KR101963853B1

KR101963853B1 - 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치

Info

Publication number: KR101963853B1
Application number: KR1020180037255A
Authority: KR
Inventors: 이선영
Original assignee: 주식회사 금강엔지니어링
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-04-01

Abstract

본 발명의 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치는, 고장 검출 시 맨홀 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지하에 각각 매설된 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로를 구비하는 지중 배전 선로부와, 고장 검출 시 전주 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지상에 설치된 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로를 구비하는 가공 배전 선로부를 제공하며, 상기 지중 배전 선로부 또는 상기 가공 배전 선로부의 몸체에 부착되거나 또는 이격된 위치에 설치된 사물인터넷(IOT) 기반의 센서들을 이용하여, 상기 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로, 또는 상기 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로의 접속점별 상태를 감지하고, 감지된 접속점별 상태 데이터들을 분석하여 구간별 고장을 판단하고, 판단된 고장 구간 검출정보를 외부로 실시간 전송하는 고장구간 검출 처리부를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치{FAULT SECTION DETECTION DEVICE BY CONNECTING POINT OF UNDERGROUND DISTRIBUTION LINE}

본 발명은 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고장 검출 시 맨홀 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지하에 각각 매설된 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로를 구비하는 지중 배전 선로부와, 고장 검출 시 전주 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지상에 설치된 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로를 구비하는 가공 배전 선로부를 제공하며, 상기 지중 배전 선로부 또는 상기 가공 배전 선로부의 몸체에 부착되거나 또는 이격된 위치에 설치된 사물인터넷(IOT) 기반의 센서들을 이용하여, 상기 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로, 또는 상기 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로의 접속점별 상태를 감지하고, 감지된 접속점별 상태 데이터들을 분석하여 구간별 고장을 판단하고, 판단된 고장 구간 검출정보를 외부로 실시간 전송하는 고장구간 검출 처리부를 포함하는, 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전소에서 발생되는 전력은 발전소에 인접 설치된 변전소에서 승압하여 송전철탑에 절연지지 된 특고압 가공배전선로를 통해 대단위 수용가 밀집지역 부근까지 송전하는 송전과정과, 최종 변전소에서 강압하여 전신주에 절연지지 된 가공배전선로를 통해 대단위 수용가 밀집지역으로 배전하고, 최종적으로 전주에 설치된 주상변압기에 의하여 수용가에서 사용할 수 있는 상용전압으로 강압하여 가공배전선로 또는 지중배전선로를 통해 수용가에 배전하게 된다.

배전선로는 일정 간격을 두고 설치되는 전주와, 상기 전주에 고정되는 완철과, 상기 완철에 현수애자를 통해 절연상태로 지지되는 단위배전선과, 상기 단위배전선을 연결하는 점프선과, 상기 점프선을 완철에 대하여 절연상태로 지지하는 라인포스트애자를 포함하여 구성되며, 각 단위배전선에는 가공전선 또는 지중전선으로 이루어지는 인입선을 통하여 각 수용가로 연결된다.

이러한 배전선로는 사철 풍우와 햇빛에 노출되기 때문에 여러 요인에 의하여 고장을 일으킬 염려가 있으며, 이러한 고장은 수용가에 대한 정전사고로 이어진다.

이때, 배전선로를 구성하는 복수개의 단위배전선 중 어느 하나에 고장이 발생하여 전류가 흐르지 않게 되면, 점프 선으로 연결된 나머지 단위배전선을 포함하는 배전선로 전체에 전류가 흐르지 않게 되어 배전선로 전 구간의 단위배전선에 인입선으로 연결된 모든 수용가에 정전이 발생하게 된다.

