KR101556695B1 - System of sensing high temperatrue by device of high voltage distributing board, low voltage distributing board, distributing board, motor contorl board using multi-array infrared sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반 등의 열화 감시에 관한 것으로서, 구체적으로는 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a deterioration monitoring system for a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, a motor control board, and the like.
수배전반은 집단 거주 지역, 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트, 지하철, 화학단지, 제철소 등의 광범위한 전력 수용가에서 특고압의 전력을 저압으로 변환하여 해당 설비에 공급하는 수배전 계통에 설치되어 전력 감시, 제어 및 보호를 위하여 사용된다.The switchboard is used to convert high-pressure power to low pressure and supply it to a wide range of power consumers such as residential areas, buildings, schools, factories, ports, airports, water supply and sewage treatment plants, substations, heavy industrial plants, subways, chemical complexes, It is installed in the water distribution system and is used for power monitoring, control and protection.
수배전반은 아크나 열화 등으로 인해 기기의 노후화라든가 화재의 발생으로 이어질 수 있다. 기존 수배전반의 경우 적외선 센서라든가 다양한 센서를 통해 열화를 감지하도록 구성된다.The switchboard can lead to the aging of the equipment or the fire due to the arc or deterioration. In the case of existing switchgear, it is configured to detect deterioration through an infrared sensor or various sensors.
종래에는 센서에 의해 온도가 상승하면 열화로 판단한다.Conventionally, when the temperature rises by the sensor, it is judged as deterioration.
그런데, 수배전반 내부에는 변압기, 케이블, 차단기, 스위치 등의 다양하고 많은 전력 기기들이 구비되며 그러한 전력 기기들은 합성 수지, 금속 등과 같이 워낙 다양한 재질들이 복합적으로 구성되기 때문에, 전력 기기별 온도의 위험성도 다르게 판단되어야 한다.However, since there are various power devices such as a transformer, a cable, a breaker, and a switch inside the switchgear, the power devices have a variety of materials such as synthetic resin and metal, Should be judged.
그러나, 종래의 수배전반 온도 감시 시스템은 특정 임계 온도를 기준으로 열화를 판단함으로써, 열화 판단이 매우 획일적이다. 재질의 종류에 따라서도 특정 온도에서 열화로 빠르게 진행되기도 하며 열화가 심화되기도 하는 등 다양한 상태 변화를 일으킨다.However, in the conventional switching and monitoring temperature monitoring system, deterioration judgment is very uniform by judging deterioration based on a specific critical temperature. Depending on the kind of material, it may cause various state changes such as rapid deterioration at specific temperature and deterioration.
그러므로, 특정 재질이 온도 변화에 민감한지 등에 따라 미리 열화 가능성을 예측하거나 열화를 미리 판단할 수 있는 보다 구체적인 수단이 요구되고 있다.
Therefore, there is a need for a more specific means for predicting the deterioration possibility or determining the deterioration in advance depending on whether a specific material is sensitive to a temperature change or the like.
본 발명의 목적은 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템을 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide an apparatus-specific deterioration detection system for a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor.
상기 본 발명의 목적에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템은, 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 전력 기기별로 온도를 감지하는 멀티 어레이 적외선 센서; 전력 기기의 초기 온도를 저장하는 초기 온도 메모리; 상기 전력 기기별로 열화를 판단하기 위한 기준 온도 범위를 미리 저장하는 기준 온도 메모리; 상기 멀티 어레이 적외선 센서에 의해 감지된 전력 기기의 온도와 상기 초기 온도 메모리에 저장된 해당 전력 기기의 초기 온도의 차이가 상기 기준 온도 메모리에 저장된 해당 전력 기기의 기준 온도 범위에 있는지에 따라 열화 여부를 판단하는 열화 판단 모듈; 상기 열화 판단 모듈의 판단 결과에 따라 경고 신호를 출력하는 경고 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.The apparatus for each of the high voltage switchboard, the low voltage switchboard, the distribution board, and the motor control panel using the multi-array infrared sensor according to the present invention comprises a high voltage switchboard, a low voltage switchboard, a distribution board, Array infrared sensor; An initial temperature memory for storing an initial temperature of the power device; A reference temperature memory for storing in advance a reference temperature range for determining deterioration for each power device; It is determined whether or not the difference between the temperature of the power device detected by the multi-array infrared sensor and the initial temperature of the corresponding power device stored in the initial temperature memory is within the reference temperature range of the corresponding power device stored in the reference temperature memory A degradation determination module And a warning module for outputting a warning signal according to the determination result of the deterioration determination module.
