KR101743532B1 - 전기안전 판단시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기안전 판단시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 폐쇄 공간 내 순차적 이상신호 검출 등의 전기안전 판단시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기안전 판단시스템은 분전함 내의 신호를 검출하는 신호 검출부; 설치년도, 기준수명에 대한 기준정보를 입력받는 입력부; 및 검출한 신호와 입력받은 기준정보를 비교하여 각 신호에 대한 분전함 등급을 평가하는 기준신호 비교부를 포함한다.
상술한 바에 의하면, 전기전자시스템이 다수있는 폐쇄공간에서 전기에너지 사용 중 발생하는 다양한 이상신호를 순차적으로 검출 판단하여 신뢰성이 높고, 중첩신호에 대한 검증과 고장 또는 사고예방에 빠르게 대응할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기안전 판단시스템 및 그 방법{System for determining electrical safety and method therefor}

본 발명은 전기안전 판단시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐쇄 공간 내 순차적 이상신호 검출 등의 전기안전 판단시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

수용가에 공급되는 전원을 전등이나 소켓으로부터 분리, 공급시키기 위한 전원 분배기와, 부하에 공급되는 전압상태를 감지하여 과부하 누전 등과 같은 이상 상태 발생시 이를 신속히 차단시켜 전기로 인한 안전사고를 조기에 예방하게 되는 누전차단기, 또는 이상이 있는 부하 측만을 선택적으로 규제할 수 있도록 하는 배선용 차단기 등 각종의 제어기를 분전함에 모아서 설치한다.

종래, 한국공개특허, 제2010-0022848호에 의하면, 자외선 발생을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 UV 수광부, 설정 신호값과 비교하여 자외선 발생 시간 또는 발생 검출 횟수를 측정할 것인지를 판단하는 비교검출부, 자외선 발생 검출 횟수를 기록하는 카운트부, 자외선 발생 지속 시간을 측정 기록하는 타이머부, 자외선 발생 검출 횟수와 발생 지속 시간에 따라 분전함 내부의 정상상태, 확인요망상태, 이상상태, 전원차단으로 구분하여 분전함의 진단 시스템 내외로 상태 신호를 출력하는 출력부, 상기 출력부의 상태 신호에 따라 정상 상태, 확인 요망 상태, 이상 상태에 따른 발광 또는 경고음을 발생하는 경고부, 및 출력부의 전원차단 구동신호에 따라 분전함의 전원을 차단하는 전원차단부를 포함한다.

분전함 내부에서 주차단기의 전원 측에 분진, 수분에 의해 누설전류가 흘러 트래킹에 발생하여 화재로 이어지는 경우나 나사의 풀림에 의해 접촉 불량이 발생하는 경우 등에 의해 전기재해가 분전함 내부에서 발생할 때는 차단기가 동작하지 않거나 사고가 진전된 후에 동작하는 경우가 다수 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 전술한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 전기전자시스템이 다수있는 폐쇄공간에서 전기에너지 사용 중 발생하는 다양한 이상신호를 순차적으로 검출하여 상태를 판단하는 전기안전 판단시스템 및 방법을 제공함에 있다.

전기설비의 점검이 용이하지 못한 장소에 설치하여 주기적인 점검을 통한 수명예측을 하는 전기안전 판단시스템 및 그 방법을 제공함에도 있다.

본 발명에 따른 전기안전 판단시스템은 분전함 내의 신호를 검출하는 신호 검출부(100); 상기 분전함의 설치년도, 기준수명에 대한 기준정보를 입력받는 입력부(200); 및 상기 신호 검출부를 통해 검출한 신호와 상기 입력부를 통해 입력받은 기준정보를 비교하여 각 신호에 대한 분전함 등급을 평가하는 기준신호 비교부(300);를 포함한다.

신호 검출부는 자외선, 초음파, 적외선 센서를 이용하여 분전함 내의 이상신호를 검출하고, 기준신호 비교부는 설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 검출신호를 기록하는 신호기록모듈(310); 상기 분전함의 이상신호 발생이벤트 횟수와 시간경과를 카운트하는 타이머모듈(320); 상기 이상신호 발생에 따른 비정상적 에너지량을 연산하는 에너지량 연산모듈(330); 및 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 단계별로 평균 기 검출신호를 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교하는 중첩신호 비교판단모듈(340);을 포함한다.

