KR101896548B1 - 활선 상태의 배선 확인 시스템 - Google Patents

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KR101896548B1 KR1020180000538A KR20180000538A KR101896548B1 KR 101896548 B1 KR101896548 B1 KR 101896548B1 KR 1020180000538 A KR1020180000538 A KR 1020180000538A KR 20180000538 A KR20180000538 A KR 20180000538A KR 101896548 B1 KR101896548 B1 KR 101896548B1
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Abstract

본 발명은 활선 상태의 배선 확인 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 활선 상태의 배선 확인 시스템으로서, 배전설비와 부하설비간에 배선이 연결된 결선 상태에서, 상기 배전설비 측에 연결 접속되어, 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하는 계측 장비; 상기 부하설비 측에 연결 접속되어, 상기 부하설비에 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하는 부하 계측 장비; 및 상기 계측 장비 및 부하 계측 장비와 네트워크로 연결 접속되며, 상기 계측 장비로부터 전송받은 전압 및 전류 파형과 상기 부하 계측 장비로부터 전송받은 부하 전압 및 전류 파형을 비교 분석하여 해당 배선의 회로 결선 상태를 도통 또는 단선으로 판정 처리하는 클라우드 서버를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 활선 상태의 배선 확인 시스템에 따르면, 수배전반 혹은 저압 분전반을 포함하는 배전설비의 차단기 측에서 계측 장비를 통해 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하고, 저압 분전반 혹은 부하설비 측에서 부하 계측 장비를 통해 부하 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하며, 클라우드 서버에서 계측 장비를 통해 전송받은 전압 및 전류 파형과 부하 계측 장비를 통해 전송받은 부하 전압 및 전류 파형을 비교 분석하여 해당 배선의 회로 결선 상태를 도통 또는 단선으로 판정 처리할 수 있도록 구성함으로써, 배전설비와 부하설비 사이에 연결되는 회로 결선의 배선의 거리에 제한 없이 활선 상태에서 회로 결선의 배선 상태를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 부하설비 측에 연결 접속되어, 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있는 가변 부하를 해당하는 회로 결선의 배선에 공급하는 부하기 전류 패턴 발생기를 더 포함하여 구성함으로써, 배전설비의 차단기와 부하설비 사이의 전력계통의 회로 결선의 배선이 분기되고, 분기된 배선에 연결 접속되는 부하설비가 동일 유형의 전류 파형을 갖는 분석 불가의 경우에도 배선 회로 결선의 상태 확인이 가능하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 계측 장비와 부하 계측 장비가 클라우드 서버를 통해 네트워크로 연결 구성됨으로써, 활선 상태에서 배전설비와 부하설비 사이에 연결되는 회로 결선의 배선의 도통 또는 단락의 상태를 원격으로 계측하여 쉽게 확인할 수 있도록 할 수 있다.

Description

활선 상태의 배선 확인 시스템{WIRING CONNECTION STATE DETECTION SYSTEM OF LIVE WIRE STATE}
본 발명은 활선 상태의 배선 확인 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배전설비와 부하 간의 회로 결선의 배선에 대한 결선(혹은 도통 혹은 단선) 상태를 활선 상태에서 확인할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반은 발전소로부터 공급되는 고압 또는 저압의 전력을 공급받아 수용가에서 사용할 수 있도록 전압으로 변경한 후 분배하여 공급하는 전력 공급 장치이다. 이러한 수배전반은 수전반과 배전반을 합한 장치로서, 수전 전압에 따라 고압반과 저압반으로 구분될 수 있으며, 수배전에 필요한 각종 계기들을 구비하고 있다. 여기서 수배전반은 이후 부하단의 저압 배전반/분전반으로 전력을 분배하여 공급하고 이를 최종적으로 부하설비에서 사용하게 된다.
