KR101928794B1 - 지중 배전선로의 맨홀 배수와 환풍 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중 배전선로의 맨홀 배수와 환풍 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중 배전선로의 맨홀내 배수기능 및 환풍기능이 정상적으로 동작하고 있는지 사람이 일일이 체크하지 않고도 주기적으로 드론을 비행시켜 확인 점검케 함으로써 작동 불량에 따른 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 개선된 지중 배전선로의 맨홀 배수와 환풍 시스템에 관한 것이다.

Description

지중 배전선로의 맨홀 배수와 환풍 시스템{Manhole drainage and ventilation system in underground distribution line}

본 발명은 배전 기술 분야 중 지중 배전선로의 맨홀 배수와 환풍 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중 배전선로의 맨홀내 배수기능 및 환풍기능이 정상적으로 동작하고 있는지 사람이 일일이 체크하지 않고도 주기적으로 드론을 비행시켜 확인 점검케 함으로써 작동 불량에 따른 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 개선된 지중 배전선로의 맨홀 배수와 환풍 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 다양한 전기선이나 통신선 등의 전선은 통상적으로 전주를 이용하여 공중 설치되는 것이 보편적이었다.

그러나, 상기와 같은 전주와 공중의 전선으로 인해 도시 미관을 해치는 문제점으로 인해 지중 매설 형태의 배전선로로 교체 시공하거나 신설 시공하는 추세이다.

종래 지중배전선로 시공법에는 직매식과 관로식, 그리고 전력구식으로 크게 나눌 수 있다.

직매식과 관로식은 전선관의 사용 유무에 따라 다를 뿐 그 시공형태가 유사하다.

이러한 직매식과 관로식은 도 1에 도시된 바와 같이, 케이블 또는 케이블 관로, 중간 접속지점이나 선로가 꺾이는 지점에 사용되는 맨홀(10)은 지하에 매설되고 변압기(T/R,11)와 개폐기(S/W,12)는 지상에 설치하며, 이 기기들이 설치되는 지점에서만 케이블을 지상으로 인출하여 기기에 연결하는 방식이다.

그러나, 상기와 같은 지중배전선로 시공함에 있어서는 직매식 및 관로식은 변압기와 개폐기를 지상에 설치하기 위한 기기로 인해 본래의 지중배전선로의 목적에 반하는 문제점을 갖고 있는 것이다.

즉, 가공배전선로에 대한 지지물이 갖는 문제점과 마찬가지로 시공상의 공간문제(사유지 인근의 경우 민원에 따른 설치 곤란), 미관저해(지상에 설치되는 기기 외함에 그림을 그리거나 낙서 또는 광고물을 부착하게 되므로 개선책으로 외함을 컬러로 도장하는 방법을 시행하기는 하지만 시간이 경과함에 따라 외형이 흉물스럽게 변하기도 하고 쓰레기를 모아놓는 장소로 대부분 이용되어 거대한 쓰레기통으로 보이기도 함), 안전상의 위험(기기에서 발생되는 열 또는 폭발로 인한 보행자 위험 및 우천시 감전사고의 위험과 맨홀 내부의 산소 부족 및 유해가스로 인한 맨홀 내 작업시 작업자 질식 위험), 충돌위험(차량이나 보행자와의 충돌) 등의 많은 문제를 갖고 있는 것이다.

이와 같이 다양한 문제점을 내포하고 있음에도 불구하고 현재의 시공방법 또는 기기의 특성상 이러한 기기(변압기, 개폐기)를 지하에 매설할 수 없는 실정(방수에 대한 완벽시공이 이루어지지 않고 있고 기기에서 발생되는 열을 방출해야 함도 고려되어야 함)이다.

