KR101791426B1 - 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템 및 방법 - Google Patents

지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템 및 방법이 개시된다. 지하 전력구에 설치되어 원격 제어 명령에 동작하며, 상기 지하 전력구의 침수 시 배수 동작을 수행하는 배수 펌프; 상기 배수 펌프의 동작 전류를 측정하는 전류 센서 모듈; 상기 원격 제어 명령을 수신하여 상기 배수 펌프를 턴온(turn-on)시키거나 턴오프(turn-off)시키고, 상기 배수 펌프가 턴온되면 상기 전류 센서 모듈에서 측정되는 동작 전류를 실시간으로 송신하는 제어기; 상기 지하 전력구의 침수 시 상기 원격 제어 명령을 생성하여 상기 제어기로 송신하고, 상기 제어기로부터 동작 전류를 수신하여 상기 배수 펌프의 동작을 모니터링하는 원격 제어 단말을 구성한다. 상술한 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템 및 방법에 의하면, 평상시 배수 펌프의 동작 전류와 동작중인 배수 펌프의 동작 전류를 대비하여 배수 펌프의 정상 동작 여부를 원격에서 판단하도록 구성됨으로써, 고장이거나 동작에 오류가 있는 배수 펌프를 미리 점검하여 조치를 취할 수 있는 효과가 있다. 또한, 배수 펌프의 동작 중에도 정상 동작 여부를 실시간 판단할 수 있기 때문에 배수 처리가 제대로 되고 있는지를 정확하게 파악하고 신속한 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.

Description

지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF REMOTE DIAGNOSIS FOR PUMP OF UNDERGROUND ELECTRIC DITCH}
본 발명은 지하 전력구의 배수 펌프에 관한 것으로서, 구체적으로는 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 지하 전력구의 사진이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 지하 전력구는 전력 통신용의 전선을 집합 수용하기 위한 공간을 통칭하는 것으로서, 사람이 직접 점검이나 보수를 할 수 있도록 터널 형태로 넓게 구성되어 있다.
지하 전력구는 전봇대 아래에 구비되는 경우가 많고, 전봇대가 없는 도심에서는 1-2km마다 전력구가 수십개에서 수백개에 이른다. 이와 같이 수많은 지하 전력구는 그 점검과 유지/보수에만 상당한 인력과 시간이 요구된다.
그런데, 지하 전력구는 지하에 마련되므로, 장마나 홍수가 발생했을 때 우수에 의해 침수 피해를 입기 쉽다. 지하 전력구에 물이 차면 전력 문제가 발생할 수 있으며, 신속하게 배수 처리를 해줘야 한다.
그래서 지하 전력구에는 항상 배수 펌프가 구비되어 있다. 그러나, 배수 펌프는 장마철이나 홍수가 발생하여 물이 찼을 때만 사용된다. 배수 펌프를 사용하는 빈도 수는 매우 낮다. 1년 내내 1번 정도 사용할 수도 있고 1번도 사용하지 않는 경우도 있다.
이에, 배수 펌프가 제대로 동작하는지 여부를 평상시에는 알 수 없는 경우가 많다. 정작 지하 전력구에 물이 찼을 때 배수 펌프 고장으로 인해 배수 처리를 제대로 하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 지하 전력구에는 예비 펌프가 구비되지 않는 경우가 대부분이므로, 배수 펌프의 고장으로 인해 심각한 피해를 초래할 수 있다.
수많은 지하 전력구의 점검 자체가 매우 방대한 작업이며, 펌프의 이상 여부를 일일이 수작업으로 확인하는 것은 사실상 불가능하다.
배수 펌프는 주로 원격 센터(remote center)에서 원격 제어되는데, 원격 센터에서는 온/오프(on/off) 제어 명령을 통하여 배수 펌프를 턴온/턴오프(turn-on/turn-off)시키도록 구성된다. 그러나, 배수 펌프가 온/오프 제어에 의하여 제어가 되지만 실제 펌프가 동작되는지에 대한 피드백은 없이 스위치의 온/오프만 피드백되고 있다.
