KR101671505B1 - 배전선로의 전압 예측 시스템 - Google Patents

Abstract

배전선로의 동작 상태를 일정 기간마다 분석하고 통계 처리하여 효율적인 배전 선로의 유지관리가 가능하면서 장력조절장치를 구비하여 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력이 적정 상태로 조절되어 배전선의 파단이나 애자의 파손을 방지할 수 있고, 특고압 배전선과 상용전압 배전선 간의 절연거리를 유지함과 아울러 단락을 방지하여 배전선로를 안전하게 유지할 수 있으며, 특고압 배전선에 흐르는 특고압 전류에 의하여 상용전압 배전선에 과전압이 흐르는 일이 없도록 하여 과전압에 의한 수용가의 전기전자제품의 손상을 방지할 수 있고, 특고압 점프선과 상용전압 점프선은 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 이완 및 긴장 작동 과정에서 특고압 점프선과 상용전압 점프선은 이완되거나 긴장되지 않고 최초 연결 상태를 그대로 유지하게 되며, 특고압 점프선과 상용전압 점프선이 비절연부재인 특고압 완철과 상용전압 완철에 접촉하는 일이 없게 되어 접촉불량이나 누전 및 단락 등에 의한 사고를 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

배전선로의 전압 예측 시스템{System for forecasting voltage of electric power distribution line}

본 발명은 배전 분야 기술 중에서, 배전선로의 전압 예측 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 배전선로의 동작 상태를 일정 기간마다 분석하고 통계 처리하여 효율적인 배전선로의 유지관리가 가능하며, 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력조절에 의하여 배전선의 파단이나 애자의 파손을 방지할 수 있으면서도 특고압 배전선과 상용전압 배전선 간의 절연거리를 유지함과 아울러 단락을 방지하여 배전선로를 안전하게 유지할 수 있으며, 특고압 배전선에 흐르는 특고압 전류에 의하여 상용전압 배전선에 과전압이 흐르는 일이 없도록 하여 과전압에 의한 수용가의 전기전자제품의 손상을 방지할 수 있도록 하고, 배전선의 장력을 조절하는 과정에서 점프선은 최초 설치 상태를 유지하게 되어 접촉불량이나 누전 및 단락 등에 의한 사고를 방지할 수 있도록 한 배전선로의 전압 예측 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전력계통은 송전과 배전으로 이루어지며, 발전소에서 생산된 전력을 최종 수용가로 전달하는 기능을 수행한다.

대부분의 가정 및 건물 등 대부분의 수용가에 전력을 공급하는 전력계통은 전력 자동화 시스템을 기반으로 하고 있다.

전력 자동화 시스템은 대부분의 수용가에 전력의 공급 및 수송을 제어하는 에너지 관리 시스템(EMS; Energy Management System), 변전 및 송전 설비의 감시 및 제어를 담당하는 변전소 감시 제어 시스템(SCADA; Supervisory Control and Data Acquisition), 및 배전 계통을 관리하는 배전 자동화 시스템(DAS; Distribution Automation System)을 포함한다.

상기 배전 자동화 시스템은 배전선로 상에 설치된 단말장치로부터 데이터를 수집하거나 개폐기를 제어함으로서 신뢰성 있는 양질의 전력을 공급하는 중요한 구성 요소이다.

특히 배전선로를 따라 전송되는 전압을 계측하고 이를 관리함으로서 전압강하로 인한 문제를 사전에 차단하고 대처하는 것은 매우 중요하다.

그러나 종래에는 전송되는 전압을 신뢰성 있게 검출하고 예측하는 설비 및 방법이 미비하였기 때문에 이에 대한 보완이 요구되고 있다.

또한 배전선로는 다수개의 배전선이 수용가에 이르도록 가공전선을 구성하고 있는데, 기온변화는 물론 강풍에 의한 장력변화가 클 경우 접촉불량, 단선에 의하여 수용가에 대한 전력공급에 차질을 빗게 되며, 단선된 배전선이 지상으로 추락하면서 주변의 행인이나 시설물 또는 차량 등을 덮쳐 감전에 의한 재산피해 및 인명사고를 초래하게 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1592001호(2016.01.29. 등록) "배전선로의 전압 예측 시스템"(이하, '선행기술 1'이라 함)은 배전선로의 동작 상태를 일정 기간마다 분석하고 통계 처리하여 효율적인 배전 선로의 유지 관리가 가능하면서 동시에 배전선로간 장력조절이 자동으로 원활하게 유도되게 하여 배전선의 파단이나 전주의 단자 파손을 예방할 수 있도록 한 기술을 개시하고 있다.

한편, 일반적으로 가공 배전선로는 전주의 상부에 설치되어 특고압(22.9kV)을 배전하는 특고압 배전선로와, 특고압 배전선로의 하부에 설치되어 상용전압(230V)을 배전하는 상용전압 배전선로를 포함한다.

상기 선행기술에서 제1 배전선은 '특고압 배전선'에 해당하는 것이고, 제2 배전선은 '상용전압 배전선'에 해당하는 것으로, 특고압(22.9kV)을 배전하는 특고압 배전선과 상용전압(230V)을 배전하는 상용전압 배전선이 와이어와 장력조절유닛 및 길이조절구에 의하여 연결되어 있을 뿐만 아니라 장력을 증가시키는 경우 특고압 배전선과 상용전압 배전선이 더욱 가까워지게 되기 때문에 절연거리를 충분히 유지할 수 없게 되어 특고압 배전선과 상용전압 배전선 간의 단락이 발생할 염려가 있으며, 특고압 배전선의 특고압 전류가 상용전압 배전선을 통해 수용가로 공급되어 수용자의 모든 전기전자제품에 심각한 손상을 초래할 염려가 있고, 이로 인하여 화재가 발생할 염려가 있다.

또한 종래 배전선로의 장력조절장치와 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1339333호(2013.12.03. 등록) "가공배전선의 장력조절을 위한 애자 고정식 완철"(이하, '선행기술 2'라 함)은 배전선이 요동치더라도 애자나 각 연결부에 충격이 전달되는 것을 방지하고, 온도변화에 따라 가공배전선이 수축 팽창할 때 변화되는 장력을 충분히 완충하고 조절하여, 각 부분의 수명을 연장시킬 수 있도록 개선된 가공배전선의 장력조절을 위한 애자 고정식 완철을 개시하고 있다.

그러나 상기 선행기술 2는 배전선의 장력을 조절하는 과정에서 배전선을 이완시킬 경우에는 점프선이 긴장되어 배전선과 점프선을 연결하는 접속구에서 접속불량이 발생할 염려가 있으며, 배전선을 긴장시킬 경우에는 점프선이 이완되어 점프선이 비절연부재인 완철 등에 접촉하여 누전이나 단락 등에 의한 사고를 초래할 염려가 있다.

