KR101915041B1 - 배전선로 전선분기 접속 커넥터 - Google Patents
배전선로 전선분기 접속 커넥터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 배전선로 전선분기 접속 커넥터는, 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 그루핑 되어 각각 설치된 제1 접속 커넥터 내지 제N(N은 2이상 자연수) 접속 커넥터가 관리되는 접속 커넥터 부를 구비하며, 상기 접속 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 접속 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 접속 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부의 배전시설물 통합관리 서버로 실시간 전송하는 접속 커넥터 상태 감지부를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.
Description
본 발명은 배전선로 전선분기 접속 커넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 그루핑 되어 각각 설치된 제1 접속 커넥터 내지 제N(N은 2이상 자연수) 접속 커넥터가 관리되는 접속 커넥터 부를 구비하며, 상기 접속 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 접속 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 접속 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부의 배전시설물 통합관리 서버로 실시간 전송하는 접속 커넥터 상태 감지부를 포함하는, 배전선로 전선분기 접속 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.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 그루핑 되어 각각 설치된 제1 접속 커넥터 내지 제N(N은 2이상 자연수) 접속 커넥터가 관리되는 접속 커넥터 부를 구비하며, 상기 접속 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 접속 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 접속 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부의 배전시설물 통합관리 서버로 실시간 전송하는 접속 커넥터 상태 감지부를 포함하는, 배전선로 전선분기 접속 커넥터를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 배전선로 전선분기 접속 커넥터는, 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 그루핑 되어 각각 설치된 제1 접속 커넥터 내지 제N(N은 2이상 자연수) 접속 커넥터가 관리되는 접속 커넥터 부를 구비하며, 상기 접속 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 접속 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 접속 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부의 배전시설물 통합관리 서버로 실시간 전송하는 접속 커넥터 상태 감지부를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 각각 설치된 접속 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 배전선로 전선분기 접속 커넥터의 상태 및 관리장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로, 제1 접속 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로, 제2 접속 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 접속 커넥터 상태 감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로, 압력 감지 장치의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로, 제1 접속 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로, 제2 접속 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 접속 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 배전선로 전선분기 접속 커넥터의 상태 및 관리장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배전선로 전선분기 접속 커넥터의 상태 및 관리장치(1000)는 접속 커넥터 그룹(100), 접속 커넥터 상태 감지부(200) 및 배전시설물 통합 관리서버(300)를 포함한다.
접속 커넥터 그룹(100)은 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N)를 포함하며(N은 2이상의 자연수), 이 경우 접속 커넥터는 지중 또는 지상 배전선들의 연결을 위한 용도로 사용되는데, 이를테면 제1 접속 커넥터(100-1)는 배전선로의 누전 방지형 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.
접속 커넥터 상태 감지부(200)는 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N)의 몸체에 부착되거나 또는 이들과 이격된 위치에 설치된 각종 사물인터넷(IOT) 기반 센서들을 이용하여 접속 커넥터의 각종 상태들을 감지하고, 감지한 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 배전시설물 통합 관리서버(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 배전시설물 통합 관리서버(300)는 상기 접속 커넥터 상태 감지부(200)로 전송된 각종 접속 커넥터의 각종 상태 정보를 분석하여, 접속 커넥터의 이상 여부를 감지하고, 이상이 발생하였다고 판단된 경우 이상이 발생된 접속 커넥터의 고유 ID정보, 위치 정보, 이상원인, 복구 가이드 정보 등을 해당 관리자 단말(미도시)로 제공하여 신속한 유지 보수 업무를 수행할 수 있도록 해준다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로, 제1 접속 커넥터의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 제1 접속 커넥터(100-1)는 배전반 내의 배전선로의 누전 방지형 커넥터로서, 전원을 생성하는 발전부와 연결되는 전력라인(L)과, 전기장치와 연결되는 전력라인(L')을 이어주는 제1 접속 커넥터(100-1)의 주요 몸통에 해당하는 전원 차단기구(미도시)와, 전원 차단기구(미도시)에 설치되는 구동 모터(미도시)와, 구동 모터(미도시)에 전원을 공급하는 전원공급부(미도시), 전력라인(L') 상의 누전을 감지하는 누전감지센서(미도시)와, 구동모터(미도시) 및 누전감지센서(미도시)와 전기적으로 연결되는 제어유닛(미도시)과, 제어유닛(미도시)을 작동 제어하는 입력유닛(미도시)과, 제어유닛(미도시)에 의해 작동제어 되는 출력유닛(700)을 포함한다.
