KR101869055B1

KR101869055B1 - 지중 배전선 커넥터

Info

Publication number: KR101869055B1
Application number: KR1020180023981A
Authority: KR
Inventors: 양홍석
Original assignee: 주식회사 정우디엔아이
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2018-06-20

Abstract

본 발명의 지중 배전선 커넥터는, 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 각각 설치된 제1 커넥터 내지 제N 커넥터가 그루핑 되어 관리되는 커넥터 부를 구비하며, 상기 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부로 실시간 전송하는 커넥터 상태 감지부를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

지중 배전선 커넥터{UNDERGROUND DISTRIBUTION LINE CONNECTOR}

본 발명은 지중 배전선 커넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 각각 설치된 제1 커넥터 내지 제N 커넥터가 그루핑 되어 관리되는 커넥터 부를 구비하며, 상기 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부로 실시간 전송하는 커넥터 상태 감지부를 포함하는, 지중 배전선 커넥터에 관한 것이다.

발전소부터 송전된 고압의 전기는 변전소에서 일정한 크기의 전압으로 변압한 후 소비지역으로 배전하며, 배전은 가공배전선 또는 지중배전선을 통해 이루어지는 것이 일반적이다.

배전 관리는 가공배전선 또는 지중배전선의 배선 조정을 통해 이루어지고, 배선 조정이 빈번한 대도시 등에서는 공간 활용 효율 개선과 배선 조정 및 관리의 용이함이 있는 지중배전선 배선 방식이 널리 이용된다.

지중배전선의 배선 조정은 지중배전선들 간, 지중배전선과 배전반 간, 지중배전선과 배전반 간의 연결 제어를 통해 이루어질 수 있고 이러한 연결은 커넥터를 매개로 이루어진다.

커넥터는 지중배전선에 연결되어서 어댑터를 매개로 지중배전선을 다른 지중배전선, 배전반 또는 배전함과 전기적 및 물리적으로 연결한다.

일반적으로 커넥터 또는 어댑터는 지중배전선의 전극체와 연결된 양쪽의 연결단자를 서로 접속시켜서 커넥터 또는 어댑터가 서로 전기적으로 접속되도록 하고, 접속 상태가 물리적으로 유지되도록 커넥터와 어댑터 등을 서로 물리적으로 연결하는 다양한 수단이 적용된다.

이러한 물리적 연결 수단으로 용접하는 방식, 볼팅 방식, 강제 압입 방식 등이 있을 수 있다.

하지만 종래기술은 지중배전선의 전기적인 연결 작업과 물리적인 연결 작업이 비정상적으로 이루어지는 경우, 이를 감지하고 감지된 정보를 실시간으로 제공하지 못함으로 인해, 누전 등의 사고를 사전에 예방하고 효과적인 유지 보수 업무를 수행하는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1019619호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 각각 설치된 제1 커넥터 내지 제N 커넥터가 그루핑 되어 관리되는 커넥터 부를 구비하며, 상기 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부로 실시간 전송하는 커넥터 상태 감지부를 포함하는, 지중 배전선 커넥터를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 지중 배전선 커넥터는, 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 각각 설치된 제1 커넥터 내지 제N 커넥터가 그루핑 되어 관리되는 커넥터 부를 구비하며, 상기 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부로 실시간 전송하는 커넥터 상태 감지부를 포함하는 기술을 제공한다.

본 발명은 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 각각 설치된 커넥터들의 상태를 실시간 감지하고, 감지된 상태 정보를 활용함으로써, 커넥터들을 구루핑 하여 관리가 가능할 뿐 만 아니라, 신속하고 정확한 유지 보수 업무를 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지중 배전선 커넥터의 상태 및 관리장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로, 제1 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로, 제2 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 커넥터 상태 감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로, 압력 감지 장치의 구조를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 지중 배전선 커넥터의 상태 및 관리장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 지중 배전선 커넥터의 상태 및 관리장치(1000)는 커넥터 그룹(100), 커넥터 상태 감지부(200) 및 시설물 통합 관리부(300)를 포함한다.

