KR101636772B1 - 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법 - Google Patents

전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, IEC62305의 피뢰시스템 구성에 대한 적정한 평가를 수행하는 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 피뢰시스템을 수뢰부, 인하도선, 접지, 등전위본딩, SPD의 5개 시스템으로 분류하여 안전정도에 대한 수치화할 수 있고, 피뢰시스템을 구성하는 각 부분에 대한 세부 안전지수 확인으로 적정한 시설투자를 하도록 유도할 수 있으며, 피뢰시스템 현장적용 방법에 대한 체계화를 통해 객관성있는 표준을 적용할 수 있고, 피뢰시스템에 대한 각 부분의 안전지수 및 전체 안전지수를 통한 평가대상물의 안전등급을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법{System for evaluating the lightning protection equipment with electrical safety index and method therefor}
본 발명은 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 IEC62305의 피뢰시스템 구성에 대한 적정한 평가를 수행하는 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
종래기술, 한국공개특허 제10-2011-0124452호에 의하면, 피뢰설비 또는 구조물의 평가를 위해 원거리에서 쉽게 확인하고 측정할 수 있도록 광파 측정기술을 이용하여 거리를 측정하는 광파 측정부와; 상기 광파 측정부에 의해 측정한 위치를 비주얼로 확인할 수 있도록 촬영하여 이미지를 생성하는 촬영부; 및 상기 광파 측정부에 의해 측정된 거리를 연산하고, 저장부에 내장된 피뢰진단 프로그램을 이용하여 비주얼 이미지에서 피뢰진단을 수행하는 제어부를 포함한다.
피뢰시스템을 평가하는 방법은 국내외 전문가 또는 기업에 의해 개발되고 발전하였으나 IEC62305표준에 의해 현장에 적용을 하다 보니 적용하는 기업, 전문가의 주관적 판단이 이입되는 경우가 많아 실제 피뢰설비에 대한 안전여부를 판단하는 데 부족함이 있었다.
또한 수뢰부 시스템, 인하도선 시스템, 접지시스템, 등전위본딩 평가, 서지보호시스템 등 피뢰시스템이 의미하는 각 부분에 대해 개별적 판단을 실시함으로써 총체적으로 접근이나 안전지수가 마련되지 않아 당사자의 안전정도를 이해하는데 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 피뢰시스템을 수뢰부, 인하도선, 접지, 등전위본딩, SPD의 5개 시스템으로 분류하여 안전정도에 대한 수치화하는 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
또한 피뢰시스템을 구성하는 각 부분에 대한 세부 안전지수 확인으로 적정한 시설투자를 하도록 하는 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법을 제공함에도 있다.
또한 피뢰시스템 현장적용 방법에 대한 체계화를 통해 객관성있는 표준을 적용할 수 있도록 하는 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템 및 그 방법을 제공함에도 있다.
그리고 피뢰시스템에 대한 각 부분의 안전지수 및 전체 안전지수를 통한 평가대상물의 안전등급을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 건축물의 피뢰시스템 각 구성을 레벨별로 기준값을 수치화하여 저장하는 데이터베이스부(100); 상기 피뢰시스템의 각 구성별로 측정한 측정값을 상기 기준값을 이용하여 안전지수로 수치화하는 안전지수 산출부(200); 및 상기 안전지수 산출부를 통해 수치화된 각 구성별 안전지수의 평균값을 기설정된 안전지수 기준값과 비교하여 피뢰시스템의 상태정보를 출력하도록 하는 제어부(300);를 포함한다.
한편, 데이터베이스부, 안전지수 산출부 및 제어부를 포함하는 건축물의 피뢰설비 평가시스템을 이용한 방법에 있어서, (a) 상기 제어부가 피뢰시스템의 각 구성별로 측정한 측정값을 데이터베이스부에 기설정된 기준값 또는 설치갯수에 따라 안전지수를 산출하도록 하는 단계; (b) 상기 제어부가 상기 산출된 안전지수를 기설정된 기준값과 비교하도록 하는 단계; 및 (c) 상기 제어부가 상기 기준값에 따른 비교결과, 각 구성별 상태정보(SI)를 출력하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 피뢰시스템을 수뢰부, 인하도선, 접지, 등전위본딩, SPD의 5개 시스템으로 분류하여 안전정도에 대한 수치화할 수 있고, 피뢰시스템을 구성하는 각 부분에 대한 세부 안전지수 확인으로 적정한 시설투자를 하도록 유도할 수 있으며, 피뢰시스템 현장적용 방법에 대한 체계화를 통해 객관성있는 표준을 적용할 수 있고, 피뢰시스템에 대한 각 부분의 안전지수 및 전체 안전지수를 통한 평가대상물의 안전등급을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템을 나타낸 구성 예시도,
도 2는 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템의 기준값, 측정값으로 안전지수를 수치화하여 수치화된 수치에 따라 피뢰설비 상태를 출력하는 개념을 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템을 이용한 방법을 나타낸 전체흐름도이고,
도 4는 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템을 이용한 방법의 안전지수 산출을 나타낸 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템을 나타낸 구성 예시도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템은 데이터베이스부(100), 안전지수 산출부(200), 제어부(300)를 포함할 수 있다.
