KR101738352B1

KR101738352B1 - 변전 데이터 자동 송수신 장치

Info

Publication number: KR101738352B1
Application number: KR1020170028484A
Authority: KR
Inventors: 허용석
Original assignee: 주식회사 분성전기
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2017-06-08

Abstract

본 발명은 변전 데이터 자동 송수신 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변전 자동화 장치에서의 송수신되는 데이터의 위변조를 방지하여 최대한의 무결성을 보장하며, 표준 프로토콜을 유지 즉, IEC 61850 및 IEC 62351에 위배되지 않으면서 네트워크 사용률 증가를 최소화하는 선에서 데이터 위변조를 방지하고, 표준에서 제시한 ‘SHA 256 + RSA 전자서명’을 제공할 수 있는 기기뿐만 아니라 다른 보안함수를 제공하는 기기 및 non-secure 기기에 대해서도 호환성을 확보하며, 충분하고 안정적인 냉각기능을 제공하여 데이터 송수신 효율을 높일 수 있도록 한 변전 데이터 자동 송수신 장치에 관한 것이다.

Description

변전 데이터 자동 송수신 장치{Apparatus for transmitting and receiving data in substation automation}

본 발명은 변전기술 분야 중 변전 데이터 자동 송수신 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변전 자동화 장치에서의 송수신되는 데이터의 위변조를 방지하여 최대한의 무결성을 보장하며, 표준 프로토콜을 유지 즉, IEC 61850 및 IEC 62351에 위배되지 않으면서 네트워크 사용률 증가를 최소화하는 선에서 데이터 위변조를 방지하고, 표준에서 제시한 ‘SHA 256 + RSA 전자서명’을 제공할 수 있는 기기뿐만 아니라 다른 보안함수를 제공하는 기기 및 non-secure 기기에 대해서도 호환성을 확보하며, 충분하고 안정적인 냉각기능을 제공하여 데이터 송수신 효율을 높일 수 있도록 한 변전 데이터 자동 송수신 장치에 관한 것이다.

국제 표준에서 제시하고 있는 GOOSE 및 SMV(Sample Measured Value)의 시간제약조건, 즉 4ms를 충족시키기 위해서는 보안기능을 최소화시키고 필수 보안기능만 제공하는 방안을 강구해야 한다.

한편, 변전설비에 사용되는 변압기는 154 KV급 전력 이상의 변전소에 설치(시설)되어 운영, 유지보수되는 변압기가 포함되며, 차단기와 단로기와 조상설비와 피뢰기와 보호배번반은 25.8 KV급 이상 전력에서 사용되는 것이 포함되는 것으로 설명한다. 이러한 적용 전압은 기술발전, 발달에 따라 임의 변경될 수 있음은 매우 당연하다.

변전소 구내에서 발생하는 정보는 구내 네트워크(LAN : Local Area Network) 안에서만 송수신된다는 물리적인 환경조건을 통해 기밀성의 요구조건을 어느 정도 만족시키는 것으로 볼 수 있어 전력시스템 보안 국제표준(이하, 'IEC 62351-6')에서는 GOOSE 및 SMV의 기밀성을 위해 별도로 보안알고리즘을 적용하는 것을 권하지 않고 있다.

이에 반해, GOOSE 및 SMV의 필수 보안기능으로 무결성 제공을 권고하고 있고, 실제로 GOOSE 및 SMV의 가장 큰 위협요인으로 '비인가된 정보조작(unauthorized modification of information)'을 고려하고 있어 GOOSE 및 SMV의 무결성 보장은 전력 시스템의 가용성에 있어 필수적인 보안기능이라고 할 수 있다.

이에 따라, 변전자동화 국제표준(이하 IEC 61850으로 명명)에서는 GOOSE 및 SMV의 Ethertype PDU(Protocol Data Unit)에 여분의 비트를 추가 할당하여 IEC 62351-6에서 이를 정의하도록 하였으며, IEC 62351-6에서는 상기 비트를 활용하여 GOOSE 및 SMV의 무결성을 확보할 수 있도록 표준화시켰다.

하지만, IEC 62351-6에서는 구체적인 운영 방법을 제시하고 있지 않아 실제 변전자동화 보안기능을 구현함에 있어 제조사 또는 운영사에서 고려해야 할 사항이 적지 않다.

특히, GOOSE나 SMV와 같이 시간적 제약조건이 까다로운 정보 송수신에 대해서는 변전 자동화 고유의 기능 구현만으로도 시간제약조건을 만족시키기 어려운 상황이어서 본연의 업무(운영)에 지장을 주지 않는 범위 내에서 변전자동화 보안기능을 제공하는 것은 상당히 어려우며 이에 대한 해결방안을 제시한 사례가 전무하다고 할 수 있다.

관련하여, 한국공개특허 제2009-0122508은 "구스 메시지 검출 장치 및 그 방법"에 대한 기술을 개시하고 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1418800호(2014.07.07.) '변전 자동화 장치에서의 데이터 송수신 장치 및 방법'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 변전 자동화 장치에서의 송수신되는 데이터의 위변조를 방지하여 최대한의 무결성을 보장하며, 표준 프로토콜을 유지 즉, IEC 61850 및 IEC 62351에 위배되지 않으면서 네트워크 사용률 증가를 최소화하는 선에서 데이터 위변조를 방지하고, 표준에서 제시한 ‘SHA 256 + RSA 전자서명’을 제공할 수 있는 기기뿐만 아니라 다른 보안함수를 제공하는 기기 및 non-secure 기기에 대해서도 호환성을 확보하며, 충분하고 안정적인 냉각기능을 제공하여 데이터 송수신 효율을 높일 수 있도록 한 변전 데이터 자동 송수신 장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 전송하려는 데이터를 IEC 61850에 맞추어 표준 데이터로 생성하는 상황판단 및 데이터 처리부; 상기 표준 데이터에 대하여 선택적으로 1차 보안 알고리즘을 적용하는 1차 보안 구동부; 상기 표준 데이터에 대하여 선택적으로 2차 보안 알고리즘을 적용하는 2차 보안 구동부; 상기 1차 보안 구동부 및 상기 2차 보안 구동부에서 적용된 상기 1차 보안 알고리즘 및 상기 2차 보안 알고리즘에 대한 정보를 보안비트로 생성하는 보안비트 생성부; 상기 보안비트를 상기 표준 데이터의 옥텟(Octet) 7의 하위 4비트에 저장하여, 최종 표준 데이터를 생성하는 PDU 조합부; 및 상기 최종 표준 데이터를 데이터 수신 장치로 송신하는 PDU 송신부를 포함하되, 상기 데이터 수신 장치로부터, 상기 최종 표준 데이터에 적용된 상기 1차 보안 알고리즘 또는 상기 2차 보안 알고리즘이 상기 데이터 수신 장치에서 지원되지 않음에 대한 재협상 메시지를 수신하도록 형성되는 PDU 재협상 수신부를 더 포함하며, 상기 PDU 재협상 수신부를 통하여 상기 재협상 메시지가 수신되는 경우, 상기 1차 보안 구동부 및 상기 2차 보안 구동부를 통하여 상기 표준 데이터에 대하여 다른 종류의 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘을 선택적으로 적용한 후, 상기 보안비트 생성부 및 상기 PDU 조합부에서 보안비트 및 최종 표준 데이터를 새로 생성하여, 상기 PDU 송신부를 통하여 상기 새로 생성된 최종 표준 데이터를 상기 데이터 수신 장치로 송신하는 데이터 송신 장치와:

상기 데이터 송신 장치로부터 IEC 61850에 맞추어 생성된 최종 표준 데이터를 수신하는 PDU 수신부; 상기 최종 표준 데이터의 옥텟 7의 하위 4비트에 저장된 보안 비트를 확인하여, 상기 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘 또는 2차 보안 알고리즘이 적용되었는지를 확인하는 알고리즘 확인부; 상기 알고리즘 확인부에서 상기 최종 표준 데이터에 상기 1차 보안 알고리즘이 적용된 것이 확인된 경우, 상기 1차 보안 알고리즘을 이용하여 상기 최종 표준 데이터의 1차 보안을 해제하는 1차 보안 알고리즘 구동부; 상기 알고리즘 확인부에서 상기 최종 표준 데이터에 상기 2차 보안 알고리즘이 적용된 것이 확인된 경우, 상기 2차 보안 알고리즘을 이용하여 상기 최종 표준 데이터의 2차 보안을 해제하는 2차 보안 알고리즘 구동부; 및 보안 기능이 해제된 최종 표준 데이터를 이용하여 변전 자동화 시스템을 관리 및 운영하는 데이터 관리운영부를 포함하되, 상기 알고리즘 확인부에서, 상기 최종 표준 데이터에 적용된 상기 1차 보안 알고리즘 또는 상기 2차 보안 알고리즘이 상기 1차 보안 알고리즘 구동부 또는 상기 2차 보안 알고리즘 구동부에서 지원되는 형식의 보안 알고리즘이 아니라고 판단된 경우, 다른 보안 알고리즘이 적용된 최종 표준 데이터를 재전송하라는 재협상 메시지를 생성하는 재협상 요청부; 및 상기 재협상 메시지를 상기 데이터 송신 장치로 송신하는 PDU 재협상 송신부를 더 포함하는 데이터 수신 장치:로 이루어진 변전 데이터 자동 송수신 장치에 있어서,

상기 데이터 송신장치와 데이터 수신장치는 함체(2130) 내부에 탑재되고; 상기 함체(2130)는 사각틀체인 고정프레임(2132)을 포함하며, 상기 고정프레임(2132)의 전면에는 전면도어(2134)가 개폐가능하게 고정프레임(2132)의 일측에 힌지고정되며, 상기 전면도어(2134)와 대향되는 후면에는 후판(2136)이 고정되고, 상기 고정프레임(2132)의 양측면에는 각각 측판(2138)이 고정되며, 상기 고정프레임(2132)의 하면에는 바닥판(2140)이 고정되고, 상기 바닥판(2140)과 대향되는 천정에는 상판(2142)이 고정되며, 양쪽 측판(2138)의 사각 슬릿 형태의 공기흡입구멍(2138a)이 형성되고, 상기 공기흡입구멍(2138a)에는 필터(2138b)가 내장되며, 상기 상판(2142)의 상면에는 간접냉각유닛(2150)을 설치하되, 상기 간접냉각유닛(2150)은 상기 상판(2142)을 통해 상기 함체(2130)와 연통되는 하부가 개방된 사각박스 형상의 흡입챔버(2152)와, 상기 흡입챔버(2152)의 상면 중앙을 관통하여 후크 형상의 하단이 삽입고정된 송풍관(2154)과, 상기 송풍관(2154)의 상단에 설치된 송풍팬(2156)과, 상기 송풍관(2154)의 후크형 수평부(2158)에 형성된 배기공(2160)과, 상기 배기공(2160)과 대등되는 위치상의 후방챔버(2152) 상면에 형성된 다수의 배출구(2162)를 포함하며;

상기 전면도어(2134)와 측판(2138)의 안쪽면에는 다수의 방열핀(2170)을 더 형성하고, 상기 전면도어(2134)와 측판(2138)은 내부에 중공부(2172)를 갖도록 형성하되 상기 전면도어(2134)와 측판(2138)의 각 외측면에는 상기 중공부(2172)와 연통되는 다수의 개방부(2174)를 더 형성하여 방열성을 증대시키도록 구성되고;

상기 측판(2138)의 내측면에는 상기 방열핀(2170)과 간섭되지 않게 방열핀(2170)이 형성되지 않는 변측 둘레를 따라 코팅층 위에 흡음시트(2180)를 더 부착하되, 상기 흡음시트(2180)는 환편기를 통해 환편될 때 길이방향으로 간격을 두고 성근부분과 촘촘한 부분이 반복되게 편직된 원통상의 폴리프로필렌편직물(2182)과, 상기 폴리프로필렌편직물(2182)을 직경방향으로 눌러 납작하게 가공하여 2겹을 이루게 한 상태에서 그 외표면을 PET필름(2184)으로 완전히 감싸 일체화시킨 형태로 이루어지며, 상기 PET필름(2184)은 니들펀칭되어 다수의 바늘구멍이 형성된 것을 상기 폴리프로필렌직물(2182)의 외표면에 열합지하여 소음을 줄이도록 하며;

상기 측판(2130)의 양측 내면에는 화재발생시 폭발하여 내장된 내화재를 비산시키는 얇은 박스 형상의 폭발하우징(3000)이 더 설치되는데, 상기 폭발하우징(3000)은 폴리우레탄수지 80중량%와 실리카 20중량%가 혼합된 상태에서 박스 형상으로 형성된 것으로, 일측면은 일정크기로 개방되어 개방부(3100)를 형성하며, 상기 개방부(3100)가 형성된 면에는 그물망(3300)이 부착되고, 내화재가 내장된 비닐봉투(3200)는 폭발하우징(3000) 속에 장입된 상태에서 상기 그물망(3300)에 의해 갇히도록 구성되고;

상기 송풍팬(2156)의 하방에는 격자 형상으로 미세한 간격을 두고 다수층으로 적층된 양전극(E1)과 음전극(E2)을 배치하여 송풍팬(2156) 구동시 전원이 인가되면서 방전에 의한 플라즈마를 발생시켜 공기 청정기능도 함께 구현시킨 것을 특징으로 하는 변전 데이터 자동 송수신 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 변전 자동화 장치에서의 송수신되는 데이터의 위변조를 방지하여 최대한의 무결성을 보장하며, 표준 프로토콜을 유지 즉, IEC 61850 및 IEC 62351에 위배되지 않으면서 네트워크 사용률 증가를 최소화하는 선에서 데이터 위변조를 방지하고, 표준에서 제시한 ‘SHA 256 + RSA 전자서명’을 제공할 수 있는 기기뿐만 아니라 다른 보안함수를 제공하는 기기 및 non-secure 기기에 대해서도 호환성을 확보하며, 충분하고 안정적인 냉각기능을 제공하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 IEC 61850 및 IEC 62351-6에서 정의된 Ethertype PDU 형식을 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 Ethertype PDU 형식에 있어서, 옥텟(Octet) 7 이하의 부분을 보다 자세히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 송수신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 보안비트의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 6은 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 7은 본 발명의 함체 외관을 보인 예시도이다.
도 8은 도 7에 적용된 간접냉각기의 예시도이다.
도 9는 도 7에 적용된 측판의 예시적인 단면도이다.
도 10은 도 7에 적용된 측판의 내측면에 흡음시트가 부착된 예를 보인 예시도이다.
도 11은 도 7에 적용된 내화재를 폭발 방출시키는 폭발하우징의 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 아니된다.

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.

구체적인 설명에 앞서, 본 발명은 상기한 등록특허 제10-1418800호의 구성을 그대로 이용한다. 때문에, 도 1 내지 도 6의 구성은 등록특허의 내용을 그대로 포함하며, 간접 냉각 기능과 관련된 개량된 부분만 보충설명하기로 한다.