따라서 배전선로의 동작 상태를 일정 기간마다 분석하고 통계 처리하여 배전선로의 효율적인 유지관리가 가능하게 됨과 아울러 특고압 배전선과 상용전압 배전선 간의 절연거리를 유지함과 아울러 단락을 방지하여 배전선로를 안전하게 유지할 수 있으며, 특고압 배전선에 흐르는 특고압 전류에 의하여 상용전압 배전선에 과전압이 흐르는 일이 없도록 하여 과전압에 의한 수용가의 전기전자제품의 손상을 방지할 수 있도록 하고, 배전선의 장력을 조절하는 과정에서 점프선은 최초 설치 상태를 유지하게 되어 접촉불량이나 누전 및 단락 등에 의한 사고를 방지할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1592001호(2016.01.29. 등록) "배전선로의 전압 예측 시스템" 대한민국 등록특허 제10-1339333호(2013.12.03. 등록) "가공배전선의 장력조절을 위한 애자 고정식 완철"

따라서 본 발명의 목적은 배전선로의 동작 상태를 일정 기간마다 분석하고 통계 처리하여 효율적인 배전선로의 유지관리가 가능하며, 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력조절에 의하여 배전선의 파단이나 애자의 파손을 방지할 수 있으면서도 특고압 배전선과 상용전압 배전선 간의 절연거리를 유지함과 아울러 단락을 방지하여 배전선로를 안전하게 유지할 수 있으며, 특고압 배전선에 흐르는 특고압 전류에 의하여 상용전압 배전선에 과전압이 흐르는 일이 없도록 하여 과전압에 의한 수용가의 전기전자제품의 손상을 방지할 수 있도록 하고, 배전선의 장력을 조절하는 과정에서 점프선은 최초 설치 상태를 유지하게 되어 접촉불량이나 누전 및 단락 등에 의한 사고를 방지할 수 있도록 한 배전선로의 전압 예측 시스템을 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 전주의 상단부에 설치되는 좌우측 특고압 완철과, 상기 좌우측 특고압 완철에 좌우측 특고압 애자와 좌우측 특고압 접속구를 통해 내측단부가 지지되는 좌우측 특고압 배전선과, 상기 좌우측 특고압 배전선을 연결하는 특고압 점프선을 포함하는 특고압 배전선로와 상기 좌우측 특고압 완철의 하부에서 전주에 설치되는 좌우측 상용전압 완철과, 상기 좌우측 상용전압 완철에 좌우측 상용전압 애자와 좌우측 상용전압 접속구를 통해 내측단부가 지지되는 좌우측 상용전압 배전선과, 상기 좌우측 상용전압 배전선을 연결하는 상용전압 점프선을 포함하는 상용전압 배전선로 내의 전기적 신호인 전압을 일정 기간마다 일정횟수 검출하여 디지털 데이타로 출력하는 전압 감지부; 상기 전압 감지부와 병렬로 결합되며, 상기 특고압 배전선로와 상용전압 배전선로 내에서 순간 정전이 발생하면 광센서를 통해 정전 발생 신호를 발생하는 순간 정전 감지부; 상기 특고압 배전선로와 상용전압 배전선로의 전기적 에너지를 입력전원으로 하여 계측기의 동작에 필요한 자체 전기적 에너지로 변환하여 동력을 공급하는 전원부; 내부에 저장된 프로그램을 통해 측정 장치 내에 포함된 복수의 부재에 대한 통제와 제어 기능을 수행하고, 상기 전압 감지부와 상기 순간 정전 감지부의 출력 신호에 있어서 순간 정전이 발생하는 경우 전압 정보 기록 중지 신호를 발생하는 제어부; 상기 전압 감지부로부터 측정되어 상기 제어부에서 계산된 실효치 전압의 평균치를 저장하는 저장부; 상기 제어부에서 처리되는 상기 특고압 배전선로와 상용전압 배전선로의 동작상태와 관련한 시간 정보를 저장하는 시간 처리부; 액정 표시기로 구성되고, 상기 제어부로 부터의 정보를 출력하기 위한 표시부; 복수의 버튼으로 구성되어 특고압 배전선로와 상용전압 배전선로의 전압 측정기록장치의 조작을 위한 정보를 입력하는 조작부 및 상기 저장부에 저장된 정보를 외부에 전송하고, 외부로부터 정보를 수신하기 위한 통신 접속부를 포함하는 배전선로의 전압 예측 시스템에 있어서, 상기 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력을 조절하는 장력조절장치를 더 포함하며, 상기 장력조절장치는 상기 특고압 완철과 상용전압 완철에 장착되는 권취모터와, 상기 권취모터에 의하여 회전되는 권취드럼과, 상기 권취드럼에 권취되는 로프와, 상기 특고압 접속구과 상용전압 접속구에서 외측으로 이격된 위치에서 각각 상기 특고압 배전선과 상용전압 배전선에 결합되며 내측단부가 상기 로프의 외측단부에 연결되는 절연연결구를 포함하여 구성되며, 상기 권취드럼은 권취원통부와, 권취원통부의 전후단부에 형성되어 권취되는 로프의 이탈을 방지하는 한 쌍의 이탈방지판을 포함하여 구성되고, 상기 절연연결구는 상하로 반분되어 서로 대향하는 면에 각각 특고압 배전선과 상용전압 배전선이 삽입되는 배전선삽입홈이 형성되고 전후 양단에 조임부가 형성된 상하 한 쌍의 고정구본체와, 상기 고정구본체의 조임부에 감기는 조임밴드를 포함하여 구성되며, 상기 배전선삽입홈은 사행형으로 형성되고, 상기 조임밴드에는 조임편의 반대편에서 돌출 형성되어 상기 로프의 외측단부가 연결되는 로프연결편이 형성되며, 상기 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력에 따라 장력조절장치의 모터를 제어하는 장력제어수단을 더 포함하며, 상기 장력제어수단은 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력을 감지하는 장력감지센서와, 상기 장력감지센서에 의한 감지장력값이 설정장력값보다 클 경우 상기 권취모터를 이완방향으로 회전하도록 하는 이완제어명령을 출력하고, 감지장력값이 설정장력값보다 작을 경우 상기 권취모터를 긴장방향으로 회전하도록 긴장제어명령을 출력하는 장력제어부와, 상기 장력제어부의 제어명령에 따라 권취모터에 대한 이완구동신호와 긴장구동신호를 송출하는 모터구동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배전선로의 전압 예측 시스템을 제공한다.