데이터베이스부(100)는 건축물의 피뢰시스템 각 구성을 레벨별로 기준값을 수치화하여 저장할 수 있다. 여기서, 건출물의 피뢰시스템 각 구성은 수뢰부(LR), 인하도선(DC), 접지(G), 등전위(ECT) 및 서지보호기(SPD)를 포함한다. 건축물별로 피뢰레벨이 설정되고 이를 토대로 안전지수 산출부로 입력할 수 있다.
데이터베이스부(100)에 저장되는 수뢰부(LR)의 기준값(LRref)은 1레벨인 경우 LPLI:R=20, 2레벨인 경우 LPLII:R=35, 3레벨인 경우 LPLIII:R=40, 4레벨인 경우 LPLIV:R=60으로 설정된다.
또한 인하도선(DC)의 기준값(DCref)은 1레벨인 경우 LPLI:R=20, 2레벨인 경우 LPLII:R=35, 3레벨인 경우 LPLIII:R=40, 4레벨인 경우 LPLIV:R=60으로 설정된다.
또한 접지(G)의 기준값(Gref)은 5옴 또는 입력값(input)으로 설정할 수 있다.
또한 등전위(ECTref) 기준값은 ECT 측정저항값이 0~0.2인 경우 n1을 나타내고, 0.2~1.0인 경우 n2, 1.0~10.0인 경우 n3, 10.0~100인 경우 n4, 100보다 큰 경우 n5로 나타낼 수 있다.
그리고 서지보호기(SPD)는 건축물내 서지보호기의 설치되어 운영되는 갯수(la), 미설치 또는 고장으로 인한 미운영 개수(lb)*가중치(r), 전체 설치갯수(ln)로, 다음과 같이 정의된다. SPDref = (la+lb*r)/ln
안전지수 산출부(200)는 피뢰시스템의 각 구성별로 측정한 측정값을 데이터베이스부의 기준값을 이용하여 안전지수를 수치화할 수 있다. 이러한 안전지수 산출부(200)는 각 건축물별로 기설정된 피뢰레벨에 따라 데이터베이스부로부터 저장된 데이터를 불러들여 수뢰부(LR), 인하도선(DC), 접지(G), 등전위(ECT) 및 서지보호기(SPD)의 안전지수(SI,Safety Index)를 산출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템의 기준값, 측정값으로 안전지수를 수치화하여 수치화된 수치에 따라 피뢰설비 상태를 출력하는 개념을 나타낸 예시도이다.
이러한 안전지수 산출부(200)는 수뢰부(LR) 수치모듈(210), 인하도선(DC) 수치모듈(220), 접지(G) 수치모듈(230), 등전위(ECT) 수치모듈(240), 서지보호기(SPD) 수치모듈(250), 출력모듈(260), 전체 안전지수 산출모듈(270)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수뢰부(LR) 수치모듈(210)은 기준값(LRref)/측정값(LRm)*100를 이용하여 수뢰부의 안전지수(SI)를 수치화하고, 인하도선(DC) 수치모듈(220)은 (측정값(DCm)/기준값(DCref))*100을 이용하여 인하도선의 안전지수(SI)를 수치화하며, 접지(G) 수치모듈(230)은 측정값(Gm)/기준값(Gref)*100을 이용하여 접지의 안전지수(SI)를 수치화하고, 등전위(ECT) 수치모듈(240)은 (n1/(n1+n2*0.1+n3*0.2+n4*0.3+n5*0.4))*100을 이용하여 등전위(ECT)의 안전지수를 수치화한다. 이때, n1은 등전위 측정저항값이 0~0.2인 경우에 해당하는 등전위 측정갯수를 나타내고, n2는 등전위 측정저항값이 0.2~1.0인 경우에 해당하는 등전위 측정갯수를 나타내며, n3은 등전위 측정저항값이 1.0~10.0인 경우에 해당하는 등전위 측정갯수를 나타내고, n4는 등전위 측정저항값이 10.0~100인 경우에 해당하는 등전위 측정갯수를 나타내며, n5는 등전위 측정저항값이 100 이상인 경우에 해당하는 등전위 측정갯수를 나타내고, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4는 n2, n3, n4, n5에 가해지는 가중치(r)이다.