이 경우 전원 차단기구(미도시)는, 절연재질의 보호케이스(10f)와, 상호 대향되도록 보호케이스(10f)의 상하부에 이동가능하게 설치되는 전도체 재질의 제1, 제2 연결대(20f, 20'f)와, 상기 제1, 제2 연결대(20f, 20'f) 사이에 설치되는 차단부재(30f)를 포함한다.
상기 보호케이스(10f)는, 내부가 빈 원기둥 형상의 차단부재수용부(11f)와, 내부가 빈 원기둥 형상을 가지며 차단 부재수용부(11f)의 상부에 형성되는 제1 이동체수용부(12f)와, 내부가 빈 원기둥 형상을 가지며 제1 이동체수용부(12f)에 대향되도록 차단부재 수용부(11f)의 하부에 형성되는 제2 이동체수용부(13f)를 포함한다.
상기 차단부재 수용부(11f)는 차단부재(30f)의 원활한 회전을 위해 내부가 라운드 지며, 내부 상하부가 개구된다.
이때 제1 이동체수용부(12f)는 차단부재 수용부(11f)의 내부와 연통되도록 하부가 개구되며, 제2 이동체수용부(13f)는 차단부재 수용부(11f)의 내부와 연통되도록 상부가 개구된다.
상기 제1 연결대(20f)는 보호케이스(10f)의 제1 이동체수용부(12f)에 상하 이동가능하게 내설되는 제1 이동체(21f)와, 제1 이동체(21f)의 상부에 연결되어 보호케이스(10f)의 상부를 관통하여 외부로 노출되되 노출된 선단이 체결부재(B)를 매개로 전력라인(L)과 연결되는 제1 로드(22f)로 이루어진다.
이때, 상기 제1 이동체(21f)는 제1 이동체수용부(12f)에 내설된 스프링(S)에 의해 하방으로 탄발지지 된다.
한편, 계절에 따라 온도가 변함에 따라, 상기 전력라인(L)은 늘어나거나 줄어들게 되는데, 스프링(S)이 제1 이동체(21f)를 하방으로 탄발지지하고 있어, 제1이동체(21f)와 차단부재(30f) 사이에 이격이 발생되지 않게 되고, 따라서 제1 이동체(21f)와 차단부재(30f)의 접촉이 항상 기밀하게 이루어진다.
한편, 상기 제1 이동체(21f)의 하단은 차단부재(30f)와의 용이한 밀착을 위해 상방을 향해 라운드 진다.
상기 제2 연결대(20'f)는 보호케이스(10f)의 제2 이동체수용부(13f)에 상하 이동가능하게 내설되는 제2 이동체(21'f)와, 상기 제2 이동체(21'f)의 상부에 연결되어 보호케이스(10f)의 상부를 관통하여 외부로 노출되되 노출된 선단이 체결부재(B)를 매개로 전력라인(L')과 연결되는 제2 로드(22'f)로 이루어진다.
이때, 상기 제2 이동체(21'f)는 제2 이동체수용부(13f)에 내설된 스프링(S')에 의해 하방으로 탄발지지 된다.
한편, 계절에 따라 온도가 변함에 따라, 상기 전력라인(L')은 늘어나거나 줄어들게 되는데, 스프링(S')이 제1 이동체(21f)를 하방으로 탄발지지하고 있어, 제2이동체(21'f)와 차단부재(30f) 사이에 이격이 발생되지 않게 되고, 따라서 제2 이동체(21'f)와 차단부재(30f)의 접촉이 항상 기밀하게 이루어진다.
한편, 상기 제2 이동체(21'f)의 하단은 차단부재(30f)와의 용이한 밀착을 위해 하방을 향해 라운드 진다.
상기 차단부재(30f)는 원기둥 형상으로, 라운드 진 면에 형성되어 제1, 제2연결대(20f, 20'f)의 제1, 제2 이동체(21f, 21'f)와 맞닿는 도전체 재질의 도전부(31f)와, 상기 도전부(31f)와 이웃되게 배치되는 절연재질의 절연부(32f)를 갖추고서, 보호케이스(10f)의 차단부재 수용부(11f)에 회전가능하게 설치된다.
