KR101782152B1 - 송배전 지중관로의 도통시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송배전용 지중관로의 내부의 직경과 곡률반경을 정밀하게 측정할 수 있는 송배전 지중관로의 도통시험장치를 개시한다.
본 발명의 송배전 지중관로의 도통시험장치는 제1 이동체와 제2 이동체를 제1 유니버설 조인트 어셈블리고, 연결하고, 제2 이동체와 제3 이동체를 제2 유니버설 조인트로 연결하며, 제1 유니버설 조인트 어셈블리에 제1 센서와 제2 센서를 설치하고, 제2 유니버설 조인트 어셈블리에 제3 센서와 제4 센서를 설치하여, 제어부가 제1 곡률값과 제2 곡률값을 계산하여 그의 평균값을 계산하여 출력하되, 제1 곡률값과 제2 곡률값이 동일하게 플러스(+) 값이거나 또는 마이너스(-) 값인 경우에는 관로가 곡선 관로임을 표시하고, 제1 곡률값과 제2 곡률값이 서로 반대로 플러스(+)와 마이너스(-) 값인 경우에는 관로가 직선 관로임을 표시한다.

Description

송배전 지중관로의 도통시험장치{Apparatus for measuring inner diameter and radius of curvature of underground conduit of power transmission and distribution}

본 발명은 송배전용 지중관로의 내부의 직경과 곡률반경을 정밀하게 측정할 수 있는 송배전 지중관로의 도통시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 지중에는 송, 배전을 위한 지중관로가 매설되는데 토목공사 과정에서 발생하는 외력이나 지반 침하 등으로 인해 지중관로의 변형이 생길 수 있다. 따라서 지중관로를 매설한 후 지중관로의 도통측정기를 이용하여 지중관로의 내부의 상태를 확인하면서 지중관로의 내부의 직경과 곡률반경을 측정하여 지중관로의 변형 정도를 확인하게 된다. 이러한 지중관로의 도통측정기는 한국등록특허공보 제10-0568550호에 개시되어 있다.

상술한 공보에 개시된 기술은 구조가 복잡하여 제작비용이 증가할 뿐 만 아니라 복잡한 구조로 인해 지중관로의 내부의 직경을 측정한 값의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 상술한 공보에 개시된 기술은 지중관로의 내경 만을 측정할 수 있어 지중관로의 곡률반경을 측정하기 위해서는 별도의 장치를 이용하여 곡률반경을 측정해야 하므로 측정 시간과 작업 공수가 증가하는 문제점이 있다.

도 12는 본 발명과 대비하기 위한 종래의 기술을 도시한 도면으로, 1곳에만 센서를 설치한 경우 직선 관로에서 이물질 또는 관로 찌그러짐이 있는 부분을 도통시험장치가 통과할 때 곡률로 측정이 된다. 이러한 오류를 줄이기 위해 종래의 도통시험장치는 각각의 이동체의 길이를 충분히 길게 제작된다. 도통시험장치의 이동체의 길이를 충분히 길게 제작하여도 여전히 동일한 오류가 발생하여 도통시험에 통과하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 각각의 이동체의 길이가 길어지는 경우에는 곡률 반경이 작은 관로를 통과하지 못하여 실제로 송배전 지중관로의 도통시험에 통과할 수 없는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제10-0568550호(2006. 3. 31 등록)

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 굴곡이 심한 관로를 원활하게 통과하면서도 관로의 곡률 측정의 정밀도를 높이는 송배전 지중관로의 도통시험장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 직선 관로에 이물질 또는 관로의 찌그러짐이 있는 경우에도 정확하게 직선 관로로 인식될 수 있도록 하여 관로의 곡률 측정의 정밀도를 높이는 송배전 지중관로의 도통시험장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 제1 이동체, 제2 이동체, 그리고 제3 이동체의 길이를 최소화시켜 곡률 반경 작은 관로도 쉽게 통과하면서 곡률을 측정할 수 있는 송배전 지중관로의 도통시험장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 예인기에 의해 당겨지며 관로의 내부를 따라 이동하는 제1 이동체, 상기 제1 이동체에 결합되는 제1 축, 상기 제1 이동체와 일정한 거리가 떨어져 배치되는 제2 이동체, 상기 제2 이동체에 결합되는 제2 축, 상기 제2 축의 반대편의 상기 제2 이동체에 결합되는 제3 축, 상기 제1 축과 상기 제2 축을 연결하는 제1 유니버설 조인트 어셈블리, 상기 제2 이동체와 일정한 거리가 떨어져 배치되는 제3 이동체, 상기 제3 이동체에 결합되는 제4 축, 상기 제3 축과 상기 제4 축을 연결하는 제2 유니버설 조인트 어셈블리, 상기 제1 유니버설 조인트 어셈블리에 서로 90˚ 각도를 이루어 설치되며 상기 제1 축과 상기 제2 축의 회전변위를 측정하여 제어부에 전송하는 제1 센서와 제2 센서, 그리고 상기 제2 유니버설 조인트 어셈블리에 서로 90˚ 각도를 이루어 설치되며 상기 제3 축과 상기 제4 축의 회전변위를 측정하여 상기 제어부에 전송하는 제3 센서와 제4 센서를 포함하고,

