KR101561532B1 - 변전 설비 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변전 설비 감시장치에 관한 것으로, 기존 RTU I/O 교체 작업을 수행하는 경우 변전 설비 감시 불능이 발생하더라도 변전 설비에 유비쿼터스 센서 네트워크 센서 노드를 부착하여 변전 설비의 데이터를 취득하고 RTU I/O 교체와 무관하게 운영자가 변전설비의 감시, 계측, 제어가 가능하도록 하는 변전 설비 감시장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 변전 설비의 감시, 계측 포인트에 센서 노드를 부착하고 각각의 센서 노드가 지정된 데이터 전송 지연시간을 이용하여 무선 데이터 전송을 수행하며 비컨 모드의 경쟁 구간을 사용하지 않고 자신의 통신 구간을 사용함으로써 데이터 충돌을 방지한다.

Description

변전 설비 감시장치{Substation Monitoring Apparatus}

본 발명은 변전 설비 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, 이하 'USN'라 칭함)를 이용한 변전 설비 감시장치에 관한 것이다.

종래의 변전 설비 감시장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 변전 설비(10)에서 전력 계통 선로를 이용하여 감시 데이터를 각각의 원격 테스트 유니트(Remote Test Unit: RTU)(20)에서 취합하고 마스터 패널부(30)를 통하여 취합된 데이터를 디스플레이 패널부(40)와 호스트부(50)로 전송하여 사용자에게 표시한다.

종래 변전 설비 감시장치는 설비 증설에 대한 감시 포인트 증가 시 증설된 설비에 전력 계통 선로를 포설하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 변전 설비 감시장치는 시스템 구축 시 가설 작업으로 인한 설비 운전을 중지해야 하고 감시 공간 및 설비 변경에 인력 및 시간, 비용이 발생한다.

뿐만 아니라, 종래 변전 설비 감시장치는 통신 인프라가 유선으로 구성되어 내부, 외부 공사 시 회선 파손의 우려가 있으며 시스템 설치 및 시공 시 초기 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해, 등록특허 제1007742호(2011.01.05) '변전 설비 감시장치 및 방법'이 개시된 바 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, RTU 교체 작업 시 발생하는 변전 설비 감시 불능 상태를 방지하고, 설비의 증설시 추가의 케이블 포설 작업없이 감시할 수 있는 변전 설비 감시장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 변전 설비에 설치되어 외부로부터 비컨을 수신하고 상기 변전 설비의 상태 정보를 나타내는 덤프 데이터와 접점 변화 이벤트 데이터를 생성하며 자신의 데이터 전송 지연 시간을 정하여 통신하는 센서 노드(100); 상기 비컨을 주기적으로 전송하고 상기 센서 노드로부터 상기 데이터 전송 지연 시간에 상기 덤프 데이터와 상기 접점 변화 이벤트 데이터를 수신하는 게이트웨이(200); 및 상기 게이트웨이(200)로부터 상기 접점 변화 이벤트 데이터와 상기 덤프 데이터를 기초로 상기 변전설비의 상태를 사용자에게 시각화하여 출력하는 모니터링 서버(300)를 포함하며, 상기 센서 노드(100)와 상기 게이트웨이(200)는 경쟁 프리 구간(Contention Free Period: CFP)으로 사용하는 비컨 구간에서 통신하고, 상기 게이트웨이(200)는 상기 센서 노드(100)와의 무선 통신을 위해 통신 아이디와 슬롯 사용 시간을 포함한 통신제어 메시지를 생성하여 상기 센서 노드(100)로 전송하며, 상기 센서 노드(100)는 상기 게이트웨이(200)부터 상기 비컨을 수신한 후, 상기 게이트웨이(200)로 접속을 요청하고 상기 통신제어 메시지를 기초로 상기 통신 아이디를 설정하며 상기 통신 아이디와 상기 슬롯 사용 시간을 이용하여 상기 데이터 전송 지연 시간을 계산하도록 구성하되; 상기 센서 노드(100)는 함체(500)를 포함하고, 상기 함체(500) 내부에는 입력보드(110), 메인보드(170), 통신보드(150), 사용자 인터베이스보드(160), 전원보드(180)가 실장되며; 상기 함체(500)의 일측면에는 개폐 가능한 도어(510)가 조립되고, 다른 일측면에는 제어부가 내장된 전원공급박스(520)가 부착되며, 상기 도어(510) 반대면인 함체(500)의 후면 하측에는 다수의 배기공(530)이 형성되고, 상기 도어(510)와 배기공(530)이 설치된 후면을 제외한 양측면 중 어느 일면 하단에는 바닥으로부터 일정 높이의 위치에 흡기관(540)이 배관되며, 상기 함체(500)의 내부에는 발열체(600)가 내장되는데, 상기 발열체(600)는 수직관(610)과, 상기 수직관(610)의 상단에 일체로 고정된 원판 형태의 발열판(620)을 포함하며, 상기 수직관(610)은 하단 둘레에 흡기공(610)이 형성되고, 상기 흡기공(610)은 상기 수직관(610)의 내부 중심에 형성된 도입로(614)와 연통되며, 상기 흡기관(540)이 연결 접속되고, 상기 흡기공(610)과 간격을 둔 상측에는 상기 제어부에 의해 제어되는 착탈가능한 흡기팬(616)이 설치되며, 상기 도입로(614) 상에는 원주방향으로 제1발열체(618)가 일부 노출되게 배열 설치되고, 상기 발열판(620)은 상기 도입로(614)와 연통되는 분산로(622)를 가지며, 상면에는 동심원상으로 다수의 제2발열체(624)가 매립되고, 상기 제2발열체(624)도 제1발열체(618)와 같이 일부는 상부로 노출되며, 나머지 일부는 상기 분산로(622) 상에 노출되게 하여 균일 발열이 가능하도록 구성되고, 상기 분산로(622)와 연통되게 상기 발열판(620)의 하부면에는 다수의 배출공(626)이 천공 형성되며, 상기 제2발열체(624)의 상면 일부에는 제1금속판(710)이 접지되고, 상기 제1금속판(710)의 상부에는 이와 열팽창계수가 다른 제2금속판(720)이 접지되어 바이메탈 스위치(700)를 구성하며, 상기 바이메탈 스위치(700)는 제어부와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 변전 설비 감시장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 비컨 모드의 경쟁 구간을 사용하지 않고 접속되어 있는 각각의 센서 노드가 자신의 통신 구간을 설정하여 사용함으로써 CSMA/CA 방식으로 해결할 수 없는 데이터 충돌을 방지한다.

