 또한, 도통봉은 규격화된 표준 것을 사용하게 되므로 관로 상태가 불량한 경우에는 여러번의 도통시험을 시행해야 하는 불편이 따른다.
또한, 지중 관로의 곡률반경 및 직관과 관로의 연결부 상태가 매설시공시(또는 시공후) 측압에 의한 변형 여부를 확인할 수 없었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지중관로의 곡률, 내경 및 파손상태를 간편하고 정확하게 측정함으로써 관로에 포설되는 케이블의 단선 사고를 미연에 방지함과 더불어 관리비를 줄이도록 한 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템은 지중 관로 내부에 투입되어 상기 지중 관로의 내경 및 길이를 측정하고, 내부를 촬영하는 제 1 도통 측정유닛과, 상기 제 1 도통 측정유닛과 일정 간격으로 연결되어 상기 제 1 도통 측정유닛과 연동하는 제 2 도통 측정유닛과, 상기 제 1 도통 측정유닛과 제 2 도통 측정유닛 사이에 구성되어 상기 지중 관로의 곡률에 따라 각도 변위를 측정하고 상기 각도 변위를 길이 변위로 계산하여 상기 지중 관로의 내부 곡률 반경을 측정하는 곡률 반경 측정 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 곡률 반경 측정 유닛은 상기 제 1 도통 측정유닛의 일 단부에 착탈 가능하도록 결합되는 제 1 로드와, 상기 제 1 로드에 마련되는 조인트부와, 상기 조인트부에 결합되어 상기 제 1 로드와 상대적으로 회동 또는 직선왕복운동이 이루어지는 제 2 로드와, 일 단부가 상기 제 1 로드와 결합되어 직선 왕복운동이 가능하도록 배치되며, 상기 제 2 로드로부터 상기 제 1 로드가 회동함과 동시에 탄력적으로 상기 제 2 로드 내부에서 직선운동하도록 마련되는 치차부와, 상기 치차부에 인접하게 배치되어 상기 치차부가 이동한 거리를 측정하여 상기 제 1 로드와 제 2 로드가 절곡된 각도를 측정하는 각도 검출부를 포함하여 이루어진다.
상기 치차부의 일 단부에 결합되어 상기 제 2 로드로부터 상기 제 1 로드가 상기 조인트부를 중심으로 절곡 또는 회동운동에 탄력적으로 복원력을 제공하는 탄성부를 더 포함하여 이루어진다.
상기 곡률 반경 측정 유닛은 상기 치차부와 치합하여 회전하도록 마련되는 회전부재를 포함하고, 상기 회전부재가 회전한 각도정보를 근거로 상기 제 1 로드와 제 2 로드의 회동각도를 측정하고, 상기 각도 검출부는 상기 조인트부의 내부 또는 외부에 배치된다.
본 발명의 실시예에 따른 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 지중 관로의 곡률 반경을 측정하여 케이블 포설시 절연 파괴를 미연에 방지함으로써 사고를 예방함과 동시에 보수 작업에 따른 관리비를 줄일 수가 있다.
둘째, 지중 관로의 내부 촬영으로 배관 상태, 이물질 여부, 변형 여부 및 내경 측정이 가능하며, 관로내 환경 정보를 제공받을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 도 1의 제 1, 제 2 도통 측정 유닛과 곡률 반경 센서 유닛을 개략적으로 나타낸 도면
도 3은 도 1의 제 1, 제 2 도통 측정 유닛을 나타낸 사시도
도 4는 도 2에 나타낸 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템의 작동상태를 도시하는 참고도
도 5는 도 2에 나타낸 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템을 개략적으로 도시하는 참고도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템을 나타낸 도면
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 제 1, 제 2 도통 측정 유닛과 곡률 반경 센서 유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 제 1, 제 2 도통 측정 유닛을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 2에 나타낸 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템의 작동상태를 도시하는 참고도이며, 도 5는 도 2에 나타낸 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템을 개략적으로 도시하는 참고도이다.
본 발명에 의한 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 지중 관로(400) 내부에 투입되어 상기 지중 관로(400)의 내경 및 길이를 측정하고, 내부를 촬영하는 제 1 도통 측정유닛(100)과, 상기 제 1 도통 측정유닛(100)과 일정 간격으로 연결되어 상기 제 1 도통 측정유닛(100)과 연동하는 제 2 도통 측정유닛(200) 및 상기 제 1 도통 측정유닛(100)과 제 2 도통 측정유닛(200) 사이에 구성되어 상기 지중 관로(400)의 곡률에 따라 각도 변위를 측정하고 상기 각도 변위를 길이 변위로 계산하여 상기 지중 관로(400)의 내부 곡률 반경을 측정하는 곡률 반경 측정 유닛(300)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 도통 측정유닛(100,200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지중 관로(400) 내에 투입되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 일측단에 연결되어 이동하면서 상기 관로 내부를 촬영하여 정보를 송출하는 카메라(120)와, 상기 몸체(110)에 상부에 일정한 간격을 갖으면서 상기 몸체(110)의 양측 외주에 방사상으로 접설되어 구성되는 다수의 지지바(131)를 통해 상기 몸체(110)와 연결되어 전개 및 절첩이 가능하도록 구성되는 덮개부(130)와, 상기 덮개부(130)의 전개 및 절첩에 따라 상기 관로 내부의 지름을 측정하여 송출하기 위해 상기 몸체(110)의 적어도 일측면에 구성되는 센서부(140)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 덮개부(130)는 상기 관로 내부에서 이동할 때 이동이 원할하게 되기 위해 양단이 내측으로 오므라져 구성되어 있다.