이로 인해 배전선로의 고장을 감시하는 장치가 개발되고 있지만, 종래기술은 배전선로의 고장을 감시하여 고장구간을 확인한 다음 작업자가 현장에 출동하여 대처할 수 있도록 하는 것일 뿐, 배전선로를 구성하는 복수개의 단위배전선 중 어느 하나에 고장이 발생하여 전류가 흐르지 않게 되면, 점프 선으로 연결된 나머지 단위배전선을 포함하는 배전선로 전체에 전류가 흐르지 않게 되어 배전선로 전 구간의 단위배전선에 인입선으로 연결된 모든 수용가에 정전이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0018817호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 고장 검출 시 맨홀 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지하에 각각 매설된 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로를 구비하는 지중 배전 선로부와, 고장 검출 시 전주 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지상에 설치된 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로를 구비하는 가공 배전 선로부를 제공하며, 상기 지중 배전 선로부 또는 상기 가공 배전 선로부의 몸체에 부착되거나 또는 이격된 위치에 설치된 사물인터넷(IOT) 기반의 센서들을 이용하여, 상기 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로, 또는 상기 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로의 접속점별 상태를 감지하고, 감지된 접속점별 상태 데이터들을 분석하여 구간별 고장을 판단하고, 판단된 고장 구간 검출정보를 외부로 실시간 전송하는 고장구간 검출 처리부를 포함하는, 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치는, 고장 검출 시 맨홀 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지하에 각각 매설된 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로를 구비하는 지중 배전 선로부와, 고장 검출 시 전주 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지상에 설치된 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로를 구비하는 가공 배전 선로부를 제공하며, 상기 지중 배전 선로부 또는 상기 가공 배전 선로부의 몸체에 부착되거나 또는 이격된 위치에 설치된 사물인터넷(IOT) 기반의 센서들을 이용하여, 상기 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로, 또는 상기 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로의 접속점별 상태를 감지하고, 감지된 접속점별 상태 데이터들을 분석하여 구간별 고장을 판단하고, 판단된 고장 구간 검출정보를 외부로 실시간 전송하는 고장구간 검출 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하고; 상기 제1 지중 배전 선로는, 지중 배전선로를 구성하는 접속점 양측의 전력케이블 도체를 연결하며, 맨홀의 접속재지지대 상에 지지되는 접속재; 상기 양측 전력케이블의 중성선이 서로 접속되어 접지되는 접지단자; 상기 양측 전력케이블의 중성선 상에 각각 설치되는 변류기; 상기 양측 전력케이블의 중성선 상에 각각 설치되는 변류기를 직렬로 연결하되 서로 반대방향으로 전류가 흐르도록 결선하여 상태가 정상인 경우는 두 개 전류의 벡터적 합이 제로(Zero)의 값이 되도록 형성되는 2차측 폐회로에 설치되는 검출기 동작코일; 및 맨홀의 램프 지지대에 지지되며, 양측 변류기의 2차측 폐회로에 상기 검출기 동작코일과 함께 병렬로 연결되어 지락고장이 발생한 전력케이블 구간의 고장 여부를 점등되어 표시하는 고장표시 램프를 포함하며, 서로 접속된 상기 양측 전력케이블 도체에 지락 고장이 발생한 경우, 지락고장이 발생한 전력 케이블 측의 변류기에서의 검출기 동작코일의 동작과 함께 고장표시램프가 점등되어 지락고장이 발생한 전력케이블 구간을 검출하는 것을 특징으로 하는 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치를 제공한다.
상기 고장구간 검출 처리부는, 상기 지중 배전 선로부 또는 상기 가공 배전 선로부의 접속부에 설치된 전류 센서 및 계전기의 측정을 통해 배전선로 상태 데이터를 제공하는 배전선로 상태 감지부; 상기 배전선로 상태 감지부의 전류 센서를 통해 감지된 배전선로 상태 데이터를 토대로 전류의 위상 값을 계산하는 전류 위상값 계산부; 상기 배전선로 상태 감지부의 계전기를 통해 감지된 신호를 근거로, 유효 전력의 조류방향을 검출하는 조류 방향 검출부; 및 상기 전류 위상값 계산부에 의해 계산된 전류의 위상 값 들의 고장 전후의 차와 상기 조류 방향 검출부에 의해 검출된 유효전력의 조류 방향을 근거로 배전 선로 접속점별 고장 구간을 판단하는 구간별 고장 판단부를 포함할 수 있다.