배수 펌프의 온 버튼을 눌러도 배수 펌프가 턴온되지 않는다면, 지하 전력구에 물이 차서 전력 공급에 차질이 발생할 수 있다. 이에, 수많은 지하 전력구의 배수 펌프의 동작을 원격에서 확인하고 적절한 조치를 취할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
10-2010-0001685 10-0858376
본 발명의 목적은 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 지하 전력구 펌프 원격 진단 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템은, 지하 전력구에 설치되어 원격 제어 명령에 동작하며, 상기 지하 전력구의 침수 시 배수 동작을 수행하는 배수 펌프; 상기 배수 펌프의 동작 전류를 측정하는 전류 센서 모듈; 상기 원격 제어 명령을 수신하여 상기 배수 펌프를 턴온(turn-on)시키거나 턴오프(turn-off)시키고, 상기 배수 펌프가 턴온되면 상기 전류 센서 모듈에서 측정되는 동작 전류를 실시간으로 송신하는 제어기; 상기 지하 전력구의 침수 시 상기 원격 제어 명령을 생성하여 상기 제어기로 송신하고, 상기 제어기로부터 동작 전류를 수신하여 상기 배수 펌프의 동작을 모니터링하는 원격 제어 단말을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제어기는, 평상시에 간헐적으로 상기 배수 펌프의 동작 전류를 측정하여 상기 원격 제어 단말로 송신하고, 상기 배수 펌프의 턴온시에 상기 배수 펌프의 동작 전류를 측정하여 상기 원격 제어 단말로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 원격 제어 단말은, 상기 제어기로부터 평상시의 동작 전류 및 턴온시의 동작 전류를 각각 수신하여 대비하고, 대비 결과 평상시의 동작 전류 및 턴온시의 동작 전류가 소정 임계치 이상 차이가 나는지 판단하고, 판단결과 소정 임계치 이상 차이가 나지 않으면 고장 내지는 동작 오류로 판단하여 보고하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 지하 전력구 펌프 원격 진단 방법은, 전류 센서 모듈이 배수 펌프의 평상시의 동작 전류를 간헐적으로 측정하는 단계; 제어기가 상기 측정된 평상시의 동작 전류를 원격 제어 단말로 실시간 송신하고 상기 원격 제어 단말이 평상시의 동작 전류를 실시간 수신하는 단계; 지하 전력구의 침수시 상기 원격 제어 단말이 배수 펌프를 턴온(turn-on)하기 위한 원격 제어 명령을 생성하여 상기 제어기로 송신하는 단계; 상기 제어기가 원격 제어 명령을 수신하여 상기 배수 펌프를 턴온시키는 단계; 상기 배수 펌프가 턴온되어 배수 동작을 수행하는 단계; 상기 전류 센서 모듈이 상기 배수 펌프의 턴온시의 동작 전류를 측정하는 단계; 상기 제어기가 상기 측정된 턴온시의 동작 전류를 상기 원격 제어 단말로 실시간 송신하고, 상기 원격 제어 단말이 상기 턴온시의 동작 전류를 실시간 수신하는 단계; 상기 원격 제어 단말이 상기 평상시의 동작 전류와 상기 턴온시의 동작 전류를 대비하여 상기 배수 펌프의 고장 내지는 동작 오류를 판단하여 보고하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 원격 제어 단말이 상기 평상시의 동작 전류와 상기 턴온시의 동작 전류를 대비하여 상기 배수 펌프의 고장 내지는 동작 오류를 판단하여 보고하는 단계는, 상기 평상시의 동작 전류와 상기 턴온시의 동작 전류를 대비하여 평상시의 동작 전류 및 턴온시의 동작 전류가 소정 임계치 이상 차이가 나는지 판단하고, 판단 결과 소정 임계치 이상 차이가 나지 않으면 고장 내지는 동작 오류로 판단하도록 구성될 수 있다.
상술한 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템 및 방법에 의하면, 평상시 배수 펌프의 동작 전류와 동작중인 배수 펌프의 동작 전류를 대비하여 배수 펌프의 정상 동작 여부를 원격에서 판단하도록 구성됨으로써, 고장이거나 동작에 오류가 있는 배수 펌프를 미리 점검하여 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배수 펌프의 동작 중에도 정상 동작 여부를 실시간 판단할 수 있기 때문에 배수 처리가 제대로 되고 있는지를 정확하게 파악하고 신속한 조치를 취할 수 있는 효과가 있다.