부연하면, 등전위(ECT) 측정저항값이 0~0.2인 경우 n1을 나타내고, 0.2~1.0인 경우 n2, 1.0~10.0인 경우 n3, 10.0~100인 경우 n4, 100보다 큰 경우 n5로 나타내고, 본 실시예에서, 전체 ECTref 전체개수가 100개라고 하면, 0~0.2인 경우 n1이 20개, 0.2~1.0인 경우 n2가 30개, 1.0~10.0인 경우 n3가 20개, 10.0~100인 경우 n4가 20개, 100보다 큰 경우 n5가 10개로 설정할 수 있다.
서지보호기(SPD) 수치모듈(250)은 ((SPDok+SPDnk*0.5)/SPDtotal)*100을 이용하여 안전지수를 수치화할 수 있다. 이때, SPDok 는 서지보호기가 건축물 내 전체설치갯수 중 현재 운영중인 개수를 나타내고, SPDnk는 미설치된 또는 고장으로 인한 미운영중인 개수를 나타내며, 0.5는 가중치(r)이고, SPDtotal는 건축물내 설치되는 전체 설치갯수를 나타낸다.
출력모듈(260)은 이들 수치화한 각 안전지수(SI)인 LR, DC, G, ECT, SPD의 수치를 판단하여 100~90인 경우 정상으로 출력하고, 90~80인 경우 양호, 80~70인 경우 보통, 70~60인 경우 주의, 60 이하인 경우 개선으로 각 수뢰부(LR), 인하도선(DC), 접지(G), 등전위(ECT) 및 서지보호기(SPD)의 안전지수(SI,Safety Index)상태를 출력할 수 있다. 그리고 이들 각 수뢰부(LR), 인하도선(DC), 접지(G), 등전위(ECT) 및 서지보호기(SPD)의 안전지수(SI,Safety Index)의 평균값을 산출하여 전체 안전지수(TSI)를 산출하는 전체 안전지수 산출모듈(270)을 포함할 수 있다.
이때, 안전지수 산출부(200)는 건축물의 피뢰시스템 각 구성을 레벨별로 기준값 또는 설치갯수에 따른 측정값으로 안전지수값을 수치화하되, 건축물의 피뢰시스템에 금속재질의 자연적 구성부재가 있는 경우, 인하도선(DC) 대신에 ECT/Bonding 기준값을 자연적 구성부재인 금속재질의 측정값을 이용하여, ECT/bonding 안전지수(DCsaf)로 수치화할 수도 있다. 여기서, 금속재질의 ECT 측정저항값에 따라 ECTref는 (na(a=1~5)*100)으로 표현할 수 있고, if a=1, DCsaf=100, if a=2, DCsaf=75, if a=3, DCsaf=50, if a=4, DCsaf=25, if a=5, DCsaf=0로 인하도선 안전지수(SI)값을 대체할 수 있다.
제어부(300)는 안전지수 산출부를 통해 수치화된 각 구성별 안전지수의 평균값을 기설정된 안전지수 기준값과 비교하여 피뢰시스템의 상태정보를 출력하도록 하는 구성이다.
도 3은 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템을 이용한 방법을 나타낸 전체흐름도이고, 도 4는 본 발명의 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템을 이용한 방법의 안전지수 산출을 나타낸 흐름도이다.
한편, 데이터베이스부, 안전지수 산출부 및 제어부를 포함하는 건축물의 피뢰설비 평가시스템을 이용한 방법에 있어서, (a) 상기 제어부가 피뢰시스템의 각 구성별로 측정한 측정값을 데이터베이스부에 기설정된 기준값 또는 설치갯수에 따라 안전지수를 산출하도록 하는 단계; (b) 상기 제어부가 상기 산출된 안전지수를 기설정된 기준값과 비교하도록 하는 단계; 및 (c) 상기 제어부가 상기 기준값에 따른 비교결과, 각 구성별 상태정보(SI)를 출력한다.
제 (c) 단계 이후, 제어부는 산출된 안전지수의 수치화된 각 구성별 안전지수의 평균값을 기설정된 안전지수 평균기준값과 비교하여 피뢰시스템의 전체 상태정보(TSI)를 출력하도록 할 수 있다.