도 1은 IEC 61850 및 IEC 62351-6에서 정의된 Ethertype PDU 형식을 도시한 것이다. 도 2는 도 1의 Ethertype PDU 형식에 있어서, 옥텟(Octet) 7 이하의 부분을 보다 자세히 도시한 것이다. 도 3은 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 송수신 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 4는 보안비트의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, extended PDU 포맷 중 옥텟(Octet) 7 ~ 10 및 마지막 Extension 필드는 보안을 위해 할당된 비트이다.

이중에서 옥텟 7의 상위 4비트는 IEC 61850의 향후 표준을 위해 할당된 비트이며, 하위 4비트는 보안을 위해 할당된 비트이다.

또한, 옥텟 8은 Extension 필드에 대한 길이 정보를 담고 있으며, 옥텟 9 ~ 10은 옥텟 1 ~ 8까지의 정보에 대한 16비트 CRC(Cyclic Redundancy Check) 정보를 담고 있다.

Extension 필드는 앞서 설명한 바와 같이 RSA로 전자서명된 SHA256 메시지다이제스트 등의 추가적인 보안정보를 위해 할당된 비트이다.

옥텟 7 이하의 부분은 도 2에 보다 자세히 도시되어 있다. 본 발명에서는 옥텟 7 이하의 'Reserved Sequrity'에 보안비트를 저장하여 데이터 위변조 방지를 위한 기술을 개시한다.

이에 대하여는 도 3 및 도 4와 함께 이하에서 보다 자세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 송수신 장치는 데이터 송신 장치(100) 및 데이터 수신 장치(200)를 포함하여 구성된다.

데이터 송신 장치(100)는 데이터 처리부(110), 1차 보안 구동부(120), 2차 보안 구동부(130), 보안비트 생성부(140), PDU 조합부(160), 및 PDU 송신부(170)를 포함하여 구성된다. 또한, 데이터 송신 장치(100)는 보안적용 검증부(150), 및 PDU 재협상 수신부(180)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

데이터 처리부(110)는 전송하려는 데이터를 IEC 61850에 맞추어 표준 데이터로 생성한다.

이의 표준 데이터의 형식은 도 1 및 도 2와 함께 상술하였다.

1차 보안 구동부(120)는 데이터 처리부(110)에서 생성된 표준 데이터에 대하여 선택적으로 1차 보안 알고리즘을 적용한다.

즉, 표준 데이터에는 1차 보안 알고리즘이 적용될 수도 있고 적용되지 않을 수도 있다.

그리고, 1차 보안 알고리즘에 사용될 수 있는 보안 알고리즘 3개가 데이터 송신 장치(100)에 기 저장되어 있을 수 있다.

즉, 1차 보안 알고리즘은 제 1 보안 알고리즘, 제 2 보안 알고리즘, 및 제 3 보안 알고리즘으로 이루어지는 보안 알고리즘 그룹 중 선택되어지는 하나의 보안 알고리즘일 수 있다.

구체적으로, 1차 보안 알고리즘은 SHA 256, SHA-1, 및 MD 5로 이루어지는 보안 알고리즘 그룹 중 선택되어지는 하나일 수 있다.

2차 보안 구동부(130)는 데이터 처리부(110)에서 생성된 표준 데이터 또는 1차 보안 구동부(120)에서 1차 보안 알고리즘이 적용된 데이터에 대하여 2차 보안 알고리즘을 적용한다.

즉, 표준 데이터 및 1차 보안 알고리즘이 적용된 데이터에는 2차 보안 알고리즘이 적용될 수도 있고 적용되지 않을 수도 있다.

그리고, 2차 보안 알고리즘에 사용될 수 있는 보안 알고리즘 3개가 데이터 송신 장치(100)에 기 저장되어 있을 수 있다.

즉, 2차 보안 알고리즘은 제 4 보안 알고리즘, 제 5 보안 알고리즘, 및 제 6 보안 알고리즘으로 이루어지는 보안 알고리즘 그룹 중 선택되어지는 하나의 보안 알고리즘일 수 있다.

구체적으로, 2차 보안 알고리즘은 RSA 전자서명, ECC 전자서명, 및 HMAC으로 이루어지는 보안 알고리즘 그룹 중 선택되어지는 하나일 수 있다.

보안비트 생성부(140)는 1차 보안 구동부(120) 및 2차 보안 구동부(130)에서 적용된 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘에 대한 정보를 보안비트로 생성한다.

이러한, 보안비트는 4비트의 데이터로 형성될 수 있다.

보안비트에 있어서, 상위 2개의 비트에는 표준 데이터에 적용된 1차 보안 알고리즘에 대한 정보가, 하위 2개의 비트에는 표준 데이터에 적용된 2차 보안 알고리즘에 대한 정보가 저장될 수 있다.

보안비트에 대하여는 하기의 PDU 조합부(160)에 대한 설명에서 보다 자세히 설명한다.

보안적용 검증부(150)는 보안비트 생성부(140)에서 생성된 보안비트와 표준 데이터에 적용된 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘이 정확히 매칭되었는지 검증한다.

PDU 조합부(160)는 도 4와 함께 참조하면, 보안비트 생성부(140)에서 생성된 보안비트를 표준 데이터의 옥텟 7의 하위 4비트에 저장하여, 최종 표준 데이터를 생성한다.

1차 보안 알고리즘이 제 1 보안 알고리즘, 제 2 보안 알고리즘, 및 제 3 보안 알고리즘으로 이루어지는 보안 알고리즘 그룹 중 선택되어지는 하나의 보안 알고리즘인 경우, 보안비트는 다음과 같이 구성된다.

즉, 보안비트는 제 1 보안 알고리즘, 상기 제 2 보안 알고리즘, 상기 제 3 보안 알고리즘이 적용된 경우, 및 상기 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘이 적용되지 않은 경우를 각각 00, 01, 10, 11로 매칭하여, 매칭된 데이터를 상위 2개의 비트로 저장하고 있을 수 있다.

즉, 도 4에와 같이 보안비트의 상위 2개 비트(41)는 '00, 01, 10, 11'로 표현될 수 있고, 각 표현된 데이터는 보안 알고리즘의 적용 여부 및 적용된 보안 알고리즘의 종류(42)에 대한 정보를 나타낸다.

도 4에서는 '00'의 데이터는 표준 데이터에 SHA 256 보안 알고리즘이 적용되었음을, '01'의 데이터는 표준 데이터에 SHA-1 보안 알고리즘이 적용되었음을, '10'의 데이터는 표준 데이터에 MD 5 보안 알고리즘이 적용되었음을, '11'의 데이터는 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘이 적용되지 않았음을 나타낸다.

2차 보안 알고리즘이 제 4 보안 알고리즘, 제 5 보안 알고리즘, 및 제 6 보안 알고리즘으로 이루어지는 보안 알고리즘 그룹 중 선택되어지는 하나의 보안 알고리즘인 경우, 보안비트는 다음과 같이 구성된다.

즉, 보안비트는 제 4 보안 알고리즘, 상기 제 5 보안 알고리즘, 상기 제 6 보안 알고리즘이 적용된 경우, 및 상기 표준 데이터에 보안 알고리즘이 적용되지 않은 경우를 각각 00, 01, 10, 11로 매칭하여, 매칭된 데이터를 하위 2개의 비트로 저장하고 있을 수 있다.

즉, 도 4에와 같이 보안비트의 하위 2개 비트(43)는 '00, 01, 10, 11'로 표현될 수 있고, 각 표현된 데이터는 보안 알고리즘의 적용 여부 및 적용된 보안 알고리즘의 종류(44)에 대한 정보를 나타낸다.

도 4에서는 '00'의 데이터는 표준 데이터에 RSA 전자서명이 적용되었음을, '01'의 데이터는 표준 데이터에 ECC 전자서명이 적용되었음을, '10'의 데이터는 표준 데이터에 HMAC이 적용되었음을, '11'의 데이터는 표준 데이터에 2차 보안 알고리즘이 적용되지 않았음을 나타낸다.