상기 제어부는

상기 제1 센서와 상기 제2 센서의 측정값을 입력받아 제1 곡률값을 계산하고, 상기 제3 센서와 상기 제4 센서의 측정값을 입력받아 제2 곡률값을 계산하고, 상기 제1 곡률값과 상기 제2 곡률값의 평균값을 계산하여 출력하되,

상기 제1 곡률값과 상기 제2 곡률값이 동일하게 플러스(+) 값이거나 또는 마이너스(-) 값인 경우에는 관로가 곡선 관로임을 표시하고, 상기 제1 곡률값과 상기 제2 곡률값이 서로 반대로 플러스(+)와 마이너스(-) 값인 경우에는 관로가 직선 관로임을 표시하는 송배전 지중관로의 도통시험장치를 제공한다.

상기 제어부가 계산하는 상기 제1 곡률값의 계산식은

상기 제1 축과 상기 제2 축이 이루는 각을 θ라 하면,

이고,

상기 제1 축을 길이 방향으로 연장한 선을 제1 연장선(L1),

상기 제1 연장선(L1)에서 수직으로 연결한 선을 제2 연장선(L2),

상기 제2 축을 길이 방향으로 연장한 선을 제3 연장선(L3),

상기 제3 연장선(L3)에서 수직으로 연결한 선을 제4 연장선(L4),

상기 제2 연장선(L2)와 제4 연장선(L4)이 만나는 점을 곡률중심(O), 그리고

상기 곡률중심(O)에서 상기 제1 십자축의 회전중심을 연결한 선을 연결선(L5)이라 할 때,

상기 연결선(L5)가 상기 제1 연장선(L1) 또는 상기 제3 연장선(L3)과 만나는 부분의 각도를 델타 δ로 표시하면,

δ = (180 - θ)/2

이고,

측정대상의 관로의 곡률을 R이라 하면,

R = tan(δ) * L (L은 상기 제1 축 또는 상기 제2 축의 길이 임)

으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 이동체에는 관로의 내부를 촬영하는 카메라가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제1 이동체, 상기 제2 이동체, 그리고 상기 제3 이동체는 바디에 설치되며 외주 방향으로 확장되거나 반대방향으로 수축되며 탄성부재에 의해 관로의 내벽측으로 탄성력이 작용하는 복수의 링크, 그리고 복수의 상기 링크에 결합되며 관로의 내벽에 밀착되는 스키드부를 구비할 수 있다.