한편, 수위 센서 모듈을 기압계의 기압 측정 원래를 변형하여 수위를 측정하도록 구성됨으로써, 기존의 오뚜기식 수위계가 경화되어 허위 알람을 발생시키는 문제점을 해결하는 효과가 있다. 또한, 수위 센서 모듈의 유지 및 보수가 용이하게 되는 장점이 있다.
다른 한편, 수많은 케이블 커넥터(cable connector)를 열화상 카메라 모듈을 이용하여 이상 고온을 감지하도록 구성됨으로써, 케이블 커넥터마다 온도 센서(10)를 부착하지 않아도 정확하게 다수의 케이블 커넥터에 대한 온도 감지를 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 지하 전력구의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템의 블록 구성도이다.
도 3a는 지하 전력구의 케이블 커넥터를 나타내는 실물 사진이다.
도 3b는 종래 기술에 따른 케이블 커넥터에 부착되는 온도 센서의 모식도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 온도 감시 동작을 나타내는 모식도이다.
도 4a는 종래 기술에 따른 오뚜기식 수위계의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 센서 모듈의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 전력구 펌프 원격 진단 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템(100)은 배수 펌프(110), 전류 센서 모듈(120), 열화상 카메라 모듈(130), 수위 센서 모듈(140), 제어기(150), 원격 제어 단말(160)을 포함하도록 구성될 수 있다.
지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템(100)은 평상시 배수 펌프(110)의 동작 전류와 동작중인 배수 펌프(110)의 동작 전류를 원격에서 대비하여 배수 펌프(110)의 고장 여부나 동작 오류 여부를 판단할 수 있도록 구성된다.
거의 동작하지 않고 침수시에만 동작하는 지하 전력구의 수많은 배수 펌프(110)에 대해 원격에서 점검이 가능하다.
그리고 수위 센서 모듈(140)이 기압계의 기압 측정 원리를 활용하여 수압을 측정하고 이로부터 수위를 산출할 수 있도록 구성된다. 이에, 기존의 오래된 오뚜기식 수위계의 허위 알람을 방지하고 반영구적으로 수위를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
그리고 케이블 커넥터(cable connector)(1)들에 대해 각각 온도 센서(10)를 부착할 필요없이 열화상 카메라 모듈(130)을 이용하여 다수의 케이블 커넥터(1)를 동시에 감시하도록 구성되어 수많은 케이블 커넥터(1)들에 대해 효율적인 온도 감시를 수행하도록 구성된다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
배수 펌프(110)는 지하 전력구에 설치되어 원격 제어 단말(160)의 원격 제어 명령에 따라 동작하도록 구성될 수 있다. 물론, 지하 전력구 현장에서 배수 펌프(110)를 수동으로 동작시킬 수도 있다.
배수 펌프(110)는 지하 전력구의 침수시 배수 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 주로, 장마철이나 홍수시에 지하 전력구가 침수되었을 때 동작한다.
전류 센서 모듈(120)은 배수 펌프(110)의 동작 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.
전류 센서 모듈(120)은 배수 펌프(110)에 부착되는 구성으로서, 배수 펌프(110)의 구동을 위한 동작 전류를 측정하도록 구성될 수 있다. 동작 전류에 따라서 배수 펌프(110)의 실제 동작 여부를 알 수 있다.
여기서, 전류 센서 모듈(120)은 배수 펌프(110)의 구동을 위한 동작 전류뿐만 아니라, 배수 펌프(110)의 회전 구동에 의한 회전 구동 전류를 측정하도록 구성될 수도 있다.
배수 펌프(110)의 회전 프로펠러의 회전 구동축에는 피에조(piezo) 소자가 구비될 수 있다. 피에조 소자는 회전 구동축의 회전면과 마찰을 하여 압력을 받도록 구성될 수 있으며, 이 압력에 의해 전기가 발생하도록 구성될 수 있다.
전류 센서 모듈(120)은 피에조 소자에서 발생되는 전기를 측정하도록 구성될 수 있다. 피에조 소자에서 발생되는 전기를 측정하여 회전 구동축의 회전 속도를 가늠할 수 있으며, 이를 통해 배수 펌프(110)의 정상 동작 여부를 판단할 수 있다.