또한, 변전 설비에서 감시되는 CT, DI, PT, AI를 입력받을 수 있는 각각의 센서 노드로 구성하여 각각의 감시 포인트별로 센서 노드를 부착하므로 기기 고장에 의한 전체 시스템의 감시 불능을 해소한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 센서 네트워크를 이용하여 센서 노드와 모니터링 서버 간 케이블을 설치하지 않는다.

아울러, 본 발명은 RTU 교체 작업시 발생하는 변전 설비 감시 [0012] 불능 상태를 방지하는 효과를 기대할 수 있고, 설비의 증설시 추가의 케이블 포설 작업 없이 감시할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 변전 설비 감시장치의 전체적인 [0120] 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 USN을 이용한 변전 설비 감시장치의 전체적인 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드 중 DI 입력 보드(120)의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드 중 CT 입력 보드의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드 중 PT 입력 보드의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드 중 통신 보드의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변전 설비 감시장치를 이용한 변전 설비 감시 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드 및 게이트웨이의 접속과정((a),(b))을 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드가 데이터를 전송하는 비컨 모드를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이의 통신 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드의 통신 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이와 모니터링 서버 간의 통신 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 추가 실시예로서, 함체를 보인 도면이다.
도 15는 도 14의 함체 내부에 설치되는 발열체의 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록특허 제1007742호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제1007742호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제1007742호에 개시된 구성들 중 목적을 달성하기 위해 특정 구성 일부를 개선한 추가 실시예 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제1007742호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 변전 설비 감시장치는 센서 노드(100), 게이트웨이(200) 및 모니터링 서버(300)를 포함한다.

센서 노드(100)는 변전 설비로부터 변전 설비 감시 데이터를 입력받아 변전 설비의 감시, 계측, 제어 기능을 수행한다.

게이트웨이(200)는 센서 노드(100)로부터 변전 설비 감시 데이터를 무선으로 수집하여 모니터링 서버(300)에 유선으로 전송한다. 여기서, 변전 설비 감시 데이터는 변전 설비의 상태 정보, 즉 전류값, 전압값 등의 센서값과 접점 변화 상태 정보를 포함한다.

게이트웨이(200)는 센서 노드(100) 간 무선 통신 상태를 체크하며 센서 노드(100)와 모니터링 서버(300) 간의 데이터 송수신을 중계한다.

모니터링 서버(300)는 변전 설비 감시 데이터를 사용자가 확인할 수 있도록 사용자 인터페이스를 제공하고 변전설비의 상태 변경에 대한 이벤트 알람 및 계측 데이터 저장, 리포트 작성의 작업을 수행한다.

모니터링 서버(300)는 필요한 제어 명령을 생성하여 게이트웨이(200)로 전송하여 제어 명령이 게이트웨이(200)와 접속되어 있는 센서 노드(100)에 의해 실행되도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 변전 설비 감시장치는 센서 노드(100)와 게이트웨이(200) 간 무선 통신을 수행하고 게이트웨이(200)와 모니터링 서버(300) 간 이더넷(Ethernet) 접속을 한다.

다음, 도 3을 참조하여 센서 노드(100)의 내부 구성을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100)의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100) 중 디지털 인풋(Digital Input, 이하 'DI'라 칭함) 입력 보드의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100) 중 전류 변환(Current Transformer, 이하 'CT'라 칭함) 입력 보드의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100) 중 전압 변환(Potential Transformer, 이하 'PT'라 칭함) 입력 보드의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100) 중 통신 보드의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100)는 온/오프 신호나 센서의 입력을 받아 전송하는 입력 보드(110), 무선통신을 위한 무선 송수신 모듈인 통신 보드(150), 액정 표시 장치를 통해 정보를 출력하고 키패드를 통해 사용자 입력을 수신하는 사용자 인터페이스 보드(160), 센서 노드(100)의 각 구성 장치를 제어하여 센서 노드(100)의 변전 설비의 감시, 계측, 제어 기능을 수행하는 메인 보드(170) 및 각 보드와 센서가 사용하는 전원을 안정적으로 공급하는 전원 보드(180)를 포함한다.

입력 보드(110)는 DI 입력 보드(120), CT 입력 보드(130), PT 입력 보드(140) 및 아날로그 인풋(Analog Input, 이하 'AI'라 칭함) 입력 보드를 포함한다.

각각의 입력 보드(110)는 고유의 ID 버퍼를 가지고 있으며 메인 보드(170)에서는 고유의 ID 버퍼를 확인하여 자동으로 인식하고 펌웨어의 변경 없이 입력 보드(110)별 작업을 수행한다.

DI 입력 보드(120)는 접점 센서(122), 인식 장치(124), 분리 버퍼(126) 및 DI 입력 보드 고유 ID 버퍼(128)를 포함한다.

접점 센서(122)는 접점의 온/오프 상태를 나타낸다.

인식 장치(124)는 접점이 온이면 전압이 걸려 접점을 인식한다.

분리 버퍼(126)는 스파크 등의 순간 전압으로부터 메인 보드(170)를 보호하기 위해 전기적으로 분리하는 기능을 수행한다.