커넥터 그룹(100)은 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)를 포함하며, 이 경우 커넥터는 지중 또는 지상 배전선들의 연결을 위한 용도로 사용되는데, 이를테면 제1 커넥터(100-1)는 배전선의 배전반 접속을 위한 커넥터로 이에 대한 구조는 도 2에서 후술하며, 제2 커넥터(100-2)는 매설형 지중 배전선 보호를 위한 절연 커넥터로 이에 대한 구조는 도 3에서 후술한다.

커넥터 상태 감지부(200)는 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)의 몸체에 부착되거나 또는 이들과 이격된 위치에 설치된 각종 사물인터넷(IOT) 기반 센서들을 이용하여 커넥터의 각종 상태들을 감지하고, 감지한 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 시설물 통합 관리부(300)로 실시간 전송하는 기능을 담당하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 4에서 후술한다.

여기서 사물지능 통신은'통신, 방송, 인터넷 인프라를 인간 대 사물, 사물대 사물 간 영역으로 확대 및 연계하여 사물을 통해 지능적으로 정보를 수집, 가공, 처리하여 상호 전달하는 서비스를 구현하는 사물인터넷(IoT) 기반 네트워크'를 의미한다.

이하 본 발명에서 사용된 사물인터넷(IoT) 기반 네트워크에 대해 간단히 설명한다.

사물인터넷(IoT)은 기 존재하는 혹은 향후 등장할 상호 운용 가능한 정보 기술 및 통신 기술을 활용하여 다양한 물리 및 가상 사물 간의 상호 연결을 통해서, 진보된 서비스를 제공할 수 있게 하는 글로벌 스케일의 인프라로 정의될 수 있으며, 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, 이하 'WSN') 기술과 함께 발전하였다.

여기서 WSN 기술은 컴퓨팅 능력과 무선 통신 능력을 갖춘 센서노드를 응용 환경에 배치하여 자율적 네트워크를 형성하고, 센서 노드로부터 획득한 정보들을 무선으로 수집하여 감시/제어 등의 용도로 활용하는 기술이다.

WSN 기술의 궁극적 목표는 모든 사물에 컴퓨팅 능력 및 무선통신 능력을 부여하여 언제, 어디서나 사물들끼리의 통신이 가능한 환경을 구현하는 것으로, 현재 다양한 기술이 융합되면서 사물인터넷(IoT) 네트워크 기술로 진화하고 있다.

사물인터넷(IoT) 네트워크를 위한 기반 기술로는, 이를테면 근거리 통신, WiFi, 3G/4G/LTE 등이 대표적이다.

한편, 디바이스가 인터넷 연결을 기반으로 정보를 주고받는 IP 방식의 프로토콜과는 달리, IP를 사용하지 않는 경우의 디바이스 간 통신은, 이를테면 블루투스, ZigBee, RFID, ZWave, WAVENIS, INSTEON, 6LowPAN 등을 이용한다.

마지막으로 시설물 통합 관리부(300)는 상기 커넥터 상태 감지부(200)로 전송된 각종 커넥터의 각종 상태 정보를 분석하여, 커넥터의 이상 여부를 감지하고, 이상이 발생하였다고 판단된 경우 이상이 발생된 커넥터의 고유 ID정보, 위치 정보, 이상원인, 복구 가이드 정보 등을 관리자 단말로 제공하여 신속한 유지 보수 업무를 수행할 수 있도록 해준다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로, 제1 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 제1 커넥터(100-1)는 지중배관(P1), 인출전선(L1), 인입전선(L2), 패널(10f), 연결대(20f), 삽입부(21f), 제1 연결부(22f), 제2 연결부(23f), 스프링(30f), 패널 고정부(31f) 및 지중배관 고정부(32f)를 포함한다.