이에 따라, 기기를 슬림화 또는 소형화하는 방법도 강구해 보고, 기기를 외곽지역에 설치하거나 건물 실내 및 옥상(소유주의 임대 승인이 필요함)에 설치하거나, 아예 배전 스테이션이라 하는 기기 집합소를 별도로 구성하기도 하나 불필요한 예산이 추가로 투입되어야 하고 선로의 루프가 우회시공되므로 공사가 어렵고 길어지는 불편함과 더불어 설비의 유지보수가 곤란한 점이 계속하여 발생하므로 근본적인 문제의 해결은 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1596813호(2016.02.17.) '지중배전선로의 맨홀 배수 및 환풍 시스템'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 지중 배전선로의 맨홀내 배수기능 및 환풍기능이 정상적으로 동작하고 있는지 사람이 일일이 체크하지 않고도 주기적으로 드론을 비행시켜 확인 점검케 함으로써 작동 불량에 따른 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 개선된 지중 배전선로의 맨홀 배수와 환풍 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 케이블 맨홀(101)과 개폐기함(100) 및 변압기함(105)을 모두 지중 매설하고, 상기 개폐기함(100) 및 변압기함(105)은 상기 케이블 맨홀(101)을 경유하는 지중 케이블(103)을 통해 서로 접속되게 하고, 내부에 바닥으로부터 상향 이격되어 배수 작용을 하는 격자 형태의 패널의 그레이팅 설치대(104)가 형성되며, 상기 개폐기함(100) 및 변압기함(105)의 내부로 우수가 유입되는 경우 침출수 및 우수가 상기 그레이팅 설치대(104)를 통해 하부의 상부저수공간(110a)과 하부저수공간(110b)으로 모아지게 되고, 상기 상부저수공간(110a)은 상기 그레이팅 설치대(104)에서 떨어진 침출수나 우수가 가속되어 배출되도록 배수부재(110)가 바닥면에 형성되고;
상기 배수부재(110)는 원판형으로 일정 높이의 원형몸체(112)와, 상기 원형몸체(112)의 중심부에 상하 방향으로 관통되어 있는 배수구(114)와, 상기 원형몸체(112)의 가장자리의 둘레 방향을 따라 상기 원형몸체(112)의 상부면(111)의 최하 지점보다 낮은 높이로 단차져 관통되어 있는 도랑(115)과, 상기 배수구(114)를 중심으로 상기 배수구(114)에서 도랑(115)까지 일정 각도로 기울어져 침출수와 우수가 잘 흘러 떨어질 수 있도록 하고, 상기 원형몸체(112)의 상부면(111)은 일측단이 상기 배수구(114)에 연결되고 타측단이 상기 도랑(115)에 연결된 복수의 회전홈(113)이 일정 간격마다 상기 배수구(114)를 중심으로 상기 배수구(114)의 둘레 방향을 따라 방사상으로 형성되고, 상기 복수의 회전홈(113)은 일정 각도로 기울어진 하향 경사진 형태이고, 반시계 방향으로 굽어진 회오리 형태로 형성되며, 상기 하부저수공간(110b)은 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 테이퍼진 형태이고, 하부 형태가 한쪽 면(104a)이 길고, 다른쪽 면(104b)이 짧도록 일측으로 기울어진 형태로 상기 배수구(114)와 상기 도랑(115)에서 떨어지는 침출수나 우수를 한쪽으로 유도하여 유동속도를 높이도록 구성되며;
상기 개폐기함(100) 및 변압기함(105)은 내부 상단에 내부의 유해가스를 지상으로 배출하는 배기장치(120)를 설치하되, 상기 배기장치(120)는 실내공기를 지상으로 배출하는 통로가 되는 환풍덕트(107)와, 상기 환풍덕트(107)에 설치되는 배기송풍기(130)와, 상기 배기송풍기(130)의 내부에 설치되는 팬(139), 상기 팬(139)을 구동하는 전동기(133), 상기 전동기(133)의 회전수(RPM)를 측정하는 RPM 센서(132) 및 상기 RPM 센서(132)에서 측정된 회전수에 관한 신호를 수신하여 상기 전동기(133)에 인가되는 공급전압을 제어하는 제어부(134)를 포함하고, 상기 제어부(134)는 설계상 요구되는 일정한 풍량에 해당하는 상기 전동기(133)의 회전수 및 인가될 공급전압에 관한 데이타가 입력되고, 최초 인가되는 공급전압에 따른 상기 전동기(133)의 회전수에 관한 신호를 상기 RPM 센서(132)로부터 수신하고, 설계상 요구되는 일정한 풍량을 구현하기 위하여 수신된 상기 전동기(133)의 회전수에 해당하는 공급전압을 산출하고, 상기 전동기(133)에 산출된 공급전압을 인가하도록 구성된 지중 배전선로의 맨홀 배수 및 환풍 시스템에 있어서;
상기 개폐기함(100) 내부에는 컨트롤러(400)가 더 설치되며; 상기 컨트롤러(400)는 제어부를 구성하는 맨홀제어기(410)를 포함하고, 상기 맨홀제어기(410)에는 특정신호에 반응하여 무선통신하도록 탑재된 맨홀통신모듈(420)과, 위성으로부터 위치정보를 수신하도록 연결된 GPS수신기(430)와, 팬(139)의 온오프 및 구동여부를 검출하도록 연결된 팬 제어기(440)와, 배수펌프(109)의 온오프 및 구동여부를 검출하도록 연결된 펌프제어기(450)가 포함되며;
상기 컨트롤러(400)가 특정 무선신호에 반응하여 송신한 팬(139) 및 배수펌프(450)의 상태정보 및 맨홀의 위치정보를 수신하는 드론(200) 및 상기 드론(200)과 무선통신하여 팬(139) 및 배수펌프(450)의 상태정보 및 맨홀의 위치정보를 수신하여 관리하는 관리서버(300)를 더 포함하되,
상기 드론(200)은 상기 관리서버(300) 및 컨트롤러(400)와의 통신 제어를 비롯한 기능 구현에 필요한 제어를 위해 드론제어기(210)를 탑재하며, 상기 드론제어기(210)에는 상기 관리서버(300) 하고만 통신할 수 있도록 특정코딩신호를 송신하거나 혹은 상기 컨트롤러(400) 하고만 통신할 수 있는 특정코딩신호를 출력하는 드론통신기(212)와, 맨홀 외부 상황을 촬영하는 카메라(214) 및 상기 드론제어기(210)의 제어신호에 따라 취득한 정보를 저장하는 드론메모리(216)를 구비하고;
상기 관리서버(300)는 메인제어부인 서버제어기(310)를 포함하며, 상기 서버제어기(310)에는 특정신호에 반응하여 상기 드론(200)의 드론통신기(212)와 무선통신이 이루어지는 서버통신부(320)와, 상기 서버통신부(320)를 통해 수신한 정보중 맨홀의 팬(139) 또는 배수펌프(109)의 고장유무를 확인하도록 상기 서버제어기(310)에 의해 제어되는 고장확인부(330)와, 상기 고장확인부(330)가 고장을 확인하면 수신된 정보중 GPS 정보로부터 해당 맨홀의 위치를 파악하는 좌표분석부(340)와, 상기 서버제어기(310)에 연결되고 송수신에 필요한 정보를 저장하는 서버메모리(350)를 포함하며;
상기 서버제어기(310)에는 영상처리부가 더 연결설치되고, 상기 영상처리부는 드론(200)이 카메라(214)를 통해 촬상한 맨홀 주변의 상황을 저장하고 기 저장되어 있는 영상정보와 비교하여 영상불일치율이 50%를 초과할 경우 청소가 필요한 것으로 판독하여 관리자에게 알람을 발할 수 있도록 구성되며;
상기 드론(200)은 원반형태의 드론몸체(220)와, 상기 드론몸체(220)의 하면에 고정된 축전지박스(230)와, 상기 축전지박스(230)의 하면 중심에 장착된 카메라(214)와, 상기 축전지박스(230)의 내부에 듀얼로 탑재되어 번갈아 사용할 수 있는 제1,2축전지(DC1,DC2)와, 상기 제1,2축전지(DC1,DC2) 사이에 설치되는 드론제어기(210)를 구비하고;
상기 드론몸체(220)의 상면에는 부력홈(250)이 요입형성되며, 상기 요입홈(250)은 드론커버(260)에 의해 밀폐되고, 상기 드론커버(260)의 상면에는 태양전지판(240)이 부착되며, 상기 드론제어기(210)에는 전압레벨검출기가 더 구비되어 전압레벨검출기의 검출값에 따라 상기 드론제어기(210)는 스위칭 제어신호를 송출하여 제1,2축전지(DC1,DC2)중 어느 하나를 사용하고 사용하지 않는 나머지는 태양전지판(240)으로부터 획득한 직류전기를 축전하도록 구성되며;
상기 부력홈(250)의 양측에는 가스챔버(270)가 밀폐된 상태로 형성되고, 상기 가스챔버(270)에는 헬륨가스가 채워지며, 상기 가스챔버(270)의 일측에는 가스주입구(272)가 형성되고, 상기 가스주입구(272)는 주입마개(280)에 의해 밀폐되며;
상기 드론몸체(220)는 내구성과 경량화를 위해 1-클로로-2,3-에폭시프로페인 5중량%와, 메틸트리메톡시실란 5중량%와, 폴리비닐알코올 10중량%와, 실리콘수지 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 조성물로 성형되는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로의 맨홀 배수 및 환풍 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 지중 배전선로의 맨홀내 배수기능 및 환풍기능이 정상적으로 동작하고 있는지 사람이 일일이 체크하지 않고도 주기적으로 드론을 비행시켜 확인 점검케 함으로써 작동 불량에 따른 안전사고를 미연에 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 지중배전선로의 전체 개략 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지중배전선로의 맨홀 배수 및 환풍 시스템의 전체 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지중배전선로에서의 배수 및 환풍시스템의 배수부재를 위에서 본 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지중배전선로에서의 배수 및 환풍시스템의 배수부재를 나타내는 측부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배기장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명에 따른 시스템에 추가로 구현된 팬과 펌프의 고장유무 검출 관리를 위한 구성예를 보인 예시도이다.
도 7은 도 6에서 설명하는 드론의 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