DI 입력 보드 고유 ID 버퍼(128)는 메인 보드(170)에서 입력 보드(110)를 구별할 수 있는 ID를 저장한다. 메인보드(170)는 DI 고유 ID값(예를 들어, 0100)을 읽어 입력 보드(110)의 종류를 알 수 있게 된다.

DI 입력 보드(120)는 변전 설비의 드라이(Dry) 접점을 이용하여 변전 설비의 상태값을 알 수 있다.

DI 입력 보드(120)는 A 라인에 일정 전압을 발생하여 접점 한쪽에 전원을 인가한 후 접점이 온이 되었을 경우 B 라인에 전압이 인식하게 되며 분리 버퍼(126)를 거쳐 메인 보드(170)에 전송하는 역할을 하게 된다.

CT 입력 보드(130)는 변전 설비로부터 전류값을 취득하는 CT 전류 센서(132), 노이즈를 제거하기 위해 고주파를 차단하는 CT 고주파수 차단 필터(134), 메인 보드(170)가 처리하기 편하게 파형 아닌 에너지값으로 변환하는 CT 에너지 컨버터(136), 메인 보드(170)에서 입력 보드(110)를 구별할 수 있도록 ID를 저장하는 CT 입력 보드 고유ID 버퍼(138)를 포함한다.

CT 입력 보드(130)는 변전 설비의 3상 전류를 측정하기 위해 CT 클램프 센서를 이용하여 결선 작업 없이 CT 전선에 유도되는 전류값 0~5A를 측정한다.

CT 입력 보드(130)는 CT의 입력을 CT 고주파수 차단 필터(134)를 통과하여 노이즈를 제거한 후, 에너지 컨버터를 통과하여 전류 센서의 인가되는 에너지값을 환산하여 메인 보드(170)에 전송한다.

CT 입력 보드(130)는 종래의 파형을 고속 AD 변환기를 거쳐 샘플링 된 데이터를 연산하여 에너지를 구하는 방식이 아닌 정형파의 에너지를 DC 레벨로 변환하여 저속, 저가격의 CPU에서도 빠르게 처리할 수 있는 방식의 회로로 구성한다.

CT 입력 보드 고유 ID 버퍼(138)는 입력 보드(110) 자체의 고유 ID 버퍼를 이용하여 8비트 아스키 코드로 변환 후 메인 보드(170)에서 자체 인식할 수 있도록 구성된다.

PT 입력 보드(140)는 변전 설비로부터 전압값을 취득하는 PT 전압 센서(142), 메인 보드(170)에서 처리하기 위해 전압을 일정비로 낮추는 전압 분배 장치(144), 노이즈를 제거하기 위해 고주파를 차단하는 PT 고주파수 차단필터(146), 메인 보드(170)에서 처리가 가능하도록 파형이 아닌 에너지값으로 변환하는 PT 에너지 컨버터(148) 및 메인 보드(170)에서 입력 보드(110)를 구별할 수 있도록 ID를 저장하는 PT 입력 보드 고유 ID 버퍼(149)를 포함한다.

PT 입력 보드(140)는 변전 설비의 3상 전압을 측정하기 위해 0~150V의 전압을 입력받아 현장의 전압값을 측정할 수 있도록 구성된다.

PT 입력 보드(140)는 PT의 인가되는 고압을 일정 비율 대비로 전압을 낮춘 후, PT 고주파수 차단 필터(146)를 통과하여 노이즈를 제거한 후, PT 에너지 컨버터(148)를 통과하여 전압 센서의 인가되는 에너지값을 환산하여 메인 보드(170)로 전송한다.

PT 입력 보드(140)는 종래의 파형을 고속 AD 변환기를 거쳐 샘플링 된 데이터를 연산하여 에너지를 구하는 방식이 아닌 정형파의 에너지를 DC 레벨로 변환하여 저속, 저가격의 CPU에서도 빠르게 처리할 수 있는 방식의 회로로 구성한다.

PT 입력 보드 고유 ID 버퍼(149)는 입력 보드(110) 자체의 고유 ID 버퍼를 이용하여 8비트 아스키 코드로 변환 후 메인 보드(170)에서 자체 인식할 수 있도록 구성된다.

AI 입력 보드(미도시)는 CT 입력 보드(130)와 유사하여 본 발명에서 상세한 설명을 생략하기로 한다. AI 입력보드는 0~1mV 전류나 0~5V 전압값을 정밀하게 측정한다.

통신 보드(150)는 IEEE 802.15.4에서 사용하는 2.4Ghz의 주파수 대역을 사용하는 제1 RF 보드(152)와 UHF 대역을 사용하는 제2 RF 보드(154)를 사용하며 각각의 RF 보드는 통신 보드 고유 ID 버퍼(156)를 통하여 메인 보드(170)에서 자체 인식할 수 있도록 구성된다.

전원 보드(180)는 상용 전원 및 DC 125V 또는 배터리 사용이 모두 가능하게 구성되어 있다.

본 발명에서 센서 노드(100) 및 게이트웨이(200)는 무선 통신을 사용자 인터페이스 보드(160)의 키(Key)를 이용하여 사용자가 분석기 모드로 사용이 가능하다.

분석기 모드에서는 센서 노드(100) 및 게이트웨이(200)가 설정된 무선 통신을 수행하지 않고 설정된 주파수의 모든 무선 데이터를 수신하여 채널 사용 여부를 판별하며 사용되어진 무선 데이터의 신호 강도를 액정 표시 장치에 표시하여 사용자가 확인할 수 있도록 구성된다.

센서 노드(100)는 센서노드의 입력 보드(110)에 따라 DI, AI, CT, PT로 구성되고, 변전 설비의 상태 정보(AI, CT, PT)와 변전 설비의 접점 변화 이벤트(DI)를 측정하며, 측정한 데이터를 센서 네트워크를 이용하여 게이트웨이(200)로 전송한다.