상기 구동모터(미도시)는 플랜지를 매개로 차단부재 수용부(11f)의 외면에 고정되며, 이때, 구동모터(미도시)의 구동축(210f)이 절연재질의 피복(P)에 감싸진다.
상기 전원공급부(미도시)는 구동모터(미도시)에 전원공급을 위한 것으로, 충전 배터리가 사용될 수도 있고, 전력을 분배하는 배전반이 될 수도 있다. 이때, 전원공급부(미도시)의 설치위치는 한정되지 않는다.
상기 누전감지센서(미도시)는, 전력라인(L') 상의 전기적 특성값의 변화를 측정하여, 특성값에 따른 신호를 제어유닛(미도시)에 송출한다. 이때, 누전감지센서(미도시)는 전류계 또는 전압계와 같이 전류값 또는 전압값을 측정할 수있는 것이면 어떤 것이든 무방하며, 또한, 누전감지센서(미도시)의 설치 위치는 전기적 특성값을 측정할 수 있는 위치면 어느 위치든 무방하다.
상기 제어유닛(미도시)은, 누전감지센서(미도시)의 신호에 따라 구동모터(미도시)를 작동제어 한다. 즉, 누전감지센서(미도시)로부터 누전신호가 입력되면, 구동모터(미도시)를 동작하여, 구동모터(미도시)의 구동축(210f)이 차단부재(30f)를회전 시키도록 한다.
이때, 상기 구동모터(미도시)는, 차단부재(30f)의 절연부(32f)가 제1, 제2 이동체(21f, 21'f)와 맞닿을 정도만 차단부재(30f)를 회전시킨다.
상기 입력유닛(미도시)은 제어유닛(미도시)을 작동제어하기 위한 것으로, 제어유닛(미도시)이 구동모터(미도시) 또는 누전 감지센서(미도시)를 작동 제어할 수 있도록 제어유닛(미도시)에 신호를 입력한다.
상기 출력유닛(미도시)은, 통상의 디스플레이장치로 제어유닛(미도시)에 의해 작동 제어되어, 누전상태 및 입력유닛(미도시)의 조작상태를 외부로 출력한다.
한편, 상기 제어유닛(미도시), 입력유닛(미도시), 출력유닛(미도시)의 설치위치는 한정될 필요가 없다.
이로써 본 발명에 따른 배전선로의 누전 방지형 커넥터는, 단자와 단자가 연결되는 부분이 보호케이스(10f)에 감싸져 있어 고전압으로 인한 방폭의 위험이 없고, 누전이 발생하였을 경우 전력공급을 신속하게 차단하여 불필요한 전력낭비가 없으며, 전력의 차단장비가 자동화 되어 있어 사용이 편리한 기술적 장점을 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로, 제2 접속 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 접속 커넥터 상태 감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 접속 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 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 온도 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N) 내부에 포설된 지중 배전선(L)의 동작 온도를 감지한다.
압력 감지부(212)는 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 압력 센서를 이용하여 상기 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 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 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 누설전류 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 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 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 침수 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 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 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 위치감지 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N) 내부에 포설된 지중 배전선(L)들의 배열 위치를 감지하고, 감지된 배열 위치 상태 정보를 외부의 배전시설물 통합 관리서버(300)로 전송하여 상기 배전시설물 통합 관리서버(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 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 커넥터(100-N)의 몸체에 부착된 열선(미도시)에 전력을 공급하여 특정한 온도로 상승하도록 가열해 줌으로써, 겨울철에 제1 접속 커넥터(100-1) ~ 제N 접속 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 서술하였지만 이는 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 : 접속 커넥터 그룹
100-1 ~ 100-N : 제1 접속 커넥터 ~ 제N 접속 커넥터
200 : 접속 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 : 배전시설물 통합 관리서버
100-1 ~ 100-N : 제1 접속 커넥터 ~ 제N 접속 커넥터