지중배관(P)은 원형관 형상으로 수직방향으로 입설되도록 지하에 매설되며, 이를테면 상부가 배전반(미도시)이 내설되어 지상에 설치되는 배전함(미도시)과 연통된다.

패널(10f)은 지중배관(P1) 보다 직경이 작은 원형판 형상을 가지며, 배전반(미도시)으로부터 인출되는 인출전선(L1)과 전력공급원으로부터 인출되어 배전반(미도시)으로 인입되는 인입전선(L2) 사이에 배치되도록 지중배관(P1)에 이동가능하게 내설된다.

이때, 상기 패널(10f)이 지중배관(P1) 보다 작은 직경을 가지는 이유는, 지진이 발생하였을 시 자연스러운 유동을 주며, 지중배관(P1)의 내벽을 타고 오르는 쥐가 연결대(20f)로 이동하지 못하도록 하기 위함이다.

연결대(20f)는 십자형상으로 패널(10f)의 중심부에 삽입되는 삽입부(21f)와, 삽입부(21f)로부터 하방으로 연장되며 패널(10f)을 관통하여 인입전선(L2)과 연결되는 제1 연결부(22f)와, 삽입부(21f)로부터 상방으로 연장되며 인출전선(L1)과 연결되는 제2 연결부(23f)로 구성된다.

이때, 제1 연결부(22f)와 인입전선(L2), 제2 연결부(23f)와 인출전선(L1)은 각각의 단부가 볼팅 체결되어 상호 연결된다.

한편, 상기 연결대(20f)의 삽입부(21f)가 십자형으로 이루어지는 이유는, 연결대(20f)가 패널(10f)에 보다 안정적으로 고정되게 하기 위함이다.

스프링(30f)은 패널(10f)의 측면에 고정되는 패널고정부(31f)와, 패널고정부(31f)과 수평을 이루도록 지중배관(P1) 내벽에 고정되는 지중배관고정부(32f)로 구성된다.

상기 스프링(30f)의 지중배관고정부(32f)를 브라켓(BR)을 매개로 지중배관(P1) 내벽에 고정하며, 이때 스프링(30f)은 다수개가 구비되어, 패널(10f)의 외면을 따라 설치된다.

이때, 패널(10f)은 스프링(30f)에 의해 지지되면서 하방으로 이동하고, 패널고정부(31f)가 지중배관고정부(32f)보다 하방에 위치하면서 스프링(30f)에 의해 상방으로 탄발 지지 된다.

따라서, 패널(10f)의 하중이 인출전선(L1)에 집중되지 않고 다수의 스프링(30f)에 분산되어, 외력이 가해졌을 시 연결대(20f)의 제2연결부(23f)에 걸리는 힘이 약해지도록 해준다.

상기와 같이 설치된 상태에서, 지진이 발생하면, 배전함(미도시) 및 지중배관(P1) 등이 지반의 움직임에 따라 상하 이동한다.

이때, 인입전선(L2), 인출전선(L1), 패널(10f) 및 연결대(20f)가 관성에 의해 상하 이동하게 되고, 인입전선(L2)과 연결대(20f)의 연결부, 인출전선(L1)과 연결대(20f)의 연결부, 배전반(미도시)과 인출전선(L1)의 연결부에 상당한 힘이 걸리게 된다.

한편, 상기와 같이 인입전선(L2), 인출전선(L1), 패널(10f) 및 연결대(20f)가 상하 이동하면, 다수의 스프링(30f)에 의해 인입전선(L2), 인출전선(L1), 패널(10f) 및 연결대(20f)가 완충을 받게 되고, 이와 같은 완충력에 의해 각 구성요소 간의 연결부에 걸리는 힘이 약해져, 각 구성요소간의 연결부(22f, 23f)가 단선되지 않도록 해주는 기술적 장점을 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 지중배관(P1) 내벽과 패널(10f)이 일정간격 이격되어 있고, 다수의 스프링(30f)이 상호 이격되도록 배치되어, 지중배관(P1)의 내벽을 타고 오르는 쥐가 연결대(20f)로 쉽게 이동할 수 없도록 해주는 기술적 장점을 제공한다.