다음, 도 8을 참조하여 센서 노드(100), 게이트웨이(200), 모니터링 서버(300) 간 데이터 흐름을 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변전 설비 감시장치를 이용한 변전 설비 감시 방법을 설명하기 위한 도면이다.

다수의 게이트웨이(200)는 서로 다른 USN 채널을 이용하여 데이터 통신을 수행한다. 각각의 센서 노드(100)는 초기 설정된 게이트웨이(200)와 USN 채널을 통해 통신한다. 모니터링 서버(300)는 랜 및 무선랜을 이용하여 통신한다.

각 장치별 초기 동작은 다음과 같다.

센서 노드(100)는 입력 보드(110)의 ID를 이용하여 연결되어 있는 센서를 판별하여 각 센서에 맞는 동작(DI, CT, PT, AI)을 수행하며 통신 보드(150)의 ID를 통해 통신 주파수 대역을 설정한다.

센서 노드(100)는 사용자 인터페이스 보드(160)의 입력을 통해 게이트웨이(200)와 통신할 무선 채널을 설정하고 자신의 고유 ID를 설정하여 모니터링 서버(300)에 데이터를 전송한다.

게이트웨이(200)는 게이트웨이 통신 보드(150)의 ID를 통해 통신 주파수 대역을 설정하고 게이트웨이 사용자 인터페이스 보드의 입력을 통해 모니터링 서버(300)와 통신을 설정하며 자신의 채널을 설정하여 주기적으로 비컨을 전송한다. 여기서, 비컨은 이벤트 비컨과 덤프 비컨으로 구분되고 전체 노드로 브로드캐스팅 방식으로 전송된다.

전술한 게이트웨이 통신 보드는 센서 노드(100)의 통신 보드(150)와 동일한 기능을 하며, 게이트웨이 사용자 인터페이스 보드는 센서 노드(100)의 사용자 인터페이스 보드(160)와 동일한 기능을 한다.

모니터링 서버(300)는 통신 연결 메시지를 게이트웨이(200)로 전송하여 통신을 설정한다.

변전 설비 감시는 각 장치별 초기화가 끝난 후 다음과 같은 과정을 거친다.

모니터링 서버(300)는 연결되어 있는 각각의 게이트웨이(200)와 통신 연결 메시지를 전송하여 연결 상태를 확인한다(S100).

각각의 게이트웨이(200)는 자신의 설정된 채널을 이용하여 주기적으로 비컨을 전송하여 접속되어 있는 센서 노드(100)로부터 변전 설비 감시 데이터를 수신하여 게이트웨이(200)의 메모리에 저장, 관리한다(S102, S104).

각각의 게이트웨이(200)는 모니터링 서버(300)로부터 데이터 요청이 있으면 기저장된 변전 설비 감시 데이터를 모니터링 서버(300)로 전송한다(S106, S108). 모니터링 서버(300)는 변전 설비 감시 데이터를 사용자에게 알려준다.

센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 주기적으로 이벤트 비컨과 덤프 비컨을 수신하는 경우, 해당 비컨에 상응하는 데이터를 전송하도록 구성된다.

DI 센서 노드(100)를 제외한 다른 센서 노드(100)는 이벤트 비컨을 수신하지 않는다.

다시 말해, DI 센서 노드(100)는 수집한 접점 변화 이벤트 데이터가 존재하는지 판단하여 접점 변화 이벤트 데이터가 존재하는 경우, 접점 변화 이벤트 데이터를 센서 노드(100)의 고유한 통신 구간을 통해 게이트웨이(200)로 전송한다(S110). 여기서, DI 센서 노드(100)는 DI 입력을 받아 상태를 통신하는 센서 노드 디바이스를 의미한다.

게이트웨이(200)에 접속되어 있는 센서 노드(100)는 덤프 비컨을 수신하는 경우 각각의 고유한 통신 구간을 통해 현재 변전 설비의 상태 정보를 게이트웨이(200)로 전송한다.

게이트웨이(200)는 센서 노드(100)로부터 접점 변화 이벤트와 같은 이벤트 데이터를 수신하는 경우 즉시 모니터링 서버(300)로 전송한다(S112). 이어서, 모니터링 서버(300)는 이벤트 데이터를 수신하는 경우 이벤트 표시 및 알람을 발생하여 사용자에게 통보한다.

게이트웨이(200)는 모니터링 서버(300)로부터 덤프 명령이 있으면 기저장된 덤프 데이터를 모니터링 서버(300)로 전송한다(S106, S108). 여기서, 덤프 데이터는 전술한 변전 설비의 상태 정보를 의미한다. 이어서, 모니터링 서버(300)는 변전 설비의 상태 정보를 사용자에게 통보한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100) 및 게이트웨이(200)의 접속 과정((a),(b))을 설명하기 위한 도면이다.

게이트웨이(200)는 비컨을 주기적으로 전송하고(S200), 비컨 주기에 따라 접속 가능한 최대 접속 센서 노드수를 가진다.

게이트웨이(200)는 비컨을 수신한 센서 노드(100)로부터 접속 요청 메시지를 수신하는 경우(S202), 접속 가능한 최대 접속 센서 노드수를 이용하여 센서 노드(100)에 접속이 가능한지 판단한다(S204).

게이트웨이(200)는 센서 노드(100)에 접속 가능한 경우 통신 ID와 슬롯 사용 시간을 포함한 통신제어 메시지를 생성하여 접속하려는 센서 노드(100)로 전송하며(S206), 접속 가능하지 않은 경우(최대 접속 노드만큼 접속된 상태), 접속 실패 정보를 생성하여 접속하려는 센서 노드(100)로 전송한다(S208).

센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 비컨을 수신하는 경우(S210), 접속 요청 메시지를 생성하여 게이트웨이(200)로 전송하고 통신 ID를 수신할 때까지 대기한다(S212, S214).