상기 제1 센서, 상기 제2 센서, 상기 제3 센서, 그리고 상기 제4 센서는 각각 방수커버에 의해 폐쇄되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 제1 이동체, 제2 이동체, 그리고 제3 이동체의 각각의 길이를 최소화시켜 곡률이 작은 관로도 쉽게 통과하면서 곡률을 측정할 수 있고 굴곡이 심한 관로에서도 이동성이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제1 이동체, 제2 이동체, 및 제3 이동체에는 외주 방향으로 확장되거나 반대방향으로 수축되며 탄성부재에 의해 관로의 내벽측으로 탄성력이 작용하는 복수의 링크가 제공되고, 이 링크에 관로의 내벽에 밀착되는 스키드부가 결합되어 다양한 직경을 가지는 관로에 용이하게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 직선 관로에 이물질 또는 관로의 찌그러짐이 있는 경우에도 정확하게 직선 관로로 인식하여 관로의 곡률 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 적어도 2곳 이상 부분의 관로의 곡률을 측정하여 평균값을 표시하되, 각각의 측정 부분에서 곡률값이 동일하게 플러스(+) 또는 마이너스(-)로 나오면 곡선 관로로 인식하여 출력하고, 각각의 측정 부분에서 곡률값이 플러스(+)와 마이너스(-) 같이 서로 다르게 나오면 직선 관로로 인식하여 출력하므로 곡률 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 송배전 지중관로의 도통시험장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 송배전 지중관로의 도통시험장치가 굴곡진 관로를 따라 이동하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 송배전 지중관로의 도통시험장치가 관로의 찌그러짐이나 이물질이 있는 직선 관로를 따라 이동하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 송배전 지중관로의 도통시험장치가 견인 와이어에 의해 굴곡진 관로를 통과하기 직전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 유니버설 조인트 어셈블리를 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ부를 잘라서 본 단면도이다.
도 7은 도 5의 주요부분을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 곡률 반경을 계산하는 계산식을 설명하기 위한 도면과 그래프이다.
도 12는 종래의 도통시험장치가 관로의 찌그러짐이나 이물질이 있는 직선 관로를 따라 이동하는 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 굴곡진 관로를 통과하는 상태를 설명하기 위한 도면으로, 송배전 지중관로의 도통시험장치를 도시하고 있다.

본 발명의 실시예의 송배전 지중관로의 도통시험장치는, 제1 이동체(1), 제2 이동체(3), 그리고 제3 이동체(5)를 포함한다. 그리고 제1 이동체(1)와 제2 이동체(3) 및 제2 이동체(3)와 제3 이동체(5)는 제1 유니버설 조인트 어셈블리(7)와 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)로 각각 연결되어 있다.

본 발명의 실시예에서 제1 이동체(1), 제2 이동체(3), 그리고 제3 이동체(5)는 동일 또는 유사한 구조로 이루어질 수 있으며, 그 수를 더해서 적어도 3개 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서 제1 이동체(1), 제2 이동체(3), 그리고 제3 이동체(5)는 서로 연결되어 케이블(C)에 의해 지중에 설치된 직선 또는 굴곡진 관로(P)의 내부를 따라 이동할 수 있다.

제1 이동체(1)는 이동방향(도 1에서 화살표로 표시) 측을 기준으로 선단부에 카메라(9)가 설치된다. 카메라(9)는 내부의 관로를 촬영하여 촬영된 영상신호를 제어부(11)에 전송한다. 제어부(11)는 카메라(9)의 영상신호를 입력받아 저장장치(도시생략)에 저장하고 출력부(D, 도 8에 도시함)에 출력할 수 있다. 이러한 제어부(11)는 케이블(C)에 연결되어 관로(P)의 외부에 설치될 수 있다.

제1 이동체(1)는 와이어(또는 케이블) 등으로 연결되어 견인장치(도시생략)에 의해 관로(P)의 출구방향(도 1의 화살표 방향으로 표기)으로 이동할 수 있다. 제1 이동체(1)는 바디(B)에 설치되는 복수의 링크(13) 그리고 이 링크(13)들에 결합된 스키드부(15)를 포함한다.

링크(13)들은 바디(B)에 힌지결합되며 스키드부(15)를 지지한다. 링크(13)들은 스프링과 같은 탄성부재(도시생략)에 의해 스키드부(15)를 관로(P)의 중심에서 외주 방향으로 확장시키는 상태를 유지할 수 있다. 링크(13)들은 경우에 따라 바디(B) 측 방향으로 이동하면서 스키드부(15)를 바디(B)측으로 이동시킬 수 있다. 즉, 링크(13)들은 탄성부재의 탄성력에 의해 관로(P)의 내벽 측으로 힘이 작용하는 상태를 유지할 수 있다. 이러한 링크(13)들은 서로 크로스 형태로 배치될 수 있다. 링크(13)들은 바디(B)에 방사상 방향으로 다수가 배치될 수 있다.

스키드부(15)는 링크(13)들에 결합되어 관로(P)의 내벽에 밀착될 수 있다. 스키드부(15)도 바디(B)에 방사상으로 배치되어 관로(P)의 내벽을 따라 이동할 수 있다.

이러한 구조를 가지는 제1 이동체(1)는 지중 관로의 직경을 측정하는 측정장치를 포함할 수 있다. 물론, 제2 이동체(3)와 제3 이동체(5)도 지중 관로의 직경을 측정하는 측정장치가 포함될 수 있다.