PDU 송신부(170)는 PDU 조합부(160)에서 생성된 최종 표준 데이터를 데이터 수신 장치(200)로 전송한다.

PDU 재협상 수신부(180)는 데이터 수신 장치(200)로부터 재협상 메시지를 수신하도록 구성된다.

이때, 재협상 메시지는 PDU 송신부(170)에서 송신된 최종 표준 데이터에 적용된 1차 보안 알고리즘 또는 2차 보안 알고리즘이 데이터 수신 장치(200)에서 지원되지 않음에 대한 회신 메시지이다.

PDU 재협상 수신부(180)를 통해 재협상 메시지가 수신된 경우, 먼저, 1차 보안 구동부(120) 및 2차 보안 구동부(130)를 통하여 표준 데이터에 대하여 다른 종류의 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘을 선택적으로 적용한다.

그리고, 보안비트 생성부(140)에서 보안비트를 새로이 생성하고, PDU 조합부(160)는 새로 생성된 보안비트를 바탕으로 최종 표준 데이터를 재생성한다.

그리고, PDU 송신부(170)는 재생성된 최종 표준 데이터를 데이터 수신 장치(200)에 송신한다.

데이터 수신 장치(200)는 PDU 수신부(210), 보안비트 검정부(220), 1차 보안 알고리즘 구동부(240), 2차 보안 알고리즘 구동부(250), 및 데이터 관리운영부(260)를 포함하여 구성된다.

또한, 데이터 수신 장치(200)는 알고리즘 확인부(230), 재협상 요청부(270), 및 PDU 재협상 송신부(280)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

PDU 수신부(210)는 데이터 송신 장치(100)로부터 IEC 61850에 맞추어 생성된 최종 표준 데이터를 수신한다.

보안비트 검정부(220)는 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘이 적용되었는지를 검정한다.

보안비트 검정부(220)는 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘이 적용되지 않은 것으로 판단된 경우, 최종 표준 데이터를 후술하는 데이터 관리운영부(260)로 다이렉트로 전송한다.

즉, 보안비트 검정부(220)는 해당 데이터가 보안 처리되지 않은 데이터인 것으로 간주한다.

그리고, 보안비트 검정부(220)는 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘 또는 2차 보안 알고리즘이 적용된 것으로 판단된 경우, 해당 최종 표준 데이터를 알고리즘 확인부(230)로 전송한다.

알고리즘 확인부(230)는 최종 표준 데이터의 옥텟 7의 하위 4비트에 저장된 보안비트를 확인하여, 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘 또는 2차 보안 알고리즘이 적용되었는지를 확인한다.

즉, 알고리즘 확인부(230)는 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘이 적용된 것으로 판단된 경우, 해당 최종 표준 데이터를 1차 보안 알고리즘 구동부(240)로 전송하고, 1차 보안 알고리즘이 적용되지 않은 것으로 판단된 경우, 해당 최종 표준 데이터를 2차 보안 알고리즘 구동부(250)으로 전송한다.

이때, 보안비트는 데이터 송신 장치(100)와 함께 설명된 보안비트와 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.

1차 보안 알고리즘 구동부(240)는 알고리즘 확인부(230)에서 최종 표준 데이터에 상기 1차 보안 알고리즘이 적용된 것이 확인된 경우, 상기 1차 보안 알고리즘을 이용하여 상기 최종 표준 데이터의 1차 보안을 해제한다.

2차 보안 알고리즘 구동부(250)는 알고리즘 확인부(230)에서 최종 표준 데이터에 상기 2차 보안 알고리즘이 적용된 것이 확인된 경우, 상기 2차 보안 알고리즘을 이용하여 상기 최종 표준 데이터의 2차 보안을 해제한다.

데이터 관리운영부(260)는 보안비트 검정부(220)에서 다이렉트로 전송받은 데이터를 이용하여 변전 자동화 장치을 관리 및 운영한다.

그리고, 데이터 관리 운영부(260)는 1차 보안 알고리즘 구동부(240) 및 2차 보안 알고리즘 구동부(250)를 통하여 보안 기능이 해제된 최종 표준 데이터를 이용하여 변전 자동화 장치을 관리 및 운영한다.

재협상 요청부(270)는 알고리즘 확인부(230)에서 확인된 최종 표준 데이터에 적용된 1차 보안 알고리즘 또는 2차 보안 알고리즘이, 1차 보안 알고리즘 구동부(240) 및 2차 보안 알고리즘 구동부(250)에서 지원되는 형식의 보안 알고리즘이 아니라고 판단된 경우, 다른 보안 알고리즘이 적용된 최종 표준 데이터를 재전송하라는 재협상 메시지를 생성한다.

PDU 재협상 송신부(280)는 재협상 요청부(270)에서 생성된 재협상 메시지를 데이터 송신 장치(100)로 송신한다.

이하에서는 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 송신 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 송신 방법은 먼저, 전송하려는 데이터를 IEC 61850에 맞추어 표준 데이터로 생성한다(S101).

그리고, S101 단계에서 생성된 표준 데이터에 대하여 1차 보안 알고리즘을 선택적으로 적용한다(S102).

이때, 1차 보안 알고리즘은 제 1 보안 알고리즘, 제 2 보안 알고리즘, 및 제 3 보안 알고리즘으로 이루어지는 보안 알고리즘 그룹 중 선택되어지는 하나의 보안 알고리즘일 수 있다.

또한, S101 단계에서 생성된 표준 데이터 또는 S102 단계에서 1차 보안 알고리즘이 적용된 표준 데이터에 대하여 2차 보안 알고리즘을 선택적으로 적용한다(S103).

이때, 2차 보안 알고리즘은 제 4 보안 알고리즘, 제 5 보안 알고리즘, 및 제 6 보안 알고리즘으로 이루어지는 보안 알고리즘 그룹 중 선택되어지는 하나의 보안 알고리즘일 수 있다.

이후, S102 단계 및 S103 단계에서 적용된 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘에 대한 정보를 보안비트로 생성한다(S104).

이때, S104 단계에서는, 표준 데이터에 상기 제 1 보안 알고리즘, 제 2 보안 알고리즘, 제 3 보안 알고리즘이 적용된 경우, 및 표준 데이터에 보안 알고리즘이 적용되지 않은 경우를 각각 00, 01, 10, 11로 매칭하여, 매칭된 데이터를 보안비트의 상위 2개의 비트로 생성할 수 있다.

또한, S104 단계에서는, 표준 데이터에 상기 제 4 보안 알고리즘, 제 5 보안 알고리즘, 제 6 보안 알고리즘이 적용된 경우, 및 표준 데이터에 보안 알고리즘이 적용되지 않은 경우를 각각 00, 01, 10, 11로 매칭하여, 매칭된 데이터를 보안비트의 하위 2개의 비트로 생성할 수 있다.

그리고, S104 단계에서 생성된 보안비트를 표준 데이터의 옥텟 7의 하위 4비트에 저장하여, 최종 표준 데이터를 생성한다(S105).

이후, 단계 S105에서 생성된 최종 표준 데이터를 데이터 수신 장치로 송신한다(S106).

데이터 수신 장치로부터, 재협상 메시지가 수신되는지를 판단한다(S107).

이때, 재협상 메시지는 송신된 최종 표준 데이터에 적용된 1차 보안 알고리즘 또는 2차 보안 알고리즘이 데이터 수신 장치에서 지원되지 않음에 대한 메시지이다.

S107 단계의 판단 결과, 재협상 메시지가 수신된 경우, S102 단계 및 S103 단계로 돌아가서 표준 데이터에 대하여 다른 종류의 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘을 선택적으로 적용한다.