본 발명의 배전선로의 전압 예측 시스템에 의하면 배전선로의 동작 상태를 일정 기간마다 분석하고 통계 처리하여 효율적인 배전 선로의 유지관리가 가능하면서 장력조절장치를 구비하여 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력이 적정 상태로 조절되어 배전선의 파단이나 애자의 파손을 방지할 수 있고, 특고압 배전선과 상용전압 배전선 간의 절연거리를 유지함과 아울러 단락을 방지하여 배전선로를 안전하게 유지할 수 있으며, 특고압 배전선에 흐르는 특고압 전류에 의하여 상용전압 배전선에 과전압이 흐르는 일이 없도록 하여 과전압에 의한 수용가의 전기전자제품의 손상을 방지할 수 있고, 특고압 점프선과 상용전압 점프선은 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 이완 및 긴장 작동 과정에서 특고압 점프선과 상용전압 점프선은 이완되거나 긴장되지 않고 최초 연결 상태를 그대로 유지하게 되며, 특고압 점프선과 상용전압 점프선이 비절연부재인 특고압 완철과 상용전압 완철에 접촉하는 일이 없게 되어 접촉불량이나 누전 및 단락 등에 의한 사고를 방지할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 의한 배전선로의 전압 예측 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전선로 전압 측정 기록 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전선로 전압 측정 기록 장치와 배전선로의 결합 상태를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류 신호를 직류 신호로 변환하기 위한 변환 회로의 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 감지부 내에 포함되는 아날로그 디지털 변환 회로의 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부에 저장되는 프로그램의 동작을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순간 정전 여부의 검사를 위한 순서도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 측정 플로우를 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정 플로우의 나타낸 개략적인 순서도.
도 9 내지 도 14는 본 발명에 의한 배전선로의 전압 예측 시스템에 적용되는 장력조절장치를 보인 것으로,
도 9는 장력조절장치의 사시도,
도 10은 장력조절장치의 분해 사시도,
도 11은 장력조절제어수단의 기능블록도,
도 12는 최초 설치 상태를 보인 정면도,
도 13은 특고압 배전선과 상용전압 배전선을 이완시킨 상태를 보인 정면도,
도 14는 특고압 배전선과 상용전압 배전선을 긴장시킨 상태를 보인 정면도이다.

이하, 본 발명에 의한 배전선로의 전압 예측 시스템을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 의한 배전선로의 전압 예측 시스템의 바람직한 실시에를 보인 것이다.

본 실시예에 따른 배전선로의 전압 예측 시스템은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 전압 감지부(110), 순간 정전 감지부(120), 전원부(130), 저장부(140), 시간 처리부(150), 표시부(160), 조작부(170), 통신 접속부(180), 제어부(190)를 포함한다.

전압 감지부(110)는 배전선로내의 전기적 신호인 전압을 검출하여 디지털 데이터로 출력하는 수단이며, 일정 기간(예를 들어, 1초)마다 일정 횟수(예를 들어, 18회)의 주기로 실효치(effective value) 전압 값이 샘플링(sampling)되어 측정되고, 일정 기록 주기(예를 들어, 1분)마다 평균값이 계산된다.

전압 감지부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 노이즈를 제거하고 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 필터 및 신호 조정부(111), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(A/D converter)(112) 등을 포함하며, 각 부재에 대해 이후 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

실효치(effective value) 전압 값은 직류 전압의 값으로 교류 전압의 값을 나타낸 값이다.

교류의 전압은 그 세기가 일정하지 않고 시간에 따라 주기적으로 변화한다.

따라서 동일한 저항으로 교류 전압 및 직류 전압을 구분하여 인가하고, 저항 속에서 소비되는 전력이 같을 때의 직류 전압의 세기로 교류 전압의 세기를 나타낸다.

다시 말하면, 실효값은 주기적으로 변동하는 전압의 순시값의 제곱의 1주기에 걸친 평균값의 제곱근과 같다.

순간 정전 감지부(120)는 순간 정전이 발생하면 광센서를 통해 정전 발생 신호를 발생하는 수단이며, 상기 전압 감지부(110)와 병렬로 결합된다.

전원부(130)는 배전선로의 전기적 에너지를 입력 전원으로 하여, 계측기의 동작에 필요한 자체 전기적 에너지로 변환하고, 각각의 수단(예를 들어, 제어부의 구성 회로, 액정 표시 장치(LCD: liquid crystal display), RS-232C 통신 장치, 아날로그 디지털 변환기(AD converter), 시간 처리부, 등)에 적합한 전위로 변환하여 동작 전원을 공급하는 수단이다.

저장부(140)는 전압 감지부(110)에서 측정되어 계산된 실효치 전압의 평균치를 저장하는 수단이며, 저장되는 정보는 평균 전압 정보와 각각의 기록 시간, 기록 장소의 고유 번호(ID) 정보, 기록 주기, 고유 번호 수량 정보 등을 축적할 수 있다.

시간 처리부(150)는 현재 시각, 예약 측정시의 개시 시각, 측정 종료 시각, 정전 발생시의 정전 시각, 정전 복구시의 정전 복구 시각 등의 시간 정보를 저장하는 수단이다.

표시부(160)는 액정 표시기(LCD: liquid crystal display)로 구성되며, 액정의 광학적 성질이 전기적으로 변화하는 것(전압을 가함으로써 빛을 반사한다)을 이용하여 숫자, 문자, 화상 등을 표시하기 위한 수단이다.

액정표시기(LCD: liquid crystal display)는 자기 발광성은 없지만, 소비 전력이 매우 적고 동작 전압도 낮은 이점이 있다.

조작부(170)는 복수의 버튼(button)으로 구성되어 배전선로 전압 측정 기록 장치의 조작을 위한 정보를 입력하는 수단이다.

통신 접속부(180)는 상기 저장부(140)에 저장된 정보를 외부에 전송하기 위한 수단이며, 통신을 위한 RS-232C 통신장치로 구성되거나 외부 분석 시스템과 직접 연결하기 위한 접속 단자 형식으로 구성될 수 있다.

제어부(190)는 내부에 저장된 프로그램을 통해 상기 복수의 기기들에 대한 통제하고 제어 기능을 수행하기 위한 수단이며, 중앙 처리 장치로서 마이크로프로세서(micro processor) 등으로 적용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교류 신호를 직류 신호로 변환하기 위한 변환 회로의 구성도이다.

교류는 그 파형에 의해 전기적인 특성이 달라서 직류와 같이 전압과 전류를 표현하기가 곤란하다.

정현파 교류 전압의 경우 교류 파형 면적의 시간 평균에 상당하는 직류 전압으로 정의되는 평균값, 교류 파형의 전기적 에너지의 시간 평균에 해당하는 직류 전압으로 정의되는 실효값, 영전위로부터 (+)측, (-)측의 최대 진폭을 표시하는 최대값 등으로 표현하는 방법이 있다.

본 발명의 배전선로 전압 측정 기록 장치에서는 전파 정류 회로를 사용한 평균 전압의 측정으로부터 실효 전압으로 변환한다.

정현파 교류 전압을 기준할 때 평균 전압과 실효 전압 사이에는 1.11072배의 차이가 존재한다.

도 3을 참조하여, 저전압 교류 신호는 제1 증폭부(OP1)를 포함하는 부출력 반전 이상 다이오드 회로, 제2 증폭부(OP2)를 포함하는 가산기 및 정류 회로를 통해 직류 신호로 변환되는 과정을 설명한다.

전반부 부출력 반전 이상 다이오드인 제1 증폭부(OP1)에서는 역 방향으로 된 다이오드를 통해 +Ei의 반주기 입력에 대해 -Et의 반주기 출력을 얻는다.