배수 펌프(110)의 회전 구동축의 회전 운동에 의한 전기를 측정하는 경우 배수 펌프(110)의 동작 말단의 전기를 측정하는 것이기 대문에 배수 펌프(110)의 정상 동작 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있는 장점이 있다.
열화상 카메라 모듈(130)은 적외선 등을 감지하여 객체의 온도를 감지하도록 구성된다. 도 3a 내지 도 3b를 참조하여 열화상 카메라 모듈(130)에 대해 설명한다.
도 3a는 지하 전력구의 케이블 커넥터를 나타내는 실물 사진이다. 도 3a는 지하 전력구에 구비되는 수많은 케이블의 케이블 커넥터이다. 케이블들은 수십 km씩 이어져 연장되는데, 케이블 커넥터(1)에 의해 케이블들이 연결되어 연장된다. 여러 개의 케이블의 케이블 커넥터(1)는 유사 지점에서 함께 형성되는 예가 많다.
이러한 케이블 커넥터(1)는 저항이 커져서 발열이 많다는 단점이 있다. 화재 사고라든지 단선, 단락 등은 주로 케이블 커넥터(1)에서 발생하는 경우가 많다.
도 3b는 종래 기술에 따른 케이블 커넥터에 부착되는 온도 센서의 모식도이다.
도 3b에서 보듯이 종래에는 케이블 커넥터(1)의 발열을 감지하기 위해 각각의 케이블 커넥터(1)마다 온도 센서(10)를 부착하여 이상 발열을 감지하였다.
그런데, 수많은 케이블 커넥터(1)마다 온도 센서(10)를 부착하면 그 설치 및 보수에 상당한 비용과 시간이 소모되며, 온도 센서(10)에서 측정된 온도를 별도의 케이블을 통해 취합하여야 하므로 그 구성이 매우 복잡해진다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 온도 감시 동작을 나타내는 모식도이다.
도 3c에서 보듯이 본 발명에서는 열화상 카메라 모듈(130)을 이용하여 케이블 커넥터(1)들의 이상 발열을 한꺼번에 감시하도록 구성될 수 있다. 열화상 카메라 모듈(130)은 케이블 커넥터(1)들이 모여 있는 지점에 대해 적외선 촬영을 수행하여 케이블 커넥터(1)의 발열 여부를 실시간 감지하도록 구성될 수 있다.
열화상 카메라 모듈(130)은 별도의 온도 센서(10)나 케이블없이 원격에서 여러 케이블 커넥터(1)를 한꺼번에 감시할 수 있으므로 매우 효율적이며 이상 발열의 감지에 대한 정확도도 매우 높다.
열화상 카메라 모듈(130)은 지하 전력구의 천장이나 윗벽면에 부착되도록 구성될 수 있다.
열화상 카메라 모듈(130)에서 감지되는 온도 또는 이상 발열 여부는 제어기(150)로 실시간 제공되며, 제어기(150)는 이를 원격 제어 단말(160)로 실시간 전달하도록 구성될 수 있다.
열화상 카메라 모듈(130)은 현재 지점이나 발열 케이블 커넥터(1)를 특정하여 제어기(150)로 온도와 이상 발열 여부를 제공하도록 구성될 수 있다.
수위 센서 모듈(140)은 지하 전력구에 물이 차오를 때 수위를 측정하도록 하기 위한 구성이다. 이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 수위 센서 모듈(140)에 대해 설명한다.
도 4a는 종래 기술에 따른 오뚜기식 수위계의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 4a에서 보듯이 종래에는 지하 전력구의 곳곳에 오뚜기식 수위계를 설치하였다. 오뚜기식 수위계는 수위계(20)를 천장 부위에 설치하고, 수위계(20) 아래로 수직으로 줄을 늘어뜨리고 줄의 곳곳에 내부가 비어있는 플라스틱(plastic)이나 비닐(vinyl)로 구성되는 센서(21a, 21b, 21c)를 부착하도록 구성된다. 물이 차올라 수위가 높아질 때마다 센서(21a)가 위로 꺾여 올라가면서 수위를 감지하게 된다.