이러한 대부분의 수배전반은 전압, 전류, 전력 등 전기적인 요소를 기본적으로 계측하고 있으며, 단순히 계측 값을 실시간으로 또는 원격지에서 정보를 보는 정도의 기능만을 사용하고 있다. 이러한 수배전반 설비는 수전반, 배전반, 분전반 등으로 구성되며, 전력기기들로는 차단기, 변압기, 보호기기 들로 구성되고 있다. 즉, 전력공급처로부터 수전된 전력은 변압기를 통해 차단기에 공급되고, 차단기를 통해 각 부하 단에 전력을 공급하게 된다.
즉, 일반적인 결선 확인은, 수배전반-저압 분전반-부하설비 중에서, 저압 분전반과 부하설비 사이에서의 결선 확인과, 수배전반과 저압 분전반 사이에서의 결선을 확인하는 방법 두 가지로 볼 수 있다. 특히, 수배전반과 부하설비 사이에서도 결선을 계측할 수는 있으나, 비교적 수배전반과 저압 분전반 사이는 결선 상태가 명확하므로 꼭 필요하지는 않을 수도 있다. 거리가 긴 것은 일반적으로는 저압 분전반의 차단기로부터 부하설비까지의 거리이다. 실제 결선의 확인을 일례로 들면, 부하설비의 위치가 공장 및 빌딩에 다양한 위치에 산재되어 있어 파악이 잘 안되는 문제가 있었다.
상기와 같은 수배전반은 부하단의 저압 분전반 사이의 연결되는 전력계통의 선로의 거리가 멀고, 또한 전기 설비는 수배전반이나 분배전반으로 부하 단까지 전선을 연결하는 배선으로 전력계통의 회로 결선의 배선이 이루어지게 된다. 이러한 전력계통 내의 회로 결선의 확인은, 처음 설계 후 설치 시공까지는 회로에 따라 수배전반 및 부하를 설치하고, 차단기의 온/오프(On/Off) 테스트를 통해 회로 결선을 확인하게 된다. 또한, 설치 이후의 부하 변동 등에 대해서는 관리가 어려운 문제가 있어 현장에서 차단기 사이의 결선을 확인할 필요가 있을 때, 작동중인 부하에 대해서 확인하는데 어려움이 따르는 문제가 있었다. 일반적으로 전력계통 내의 회로 결선의 확인은 보통 도면이나 현장의 라벨을 확인하면 가능하나, 시설 유지보수를 하다보면 찾을 수 없는 경우가 많고, 부하를 추가하다보면 실제 어느 차단기에서 왔는지 알 수 없으며, 특히 활선 상태에서는 부하 측에서 볼 때 어느 차단기에서 회로 결선이 되었는지 확인이 불가능하게 된다. 즉, 수배전반과 저압 분전반 사이의 전력계통 내의 회로 결선 확인은 도통 시험으로 저항을 측정하는 멀티미터로 저항을 계측하는 방법이 사용되고 있으나, 이러한 방식은 활선 상태에서는 측정이 불가능하고, 거리가 멀 경우에 측정에 어려움이 따르는 문제점이 있었다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 수배전반 혹은 저압 분전반을 포함하는 배전설비의 차단기 측에서 계측 장비를 통해 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하고, 저압 분전반 혹은 부하설비 측에서 부하 계측 장비를 통해 부하 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하며, 클라우드 서버에서 계측 장비를 통해 전송받은 전압 및 전류 파형과 부하 계측 장비를 통해 전송받은 부하 전압 및 전류 파형을 비교 분석하여 해당 배선의 회로 결선 상태를 도통 또는 단선으로 판정 처리할 수 있도록 구성함으로써, 배전설비와 부하설비 사이에 연결되는 회로 결선의 배선의 거리에 제한 없이 활선 상태에서 회로 결선의 배선 상태를 확인할 수 있도록 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 부하설비 측에 연결 접속되어, 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있는 가변 부하를 해당하는 회로 결선의 배선에 공급하는 부하기 전류 패턴 발생기를 더 포함하여 구성함으로써, 배전설비의 차단기와 부하설비 사이의 전력계통의 회로 결선의 배선이 분기되고, 분기된 배선에 연결 접속되는 부하설비가 동일 유형의 전류 파형을 갖는 분석 불가의 경우에도 배선 회로 결선의 상태 확인이 가능하도록 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 계측 장비와 부하 계측 장비가 클라우드 서버를 통해 네트워크로 연결 구성됨으로써, 활선 상태에서 배전설비와 부하설비 사이에 연결되는 회로 결선의 배선의 도통 또는 단락의 상태를 원격으로 계측하여 쉽게 확인할 수 있도록 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템은,
활선 상태의 배선 확인 시스템으로서,
배전설비와 부하설비간에 배선이 연결된 결선 상태에서, 상기 배전설비 측에 연결 접속되어, 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하여 클라우드 서버로 전송하는 계측 장비;