본 발명은 지중배전 선로 및 가공배전 선로의 접속점별 고장 구간을 검출하고 외부로 실시간 전송함으로써, 고장이 발생된 배전시설물의 유지 보수를 보다 정확하고 신속하게 수행할 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배전 선로 접속점별 고장 구간 검출 장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 고장구간 검출 처리부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예로, 지중 배전선로부에서 접속점별 고장 구간 검출을 수행하는 회로구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예로, 지중 배전선로부에서 접속점별 고장 구간 검출 장치가 설치된 맨홀의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예로, 지중배전 선로 또는 가공배전 선로의 고장 상태를 표시하는 고장표시 장치의 정면도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 배전시설물 통합 관리부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예로, 압력 감지 장치의 구조를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 배전 선로 접속점별 고장 구간 검출 장치의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배전 선로 접속점별 고장 구간 검출 장치(1000)는 통합 배전 선로부(100), 고장구간 검출 처리부(200) 및 배전시설물 통합 관리부(300)를 포함한다.

통합 배전 선로부(100)는 지중 배전 선로부(100a) 및 가공 배전 선로부(100b)를 포함한다.

이 경우 지중 배전 선로부(100a)는 각각의 접속점별로 고장 구간을 검출하기 위한 복수개의 제1 지중 배전 선로(미도시) ~ 제N 지중 배전 선로(미도시)를 포함하며, 이들은 지하에 매설되며 고장 등이 검출 시 맨홀 단위로 유지 보수가 이루어진다.

가공 배전 선로부(100b)는 각각의 접속점별로 고장 구간을 검출하기 위한 복수개의 제1 가공 배전 선로(미도시) ~ 제N 가공 배전 선로(미도시)를 포함하며, 이들은 지상에 일정 간격을 두고 세워진 전주에 절연완철을 이용하여 지지되며, 고장 등이 검출 시 전주 단위로 유지 보수가 이루어진다.

이 경우 제1 지중 배전 선로(미도시) ~ 제N 지중 배전 선로(미도시) 및 제1 가공 배전 선로(미도시) ~ 제N 가공 배전 선로(미도시)는 지중 또는 지상 배전선들의 연결을 위한 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)를 포함하며, 이들의 내부 또는 외부에 각종 센서들을 설치하여 배전 시설물을 통합관리 할 수 있도록 해주는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 6 및 도 7에서 설명한다.

고장구간 검출 처리부(200)는 지중 배전 선로부(100a) 또는 가공 배전 선로부(100b)의 몸체에 부착되거나 또는 이들과 이격된 위치에 설치된 각종 사물인터넷(IOT) 기반의 센서들을 이용하여 제1 지중 배전 선로(미도시) ~ 제N 지중 배전 선로(미도시) 또는 제1 가공 배전 선로(미도시) ~ 제N 가공 배전 선로(미도시)의 접속점별 각종 상태를 감지하고, 감지한 상태 데이터들을 분석하여 구간별 고장을 판단하고, 고장 발생 시 고장 상태를 외부로 알려 신속한 유지 보수 등이 구현될 수 있도록 해주는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2에서 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.

배전시설물 통합 관리부(300)는 상기 제1 지중 배전 선로(미도시) ~ 제N 지중 배전 선로(미도시) 및 상기 제1 가공 배전 선로(미도시) ~ 제N 가공 배전 선로(미도시)는 지중 또는 지상 배전선들의 연결을 위한 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)에 설치된 각종 센서들이 감지한 감지 데이터 및 상기 고장구간 검출 처리부(200)에서 전송한 고장 상태 정보를 이용하여 고장이 발생된 지중 배전 선로들 또는 가공 배전 선로들의 고유 ID정보, 위치 정보, 고장원인, 복구 가이드 정보 등을 유지보수 관리자 단말(미도시)로 제공하여 신속한 유지 보수 업무를 수행할 수 있도록 해주는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 6 및 도 7에서 후술한다.