다음의 반전 증폭 및 가산기부인 제2 증폭부(OP2)의 정상 입력 단자는 기준 전위(접지)에 접속되어 있고, 제1 증폭부(OP1) 출력 전압 Et가 제3 저항 소자(R3)를 거쳐 역상 (-) 입력 단자에 가해지고 있다.

따라서 (-) 입력 단자의 (+) 입력 단자 신호는 부 극성의 출력 전압으로 반전된 후, 이것이 제2 증폭부(OP2)에 연결된 제4 저항 소자(R4)를 경유하여 (-) 입력 단자에 네거티브 피드백(negative feedback)된다.

출력 전압의 크기는 Et 입력 전압의 -R4/R3의 비율만큼 증폭되는 데, 극성이 반전된다.

즉, 반전 증폭 회로 부분에서는 입력 전압과 역 위상의 증폭된 출력 전압이 얻어진다.

따라서 위의 교류 전압 측정 회로를 통하여 실효 전압 값을 얻을 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 감지부 내에 포함되는 아날로그 디지털 변환 회로의 구성도이다.

다시 도 3을 참조하여, 실효치 전압 값으로 변환된 교류 전압에 대해 아날로그 디지털 변환이 필요하다.

제품의 크기를 소형화하고 노이즈에 대한 대책도 향상시키기 위해 직렬로 데이터를 처리할 수 있는 방법을 본 발명에 적용한다.

도 4를 참조하면, 아날로그 디지털 변환 회로(112)는 전압 감지부(도 1 참조) 내에 포함되며, 적분부(113), 비교 측정부(114), 회로 제어부(115), 스위치 구동부(116), 스위치부(117), 기준 전압 발생부(118) 등을 포함한다.

아날로그 디지털 변환 회로(112)는 직렬화된 데이터 처리를 할 수 있는 듀얼-슬로프 컨버터(dual-slope converter) 기능을 갖는다.

아날로그 디지털 변환 회로에 대한 외부 제어 인터페이스는 회로 제어를 위한 콘트롤 로직(control logic) 입력 A와 B 및 비교 측정부(114)의 출력 정보 등을 포함한다.

상기 A, B의 제어에 의해 변환 회로는 오토 제로(Auto Zero), 인테그레이트(Integrate), 디인테그레이트(Deintegrate)와 인테그레이터 제로(Integrator Zero)의 4단계 데이터 변환 과정을 거쳐 아날로그 디지털 변환 과정을 종료한다.

오토 제로(Auto Zero) 단계에서는 초기에는 인테그레이트(Integrate)가 영(0)으로 설계된다.

이후, 고정된 인테그레이션(Integration)의 기간 동안 입력 전압이 적분되고, 일정 기간 후에 디인테그레이트(Deintegrate) 단계가 곧 바로 진행되는데, 이 기간 동안은 적분기의 입력 단자에 입력과는 반대 극성으로 인가된 기준 전압에 대하여 적분이 이루어진다.

그러나 인가전압 극성의 반대로 적분치가 감소한다.

동시에, 외부의 제어부 내부에 있는 타이머가 작동을 시작하고 디인테그레이트(Deintegration) 과정은 적분기가 다시 영(0) 전압이 될 때까지 진행된다.

또한, 비교 측정부(114) 출력 정보의 극성이 'HIGH'에서 'LOW'로 바뀌며 외부 제어부에 있는 타이머의 동작도 정지한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부에 저장되는 프로그램의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 단계 210에서 제어부를 초기화한다. 제어부를 초기화하는 방법으로는 예를 들어, 일정 기간(예를 들어, 300msec) 이상 리셋(reset) 신호를 지속적으로 공급하는 방법을 적용할 수 있다.

단계 220에서는 타이머와 카운터 모드, 통신 및 인터럽트 레지스터들의 설정, 통신 속도 설정 등의 작업을 위한 변수를 초기화하고, 제어부 초기 운전 값을 설정한다.

단계 230에서 계측기의 초기 운전 상태를 표시하며, 표시 가능한 항목으로는 계측기의 액정 표시기에 시계 값을 읽어 현재 시각(예를 들어, 년, 월, 일, 시)을 표시하거나, 현재의 교류 실효 전압 값을 읽어 표시하거나, 특정 문자 정보(예를 들어, 회사 로고, 등)를 표시하거나, 측정 주기(예를 들어, 샘플링 주기) 표시, 측정 지점의 고유 코드 정보(예를 들어, 4자릿수 등으로 적용할 수 있다.)를 표시하거나, 저장부에 기록된 고유 코드 정보의 개수 등을 적용할 수 있다.

단계 240에서 플래시메모리의 데이터 구조 중에서 최종 측정 지점의 고유 코드 정보 위치에서 사용되던 측정 모드가 완료되었는지를 검사하여 측정 중이었으면, 현재 시간으로부터 측정을 시작한다. 플래시메모리의 주소 위치는 시간 처리부 내에 저장된다.

단계 240에서 운용자로부터의 키 입력 정보가 수신되는지 여부를 검사한다. 운용자가 키 입력을 통해 조작할 수 있는 작업은 일간 또는 월간 자동 측정 모드 선택, 특정 버튼(예를 들어, 메뉴 버튼, 조정 버튼, 설정 버튼, 등)에 의한 시각조정, 측정 지점의 해당 코드 설정, RAM 지우기, 고유 코드 검색, 자동 측정을 위한 시작 시각과 종료 시각 설정 등의 기능이 있다.

단계 240을 통한 운용자의 조작이 있는 경우에는 운용자에 의해 변경된 정보에 따라 측정 작업을 진행하고, 만약 운용자의 조작이 없는 경우에는 단계 230에서와 동일한 방법으로 측정을 진행한다.

단계 250에서 순간 정전의 경우에는 관련 정보를 저장한다.

즉, 순간 정전이 발생하여 일정 기간(예를 들어, 2사이클) 동안 지속되면 순간 정전 시각을 플래시메모리에 저장한다.

전원이 정상적인 경우에는 일정 시간마다 일정 횟수(예를 들어, 1초에 60회)의 주기로 전기적 신호가 순간 정전 감지부에서 발생하여 제어부로 인가되는 데 일정 기간(예를 들어, 2사이클) 동안 상기 신호가 감지되지 않으면 정전으로 인식한다.

단계 250과 관련한 순간 정전시의 경우는 이후 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 순간 정전 여부의 검사를 위한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 단계 310에서 배전선로 전압 측정 기록 장치는 미리 설정된 조건에 따라 전압 측정 작업을 진행한다.

단계 320에서 순간 정전 감지부의 인터럽트 여부를 검사하여 순간 정전 감지부로부터 특정 신호가 지속적으로 수신되는지 여부를 검사한다.

전원이 정상적인 경우에는 일정 시간마다 일정 횟수(예를 들어, 1초에 60회)의 주기로 전기적 신호가 순간 정전 감지부에서 발생하여 제어부로 인가되므로, 예를 들어, 1/120초마다 정전의 가능성을 표시하는 지수(예를 들어, power fail)를 1씩 증가시켜, 일정 횟수 이상(예를 들어, power fail이 4이상)인 경우에 정전으로 인식한다.