한편 브라켓(BR)의 지나친 상하 이동에 대한 폭을 제한하기 위해 상기 브라켓(BR)이 설치된 위치와 일정한 간격을 두고 이동제한 걸림부를 지중배관(P1)의 내벽에 설치함이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로, 제2 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 제2 커넥터(100-2)는 도선(1a)과 피복선(1b)을 구비하는 1쌍의 지중배전선(L1)을 보호하기 위한 케이스(10g)로, 제1 반원부(11g), 제2 반원부(12g), 절연재(20g), 제1 탄성체(21g), 제2 탄성체(22g), 도선 연결구(30g), 고정돌기(32), 클램핑 금구(40g), 걸이부(41g) 및 체결부(42g)를 포함한다.

케이스(10g)는 금속 또는 합성수지재로 이루어진 공지의 중공관으로서, 반원형의 단면을 갖는 제1반원부(11g)와 제2반원부(12g)로 분할 형성되며, 힌지를 매개로 절첩 및 전개가능하게 형성되어 내측으로 삽입된 지중배전선(L1)의 도선(1a)과 피복선(1b)을 감싸 외력으로부터 지중배전선(L1)을 보호하는 기능을 한다.

또한, 상기 케이스(10g) 즉, 제1반원부(11g)와 제2반원부(12g)에는 클램핑금구(40g)를 구성하는 걸이부(41g)와 체결부(42g)가 각각 설치되어 제1 반원부(11g) 및 제2 반원부(12g)의 절첩 및 전개를 단속하게 된다.

이 경우 절연재(20g)는 공지의 합성고무로서, 반원형의 제1 탄성체(21g)와, 제1 탄성체(21g)의 양단에 설치되는 제2 탄성체(22g)로 구성되어 케이스(10g) 즉, 제1 반원부(11g)와 제2 반원부(12g)의 내면에 열 융착되어 고정된다.

아울러, 상기 제1 탄성체(21g)의 내면에는 이후에 설명될 도선연결구(30g)가 고정부(미도시)를 매개로 고정된다.

특히, 제1 탄성체(21g)의 경우 도선연결구(30g)를 매개로 지중배전선(L1)의 도선(1a)을 가압할 때에 견실하게 물어 고정할 수 있도록 지지가 가능하면서도 일정부분을 탄성적으로 수용되도록 할 수 있는 재질적인 특성을 갖추고 있는 것이 바람직하다.

반면 제2 탄성체(22g)는 제1 탄성체(21g)에 비해 상대적으로 소프트하며, 따라서 지중배전선(L1)의 피복(1b)을 제2 탄성체(22g)가 감싸게 되면, 제1 탄성체(21g)에 비해 상대적으로 더 압착되면서 피복(1b)의 외면과 제2 탄성체(22g)의 내면 사이를 더욱더 기밀하게 밀착되므로, 외부로부터의 침투수에 유입을 원천적으로 차단할 수 있어 침투수의 유입으로 인한 전기합선에 따른 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

나아가, 상기 절연재(20g)의 경우 케이스(10g)와는 다르게 서로 접하는 부위가 수평이 아닌 사선으로 절개되어 있는데, 이는 내측으로 삽입된 지중배전선(L1)을 케이스(10g)와 제1 탄성체(21g) 및 도선연결구(30g)를 매개로 가압할 때에 지중배전선(L1)의 굵기로 인해 서로 단접하지 못하고, 미세하게 벌어져 틈을 발생하게 되는데, 이와 같이 발생된 틈을 사선으로 절개된 부분이 압착되면서 틈으로 유입될 수 있는 침투수의 유입을 원천적으로 차단하게 된다.