이후, 다른 종류의 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘에 대한 보안비트를 생성하여(S104), 표준 데이터의 옥텟 7의 하위 4비트에 저장하여 최종 표준 데이터를 재생성한다(S105).

이하에서는 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 수신 방법에 대하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 수신 방법은 먼저, 데이터 송신 장치로부터 IEC 61850에 맞추어 생성된 최종 표준 데이터를 수신한다(S201).

그리고, 최종 표준 데이터의 옥텟 7의 하위 4비트에 저장된 보안 비트를 확인하여 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘이 적용되었는지를 판단한다(S202).

S202 단계의 판단 결과, 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘이 적용되지 않은 것으로 판단되는 경우, 최종 표준 데이터를 이용하여 변전 자동화 장치를 관리 및 운영한다(S203).

그리고, S202 단계의 판단 결과, 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘이 적용된 것으로 판단되는 경우, 구체적으로 1차 보안 알고리즘이 적용되었는지를 판단한다(S204).

S204 단계의 판단 결과, 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘이 적용된 것으로 판단된 경우, 적용된 1차 보안 알고리즘이 데이터 수신 장치에서 지원되는 보안 알고리즘인지를 판단한다(S205).

S205의 판단 결과, 지원 가능하지 않은 것으로 판단된 경우, 재협상 메시지를 생성한다(S206).

이때, 재협상 메시지는 다른 보안 알고리즘이 적용된 최종 표준 데이터를 재전송하라는 메시지이다.

S206 단계에서 생성된 재협상 메시지는 데이터 송신 장치로 송신된다(S207).

반면, S205의 판단 결과, 지원 가능한 것으로 판단된 경우, 해당 1차 보안 알고리즘을 이용하여 최종 표준 데이터의 1차 보안을 해제한다(S208).

그리고, 최종 표준 데이터에 2차 보안 알고리즘이 적용되었는지를 판단한다(S209).

S209 단계의 판단 결과, 최종 표준 데이터에 2차 보안 알고리즘이 적용된 것으로 판단된 경우, 적용된 2차 보안 알고리즘이 데이터 수신 장치에서 지원되는 보안 알고리즘인지를 판단한다(S210).

S210의 판단 결과, 지원 가능하지 않은 것으로 판단된 경우, 재협상 메시지를 생성한다(S206).

반면, S210의 판단 결과, 지원 가능한 것으로 판단된 경우, 해당 2차 보안 알고리즘을 이용하여 최종 표준 데이터의 2차 보안을 해제한다(S211).

그리고, 1차 보안 및 2차 보안이 해제된 최종 표준 데이터를 이용하여 변전 자동화 장치을 관리 및 운영한다.

본 발명에 따른 변전 자동화 장치에서의 데이터 송수신 기술은 IEC 61850에서 정하여진 포맷에 있어서, 정의된 여분의 비트(Reserved security bits)를 활용하여 데이터 위변조 방지 기능을 추가함으로써 큰 트래픽 증가나 오버헤드 증가를 유발하지 않는다.

또한, 보안비트에 다양한 옵션을 구성함으로써 사양과 기능이 다른 기기간의 협상에도 유연하게 적용 가능하다.

이에 더하여, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 송신장치(100)와 데이터 수신장치(200)는 하나의 함체(2130)에 탑재되며, 상기 데이터 송신장치(100)와 데이터 수신장치(200)는 다수의 모듈들, 이를 테면 각종 처리부, 구동부, 생성부, 검증부, 조합부, 송신부, 수신부, 운영부, 검정부 등의 모듈이 항상 구동되어야 하므로 발열 문제로 인한 열화로 수명이 단축되고 유지보수 기간을 짧게 잡아야 하는 문제가 야기 되므로 이를 방지하기 위해 간접 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

특히, 이들 모듈은 구동에 따른 발열 외에도 소음이 발생하므로 이를 효과적으로 억제할 수 있는 특수한 함체(2130) 구조의 필요성이 있다.

더구나, 함체(2130) 내부에 탑재된 모듈들은 열에 약하기 때문에 열화 방지 측면에서 냉각필요성이 있지만, 단순한 직접 송풍식으로 냉각할 경우 함체(2130) 내부의 먼지가 비산되면서 각 모듈들의 오작동을 발생시킬 우려가 높다.

때문에, 간접냉각을 효율적이면서 효과적으로 수행할 필요가 있다.

이를 위해, 본 발명에서는 도 7과 같은 함체(2130) 구조를 갖는다.

도 7에 따르면, 상기 함체(2130)는 사각틀체인 고정프레임(2132)을 포함하고, 상기 고정프레임(2132)의 전면에는 전면도어(2134)가 개폐가능하게 고정프레임(2132)의 일측에 힌지고정되며, 상기 전면도어(2134)와 대향되는 후면에는 후판(2136)이 고정되고, 상기 고정프레임(2132)의 양측면에는 각각 측판(2138)이 고정되며, 상기 고정프레임(2132)의 하면에는 바닥판(2140)이 고정되고, 상기 바닥판(2140)과 대향되는 천정에는 상판(2142)이 고정된다.

아울러, 양쪽 측판(2138)의 사각 슬릿 형태의 공기흡입구멍(2138a)이 형성되고, 상기 공기흡입구멍(2138a)에는 필터(2138b)가 내장된다.

따라서, 외기는 필터링된 상태로 함체(2130) 내부로 유입되게 된다.

한편, 상기 상판(2142)의 상면에는 간접냉각유닛(2150)이 설치된다.

상기 간접냉각유닛(2150)은 도 8에 확대 도시한 요부 단면도에서와 같이, 상기 상판(2142)을 통해 상기 함체(2130)와 연통되는 하부가 개방된 사각박스 형상의 흡입챔버(2152)와, 상기 흡입챔버(2152)의 상면 중앙을 관통하여 후크 형상의 하단이 삽입고정된 송풍관(2154)과, 상기 송풍관(2154)의 상단에 설치된 송풍팬(2156)과, 상기 송풍관(2154)의 후크형 수평부(2158)에 형성된 배기공(2160)과, 상기 배기공(2160)과 대등되는 위치상의 후방챔버(2152) 상면에 형성된 다수의 배출구(2162)를 포함하여 구성된다.

따라서, 송풍팬(2156)이 가동되면 외기가 도입되어 송풍관(2154) 내부로 토출된 후 배기공(2160)과 배출구(2162)를 통해 배출된다.

즉, 도입된 외기는 함체(2130) 내부로 공급되지 않고 방향전환하여 다시 외부로 배출된다.

그 과정에서 흡입챔버(2152)의 내부, 특히 상기 배출구(2162) 주변에서는 음압이 발생되고, 음압에 의한 흡입압 때문에 일종의 벤츄리 효과에 의해 흡입챔버(2152)의 하측 공간에 분포되어 있는 내부공기가 빨려 나가면서 함체(2130) 내부의 가열된 공기를 외부로 빨아 내게 된다.

이에 따라, 함체(2130) 내부는 전체적으로 음압이 형성되고, 필터(2138b)를 거쳐 흡입구멍(2138a)을 통해 신선한 차가운 외기가 함체(2130) 내부로 도입됨으로써 함체(2130) 내부에서는 분진이 일어나거나 비산되지 않은 상태로 자연스럽게 냉각되게 된다.

즉, 일반적인 냉각구조는 송풍팬(2156)을 통해 외기를 도입하여 함체(2130) 내부로 직접 분사시켜 직접 냉각시키는 구조이기 때문에 그 과정에서 송풍압에 의한 함체(2130) 내부에서 심한 분진이 발생되고, 그 분진은 각 보드의 주요 단자에 부착되며, 경우에 따라서는 정전기에 의한 스파크가 발생되면서 단락을 유발하기도 한다.

