KR101600316B1 - 전자파 및 온도를 이용하여 배전반을 진단하는 배전반 진단 방법 및 장치 - Google Patents

전자파 및 온도를 이용하여 배전반을 진단하는 배전반 진단 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

배전반 진단 방법 및 진단 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 배전반 진단 방법은 배전반의 열화상 이미지를 추출하는 열화상 이미지 추출 단계, 배전반에서 측정되는 측정 전자파를 기준 전자파와 비교하는 전자파 비교 단계, 배전반에서 측정되는 측정 온도를 기준 온도와 비교하는 온도 비교 단계 및 측정 전자파가 기준 전자파보다 크고, 측정 온도가 기준 온도보다 작거나 같은 경우, 열화상 이미지 추출 단계에서 추출된 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지를 비교하여, 양자가 동일하면 열화상 이미지를 출력하고, 양자가 상이하면 전자파 영향 경고를 출력하는 출력 단계를 포함하고, 기준 전자파는 배전반에 설치된 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 전자파보다 작은 전자파이고, 기준 온도는 배전반에 설치된 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 온도보다 작은 온도이며, 기준 열화상 이미지는 상기 기준 전자파 이하의 전자파 영향을 받은 열화상 카메라로 촬영된 이미지이다. 이에 의하여 단순한 구조를 통해 배전반의 이상 징후를 상시 감시할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

Description

전자파 및 온도를 이용하여 배전반을 진단하는 배전반 진단 방법 및 장치{APPARATUS FOR DIAGNOSING A SWITCHBOARD WITH ELECTROMAGNETIC WAVES AND TEMPERATURE AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 배전반 진단 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전반에서 측정되는 전자파와 온도를 이용하여 배전반을 진단할 수 있는 배전반 진단 방법 및 장치에 관한 것이다.
배전반(配電盤)은 발전소나 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치, 계기, 릴레이(계전기) 등을 일정하게 넣어 관리하는 장치를 말한다. 배전반은 주회로용 배전반과 제어용 배전반이 있다. 사업용 또는 자가용 변전소의 주배전반은 주회로용 배전반이고, 최신형 발전소 등에서 볼 수 있는 조작용 배전반은 제어용 배전반이다. 자가용 변전소의 배전반을 전면에서 보면, 고압 주회로의 차단기를 개폐하는 조작레버, 저압 주회로의 기중개폐기, 전압계, 전류계, 전력계, 적산 전력계, 와전류계전기 등이 있다.
배전반의 형식으로는 개방형과 폐쇄형이 있는데, 개방형은 반의 뒷면을 보면 전기배선이나 스위치의 단자 등이 노출되어 보이는 것이고, 폐쇄형은 도장한 철판 상자 속에 모두 넣어져 있는 것인데, 외부에서 보이는 것은 최소한의 계기, 조작 버튼 등뿐이다. 개방형의 경우는 유닛의 치수가 표준화되어 있기 때문에, 변전소 등의 규모에 따라서 유닛의 수를 정한다.
이러한 배전반은 기기 제작사, 절연특성, 전기적 특성이 다양하고, 사고유형도 다양한 형태로 나타난다. 예를 들어, 배전반을 구성하는 장치들의 열적 열화, 전기적 열화, 기계적 열화, 환경적 열화 등에 기인하여 기계 강도가 감소하거나, 산화 등에 의해 절연 두께가 감소하게 되어, 배전반 내부에서 방전을 일으켜 사고로 이어지는 경우가 많았다.
따라서, 배전반의 이상 징후를 상시 감시할 수 있는 예방진단방법이 끊임없이 요구되어 왔다.
본 발명은 상술한 기술적 요구를 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배전반의 이상 징후를 상시 감시할 수 있는 단순한 구조의 배전반 진단 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배전반 진단 방법은, 배전반의 열화상 이미지를 추출하는 열화상 이미지 추출 단계, 상기 배전반에서 측정되는 측정 전자파를 기준 전자파와 비교하는 전자파 비교 단계, 상기 배전반에서 측정되는 측정 온도를 기준 온도와 비교하는 온도 비교 단계 및 상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 크고, 상기 측정 온도가 기준 온도보다 작거나 같은 경우, 상기 열화상 이미지 추출 단계에서 추출된 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지를 비교하여, 양자가 동일하면 열화상 이미지를 출력하고, 양자가 상이하면 전자파 영향 경고를 출력하는 출력 단계를 포함하고,
상기 기준 전자파는 상기 배전반에 설치된 상기 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 전자파보다 작은 전자파이고, 상기 기준 온도는 상기 배전반에 설치된 상기 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 온도보다 작은 온도이며, 상기 기준 열화상 이미지는 상기 기준 전자파 이하의 전자파 영향을 받은 상기 열화상 카메라로 촬영된 이미지일 수 있다.