일반적으로, 각종 케이블에 대한 분기와 접속을 위한 케이블 맨홀이 맨홀 형태로 지중 매설되며, 이들 케이블에 대한 개폐 및 변압을 위한 개폐기 또는 변압기가 장착된 개폐기함과 변압기함은 지상에 설치된다.

하지만, 본 발명에서는 개폐기함과 변압기함도 케이블 맨홀과 함께 동시에 맨홀로 지중 매립되게 한 것이 특징이다.

이에 따라, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 케이블 맨홀(101)과 개폐기함(100) 및 변압기함(105)이 모두 지중 매설된 상태이고, 케이블 맨홀(101)을 경유하는 지중 케이블(103)은 개폐기함(100) 내부의 개폐기(102) 및 변압기함(105) 내부의 변압기(106)와 서로 접속된 상태를 갖게 된다.

이러한 개념은 이미 상술한 등록특허 제10-1596813호에 개시되어 있는 사항이다. 때문에, 본 발명은 이 특허기술을 그대로 이용하므로 기본구성은 상기 등록특허와 동일하다. 다만, 이용에 따른 개량된 부분에 대해 후반부에서 구체적으로 설명하기로 하며, 기본구성에 대한 설명을 먼저 기술한다.

도시된 바에 따르면, 개폐기함(100)과 변압기함(105)은 하부 배수관(104c)과 연결되는 바닥구조를 갖고 외부 상부 일측에 환풍덕트(107)와 연결되어 외부의 지상으로 연통되며, 개폐기함(100)과 변압기함(105)의 내부에는 바닥으로부터 상향 이격되어진 그레이팅 설치대(104)가 형성된다.

이때, 상기 그레이팅 설치대(104)는 개폐기함(100) 및 변압기함(105) 내부에 위치하는 개폐기(102) 및 변압기(106)에 대한 설치 바닥면의 역할을 수행하며, 이와 동시에 그레이팅 자체의 특수한 형태(격자 형태의 패널)로 인해 우수한 배수 작용을 한다.

또한, 개폐기함(100) 및 변압기함(105)의 내부로 우수가 유입되는 경우, 그 침출수 및 우수는 그레이팅 설치대(104)를 통해 하부의 상부저수공간(110a)과 하부저수공간(110b)으로 모아지게 된다.

그리고, 개폐기함(100) 및 변압기함(105) 각각의 하부저수공간(110b)에 모아진 침출수 및 우수는 각각의 배수관(104c)을 통해 집수정(109a)으로 흘러 배출된다.

이 경우, 상기 상부저수공간(110a)에는 그레이팅 설치대(104)에서 떨어진 침출수나 우수가 가속되어 배출되도록 배수부재(110)가 바닥면에 형성된다.