만일 단계 320의 검사 결과로 정전으로 판단되면, 단계 330으로 진행하여 정전 시각을 시간 처리부 내에 저장하고, 만일 단계 320의 검사 결과로 정상적인 경우라면 단계 310으로 진행하여 측정 작업을 진행한다.

상기 복수의 수단(이하, 참조 번호는 도 1을 참조한다.)을 이용하여 배전선로에 순간 정전이 발생하는 경우에 감지하고, 해당 정보를 저장하는 과정을 상세히 설명한다.

배전선로에 순간 정전이 발생하더라도 전원부(130)의 전원에 커패시턴스(capacitance)가 들어 있어, 순식간에 전원의 공급이 차단되지는 않는다.

순간 정전이 발생한 경우 상기 커패시턴스를 이용하여, 정전 발생 시각을 시간 처리부(150)에 해당 시간을 기록하고, 저장부(140)가 측정 정보(data)의 기록을 중지하도록 하여 측정 업무가 종료되도록 할 수 있다.

배전선로에서의 정전 발생 여부를 전압 감지부(110)에서 인식하고자 하면, 정전되는 중간에도 실효 전압 값이 계산되고 저장되어, 저장된 계산 값의 왜곡 현상이 발생하여 계산 값이 부정확해지고 예측 및 판단이 어려워진다.

다시 도 1을 참조하여, 순간 정전 감지부(120)를 설치하며, 순간 정전 감지부(120)는 전압 감지부(110)와 병렬로 구성된다.

또한, 제어부(190)에서도 순간 정전 감지부(120)에서 전송되는 신호를 전압 감지부(110)에서 전송하는 신호보다 우선하여 인식한다.

제어부(190)에서 순간 정전 감지부(120)를 통해 정전을 감지하는 방법은 정상적인 경우에 순간 정전 감지부(120)로부터 일정 시기(예를 들어, 1초)에 일정 횟수(예를 들어, 60회)의 펄스 신호를 수신한다. 만약 순간 정전이 발생하여 순간 정전 감지부(120)로부터 일정 사이클(예를 들어, 1/30 초) 동안 펄스 신호가 수신되지 않는 경우에는 제어부(190)에서 순간 정전으로 감지하고, 측정 작업을 종료하며, 현재 시각을 정전 시각으로 인식하여 시간 처리부(150)에 저장한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 측정 플로우를 나타낸 순서도이다.

도 7을 참조하면, 순간 정전 등을 포함하는 정전 상태 등의 복구 또는 처음으로 측정을 개시하는 배전선로 전압 측정 기록 장치는 단계 410에서 측정 저장 여부의 선택을 요청하고, 단계 420에서 자동 측정 저장 여부의 선택을 요청한다.

만일, 단계 410 내지 단계 420의 요청에 의해 측정 저장 기능 및 자동 측정 저장 기능을 선택하지 않는 경우에는 표시부에 전압 표시와 점멸 현상(즉, 깜박거림 현상)이 발생하고, 측정되는 전압 정보는 저장부 내에 저장되지 않는다.

또한, 만일 단계 410 내지 420의 요청에 의해 측정 저장 기능 및 자동 측정 저장 기능을 선택하는 경우에는 측정된 전압 정보가 저장부 내에 저장된다.

단계 430에서 배전선로 전압 측정 기록 장치는 시간별 자동 측정 여부의 선택을 요청한다. 만일 단계 430의 요청에 의해 시간별 자동 측정 기능을 선택하는 경우에는 단계 440으로 진행하여 자동 측정 기록 날짜를 동일하게 설정한다.

이후, 단계 450에서 현재 시각이 측정 시각인지 여부를 검사한다.

단계 450에서 측정 시각인지 여부를 검사하는 방법은 현재 시각이 자동 측정 개시 시각과 자동 측정 종료 시각의 사이에 존재하는지 여부를 검사하는 방법을 적용할 수 있다.

만일, 현재 시각이 상술한 시각 사이에 존재한다면 단계 460으로 진행하여 측정 작업을 개시하고, 측정된 전압 정보는 시간별로 분류되어 저장부 내에 저장된다.

만일, 단계 450의 검사 결과로 현재 시각이 자동 측정 개시 시각과 자동 측정 종료 시각의 사이에 존재하지 않는다면 단계 470으로 진행하여 측정 작업을 종료한다.

다시 단계 430으로 진행하여 시간별 자동 측정 기능을 선택하지 않는 경우에는 단계 480으로 진행하여 날짜별로 측정기록을 기록한다.

단계 480에서 현재 날짜가 자동 측정 시작 날짜와 자동 측정 종료 날짜의 사이에 존재하는지 여부를 검사하는 방법으로 측정 날짜를 검사한다.

만일, 단계 480의 검사 결과로 현재 날짜가 상술한 날짜 사이에 존재한다면 단계 470으로 진행하여 일별 자동 측정 기록을 개시한다.

또한, 만일 단계 480의 검사 결과로 현재 날짜가 상술한 날짜 사이에 존재하지 않는다면 단계 500으로 진행하여 일별 자동 측정 기록을 종료한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정 플로우의 나타낸 개략적인 순서도이다.

도 8은 정전 복구 또는 처음 측정을 개시하는 경우의 개략적인 플로우를 나타낸다.

단계 550에서 배전선로 전압 측정 기록 장치는 운용자 입력이 있었는지 여부를 검사한다.

만일, 사용자 입력(예를 들어, 시계 설정, 기록 주기 등의 각종 조작 버튼을 이용한 입력)이 있는 경우에는 단계 560으로 진행하여 사용자의 수정 사항을 표시부에 표시한 후, 단계 570으로 진행한다.

또한, 단계 550의 검사 결과로 운용자의 입력이 없는 경우에는 단계 570으로 직접 진행한다.

단계 570에서 통신상의 입력이 있는지 여부를 검사한다.

통신상 입력의 검사는 통신 포트를 이용하여 외부 분석 시스템과 정보(data)를 송수신하고 있는지의 판별하는 것이다.

만일, 통신상의 입력이 있는 경우에는 단계 580으로 진행하여 분석 시스템과 데이터 송수신 작업을 처리한 후, 단계 590으로 진행한다.

또한, 단계 570의 검사 결과로 통신상의 입력이 없는 경우에는 단계 590으로 직접 진행한다.

단계 590에서 현재 시각이 측정값을 기록할 시간인지 여부(도 7 참조)를 검사한다.

만일, 측정값을 기록할 시간인 경우에는 단계 600으로 진행하여 측정값을 기록하고 단계 610으로 진행하며, 만일 측정값을 기록할 시간이 아닌 경우에는 단계 610으로 직접 진행한다.

단계 610에서 배전선로 전압 측정 기록 장치는 현재 정전(순간 정전을 포함한다.)이 발생했는지 여부를 검사한다.

만일, 정전이 발생하지 않은 경우에는 단계 590으로 진행하여 측정값을 기록할 시간인지 여부를 검사한다.