상기 부하설비 측에 연결 접속되어, 상기 부하설비에 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하여 클라우드 서버로 전송하는 부하 계측 장비; 및
상기 계측 장비 및 부하 계측 장비와 네트워크로 연결 접속되며, 상기 계측 장비로부터 전송받은 전압 및 전류 파형과 상기 부하 계측 장비로부터 전송받은 부하 전압 및 전류 파형을 비교 분석하여 해당 배선의 회로 결선 상태를 도통 또는 단선으로 판정 처리하는 클라우드 서버를 포함하되,
상기 배선 확인 시스템은,
상기 부하설비 측에 연결 접속되어, 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있도록 가변 부하를 해당하는 회로 결선의 배선에 공급하기 위한 부하기 전류 패턴 발생기를 더 포함하여 구성하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 클라우드 서버는,
상기 해당 배선의 회로 결선 상태를 판정하기 위한 도통 판별 알고리즘을 포함하되, 전류 실효치(Root Mean Square; RMS) 값을 이용하는 판별하는 방식, 또는 실제 전류의 파형을 비교하는 방법 중 하나를 사용할 수 있다.
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더욱 바람직하게는, 상기 부하기 전류 패턴 발생기는,
상기 배전설비의 차단기와 부하설비 사이의 전력계통의 회로 결선의 배선이 분기되고, 분기된 배선에 연결 접속되는 부하설비가 동일 유형의 전류 파형을 갖는 경우에도 배선 회로 결선의 상태 확인이 가능하도록 기능할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 부하기 전류 패턴 발생기는,
미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있는 가변 부하를 공급하되, 상기 가변 부하에 의해서 특정 시퀀스 n개가 설정되고, 설정된 n개의 특정 시퀀스의 전류 파형 패턴이 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 조합 상태로 공급되도록 할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 부하기 전류 패턴 발생기는,
상기 계측 장비에 미리 통합 구성되어, 상기 계측 장비에서 상기 부하기 전류 패턴 발생기의 시작 및 종료(start/end)를 제어하거나, 또는 상기 클라우드 서버와 네트워크로 연결 접속되어 상기 클라우드 서버를 통해 상기 부하기 전류 패턴 발생기의 시작 및 종료(start/end)를 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 계측 장비는,
상기 배전설비의 차단기 측에 연결 접속되어 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하기 위한 센서부;
상기 센서부를 통해 계측된 전력의 전압 및 전류 파형을 네트워크를 매개로 상기 클라우드 서버로 전송하기 위한 통신부; 및
상기 센서부의 계측된 전압 및 전류 파형을 상기 통신부를 통해 상기 클라우드 서버로의 전송을 제어하는 제어부를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 계측 장비는,
상기 통신부를 통해 상기 부하설비 측에 설치되는 부하 계측 장비와 통신하도록 더 연결 접속되고, 상기 제어부에서 상기 부하 계측 장비로부터 계측한 부하 전압 및 전류 파형을 수신하여 전력계통 내의 회로 결선의 배선 상태를 판정할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 부하 계측 장비는,
상기 부하설비에 사용되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하기 위한 부하 센서부; 및
상기 부하 센서부를 통해 계측된 부하 전력의 전압 및 전류 파형을 네트워크를 매개로 상기 클라우드 서버로 전송하기 위한 부하 통신부를 포함하되,
상기 부하 통신부는,
상기 계측 장비의 통신부와 네트워크로 더 연결 접속되는 경우, 상기 부하 계측 장비는 상기 계측 장비에서 제공되는 전압 및 전류 파형의 비교 연산을 통해 바로 배선의 도통 여부를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 활선 상태의 배선 확인 시스템에 따르면, 수배전반 혹은 저압 분전반을 포함하는 배전설비의 차단기 측에서 계측 장비를 통해 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하고, 저압 분전반 혹은 부하설비 측에서 부하 계측 장비를 통해 부하 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하며, 