이때, 상기 기준 온도 범위는, 상기 전력 기기별로 미리 정해진 온도 범위로 구성될 수 있다.At this time, the reference temperature range may be a predetermined temperature range for each power device.
한편, 상기 열화 판단 모듈은, 비몰드 변압기 표면 온도가 80℃ 이상 ~ 95℃ 미만이면 요주의 상태, 95℃ 이상 ~ 110℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, 몰드(mold) 변압기의 철심부가 100℃ 이상 ~ 120℃ 미만이면 요주의 상태, 120℃ 이상 ~ 140℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, 상기 몰드 변압기의 에폭시(epoxy) 표면이 70℃ 이상 ~ 80℃ 미만이면 요주의 상태, 80℃ 이상 ~ 100℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, GLS 외부표면 온도차가 10℃ 이상 ~ 15℃ 미만이면 요주의 상태로 판단하고, IV 케이블(cable)이 60℃ 이상 ~ 80℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, EV 케이블이 75℃ 이상 ~ 100℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, HIV 케이블이 75℃ 이상 ~ 100℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, CV 케이블이 90℃ 이상 ~ 110℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다.If the surface temperature of the non-molded transformer is less than 95 ° C, the deterioration judgment module judges that it is in an abnormal state. If the surface temperature of the mold transformer is not less than 95 ° C and less than 110 ° C, It is judged that it is in an abnormal state when it is less than 120 ° C. and when it is less than 120 ° C. and less than 140 ° C. and when it is judged that the epoxy surface of the mold transformer is more than 70 ° C. and less than 80 ° C., It is determined that the temperature difference between the outer surface of the GLS and the GLS is less than or equal to 15 ° C. If the IV cable is less than 60 ° C. and less than 80 ° C., ° C to less than 100 ° C and the HIV cable is determined to be in an abnormal state when the HIV cable is less than 75 ° C to less than 100 ° C and the abnormal state is determined when the CV cable is less than 90 ° C to less than 110 ° C .
그리고 상기 열화 판단 모듈은, 3상 변압기 중 한 상의 변압기의 온도와 나머지 두 상의 변압기의 온도를 대비한 결과, 0℃ 이상 ~ 5℃ 미만의 온도차가 발생하는 경우 정상 상태로 판단하고, 5℃ 이상 ~ 10℃ 미만의 온도차가 발생한 경우 요주의 상태로 판단하고, 10℃ 이상 ~ 20℃ 미만의 온도차가 발생한 경우 이상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다.The deterioration judgment module judges that the temperature of one of the three-phase transformers is in a normal state when a temperature difference between 0 ° C and 5 ° C is generated as a result of comparing the temperature of the transformer with the temperature of the other two phases of the transformer. It is judged that the temperature difference is less than ~ 10 ° C, and it is judged that it is in the abnormal state when the temperature difference is more than 10 ° C ~ 20 ° C.
그리고 상기 멀티 어레이 적외선 센서는, 16 X 4의 멀티 어레이를 각각 감지하도록 구성될 수 있다.
The multi-array infrared sensor may be configured to detect a multi-array of 16
상술한 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템에 의하면, 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반에 구비되는 다양한 전력 기기별로 열화 상태나 주의 상태에 대한 각각의 온도 범위를 미리 설정하여 개별적으로 판단하도록 구성됨으로써, 기존과 달리 개별적인 부위별 열화 상태를 정확하게 판단할 수 있는 효과가 있다.According to the device-specific deterioration detection system of the high-voltage switchboard, the low-voltage switchboard, the distribution board and the motor control panel using the above-described multi-array infrared sensor, the deterioration state or the state of attention of various power devices provided in the high voltage switchboard, low voltage switchboard, It is possible to accurately determine the deteriorated state of each individual part unlike the conventional method.
또한, 3상 변압기의 경우에도 상별로 온도 변화를 대비함으로써, 정확한 열화와 열화 가능성을 정확하게 판단할 수 있다.
Further, even in the case of a three-phase transformer, it is possible to precisely judge the precise deterioration and the possibility of deterioration by preparing a temperature change for each phase.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 실제 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 온도 센서와 마이크로컨트롤러의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 온도 센서의 데이터를 독출하기 위한 신호를 나타내는 차이밍 차트이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복잡 전기 설비의 이상 유무 판단의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템의 온도 센싱에 대한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템의 온도 센싱 인터페이스 화면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 경보 화면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 통신 상태 화면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서의 송수신 시퀀스를 나타내는 타이밍도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 테이블(pixel table)이다.1 is a block diagram of an apparatus-specific deterioration detection system for a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of an infrared temperature sensor and a microcontroller according to an embodiment of the present invention.