상기 배수부재(110)는 원판형으로 일정 높이의 원형몸체(112)와, 원형몸체(112)의 중심부에 상하 방향으로 관통되어 있는 배수구(114)와, 원형몸체(112)의 가장자리의 둘레 방향을 따라 관통되어 있는 도랑(115)을 포함한다.

아울러, 상기 원형몸체(112)의 상부면(111)은 상기 배수구(114)를 중심으로 배수구(114)에서 도랑(115)까지 일정 각도로 기울어져 침출수와 우수가 잘 흘러 떨어질 수 있도록 하는 기능을 한다.

또한, 원형몸체(112)의 상부면(111)으로부터 떨어진 침출수나 우수는 원형몸체(112)의 가장자리의 둘레 방향을 따라 원형몸체(112)의 상부면(111)의 최하 지점보다 낮은 높이로 단차져 형성된 도량(115)을 통해 하부저수공간(110b)으로 낙하된다.

그리고, 원형몸체(112)의 상부면(111)은 일측단이 배수구(114)에 연결되고 타측단이 도랑(115)에 연결된 복수의 회전홈(113)이 일정 간격마다 배수구(114)를 중심으로 배수구(114)의 둘레 방향을 따라 방사상으로 형성된다.

뿐만 아니라, 복수의 회전홈(113)은 굽어진 방향이 반시계 방향으로 회오리 형태로 형성된다.

이러한 복수의 회전홈(113) 구조는 반시계 방향으로 굽어진 형태에 의해 그레이팅 설치대(104)에서 떨어진 침출수나 우수가 배수구(114)에서 도랑(115)까지 빠르게 유동될 수 있도록 유동 속도가 증가될 수 있다.

다시 말해, 원형몸체(112)의 상부면(111)은 일정 각도로 기울어진 하향 경사진 형태이고, 복수의 회전홈(113)이 회오리 형태로 굽어져 있는 구성으로 침출수나 우수가 상부면(111)의 경사에 의해 중력의 작용에 의한 위치에너지 차이로 인해 회전홈(113)의 반시계 방향으로 흐르게 가속되면서 흐르게 된다.

또한, 회전홈(113)을 따라 흐르는 침출수나 우수는 유동 방향에 부합하도록 굽어지므로 배수구(114)에서 도랑(115)으로 갈수록 유동 속도가 증가된다.

따라서, 하부저수공간(110b)에는 배수부재(110)의 배수구(114)와 도랑(115)에서 떨어지는 침출수나 우수를 한쪽으로 유도하여 유동속도를 높인다.

이러한 하부저수공간(110b)의 구조는 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 테이퍼진 형태이고, 하부 형태가 한쪽 면(104a)이 길고, 다른쪽 면(104b)이 짧도록 일측으로 기울어진 형태로 구성된다.

한편, 변압기함(105)의 배수관(104c)의 일측단은 별도로 매립된 집수정(109a)과 연결된다.

즉, 케이블 맨홀(101)과 개폐기함(100)과 변압기함(105)과 집수정(109a)은 모두 배수관(104c)에 의해 서로 연통된 상태를 유지하게 된다.

이때, 집수정(109a)은 맨홀(101), 개폐기함(100) 및 변압기함(105) 보다 낮은 위치에 매설되도록 함에 따라 케이블 맨홀(101) 및 개폐기함(100)과 변압기함(105)의 내측으로 유입된 침출수 및 우수가 자연스럽게 집수정(109a)으로 흘러 배출될 수 있도록 한다.

특히, 집수정(109a)으로 유입된 우수는 그대로 지중 흡수 또는 하수관으로의 배수에 의한 자연 배수의 형태를 갖추고 이와 동시에 별도의 배수펌프(109)를 이용하여 강제 배수될 수 있도록 한다.

또한, 배수펌프(109)를 이용한 강제 배수의 경우, 하나의 배수 및 환풍기능을 갖는 집수정(109a)에 대하여 흡입 배기팬(108) 및 배수펌프(109)를 2중 내지 3중으로 배치하여 하나의 흡입 배기팬(108) 및 배수펌프(109)에 대한 이상이나 동작불능 상태가 되더라도 여분의 팬 및 펌프 또는 보조펌프가 해당의 기능을 수행할 수 있도록 함에 따라 침수로 인한 작동정지 및 단전 등을 예방할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

이러한 배수 및 환풍기능을 갖는 집수정(109a) 내에 별도의 수위센서 등을 장착하여 이들 수위센서에 의한 수위 감지력으로 인해 상기의 배수펌프(109)가 자동으로 작동되게 하면 집수정(109a)으로 침출수 및 우수가 과다 유입되어 배수관(104c) 측으로 역류되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

아울러, 상기와 같은 배수펌프(109)의 경우, 집수정(109a)으로 유입되는 수량에 따라 배수량을 자동으로 조절할 수 있도록 시스템을 구축함에 따라 무인 자동화 시스템이 실현될 수 있도록 하는 것이 보다 이상적일 것이다.

더욱이, 개폐기함(100) 및 변압기함(105)의 내부에 설치된 개폐기(102)와 변압기(106)는 비교적 고온의 열기를 방출하고 열기에 대한 방열 작용이 원활하게 이루어지지 못하는 경우 기기의 성능을 저하시킬 수도 있다.

또한, 케이블 맨홀(101), 개폐기함(100) 및 변압기함(105)은 내부에 유해가스가 축적되어 있거나 산소가 부족한 상태로 내부 환경이 조성되어 내부로의 작업에 투입되는 작업자를 위협하는 심각한 안전사고를 유발할 수 있다.

이를 방지하기 위해서 개폐기함(100) 및 변압기함(105)는 내부 상단에 배기장치(120)를 설치하여 내부의 유해가스를 지상으로 배출한다.