한편, 전기안전 판단시스템을 이용한 전기안전 판단방법은 (a) 전기안전 판단시스템의 제어부에 의해 분전함 내의 신호를 검출하는 단계; (b) 상기 분전함의 설치년도, 기준수명에 대한 기준정보를 입력받는 단계; 및 (c) 상기 검출 신호와 입력받은 기준정보를 비교하여 각 신호에 대한 분전함 등급을 평가하는 단계;를 포함한다.

또한 제 (a) 단계는 제어부가 자외선, 초음파, 적외선 센서를 이용하여 분전함 내의 이상신호를 검출하도록 하는 단계이다.

그리고 제 (c) 단계는 (c-1) 상기 제어부가 설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 검출신호를 기록하도록 하는 단계; (c-2) 상기 분전함의 이상신호 발생이벤트 횟수와 시간경과를 카운트하도록 하는 단계; (c-3) 상기 이상신호 발생에 따른 비정상적 에너지량을 연산하도록 하는 단계; 및 (c-4) 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 단계별로 평균 기 검출신호를 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교하도록 하는 단계;를 포함한다.

상술한 바에 의하면, 전기전자시스템이 다수있는 폐쇄공간에서 전기에너지 사용 중 발생하는 다양한 이상신호를 순차적으로 검출 판단하여 신뢰성이 높고, 중첩신호에 대한 검증과 고장 또는 사고예방에 빠르게 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한 폐쇄배전반 등에 활용하여 도어의 개폐없이 내부 이상상태를 파악할 수 있어서 점검의 효율성을 가질 수 있으며, 전기설비의 점검이 용이하지 못한 장소에 설치하여 주기적인 점검을 통한 수명예측에 활용할 수 있는 효과가 있다.

그리고 전기설비의 수명에 대한 기준점을 정하고 관리하는데 효과적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기안전 판단시스템을 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기안전 판단시스템을 나타낸 예시도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기안전 판단시스템을 이용한 전기안전 판단방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기안전 판단시스템을 나타낸 구성도이다.

이러한 도면에 도시된 바와 같이, 신호검출부(100), 입력부(200), 기준신호 비교부(300), 출력부(400), 제어부(500)를 포함할 수 있다.

신호검출부(100)는 자외선, 초음파, 적외선 센서를 이용하여 이상신호를 검출하는 구성이다. 이러한 신호검출부(100)는 자외선 감지모듈(110), 초음파 감지모듈(120), 적외선 감지모듈(130)을 포함할 수 있다.

자외선 감지모듈(110)은 자외선 센서를 이용하여 이상신호를 감지하는 구성이고, 초음파 감지모듈(120)은 초음파 센서를 이용하여 이상신호를 감지하는 구성이며, 적외선 감지모듈(130)은 적외선 센서를 이용하여 이상신호를 감지하는 구성이다.

본 실시예에 따른 신호검출부(100)는 정상적인 전기에너지의 흐름이 아니라 비정상적 유해에너지의 흐름을 적정하게 판단하기 위하여 에너지 변환시 나타나는 이상신호의 검출이 가능한 구성으로서, 전압에 해당하는 전계집중 현상인 코로나, 잡음, 오존발생, 미세한 섬광, 자외선 등의 신호를 검출한다. 또한 전류에 의한 에너지 변환은 열 발생이 우선되므로 열 발생 또는 누설전류, 잡음, 아크 플래시 등에 해당하는 신호를 검출할 수 있다.

입력부(200)는 분전함의 설치년도, 기준수명에 대한 기준정보를 입력받는 구성이다.

기준신호 비교부(300)는 신호검출부를 통해 검출한 신호와, 입력부를 통해 입력받은 기준정보와 비교하여 백분율로 각 신호에 대한 분전함의 안전 등급을 평가하는 구성이다.