클라우드 서버에서 계측 장비를 통해 전송받은 전압 및 전류 파형과 부하 계측 장비를 통해 전송받은 부하 전압 및 전류 파형을 비교 분석하여 해당 배선의 회로 결선 상태를 도통 또는 단선으로 판정 처리할 수 있도록 구성함으로써, 배전설비와 부하설비 사이에 연결되는 회로 결선의 배선의 거리에 제한 없이 활선 상태에서 회로 결선의 배선 상태를 확인할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 부하설비 측에 연결 접속되어, 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있는 가변 부하를 해당하는 회로 결선의 배선에 공급하는 부하기 전류 패턴 발생기를 더 포함하여 구성함으로써, 배전설비의 차단기와 부하설비 사이의 전력계통의 회로 결선의 배선이 분기되고, 분기된 배선에 연결 접속되는 부하설비가 동일 유형의 전류 파형을 갖는 분석 불가의 경우에도 배선 회로 결선의 상태 확인이 가능하도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 계측 장비와 부하 계측 장비가 클라우드 서버를 통해 네트워크로 연결 구성됨으로써, 활선 상태에서 배전설비와 부하설비 사이에 연결되는 회로 결선의 배선의 도통 또는 단락의 상태를 원격으로 계측하여 쉽게 확인할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템이 적용되는 배전설비와 부하설비 간의 배선 결선의 개략적인 계층 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템에 적용되는 계측 장비의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템에 적용되는 부하 계측 장비의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템의 구현 일례의 구성을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템이 적용되는 배전설비와 부하설비 간의 배선 결선의 개략적인 계층 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템에 적용되는 계측 장비의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템에 적용되는 부하 계측 장비의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템의 구현 일례의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템(100)은, 계측 장비(120), 부하 계측 장비(130), 및 클라우드 서버(140)를 포함하여 구성될 수 있으며, 부하기 전류 패턴 발생기(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 배전설비(101)와 부하설비(102)간에 배선(103)이 연결된 결선 상태, 즉 회로 결선의 배선에 대한 결선 상태를 활선 상태에서 확인할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 특히, 본 발명은 수배전반과 저압 분전반 및 부하설비 간의 배선의 결선 중, 특정 구성의 배선 구간에 한정하는 것은 아니며, 화선 상태에서 배선의 결선 상태를 확인할 수 있는 방법을 제공하는 시스템으로 이해될 수 있다.
계측 장비(120)는, 배전설비(101)와 부하설비(102)간에 배선(103)이 연결된 결선 상태에서, 배전설비(101) 측에 연결 접속되어, 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하는 전력계측 장치의 구성이다. 이러한 계측 장비(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 배전설비(101)의 차단기 측에 연결 접속되어 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하기 위한 센서부(121)와, 센서부(121)를 통해 계측된 전력의 전압 및 전류 파형을 네트워크를 매개로 클라우드 서버(140)로 전송하기 위한 통신부(122)와, 센서부(121)의 계측된 전압 및 전류 파형을 통신부(122)를 통해 클라우드 서버(140)로의 전송을 제어하는 제어부(123)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 계측 장비(120)는 통신부(122)를 통해 부하설비(102) 측에 설치되는 부하 계측 장비(130)와 통신하도록 더 연결 접속되고, 제어부(123)에서 부하 계측 장비(130)로부터 계측한 부하 전압 및 전류 파형을 수신하여 전력계통 내의 회로 결선의 배선 상태를 판정할 수도 있다.