이때, 상기 배기장치(120)를 구성하는 배기송풍기(130)는 유해가스의 배출에 필요한 동력원이 되고, 배기관(136)은 실내공기를 지상으로 배출하는 통로가 된다.

배기송풍기(130)는 내부에 일정 공간을 형성한 하우징(137)과, 하우징(137)의 개방된 상부면을 덮는 상부판(138)과, 하우징(137)의 내부에 설치되는 팬(139), 팬(139)을 구동하는 전동기(133), 전동기(133)의 회전수(RPM)를 측정하는 RPM 센서(132) 및 RPM 센서(132)에서 측정된 회전수에 관한 신호를 수신하여 전동기(133)에 인가되는 공급전압을 제어하는 제어부(134)를 포함한다.

또한, 역류방지판(135)은 배기송풍기(130)의 출구에 설치되는데, 출구의 외측으로는 회동이 가능하나 출구의 내측으로는 회동이 되지 않도록 핀 결합된다.

따라서, 팬(139)에 의하여 흡입된 실외 또는 실내공기가 역류방지판(135)을 통과할 수는 있으나, 역류방지판(135)을 통과한 실외 또는 실내공기가 역류할 수 없다.

아울러, 에어필터(131)는 배기송풍기(130)의 입구에 설치되는데, 팬(139)에 의하여 유입되는 공기를 1차적으로 이물질을 걸러주는 역할을 하여 배기송풍기(130)의 오염을 방지할 수 있다.

그리고, RPM 센서(132)는 별도로 구비될 수도 있으나 일반적으로 전동기(133) 내부에 내장되어 있으며 홀센서 또는 포토센서 등과 같은 것들이 사용된다.

또한, 제어부(134)는 인가될 공급전압에서의 정압(Static Pressure)과 풍량의 관계에 관한 데이타, 인가될 공급전압에서의 전동기(133)의 회전수(RPM)와 풍량의 관계에 관한 데이타가 입력된다.

뿐만 아니라, 제어부(134)는 설계상 요구되는 일정한 풍량에 해당하는 전동기(133)의 회전수 및 인가될 공급전압에 관한 데이타가 입력되고, 최초 인가되는 공급전압에 따른 전동기(133)의 회전수에 관한 신호를 RPM 센서(132)로부터 수신하고, 설계상 요구되는 일정한 풍량을 구현하기 위하여 수신된 전동기(133)의 회전수에 해당하는 공급전압을 산출하고, 전동기(133)에 산출된 공급전압을 인가한다.

이러한 제어부(134)는 일정한 풍량의 배출이 이루어지도록 전동기(133)의 작동을 제어하는 역할을 한다.

특히, 제어부(134)는 전동기(133)와 나란히 설치될 수도 있으나, 필요에 따라서는 제어부(134)의 내부에 설치될 수도 있다.

아울러, 개폐기함(100)과 변압기함(105)는 각각 배기장치(120)를 구성하고 배기장치(120)의 환풍덕트(107)가 외부의 지상과 연통되어 있다.

배기송풍기(130)는 개폐기함(100)과 변압기함(105)의 내부 공기를 빨아들여 개폐기함(100)과 변압기함(105)에 각각 연결된 환풍덕트(107)를 통해 고온 열기가 지상으로 배출된다.

개폐기함(100)과 변압기함(105)의 내부의 고온 열기는 지상으로 배출함에 따라 개폐기함(100) 및 변압기함(105)의 내부는 압력차로 인해 외부로부터 지속적으로 상온의 공기가 유입되면서 개폐기(102)와 변압기(106)에 대한 냉각 작용이 이루어질 수 있으며, 개폐기함(100) 및 변압기함(105)의 내부의 공기가 항상 쾌적한 상태로 유지된다.

특히, 환풍덕트(107)는 그레이팅 설치대(104)의 상측에 위치하도록 설치함에 따라 그레이팅 설치대(104) 상에 위치하는 개폐기(102) 또는 변압기(106)로부터 발생하는 고온의 열기가 빠르게 직접 배출될 수 있도록 한다.

이에 더하여, 본 발명에서는 맨홀에 설치된 팬(139)과 배수펌프(109)가 정상적으로 동작하는지를 주기적으로 체크하여 폭우 등 긴급상황 발생시 제대로 동작되게 함으로써 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 기능을 더 포함한다.

이를 위해, 작업자가 주기적으로 일일이 방문하지 않고 드론을 통해 해결함으로써 인력과 시간 낭비를 줄일 수 있다.

이러한 개념을 구현하기 위해 본 발명에서는 도 6과 같이 드론(200)과, 관리서버(300)와, 맨홀에 설치되는 컨트롤러(400)를 더 포함한다.

이때, 상기 드론(200)은 상기 관리서버(300) 및 컨트롤러(400)와의 통신 제어를 비롯한 기능 구현에 필요한 제어를 위해 드론제어기(210)를 탑재하며, 상기 드론제어기(210)에는 상기 관리서버(300) 하고만 통신할 수 있도록 특정코딩신호를 송수신하거나 혹은 상기 컨트롤러(400) 하고만 통신할 수 있는 특정코딩신호를 송수신하는 드론통신기(212)와, 맨홀 주변의 외관 상태를 확인하기 위한 촬상용 장치인 카메라(214) 및 상기 드론제어기(210)의 제어신호에 따라 취득한 정보를 저장하는 드론메모리(216)가 연결된다.

여기에서, 상기 드론메모리(216)는 SD카드 형태의 분리가능한 외장형일 수 있다.