제1 이동체(1)에는 이동 방향을 기준으로 중심(중앙부)에 제1 축(17)이 결합된다.

한편, 제2 이동체(3)는 제1 이동체(1)와 일정한 거리가 떨어져 배치된다. 제2 이동체(3)는 제1 이동체(1)와 동일하거나 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제2 이동체(3)가 제1 이동체(1)와 동일한 구조를 가지는 것으로 간주하여 상세한 구조 설명은 제1 이동체(1)의 설명으로 대치하기로 한다. 제2 이동체(3)에는 제1 축(17) 방향으로 제공되는 제2 축(19)이 결합된다. 제2 축(19)은 제2 이동체(3)의 중앙부에 결합된다. 그리고 제1 축(17)과 제2 축(19)은 제1 유니버설 조인트 어셈블리(7)에 의해 서로 연결된다.

제1 유니버설 조인트 어셈블리(7)는, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 요크(21), 제1 십자축(23), 제2 요크(25), 제1 센서(27), 그리고 제2 센서(29)를 포함한다.

제1 요크(21)는 제1 축(17)의 일단에 결합된다. 제1 요크(21)는 선단부에서 연장되며 서로 간격을 유지하는 연장부(21a)들이 제공된다. 연장부(21a)들은 서로 마주하여 대칭으로 배치되고 이들의 사이에는 공간부가 제공된다.

제1 십자축(23)은 1축이 제1 요크(21)의 연장부(21a)에 힌지결합된다.

제2 요크(25)는 일측이 제1 십자축(23)에 90˚ 각도를 이루어 결합된다. 그리고 제2 요크(25)는 타측이 제2 축(19)의 일단에 결합된다. 제2 요크(25)는 선단부에서 연장되며 서로 간격을 유지하는 또 다른 연장부(25a)들이 제공된다. 제2 요크(25)에 제공된 연장부(25a)들은 서로 마주하여 대칭으로 배치되고 이들의 사이에는 공간부가 제공된다. 즉, 제2 요크(25)의 연장부(15a)는 제1 십자축(23)의 1축과 90˚를 이루는 제1 십자축(23)의 2축에 힌지결합된다.

제1 센서(27)는 제1 요크(21)의 연장부(21a) 중의 하나에 결합된다. 즉, 제1 요크(21)의 연장부(21a)에는 홈부(21b)가 제공되고, 이 홈부(21b)에 제1 센서(27)가 배치된다. 제1 센서(27)는 축의 회전량을 센싱하는 변위센서일 수 있다. 이러한 제1 센서(27)는 엔코더, 자기저항소자 등을 이용한 저항변위센서 등으로 이루어질 수 있다. 제1 센서(27)는 제1 축(17)의 회전 변위(r1, 도 9 참조) 값을 측정하여 제어부(11)에 전송할 수 있다. 즉, 제1 센서(27)는 제어부(11)에 전기적으로 연결되어 측정된 값을 제어부(11)에 전송한다.

제2 센서(29)는 제2 요크(25)의 연장부(25a) 중의 하나에 결합되며, 제1 센서(27)에 대해 일정한 각도, 예를 들면 90˚ 각도를 유지하여 배치된다. 즉, 제2 요크(25)의 연장부(25a)에는 홈부(25b)가 제공되고, 이 홈부(25b)에 제2 센서(29) 가 배치된다. 제2 센서(29)는 축의 회전량을 센싱하는 변위센서일 수 있다. 이러한 제2 센서(29)는 제1 센서(27)와 동일한 것이 사용될 수 있으므로 제1 센서(27)의 설명으로 대치하기로 한다. 제2 센서(29)는 제2 축(19)의 회전 변위(r2, 도 9 참조) 값을 측정하여 제어부(11)에 전송할 수 있다. 즉, 제2 센서(29)는 제어부(11)에 전기적으로 연결되어 측정된 값을 제어부(11)에 전송한다.

상술한 제1 센서(27)와 제2 센서(29)는 각각 방수커버(31, 33)에 의해 밀폐될 수 있다. 즉, 제1 센서(27)와 제2 센서(29)는 각각 홈부(21b, 25b)에 삽입된 후, 방수커버(31, 33)가 홈부(21b, 25b)에 결합되어 끼워져 홈부(21b, 25b)가 폐쇄된다.