제 (a) 단계는 (a-1) 피뢰시스템의 수뢰부(LR)를 측정한 값을 데이터베이스부에 기설정된 레벨별 기준값으로 안전지수를 산출하는 단계; (a-2) 상기 피뢰시스템의 인하도선(DC)를 측정한 값을 데이터베이스부에 기설정된 레벨별 기준값으로 안전지수를 산출하는 단계; (a-3) 상기 피뢰시스템의 접지(G)를 측정한 값을 데이터베이스부에 기설정된 레벨별 기준값으로 안전지수를 산출하는 단계; (a-4) 상기 피뢰시스템의 등전위(ECT)의 포인트 설치갯수에 따라 데이터베이스부에 기설정된 기준값에 따라 안전지수를 산출하는 단계; 및 (a-5) 상기 피뢰시스템의 서지보호기(SPD)의 설치여부 및 설치갯수에 따라 안전지수를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
그리고 제 (a) 단계는 건축물의 피뢰시스템에 금속재질의 자연적 구성부재가 있는지 여부를 외부로부터 입력받는 단계; 및 상기 건축물의 피뢰시스템에 금속재질의 자연적 구성부재가 있는 경우, 인하도선(DC) 대신에 ECT/Bonding 값을 상기 금속재질의 ECT 측정값에 따라 안전지수값(DCsaf)을 수치화하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
100 : 데이터베이스부 200 : 안전지수 산출부
210 : 수뢰부(LR) 수치모듈 220 : 인하도선(DC) 수치모듈
230 : 접지(G) 수치모듈 240 : 등전위(ECT) 수치모듈
250 : 서지보호기(SPD) 수치모듈 260 : 출력모듈
270 : 전체 안전지수 산출모듈 300 : 제어부

Claims (7)

  1. 건축물의 피뢰시스템 각 구성을 레벨별로 기준값을 수치화하여 저장하는 데이터베이스부(100);
    상기 피뢰시스템의 각 구성별로 측정한 측정값을 상기 기준값을 이용하여 안전지수로 수치화하는 안전지수 산출부(200); 및
    상기 안전지수 산출부를 통해 수치화된 각 구성별 안전지수의 평균값을 기설정된 안전지수 기준값과 비교하여 피뢰시스템의 상태정보를 출력하도록 하는 제어부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피뢰시스템은,
    수뢰부(LR), 인하도선(DC), 접지(G), 등전위(ECT) 및 서지보호기(SPD)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안전지수 산출부(200)는
    건축물의 피뢰시스템 각 구성을 레벨별로 기준값 또는 설치갯수에 따른 측정으로 안전지수값을 수치화하되,
    상기 건축물의 피뢰시스템에 금속재질의 부재가 있는 경우, 인하도선(DC) 대신에 ECT/Bonding 값을 상기 금속재질의 ECT 측정값에 따라 안전지수값(DCsaf)을 수치화하는 것을 특징으로 하는 전기안전지수가 탑재된 피뢰설비 평가시스템.
  4. 데이터베이스부, 안전지수 산출부 및 제어부를 포함하는 건축물의 피뢰설비 평가시스템을 이용한 방법에 있어서,
    (a) 상기 제어부가 피뢰시스템의 각 구성별로 측정한 측정값을 데이터베이스부에 기설정된 기준값 또는 설치갯수에 따라 안전지수를 산출하도록 하는 단계;
    (b) 상기 제어부가 상기 산출된 안전지수를 기설정된 기준값과 비교하도록 하는 단계; 및
    (c) 상기 제어부가 상기 기준값에 따른 비교결과, 각 구성별 상태정보(SI)를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰설비 평가방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 (c) 단계 이후,
    상기 제어부가 상기 산출된 안전지수의 수치화된 각 구성별 안전지수의 평균값을 기설정된 안전지수 평균기준값과 비교하여 피뢰시스템의 전체 상태정보(TSI)를 출력하도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰설비 평가방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 (a) 단계는,
    (a-1) 피뢰시스템의 수뢰부(LR)를 측정한 값을 데이터베이스부에 기설정된 레벨별로 수치화한 기준값을 이용하여 안전지수를 산출하는 단계;
    (a-2) 상기 피뢰시스템의 인하도선(DC)를 측정한 값을 데이터베이스부에 기설정된 레벨별로 수치화한 기준값을 이용하여 안전지수를 산출하는 단계;
    (a-3) 상기 피뢰시스템의 접지(G)를 측정한 값을 데이터베이스부에 기설정된 레벨별로 수치화한 기준값을 이용하여 안전지수를 산출하는 단계;
    (a-4) 상기 피뢰시스템의 등전위(ECT)의 포인트 설치갯수와 데이터베이스부에 기설정된 레벨별로 수치화한 기준값에 따라 안전지수를 산출하는 단계; 및
    (a-5) 상기 피뢰시스템의 서지보호기(SPD)의 설치여부 및 설치갯수에 따라 안전지수를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰설비 평가방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 (a) 단계는,
    상기 건축물의 피뢰시스템에 금속재질의 부재가 있는지 여부를 외부로부터 입력받는 단계; 및
    상기 건축물의 피뢰시스템에 금속재질의 부재가 있는 경우, 인하도선(DC) 대신에 ECT/Bonding 값을 상기 금속재질의 ECT 측정값에 따라 안전지수값(DCsaf)을 수치화하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰설비 평가방법.
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