관리대상인 분전함 내의 기준정보를 신호검출부를 통해 검출한 신호를 비교한 결과를 백분율로 평가하는데 있어서, 예를 들어 설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 평균 기 검출신호를 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교해 현재 관리대상의 기능을 백분율로 표현할 수 있다.

이러한 기준신호 비교부(300)는 신호기록모듈(310), 타이머모듈(320), 에너지량 연산모듈(330), 중첩신호 비교판단모듈(340)을 포함한다.

신호기록모듈(310)은 설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 검출신호를 기록하는 구성이다.

타이머모듈(320)은 이상신호 발생이벤트 횟수와 시간경과 등을 카운트하는 구성이다.

에너지량 연산모듈(330)은 이상신호 발생에 따른 비정상적 에너지량을 연산한다. 전압에 해당하는 전계집중 현상인 코로나, 잡음, 오존발생, 자외선 등의 신호검출을 수치화하고, 전류에 의한 에너지 변환시 열 발생 또는 누설전류, 잡음, 아크플래시 등에 해당하는 신호검출을 수치화할 수 있다.

중첩신호 비교판단모듈(340)은 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 단계별로 평균 기 검출신호를 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교해 현재 관리대상의 기능을 백분율 또는 등급으로 평가하는 기능을 수행할 수 있다.

이러한 중첩신호 비교판단모듈(340)은 초기신호는 초음파, 자외선 센서에서 검출되는 부분을 교차 검증하고, 발열되면 초음파 신호의 배수를 찾아내어 단계별로 안전 관리자의 안전행위를 수행할 수 있도록 하는 구성이다.

그리고 중첩신호 비교판단모듈(340)은 평가된 결과 신호를 중첩되는 상황이나 조건에 따라 신호의 노이즈 부분을 제거하고 초기 이상신호검출, 확인가능, 점검, 정전계획, 수리/교체계획, 즉시정전 등의 단계별 안전관리계획을 수립할 수 있도록 하고, 평상시 검출되는 신호를 근거로 하여 수명연한을 평가할 수 있다.

출력부(400)는 기준신호 비교부의 결과를 외부로 전달하여 안전관리자가 인지할 수 있도록 하는 구성이다. 이러한 출력부(400)는 램프, 알람, 통신을 통한 알림 기능과 관리대상인 해당 분전함이나 안전장치에 동작신호를 주어 고장 또는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.

제어부(500)는 신호검출부(100), 입력부(200), 기준신호 비교부(300), 출력부(400)를 제어하는 기능을 수행한다.

도 3을 참조하여 제어부의 동작에 따른 전기안전 판단방법을 살펴보면 다음과 같다.

제어부는 폐쇄공간 내 순차적 이상신호검출 등의 전기안전을 판단하기 위하여 분전함 내의 자외선, 초음파, 적외선 센서를 이용하여 이상신호를 감지하도록 한다(S2).

다음으로 기준정보 입력에 의해 설치년도, 기준수명 등에 대한 기준정보 입력이 완료(S4)되면, 검출신호와 입력받은 기준정보를 비교하여 각 신호에 대한 분전함의 안전 등급을 평가하도록 한다(S6).

여기서, 제 S2 단계에서 제어부는 자외선, 초음파, 적외선 센서를 이용하여 분전함 내의 이상신호를 검출하도록 한다.