도 2는 본 발명에 따른 고장구간 검출 처리부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 고장구간 검출 처리부(200)는 배전선로 상태 감지부(210), 조류 방향 검출부(220), 전류 위상값 계산부(230), 구간별 고장 판단부(240), 통신부(250), 고장 상태 알림부(260), 고장 표시장치 조정부(270), 데이터 저장부(280) 및 제어부(290)를 포함한다.

배전선로 상태 감지부(210)는 지중 배전 선로 또는 가공 배전 선로의 접속부에 설치된 전류 센서(이를테면, 로고스키 코일 CT 및 광 CT 등) 및 계전기가 감지한 배전선로 상태 데이터를 제공하며, 상기 전류 센서를 기준으로 좌측 또는 우측에서 발생된 고장 위치를 탐지할 수 있도록 해준다.

조류 방향 검출부(220)는 상기 배전선로 상태 감지부(210)의 계전기를 통해 감지된 신호를 근거로, 유효 전력의 조류방향을 검출한다.

전류 위상값 계산 모듈(122)은 상기 배전선로 상태 감지부(210)의 전류 센서를 통해 감지된 배전선로 상태 데이터를 토대로 전류의 위상 값을 계산하며, 이 경우 전류의 위상 값 계산을 위해 고속 퓨리에 변환(FFT) 윈도우를 상기 전류 센서를 통해 감지된 전류의 파형에 적용시킬 수 있으며, 상황에 따라 시간에 따른 전류 위상 값을 계산하고, 계산된 전류위상의 제로 크로싱(zero-crossing) 주기를 검출하여 주파수로 환산하는 기능을 더 수행할 수 있다.

구간별 고장 판단부(240)는 상기 조류 방향 검출부(220)를 통해 검출된 유효 전력의 조류 방향을 근거로 고장 발생 여부를 판단하는데, 이 경우 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 유효 전력의 조류 방향과, 상기 전류 위상값 계산부(230)을 통해 계산된 전류의 위상값 변화를 근거로 고장 구간을 판별한다.

이하 구간별 고장 판단부(240)에서의 지중 배전 선로 또는 가공 배전 선로의 접속접별 고장 판단 방법을 설명한다.

이를테면, 유효 전력의 조류 방향이 A 변전소에서 B 변전소 방향으로 흐르는 것으로 가정할 경우, 지중 배전 선로 또는 가공 배전 선로에 고장이 발생했을 때, 고장위치가 전류 센서의 우측(지중 선로) 내에 있으면 고장 전류는 A 변전소로부터 유도성 리액턴스가 대부분인 선로로 공급되므로 고장 전류(Ifault_BC)의 위상은 고장 이전의 부하 전류(Ipre-fault)의 위상보다 약 90˚ 뒤지게 된다.

만일, 고장 위치가 전류 센서의 우측(가공 선로)이면 고장 전류는 B 변전소로부터 유도성 리액턴스가 대부분인 선로에 공급되므로 고장 전류(Ifault_AB)의 위상은 고장 이전 부하전류의 반대방향 전류(-Ipre-fault)의 위상보다 약 90˚뒤지게 된다.

따라서 본 발명은 고장 이전의 복합선로 전류조류 방향과 고장 전후의 도체전류 위상 변동 값을 알면, 변전소간 선로에서 고장위치가 센서부의 좌측인지 또는 우측인지를 알 수 있는 특성을 이용한다.