한편, 제어부(11)는 제1 센서(27)와 제2 센서(29)의 측정값을 입력받아 다음의 계산식에 의해 곡률(R)을 계산하여 저장장치에 저장하고 출력부(D)에 출력할 수 있다.

이러한 제어부(11)의 곡률 계산은,

제1 축(17)과 제2 축(19)이 이루는 각을 θ(도 9 참조)라 하면,

이고,

도 11에 도시한 바와 같이, 제1 축(17)을 길이 방향으로 연장한 선을 제1 연장선(L1), 제1 연장선(L1)에서 수직으로 연결한 선을 제2 연장선(L2), 제2 축(19)을 길이 방향으로 연장한 선을 제3 연장선(L3), 제3 연장선(L3)에서 수직으로 연결한 선을 제4 연장선(L4), 제2 연장선(L2)와 제4 연장선(L4)이 만나는 점을 곡률중심(O), 그리고 곡률중심(O)에서 제1 십자축(23)의 회전중심을 연결한 선을 연결선(L5)이라 할 때,

연결선(L5)가 제1 연장선(L1) 또는 상기 제3 연장선(L3)과 만나는 부분의 각도를 델타 δ로 표시하면,

δ = (180 - θ)/2 이고,

측정대상의 관로의 곡률을 R이라 하면,

R = tan(δ) * L (L은 상기 제1 축 또는 상기 제2 축의 길이 임)

식에 의해 계산될 수 있다.

이러한 제어부(11)의 계산식은 후술하는 계산식 설명에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 제2 이동체(3)에는 일정한 거리가 떨어져 제3 이동체(5)가 연결된다. 제2 이동체(3)에는 제3 축(35)이 연결되고, 제3 이동체(5)에는 제3 축(35)을 향하여 제4 축(37)이 연결된다. 그리고 제3 축(35)과 제4 축(37)은 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)에 의해 연결된다.

제3 축(35)은 제2 이동체(3)에 중심부에 연결된다. 그리고 제4 축(37)도 제3 이동체(5)의 중심부에 연결된다. 제3 축(35)과 제4 축(37)은 상술한 제1 축(17)과 제2 축(19)의 결합구조와 같은 형태로 결합되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)는 그의 구조가 상술한 제1 유니버설 조인트 어셈블리(7)와 동일하게 이루어질 수 있다. 물론 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)는 제3 요크(39), 제2 십자축(41), 제4 요크(43), 제3 센서(45), 그리고 제4 센서(47)를 포함한다.

제3 요크(39)는 제3 축(35)의 일단에 결합되며, 상술한 제1 요크(21)와 동일한 구조를 가진다. 제2 십자축(41)은 제3 요크(39)에 힌지결합되며 상술한 제1 십자축(23)과 동일한 구조를 가진다. 제4 요크(43)는 제2 십자축(41)에 대해 90˚ 각도를 이루어 결합된다.

제3 센서(45)는 제3 요크(35)에 설치되며 제3 축(35)의 회전 변위를 측정하여 측정값을 제어부(11)에 전송할 수 있다. 제4 센서(47)는 제4 요크(43)에 설치되며 제3 센서(45)에 대해 90˚ 각도를 이루어 배치될 수 있다. 제4 센서(47)는 제4 축(37)의 회전 변위를 측정하여 제어부(11)에 전송할 수 있다.

이러한 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)의 구조는 상술한 제1 유니버설 조인트 어셈블리(8)의 구조와 동일하므로 그의 설명으로 대치하기로 한다.

또한, 상술한 제어부(11)는 제3 센서(45)와 제4 센서(47)의 측정값을 입력받아 계산식에 의해 또 다른 위치의 곡률(R)을 계산하여 저장장치에 저장하고 출력부(D)에 출력할 수 있다.

이와 같이 제1 유니버설 조인트 어셈블리(7)와 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)가 일정한 간격을 두고 2개의 지점에 배치되는 것은 거리가 떨어진 2개의 지점에서 독립적으로 곡률을 측정하여 각각 측정된 값을 제어부(11)에서 평균값으로 계산하여 측정의 정밀도를 더욱 높일 수 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 유니버설 조인트 어셈블리(7)에서 측정된 제1 곡률값이 플러스(+)이고, 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)에서 측정된 제2 곡률값도 플러스(+)인 경우에, 제어부(11)는 본 발명의 송배전 지중관로의 도통시험장치가 통과하는 관로를 굴곡진 곡선 관로로 표시할 수 있다.