부하 계측 장비(130)는, 부하설비(102) 측에 연결 접속되어, 부하설비(102)에 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하는 전력계측 장치의 구성이다. 이러한 부하 계측 장비(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 부하설비(102)에 사용되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하기 위한 부하 센서부(131)와, 부하 센서부(131)를 통해 계측된 부하 전력의 전압 및 전류 파형을 네트워크를 매개로 클라우드 서버(140)로 전송하기 위한 부하 통신부(132)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 부하 통신부(132)는 계측 장비(120)의 통신부(122)와 네트워크로 더 연결 접속되는 경우, 부하 계측 장비(130)는 계측 장비(120)에서 제공되는 전압 및 전류 파형의 비교 연산을 통해 바로 배선(103)의 도통 여부를 확인할 수도 있다. 즉, 부하 계측 장비(130)는 계측 장비(120)와 같은 제어부(미도시)의 구성을 더 포함할 수 있으며, 계측 장비(120)와 같이 전류 파형 분석을 수행할 수도 있다. 이러한 부하 계측 장비(130)는 부하설비(102) 각각에 복수로 설치하여 구성될 수 있다. 한편, 계측 장비(130)와 부하 계측 장비(140)에서 전류 이외에도 전압을 계측하여 제공하는 이유는, 전압은 전류 패턴의 동기화 기준이 전압을 기준으로 분석되기 때문에 전압의 계측이 필요하게 된다.
클라우드 서버(140)는, 계측 장비(120) 및 부하 계측 장비(130)와 네트워크로 연결 접속되며, 계측 장비(120)로부터 전송받은 전압 및 전류 파형과 부하 계측 장비(130)로부터 전송받은 부하 전압 및 전류 파형을 비교 분석하여 해당 배선(103)의 회로 결선 상태를 도통 또는 단선으로 판정 처리하는 서버의 구성이다. 이러한 클라우드 서버(140)는 네트워크를 매개로 계측 장비(120)와 부하 계측 장비(130)와 연결 접속되어, 계측된 전압 및 전류 파형 데이터를 전송받아 비교 분석의 계산 연산 처리를 통해 배선(103)의 회로 결선 상태를 판단하게 된다. 여기서, 클라우드 서버(140)는 계측 장비(120)의 전압 및 전류 파형과 부하 계측 장비(130)의 부하 전력의 전압 및 전류 파형을 비교 분석한 후, 그 파형 분석 결과의 상관도가 높으면 해당 배선(103)의 회로 결선 상태가 연결된 도통 상태로 판정하고, 상관도가 낮으면 해당 배선(103)의 회로 결선 상태가 단선된 상태로 판정하게 된다. 즉, 파형 분석 결과의 상관도의 높고 낮음은, 계측 장비(120)의 계측된 전압 및 전류 파형과 부하 계측 장비(130)의 부하 전력의 전압 및 전류 파형의 패턴의 동일성 판단으로 이해될 수 있다. 또한, 클라우드 서버(140)는 계측장비 사이의 시간 동기화를 위해 시간 동기화를 수행하되, 시간 동기화가 어려울 경우에는 전압 phase를 가지고 일부 시간 보정이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 클라우드 서버(140)는 해당 배선(103)의 회로 결선 상태를 판정하기 위한 도통 판별 알고리즘을 포함하되, 전류 실효치(Root Mean Square; RMS) 값을 이용하는 판별하는 방식, 또는 실제 전류의 파형을 비교하는 방법 중 하나를 사용할 수 있다. 이하에서는, 클라우드 서버(140)에서의 도통 판별 알고리즘의 실시예의 구현 방법을 일례를 들어 설명하기로 한다. 먼저, 전류 실효치 값을 이용하여 도통 상태를 판별하는 방법은, 일반적인 전류 미터기들을 사용하는 방법으로 전압의 도움 없이 대략의 전류 패턴을 비교할 수 있다. 