특히, 무선통신을 통해 데이터를 송수신할 때 송신 혹은 수신 에러를 줄이기 위해 특정신호, 즉 정해진 규칙에 따라 상호간에만 인지하고 반응할 수 있도록 코팅된 신호를 송수신하도록 구성됨이 바람직하다.

이 경우, 상호간이란 드론(200)과 관리서버(300) 혹은 드론(200)과 컨트롤러(400) 사이의 상호간을 의미한다.

아울러, 상기 드론(200)은 적어도 4시간 이상 장시간 동안 비행할 수 있도록 도 7과 같은 부력상승 기능을 갖는 구조로 이루어짐이 바람직하다.

예컨대, 상기 드론(200)은 도 7의 예시와 같이, 원반형태의 드론몸체(220)를 포함하며, 상기 드론몸체(220)의 하면에는 축전지박스(230)가 고정되고, 상기 축전지박스(230)의 하면 중심에는 카메라(214)가 장착된다. 다만, 본 발명에서는 드론암, 드론로터, 드론로터모터, 랜딩기어 등에 대해서는 일반적인 사항이므로 도시를 생략하였다.

그리고, 본 발명에서는 드론(200)의 비행시간을 늘리기 위해 축전지박스(230)의 내부에는 제1,2축전지(DC1,DC2)가 탑재된다.

이때, 상기 제1,2축전지(DC1,DC2)는 특히, 듀얼로 설치되어 이중화됨으로써 두 개의 축전지를 스위칭하여 사용할 수 있어 비행시간을 늘릴 수 있게 된다.

아울러, 상기 제1,2축전지(DC1,DC2) 사이에는 드론제어기(210)가 탑재되어 상기 제1,2축전지(DC1,DC2)의 사용을 스위칭 제어할 수 있는데, 사용되지 않는 축전지에는 태양전지판(240)으로부터 얻어진 직류전기가 공급되어 충전되게 된다.

이 경우, 상기 태양전지판(240)은 드론몸체(220)의 상면에 요입 형성된 부력홈(250)을 밀폐하는 드론커버(260)의 상면에 부착되고, 도시하지 않은 커넥터를 통해 상기 드론제어기(210)를 거쳐 제1,2축전지(DC1,DC2)와 연결된다.

여기에서, 두 개의 축전지 중 사용되는 축전지의 상태 점검을 위해 상기 드론제어기(210)에는 전압레벨검출기(미도시)가 더 연결될 수 있으며, 전압레벨검출기의 검출값에 따라 상기 드론제어기(210)는 축전지의 사용에 관한 스위칭 제어신호를 송출함으로써 제1,2축전지(DC1,DC2)중 어느 하나를 사용하고 사용하지 않는 나머지는 태양전지판(240)으로부터 획득한 직류전기를 축전한다.

그리고, 부력홈(250)의 양측에는 가스챔버(270)가 밀폐된 상태로 형성되고, 상기 가스챔버(270)에는 헬륨가스가 채워지는데, 이를 위해 가스챔버(270)의 일측에는 가스주입구(272)가 형성되며, 상기 가스주입구(272)는 주입마개(280)에 의해 밀폐된다.

이렇게 하면, 드론(200)의 부력을 증대시킴으로써 드론로터의 회전량과 전력 소모를 줄일 수 있어 드론(200)이 장시간 동안 비행할 수 있게 된다.

이때, 상기 드론몸체(220)는 내구성과 경량화를 위해 1-클로로-2,3-에폭시프로페인 5중량%와, 메틸트리메톡시실란 5중량%와, 폴리비닐알코올 10중량%와, 실리콘수지 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 조성물로 성형됨이 바람직하다.

여기에서, 1-클로로-2,3-에폭시프로페인은 반응성이 강한 염소계 물질로서 조성물의 반응 안정화를 위해 첨가되고, 메틸트리메톡시실란은 소수성에 의해 유화물질들간의 결합력을 강화시켜 내구성을 증대시키기 위해 첨가된다.

또한, 폴리비닐알코올은 내산성과 내약품성을 강화시키기 위해 첨가되는 것으로 성분간 결합력을 높이기 위함이며, 실리콘수지는 규소와 산소 결합을 주체로 하는 고분자로서 접착력을 증대시켜 구성성분간 바인딩력을 강화시키기 위해 첨가되고, 폴리카보네이트수지는 베이스수지이다.

한편, 상기 관리서버(300)는 원격지에 설치되고, 메인제어부인 서버제어기(310)를 포함하며, 상기 서버제어기(310)에는 특정신호에 반응하여 상기 드론(200)의 드론통신기(212)와 무선통신이 이루어지는 서버통신부(320)와, 상기 서버통신부(320)를 통해 수신한 정보중 맨홀의 팬(139) 또는 배수펌프(109)의 고장유무를 확인하도록 상기 서버제어기(310)에 의해 제어되는 고장확인부(330)와, 상기 고장확인부(330)가 고장을 확인하면 수신된 정보중 GPS 정보로부터 해당 맨홀의 위치를 파악하는 좌표분석부(340)와, 상기 서버제어기(310)에 연결되고 송수신에 필요한 정보를 저장하는 서버메모리(350)를 포함한다.

이때, 상기 서버제어기(310)에는 영상처리부(미도시)가 더 연결될 수 있는데, 상기 영상처리부는 드론(200)이 카메라(214)를 통해 촬상한 맨홀 주변의 상황을 저장하고 기 저장되어 있는 영상정보와 비교하여 쓰레기장으로 변한 경우, 즉 영상불일치율이 50%를 초과할 경우 청소가 필요한 것으로 판독하여 관리자에게 알람을 발할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 컨트롤러(400)는 맨홀, 더 정확하게는 개폐기함(100) 내부에 설치되는 맨홀제어기(410)를 포함하며, 상기 맨홀제어기(410)에는 상기 드론(200)과 특정신호에 반응하여 무선통신할 수 있는 맨홀통신모듈(420)이 탑재된다.