그리고 제 S6 단계에서 제어부는 설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 검출신호를 기록하도록 하고, 분전함의 이상신호 발생이벤트 횟수와 시간경과를 카운트하도록 하며, 이상신호 발생에 따른 비정상적 에너지량을 연산하도록 하고, 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 단계별로 평균 기 검출신호를 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교하도록 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기안전 판단시스템은 전기전자시스템이 다수있는 폐쇄공간에서 전기에너지 사용 중 발생하는 다양한 이상신호를 순차적으로 검출 판단하여 신뢰성이 높고, 중첩신호에 대한 검증과 고장 또는 사고예방에 빠르게 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한 폐쇄배전반 등에 활용하여 도어의 개폐없이 내부 이상상태를 파악할 수 있어서 점검의 효율성을 가질 수 있으며, 전기설비의 점검이 용이하지 못한 장소에 설치하여 주기적인 점검을 통한 수명예측에 활용할 수 있는 효과가 있고, 전기설비의 수명에 대한 기준점을 정하고 관리하는데 효과적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한 자외선, 초음파, 적외선 센서를 이용하여 이상신호를 감지하고 설치년도, 기준수명에 대한 기본 입력이 완료되면, 신호검출부를 통해 신호의 검출과 변환, 기준신호 비교부를 통해 각 신호에 대한 등급을 평가한다. 평가된 신호는 중첩되는 상황이나 조건에 따라 신호의 노이즈 부분을 제거하고 초기 이상신호검출, 확인가능, 점검, 정전계획, 수리/교체계획, 즉시정전 등의 단계별 안전관리계획을 수립할 수 있으며, 평상시 검출되는 신호를 근거로 하여 수명연한을 파악할 수 있다. 판단부/출력부에서 외부로 안전관리자가 인지할 수 있도록 램프, 알람, 통신을 통한 알림 기능과 해당 안전장치에 동작신호를 주어 고장 또는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 전기안전 판단시스템은 전기에너지의 안전에 해당되는 기술로서 정상적인 전기에너지의 흐름이 아니라 비정상적 유해에너지의 흐름을 적정하게 판단하여 에너지 변환시 나타나는 초기 신호의 검출에 대응한다. 따라서 초기에 발생하는 전기에너지의 변환 중 검출이 가능한 신호로서 전압에 해당하는 전계집중 현상인 코로나, 잡음, 오존발생, 미세한 섬광, 자외선 등의 신호검출을 의미하고, 전류에 의한 에너지 변환은 열 발생이 우선되므로 열 발생 또는 누설전류, 잡음, 아크플래시 등에 해당하는 신호의 검출을 효과적으로 신호의 검출과 분석으로서 적정하다. 따라서 본 발명은 기존에 현장에 설치된 다양한 감지기술과 분석방법에 대한 부분을 업그레이드 하고 효과적으로 현장에 대응하여 판단할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 자외선 감지기술 및 판단기법을 세분화하여 신뢰성을 확보하도록 구성하고 적외선 열감지 및 초음파 신호에 대한 단계별 판단기준을 설정한 총 3개의 센서와 이를 이용한 분석기법이다. 본 기술은 자외선신호, 초음파 신호, 적외선 신호를 검출하는 검출부, 각 신호의 기록 카운트 및 타이머부, 에너지량 연산부, 중첩신호 비교판단부에서는 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 단계별로 판단할 수 있는 부분과 연산, 판단부에서 나온 결과 출력부와 처리부로 하여 수행된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 유해에너지량 연산과 비교판단에서 자외선, 초음파, 적외선 신호를 시간경과에 따른 순차적으로 비교하는데 초기 신호검출은 자외선을 검출하여 확인할 수 있고, 시간이 경과됨에 따라 열 발생으로 초음파를 검출하여 확인할 수 있다. 점검단계로는 기준 수명이 총 15년에서 수명한계 5년 이내인 경우이고, 정전계획 단계는 수명한계가 0.5년 이내인 경우 적외선을 검출하여 점검하며, 수리/교체 단계는 수명연한시에 점검하고, 수명연한 이후 즉시정전 단계이며, 그 이후는 고장/사고 발생이 높은 단계이다.

본 실시예에 따른 전기안전 판단시스템 및 방법은 고장 또는 사고를 예방할 수 있는 세가지의 감지기술을 활용하였으며, 설비의 기중 또는 연면에서 발생하는 누설전류나 전계집중에서 나타나는 초기신호를 감지하고 이때 겹치는 신호 특성을 이용하여 실제 고장신호인지 여부를 판단하며, 에러를 줄이거나 이상신호가 아닌 노이즈를 제거하기 위한 방법을 제안하였다. 기존 자외선 센서만을 이용하여 카운트, 타이머에 따른 판단을 실시하였다면, 신호의 신뢰성을 높이기 위해 교차검증이 가능한 신호 검출과 판단기능을 강화하였는데, 초기신호는 초음파, 자외선 센서에서 검출되는 부분을 교차 검증하고, 발열되면 초음파 신호의 배수를 찾아내어 단계별로 안전관리자의 안전행위를 수행할 수 있도록 할 수도 있다.