4 is a difference chart showing a signal for reading data of an infrared temperature sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart for determining whether or not the complex electrical equipment is abnormal according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram for temperature sensing of a device-dependent deterioration detection system of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
7 is a temperature sensing interface screen of a device-dependent deterioration detection system of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to another embodiment of the present invention.
8 is an alarm screen of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
9 is a communication status screen of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
10 is a timing chart showing a transmission / reception sequence of a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
11 is a pixel table according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept.
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.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
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.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
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.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
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.In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
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 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 실제 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of a device-dependent deterioration detection system for a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention. A low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템(이하, ‘기기별 열화 감지 시스템’이라 함)(100)은 멀티 어레이 적외선 센서(110), 초기 온도 메모리(120), 기준 온도 메모리(130), 열화 판단 모듈(140), 경고 모듈(150)을 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a device-specific deterioration detection system (hereinafter, referred to as 'device-dependent deterioration detection system') of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the
기기별 열화 감지 시스템(100)은 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반 내에 구비된 다양한 전력 기기에 대해 각각의 열화 상태를 판단하도록 구성된다.The device-specific
기기별 열화 감지 시스템(100)은 전력 기기의 재질별로 그리고 종류별로 열화에 대한 기준 온도 범위를 다르게 설정하도록 구성되며, 이에 따라 열화를 정확하게 판단할 수 있다.The device-specific
또한, 3상 변압기의 경우에도 상별 온도차를 판단하여 상별 열화를 보다 쉽고 정확하게 알 수 있게 된다.In addition, even in the case of a three-phase transformer, it is possible to easily and accurately recognize the deterioration of each phase by judging the temperature difference between phases.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.
멀티 어레이 적외선 센서(110)는 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 전력 기기별로 온도를 감지하도록 구성될 수 있다.The
여기서 전력 기기는 케이블, 변압기, 차단기 등과 같이 수배전반 등에 구비되는 각종 전력 기기를 의미한다.Here, the electric power equipment refers to various electric power equipment such as a cable, a transformer, a breaker, etc.,
멀티 어레이 적외선 센서(110)는 16 X 4의 멀티 어레이를 각각 감지하도록 구성될 수 있다. 각 어레이는 전력 기기별로 매핑(mapping)되어 설정될 수 있다.The
초기 온도 메모리(120)는 전력 기기의 초기 온도를 저장하도록 구성될 수 있다. 초기 온도는 미리 정해진 시각마다 주기적으로 저장될 수 있다.The
그리고 초기 온도는 멀티 어레이 적외선 센서(110)에 의해 감지되는 온도가 전력 기기별로 저장되도록 구성될 수 있다.The initial temperature may be configured such that the temperature sensed by the
기준 온도 메모리(130)는 전력 기기별로 열화를 판단하기 위한 기준 온도 범위를 미리 저장하도록 구성될 수 있다. 즉, 전력 기기마다 열화로 판단하기 위한 온도가 전력 기기마다 다르게 설정될 수 있다.The
예를 들어, 다음의 표 1과 같이 설정될 수 있다.For example, it can be set as shown in Table 1 below.
즉, MOLD(몰드) 변압기, GLS, 케이블(cable)과 같이 그 전력 기기와 그 재질에 따라 다르게 설정될 수 있다.That is, it can be set differently depending on the electric power equipment such as MOLD (mold) transformer, GLS and cable, and the material thereof.
Non-molded transformer surface temperature
변압기
Mold (MOLD)
Transformers
Iron core portion
Epoxy surface (Class B)
케이블
cable
표 1을 참조하면, 예를 들어 비몰드 변압기 표면온도가 80도 이상이면 요주의 또는 이상 여부를 알리게 되고, 케이블의 경우 고압 케이블인 CV 케이블의 경우 90도 이상이 되면 이상 여부를 알려주는 알고리즘으로 적용하도록 구성될 수 있다.For example, when the surface temperature of an unformed transformer is 80 degrees or more, it is noticed that there is a carefulness or an abnormality. Referring to Table 1, when the CV cable is a high-voltage cable, .