센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 통신 ID 및 슬롯 사용 시간을 포함한 통신제어 메시지를 수신하는 경우, 통신 ID를 설정하고 통신 ID 및 슬롯 사용 시간을 이용하여 데이터 전송 지연 시간을 계산한다(S216,S218). 이후에 센서 노드(100)는 무선 통신 시 설정한 통신 ID를 이용하여 통신한다.

데이터 전송 지연 시간을 구하는 방법은 다음의 [수학식 1]과 같다.

[수학식 1]

데이터 전송 지연 시간 = 접속 시간 + (슬롯 사용 시간 ㅧ 통신 ID)

여기서, 접속 시간은 펌웨어에서 정해 놓은 상수를 의미한다.

센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 통신 ID를 수신하지 못하고 접속 실패 정보를 수신하는 경우 게이트웨이(200)와의 접속 실패를 출력한다(S220).

도 10는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100)가 데이터를 전송하는 비컨 모드를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예는 경쟁 구간을 배제하고 모든 구간을 경쟁 프리 구간(Contention Free Period: CFP)(410)으로 사용하는 비컨 모드를 사용한다. 여기서, 비컨 모드는 센서 네트워크에서 전력 소비를 줄이기 위해 사용되는 네트워크 방식 중의 하나이다.

비컨 구간(400)을 접속되어 있는 각각의 센서 노드(100)는 자신의 통신 구간을 정하여 사용하게 된다. 앞서 언급된 통신 구간은 도 9에서 계산한 데이터 전송 지연 시간을 의미한다.

경쟁 프리 구간(410)은 센서 노드(100)와 게이트웨이(200) 간 통신 ID를 설정하는 과정과 센서 노드(100)에서 데이터 전송 지연 시간을 구하여 해당 데이터 전송 지연 시간에 데이터를 게이트웨이(200)로 전송하는 과정이 포함된다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이(200)의 통신 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

게이트웨이(200)는 설정되어 있는 비컨 주기별로 비컨을 전송한다.

게이트웨이(200)는 기설정한 덤프(Dump) 주기를 확인하여 덤프 주기이면 비컨 컨트롤 프레임의 예약 필드에 덤프 플래그를 설정한 덤프 비컨을 접속되어 있는 각각의 센서 노드(100)로 전송한다(S300, S302, S304). 여기서, 덤프 주기는 센서 노드(100)에 저장된 모든 데이터를 가져오는 주기를 의미한다.

게이트웨이(200)는 덤프 비컨 전송 시 비컨 구간(400)동안 접속되어 있는 센서 노드(100)로부터 덤프 데이터를 수신한다(S306). 여기서, 덤프 데이터는 변전 설비의 상태 정보(즉, 센서값)를 의미한다.

게이트웨이(200)는 접속되어 있는 모든 센서 노드(100)에서 덤프 데이터를 수신하였는지 확인하여 모두 수신된 경우, 수신한 덤프 데이터를 저장, 관리한다(S308, S310).

이어서, 게이트웨이(200)는 모니터링 서버(300)의 덤프 데이터에 대한 요청이 있는 경우 현재 변전 설비의 상태 정보를 포함한 덤프 데이터를 모니터링 서버(300)로 전송한다.

만약 게이트웨이(200)는 접속되어 있는 모든 센서 노드(100)에서 덤프 데이터를 수신하였는지 확인하여 모두 수신하지 못한 경우 통신에 문제가 있는 것으로 판단하여 초기 설정되어 있는 최대 재전송 횟수가 재전송 횟수보다 작은지 비교한다(S312).

게이트웨이(200)는 최대 재전송 횟수가 재전송 횟수보다 작은 경우, 덤프 데이터를 수신하지 못한 센서 노드(100)에 기기 이상으로 판단하여 기기 이상 이벤트를 생성하여 모니터링 서버(300)로 전송한다(S314). 여기서, 기기 이상 이벤트는 덤프 데이터를 수신하지 못한 센서 노드 정보를 포함한다.

이어서, 모니터링 서버(300)는 수신한 기기 이상 이벤트를 화면 표시 및 알람을 통해 사용자에게 통보한다.

게이트웨이(200)는 최대 재전송 횟수가 재전송 횟수보다 큰 경우 비컨 컨트롤 프레임의 예약 필드(Reserved)에 리트라이 플래그(Retry Flag)를 설정하고 접속되어 있는 센서 노드(100) 중 덤프 데이터를 수신하지 못한 센서노드(100)의 통신 ID를 페이로드에 추가하여 덤프 비컨을 재전송한다(S316, S318).

게이트웨이(200)는 기설정한 덤프(Dump) 주기를 확인하여 덤프 주기가 아닌 경우 일반 비컨을 전송한다(S320).

이어서, 게이트웨이(200)는 일반 비컨 전송 시 비컨 구간(400)동안 접속되어 있는 DI 센서 노드(100)의 접점 변화 이벤트 데이터를 수신 대기한다. 여기서, 일반 비컨은 비컨 컨트롤 프레임에서 예약 필드를 사용하지 않고 모두 '0'으로 설정되어 있는 것을 의미한다.

게이트웨이(200)는 접점 변화 이벤트 데이터를 수신하게 되면(S322), 접점 변화 이벤트 데이터에서 응답 신호(ACK)를 요청받았는지 판단하여 응답 신호를 접점 변화 이벤트 데이터를 전송한 센서 노드(100)로 전송한 후, 수신한 접점 변화 이벤트 데이터를 모니터링 서버(300)로 전송한다(S324, S326). 전술한 접점 변화 이벤트 데이터는 현재 변전 설비의 접점 상태 정보를 의미한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드(100)의 통신 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

센서 노드(100)는 도 9의 단계 S218에서와 같이 통신 ID와 슬롯 사용 시간을 이용하여 데이터 전송 지연 시간을 계산하고(S400), 게이트웨이(200)로부터 비컨을 수신하는 경우 계산한 데이터 전송 지연 시간만큼 슬립하여 전력을 절약한다.