또한, 상기 도선연결구(30g)는 외면에 형성되는 고정부(31g)와, 내면 양단부에 형성되는 고정돌기(미도시)를 갖추고서, 제1 탄성체(21g)의 내면에 고정부(31g)를 매개로 설치되는 반원형의 단면을 갖는 금속체이다.

여기서, 고정돌기(미도시)는 내측으로 삽입되어 서로 단접되어 있는 도선(1a)의 외면을 물어 단접 상태가 해제되 지 않도록 고정하는 기능을 한다.

본 발명에 따른 실시예의 경우, 상기 도선연결구(30g)는 'T'자형 단면을 갖는 고정부(31g)를 매개로 제1 탄성체(21g)에 인서트 성형될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 클램핑금구(40)는 제1 반원부(11g) 및 제2 반원부(12g)의 절첩 및 전개를 단속하는 공지의 결합구로서, 제1 반원부(11g)의 외면에 설치되는 걸이부(41g)와, 제2 반원부(12g)의 외면에 설치되는 체결부(42g)로 구성된다.

아울러, 상기 걸이부(41g)와 체결부(42g)의 설치 위치 및 개수는 필요에 따라 얼마든지 변형될 수 있다.

이와 같은 구조로 인해 본 발명은 케이스(10g)의 양단을 통해 삽입된 지중배전선(L1)을 쉽고 간편하게 연결 및 해제할 수 있어 작업이 매우 편리하고, 도선연결구(30g)를 매개로 지중배전선(L1)의 도선(1a)을 물어 고정하기 때문에 지중배전선(L1) 간의 연결 상태를 견실하게 유지토록 할 수 있을 뿐만 아니라, 지중배전선(L1)의 피복(1b)을 제2 탄성체(22g)를 매개로 기밀하게 감싸 고정하므로 외부로부터의 침투수 유입을 원천적으로 차단할 수 있는 기술적 장점을 제공한다.

도 4는 본 발명에 따른 커넥터 상태 감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 커넥터 상태 감지부(200)는 상태 감지부(210), 통신부(220), 센서모듈 고장 점검부(230), 히팅 조절부(240), 데이터 저장부(250) 및 제어부(260)를 포함한다.

상태 감지부(210)는 온도 감지부(210), 압력 감지부(212), 누설전류 감지부(213), 침수 감지부(214) 및 배열 위치상태 감지부(215)를 포함한다.

온도 감지부(210)는 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 온도 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N) 내부에 포설된 지중 배전선(L)의 동작 온도를 감지한다.

압력 감지부(212)는 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 압력 센서를 이용하여 상기 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N) 내부의 압력을 감지하는데, 이 경우 압력 센서의 일실시예로 도 5에 도시된 나노와이어를 이용한 압력센서를 사용할 수 있는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 5에서 후술한다.

누설전류 감지부(213)는 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 누설전류 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N) 내부에 포설된 지중 배전선(L)의 누설 전류를 감지한다.

이를 부연설명하면, 누설전류 감지부(213)는 지중 배전선(L)의 지하 매설배관의 방식전위를 측정하고, 측정된 방식전위를 기준 전위값과 비교하는 방식을 통해 누설 전류의 발생 여부를 감지할 수 있다.

이때, 지중 배전선(L)의 지하 매설배관(미도시)의 방식전위를 원격으로 측정하기 위해서 기준전극은 고체 기준전극을 사용함이 바람직하다.

이를테면, 고체 기준전극은 한번 매설하면 구조물의 수명기간 동안 견딜 수 있도록 하기 위해 세라믹의 흡수율을 조정하였고, 임피던스를 크게 하였으며, 고밀도 에폭시를 사용하여 실링을 강화하였고, 또한 내부 저항값을 줄이기 위해 활성알루미나를 사용 하였고, 황화학물질의 누출로 인한 환경오염을 방지하기 위해 세라믹 구성성분을 조정(hydrogen sulfideion trapper) 하였다.