열화 판단 모듈(140)은 멀티 어레이 적외선 센서(110)에 의해 감지된 전력 기기의 온도와 초기 온도 메모리(120)에 저장된 해당 전력 기기의 초기 온도의 차이를 산출하도록 구성될 수 있다.The
열화 판단 모듈(140)은 그 산출된 온도 차이가 기준 온도 메모리(130)에 저장된 해당 전력 기기의 기준 온도 범위에 있는지를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 각 전력 기기의 열화 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.The
구체적으로는, 열화 판단 모듈(140)은 비몰드 변압기 표면 온도가 80℃ 이상 ~ 95℃ 미만이면 요주의 상태, 95℃ 이상 ~ 110℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, 몰드(mold) 변압기의 철심부가 100℃ 이상 ~ 120℃ 미만이면 요주의 상태, 120℃ 이상 ~ 140℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, 상기 몰드 변압기의 에폭시(epoxy) 표면이 70℃ 이상 ~ 80℃ 미만이면 요주의 상태, 80℃ 이상 ~ 100℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, GLS 외부표면 온도차가 10℃ 이상 ~ 15℃ 미만이면 요주의 상태로 판단하고, IV 케이블(cable)이 60℃ 이상 ~ 80℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, EV 케이블이 75℃ 이상 ~ 100℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, HIV 케이블이 75℃ 이상 ~ 100℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, CV 케이블이 90℃ 이상 ~ 110℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다.Specifically, when the surface temperature of the non-molded transformer is less than 95 ° C and less than 95 ° C, the
한편, 열화 판단 모듈(140)은 3상 변압기의 경우에는 각 상의 변압기에 대해서 각 상별 변압기의 온도 차이를 산출하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the
열화 판단 모듈(140)은 그 온도 차이가 미리 정해진 온도 범위에 정해져 있는지 판단하고 그에 따라 열화 여부 등을 판단하도록 구성될 수 있다.The
다음 표 2와 같이 그 미리 정해진 온도 범위가 정해질 수 있다.The predetermined temperature range can be determined as shown in Table 2 below.
열화 판단 모듈(140)은 3상 변압기 중 한 상의 변압기의 온도와 나머지 두 상의 변압기의 온도를 대비한 결과, 0℃ 이상 ~ 5℃ 미만의 온도차가 발생하는 경우 정상 상태로 판단하고, 5℃ 이상 ~ 10℃ 미만의 온도차가 발생한 경우 요주의 상태로 판단하고, 10℃ 이상 ~ 20℃ 미만의 온도차가 발생한 경우 이상 상태로 판단하도록 구성될 수 있다.The
경고 모듈(150)은 열화 판단 모듈(140)의 판단 결과에 따라 경고 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.The
도 3은 이러한 적외선 온도 센서(110)와 메인 보드의 마이크로컨트롤러 간의 연결 구성도를 나타내고, 도 4는 적외선 온도 센서(110)와 마이크로컨트롤러의 회로도를 나타낸다.FIG. 3 shows a connection configuration diagram between the
도 3에서 보듯이 멀티 어레이 적외선 센서(110)는 마이크로컨트롤러와 도 3과 같이 결선될 수 있으며, 멀티 어레이 적외선 센서(110)의 입출력 핀(pin)은 다음 표 3과 같다.3, the multi-array
멀티 어레이 적외선 센서(110)는 10개의 핀을 통해 필요한 신호를 인가하거나 감지된 센서의 데이터를 출력할 수 있다.The multi-array
멀티 어레이 적외선 센서(110)의 정보를 통해 읽어낸 MCLK 주파수는 1 MHz가 될 수 있고, 데이터 스트림에 문제가 생겨 데이터를 정상적으로 받지 못하면 마이크로컨트롤러는 적외선 온도 센서(1100)를 리셋(reset)시키도록 설계하여 어떠한 에러가 발생하더라도 잠시 후에 정상적으로 데이터를 받을 수 있도록 구성될 수 있다.The MCLK frequency read through the information of the multi-array
적외선 온도 센서(110)를 동작시키고 데이터를 수신하기 위해서는 MCLK에 적절한 클럭을 인가해야 하는데, MCLK의 클럭 주파수는 EEPROM으로부터 Ox59와 Ox5A의 번지로부터 데이터를 읽어내고, 그 값을 이용하여 MCLK의 주파수를 계산한다.In order to operate the
그 계산식은 다음 수학식 1과 같다.The calculation formula is as shown in the following equation (1).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 온도 센서(110)의 데이터를 독출하기 위한 신호를 나타내는 차이밍 차트이다.4 is a difference chart showing a signal for reading data of the infrared
도 4에서는 MCLK의 값을 이용하여 t(Pix)의 시간을 다음 수학식 2와 같이 산출 가능하다. 여기서 안전한 데이터를 획득하기 위해서는 32 X t(SCK) < t(Pix)의 식을 만족하는 SCK의 주파수를 사용해야 하며 t(Pix)의 계산은 다음 수학식 2와 같이 수행될 수 있다.In FIG. 4, the time of t (Pix) can be calculated by using the value of MCLK according to the following equation (2). Here, in order to obtain the secure data, the frequency of the SCK satisfying the formula of 32 X t (SCK) < t (Pix) should be used and the calculation of t (Pix)
도 4에서 스트림(stream)의 데이터 크기는 총 1056 워드의 크기를 가지며, 통신 에러를 검출하기 위해 동기화 워드가 프레임 내에 포함된다.In FIG. 4, the data size of the stream has a total size of 1056 words, and a synchronization word is included in the frame to detect a communication error.