특히, 상기 맨홀제어기(410)는 방수처리되며, 가급적 맨홀 내부중에서도 지면과 가까운 최 상단에 배치된다.

또한, 상기 맨홀제어기(410)에는 GPS수신기(430)가 연결되어 고장 발생시 상기 맨홀제어기(410)가 드론(200)으로 고장신호를 송신할 때 GPS수신기(430)가 위성통신을 통해 확보한 현재 맨홀의 위치정보, 즉 좌표정보를 함께 보낼 수 있도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 맨홀제어기(410)에는 팬 제어기(440)가 연결되는데, 상기 팬 제어기(440)는 팬(139)과 연결되어 팬(139)을 구동시키거나 정지시키며, 구동시 축의 회전수를 검출하여 팬(139)이 정상동작되는지 여부를 확인하는 수단이다.

따라서, 상기 맨홀제어기(410)의 제어신호에 따라 팬 제어기(440)는 팬(139)이 정상 구동되는지 확인하여 'OK' 신호(예. HIGH 신호)를 송출하면 맨홀제어기(410)는 팬(139)이 정상가동되는 것으로 판독하고, 'NO' 신호(예. LOW 신호)를 송출하면 맨홀제어기(410)는 팬(139)이 불량으로 돌지 않은 것으로 판독하여 이 판독신호를 드론(200)으로 송신하게 된다.

이때, 드론(200)은 관리서버(300)의 지시하에 주기적으로 지정된 지역을 비행하면서 컨트롤러(400)와 무선통신하면서 데이터를 확보하게 되며, 확보된 데이터는 관리서버(300)로 실시간 전송된다.

마찬가지로, 상기 맨홀제어기410)에는 펌프제어기(450)가 연결되어 배수펌프(109)의 구동 여부를 상술한 팬(139) 이상유무 검출방식과 동일한 방식으로 배수펌프(109)의 정상 유부를 판독하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 주기적으로 드론(200)을 비행시켜 맨홀 내부에 설치된 팬(139)과 배수펌프(109)의 고장 유무를 체크하기 때문에 폭우가 쏟아지는 등 갑작스런 기후 변화시에도 동작되지 않아 발생되는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

100: 개폐기함 110: 배수부재
120: 배기장치 130: 배기송풍기

Claims (1)