마찬가지로, 제1 유니버설 조인트 어셈블리(7)에서 측정된 제1 곡률값이 마이너스(-)이고, 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)에서 측정된 제2 곡률값이 마이너스(-)인 경우에, 제어부(11)는 본 발명의 송배전 지중관로의 도통시험장치가 통과하는 관로를 굴곡진 곡선 관로로 표시할 수 있다.

그리고 제1 유니버설 조인트 어셈블리(7)에서 측정된 제1 곡률값이 플러스(+) 또는 마이너스(-)이고, 제2 유니버설 조인트 어셈블리(8)에서 측정된 제2 곡률값이 마이너스(-) 또는 플러스(+)와 같이 서로 다른 경우에, 제어부(11)는 본 발명의 송배전 지중관로의 도통시험장치가 통과하는 관로를 직선 관로로 표시할 수 있다.

한편, 제3 이동체(5)의 구조는 제1 이동체(1) 또는 제2 이동체(3)의 구조와 동일하므로 구성의 상세한 설명은 그의 설명으로 대치하기로 한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예의 송배전 지중관로의 도통시험장치는 굴곡진 관로(P)를 통과할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 이동체(1), 제2 이동체(3), 그리고 제3 이동체(5)의 길이를 최소화시켜 굴곡이 심한 경우에도 쉽게 통과할 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예의 송배전 지중관로의 도통시험장치에서 측정된 값을 이용하여 관로(P)의 곡률 반경을 측정하는 계산식에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 작업자는 제1 이동체(1)에 줄을 연결하여 견인장치(도시생략)로 당겨서 송배전 지중관로의 도통시험장치가 관로(P)를 통과하도록 한다. 그러면 제1 이동체(1), 제2 이동체(3), 그리고 제3 이동체(5)가 굴곡된 관로(P)를 통과하면서 제1 센서(27), 제2 센서(29), 제3 센서(45) 그리고 제4 센서(47)에서 측정된 변위 값을 제어부(11)에 전송한다.

그러면 제어부(11)는 제1 센서(27)와 제2 센서(29)의 측정값을 입력받아 제1 십자축(23)의 힌지부에서 아래의 계산식에 따라 곡률 반경을 계산한다. 그리고 제어부(11)는 제3 센서(45)와 제4 센서(47)의 측정값을 입력받아 제2 십자축(41)의 힌지부에서 아래의 계산식에 따라 곡률 반경을 계산한다.

본 발명의 실시예에서는 제1 십자축(23)의 힌지부와 제2 십자축(41)의 힌지부에서 곡률반경을 계산하는 방법이 동일하므로 제1 십자축(23)의 힌지부에서 곡률 반경을 계산하는 방법을 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하고, 제2 십자축(41) 힌지부에서 곡률 반경을 계산하는 방법은 이의 설명으로 갈음하기로 한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 제1 축(17)의 길이 방향으로 연장한 선과 제2 축(19)의 길이 방향으로 연장한 선의 각도를 θ로 표시한다.

즉, 제1 축(17)과 제2 축(19)이 일직선 상에 위치하면 θ = 0˚로 본다. 본 발명의 실시예의 송배전 지중관로의 도통시험장치가 굴곡진 관로(P)를 지날 때 θ 값을 가진다. 이때 제1 센서(27)는, 도 9에서 r1으로 표시되는 제1 축(17)의 회전 변위를 측정하여 제어부(11)에 전송한다. 그리고 제2 센서(29)는 r2로 표시되는 제2 축(19)의 회전 변위를 측정하여 제어부(11)에 전송한다.

그러면 도 10에 도시한 바와 같이 3차원 공간에서의 두 벡터

와

의 좁은 사잇각(θ)으로 볼 수 있다. 두 벡터

와

의 사잇각(θ)은 그의 내적과 같다.

벡터의 크기는 관계가 없으므로, 계산의 편의를 위해 d = 1, b = 1이라 가정했을 때,

삼각법에 의해 a = tan(r1), c = tan(r2)와 같이 표시할 수 있다

이를 3차원 좌표계로 표현하면

= (tan(r1), 0, 1),

= (0, tan(r2), 1) 과 같다.

그러면 사잇각

로 표시할 수 있으며,

벡터의 연산 법칙에 의해

와 같이 계산될 수 있다.