200 : 접속 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 : 배전시설물 통합 관리서버
Claims (3)
- 지하 또는 지상에 포설된 배전선들의 상호 접속 및 외부의 환경으로부터 상기 배전선들을 보호하기 위해 그루핑 되어 각각 설치된 제1 접속 커넥터 내지 제N(N은 2이상 자연수) 접속 커넥터가 관리되는 접속 커넥터 부를 구비하며, 상기 접속 커넥터의 몸체에 부착되거나 또는 상기 접속 커넥터의 몸체와 이격되어 설치되어 상기 접속 커넥터의 외부 및 내부 상태를 각각 감지하고, 감지된 상태 데이터들을 사물지능 통신을 통해 외부의 배전시설물 통합관리 서버로 실시간 전송하는 접속 커넥터 상태 감지부를 포함하며,
상기 접속 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;
사물인터넷(IoT) 기반 네트워크를 통해 외부와 통신을 구현하기 위한 인터페이스를 제공하는 통신부; 및
상기 제1 접속 커넥터 내지 상기 제N(N은 2이상 자연수) 접속 커넥터의 몸체에 부착된 열선에 전력을 공급하여 특정한 온도로 상승하도록 가열하는 히팅 조절부를 포함하고,
상기 나노와이어를 이용한 압력센서는,
단면 및 길이가 나노 크기를 가지고, 와이어 형태로 단결정 구조를 가지는 금속 소재로 이루어진 나노와이어;
상기 나노와이어의 일단부에 결합되며, 인가된 외부의 하중을 상기 나노와이어로 전달하는 입력단;
상기 나노와이어에 압축하중 인가 시 상기 나노와이어가 진동하는지 여부를 센싱하고, 센싱된 신호를 출력하는 센싱부;
상기 입력단에 연결되며, 압축하중에 의해 변형된 나노와이어를 회복시키기 위하여, 상기 나노와이어)의 길이 방향으로 인장하중을 가하는 신장부; 및
상기 센싱부에서 출력된 신호를 수신하고, 수신된 신호에 따라 외부에서 가해진 압력을 측정하는 제어부를 포함하는 배전선로 전선분기 접속 커넥터에 있어서,
상기 제1 접속 커넥터는,
전원을 생성하는 발전부와 연결되는 전력라인과, 전기장치와 연결되는 전력라인을 이어주는 전원 차단기구;
상기 전원 차단기구에 설치되는 구동모터;
상기 구동모터에 전원을 공급하는 전원공급부;
전기장치와 연결되는 전력라인 상의 전기적 특성값의 변화를 측정하여 특성값에 따른 신호를 송출하는 누전감지센서;
상기 구동모터 및 상기 누전감지센서와 전기적으로 연결되는 제어유닛;
상기 제어유닛을 작동 제어하는 입력유닛; 및
상기 제어유닛에 의해 작동 제어되는 출력유닛;을 포함하고,
상기 전원 차단기구는,
내부가 빈 원기둥 형상의 차단부재수용부와, 내부가 빈 원기둥 형상을 가지며 상기 차단부재수용부의 상부와 하부에 각각 구비되어 상기 차단부재수용부와 연통되는 제1, 제2 이동체수용부를 구비한 절연재질의 보호케이스;
상호 대향되어 상기 제1, 제2 이동체수용부에 각각 이동가능하게 설치되어 스프링에 의해 탄발지지되고, 일부는 상기 보호케이스의 외부로 노출되어 발전부와 연결되는 전력라인 및 전기장치와 연결되는 전력라인에 각각 연결되는 전도체 재질의 제1, 제2 연결대; 및
상기 제1, 제2 연결대와 맞닿는 도전체 재질의 도전부와, 상기 도전부와 이웃되게 배치되는 절연재질의 절연부를 갖추고, 상기 제1, 제2 연결대 사이에서 상기 구동모터에 의해 회전되도록 상기 차단부재수용부에 회전 가능하게 설치되는 원기둥 형상의 차단부재;를 포함하며,
상기 제어유닛이 상기 누전감지센서의 신호에 따라 상기 구동모터를 작동제어 하면, 상기 구동모터는 상기 차단부재의 절연부가 상기 제1, 제2 연결대와 맞닿을 정도만 상기 차단부재를 회전시키는 것을 특징으로 하는 배전선로 전선분기 접속 커넥터. - 삭제
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| KR1020180036356A KR101915041B1 (ko) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 배전선로 전선분기 접속 커넥터 |
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| KR1020180036356A KR101915041B1 (ko) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 배전선로 전선분기 접속 커넥터 |
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|---|---|
| KR101915041B1 true KR101915041B1 (ko) | 2018-11-06 |
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ID=64329780
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| KR1020180036356A KR101915041B1 (ko) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 배전선로 전선분기 접속 커넥터 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2018
- 2018-03-29 KR KR1020180036356A patent/KR101915041B1/ko active IP Right Grant
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