프레임 내의 동기화 워드는 2 워드의 크기로 1024번째 데이터에 0x789A와 1025번째 데이터에 0xBCDE를 포함시켜 마이크로컨트롤러로 전송시킨다. 이 두 워드를 통해 프레임의 에러와 프레임의 시작을 찾을 수 있다. 따라서 데이터의 1024번째 데이터와 1025번째 데이터의 값을 비교하여 프레임의 에러 여부를 확인한다. 만약 에러가 발생한 경우에는 두 동기 워드를 통해 프레임의 시작 위치를 찾을 수 있다.The synchronization word in the frame is transmitted to the microcontroller by including 0x789A in the 1024th data and 0xBCDE in the 1025th data in the size of 2 words. These two words can be used to find frame errors and the beginning of a frame. Therefore, the value of the 1024th data of the data is compared with the value of the 1025th data to check whether the frame is erroneous. If an error occurs, the start position of the frame can be found through two sync words.
수변전실에서 발생하는 열화에 의한 온도측정을 위해 16*4 멀티 영역의 멀티 어레이 적외선 센서(110)의 신호가 I2C 통신을 통해 메인 보드에 저장되고, 저장된 데이터는 데이터 분석을 위해 PC로 전송되고, 숫자로도 데이터베이스화될 수 있다.In order to measure the temperature by the deterioration occurring in the water immersion chamber, a signal of the 16 * 4 multi-array multi-array
멀티 어레이 적외선 센서(110)와 결합된 마이크로컨트롤러의 메인 보드 회로에서 보듯이 외부에서는 전원과 RS232통신선이 내부로 연결된다. 전원을 인가한 후 RS232포트를 PC에 꽂으면 2D 적외선 영상을 PC상에서 볼 수 있게 구성될 수 있다As shown in the main board circuit of the microcontroller combined with the multi-array
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복잡 전기 설비의 이상 유무 판단의 흐름도이다.5 is a flow chart for determining whether or not the complex electrical equipment is abnormal according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 3대의 변압기가 설치된 장소에서 한 상의 변압기가 가열되는 경우 나머지 상의 변압기와 비교하여 일정 이상의 온도차가 발생하는 경우에 문제가 발생한 것으로 판단하는 최고 온도 감시법과 변압기의 최대허용 온도를 기초로 하여 정해진 일정한 온도 이상이 되었을 때 문제가 발생한 것으로 판단하는 3상 비교 감시 방법, 최고 온도 감시법과 3상 비교 감시법을 혼용한 방법이 이용될 수 있다.5, when a transformer of one phase is heated in a place where three transformers are installed, the maximum temperature monitoring method that determines that a problem occurs when a temperature difference of more than a certain level is generated as compared with a transformer of the remaining phase, A three-phase comparison monitoring method, a maximum temperature monitoring method, and a three-phase comparison monitoring method, which determine that a problem occurs when a predetermined temperature is exceeded, may be used.
복합적으로 구성된 전력설비에 대한 감시는 전력설비마다 온도를 비교하거나 최고의 온도를 설정하여 이상 유무를 판단하는 것은 어려운 일이다. 그러므로, 각 설비마다 최고 허용 온도가 각각 다르고, 각 설비들의 온도를 비교하는 것도 문제가 된다. 따라서 동시에 여러 설비를 감시하는 방법이 필요하다. It is difficult to judge whether there is an abnormality by comparing the temperature for each electric power facility or setting the highest temperature. Therefore, it is also problematic to compare the temperature of each facility with the maximum permissible temperature for each facility. Therefore, a method for monitoring various facilities at the same time is needed.