센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 수신한 비컨의 컨트롤 프레임에 덤프 플래그가 존재하는지 확인하여 덤프 비컨인 경우 센서 노드(100)의 상태 정보를 게이트웨이(200)로 전송한다(S402).

센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 수신한 비컨의 컨트롤 프레임에 덤프 플래그와 리트라이(Retry) 플래그가 설정되어 있는지 판단하여 설정되어 있는 경우 페이노드에 자신의 통신 ID가 존재하는지 검사한다(S404,S406). 이어서, 센서 노드(100)는 페이노드에 자신의 통신 ID가 존재하는 경우 계산한 데이터 전송 지연 시간만큼 슬립하고(S408), 센서 노드(100)의 현재 상태 정보를 나타내는 덤프 데이터를 생성하여 게이트웨이(200)로 전송하며(S410, S412), 자신의 통신 ID가 존재하지 않는 경우 다음 비컨을 수신할 때까지 슬립하여 전력을 절약한다(S414).

센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 수신한 비컨의 컨트롤 프레임에 덤프 플래그가 존재하지 않는 경우 센서 노드(100) 중 DI 센서 노드(100)를 제외한 다른 센서 노드(100)는 다음 비컨을 수신할 때까지 슬립하여 전력을 절약한다.

DI 센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 수신한 비컨의 컨트롤 프레임에 덤프 플래그가 존재하지 않는 경우 접점 변화 이벤트 데이터가 존재하는지 판단하여 접점 변화 이벤트 데이터가 없는 경우 다음 비컨을 수신할 때 까지 슬립하여 전력을 절약한다(S414, S416). 이어서, DI 센서 노드(100)는 접점 변화 이벤트 데이터가 있는 경우 계산된 데이터 전송 지연 시간까지 슬립한 후, 자신의 통신 구간에 접점 변화 이벤트 데이터를 게이트웨이(200)로 전송하고 게이트웨이(200)로부터 응답 신호를 기다린다(S418, S420).

DI 센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 응답 신호를 수신하면 다음 비컨을 수신할 때까지 슬립하여 전력을 절약한다(S414, S422). 한편 DI 센서 노드(100)는 게이트웨이(200)로부터 응답 신호를 수신하지 못한 경우 초기 설정되어 있는 최대 재전송 횟수만큼 접점 변화 이벤트 데이터를 재전송한다.

DI 센서 노드(100)는 최대 재전송 횟수와 재전송 횟수와 비교하여 최대 재전송 횟수보다 재전송 횟수가 크면, 게이트웨이(200)와의 통신 이상으로 판단하여 접점 변화 이벤트 데이터를 저장, 보관하고 다음 비컨을 수신할 때까지 슬립하여 전력을 절약한다(S414, S424, S426).

DI 센서 노드(100)는 최대 재전송 횟수와 재전송 횟수와 비교하여 최대 재전송 횟수보다 재전송 횟수가 작으면 초기 설정된 리트라이 주기만큼 슬립하여 전력을 절약한 후 접점 변화 이벤트 데이터를 게이트웨이(200)로 전송하고 게이트웨이(200)로부터 응답 신호를 기다린다(S420, S424, S428).

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이(200)와 모니터링 서버(300) 간의 통신 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

모니터링 서버(300)는 각각의 게이트웨이(200)에 통신 연결 커멘드를 생성하여 전송하고 통신 연결 커멘드의 수신 확인 응답 신호를 기다린다(S500).

모니터링 서버(300)는 주기적으로 현재 시간을 게이트웨이(200)로 전송하여 센서 노드(100) 간 시간 동기를 맞추는 작업을 수행한다(S502).

모니터링 서버(300)는 게이트웨이(200)에 접속되어 있는 센서 노드들(100)의 초기 상태를 요청하고, 게이트웨이(200)로부터 센서 노드들(100)의 초기 상태를 수신한다(S504, S506).

게이트웨이(200)는 현재 접속되어 있는 센서 노드(100)의 통신 상태 및 변전 설비 감시 상태를 모니터링 서버(300)로 전송한다.

모니터링 서버(300)는 주기적으로 게이트웨이(200)에 감시 중인 상태 정보를 요청하는 덤프 커멘드를 요청한다(S508).

게이트웨이(200)는 덤프 커멘드를 수신하면 접속되어 있는 센서 노드(100)로부터 수집한 상태 정보를 모니터링 서버(300)로 전송한다(S510).

게이트웨이(200)는 DI 센서 노드(100)에서 접점 변화 이벤트 데이터를 수신하는 경우 즉시 모니터링 서버(300)로 전송한다(S512).

게이트웨이(200)는 최대 재전송 횟수를 넘긴 센서 노드(100)에 대하여 통신 이상 이벤트를 생성하여 모니터링 서버(300)로 전송한다(S514).

본 발명에 따른 추가 실시예는 상술한 구성을 그대로 포함하면서, 도 14에서와 같이, 센서 노드(100)를 구성하는 기구적 구성인 함체(500) 내부에 발열 건조 기능을 수행하는 구성을 추가함으로써 센서 노드(100) 내부를 신속히 건조시킬 수 있고, 또한 혹한기에는 적정온도로 가열 보온시킬 수 있어 신호결함이나 오동작을 막고 안정적인 동작을 구현할 수 있도록 한 것이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 상기 센서 노드(100)는 함체(500)를 포함한다.

상기 함체(500) 내부에는 도 3에 도시된 바와 같은 입력보드(110), 메인보드(170), 통신보드(150), 사용자 인터베이스보드(160), 전원보드(180) 등이 실장된다.

뿐만 아니라, 상기 함체(500)의 일측면에는 개폐 가능한 도어(510)가 조립되고, 또다른 일측면에는 전원공급박스(520)가 부착된다.