또한, 상기 출력 단계는, 상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 작거나 같은 경우, 상기 열화상 이미지 추출 단계에서 추출된 열화상 이미지를 출력할 수 있다.
삭제
또한, 상기 출력 단계는, 상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 크고, 상기 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 측정 전자파가 해당 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 작거나 같을 때 상기 열화상 이미지를 출력할 수 있다.
그리고, 상기 출력 단계는, 상기 측정 전자파가 해당 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 클 때, 전자파 영향 경고를 출력할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배선반 진단 장치는, 배전반의 열화상 이미지를 추출하는 열화상 카메라, 상기 배전반에서의 전자파를 측정하는 전자파 측정기, 상기 배전반의 온도를 측정하는 온도 측정기 및 상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 크고, 상기 측정 온도가 상기 기준 온도보다 작거나 같은 경우, 상기 열화상 카메라에서 추출된 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지를 비교하여, 양자가 동일하면 상기 열화상 이미지를 출력하고, 양자가 상이하면 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어하는 제어기를 포함하고,
상기 기준 전자파는 상기 배전반에 설치된 상기 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 전자파보다 작은 전자파이고, 상기 기준 온도는 상기 배전반에 설치된 상기 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 온도보다 작은 온도이며, 상기 기준 열화상 이미지는 상기 기준 전자파 이하의 전자파 영향을 받은 상기 열화상 카메라로 촬영된 이미지일 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 작거나 같은 경우, 상기 열화상 카메라에서 추출된 열화상 이미지를 출력하도록 제어할 수 있다.
삭제
또한, 상기 제어기는, 상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 크고, 상기 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 측정 전자파가 상기 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 작거나 같을 때 상기 열화상 이미지를 출력하도록 제어할 수 있다.
그리고, 상기 제어기는, 상기 측정 전자파가 상기 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 클 때, 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어할 수 있다.
상기 구성에 따른 본 발명의 배전반 진단 방법 및 장치에 의하면, 단순한 구조를 통해 배전반의 이상 징후를 상시 감시할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전반 진단 장치의 전체 구성을 나타내는 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전반 진단 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전반 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배전반 진단 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 배전반(2) 주위에 복수의 열화상 카메라(11,12,13,14), 복수의 전자파 측정기(21,22,23,24), 복수의 온도 측정기(31,32,33,34)를 구비하며, 상기 복수의 열화상 카메라(11,12,13,14)와 복수의 전자파 측정기(21,22,23,24) 및 복수의 온도 측정기(31,32,33,34)와 연결된 제어기(40) 및 상기 제어기(40)와 연결된 출력기(50)를 포함한다.
열화상 카메라(11,12,13,14)는 배전반(2)의 열화상 이미지를 촬영하는 적외선 열화상 카메라로 구성되며, 이는 배전반(2)의 적외선 열복사를 측정하여, 배전반(2)의 열화상 이미지를 형성한다.
열화상 카메라(11,12,13,14)로 이용되는 적외선 열화상 카메라는 이미 공지된 다양한 원리와 기능으로 구현될 수 있다.
전자파 측정기(21,22,23,24)는 배전반(2)으로부터 방출되는 전자파를 측정한다. 상기 전자파 측정기(21,22,23,24)는 기존의 다양한 전자파 측정기를 이용하여 구성할 수 있다.
온도 측정기(31,32,33,34)는 배전반(2)에서 발생되는 열온도를 측정하는 기능을 가진다. 온도 측정기(31,32,33,34) 역시 기존의 다양한 온도 측정 장치로 구현될 수 있다.
한편, 열화상 카메라(11,12,13,14), 전자파 측정기(21,22,23,24) 및 온도 측정기(31,32,33,34)는 도 1에서 고정된 형태로 배전반(2)의 상하좌우에 각각 한개씩, 총 4개의 구성을 갖는 것으로 설정했지만, 이와 달리 더 많은 수의 열화상 카메라, 전자파 측정기 및 온도 측정기가 설치될 수 있고, 이보다 적은 수의 구성이 설치되어도 무방하다.
제어기(40)는 전자파 측정기(21,22,23,24)에서 측정된 측정 전자파와 기준 전자파를 비교한 전자파 비교 결과 및 온도 측정기(31,32,33,34)에서 측정된 측정 온도와 기준 온도를 비교한 온도 비교 결과에 기초하여, 열화상 카메라(11,12,13,14)에서 촬영된 열화상 이미지를 출력하거나, 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어한다.
여기서, 본 실시예에 따른 기준 전자파란 배전반(2)에 설치된 열화상 카메라(11, 12, 13, 14)에 오작동을 발생시키는 최소 전자파보다 작은 전자파를 의미하며, 배전반(2) 내부 및/또는 외부의 온도 및 측정 시간 등의 조건을 다양하게 변화시키며 측정될 수 있다.