하지만, 본 발명은 그러한 상황을 완전히 배재시킨 간접송풍방식, 다시 말해 간접냉각구조를 갖추고 있기 때문에 함체(2130) 내부에서의 분진 발생없이 냉각할 수 있는 것이다.

덧붙여, 상기 함체(2130)를 구성하는 전면도어(2134), 측판(2138), 바닥판(2140) 및 후판(2136)의 내면에는 내열성은 물론 잠열성을 가진 코팅층이 형성되어 고열 발생시 일부 열을 머금었다가 한랭시에는 열을 내뱉는 잠열기능, 즉 보열기능을 갖추도록 하면 더욱 더 안정적인 가동이 가능하고, 이에 따라 보드의 열화를 최대한 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, 정전방지 기능, 내습성, 방오성 및 내화성도 함께 갖추도록 하여 단락을 예방하는 안정화에 기여하도록 구성함이 더욱 바람직하다.

이를 위한 코팅층은 폴리스티렌 수지와, 상기 폴리스티렌 수지 100중량부에 대해 포졸란 3.5중량부, 우르시올 2.5중량부, 저독성 난연제 10중량부, 하이드록시프로필셀룰로우즈 3.5중량부, 알킬트리알콕시실란 2중량부, 1,4-부틸렌글리콜 1.5중량부, 규산소다 8중량부, 옥시카르본산염 2.5중량부, 시트로넬라(citronella) 오일 1.5중량부, 마이크로캡슐화 된 0.1㎛ 길이의 폴리프로필렌 원사 3중량부, 파라핀왁스 5중량부, 폴리옥시에틸렌 4중량부, 프로필렌글리콜 3중량부, N-에틸가바졸 메타크릴레이트 2.5중량부, 세피오라이트 3중량부, 멜라민시아노네이트 2.5중량부, 테트라이소프로필타이타네이트 2.5중량부, 마이카(Mica) 1.5중량부를 첨가하여 50-60℃로 가열한 상태에서 스프레이 코팅함으로써 형성된다.

여기에서, 혼합물을 상기 온도범위로 가열하는 이유는 유동성을 높이면서 균일한 분산성과 안정성을 유지하기 위함이며, 이때 상기 폴리스티렌수지는 대표적인 내화성 수지이며, 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성을 위해 베이스 수지로 사용되며, 상기 포졸란(Pozzolan)은 주로 콘크리트 혼화재로 많이 사용되지만, 이것은 인공 포졸란이고 본 발명에서는 내산성, 내부식성, 내구성 및 방수성을 증대시키기 위해 화산회, 화산암의 풍화물에서 채취된 천연 포졸란을 사용하며, 입도는 0.1-0.2mm가 바람직하다. 다만, 물과 만나면 쉽고 빠르게 경화되므로 미량 사용되어야 한다.

아울러, 상기 우루시올(Urushiol)은 페놀유도체의 하나로서, 천연방습제이며, 천연 항산화물질인 토코페롤과 구조적으로 유사한 대표적인 지용성 화합물이다. 본 발명에서는 우루시올 40중량%와 고무 60중량%를 혼합한 혼합액을 사용하여 내부식성을 증대시키는데 탁월한 효과를 나타내도록 구성된다. 이때, 고무는 유연성도 증대시키는데 기여하게 된다.

그리고, 상기 저독성 난연제는 ROHS 및 IEC 61249-2-21의 비할로겐계 난연제 사용 요구사항을 충족시키기 위해 할로겐계 난연제는 배제하고, 브롬 함량이 900ppm 이하를 유지하면서 인의 함량이 400-1500ppm의 범주를 갖는 인계 난연제를 사용한다.

또한, 상기 하이드록시프로필셀룰로우즈는 접착력을 강화시켜 성형안정성을 높여 내구성을 증대시키기 위해 첨가되며, 상기 알킬트리알콕시실란은 발수성 뿐만 아니라 발유성을 강화시켜 표면 슬립성을 증대시킴으로써 마찰저항을 줄이기 위해 첨가되고, 상기 1,4-부틸렌글리콜은 접착성을 강화시켜 부착력을 극대화시키기 위해 첨가된다.

아울러, 상기 규산소다(Sodium Silicates)는 겔화를 유도하여 피막을 형성함으로써 내열안정성을 강화시키기 위해 첨가된다.

또한, 상기 옥시카르본산염은 재료의 수분 함유량을 줄여 공극을 감소시키고 이를 통해 강도를 증진시키기 위해 첨가된다.

그리고, 상기 시트로넬라(citronella) 오일은 방충성을 높이기 위해 첨가되는 것이 일반적이지만, 본 발명에서는 그 기능 외에 무기계 분말들의 점도 조절 및 배합성을 촉진하기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 우레탄수지에 보열성을 구현시킬 수 있도록 기중현탁피복법(Wurster Method)에 의해 마이크로캡슐화 된 0.1㎛ 길이의 폴리프로필렌 원사를 더 첨가할 수 있다.

또한, 파라핀왁스는 20~50℃의 상변화 온도변화대역을 갖는 상변화물질로서, 가열시 잠열을 축열하여 온도를 빼앗기지 않도록 함으로써 장시간 동안 보열 기능을 수행하며, 냉각시에는 잠열을 방출시켜 온열기능도 수행하므로 잠열 이용을 위해 본 발명에서 첨가 사용된다.

그리고, 폴리옥시에틸렌은 양이온 촉매를 이용해 산화에틸렌을 중합한 폴리에테르의 일종으로서, 본 발명에서는 물에 용해된 상태로 직물과 종이 등에 사용하여 피막을 형성하게 함으로써 정전기 발생을 억제하기 위해 첨가된다.

아울러, 프로필렌글리콜은 흡습성이 있으나 휘발성은 없어 열과 빛에 안정하므로 수지를 녹여 물에 혼합하는 용매로 이용되며, 표면에서 곰팡이 번식 방지를 위해 첨가된다.

또한, N-에틸가바졸 메타크릴레이트는 투명성을 강화시키면서 코팅층의 안정화를 유도하여 크랙 발생을 방지하기 위해 첨가된다.

나아가, 세피오라이트는 둥그런 관모양의 변종인 미어샤움(meerschaum)으로 불리우며 수지 조성물의 분산안정성과 균일 분산성을 유도하기 위해 첨가된다.

그리고, 멜라민시아노네이트는 내열성을 보강하기 위해 첨가되며, 테트라이소프로필타이타네이트는 유기화타이타네이트 구조를 갖는 커플링제로서 고분자 수지와 무기물간의 계면 접착력을 강화시켜 내구성과 내열성 모두를 증대시키기 위해 첨가되고, 마이카는 규산염 광물의 일종으로, 0.1-0.2㎛ 크기로 분쇄된 후 체질된 것을 사용하며 경질 특성으로 인해 표면 경도 및 내열성을 강화시키기 위해 첨가된다.

이와 같은 코팅층의 구성에 따라 내열안성성과 잠열 특성을 이용한 보드의 열화 방지에 기여할 수 있게 된다.

덧붙여, 상기 코팅층이 잠열특성, 즉 보열성을 갖는지 여부를 확인하기 위해, 코팅층이 없는 철판 시료와 코팅층이 있는 철판 시료를 준비한 다음 JIS C 6802-1997에 따라 방열측성을 확인하였다.

측정 결과, 코팅층이 있는 경우에는 46W/m.k였고, 코팅층이 없는 경우에는 58W/m.k로서 코팅층이 있는 경우에 잠열 특성(열 흡수력)이 있는 것으로 확인되었다.