도 5와 같이 멀티 어레이 적외선 센서(110)를 설치해 두고 그 이미지를 보면서 감시하고자 하는 각 설비에 대한 영역을 미리 설정하고, 설정된 영역에 대한 설비의 최고 허용온도를 설정하여 각 설정된 영역의 온도 설정치 이상이 되면 문제가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 5, a multi-array
또한 각 설비의 시간에 따른 온도 변화가 급격한 경우 경보 메시지를 알려주는 기능을 혼용하도록 하여 설비의 이상 징후를 미리 포착할 수 있도록 구성될 수 있다In addition, when the temperature of each facility changes suddenly with time, the function of informing the alarm message may be mixed, so that the abnormality of the facility can be captured in advance
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템의 온도 센싱에 대한 개념도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 기기별 열화 감지 시스템의 온도 센싱 인터페이스 화면이다.FIG. 6 is a conceptual view of temperature sensing of a device-dependent deterioration detection system of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention. This is a temperature sensing interface screen for the device-specific deterioration detection system of the high-voltage switchboard, the low-voltage switchboard, the distribution board, and the motor control panel using the multi-array infrared sensor.
도 6 및 도 7을 참조하면, 각 어레이마다 전력 기기를 매핑(mapping)하여 특정 어레이의 온도 변화를 특정 전력 기기의 온도 변화로 감지할 수 있게 된다. 그리고 어레이별 컬러 매핑을 통해 특정 어레이의 온도를 색상별로 가시화하여 쉽게 인지할 수 있도록 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 6 and 7, a power device is mapped to each array, so that a temperature change of a specific array can be detected as a temperature change of a specific power device. And can be configured to easily recognize the temperature of a specific array by color mapping by array to easily recognize each color by color.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 경보 화면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반의 통신 상태 화면이다.FIG. 8 is an alarm screen of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control panel using a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention. A power distribution board, a low voltage distribution board, a distribution board, and a motor control board.
도 8 및 도 9를 참조하면, 경보 화면은 주의, 점검, 긴급으로 나뉘어 나타나고 통신 상태 화면은 멀티 어레이 적외선 센서(110) 별로 통신 상태를 실시간으로 나타내고 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, the alarm screen is divided into attention, inspection, and urgency, and the communication status screen displays the communication status in real time for each of the multi-array
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 어레이 적외선 센서의 송수신 시퀀스를 나타내는 타이밍도이다.10 is a timing chart showing a transmission / reception sequence of a multi-array infrared sensor according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 멀티 어레이 적외선 센서(110)의 송수신 시퀀스를 나타낸다. 여기서, T1은 캐릭터 간의 지연 시간, T2는 요구(Request) 텔레그램과 응답(Response) 텔레그램 간의 지연 시간, T3는 응답 프레임 전체 시간, T4는 송수신한 프레임(frame) 완료 후 다음 프레임 시작 간의 지연 시간을 나타낸다. 다음의 표 4는 T1 내지 T4에 대해 좀 더 구체적으로 나타내고 있다.Referring to FIG. 10, a transmission / reception sequence of the multi-array
여기서 T3는 16*4 어레이 함수 0x03의 응답 프레임 시간을 나타낸다.Where T3 represents the response frame time of the 16 * 4 array function 0x03.
그리고 T4는 250ms-(10ms+T2+T3)로서, 예를 들어, T4는 250ms-(10ms+T2+T3)가 될 수 있으며, T4를 92ms로 하면 150ms 주기(4Hz)의 통신을 수행하게 된다. 좀 더 늦은 업데이트할 경우에는 T4를 늘려주면 된다.For example, T4 may be 250 ms- (10 ms + T2 + T3), and if T4 is 92 ms, communication of 150 ms period (4 Hz) is performed . If you want to update later, you can increase T4.
다음의 표 5는 요구 텔레그램과 응답 텔레그램의 프로토콜 포맷을 나타낸다.The following Table 5 shows the protocol format of the request telegram and the response telegram.
표 5의 데이터는 리드 홀딩 레지스터(Read Holding Registers)(0x03)에서 측정치를 읽어오도록 구성될 수 있다.The data in Table 5 can be configured to read the readings from the Read Holding Registers (0x03).
다음 표 6은 시작 어드레스(starting address)로서 고정값으로 구성될 수 있다.The following Table 6 can be configured as a fixed value as a starting address.
다음 표 7은 데이터 값을 나타낸다.Table 7 shows data values.
표 7에서, 주변온도를 위한 1개의 레지스터와 대상온도를 위한 64개의 레지스터 총 65개의 레지스터가 요구됨을 알 수 있다. 레지스터당 2 바이트(byte)가 할당되면, 총 130 바이트의 데이터가 된다.In Table 7, it can be seen that a total of 65 registers are required, one register for the ambient temperature and 64 registers for the target temperature. When two bytes (bytes) are allocated per register, the total number becomes 130 bytes.
표 8은 레지스터의 요구/응답 텔레그램의 Hexa 값과 Decimal값을 나타낸다. 여기서, 출고시에는 ID 1로 고정되어 출고될 수 있다.Table 8 shows the Hexa value and Decimal value of the request / response telegram of the register. At the time of shipment, it is fixed to
표 9 및 표 10은 온도에 대한 값을 나타낸다.Tables 9 and 10 show values for temperature.