100 : 신호 검출부 110 : 자외선 감지모듈
120 : 초음파 감지모듈 130 : 적외선 감지모듈
200 : 입력부 300 : 기준신호 비교부
310 : 신호기록모듈 320 : 타이머모듈
330 : 에너지량 연산모듈 340 : 중첩신호 비교판단모듈
400 : 출력부 500 : 제어부

Claims (6)

1. 분전함 내의 신호를 검출하는 신호 검출부(100);
   상기 분전함의 설치년도, 기준수명에 대한 기준정보를 입력받는 입력부(200); 및
   상기 신호검출부를 통해 검출한 신호와, 입력부를 통해 입력받은 기준정보와 비교하여 백분율로 각 신호에 대한 분전함의 안전 등급을 평가하는 기준신호 비교부(300);를 포함하며,
   상기 기준신호 비교부는 상기 설치년도로부터 시간경과를 카운트하여 상기 분전함의 설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 평균 기 검출신호를 상기 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교해 현재 관리대상의 기능을 백분율로 표현하며,
   상기 신호 검출부는 초기신호는 초음파, 자외선 센서에서 검출되는 부분을 교차 검증하고, 발열되면 초음파 신호의 배수를 찾아내는 것을 특징으로 하는 전기안전 판단시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 신호 검출부는 자외선, 초음파, 적외선 센서를 이용하여 분전함 내의 이상신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 전기안전 판단시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 기준신호 비교부는,
   설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 검출신호를 기록하는 신호기록모듈(310);
   상기 분전함의 이상신호 발생이벤트 횟수와 시간경과를 카운트하는 타이머모듈(320);
   상기 이상신호 발생에 따른 비정상적 에너지량을 연산하는 에너지량 연산모듈(330); 및
   초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 단계별로 평균 기 검출신호를 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교하는 중첩신호 비교판단모듈(340);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기안전 판단시스템.
   
4. 제 1 항의 전기안전 판단시스템을 이용한 전기안전 판단방법에 있어서,
   (a) 상기 전기안전 판단시스템의 제어부에 의해 분전함 내의 신호를 검출하는 단계;
   (b) 상기 분전함의 설치년도, 기준수명에 대한 기준정보를 입력받는 단계; 및
   (c) 상기 검출 신호와 입력받은 기준정보를 비교하여 백분율로 각 신호에 대한 분전함의 안전 등급을 평가하는 단계;를 포함하며,
   상기 제 (c) 단계는 상기 설치년도로부터 시간경과를 카운트하여 상기 분전함의 설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 평균 기 검출신호를 상기 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교해 현재 관리대상의 기능을 백분율로 표현하며,
   상기 제 (a) 단계에서 초기신호는 초음파, 자외선 센서에서 검출되는 부분을 교차 검증하고, 발열되면 초음파 신호의 배수를 찾아내는 것을 특징으로 하는 전기안전 판단방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 (a) 단계는,
   상기 제어부가 자외선, 초음파, 적외선 센서를 이용하여 분전함 내의 이상신호를 검출하도록 하는 단계인 것을 특징으로 하는 전기안전 판단방법.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 (c) 단계는,
   (c-1) 상기 제어부가 설치년도로부터 시간경과에 따라 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 검출신호를 기록하도록 하는 단계;
   (c-2) 상기 분전함의 이상신호 발생이벤트 횟수와 시간경과를 카운트하도록 하는 단계;
   (c-3) 상기 이상신호 발생에 따른 비정상적 에너지량을 연산하도록 하는 단계; 및
   (c-4) 초기 신호부터 소손이 발생하기 전 신호까지 단계별로 평균 기 검출신호를 신호검출부를 통해 검출한 신호와 비교하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기안전 판단방법.

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