위에서 θ를 구한 뒤 제1 축(17)과 제2 축(19) 의 길이를 알고 있으면, 곡률 반경 R은 아래 그림과 같이 도식화 할 수 있다(도 11 참조).

각 δ = (180 - θ)/2 로 표시할 수 있다.

제1 축(17)과 제2 축(19)의 길이 L과 각 δ를 알고 있으므로 삼각함수에 의해 L을 밑변으로 하는 직각삼각형의 높이 R, 즉, 곡률반경 R을 구할 수 있다.

즉, tan(δ) = R / L 로 표시되고, R = tan(δ) * L로 표시할 수 있다.

이와 같은 식에 의해 제1 십자축(23)의 힌지부에서 곡률을 구할 수 있으며, 마찬가지로 제2 십자축(41)의 힌지부에서 곡률을 구할 수 있다. 그리고 제어부(11)는 제1 센서(27)와 제2 센서(29)의 변위 측정값에 의해 계산된 제1 곡률값과 제3 센서(45) 및 제4 센서(47)의 변위 측정값에 의해 계산된 제2 곡률값의 평균을 계산하여 평균값을 저장하고 출력할 수 있다.

또한, 제1 센서(27)와 제2 센서(19)에서 측정되어 계산된 제1 곡률값과 제3 센서(45)와 제4 센서(47)에서 측정되어 계산된 제2 곡률값이 동일하게 플러스(+) 값이거나 또는 동일하게 마이너스(-) 값인 경우에는 제어부(11)가 굴곡진 관로로 인식하여 평균값을 출력하며, 플러스(+)와 마이너스(-) 또는 마이너스(-)와 플러스(+)와 같이 서로 다른 값인 경우에는 제어부(11)가 직선 관로로 인식하여 출력한다. 예를 들면 제1 곡률값과 제2 곡률값이 플러스(+)와 마이너스(-)와 서로 다르게 나오는 경우에는 제1 곡률값과 제2 곡률값을 평균하면 0 또는 0에 가까운 값이 되어 제어부(11)는 직선 관로로 인식하여 출력할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 송배전 지중관로의 도통시험장치가 직선 관로를 통과할 때 관로의 내부에 이물질이 있거나 또는 관로의 찌그러짐과 같은 장애물이 있는 경우에, 제1 센서(27)과 제2 센서(29)에서 측정되어 계산된 제1 곡률값은 마이너스(-)로 나타날 수 있고, 제3 센서(45)와 제4 센서(47)에서 측정되어 계산된 제2 곡률값은 플러스(+)로 나타날 수 있다. 이때 제어부(11)는 직선 관로로 표시할 수 있으며, 제1 곡률값과 제2 곡률값을 평균을 내어 0 또는 0에 가까운 값이 나오게 되어 직선으로 이루어진 관로로 인식하여 출력을 할 수 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 곡률이 시작되는 부분에서 케이블(또는 와이어)에 의해 당겨 질 때에도 제1 곡률값이 플러스(+)로 나오고 제2 곡률값이 마이너스(-)로 나오면 이 구간에서는 제어부(11)가 직선 관로로 인식하여 표시할 수 있다. 이때 제어부(11)는 제1 곡률값과 제2 곡률값의 평균을 구하면 0 또는 0에 가까운 값이 되므로 직선 관로로 인식하여 출력할 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예는 직선 관로를 통과하면서 곡률로 인식하여 곡률값을 측정하는 오류를 막을 수 있어 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 제1 이동체(1), 제2 이동체(3), 그리고 제3 이동체(5)의 길이(d1, d2, d3, 도 1 참조)를 최소화시켜 곡률 반경이 작은 관로를 쉽게 통과하면서 곡률을 측정할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 송배전 지중관로의 도통시험장치는 굴곡진 관로(P)를 통과하면서 관로(P)의 곡률 반경의 측정값의 신뢰도를 높일 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.