표 9는 영상 온도에 대한 데이터를 나타내며, 표 10은 영하 온도에 대한 데이터를 나타낸다.Table 9 shows the data for the image temperature, and Table 10 shows the data for the sub-zero temperature.
예를 들어, 영상 온도에서는 0x016D는 365로서 36.5도를 나타내며, 영하 온도에서는 0xFF9는 2의 보수연산을 하면 0x0064로서 100이 되므로, -10.0도가 된다.For example, at the image temperature, 0x016D is 365, which is 36.5 degrees. At zero temperature, 0xFF9 is -100 degrees, which is 100 as 0x0064 when 2's complement operation is performed.
출고시에는 ID 1번의 500(0x01F4)번지부터 65개의 레지스터값을 얻으려면 다음과 같다.At the time of shipment, to obtain 65 register values from address 500 (0x01F4) of
요구 명령(Request Command) 0x01, 0x03, 0x01, 0xF4, 0x00, 0x41, (0xC5), (0xF4)이고, 응답(Resonse)는 0x01, 0x03, 0x82, 주변온도 Hi, 주변온도 Lo, 픽셀(0,0), Hi, ..., CRC가 된다.0x01, 0x03, 0x82, Ambient Temperature Hi, Ambient Temperature Lo, Pixel (0, 0, 0), 0x04, 0x04, 0), Hi, ..., CRC.
레지스터의 수량은 65개(0x41)로서 고정값이다.The number of registers is fixed at 65 (0x41).
ID 쓰기는 ID 1의 경우 OxFF, 0x06, 0x03, 0xE8, 0x00, 0x01, (0xDD), (0xA4)가 되며, ID 2의 경우 0xFF, 0x06, 0x03, 0xE8, 0x00, 0x02, (0x9D), (0xA5), ID 3의 경우 0xFF, 0x06, 0x03, 0xE8, 0x00, 0x03, (0x5C), (0x65)가 되며, ID 4의 경우 0xFF, 0x06, 0x03, 0xE8, 0x00, 0x04, (0x1D), (0xA7)가 된다.The ID write is performed in the case of
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀 테이블(pixel table)이다.11 is a pixel table according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 멀티 어레이 적외선 센서(110)의 각 픽셀의 좌표값과 온도값을 예시하고 있다.Referring to FIG. 11, coordinate values and temperature values of each pixel of the multi-array
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 어레이로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims There will be.
110: 멀티 어레이 적외선 센서
120: 초기 온도 메모리
130: 기준 온도 메모리
140: 열화 판단 모듈
150: 경고 모듈110: Multi-array infrared sensor
120: initial temperature memory
130: Reference temperature memory
140: deterioration judgment module
150: Warning module
Claims (5)
전력 기기의 부위별 및 재질별로 초기 온도를 저장하며, 상기 초기 온도는 미리 정해진 시각마다 주기적으로 저장되는 초기 온도 메모리;
상기 전력 기기별로 열화를 판단하기 위한 기준 온도 범위를 상기 전력 기기의 부위별 및 재질별로 미리 저장하며, 전력 기기마다 열화로 판단하기 위한 온도가 다르게 설정되는 기준 온도 메모리;
상기 멀티 어레이 적외선 센서에 의해 감지된 전력 기기의 온도와 상기 초기 온도 메모리에 저장된 해당 전력 기기의 초기 온도의 차이가 상기 기준 온도 메모리에 저장된 해당 전력 기기의 기준 온도 범위에 있는지에 따라 열화 여부를 판단하는 열화 판단 모듈;
상기 열화 판단 모듈의 판단 결과에 따라 경고 신호를 출력하는 경고 모듈을 포함하고,
상기 열화 판단 모듈은,
비몰드 변압기 표면 온도가 80℃ 이상 ~ 95℃ 미만이면 요주의 상태, 95℃ 이상 ~ 110℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, 몰드(mold) 변압기의 철심부가 100℃ 이상 ~ 120℃ 미만이면 요주의 상태, 120℃ 이상 ~ 140℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, 상기 몰드 변압기의 에폭시(epoxy) 표면이 70℃ 이상 ~ 80℃ 미만이면 요주의 상태, 80℃ 이상 ~ 100℃ 미만이면 이상 상태로 판단하고, GLS 외부표면 온도차가 10℃ 이상 ~ 15℃ 미만이면 요주의 상태로 판단하고, IV 케이블(cable)이 60℃ 이상 ~ 80℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, EV 케이블이 75℃ 이상 ~ 100℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, HIV 케이블이 75℃ 이상 ~ 100℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하고, CV 케이블이 90℃ 이상 ~ 110℃ 미만인 경우 이상 상태로 판단하도록 구성되고, 3상 변압기 중 한 상의 변압기의 온도와 나머지 두 상의 변압기의 온도를 대비한 결과, 0℃ 이상 ~ 5℃ 미만의 온도차가 발생하는 경우 정상 상태로 판단하고, 5℃ 이상 ~ 10℃ 미만의 온도차가 발생한 경우 요주의 상태로 판단하고, 10℃ 이상 ~ 20℃ 미만의 온도차가 발생한 경우 이상 상태로 판단하도록 구성되고,
상기 멀티 어레이 적외선 센서는,
16 X 4의 멀티 어레이를 각각 감지하도록 구성되고 각 어레이는 전력 기기별로 매핑(mapping)되어 설정되며, 마이크로컨트롤러와 결선된 상태에서 상기 마이크로컨트롤러가 적외선 온도 센서를 리셋(reset) 시키도록 하여 에러 발생 후에도 데이터 수신이 정상 수행되는 것을 특징으로 하는 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반 및 모터제어반 중 적어도 어느 하나의 기기별 열화 감지 시스템.