지하 전력구 곳곳에 수없이 많이 설치해야 하며, 상시 유지/보수가 쉽지 않다는 점 등을 고려하여 매우 간단하고 비용이 절감되는 수위계(20)를 채택하여 이용하고 있다. 그러나, 오랜 기간 사용하다 보면 플라스틱이나 비닐로 구성되는 센서(21a)가 경화되어 굳어지고 물이 빠져도 내려가지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에는 허위 알람을 보내게 되며 수많은 지하 전력구에서 허위 알람으로 인한 헛걸음이 많아지거나 감시 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 센서 모듈의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 4b에서 보듯이 본 발명의 수위 센서 모듈(140)은 기압계의 기압 측정 원리를 활용하여 수위를 측정하도록 구성된다. 기존의 수위 측정 원리와는 전혀 다른 측정 원리를 갖고 있다. 기압 측정 원리에 따른 케이스(case)(141)가 구비되며, 지하 전력구에 물이 차오르게 되면 케이스(141)에도 물이 차오르면서 케이스(141) 내부의 공기를 압축하게 된다. 케이스(141) 내부의 공기의 압력은 케이스(141)에 부착된 기압계(142)가 측정하도록 구성될 수 있다. 물이 차오를수록 케이스(141) 내부의 공기의 압력은 더욱 올라가게 되며 기압계(142)에서는 더 높은 기압이 측정될 수 있다. 이는 수위가 높아짐에 따라 기압계(142)의 측정 압력도 함께 높아지는 것을 의미한다. 수위가 높아짐에 따라 변화하는 측정 압력의 관계를 미리 산출하여 수위를 산출하도록 구성될 수 있다.
수위 측정 알고리즘은 다양하게 설정될 수 있다.
먼저 평상시의 지하 전력구의 기압은 다소 변화가 있을 수 있는데, 수위 센서 모듈(140)은 평균적인 기압에서 수위가 0인 것으로 가정할 수 있다. 그리고 평균적인 기압보다 올라가면 수위가 올라가는 것으로 판단할 수 있다.
다른 방식으로는, 지하 전력구의 기압은 늘 일정하지 않지만 그 변화폭이 크지 않을 것이라는 전제 하에 기압의 변화 속도가 갑자기 커지는 때를 수위가 높아지는 시점으로 판단하여 수위를 측정할 수도 있다.
수위가 0인 것으로 판단되는 시점에서 기압의 변화폭에 따라 수위의 변화폭을 산출할 수 있다.
수위 센서 모듈(140)은 기압계(142)의 압력 또는 위와 같이 산출되는 수위를 제어기(150)로 실시간 제공하며, 제어기(150)는 이를 원격 제어 단말(160)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
제어기(150)는 원격 제어 단말(160)로부터 원격 제어 명령을 수신하며, 수신된 원격 제어 명령에 따라 배수 펌프(110)를 턴온(turn-on)시키거나 턴오프(turn-off)시키도록 구성될 수 있다.
제어기(150)는 배수 펌프(110)가 턴온되거나 턴오프될 때 전류 센서 모듈(120)에서 측정되는 동작 전류를 원격 제어 단말(160)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
제어기(150)는 평상시에는 간헐적으로 배수 펌프(110)의 동작 전류를 측정하여 원격 제어 단말(160)로 자동 송신하도록 구성되며, 배수 펌프(110)의 턴온시 또는 턴오프시 배수 펌프(110)의 동작 전류를 측정하여 원격 제어 단말(160)로 실시간 자동 송신하도록 구성될 수 있다. 제어기(150)는 평상시에 하루 1회 또는 1주일에 1회와 같이 미리 정해진 주기로 배수 펌프(110)의 동작 전류를 측정하도록 전류 센서 모듈(120)을 제어할 수 있다.