또한, 만일 정전이 발생한 경우에는 단계 620으로 진행하여 작업을 종료한다.

이하, 전압 측정 알고리즘에 대해 간략히 설명한다.

아날로그 전압이 디지털로 변환된 값은 타이머 카운터에 기록된 결과 값에 의해 처리된다.

입력 전압 신호, 기준 전압(Reference Voltage), Integration time 등에 관한 관계식이 아래 수학식 1과 같이 성립된다.

수학식 1

여기서, <MARGINㅧTRㅧP>VREF<IP>는 기준 전압(Reference Voltage)(예를 들어, 2V)이고, <MARGINㅧTRㅧ

P>tINT<IP>는 고정된 적분 시간이며, <MARGINㅧTRㅧP>tDEINT<IP>는 변수인 Reference Voltage 적분 시간이다.

이 경우 짧은 샘플링 주기 동안 입력선로 전압이 일정하다고 가정하면 다음의 수학식 2와 같이 간단한 관계식이

성립한다.

수학식 2

그래서 입력 전압은 <MARGINㅧTRㅧP>tDEINT<IP>을 카운트하여 쉽게 계산할 수 있다.

이하, 마이크로 콘트롤러(AT89C52)를 사용한 입력 전압을 계산하는 알고리즘을 기술한다.

unsigned char ad_timer;

unsigned int ad_value;

unsigned long SunAD;

// A, B, Comparator_Out의 신호 제어 및 모니터링으로부터 타이머의 작동 여부 설정

interrupt [0X0B] void timer_0(void)

{

TH0 = -240;

switch (ad_timer) {

case 0: // Auto zero 단계

A= 0; B= 1; Comparator_OUT= 0;

TF1= TR1= TH1 = TL1 = 0; break;

case 4: // Integration 단계

A= 1; B= 0; break;

case 8: // Deintegration 단계

B1= 0; TR1= 1; break;

case 15: // Integration Output Zero

A= B= Comparator_OUT= 0; break;

}

// 선로 전압에 대하여 샘플링 한 실효값을 마이크로 콘트롤러의 타이머/ 카운터로부터 계산하는 루틴

interrupt [0X03] void EX0_int(void)

{

TR1 = 0;

ad_value = (TH1*16 + TL1/16)-4;

SumAD+=ad_value

}

본 발명은 전주(200)의 상단부에 설치되어 특고압(22.9kV)을 배전하는 특고압 배전선로(300)와, 특고압 배전선로(300)의 하측에 설치되어 사용전압(230V)을 배전하는 상용전압 배전선로(400)를 포함하는 가공 배전선로에 적용하여 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력을 조절할 수 있는 장력조절장치(500)를 더 포함한다.

상기 특고압 배전선로와 상용전압 배전선로는 좌우 대칭형으로 설치되는 바, 이하의 설명에서 전주(200)를 기준으로 하여 전주를 향하는 방향을 내측으로, 반대방향을 외측으로 하여 설명한다.

상기 특고압 배전선로(300)는 전주(200)의 상단부에 설치되는 좌우측 특고압 완철(310)과, 상기 좌우측 특고압 완철(310)에 좌우측 특고압 애자(320)와 좌우측 특고압 접속구(330)을 통해 내측단부가 지지되는 좌우측 특고압 배전선(340)과, 상기 좌우측 특고압 배전선(340)을 연결하는 특고압 점프선(350)을 포함한다.

상기 상용전압 배전선로(400)는 상기 좌우측 특고압 완철(310)의 하부에서 전주(200)에 설치되는 좌우측 상용전압 완철(410)과, 상기 좌우측 상용전압 완철(410)에 좌우측 상용전압 애자(420)와 좌우측 상용전압 접속구(430)를 통해 내측단부가 지지되는 좌우측 상용전압 배전선(440)과, 상기 좌우측 상용전압 배전선(440)을 연결하는 상용전압 점프선(450)을 포함한다.

도시예에서는 전주(200)를 기준으로 하여 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 전후 2쌍씩의 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 배치될 수 있는 가공 배전선로로서, 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)은 각각 한 쌍씩 설치한 예를 예시한 것이다.

상기 좌우측 특고압 완철(310)과 좌우측 상용전압 완철(410)는 통상적인 완철고정구(311, 411)에 의하여 전주(200)에 고정 설치되는 것으로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 특고압 애자(320)과 상용전압 애자(420)는 내측단부가 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 각각 고정되고, 외측단부에는 특고압 접속구(330)과 상용전압 접속구(430)이 연결된다.

상기 특고압 애자(320)와 상용전압 애자(420)는 내측단에 구비되어 외주면에 수나사부(322, 422)가 형성된 고정봉(321, 421)을 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 관통시키고, 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)의 좌우측에서 고정봉(321, 421)의 수나사부(322, 422)에 고정너트(323, 423)를 체결하는 것에 의하여 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 각각 고정할 수 있다.

상기 특고압 애자(320)와 상용전압 애자(420)는 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)을 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 대하여 절연상태로 지지하기 위한 것이고, 상기 특고압 접속구(330)과 상용전압 접속구(430)는 각각 특고압 배전선(340)과 특고압 점프선(350), 상용전압 배전선(440)과 상용전압 점프선(450)을 접속하는 것으로, 특고압 애자(320)와 상용전압 애자(420), 특고압 접속구(330)과 상용전압 접속구(430)는 통상적인 애자와 접속구를 사용하는 것이므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

상기 장력조절장치(500)는 특고압 배전선로(300)와 상용전압 배전선로(400)에 공통으로 작용하는 것으로 동일한 구조와 작동원리를 가지는 것이므로 하나로 통합하여 설명하기로 한다.

상기 장력조절장치(500)는 상기 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 장착되는 권취모터(510)와, 상기 권취모터(510)에 의하여 회전되는 권취드럼(520)과, 상기 권취드럼(520)에 권취되는 로프(530)와, 상기 특고압 접속구(330)과 상용전압 접속구(430)에서 외측으로 이격된 위치에서 각각 상기 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)에 결합되며 내측단부가 상기 로프(530)의 외측단부에 연결되는 절연연결구(540)를 포함하여 구성된다.

상기 모터(510)는 중심축선이 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 평행한 상태로 설치되며, 모터축(511)에 상기 권취드럼(520)이 결합된다.

상기 모터(510)의 하부에는 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 장착하기 위한 모터베이스(512)가 구비된다.

상기 모터베이스(512)는 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)의 상면과 좌우측면을 감싸는 역 U자형으로 형성하여 모터베이스(512)와 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 볼트(513)를 관통시키고 볼트(513)의 관통돌출단부에 너트(514)를 체결하는 것에 의하여 모터(510)를 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 장착할 수 있다.

상기 권취드럼(520)은 권취원통부(521)와, 권취원통부(521)의 전후단부에 형성되어 권취되는 로프(530)의 이탈을 방지하는 한 쌍의 이탈방지판(522)을 포함하여 구성된다.