A multi-array infrared sensor for sensing a temperature of at least one of power devices of at least one of a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a distribution board, and a motor control board;
An initial temperature memory for storing an initial temperature for each part and material of the power device, the initial temperature being periodically stored at a predetermined time;
A reference temperature memory for storing a reference temperature range for determining deterioration for each power device in advance for each part and material of the power device and different temperatures for determining deterioration for each power device;
It is determined whether or not the difference between the temperature of the power device detected by the multi-array infrared sensor and the initial temperature of the corresponding power device stored in the initial temperature memory is within the reference temperature range of the corresponding power device stored in the reference temperature memory A degradation determination module
And a warning module for outputting a warning signal according to the determination result of the deterioration determination module,
The degradation determination module includes:
If the surface temperature of the non-molded transformer is in the precautionary state, if it is less than 95 ° C and less than 95 ° C, it is determined that it is in the abnormal state if it is in the range of 95 ° C or more and less than 110 ° C. It is judged to be in an abnormal state when the temperature is higher than 120 ° C. and lower than 140 ° C. and it is judged that the epoxy surface of the mold transformer is in an abnormal state if it is lower than 70 ° C. and lower than 80 ° C., It is judged that the temperature difference between the outer surface temperature is higher than or equal to 10 ° C and less than 15 ° C and it is determined that the IV cable is in an abnormal state when it is lower than 60 ° C and lower than 80 ° C. And determines that the HIV cable is in an abnormal state when the HIV cable is less than 75 ° C and less than 100 ° C and determines that the CV cable is in an abnormal state when the CV cable is less than 90 ° C and less than 110 ° C, And the temperature of the transformer of the other two phases are compared with each other, it is judged as a steady state when a temperature difference of 0 ° C or more and less than 5 ° C is generated. When a temperature difference of 5 ° C or more and less than 10 ° C occurs, Lt; 0 > C to less than 20 < 0 > C,
The multi-array infrared sensor includes:
16x4 array, and each array is mapped to each power device and is set. When the microcontroller is connected to the microcontroller, the microcontroller resets the infrared temperature sensor to generate an error Wherein the data reception is normally performed even after a predetermined time elapses, even when the temperature of the high-voltage switchboard, the low-voltage switchboard, the distribution panel, and the motor control panel is lowered.
상기 기기별 열화 감지 시스템은,
각 어레이마다 전력 기기를 매핑(mapping)하여 특정 어레이의 온도 변화를 특정 전력 기기의 온도 변화로 감지하되,
어레이별 컬러 매핑을 통해 특정 어레이의 온도를 색상별로 가시화하여 인지가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티 어레이 적외선 센서를 이용한 고압배전반, 저압배전반, 분전반 및 모터제어반 중 적어도 어느 하나의 기기별 열화 감지 시스템.The method according to claim 1,
The device-specific deterioration detection system includes:
Mapping the power devices for each array to detect temperature variations of a particular array as temperature variations of the particular power devices,
Wherein the temperature of the specific array is visually recognized by color by color mapping of each array to enable recognition of the temperature of the specific array by color mapping. .
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---|---|---|---|
KR1020150017912A KR101556695B1 (en) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | System of sensing high temperatrue by device of high voltage distributing board, low voltage distributing board, distributing board, motor contorl board using multi-array infrared sensor |
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