1. 제1 이동체, 3. 제2 이동체,
5. 제3 이동체,
7. 제1 유니버설 조인트 어셈블리, 8. 제2 유니버설 조인트 어셈블리,
9. 카메라, 11. 제어부
13. 링크, 15. 스키드부
17. 제1 축, 19. 제2 축,
21. 제1 요크, 21a. 연장부,
21b. 홈부,
23. 제1 십자축,
25. 제2 요크, 25a. 연장부,
25b. 홈부,
27. 제1 센서, 29. 제2 센서,
31, 33. 방수커버,
35. 제3 축, 37. 제4 축,
39. 제3 요크, 41. 제2 십자축,
43, 제4 요크, 45. 제3 센서,
47. 제4 센서, C. 케이블
B. 바디, D. 출력부,
P. 관로

Claims (5)

1. 예인기에 의해 당겨지며 관로의 내부를 따라 이동하는 제1 이동체,
   상기 제1 이동체에 결합되는 제1 축,
   상기 제1 이동체와 일정한 거리가 떨어져 배치되는 제2 이동체,
   상기 제2 이동체에 결합되는 제2 축,
   상기 제2 축의 반대편의 상기 제2 이동체에 결합되는 제3 축,
   상기 제1 축과 상기 제2 축을 연결하는 제1 유니버설 조인트 어셈블리,
   상기 제2 이동체와 일정한 거리가 떨어져 배치되는 제3 이동체,
   상기 제3 이동체에 결합되는 제4 축,
   상기 제3 축과 상기 제4 축을 연결하는 제2 유니버설 조인트 어셈블리,
   상기 제1 유니버설 조인트 어셈블리에 서로 90˚ 각도를 이루어 설치되며 상기 제1 축과 상기 제2 축의 회전변위를 측정하여 제어부에 전송하는 제1 센서와 제2 센서, 그리고
   상기 제2 유니버설 조인트 어셈블리에 서로 90˚ 각도를 이루어 설치되며 상기 제3 축과 상기 제4 축의 회전변위를 측정하여 상기 제어부에 전송하는 제3 센서와 제4 센서를 포함하고,
   상기 제어부는
   상기 제1 센서와 상기 제2 센서의 측정값을 입력받아 제1 곡률값을 계산하고, 상기 제3 센서와 상기 제4 센서의 측정값을 입력받아 제2 곡률값을 계산하고, 상기 제1 곡률값과 상기 제2 곡률값의 평균값을 계산하여 출력하되,
   상기 제1 곡률값과 상기 제2 곡률값이 동일하게 플러스(+) 값이거나 또는 마이너스(-) 값인 경우에는 관로가 곡선 관로임을 표시하고, 상기 제1 곡률값과 상기 제2 곡률값이 서로 반대로 플러스(+)와 마이너스(-) 값인 경우에는 관로가 직선 관로임을 표시하는 송배전 지중관로의 도통시험장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부가 계산하는 상기 제1 곡률값의 계산식은
   상기 제1 축과 상기 제2 축이 이루는 각을 θ라 하면,
   

   

   
   이고,
   상기 제1 축을 길이 방향으로 연장한 선을 제1 연장선(L1),
   상기 제1 연장선(L1)에서 수직으로 연결한 선을 제2 연장선(L2),
   상기 제2 축을 길이 방향으로 연장한 선을 제3 연장선(L3),
   상기 제3 연장선(L3)에서 수직으로 연결한 선을 제4 연장선(L4),
   상기 제2 연장선(L2)와 제4 연장선(L4)이 만나는 점을 곡률중심(O), 그리고
   상기 곡률중심(O)에서 제1 십자축의 회전중심을 연결한 선을 연결선(L5)이라 할 때,
   상기 연결선(L5)가 상기 제1 연장선(L1) 또는 상기 제3 연장선(L3)과 만나는 부분의 각도를 델타 δ로 표시하면,
   δ = (180 - θ)/2
   이고,
   측정대상의 관로의 곡률을 R이라 하면,
   R = tan(δ) * L (L은 상기 제1 축 또는 상기 제2 축의 길이 임)
   인 송배전 지중관로의 도통시험장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 이동체에는 관로의 내부를 촬영하는 카메라가 설치되는 송배전 지중관로의 도통시험장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 이동체, 상기 제2 이동체, 그리고 상기 제3 이동체는
   바디에 설치되며 외주 방향으로 확장되거나 반대방향으로 수축되며 탄성부재에 의해 관로의 내벽측으로 탄성력이 작용하는 복수의 링크, 그리고
   복수의 상기 링크에 결합되며 관로의 내벽에 밀착되는 스키드부
   를 구비한 송배전 지중관로의 도통시험장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 센서, 상기 제2 센서, 상기 제3 센서, 그리고 상기 제4 센서는
   각각 방수커버에 의해 폐쇄되는 송배전 지중관로의 도통시험장치.

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