상기 제 1, 제 2 도통 측정유닛(100,200)은 배전관로, 송전관로 및 통신관로 등 어떠한 규격의 관로에도 측정이 가능하도록 관로의 직경에 따라 자유롭게 크기 조절이 가능하도록 상기 덮개부(130)가 유선형 모양 및 신축성을 부여하고 있다.
상기 곡률 반경 측정 유닛(300)은 상기 제 1 도통 측정유닛(100)의 일 단부에 착탈 가능하도록 결합되는 제 1 로드(310)와, 상기 제 1 로드(310)에 마련되는 조인트부(320)와, 상기 조인트부(320)에 결합되어 상기 제 1 로드(310)와 상대적으로 회동 또는 직선왕복운동이 이루어지는 제 2 로드(330)와, 일 단부가 상기 제 1 로드(310)와 결합되어 직선 왕복운동이 가능하도록 배치되며, 상기 제 2 로드(330)로부터 상기 제 1 로드(310)가 회동함과 동시에 탄력적으로 상기 제 2 로드(330) 내부에서 직선 운동하도록 구비되는 치차부(340)와, 상기 치차부(340)의 일 단부에 결합되어 상기 제 2 로드(330)로부터 상기 제 1 로드(310)가 상기 조인트부(320)를 중심으로 절곡 또는 회동운동에 탄력적으로 복원력을 제공하는 탄성부(350)와, 상기 치차부(340)에 인접하게 배치되어 상기 치차부(340)가 이동한 거리를 측정하여 상기 제 1 로드(310)와 제 2 로드(330)가 절곡된 각도를 측정하는 각도 검출부(360)를 포함한다.
도 1 도시된 바와 같이, 상기 도통 측정기를 개략적으로 살펴보면, 관로 내부에 도통 측정기가 배치된다. 상기 지중 관로(400)는 극단적으로 휘어있는 상태를 일 예로써 표현하고 있으며, 상기 지중 관로(400)의 형상은 이에 한정되지 않는다.
상기 지중 관로(400) 내부에 배치된 상기 제 1 도통 측정유닛(100)과 제 2 도통 측정유닛(200)은 'θ' 값에 해당하는 각도로 절곡되어 있다. 이때 상기 제 1 로드(310)와 제 2 로드(330)는 'L'에 해당하는 길이를 가지며, 이를 근거로 상기 지중 관로(400)의 곡률반경을 계산할 수 있다.
상기 지중 관로(400)의 곡률 반경 계산식은 다음과 같다.
Figure 112014022464311-pat00001
,
Figure 112014022464311-pat00002
따라서 상기 곡률 반경 측정 유닛(300)은 'θ' 값을 측정하여 저장 또는 전송한다. 그러면 상기 계산식에 의해 지중 관로(400)의 곡률반경을 계산할 수 있고, 이를 통하여 케이블을 포설하기 전에 지중 관로(400)의 상태에 따라 지중 관로(400)의 보수 작업을 판단하여 케이블 포설시 절곡에 의한 전계 집중을 예방하여 단선과 같은 사고를 미연에 방지할 수 있다.
상기 곡률 반경 측정 유닛(300)은 상기 제 1 도통 측정유닛(100)과 제 2 도통 측정유닛(200)이 지중 관로(400) 내부를 지나가면서 각각 상기 제 1 로드(310)와 제 2 로드(330)가 이루고 있는 각도를 측정하는데, 이때 상기 제 1 로드(310)와 제 2 로드(330)는 상기 조인트부(320)에 의해 상대적으로 회동 가능하도록 결합된다.
따라서 상기 지중 관로(400)가 유선형으로 형성된다 하더라도 상기 조인트부(320)를 통하여 상기 제 1 도통 측정유닛(100)과 제 2 도통 측정유닛(200)을 유연하게 연결할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
즉, 호(弧) 형상으로 휘어진 지중 관로(400) 내부에 상기 제 1 도통 측정유닛(100)과 제 2 도통 측정유닛(200)이 지나가게 되면, 상기 제 1 로드(310)와 제 2 로드(330)가 상기 조인트부(320)를 중심으로 소정의 각도를 형성하게 된다.