이 경우에는 RMS를 구하는 시간의 정밀도가 중요한데, 예를 들어 용접 전류 혹은 프레스기와 같이 전류 사용 시간이 매우 짧은 경우에는 시간 분해능이 짧은 것이 좋다. 예를 들어, 용접 전류의 경우에는 0.3초, 프레스기의 경우에는 3초 정도 전류가 흘렀다가 안 흐르는 형태일 수 있다. 다만, 전력량계 혹은 전류 미터기들이 빠른 응답속도를 갖지 않으므로 계측 장비에서는 이런 분해능을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 실제 전류의 sine파를 비교하는 방법은 더 정밀한 방법으로 볼 수 있으며, 특히, 전압 파형(배전반과 부하 간의 전압은 동일하다고 가정)을 기준으로 전류 sine파의 위상까지 포함해서 전류를 비교할 수 있으므로 정밀한 판별이 가능하게 된다. 일례로서, 배전반 측에서 전류 사용 패턴은 차단기 한 개에 연결되어 있는 부하의 합으로 나타낼 수 있다. 즉, 전류 패턴의 확인 방법은, 먼저 배전반단의 차단기에서 계측장비(120)의 차단기 출력에 물려 있다고 보고, 계측 장비(120)에서의 전류 RMS 값을 정해진 시간 동안 계측(예를 들어 30초)한다. 이어, 부하 계측장비(130)에서의 전류 RMS 값을 역시 정해진 시간 동안 계측(예를 들어 30초)한다. 다음, 계측 장비(120)의 전류 패턴과 부하 계측 장치(130)의 전류 패턴의 상관관계를 분석한다. 이때, 상관관계를 분석하기 위해서는 정해진 계측 장비(120)와 부하 계측 장치(130)에서 수집된 데이터의 시간 정보가 필요하며, 계측 오차 및 전송 지연을 고려해서 두 파형의 convolution 혹은 cross correlation을 취해 계산하게 된다. 여기서, convolution 혹은 cross correlation 값을 이용하여 도통을 판별하기 위한 threshold를 정하고, 이를 도통의 판별로 사용할 수 있게 된다. 이러한 도통 알고리즘의 신뢰도를 높이기 위해서는 위에 기술한 과정을 여러 번 수행해서 계속 동일한 결과가 나올 때 도통으로 판별할 수 있게 된다. 즉, 정상적인 상황이라면, 다른 부하와 correlation이 0(부하들 끼리 독립적)이 되기 때문에 위의 과정들을 통해서 걸러지게 된다. 여기서, 하나의 차단기에 달린 부하의 correlation을 극단적으로 없애기 위해서 전류 패턴 발생기를 사용하게 되며, 전류 패턴 발생기의 패턴이 무작위적이면 무작위적일수록 다른 부하와 correlation이 없어지므로, 신뢰도가 높아지게 된다. 한편, 도통 판별 알고리즘은 앞서 설명한 바와 같이, 클라우드 서버(140)에 설치되어 운용됨이 바람직하나, 이에 제한을 두지는 않으며, 계측 장비(120)에 설치되어 운용될 수도 있다. 여기서, 도통 판별 알고리즘은 클라우드 서버(140) 혹은 계측 장비(120)에 Embedded로 구성되도록 할 수도 있다.
부하기 전류 패턴 발생기(150)는, 부하설비(102) 측에 연결 접속되어, 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있도록 가변 부하를 해당하는 회로 결선의 배선(103)에 공급하기 위한 장치의 구성이다. 이러한 부하기 전류 패턴 발생기(150)는 배전설비(101)의 차단기와 부하설비(102) 사이의 전력계통의 회로 결선의 배선(103)이 분기되고, 분기된 배선(103)에 연결 접속되는 부하설비(102)가 동일 유형의 전류 파형을 갖는 경우에도 배선 회로 결선의 상태 확인이 가능하도록 기능을 하게 된다. 여기서, 가변 부하는 예를 들면, 220V 혹은 380V에 저항을 1옴, 2옴, 4옴으로 1초마다 한 번씩 가변 부하를 변경하여 인가하면, 전류가 220A, 110A, 55A와 같이 전류 패턴이 생성될 수 있도록 한다. 즉, 부하기 전류 패턴 발생기(150)에서 배선(103)에 공급하는 가변 부하는 저항의 가변으로 이해될 수 있다.