이에 따라, 본 발명의 구간별 고장 판단부(240)는 고장 이전의 조류 방향 정보, 전류 위상값과, 고장 이후의 전류 위상값을 근거로 고장 구간을 탐지할 수 있게 된다.

이로써 본 발명은 종래의 구간 양단의 전류 크기(위상)를 비교하는 전류 차동 방식에 비해 CT를 한 군데만 설치하면 되므로 비용이 적게 들고, 고장점 식별 오차가 있는 거리계전 방식에 비해서 정확한 고장구간 검출이 가능한 기술적 장점을 제공한다.

통신부(250)는 외부의 배전시설물 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.

고장 상태 알림부(260)는 상기 구간별 고장 판단부(240)를 통해 분석된 지중 배전 선로 또는 가공 배전 선로의 접속접별 고장 분석 정보를 외부의 배전시설물 통합 관리부(300)로 실시간 알람 전송하여 상기 배전시설물 통합 관리부(300)를 통해 신속한 유지 보수 업무가 수행될 수 있도록 해준다.

고장 표시장치 조정부(270)는 상기 구간별 고장 판단부(240)에서 지중 배전 선로 또는 가공 배전 선로에 고장이 발생하였다고 판단된 경우, 외부의 시설물에 설치된 고장 표시장치(도 5 참조)를 구동 및 신호 조정하여 해당 고장 정보(이를테면, 고장구간, 시설물 ID, 고장원인, 복구 예정일 등)를 화면에 실시간 디스플레이 할 수 있도록 해준다.

데이터 저장부(280)는 상기 구간별 고장 판단부(240)에서 분석된 각종 고장 정보 및 상기 제어부(290)를 통해 처리된 각종 데이터를 저장하며, 저장매체로 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.

제어부(290)는 배전선로 상태 감지부(210), 조류 방향 검출부(220), 전류 위상값 계산부(230), 구간별 고장 판단부(240), 통신부(250), 고장 상태 알림부(260), 고장 표시장치 조정부(270) 및 데이터 저장부(280)를 제어한다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예로, 지중 배전선로부에서 접속점별 고장 구간 검출을 수행하는 회로구성을 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 지중 배전선로부에서 접속점별 고장 구간 검출을 수행하는 회로구성은 변류기를 설치한 경우에 변류기의 결선과 검출전류의 흐름과 검출기 동작코일(X10, X11)의 작동을 구현함에 특징이 있다.

이를 부연설명하면, 패드 스위치(SW4)에서 시작한 지중배전선로가 접속재10(C10)과 접속재11(C11)을 경유하여 패드 스위치(SW5)에 도착하는 결선으로서, 전력케이블 도체(37, 38, 39)는 '패드 스위치(SW4) - 전력케이블 도체(37) - 접속재10(C10) - 전력케이블 도체(38) - 접속재11(C11) - 전력케이블 도체(39) - 패드 스위치(SW5)'의 결선상태를 나타내고, 중성선(34, 35, 36)은 '패드 스위치(SW4) - 중성선(34) - 접지단자(24) - 중성선(35) - 접지단자(25)- 중성선(36) - 패드 스위치(SW5)'의 결선상태를 나타낸다.

그리고 4개의 변류기(20, 21, 22, 23)는 중성선(34, 35, 36)에 체결된 상태이며, 전류의 방향(26, 27, 28, 29)은 중성선 전류의 방향을 나타낸다. 따라서 변류기(20, 21, 22, 23) 2차 측의 전류방향(30, 31, 32, 33)은 각각의 1차측 중성선 전류 방향과 반대방향이 된다.

상기 변류기(20, 21)의 2차 측 폐회로와 변류기(22, 23)의 2차 측 폐회로에 각각 고장구간 표시를 위한 검출기 동작코일(X10, X11)이 설치된다.

또한 상기 변류기(20, 21)의 2차 측 폐회로와 변류기(22, 23)의 2차 측 폐회로에 각각 검출기 동작코일(X10, X11)과 병렬로 연결되는 고장표시램프(L10, L11)가 설치된다.