또한, 방열 특성을 더욱 강화시키기 위해 도 9에 예시한 바와 같이, 전면도어(2134)와 측판(2138)의 안쪽 코팅면을 관통하도록 다수의 방열핀(2170)을 더 형성한다.

즉, 방열핀(2170)을 먼저 형성한 상태에서 코팅액을 스프레이하여 코팅층을 형성하도록 가공한다.

이때, 상기 방열핀(2170)은 상기 코팅층의 표면 보다 더 돌출되게 구성하여야 하며, 이를 통해 방열 효과를 증대시킬 수 있다.

특히, 방열효과를 증대시키기 위해 상기 전면도어(2134)와 측판(2138)은 내부에 중공부(2172)를 갖도록 형성되며, 상기 전면도어(2134)와 측판(2138)의 각 바깥면에는 상기 중공부(2172)와 연통되는 개방부(2174)가 더 형성되어 중공부(2172)로 전도되어온 열을 대기중으로 신속히 방출할 수 있도록 구성되면 더욱 좋다.

이 경우, 중공부(2172) 외측을 전체적으로 개방하여 두께를 얇게 하는 것이 좋을 수 있으나, 이는 외관 품질과도 관련이 있기 때문에 상기와 같은 형태로 구성하는 것이 특히 바람직하다.

덧붙여, 상기 함체(2130)는 내부에 실장된 장비들의 가동중 발생되는 소음을 줄이기 위해 도 10의 예시와 같이, 측판(2138)의 내측면 둘레를 따라 흡음시트(2180)가 부착될 수 있다.

상기 흡음시트(2180)는 가스켓 형태이며, 코팅층 위에 부착되고, 방열핀(2170)과 간섭되지 않게 방열핀(2170)이 형성되지 않는 변측 둘레를 따라 구비된다.

특히, 상기 흡음시트(2180)는 통상적으로 알려진 부직포의 개념이 아니라, 흡음 및 차음 효과를 현저히 증대시키기 위해 환편기로 환편된 직물을 사용한다.

즉, 환편기를 통해 환편되면 대략 원통형상의 직물이 형성되는데, 이때 직물의 소재는 폴리프로필렌 원사를 사용하며, 적어도 a,b,c,d 4개의 사도(실 공급지점)를 통해 실을 공급할 때 a,c 2개의 사도에서는 일반조직으로 편직하고, b,d 2개의 사도에서는 보다 촘촘한 탄성조직으로 편직케 하여 환편된 원통상의 폴리프로필렌편직물(2182)이 길이 방향으로 성글고 촘촘함이 반복되게 함으로써 유입된 소음이 완전히 갇히게 하여 흡음, 즉 차음시키게 함으로써 흡음 특성을 향상시키도록 구성된다.

이에 더하여, 흡음특성 및 부착 특성을 향상시키기 위해 상기 원통상의 폴리프로필렌편직물(2182)을 직경방향으로 눌러 납작하게 가공하여 2겹을 이루게 한 상태에서 그 외표면, 즉 둘레를 PET필름(2184)으로 완전히 감싸 일체화시킴으로써 본 발명에 따른 흡음시트(2180)를 구현하게 된다.

이렇게 되면, 원통상의 폴리프로필렌편직물(2182)이 눌린 상태에서 부풀어 오르지 못하기 때문에 시트상을 안전하게 유지할 수 있으며, 특히 PET필름(2184)은 공극 형성을 위해 니들펀칭되어 다수의 바늘구멍이 갖추어진 구조를 갖도록 구성한다.

그러면, 발생된 소음은 PET필름(2184)의 바늘구멍을 통해 폴리프로필렌편직물(2182) 속으로 유입된 후 완전히 갇히게 되어 내부에서 굴절, 반사되면서 에너지를 잃게 되어 완전히 갇힌 상태로 소멸되게 되어 흡음 특성을 강화시킬 수 있게 된다.

덧붙여, 도 11에서와 같이, 상기 측판(130)의 양측 내면에는 일정 온도조건에 이르면 폭발하여 내장된 내화재를 비산시키는 얇은 박스 형상의 폭발하우징(3000)이 더 설치될 수 있다.

상기 폭발하우징(3000)은 폴리우레탄수지 80중량%와 실리카 20중량%가 혼합된 상태에서 박스 형상으로 형성된 것으로, 일측면은 일정크기로 개방되어 개방부(3100)를 형성하며, 상기 개방부(3100)가 형성된 면에는 그물망(3300)이 부착된다.

따라서, 내화재가 내장된 비닐봉투(3200)가 폭발하우징(3000) 속에 장입된 상태에서 상기 그물망(3300)에 의해 갇히게 되므로 비닐봉투(3200)는 이탈되지 않고 고정상태를 유지하게 되며 일정조건, 예를 들어 화재 발생시 폭발하면서 비닐봉투(3200) 및 그물망(3300)이 찢어지면서 내화액이 비산되어 소화작용을 하도록 구성된다.

특히, 상기 폭발하우징(3000)은 자체적인 폭발력이 없으므로 이를 촉진하기 위해 상기 그물망(3300) 앞쪽에는 폭발시트(3400)가 더 설치될 수 있다.

상기 폭발시트(3400)는 염소산칼륨이 부착된 제1시트와 적인(적린)이 부착된 제2시트가 얇은 종이를 사이에 두고 붙어 있는 상태로서 화재시 열이 발생되면 종이가 타면서 열소산칼륨과 적린이 서로 접촉되어 급격한 반응을 일으키면서 폭발하도록 하고, 그 여파로 내화재가 담긴 비닐봉투(3200)도 반응하여 폭발 비산되도록 한 것이다.

이때, 염소산칼륨은 수용성이기 때문에 물에 녹여 제1시트 상에 스프레이되는 형태로 일정두께로 도포형성됨이 바람직하며, 상기 적인은 불용성이므로 제2시트가 고화되기 전에 고체상의 분말을 뿌려 고착시키는 방식으로 구성될 수 있고, 제1,2시트는 모두 폴리우레탄수지를 시트상으로 만든 것을 사용함이 바람직하다.

그리고, 상기 내화재는 아파트 등의 입상배관에 설치되는 내화발포재를 그대로 사용하는 것으로 고열을 받으면 자기 몸집의 300-400배까지 팽창하면서 폭발하는 공지된 물질이다.

다만, 내화성을 강화하기 위해 백토분말을 더 포함할 수 있다.

뿐만 아니라, 도 8에서와 같이, 송풍팬(2156)의 하방에 양전극(E1)과 음전극(E2)을 일정간격으로 배치하여 송풍팬(2156) 구동시 전원이 인가되면서 방전에 의한 플라즈마를 발생시키게 하면 공기청정 효과까지 얻을 수 있다.

이때, 상기 양전극(E1)과 음전극(E2)은 방전효율을 높이기 위해 격자 형상으로 미세한 간격을 두고 다수층으로 적층됨이 바람직하다.