따라서, 제어기(40)는, 전자파 측정기(21,22,23,24)에서 측정한 측정 전자파가 기준 전자파보다 작거나 같은 경우, 출력기(50)로 하여금 열화상 카메라(11,12,13,14)에서 추출된 열화상 이미지를 출력하도록 제어한다.
또한, 제어기(40)는, 전자파 측정기(21,22,23,24)에서 측정한 측정 전자파가 기준 전자파보다 크고, 온도 측정기(31,32,33,34)에서 측정한 측정 온도가 기준 온도보다 작거나 같은 경우, 열화상 카메라(11,12,13,14)에서 추출한 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지를 비교하여, 양자가 동일하면 열화상 이미지를 출력하고, 양자가 상이하면 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어할 수 있다.
여기서, 기준 열화상 이미지란 전자파의 영향을 받지 않은, 즉 기준 전자파 이하의 전자파 영향을 받은 열화상 카메라(11, 12, 13, 14)로 촬영된 이미지를 의미하며, 배전반(2) 내부 및/또는 외부의 온도 및 측정 시간 등의 조건을 다양하게 변화시키며 측정된 기준 전자파 각각에 상응하는 이미지로 제어부(40)에 저장될 수 있다.
한편, 제어기(40)는, 전자파 측정기(21,22,23,24)에서 측정한 측정 전자파가 기준 전자파보다 크고, 온도 측정기(31,32,33,34)에서 측정한 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 전자파 측정기(21,22,23,24)에서 측정한 측정 전자파가 온도 측정기(31,32,33,34)에서 측정한 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 작거나 같을 때 열화상 카메라(11,12,13,14)에서 촬영한 열화상 이미지를 출력하도록 제어할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 기준 온도란 배전반(2)에 설치된 열화상 카메라(11, 12, 13, 14)에 오작동을 발생시키는 최소 온도보다 작은 온도를 의미하며, 측정 시간 등의 조건을 다양하게 변화시키며 측정될 수 있다.
또한, 제어기(40)는, 전자파 측정기(21,22,23,24)에서 측정한 측정 전자파가 온도 측정기(31,32,33,34)에서 측정한 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 클 때, 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전반 진단 방법의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 열화상 카메라는 열화상 이미지를 추출한다(S100).
또한, 배전반에서 측정되는 측정 전자파를 기준 전자파와 비교(S110)하고, 측정 전자파가 기준 전자파보다 작거나 같은 경우에는(S110-NO), 열화상 이미지를 출력한다(S130).
반면, 측정 전자파가 기준 전자파보다 큰 경우(S110-YES), 배전반에서 측정되는 측정 온도를 기준 온도와 비교(S120)하고, 측정 온도가 기준 온도보다 작거나 같은 경우(S120-NO), 현재 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지의 동일성을 판단(S170)한다. 만약, 현재 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지가 동일하지 않은 경우(S170-YES)에는 전자파 영향 경고(S190)를 하고, 현재 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지가 동일한 경우(S170-NO)에는 열화상 이미지를 출력한다(S180).
한편, 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우(S120-YES), 측정 전자파를 측정 온도에 대응되는 정상 전자파와 비교하여, 측정 전자파가 측정 온도에 대응되는 정상 전자파보다 클 때(S140-YES), 전자파 영향 경고를 출력(S150)하고, 측정 전자파가 측정 온도에 대응되는 정상 전자파보다 작거나 같을 때(S140-NO), 열화상 이미지를 출력(S160)한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전반 진단 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배전반 진단 장치는 열화상 카메라(10), 전자파 측정기(20), 온도 측정기(30), 제어기(40) 및 출력기(50)를 포함한다.
열화상 카메라(10)는 배전반의 열화상 이미지를 촬영하는 적외선 열화상 카메라로 구성되며, 이는 배전반의 적외선 열복사를 측정하여, 배전반의 열화상 이미지를 형성한다.
전자파 측정기(20)는 배전반으로부터 방출되는 전자파를 측정한다. 상기 전자파 측정기(20)는 기존의 다양한 전자파 측정기를 이용하여 구성할 수 있다.
온도 측정기(30)는 배전반에서 발생되는 열온도를 측정하는 기능을 가진다. 온도 측정기(30) 역시 기존의 다양한 온도 측정 장치로 구현될 수 있다.
제어기(40)는 전자파 측정기(20)에서 측정된 측정 전자파와 기준 전자파를 비교한 전자파 비교 결과 및 온도 측정기(30)에서 측정된 측정 온도와 기준 온도를 비교한 온도 비교 결과에 기초하여, 출력기(50)로 하여금 열화상 카메라(10)에서 촬영된 열화상 이미지를 출력하거나, 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어한다.
출력기(50)는 스크린을 통해 사용자에게 알리는 형식을 취할 수도 있고, LED 등의 경고 신호를 송출하는 형식을 취할 수도 있다. 또한, 스피커를 통한 경고 신호를 울리는 형식을 취해도 무방하다.