상기 로프(530)는 전기절연성을 가지는 합성수지 로프를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 로프(530)의 내측단부는 권취드럼(520)에 고정되는 것으로, 이는 통상적인 권취드럼에 로프를 고정하는 방법을 선택적으로 채용할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

상기 절연연결구(540)는 상하로 반분되어 서로 대향하는 면(하면과 상면)에 각각 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 삽입되는 배전선삽입홈(542)이 형성되고 전후 양단에 조임부(543)가 형성된 상하 한 쌍의 고정구본체(541)와,

상기 고정구본체(541)의 조임부(543)에 감기는 조임밴드(544)를 포함하여 구성된다.

상기 배전선삽입홈(542)은 직선형으로 형성할 수도 있으나, 장력조절 과정에서 절연연결구(540)가 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)에 대하여 미끄러져서 위치이동하는 것을 방지하기 위하여 사행형(蛇行形)으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 조임밴드(544)는 상기 조임부(543)를 감싸는 C자형 밴드부(545)와, 상기 밴드부(545)의 양단에서 연장형성되어 상하로 중첩되는 조임편(546)과, 상기 조임편(546)을 관통하는 조임볼트(547)와, 상기 조임볼트(547)의 관통돌출단부에 체결되는 조임너트(548)를 포함하여 구성된다.

상기 조임밴드(544)에는 조임편(546)의 반대편에서 돌출 형성되어 상기 로프(530)의 외측단부가 연결되는 로프연결편(549)이 형성된다.

상기 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)의 일측에 설치되는 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 하나만 설치되는 경우에는 상기 로프(530)는 단선으로 설치되고, 도시예와 같이 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 2개 설치되는 경우에는 상기 로프(530)의 외측단부를 분기하여 양측 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)에 고정된 절연연결구(540)의 로프연결부(549)에 연결할 수 있다.

상기 로프(530)의 외측단부는 로프연결부(549)에 직접 결속하는 것에 의하여 연결할 수 있으며, 연결고리(531)를 이용하여 로프연결부(549)에 연결할 수 있다.

또한 본 발명은 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)의 장력에 따라 장력조절장치(500)의 모터(510)를 제어하는 장력제어수단(600)을 더 포함한다.

상기 장력제어수단(600)은 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)의 장력을 감지하는 장력감지센서(610)와, 상기 장력감지센서(610)에 의한 감지장력값이 설정장력값보다 클 경우 상기 권취모터(510)를 이완방향으로 회전하도록 하는 이완제어명령을 출력하고, 감지장력값이 설정장력값보다 작을 경우 상기 권취모터(510)를 긴장방향으로 회전하도록 긴장제어명령을 출력하는 장력제어부(620)와, 상기 장력제어부(620)의 제어명령에 따라 권취모터(510)에 대한 이완구동신호와 긴장구동신호를 송출하는 모터구동부(630)를 포함하여 구성된다.

상기 장력감지센서(610)는 상기 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)과 고정너트(323, 423) 사이에 삽입 설치될 수 있다.

상기 제어부(620)는 상기 제어부(190)와는 별도로 설치할 수 있으며, 상기 제어부(190)와 통합하여 구성할 수 있다.

상기 권취모터(510)와 권취드럼(520)는 풍우 및 태양광선으로부터 보호하기 위하여 보호케이싱(미도시)을 씌워 보호할 수 있다.

이 경우 상기 제어부(620)와 모터구동부(630)는 보호케이싱 내에 설치할 수 있으며, 권취모터(510)와 장력감지센서(610), 제어부(620) 및 모터구동부(630)에 전원을 공급하기 위하여 상용전압 배전선(440)에 흐르는 상용전원을 보호케이싱 내부로 인입시켜 사용할 수 있으며, 이 상용전원을 충전장치(미도시)를 이용하여 배터리에 충전하여 배터리를 전원으로 사용할 수도 있다. 이러한 기술적 구성은 통상적인 기술에 상당하므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

이하, 본 발명에 의한 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)의 장력조절 과정에 대하여 설명한다.

이하의 설명에서 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)에 대한 장력조절장치(500)는 동일한 구성과 방식으로 작동되므로 통합하여 도시 및 설명하기로 한다.

도 12는 최초 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 적정 장력을 가지도록 설치된 상태를 보인 것이다.

이 상태에서 기온과 바람 등 기후조건에 따라 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)에 가해지는 장력은 특고압 애자(320)와 상용전압 애자(420)와 고정봉(321, 421)에 체결된 고정너트(323, 423) 사이에 삽입된 장력감지센서(610)에 의하여 감지되고, 감지장력값은 장력제어부(620)에 전달되며, 장력제어부(620)는 감지장력값과 설정장력값을 비교하여 이완제어명령 또는 긴장제어명령을 출력하게 된다.

장력감지센서(610)에 의한 감지장력값이 설정장력값보다 클 경우에는 장력제어부(620)는 권취모터(510)에 대한 이완제어명령을 출력하고, 모터구동부(630)는 장력제어부(620)의 이완제어명령에 따라 권취모터(510)에 대한 이완구동신호를 송출하게 된다.

이에 따라 권취모터(510)가 이완방향으로 회전하게 되고, 권취드럼(520)에 권취된 로프(530)가 풀려나오게 되며, 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 로프(530)의 외측단부에 절연연결구(540)에 의하여 연결되어 있으므로 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 이완되어 장력이 감소하게 된다(도 13 참조).

장력감지센서(610)에 의한 감지장력값이 설정장력값보다 작은 경우에는 장력제어부(620)는 권취모터(510)에 대한 긴장제어명령을 출력하고, 모터구동부(630)는 장력제어부(620)의 긴장제어명령에 따라 권취모터(510)에 대한 긴장구동신호를 송출하게 된다.

이에 따라 권취모터(510)가 긴장방향으로 회전하게 되고, 권취드럼(520)에 권취된 로프(530)가 감기게 되며, 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 로프(530)의 외측단부에 절연연결구(540)에 의하여 연결되어 있으므로 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 긴장되어 장력이 증가하게 된다(도 14 참조).

이러한 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)에 대한 이완 및 긴장 작동에 의하여 장력감지센서(610)에 의한 감지장력값이 설정장력값과 동일하게 되면, 장력제어부(620)는 이완작동정지제어명령과 긴장작동정지제어명령을 출력하게 되고, 모터구동부(630)가 장력제어부(620)의 이완작동정지제어명령과 긴장작동정지제어명령에 따라 권취모터(510)에 대한 이완구동정지제어신호와 긴장작동정지구동신호를 송출하여 권취모터(510)가 정지하여 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 조절된 장력을 유지하는 상태로 된다.

따라서 특고압 배전선과 상용전압 배전선의 장력이 적정 상태로 조절되어 배전선의 파단이나 애자의 파손을 방지할 수 있게 된다.

또한 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 서로 독립적으로 이완 및 긴장되면서 장력이 조절되므로 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440) 간의 절연거리를 유지함과 아울러 단락을 방지하여 배전선로를 안전하게 유지할 수 있으며, 특고압 배전선(340)에 흐르는 특고압 전류에 의하여 상용전압 배전선(440)에 과전압이 흐르는 일이 없도록 하여 과전압에 의한 수용가의 전기전자제품의 손상을 방지할 수 있게 된다.