이하 본 발명의 지중 배전선로부에서 접속점별 고장 구간 검출을 수행하는 회로의 동작원리를 설명한다.

우선 접속재10(C10)을 예로서 설명하면, 평상시 중성선 전류(26, 27)는 충전전류가 접지단자(24)측으로 흐르지만 접지단자(24)의 양측에서 유입되는 중성선전류(26, 27) 값의 크기가 비슷하고, 두 개의 변류기(20, 21) 결선이 직렬로 결선하되 그 극성을 서로 벡터적 반대방향이 되도록 결선함으로 검출기 동작코일(X10)을 작동시킬 수 없게 한다.

이 경우 접속재10(C10)측으로 연결되는 전력케이블 도체(38) 지락 사고시에는, 전력케이블 도체(38)의 전류가 중성선(35)을 통하여 접지단자(24, 25)측으로 흐르므로 중성선전류(26, 27)가 대단히 크게 된다.

따라서 고장측 변류기(21)가 검출하는 전류값이 아주 크게 되고, 고장측 변류기(21) 2차측 전류도 크게 되어 두 개의 변류기(20, 21) 2차측 전류값(30, 31)의 벡터적 합성 값이 크게 나타남으로서, 검출기 동작코일(X10)을 작동시킬 수 있는 것이다.

상기 접속재10(C10)의 예와 같이, 접속재10(C10)과 접속재11(C11) 사이의 전력케이블 도체(38) 지락사고 시에는, 접속재10(C10)측의 검출기 동작코일(X10)과 접속재11(C11)측의 검출기 동작코일(X11)이 동시에 작동하게 된다.

그러므로 지락고장의 위치는 접속재10(C10)과 접속재11(C11)사이의 전력케이블 도체(38)임을 검출할 수 있게 된다.

이러한 원리에 의하여 접속재10(C10) 측의 검출기 동작코일(X10)만 동작한 경우에는 패드 스위치(SW4)와 접속재10(C10) 사이의 전력케이블 도체(37)에서 지락고장이 발생하였고, 접속재11(C11) 측의 검출기 동작코일(X11)만 동작한 경우에는 접속재11(C11)과 패드 스위치(SW5) 사이의 전력케이블 도체(39)에서 지락고장이 발생하였다고 판단할 수 있게 된다.

또한 전력케이블 도체(38)에서 지락고장이 발생한 경우, 변류기(20, 21)의 2차측 폐회로와 변류기(22, 23)의 2차 측 폐회로에 검출기 동작코일(X10, X11)과 함께 병렬로 연결되어 있는 고장표시램프(L10, L11)가 동시에 점등되어 전력케이블 도체(38)에서 지락사고가 있음을 표시하게 되며, 고장표시램프(L10, L11)의 불빛이 맨홀(MH10, MH11)에 구비된 투광수단(70)을 구성하는 투광판(72)을 통하여 지상으로 투광되므로 사고현장에 파견된 기술자가 사고수습을 위하여 개방하여야 하는 맨홀을 육안으로 손쉽고 신속하게 확인할 수 있게 된다.

또한 전력케이블 도체(37)에서 지락고장이 발생한 경우, 상술한 검출기 동작코일(X10)의 동작과 함께 고장표시램프(L10)가 점등되어 전력케이블 도체(37)에서 지락사고가 있음을 표시하게 되며, 고장표시램프(L10)의 불빛이 맨홀(M10)에 구비된 투광수단(70)을 구성하는 투광판(72)을 통하여 지상으로 투광되므로 사고현장에 파견된 기술자가 사고수습을 위하여 개방하여야 하는 맨홀을 육안으로 손쉽고 신속하게 확인할 수 있게 된다. 또한 전력케이블 도체(39)에서 지락고장이 발생한 경우, 상술한 검출기 동작코일(X11)의 동작과 함께 고장표시램프(L11)가 점등되어 전력케이블 도체(39)에서 지락사고가 있음을 표시하게 되며, 고장표시램프(L11)의 불빛이 맨홀(M11)에 구비된 투광수단(70)을 구성하는 투광판(72)을 통하여 지상으로 투광되므로 사고현장에 파견된 기술자가 사고수습을 위하여 개방하여야 하는 맨홀을 육안으로 손쉽고 신속하게 확인할 수 있게 된다.