침수 감지부(214)는 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 침수 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N) 내부에 침수가 발생 하였는지를 감지한다.

이를 부연설명하면, 침수 센서(미도시)는 이를테면, 하부 절연체(미도시); 및 상기 하부 절연체와 일정한 간격을 두고 형성된 상부 절연체(미도시)를 포함하고, 상기 하부 절연체에는, 결로 상태를 감지하기 위한 제1 하부전극(미도시), 상기 배전반의 단계별 누수의 정도를 감지하는 제2 하부전극(미도시) 및 중성선(neutral line)의 역할을 하는 제3 하부전극(미도시)이 형성되며, 상기 상부 절연체의 내부에 복수개의 홀들이 일정한 제1 간격 두고 형성되며, 상기 상부 절연체 위에 물방울들 또는 누수 된 물이 모여 상부 전극을 형성하는 구조를 포함할 수 있다.

또한 상기 제1 하부전극 내지 상기 제3 하부전극은, 나노실버(nano silver) 또는 나노잉크(nano ink) 기술을 사용하여 필름 형태로 형성될 수 있다.

배열 위치상태 감지부(215)는 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 위치감지 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N) 내부에 포설된 지중 배전선(L)들의 배열 위치를 감지하고, 감지된 배열 위치 상태 정보를 시설물 통합 관리부(300)로 전송하여 시설물 통합 관리부(300)가 배열된 위치가 이상이 있는지를 판단할 수 있도록 해준다.

이를 부연설명하면, 선반(미도시)의 상면에는 다수개의 단위 지중배전선(L) 이를테면 L1, L2....L8이 일정 간격으로 배치되는 경우, 상기 각 선반(미도시)의 하측에는 감지패널(미도시)이 장착되며, 이 감지패널(미도시)의 선반(미도시)과 접하는 면에는 선반(미도시)에 길이방향으로 형성된 안착홈과 상응하는 위치에 다수개의 센서가 배치된다.

이 경우 상기 센서는 포토센서 S가 바람직하고 포토센서 S는 송광부(발광부)와 수광부가 함께 구비된 일반적인 구성으로 이루어진다.

포토센서 S의 발광부로부터 출력된 광신호는 대상물 또는 지중배전선 L의 표면에 반사되어 수광부에서 수신하게 된다. 즉 포토센서 S의 수광부에서 발광부가 출력한 광신호를 수신하지 못하는 경우를 검출할 수 있다.

포토센서 S는 적외선, 자외선 또는 무지개의 대표적인 7 색상 중에서 선택된 어느 한 가지 색상의 광신호를 발광 및 수광하는 것이 바람직하다.

따라서, 선반(미도시)은 투명 재질의 합성 수지로 형성하거나 적어도 포토센서 S가 배치되는 부분만이라도 투명 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또는 선반(미도시)이 금속 재질로 형성되어 있을 경우 상술한 포토센서 S가 대응되는 위치는 개방된 구멍으로 형성될 수 있을 것이다.

이와 같은 구조로 인해, 배열 위치상태 감지부(215)는 감지패널(미도시)에 배치된 다수의 포토센서 S 중 이상이 발생한 해당 지중배전선 L의 감지신호를 수신하고, 해당 감지신호에 따른 선반(미도시)의 위치 정보와 해당 지중관(미도시)의 정보를 제어부(260)에 제공한다.

이로서 본 발명은 선반에 복수개의 지중배전선을 결속수단에 의해 일정 간격으로 확실하게 고정시킬 수 있기 때문에 유동이 방지되며, 가사 유동되는 일이 발생되더라도 선반 하측의 감지패널에 의해 즉각적으로 이상이 있는 지중배전선에 대한 정보가 지상의 작업자에게 전송되기 때문에 신속한 유지 보수를 행할 수 있는 기술적 장점을 제공한다.