제어기(150)는 전력 통신선을 통해 동작 전류를 원격 제어 단말(160)로 송신할 수 있으며, 원격 제어 단말(160) 역시 전력 통신선을 통해 원격 제어 명령을 제어기(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
한편, 제어기(150)는 수위 센서 모듈(140)에서 수위가 기준치 이상으로 측정된 경우, 자동으로 배수 펌프(110)를 가동시키도록 구성될 수 있다. 물이 빠져서 수위가 내려가는 경우 자동으로 배수 펌프(110)의 동작을 중단시키도록 구성될 수 있다. 수위의 변화 속도를 측정하여 배수 펌프(110)의 가동율을 조절하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어기(150)는 원격 제어 단말(160)의 원격 제어 명령에 따라 배수 펌프(110)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
다른 한편, 제어기(150)는 콘트롤러(controller)와 하나의 콘트롤러가 제어하는 여러 개의 로컬 스테이션(local station)으로 분류될 수 있다. 지하 전력구의 광역에 매우 길게 설치되어 있으므로, 원격 제어 명령이나 센서값의 송수신시 상당한 데이터 손실이 발생할 수밖에 없다. 이에, 광케이블이나 이더넷에 의해 곳곳에 콘트롤러를 구비하고 콘트롤러가 관리하는 여러 개의 로컬 스테이션을 구비하여 데이터 손실을 줄이고 구역별로 제어를 쉽게할 수 있도록 구성될 수 있다.
원격 제어 단말(160)은 원격지에서 지하 전력구의 배수 펌프(110)를 원격 제어하도록 구성될 수 있다.
원격 제어 단말(160)은 관할 지역의 수많은 지하 전력구의 배수 펌프(110)를 모두 제어할 수 있으며, 지하 전력구의 침수시 원격 제어 명령을 생성하여 제어기(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
원격 제어 단말(160)은 제어기(150)로부터 동작 전류를 수신하여 배수 펌프(110)의 실제 동작 여부를 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
원격 제어 단말(160)은 제어기(150)로부터 평상시의 동작 전류 및 턴온시의 동작 전류를 각각 수신하여 대비하도록 구성될 수 있다.
원격 제어 단말(160)은 위 대비 결과 평상시의 동작 전류 및 턴온시의 동작 전류가 소정 임계치 이상 차이가 나는지 판단하도록 구성될 수 있다. 평상시의 동작 전류와 턴온시의 동작 전류가 소정 임계치 이상 차이가 나지 않으면 고장 내지는 동작 오류로 판단하여 보고하도록 구성될 수 있다.
동작 전류의 차이가 없는 경우에는 턴온시에 배수 펌프(110)가 전혀 동작하지 않는 것으로 판단할 수 있으며, 동작 전류의 차이가 소정 임계치 이하로서 미미한 경우에는 배수 펌프(110)의 펌핑 출력이 기준치에 미달하는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 시험 운전시에는 원격지에서 테스트 명령을 송신하고 현장에서 점검을 하지 않는 경우가 많은데, 턴온 명령만 송신한 후 턴오프 명령을 송신하지 않고 계속 턴온 상태로 방치하는 경우가 종종 발생한다.
이에, 원격 제어 단말(160)은 배수 펌프(110)의 시험 운전시에는 자동으로 턴온된후 30초 정도의 미리 정해진 시간 후에는 자동으로 턴오프되도록 하는 원격 제어 명령을 제어기(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
원격 제어 단말(160)은 제어기(150)로부터 수위를 수신하고, 수위에 따라 배수 펌프(110)를 가동하도록 하는 원격 제어 명령을 생성하여 제어기(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 전력구 펌프 원격 진단 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 전류 센서 모듈(120)이 배수 펌프(110)의 평상시의 동작 전류를 간헐적으로 측정한다(S101).
다음으로, 제어기(150)가 측정된 평상시의 동작 전류를 원격 제어 단말(160)로 실시간 송신하고 원격 제어 단말(160)이 평상시의 동작 전류를 실시간 수신한다(S102).
다음으로, 지하 전력구의 침수시 원격 제어 단말(160)이 배수 펌프(110)를 턴온(turn-on)하기 위한 원격 제어 명령을 생성하여 제어기(150)로 송신한다(S103).
다음으로, 제어기(150)가 원격 제어 명령을 수신하여 배수 펌프(110)를 턴온시킨다(S104).
다음으로, 배수 펌프(110)가 턴온되어 배수 동작을 수행한다(S105).
다음으로, 전류 센서 모듈(120)이 배수 펌프(110)의 턴온시의 동작 전류를 측정한다(S106).