또한, 부하기 전류 패턴 발생기(150)는 미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있는 가변 부하를 공급하되, 가변 부하에 의해서 특정 시퀀스 n개가 설정되고, 설정된 n개의 특정 시퀀스의 전류 파형 패턴이 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 조합 상태로 공급되도록 할 수 있다. 이러한 부하기 전류 패턴 발생기(150)는 계측 장비(120)에 미리 통합 구성되어, 계측 장비(120)에서 부하기 전류 패턴 발생기(150)의 시작 및 종료(start/end)를 제어하거나, 또는 클라우드 서버(140)와 네트워크로 연결 접속되어 클라우드 서버(140)를 통해 부하기 전류 패턴 발생기(150)의 시작 및 종료(start/end)를 제어될 수 있다. 즉, 부하기 전류 패턴 발생기(150)는 특정 시퀀스의 전류 파형 패턴이 기존 부하와 상이한 패턴으로, 다양한 전류 파형 패턴으로 미리 설정되는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 특정 시퀀스 n개를 이용한 다양한 조합으로 미리 설정하여 차례로 패턴을 발생시킨 후 모든 패턴이 일치될 때 도통 상태로 인정되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 활선 상태의 배선 확인 시스템은, 수배전반 혹은 저압 분전반을 포함하는 배전설비의 차단기 측에서 계측 장비를 통해 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하고, 저압 분전반 혹은 부하설비 측에서 부하 계측 장비를 통해 부하 전압 및 전류 파형을 계측하여 전송하며, 클라우드 서버에서 계측 장비를 통해 전송받은 전압 및 전류 파형과 부하 계측 장비를 통해 전송받은 부하 전압 및 전류 파형을 비교 분석하여 해당 배선의 회로 결선 상태를 도통 또는 단선으로 판정 처리할 수 있도록 구성함으로써, 배전설비와 부하설비 사이에 연결되는 회로 결선의 배선의 거리에 제한 없이 활선 상태에서 회로 결선의 배선 상태를 확인할 수 있도록 할 수 있게 된다. 특히, 부하설비 측에 연결 접속되어, 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있는 가변 부하를 해당하는 회로 결선의 배선에 공급하는 부하기 전류 패턴 발생기를 더 포함하여 구성함으로써, 배전설비의 차단기와 부하설비 사이의 전력계통의 회로 결선의 배선이 분기되고, 분기된 배선에 연결 접속되는 부하설비가 동일 유형의 전류 파형을 갖는 분석 불가의 경우에도 배선 회로 결선의 상태 확인이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 계측 장비와 부하 계측 장비가 클라우드 서버를 통해 네트워크로 연결 구성됨으로써, 활선 상태에서 배전설비와 부하설비 사이에 연결되는 회로 결선의 배선의 도통 또는 단락의 상태를 원격으로 계측하여 쉽게 확인할 수 있도록 할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 배선 확인 시스템
101: 배전설비
102: 부하설비(부하)
103: 배선
120: 계측 장비
121: 센서부
122: 통신부
123: 제어부
130: 부하 계측 장비
131: 부하 센서부
132: 부하 통신부
140: 클라우드 서버
150: 부하기 전류 패턴 발생기

Claims (9)

  1. 활선 상태의 배선 확인 시스템(100)으로서,
    배전설비(101)와 부하설비(102)간에 배선(103)이 연결된 결선 상태에서, 상기 배전설비(101) 측에 연결 접속되어, 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하여 클라우드 서버(140)로 전송하는 계측 장비(120);
    상기 부하설비(102) 측에 연결 접속되어, 상기 부하설비(102)에 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하여 클라우드 서버(140)로 전송하는 부하 계측 장비(130); 및
    상기 계측 장비(120) 및 부하 계측 장비(130)와 네트워크로 연결 접속되며, 상기 계측 장비(120)로부터 전송받은 전압 및 전류 파형과 상기 부하 계측 장비(130)로부터 전송받은 부하 전압 및 전류 파형을 비교 분석하여 해당 배선(103)의 회로 결선 상태를 도통 또는 단선으로 판정 처리하는 클라우드 서버(140)를 포함하되,