1. 케이블 맨홀(101)과 개폐기함(100) 및 변압기함(105)을 모두 지중 매설하고, 상기 개폐기함(100) 및 변압기함(105)은 상기 케이블 맨홀(101)을 경유하는 지중 케이블(103)을 통해 서로 접속되게 하고, 내부에 바닥으로부터 상향 이격되어 배수 작용을 하는 격자 형태의 패널의 그레이팅 설치대(104)가 형성되며, 상기 개폐기함(100) 및 변압기함(105)의 내부로 우수가 유입되는 경우 침출수 및 우수가 상기 그레이팅 설치대(104)를 통해 하부의 상부저수공간(110a)과 하부저수공간(110b)으로 모아지게 되고, 상기 상부저수공간(110a)은 상기 그레이팅 설치대(104)에서 떨어진 침출수나 우수가 가속되어 배출되도록 배수부재(110)가 바닥면에 형성되고;
   상기 배수부재(110)는 원판형으로 일정 높이의 원형몸체(112)와, 상기 원형몸체(112)의 중심부에 상하 방향으로 관통되어 있는 배수구(114)와, 상기 원형몸체(112)의 가장자리의 둘레 방향을 따라 상기 원형몸체(112)의 상부면(111)의 최하 지점보다 낮은 높이로 단차져 관통되어 있는 도랑(115)과, 상기 배수구(114)를 중심으로 상기 배수구(114)에서 도랑(115)까지 일정 각도로 기울어져 침출수와 우수가 잘 흘러 떨어질 수 있도록 하고, 상기 원형몸체(112)의 상부면(111)은 일측단이 상기 배수구(114)에 연결되고 타측단이 상기 도랑(115)에 연결된 복수의 회전홈(113)이 일정 간격마다 상기 배수구(114)를 중심으로 상기 배수구(114)의 둘레 방향을 따라 방사상으로 형성되고, 상기 복수의 회전홈(113)은 일정 각도로 기울어진 하향 경사진 형태이고, 반시계 방향으로 굽어진 회오리 형태로 형성되며, 상기 하부저수공간(110b)은 상부에서 하부로 갈수록 좁아지는 테이퍼진 형태이고, 하부 형태가 한쪽 면(104a)이 길고, 다른쪽 면(104b)이 짧도록 일측으로 기울어진 형태로 상기 배수구(114)와 상기 도랑(115)에서 떨어지는 침출수나 우수를 한쪽으로 유도하여 유동속도를 높이도록 구성되며;
   상기 개폐기함(100) 및 변압기함(105)은 내부 상단에 내부의 유해가스를 지상으로 배출하는 배기장치(120)를 설치하되, 상기 배기장치(120)는 실내공기를 지상으로 배출하는 통로가 되는 환풍덕트(107)와, 상기 환풍덕트(107)에 설치되는 배기송풍기(130)와, 상기 배기송풍기(130)의 내부에 설치되는 팬(139), 상기 팬(139)을 구동하는 전동기(133), 상기 전동기(133)의 회전수(RPM)를 측정하는 RPM 센서(132) 및 상기 RPM 센서(132)에서 측정된 회전수에 관한 신호를 수신하여 상기 전동기(133)에 인가되는 공급전압을 제어하는 제어부(134)를 포함하고, 상기 제어부(134)는 설계상 요구되는 일정한 풍량에 해당하는 상기 전동기(133)의 회전수 및 인가될 공급전압에 관한 데이타가 입력되고, 최초 인가되는 공급전압에 따른 상기 전동기(133)의 회전수에 관한 신호를 상기 RPM 센서(132)로부터 수신하고, 설계상 요구되는 일정한 풍량을 구현하기 위하여 수신된 상기 전동기(133)의 회전수에 해당하는 공급전압을 산출하고, 상기 전동기(133)에 산출된 공급전압을 인가하도록 구성된 지중 배전선로의 맨홀 배수 및 환풍 시스템에 있어서;
   상기 개폐기함(100) 내부에는 컨트롤러(400)가 더 설치되며; 상기 컨트롤러(400)는 제어부를 구성하는 맨홀제어기(410)를 포함하고, 상기 맨홀제어기(410)에는 특정신호에 반응하여 무선통신하도록 탑재된 맨홀통신모듈(420)과, 위성으로부터 위치정보를 수신하도록 연결된 GPS수신기(430)와, 팬(139)의 온오프 및 구동여부를 검출하도록 연결된 팬 제어기(440)와, 배수펌프(109)의 온오프 및 구동여부를 검출하도록 연결된 펌프제어기(450)가 포함되며;
   상기 컨트롤러(400)가 특정 무선신호에 반응하여 송신한 팬(139) 및 배수펌프(450)의 상태정보 및 맨홀의 위치정보를 수신하는 드론(200) 및 상기 드론(200)과 무선통신하여 팬(139) 및 배수펌프(450)의 상태정보 및 맨홀의 위치정보를 수신하여 관리하는 관리서버(300)를 더 포함하되,
   상기 드론(200)은 상기 관리서버(300) 및 컨트롤러(400)와의 통신 제어를 비롯한 기능 구현에 필요한 제어를 위해 드론제어기(210)를 탑재하며, 상기 드론제어기(210)에는 상기 관리서버(300) 하고만 통신할 수 있도록 특정코딩신호를 송신하거나 혹은 상기 컨트롤러(400) 하고만 통신할 수 있는 특정코딩신호를 출력하는 드론통신기(212)와, 맨홀 외부 상황을 촬영하는 카메라(214) 및 상기 드론제어기(210)의 제어신호에 따라 취득한 정보를 저장하는 드론메모리(216)를 구비하고;
   상기 관리서버(300)는 메인제어부인 서버제어기(310)를 포함하며, 상기 서버제어기(310)에는 특정신호에 반응하여 상기 드론(200)의 드론통신기(212)와 무선통신이 이루어지는 서버통신부(320)와, 상기 서버통신부(320)를 통해 수신한 정보중 맨홀의 팬(139) 또는 배수펌프(109)의 고장유무를 확인하도록 상기 서버제어기(310)에 의해 제어되는 고장확인부(330)와, 상기 고장확인부(330)가 고장을 확인하면 수신된 정보중 GPS 정보로부터 해당 맨홀의 위치를 파악하는 좌표분석부(340)와, 상기 서버제어기(310)에 연결되고 송수신에 필요한 정보를 저장하는 서버메모리(350)를 포함하며;
   상기 서버제어기(310)에는 영상처리부가 더 연결설치되고, 상기 영상처리부는 드론(200)이 카메라(214)를 통해 촬상한 맨홀 주변의 상황을 저장하고 기 저장되어 있는 영상정보와 비교하여 영상불일치율이 50%를 초과할 경우 청소가 필요한 것으로 판독하여 관리자에게 알람을 발할 수 있도록 구성되며;
   상기 드론(200)은 원반형태의 드론몸체(220)와, 상기 드론몸체(220)의 하면에 고정된 축전지박스(230)와, 상기 축전지박스(230)의 하면 중심에 장착된 카메라(214)와, 상기 축전지박스(230)의 내부에 듀얼로 탑재되어 번갈아 사용할 수 있는 제1,2축전지(DC1,DC2)와, 상기 제1,2축전지(DC1,DC2) 사이에 설치되는 드론제어기(210)를 구비하고;
   상기 드론몸체(220)의 상면에는 부력홈(250)이 요입형성되며, 상기 부력홈(250)은 드론커버(260)에 의해 밀폐되고, 상기 드론커버(260)의 상면에는 태양전지판(240)이 부착되며, 상기 드론제어기(210)에는 전압레벨검출기가 더 구비되어 전압레벨검출기의 검출값에 따라 상기 드론제어기(210)는 스위칭 제어신호를 송출하여 제1,2축전지(DC1,DC2)중 어느 하나를 사용하고 사용하지 않는 나머지는 태양전지판(240)으로부터 획득한 직류전기를 축전하도록 구성되며;
   상기 부력홈(250)의 양측에는 가스챔버(270)가 밀폐된 상태로 형성되고, 상기 가스챔버(270)에는 헬륨가스가 채워지며, 상기 가스챔버(270)의 일측에는 가스주입구(272)가 형성되고, 상기 가스주입구(272)는 주입마개(280)에 의해 밀폐되며;
   상기 드론몸체(220)는 내구성과 경량화를 위해 1-클로로-2,3-에폭시프로페인 5중량%와, 메틸트리메톡시실란 5중량%와, 폴리비닐알코올 10중량%와, 실리콘수지 10중량% 및 나머지 폴리카보네이트수지로 이루어진 조성물로 성형되는 것을 특징으로 하는 지중 배전선로의 맨홀 배수 및 환풍 시스템.
   

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