구체적으로, 제어기(40)는, 전자파 측정기(20)에서 측정한 측정 전자파가 기준 전자파보다 작거나 같은 경우, 출력기(50)로 하여금 열화상 카메라(10)에서 추출된 열화상 이미지를 출력하도록 제어한다.
또한, 제어기(40)는, 전자파 측정기(20)에서 측정한 측정 전자파가 기준 전자파보다 크고, 온도 측정기(30)에서 측정한 측정 온도가 기준 온도보다 작거나 같은 경우, 열화상 카메라(10)에서 추출한 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지를 비교하여, 양자가 동일하면 열화상 이미지를 출력하고, 양자가 상이하면 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어할 수 있다.
한편, 제어기(40)는, 전자파 측정기(20)에서 측정한 측정 전자파가 기준 전자파보다 크고, 온도 측정기(30)에서 측정한 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 전자파 측정기(20)에서 측정한 측정 전자파가 온도 측정기(30)에서 측정한 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 작거나 같을 때 열화상 카메라(10)에서 촬영한 열화상 이미지를 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어기(40)는, 전자파 측정기(20)에서 측정한 측정 전자파가 온도 측정기(30)에서 측정한 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 클 때, 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
2 …………………………배전반
10…………………………열화상 촬영기
20…………………………전자파 측정기
30…………………………온도 측정기
40…………………………제어기
50…………………………출력기

Claims (10)

  1. 배전반의 열화상 이미지를 추출하는 열화상 이미지 추출 단계;
    상기 배전반에서 측정되는 측정 전자파를 기준 전자파와 비교하는 전자파 비교 단계;
    상기 배전반에서 측정되는 측정 온도를 기준 온도와 비교하는 온도 비교 단계; 및
    상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 크고, 상기 측정 온도가 기준 온도보다 작거나 같은 경우, 상기 열화상 이미지 추출 단계에서 추출된 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지를 비교하여, 양자가 동일하면 열화상 이미지를 출력하고, 양자가 상이하면 전자파 영향 경고를 출력하는 출력 단계;를 포함하고,
    상기 기준 전자파는 상기 배전반에 설치된 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 전자파보다 작은 전자파이고, 상기 기준 온도는 상기 배전반에 설치된 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 온도보다 작은 온도이며, 상기 기준 열화상 이미지는 상기 기준 전자파 이하의 전자파 영향을 받은 열화상 카메라로 촬영된 이미지인 것을 특징으로 하는 배전반 진단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 출력 단계는,
    상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 작거나 같은 경우, 상기 열화상 이미지 추출 단계에서 추출된 열화상 이미지를 출력하는 것을 특징으로 하는 배전반 진단 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 출력 단계는,
    상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 크고, 상기 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 측정 전자파가 해당 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 작거나 같을 때 상기 열화상 이미지를 출력하는 것을 특징으로 하는 배전반 진단 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 출력 단계는,
    상기 측정 전자파가 해당 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 클 때, 전자파 영향 경고를 출력하는 것을 특징으로 하는 배전반 진단 방법.
  6. 배전반의 열화상 이미지를 추출하는 열화상 카메라;
    상기 배전반에서의 전자파를 측정하는 전자파 측정기;
    상기 배전반의 온도를 측정하는 온도 측정기; 및
    측정 전자파가 기준 전자파보다 크고, 측정 온도가 기준 온도보다 작거나 같은 경우, 상기 열화상 카메라에서 추출된 열화상 이미지와 기준 열화상 이미지를 비교하여, 양자가 동일하면 상기 열화상 이미지를 출력하고, 양자가 상이하면 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어하는 제어기;를 포함하고,
    상기 기준 전자파는 상기 배전반에 설치된 상기 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 전자파보다 작은 전자파이고, 상기 기준 온도는 상기 배전반에 설치된 상기 열화상 카메라에 오작동을 발생시키는 최소 온도보다 작은 온도이며, 상기 기준 열화상 이미지는 상기 기준 전자파 이하의 전자파 영향을 받은 상기 열화상 카메라로 촬영된 이미지인 것을 특징으로 하는 배전반 진단 장치.
  7. 제 6 항에 있어서
    상기 제어기는,
    상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 작거나 같은 경우, 상기 열화상 카메라에서 추출된 열화상 이미지를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배전반 진단 장치.
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 측정 전자파가 상기 기준 전자파보다 크고, 상기 측정 온도가 기준 온도보다 큰 경우, 상기 측정 전자파가 상기 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 작거나 같을 때 상기 열화상 이미지를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배전반 진단 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 측정 전자파가 상기 측정 온도에 대응하는 정상 전자파보다 클 때, 전자파 영향 경고를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배전반 진단 장치.
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