    상기 배선 확인 시스템(100)은,
    상기 부하설비(102) 측에 연결 접속되어, 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있도록 가변 부하를 해당하는 회로 결선의 배선(103)에 공급하기 위한 부하기 전류 패턴 발생기(150)를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 클라우드 서버(140)는,
    상기 해당 배선(103)의 회로 결선 상태를 판정하기 위한 도통 판별 알고리즘을 포함하되, 전류 실효치(Root Mean Square; RMS) 값을 이용하는 판별하는 방식, 또는 실제 전류의 파형을 비교하는 방법 중 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 부하기 전류 패턴 발생기(150)는,
    상기 배전설비(101)의 차단기와 부하설비(102) 사이의 전력계통의 회로 결선의 배선(103)이 분기되고, 분기된 배선(103)에 연결 접속되는 부하설비(102)가 동일 유형의 전류 파형을 갖는 경우에도 배선 회로 결선의 상태 확인이 가능하도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부하기 전류 패턴 발생기(150)는,
    미리 설정된 특정 시퀀스(sequence)의 전류 파형 패턴이 생성될 수 있는 가변 부하를 공급하되, 상기 가변 부하에 의해서 특정 시퀀스 n개가 설정되고, 설정된 n개의 특정 시퀀스의 전류 파형 패턴이 기존 부하의 전류 파형의 패턴과 상이한 조합 상태로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 부하기 전류 패턴 발생기(150)는,
    상기 계측 장비(120)에 미리 통합 구성되어, 상기 계측 장비(120)에서 상기 부하기 전류 패턴 발생기(150)의 시작 및 종료(start/end)를 제어하거나, 또는 상기 클라우드 서버(140)와 네트워크로 연결 접속되어 상기 클라우드 서버(140)를 통해 상기 부하기 전류 패턴 발생기(150)의 시작 및 종료(start/end)를 제어하는 것을 특징으로 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계측 장비(120)는,
    상기 배전설비(101)의 차단기 측에 연결 접속되어 공급되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하기 위한 센서부(121);
    상기 센서부(121)를 통해 계측된 전력의 전압 및 전류 파형을 네트워크를 매개로 상기 클라우드 서버(140)로 전송하기 위한 통신부(122); 및
    상기 센서부(121)의 계측된 전압 및 전류 파형을 상기 통신부(122)를 통해 상기 클라우드 서버(140)로의 전송을 제어하는 제어부(123)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 계측 장비(120)는,
    상기 통신부(122)를 통해 상기 부하설비(102) 측에 설치되는 부하 계측 장비(130)와 통신하도록 더 연결 접속되고, 상기 제어부(123)에서 상기 부하 계측 장비(130)로부터 계측한 부하 전압 및 전류 파형을 수신하여 전력계통 내의 회로 결선의 배선 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 부하 계측 장비(130)는,
    상기 부하설비(102)에 사용되는 전력의 전압 및 전류 파형을 계측하기 위한 부하 센서부(131); 및
    상기 부하 센서부(131)를 통해 계측된 부하 전력의 전압 및 전류 파형을 네트워크를 매개로 상기 클라우드 서버(140)로 전송하기 위한 부하 통신부(132)를 포함하되,
    상기 부하 통신부(132)는,
    상기 계측 장비(120)의 통신부(122)와 네트워크로 더 연결 접속되는 경우, 상기 부하 계측 장비(130)는 상기 계측 장비(120)에서 제공되는 전압 및 전류 파형의 비교 연산을 통해 바로 배선(103)의 도통 여부를 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 활선 상태의 배선 확인 시스템.
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