다음으로, 제어기(150)가 측정된 턴온시의 동작 전류를 원격 제어 단말(160)로 실시간 송신하고, 원격 제어 단말(160)이 턴온시의 동작 전류를 실시간 수신한다(S107).
다음으로, 원격 제어 단말(160)이 평상시의 동작 전류와 턴온시의 동작 전류를 대비하여 배수 펌프(110)의 고장 내지는 동작 오류를 판단하여 보고한다(S108).
이때, 원격 제어 단말(160)이 평상시의 동작 전류와 턴온시의 동작 전류를 대비하여 평상시의 동작 전류 및 턴온시의 동작 전류가 소정 임계치 이상 차이가 나는지 판단하도록 구성될 수 있다.
그 판단 결과 소정 임계치 이상 차이가 나지 않으면 고장 내지는 동작 오류로 판단하도록 구성될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 배수 펌프
120: 전류 센서 모듈
130: 열화상 카메라 모듈
140: 수위 센서 모듈
141: 케이스
142: 기압계
150: 제어기
160: 원격 제어 단말

Claims (5)

  1. 지하 전력구에 설치되어 원격 제어 명령에 동작하며, 상기 지하 전력구의 침수 시 배수 동작을 수행하는 배수 펌프;
    상기 배수 펌프의 회전 구동 전류를 측정하는 전류 센서 모듈;
    일단이 개방되고 타단이 밀폐된 장방형의 케이스(case) 및 상기 케이스의 타단 영역의 내부 안쪽에 기압계를 포함하며, 상기 개방된 일단이 아래쪽을 향하도록 배치되도록 구성되며, 상기 케이스의 개방된 일단을 통해 물이 차오르면 상기 기압계를 이용하여 상기 케이스 내부의 기압을 측정하는 수위 센서 모듈;
    상기 지하 전력구의 천정에 설치되며, 양 케이블을 서로 연결하는 케이블 커넥터들을 적외선 촬영하여 상기 케이블 커넥터의 온도를 감지하는 열화상 카메라 모듈;
    상기 원격 제어 명령을 수신하여 상기 배수 펌프를 턴온(turn-on)시키거나 턴오프(turn-off)시키고, 상기 배수 펌프가 턴온되면 상기 전류 센서 모듈에서 측정되는 회전 구동 전류, 상기 수위 센서 모듈에 의해 측정된 기압 및 상기 열화상 카메라 모듈에 의해 감지된 온도를 실시간으로 송신하는 제어기;
    상기 제어기로부터 회전 구동 전류, 기압 및 온도를 수신하여 상기 배수 펌프의 동작을 모니터링하고, 상기 회전 구동 전류에 의해 상기 배수 펌프의 정상 동작 여부를 판단하고, 상기 기압에 의해 상기 지하 전력구의 수위를 감지하고, 상기 온도에 의해 상기 케이블 커넥터의 열화를 감지하고, 상기 지하 전력구의 침수 여부를 판단하고 판단 결과 침수시 상기 원격 제어 명령을 생성하여 상기 제어기로 송신하는 원격 제어 단말을 포함하고,
    상기 전류 센서 모듈은,
    상기 배수 펌프의 회전 프로펠러(propeller)의 회전 구동축에 부착되는 피에조 소자(piezzo element)를 포함하며, 상기 피에조 소자가 상기 회전 구동축의 회전면과의 마찰에 의한 압력에 의해 생기는 전류를 측정하고, 측정된 전류에 의해 상기 회전 구동축의 회전 속도를 산출하여 상기 배수 펌프의 회전 구동 전류를 측정하도록 구성되고,
    상기 원격 제어 단말은,
    상기 배수 펌프를 원격 제어하여 주기적으로 구동하고, 주기적 구동시 상기 전류 센서 모듈에 의해 측정되는 회전 구동 전류와 침수시 상기 전류 센서 모듈에 의해 측정되는 회전 구동 전류를 대비하여 소정 임계치 이상 차이가 나는지 판단하고, 판단 결과 소정 임계치 이상 차이가 나지 않으면 고장 내지는 동작 오류로 판단하여 보고하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지하 전력구 펌프 원격 진단 시스템.
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