또한, 상기 도어(510) 반대면인 함체(500)의 후면 하측에는 다수의 배기공(530)이 형성되고, 상기 도어(510)와 배기공(530)이 설치된 후면을 제외한 양측면 중 어느 일면 하단에는 바닥으로부터 일정 높이의 위치에 흡기관(540)이 배관된다.

한편, 상기 함체(500)의 내부에는 도 15와 같은 발열체(600)가 내장된다.

상기 발열체(600)는 수직관(610)과, 상기 수직관(610)의 상단에 일체로 고정된 원판 형태의 발열판(620)으로 이루어진다.

이때, 상기 수직관(610)은 하단 둘레에 흡기공(610)이 형성되고, 상기 흡기공(610)은 상기 수직관(610)의 내부 중심에 형성된 도입로(614)와 연통되며, 또한 상기 흡기관(540)이 연결 접속된다.

뿐만 아니라, 상기 흡기공(610)과 간격을 둔 상측에는 흡기팬(616)이 설치되는데, 상기 흡기팬(616)은 팬유닛으로서 팬과 팬모터 및 팬가이드가 모두 일체형으로 된 단품이며, 원판형태이고 수직관(610)의 일측을 통해 넣고 뺄 수 있도록 착탈 가능하게 구성하여 유지보수할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 도입로(614) 상에는 원주방향으로 제1발열체(618)가 일부 노출되게 배열 설치된다.

본 발명에서 이와 같이 도입로(614) 상에 제1발열체(618)를 설치하는 이유는 통상적인 히터의 경우 발열 시 급가열되면서 히터로부터 근접거리는 온도가 매우 높고 원거리로 갈수록 온도분포가 떨어지므로 균일한 가열이 어려울 뿐만 아니라, 히터 근접거리에 있는 전장품들은 곧바로 고열을 받기 때문에 오히려 히터에 의해 열화되기 쉬운 문제가 있다.

때문에, 본 발명에서는 주로 차가운 공기가 분포된 바닥 주변에서 외부공기를 도입하여 도입로(614)를 거치는 동안 일정온도까지 가열되게 한 후 상측의 발열판(620)을 통해 하방으로 가열된 공기를 샤워하는 방식으로 에어샤워시킴으로써 함체(500) 내부를 전체적으로 균일한 온도로 가열할 수 있도록 구성된다.

이때, 본 발명에서는 함체(500) 내부를 가열하는 수단에 대해서만 설명하고 있는데, 이것은 주로 혹한기에 함체(500) 내부 전장품들이 구동되면서 발열되고, 외부 공기에 의해 냉각되어 수축하는 현상이 반복되면서 부품 열화가 급격하게 일어나므로 혹한기에도 일정 온도로 가열 유지시켜 부품 열화가 발생하지 않도록 하기 위한 것이다.

물론, 혹서기에 너무 높은 온도에서는 일정온도로 유지하기 위해 냉각할 수 있는 수단을 더 구비하면 더욱 좋을 것이다. 이러한 냉각수단으로는 통상적으로 내부 공기를 외부로 배출시키는 송풍팬이 바람직할 것이며, 온도센서를 함께 설치하여 일정온도로 함체 내부를 유지시키도록 구성하면 특히 좋을 것이다.

아울러, 상기 발열판(620)은 상기 도입로(614)와 연통되는 분산로(622)를 가지며, 상면에는 동심원상으로 다수의 제2발열체(624)가 매립된다.

이때, 상기 제2발열체(624)도 제1발열체(618)와 같이 일부는 상부로 노출되고, 나머지 일부는 상기 분산로(622) 상에 노출되게 하여 균일 발열이 가능하도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 분산로(622)와 연통되게 상기 발열판(620)의 하부면에는 다수의 배출공(626)이 천공 형성된다.

때문에, 도입된 차가운 외기는 일정온도로 가열된 후 상기 배출공(626)을 통해 함체(500)의 상부에서 하부를 향해 에어샤워식으로 내부 전체를 고르게 가열할 수 있게 된다.

여기에서, 상기 발열체, 즉 제1,2발열체(618,624)는 장수명화와 안정적인 발열환경을 조성하기 위해 텅스텐, 몰리브덴, 은, 은 합금 등을 포함한 고융점 금속 또는 Invar, Kovar, 티타늄 등과 같은 열팽창계수가 작은 금속이 사용될 수 있다.

특히, 상기 발열판(620)은 발열 시 크랙을 방지하고, 높은 열전도율과 열 보지(保持) 능력을 균일하게 유지하면서 기계적 강도 및 화학적 안정성을 유지할 수 있도록 제1세라믹시트(S1)과 제2세라믹시트(S2) 사이에 질화티타늄(T)이 대략 1600~2100℃의 온도에서 1000~2000 kg/㎠의 압력을 가하면서 핫 프레스(Hot Press)하여 접합되는 형태로 판형을 구성함이 바람직하다.

그러면, 이들 재료들은 고온에서 소결되면서 높은 열전도율과 피처리물인 실리콘과 열팽창율이 비슷하고, 내열성이 뛰어나며, 기계적강도 및 화학적 안정성이 우수하고, 전기 전열성이 뛰어나게 된다.

아울러, 상기 제2발열체(624)의 상면 일부에는 제1금속판(710)이 접지되고, 상기 제1금속판(710)의 상부에는 이와 열팽창계수가 다른 제2금속판(720)이 접지되어 일종의 바이메탈 스위치(700)를 구성하며, 상기 바이메탈 스위치(700)는 앞서 설명한 전원공급박스(520)에 내장된 제어부(미도시)와 전기적으로 연결된다. 물론, 제1,2발열체(618,624)도 상기 바이메탈 스위치(700)를 경유하여 스위칭 가능한 상태로 제어부와 연결되고, 상기 흡기팬(616)도 동시 연결되어 제1,2발열체(618,624)가 발열될 때 가동되고 오프되면 같이 정지되도록 회로 구성된다.