이때 상기 제 1 로드(310)에 연결된 상기 치차부(340)가 상기 제 2 로드(320) 내부에서 탄력적으로 돌출되면서 'θ' 값에 해당하는 각도로 상기 제 1 로드(310)와 제 2 로드(330)는 절곡된다.
그러면 상기 치차부(340)가 상기 제 2 로드(330) 내부에서 돌출됨과 동시에 직선방향으로 이송하게 되는데, 이때 상기 각도 검출부(360)는 상기 치차부(340)에 형성된 치차와 맞물려 회전하는 회전부재가 마련되어 상기 회전부재의 회전량을 근거로 상기 제 1 로드(310)와 제 2 로드(330)가 절곡된 'θ' 값을 측정하게 된다.
이때 상기 각도 검출부(360)는 상기 조인트부(320) 내부에 마련되어 관로 내부에서 파손되는 것을 방지하도록 배치된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템은 도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 본 발명의 도 5와 비교하여 곡률 반경 측정 유닛이 상기 조인트부의 외측에 배치되는 것을 제외하고 동일한 구성 및 기능을 갖는다.
이는 도면에 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 각도 검출부(360)가 상기 치차부(340)의 치차와 치합하여 회전하며 'θ' 값을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제 1 로드(310)가 제 2 로드(330)로부터 상기 치차부(340)와 함께 직선방향으로 이송된 거리를 측정하여 'θ' 값을 측정할 수도 있다.
또한 상기 각도 검출부(360)가 상기 조인트부(320)의 외측에 배치되는 경우, 상기 각도 검출부(360)를 탈착 가능하도록 구성하여 유지보수에 보다 용이하도록 구성할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템은 지하에 매설된 전기 및 통신 케이블의 관로 내부에 카메라(120) 및 센서부(140)를 이용하여 관로의 찌그러진 부분 혹은 매설되거나 파손된 부분을 파악하고, 상기 곡률 반경 측정 유닛(300)을 통해 상기 지중 관로의 곡률에 따라 각도 변위를 측정하고 상기 각도 변위를 길이 변위로 계산하여 상기 지중 관로의 내부 곡률 반경을 측정하게 된다.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 제 1 도통 측정유닛 200 : 제 2 도통 측정유닛
300 : 곡률 반경 측정 유닛 400 : 지중 관로

Claims (5)

  1. 지중 관로 내부에 투입되어 상기 지중 관로의 내경 및 길이를 측정하고, 내부를 촬영하는 제 1 도통 측정유닛과,
    상기 제 1 도통 측정유닛과 일정 간격으로 연결되어 상기 제 1 도통 측정유닛과 연동하는 제 2 도통 측정유닛과,
    상기 제 1 도통 측정유닛과 제 2 도통 측정유닛 사이에 구성되어 상기 지중 관로의 곡률에 따라 각도 변위를 측정하고 상기 각도 변위를 길이 변위로 계산하여 상기 지중 관로의 내부 곡률 반경을 측정하는 곡률 반경 측정 유닛을 포함하여 구성되고, 상기 곡률 반경 측정 유닛은
    상기 제 1 도통 측정유닛의 일 단부에 착탈 가능하도록 결합되는 제 1 로드와, 상기 제 1 로드에 마련되는 조인트부와, 상기 조인트부에 결합되어 상기 제 1 로드와 상대적으로 회동 또는 직선왕복운동이 이루어지는 제 2 로드와, 일 단부가 상기 제 1 로드와 결합되어 직선 왕복운동이 가능하도록 배치되며, 상기 제 2 로드로부터 상기 제 1 로드가 회동함과 동시에 탄력적으로 상기 제 2 로드 내부에서 직선운동하도록 마련되는 치차부와, 상기 치차부에 인접하게 배치되어 상기 치차부가 이동한 직선거리를 측정하고 상기 제 1 로드와 제 2 로드 간의 길이를 근거로 상기 제 1 로드와 제 2 로드가 절곡된 각도를 측정하는 각도 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 치차부의 일 단부에 결합되어 상기 제 2 로드로부터 상기 제 1 로드가 상기 조인트부를 중심으로 절곡 또는 회동운동에 탄력적으로 복원력을 제공하는 탄성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡률 반경 측정 유닛은 상기 치차부와 치합하여 회전하도록 마련되는 회전부재를 포함하고, 상기 회전부재가 회전한 각도정보를 근거로 상기 제 1 로드와 제 2 로드의 회동각도를 측정하는 것을 특징으로 하는 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각도 검출부는 상기 조인트부의 내부 또는 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템.
KR1020140027100A 2014-03-07 2014-03-07 디지털 도통 시험기를 이용한 지중 관로 곡률 반경 측정 시스템 KR101525514B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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