110; 데이터 처리부 120; 1차 보안 구동부
130; 2차 보안 구동부 140; 보안비트 생성부
150; 보안적용 검증부 160; PDU 조합부
170; PDU 송신부 180; PCU 재협상 수신부
200; 데이터 수신 장치 210; PDU 수신부
220; 보안비트 검정부 230; 알고리즘 확인부
240; 1차 보안 알고리즘 구동부 250; 2차 보안 알고리즘 구동부
260; 데이터 관리운영부 270; 재협상 요청부
280; PDU 재협상 송신부

Claims

전송하려는 데이터를 IEC 61850에 맞추어 표준 데이터로 생성하는 상황판단 및 데이터 처리부; 상기 표준 데이터에 대하여 선택적으로 1차 보안 알고리즘을 적용하는 1차 보안 구동부; 상기 표준 데이터에 대하여 선택적으로 2차 보안 알고리즘을 적용하는 2차 보안 구동부; 상기 1차 보안 구동부 및 상기 2차 보안 구동부에서 적용된 상기 1차 보안 알고리즘 및 상기 2차 보안 알고리즘에 대한 정보를 보안비트로 생성하는 보안비트 생성부; 상기 보안비트를 상기 표준 데이터의 옥텟(Octet) 7의 하위 4비트에 저장하여, 최종 표준 데이터를 생성하는 PDU 조합부; 및 상기 최종 표준 데이터를 데이터 수신 장치로 송신하는 PDU 송신부를 포함하되, 상기 데이터 수신 장치로부터, 상기 최종 표준 데이터에 적용된 상기 1차 보안 알고리즘 또는 상기 2차 보안 알고리즘이 상기 데이터 수신 장치에서 지원되지 않음에 대한 재협상 메시지를 수신하도록 형성되는 PDU 재협상 수신부를 더 포함하며, 상기 PDU 재협상 수신부를 통하여 상기 재협상 메시지가 수신되는 경우, 상기 1차 보안 구동부 및 상기 2차 보안 구동부를 통하여 상기 표준 데이터에 대하여 다른 종류의 1차 보안 알고리즘 및 2차 보안 알고리즘을 선택적으로 적용한 후, 상기 보안비트 생성부 및 상기 PDU 조합부에서 보안비트 및 최종 표준 데이터를 새로 생성하여, 상기 PDU 송신부를 통하여 상기 새로 생성된 최종 표준 데이터를 상기 데이터 수신 장치로 송신하는 데이터 송신장치와:
상기 데이터 송신 장치로부터 IEC 61850에 맞추어 생성된 최종 표준 데이터를 수신하는 PDU 수신부; 상기 최종 표준 데이터의 옥텟 7의 하위 4비트에 저장된 보안 비트를 확인하여, 상기 최종 표준 데이터에 1차 보안 알고리즘 또는 2차 보안 알고리즘이 적용되었는지를 확인하는 알고리즘 확인부; 상기 알고리즘 확인부에서 상기 최종 표준 데이터에 상기 1차 보안 알고리즘이 적용된 것이 확인된 경우, 상기 1차 보안 알고리즘을 이용하여 상기 최종 표준 데이터의 1차 보안을 해제하는 1차 보안 알고리즘 구동부; 상기 알고리즘 확인부에서 상기 최종 표준 데이터에 상기 2차 보안 알고리즘이 적용된 것이 확인된 경우, 상기 2차 보안 알고리즘을 이용하여 상기 최종 표준 데이터의 2차 보안을 해제하는 2차 보안 알고리즘 구동부; 및 보안 기능이 해제된 최종 표준 데이터를 이용하여 변전 자동화 시스템을 관리 및 운영하는 데이터 관리운영부를 포함하되, 상기 알고리즘 확인부에서, 상기 최종 표준 데이터에 적용된 상기 1차 보안 알고리즘 또는 상기 2차 보안 알고리즘이 상기 1차 보안 알고리즘 구동부 또는 상기 2차 보안 알고리즘 구동부에서 지원되는 형식의 보안 알고리즘이 아니라고 판단된 경우, 다른 보안 알고리즘이 적용된 최종 표준 데이터를 재전송하라는 재협상 메시지를 생성하는 재협상 요청부; 및 상기 재협상 메시지를 상기 데이터 송신 장치로 송신하는 PDU 재협상 송신부를 더 포함하는 데이터 수신장치:로 이루어진 변전 데이터 자동 송수신 장치에 있어서,
상기 데이터 송신장치와 데이터 수신장치는 함체(2130) 내부에 탑재되고; 상기 함체(2130)는 사각틀체인 고정프레임(2132)을 포함하며, 상기 고정프레임(2132)의 전면에는 전면도어(2134)가 개폐가능하게 고정프레임(2132)의 일측에 힌지고정되며, 상기 전면도어(2134)와 대향되는 후면에는 후판(2136)이 고정되고, 상기 고정프레임(2132)의 양측면에는 각각 측판(2138)이 고정되며, 상기 고정프레임(2132)의 하면에는 바닥판(2140)이 고정되고, 상기 바닥판(2140)과 대향되는 천정에는 상판(2142)이 고정되며, 양쪽 측판(2138)의 사각 슬릿 형태의 공기흡입구멍(2138a)이 형성되고, 상기 공기흡입구멍(2138a)에는 필터(2138b)가 내장되며, 상기 상판(2142)의 상면에는 간접냉각유닛(2150)을 설치하되, 상기 간접냉각유닛(2150)은 상기 상판(2142)을 통해 상기 함체(2130)와 연통되는 하부가 개방된 사각박스 형상의 흡입챔버(2152)와, 상기 흡입챔버(2152)의 상면 중앙을 관통하여 후크 형상의 하단이 삽입고정된 송풍관(2154)과, 상기 송풍관(2154)의 상단에 설치된 송풍팬(2156)과, 상기 송풍관(2154)의 후크형 수평부(2158)에 형성된 배기공(2160)과, 상기 배기공(2160)과 대등되는 위치상의 후방챔버(2152) 상면에 형성된 다수의 배출구(2162)를 포함하며;
상기 전면도어(2134)와 측판(2138)의 안쪽면에는 다수의 방열핀(2170)을 더 형성하고, 상기 전면도어(2134)와 측판(2138)은 내부에 중공부(2172)를 갖도록 형성하되 상기 전면도어(2134)와 측판(2138)의 각 외측면에는 상기 중공부(2172)와 연통되는 다수의 개방부(2174)를 더 형성하여 방열성을 증대시키도록 구성되고;
상기 측판(2138)의 내측면에는 상기 방열핀(2170)과 간섭되지 않게 방열핀(2170)이 형성되지 않는 변측 둘레를 따라 코팅층 위에 흡음시트(2180)를 더 부착하되, 상기 흡음시트(2180)는 환편기를 통해 환편될 때 길이방향으로 간격을 두고 성근부분과 촘촘한 부분이 반복되게 편직된 원통상의 폴리프로필렌편직물(2182)과, 상기 폴리프로필렌편직물(2182)을 직경방향으로 눌러 납작하게 가공하여 2겹을 이루게 한 상태에서 그 외표면을 PET필름(2184)으로 완전히 감싸 일체화시킨 형태로 이루어지며, 상기 PET필름(2184)은 니들펀칭되어 다수의 바늘구멍이 형성된 것을 상기 폴리프로필렌편직물(2182)의 외표면에 열합지하여 소음을 줄이도록 하며;
상기 측판(2138)의 양측 내면에는 화재발생시 폭발하여 내장된 내화재를 비산시키는 얇은 박스 형상의 폭발하우징(3000)이 더 설치되는데, 상기 폭발하우징(3000)은 폴리우레탄수지 80중량%와 실리카 20중량%가 혼합된 상태에서 박스 형상으로 형성된 것으로, 일측면은 일정크기로 개방되어 개방부(3100)를 형성하며, 상기 개방부(3100)가 형성된 면에는 그물망(3300)이 부착되고, 내화재가 내장된 비닐봉투(3200)는 폭발하우징(3000) 속에 장입된 상태에서 상기 그물망(3300)에 의해 갇히도록 구성되고;
상기 송풍팬(2156)의 하방에는 격자 형상으로 미세한 간격을 두고 다수층으로 적층된 양전극(E1)과 음전극(E2)을 배치하여 송풍팬(2156) 구동시 전원이 인가되면서 방전에 의한 플라즈마를 발생시켜 공기 청정기능도 함께 구현시킨 것을 특징으로 하는 변전 데이터 자동 송수신 장치.