특히, 제1,2금속판(710,720)의 접점 부위는 돔 형상을 유지토록 하여 접속이 원활하게 이루어질 수 있도록 구성함이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 발열판(620)은 안정적인 지지를 위해 격자형태로 조립된 한 쌍의 지지프레임(F) 상에 안착되고, 상기 지지프레임(F)은 함체(500)의 천정면에 브라켓을 통해 고정된다.

이에 따라, 내부 온도가 일정온도 이하로 떨어지면 상기 바이메탈 스위치(700)가 동작하여 회로를 연결하게 된다.

그러면, 제어부의 신호 하에 흡기팬(616)이 가동되면서 함체(500)의 하방 흡기관(540)을 통해 외기를 도입한다.

도입된 외기는 흡기공(612)을 통해 도입로(614)로 유입되어 이를 타고 상승하면서 발열되는 제1발열체(618)에 의해 1차 가열된다.

이후, 분산로(622)로 유입된 가열된 공기는 제2발열체(624)에 의해 재차 가열되어 원하는 가열온도에 도달하고, 배출공(626)을 통해 함체(500)의 천정에서 바닥을 향해 에어샤워식으로 분사됨으로써 함체(500) 내부를 전체적으로 균일하게 가열할 수 있게 된다.

때문에, 혹한기 함체(500) 내부에 실장된 전장품들이 급격한 수축 팽창을 하지 않게 되어 열화를 막게 된다.

이렇게 에어샤워된 가열공기는 배기공(530)을 통해 외부로 배출된다.

그러다가, 일정 온도를 초과하면 바이메탈 스위치(700)의 접점이 떨어지면서 오프되므로 가열작업은 정지되며, 이와 같은 과정을 반복함으로써 함체(500) 내부를 균일하게 가열할 수 있게 된다.

100: 센서 노드 200: 게이트웨이
300: 모니터링 서버

Claims (1)

1. 변전 설비에 설치되어 외부로부터 비컨을 수신하고 상기 변전 설비의 상태 정보를 나타내는 덤프 데이터와 접점 변화 이벤트 데이터를 생성하며 자신의 데이터 전송 지연 시간을 정하여 통신하는 센서 노드(100); 상기 비컨을 주기적으로 전송하고 상기 센서 노드로부터 상기 데이터 전송 지연 시간에 상기 덤프 데이터와 상기 접점 변화 이벤트 데이터를 수신하는 게이트웨이(200); 및 상기 게이트웨이(200)로부터 상기 접점 변화 이벤트 데이터와 상기 덤프 데이터를 기초로 상기 변전설비의 상태를 사용자에게 시각화하여 출력하는 모니터링 서버(300)를 포함하며, 상기 센서 노드(100)와 상기 게이트웨이(200)는 경쟁 프리 구간(Contention Free Period: CFP)으로 사용하는 비컨 구간에서 통신하고, 상기 게이트웨이(200)는 상기 센서 노드(100)와의 무선 통신을 위해 통신 아이디와 슬롯 사용 시간을 포함한 통신제어 메시지를 생성하여 상기 센서 노드(100)로 전송하며, 상기 센서 노드(100)는 상기 게이트웨이(200)부터 상기 비컨을 수신한 후, 상기 게이트웨이(200)로 접속을 요청하고 상기 통신제어 메시지를 기초로 상기 통신 아이디를 설정하며 상기 통신 아이디와 상기 슬롯 사용 시간을 이용하여 상기 데이터 전송 지연 시간을 계산하도록 구성하되;
   상기 센서 노드(100)는 함체(500)를 포함하고, 상기 함체(500) 내부에는 입력보드(110), 메인보드(170), 통신보드(150), 사용자 인터베이스보드(160), 전원보드(180)가 실장되며;
   상기 함체(500)의 일측면에는 개폐 가능한 도어(510)가 조립되고, 다른 일측면에는 제어부가 내장된 전원공급박스(520)가 부착되며, 상기 도어(510) 반대면인 함체(500)의 후면 하측에는 다수의 배기공(530)이 형성되고, 상기 도어(510)와 배기공(530)이 설치된 후면을 제외한 양측면 중 어느 일면 하단에는 바닥으로부터 일정 높이의 위치에 흡기관(540)이 배관되며, 상기 함체(500)의 내부에는 발열체(600)가 내장되는데, 상기 발열체(600)는 수직관(610)과, 상기 수직관(610)의 상단에 일체로 고정된 원판 형태의 발열판(620)을 포함하며, 상기 수직관(610)은 하단 둘레에 흡기공(610)이 형성되고, 상기 흡기공(610)은 상기 수직관(610)의 내부 중심에 형성된 도입로(614)와 연통되며, 상기 흡기관(540)이 연결 접속되고, 상기 흡기공(610)과 간격을 둔 상측에는 상기 제어부에 의해 제어되는 착탈 가능한 흡기팬(616)이 설치되며, 상기 도입로(614) 상에는 원주방향으로 제1발열체(618)가 일부 노출되게 배열 설치되고, 상기 발열판(620)은 상기 도입로(614)와 연통되는 분산로(622)를 가지며, 상면에는 동심원상으로 다수의 제2발열체(624)가 매립되고, 상기 제2발열체(624)도 제1발열체(618)와 같이 일부는 상부로 노출되며, 나머지 일부는 상기 분산로(622) 상에 노출되게 하여 균일 발열이 가능하도록 구성되고, 상기 분산로(622)와 연통되게 상기 발열판(620)의 하부면에는 다수의 배출공(626)이 천공 형성되며, 상기 제2발열체(624)의 상면 일부에는 제1금속판(710)이 접지되고, 상기 제1금속판(710)의 상부에는 이와 열팽창계수가 다른 제2금속판(720)이 접지되어 바이메탈 스위치(700)를 구성하며, 상기 바이메탈 스위치(700)는 제어부와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 변전 설비 감시장치.

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