다음으로, 통신부(220)는 외부의 중시설물 통합 관리부(300)와 무선 통신을 수행할 수 있도록 인터페이스를 제공하는데, 무선 통신 방식으로 이를테면, 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), CDMA, 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등을 사용할 수 있다.

센서모듈 고장 점검부(230)는 상태 감지부(210)에 설치된 온도 센서(미도시), 압력 센서(미도시), 누설전류 센서(미도시), 침수 센서(미도시) 및 위치감지 센서(미도시)가 정상적으로 작동하는 지를 점검하고, 고장이 발생된 경우 고장이 발생된 센서의 고유 ID 정보, 설치 위치, 고장 원인 등의 정보를 제공한다.

히팅 조절부(240)는 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 열선(미도시)에 전력을 공급하여 특정한 온도로 상승하도록 가열해 줌으로써, 겨울철에 제1 커넥터(100-1) ~ 제N 커넥터(100-N)의 몸체에 발생된 얼음, 서리 등을 제거할 수 있도록 해준다.

데이터 저장부(250)는 상태 감지부(210), 센서모듈 고장 점검부(230) 및 제어부(260)를 통해 처리한 각종 데이터들을 저장하며 저장매체로 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.

제어부(260)는 상태 감지부(210), 통신부(220), 센서모듈 고장 점검부(230), 히팅 조절부(240) 및 데이터 저장부(250)를 제어한다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로, 압력 감지 장치의 구조를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 나노와이어를 이용한 압력센서(212a)는 나노와이어(10), 입력단(20), 센싱부(30), 신장부(미도시) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

나노와이어(10)는 단결정 구조를 가지는 금속 소재로 이루어지며, 나노 크기 즉 단면 및 길이가 모두 나노 크기를 가지는 와이어 형태로 이루어진다.

입력단(20)은 나노와이어의 일단부, 즉 우측 단부에 결합되며, 이때 나노와이어의 좌측 단부는 고정된다.

이때 입력단(20)으로는 외부의 하중(F1)이 인가되며, 이 하중은 나노와이어(10)로 전달된다.

센싱부(30)는 나노와이어(10)에 압축하중 인가 시 나노와이어(10)가 진동하는지 여부를 센싱 하며, 이에 대응되는 신호를 출력한다.

이를테면, 나노와이어(10)가 진동하는 경우에는 펄스를 출력하고, 진동하지 않는 경우에는 펄스를 출력하지 않는다.

이러한 센싱부(30)는 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 이를테면 도 5에 도시된 바대로, 나노와이어(10)의 진폭(h) 범위 내의 위치에 접촉센서(미도시)를 배치하여, 나노와이어(10)의 진동을 감지하도록 구성할 수도 있다.

신장부(미도시)는 압축하중에 의해 변형된 나노와이어(10)를 회복시키기 위하여, 나노와이어(10)의 길이 방향으로 인장하중을 가하기 위한 것으로, 입력단(20)에 연결된다.

이 경우 신장부(미도시)에서 입력단(20)에 우측 방향으로 힘(F2)을 가하면, 이 힘은 입력단(20)을 통해 나노와이어(10)에 전달되며, 이에 따라 나노와이어(10)가 신장되며, 이후 나노와이어(10)에 인가된 인장하중을 제거하면, 나노와이어(10)가 탄성 거동하면서 초기상태로 회복된다.

제어부(미도시)는 상기 센싱부(30)에서 출력된 신호를 수신하고, 이 신호에 따라 외부에서 가해진 압력을 측정한다.

이를테면, 1개의 나노와이어(10)만 구비된 경우, 센싱부(30)에서 펄스가 출력되면, 나노와이어(10)에 인가된 압축하중이 나노와이어(10)가 진동하게 되는 압축하중 이상이라는 것을 의미한다.