한편, 특고압 점프선(350)과 상용전압 점프선(450)은 특고압 애자(320)와 상용전압 애자(420)의 외측단부에 결합된 특고압 접속구(330)과 상용전압 접속구(430) 사이에 연결되어 있고, 로프(530)는 특고압 애자(320)와 상용전압 애자(420)의 외측단부에서 외측방향으로 이격된 위치에서 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)에 고정된 절연연결구(540)에 연결되어 있으므로 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)의 이완 및 긴장 작동 과정에서 특고압 점프선(350)과 상용전압 점프선(450)는 이완되거나 긴장되지 않고 최초 연결 상태를 그대로 유지하게 되며, 특고압 점프선(350)과 상용전압 점프선(450)이 비절연부재인 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 접촉하는 일이 없게 되어 접촉불량이나 누전 및 단락 등에 의한 사고를 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110 : 전압 감지부 120 : 순간 정전 감지부
130 : 전원부 140 : 저장부
150 : 시간 처리부 160 : 표시부
170 : 조작부 180 : 통신 접속부
190 : 제어부 200 : 전주
300 : 특고압 배전선로 310 : 특고압 완철
320 : 특고압 애자 330 : 특고압 접속구
340 : 특고압 배전선 350 : 특고압 점프선
400 : 상용전압 배전선로 410 : 상용전압 완철
420 : 상용전압 애자 430 : 상용전압 접속구
440 : 상용전압 배전선 450 : 상용전압 점프선
500 : 장력조절장치 510 : 권취모터
520 : 권취드럼 530 : 로프
540 : 절연연결구 600 : 장력제어수단
610 : 장력감지센서 620 : 장력제어부
630 : 모터구동부

Claims (1)

1. 전주(200)의 상단부에 설치되는 좌우측 특고압 완철(310)과, 상기 좌우측 특고압 완철(310)에 좌우측 특고압 애자(320)와 좌우측 특고압 접속구(330)을 통해 내측단부가 지지되는 좌우측 특고압 배전선(340)과, 상기 좌우측 특고압 배전선(340)을 연결하는 특고압 점프선(350)을 포함하는 특고압 배전선로(300)와 상기 좌우측 특고압 완철(310)의 하부에서 전주(200)에 설치되는 좌우측 상용전압 완철(410)과, 상기 좌우측 상용전압 완철(410)에 좌우측 상용전압 애자(420)와 좌우측 상용전압 접속구(430)를 통해 내측단부가 지지되는 좌우측 상용전압 배전선(440)과, 상기 좌우측 상용전압 배전선(440)을 연결하는 상용전압 점프선(450)을 포함하는 상용전압 배전선로(400) 내의 전기적 신호인 전압을 일정 기간마다 일정횟수 검출하여 디지털 데이타로 출력하는 전압 감지부(110); 상기 전압 감지부(110)와 병렬로 결합되며, 상기 특고압 배전선로(300)와 상용전압 배전선로(400) 내에서 순간 정전이 발생하면 광센서를 통해 정전 발생 신호를 발생하는 순간 정전 감지부(120); 상기 특고압 배전선로(300)와 상용전압 배전선로(400)의 전기적 에너지를 입력전원으로 하여 계측기의 동작에 필요한 자체 전기적 에너지로 변환하여 동력을 공급하는 전원부(130); 내부에 저장된 프로그램을 통해 측정 장치 내에 포함된 복수의 부재에 대한 통제와 제어 기능을 수행하고, 상기 전압 감지부(110)와 상기 순간 정전 감지부(120)의 출력 신호에 있어서 순간 정전이 발생하는 경우 전압 정보 기록 중지 신호를 발생하는 제어부(190); 상기 전압 감지부(110)로부터 측정되어 상기 제어부(190)에서 계산된 실효치 전압의 평균치를 저장하는 저장부(140); 상기 제어부(190)에서 처리되는 상기 특고압 배전선로(300)와 상용전압 배전선로(400)의 동작상태와 관련한 시간 정보를 저장하는 시간 처리부(150); 액정 표시기로 구성되고, 상기 제어부로 부터의 정보를 출력하기 위한 표시부(160); 복수의 버튼으로 구성되어 특고압 배전선로(300)와 상용전압 배전선로(400)의 전압 측정기록장치의 조작을 위한 정보를 입력하는 조작부(170) 및 상기 저장부(140)에 저장된 정보를 외부에 전송하고, 외부로부터 정보를 수신하기 위한 통신 접속부(180)를 포함하는 배전선로의 전압 예측 시스템에 있어서,
   상기 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)의 장력을 조절하는 장력조절장치(500)를 더 포함하며,
   상기 장력조절장치(500)는 상기 특고압 완철(310)과 상용전압 완철(410)에 장착되는 권취모터(510)와, 상기 권취모터(510)에 의하여 회전되는 권취드럼(520)과, 상기 권취드럼(520)에 권취되는 로프(530)와, 상기 특고압 접속구(330)과 상용전압 접속구(430)에서 외측으로 이격된 위치에서 각각 상기 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)에 결합되며 내측단부가 상기 로프(530)의 외측단부에 연결되는 절연연결구(540)를 포함하여 구성되며,
   상기 권취드럼(520)은 권취원통부(521)와, 권취원통부(521)의 전후단부에 형성되어 권취되는 로프(530)의 이탈을 방지하는 한 쌍의 이탈방지판(522)을 포함하여 구성되고,
   상기 절연연결구(540)는 상하로 반분되어 서로 대향하는 면에 각각 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)이 삽입되는 배전선삽입홈(542)이 형성되고 전후 양단에 조임부(543)가 형성된 상하 한 쌍의 고정구본체(541)와, 상기 고정구본체(541)의 조임부(543)에 감기는 조임밴드(544)를 포함하여 구성되며,
   상기 배전선삽입홈(542)은 사행형(蛇行形)으로 형성되고,
   상기 조임밴드(544)에는 조임편(546)의 반대편에서 돌출 형성되어 상기 로프(530)의 외측단부가 연결되는 로프연결편(549)이 형성되며, 상기 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)의 장력에 따라 장력조절장치(500)의 모터(510)를 제어하는 장력제어수단(600)을 더 포함하며,
   상기 장력제어수단(600)은 특고압 배전선(340)과 상용전압 배전선(440)의 장력을 감지하는 장력감지센서(610)와, 상기 장력감지센서(610)에 의한 감지장력값이 설정장력값보다 클 경우 상기 권취모터(510)를 이완방향으로 회전하도록 하는 이완제어명령을 출력하고, 감지장력값이 설정장력값보다 작을 경우 상기 권취모터(510)를 긴장방향으로 회전하도록 긴장제어명령을 출력하는 장력제어부(620)와, 상기 장력제어부(620)의 제어명령에 따라 권취모터(510)에 대한 이완구동신호와 긴장구동신호를 송출하는 모터구동부(630)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배전선로의 전압 예측 시스템.

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