이 경우 보다 정확한 압력 측정을 위해, 복수 개의 나노와이어(10)들을 병렬적으로 설치함이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은 압력센서(212a)에 나노와이어의 특성 즉 나노와이어의 단면적이 매우 작으므로, 매우 작은 크기의 외력에도 민감하게 반응하는 특성을 이용하여 보다 정밀하게 외력의 크기(압력)를 정밀하게 측정할 수 있는 기술적 장점을 제공한다.

본 발명의 경우 단면이 2.16ㅧ2.16nm 이고 길이가 27nm이며, 구리로 이루어진 나노와이어(nano wire)를 이용하였으며, 나노와이어(nano wire)의 특성에 대해 간단히 부연 설명한다.

즉 단결정 구조로 이루어진 나노와이어(nano wire)에 일정 크기 이상의 압축응력이 인가되면 나노와이어에 진동이 발생하며, 이 나노와이어를 다시 인장시켜주면 나노와이어는 탄성 거동하면서 초기상태로 회복된다.

그리고, 이때 진동이 발생되는 압축응력은 나노와이어의 크기(단면적 및 길이)와 소재에 따라 결정된다.

또한, 위에서는 구리 나노와이어를 예로 들었지만, 이에 한정되지 아니하고 다른 금속(전이금속)들로도 단결정 구조의 나노와이어를 형성하면 동일한 거동을 보인다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100 : 커넥터 그룹
100-1 ~ 100-N : 제1 커넥터 ~ 제N 커넥터
200 : 커넥터 상태 감지부
210 : 상태 감지부
211 : 온도 감지부 212 : 압력 감지부
213 : 누설전류 감지부 214 : 침수 감지부
215 : 배열 위치상태 감지부
220 : 통신부
230 : 센서모듈 고장 점검부
240 : 히팅 조절부
250 : 데이터 저장부
260 : 제어부
300 : 시설물 통합 관리부

Claims

지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 각각 설치된 제1 커넥터 내지 제N 커넥터가 그루핑 되어 관리되는 커넥터 부를 구비하며, 상기 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부로 실시간 전송하는 커넥터 상태 감지부를 포함하며,
상기 커넥터 상태 감지부는,
나노와이어를 이용한 압력센서를 통해 상기 커넥터 부의 내부 압력을 감지하는 압력 감지부;
포토센서를 통해 상기 커넥터 부의 내부에 포설된 배전선들의 배열 위치를 감지하는 배열 위치상태 감지부;
상기 압력센서 및 상기 포토센서의 고장 유무를 점검하고, 고장이 발생된 경우 고장이 발생된 센서의 고유 ID 정보, 설치 위치 및 고장 원인 정보를 제공하는 센서모듈 고장 점검부; 및
사물인터넷(IoT) 기반 네트워크를 통해 외부와 통신을 구현하기 위한 인터페이스를 제공하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 배전선 커넥터.
제 1항에 있어서, 상기 제1 커넥터는,
지하에 포설되는 인입전선과 인출전선 사이에 배치되도록 지중배관 내부에 배치되는 패널;
상기 패널에 삽입되는 십자형상의 삽입부;
상기 삽입부로부터 하방으로 연장되며 상기 패널을 관통하여 상기 인입전선과 연결되는 제1 연결부와, 상기 삽입부로부터 상방으로 연장되며 상기 패널을 관통하여 상기 인출전선과 연결되는 제2 연결부로 구성된 연결대;
상기 패널의 측면에 고정되는 패널 고정부와, 상기 지중배관 내벽에 고정되는 지중배관 고정부로 구성되어, 상기 패널을 상방 또는 하방으로 탄성력이 작용하도록 하는 스프링;
상기 지중배관 고정부를 상기 지중배관 내벽에 고정시키도록 매개하는 브라켓; 및
상기 브라켓의 상하로 이동하는 폭을 제한하도록 상기 브라켓이 설치된 위치와 일정한 간격을 두고 상기 지중배관 내벽에 설치된 이동제한 걸림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중 배전선 커넥터.
삭제