이러한 방법으로 전력케이블(C1) 내지 (Cz)까지 어떠한 전력케이블에서 지락사고가 발생한 경우에도 사고현장에 투입된 기술자가 육안으로 사고 전력케이블을 신속하고 정확하게 찾을 수 있고, 사고수습을 신속하게 진행할 수 있게 된다.

한편 상기 맨홀(M10, M11) 내부의 구체적인 구조는 하기 도 4에서 이하 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 실시예로, 지중 배전선로부에서 접속점별 고장 구간 검출 장치가 설치된 맨홀의 분해 사시도를 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 맨홀(MH)은 통상적인 맨홀에서와 마찬가지로 상면이 개방된 원통형으로 형성되어 지하에 매설되는 맨홀본체(41f)와, 상기 맨홀본체(41f)의 상면 개방부를 복개하는 맨홀뚜껑(42f)으로 구성되며, 맨홀본체(41f)의 양측 주벽에는 전력케이블 보호관(43f, 44f)이 관통하여 맨홀본체(41f)의 내부와 연통되도록 설치된다.

상기 맨홀본체(41f)는 철근 콘크리트 구조물로 구성할 수 있고, 맨홀뚜껑(42f)은 철재 주조물로 구성할 수 있으며, 전력케이블 보호관(43f, 44f)은 콘크리트관이나 합성수지 주름관 등을 사용할 수 있다.

접속재지지대(50f)와 램프지지대(60f)는 맨홀(MH)의 주벽에 매설되어 내주면에서 돌출되는 앵커볼트(미도시)와 이에 체결되는 너트(미도시)에 의하여 맨홀(MH)의 내주면에 고정 설치할 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 접속재(C)는 맨홀(MH) 내에 설치된 접속재지지대(50f) 상에 장착되고, 고장표시램프(L)는 맨홀(MH) 내에 설치된 램프지지대(60f) 상에 장착된다.

이 경우 맨홀(MH)과 접속재지지대(50f), 램프지지대(60f), 고장표시램프(L)는 도 3에 도시된 접속재10(C10)과 접속재11(C11)은 물론 모든 접속재에 대하여 공통된다.

상기 맨홀뚜껑(42f)에는 고장표시램프(L)의 불빛이 지상으로 투광되어 고장표시램프(L)의 점등여부를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 투광수단(70f)이 구비된다.

상기 투광수단(70f)은 상기 맨홀뚜껑(42f)에 형성되는 투광공(71f)과, 상기 투광공(71f)에 기밀하게 삽입되는 투광판(72f)을 포함하여 구성된다.

상기 투광판(72f)은 강화유리판 또는 투명합성수지판을 사용할 수 있으며, 육안으로 확인이 용이하도록 적색을 띠는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 투광수단(70f)에 의하여 상기 고장표시램프(L)가 점등되었을 때 고장표시램프(L)의 불빛이 투광판(72f)을 투과하여 지상에서 육안으로 확인할 수 있게 되므로 사고현장에 파견된 기술자가 사고수습을 위하여 맨홀뚜껑(42f)을 개방하여야 하는 맨홀(MH)을 육안으로 쉽게 찾을 수 있게 되고, 이에 따라 사고수습을 신속하게 진행할 수 있게 된다.

한편 상기 맨홀(MH)의 몸체 일측면에 사물인터넷(IoT) 기반의 통신모듈(미도시)을 부착하여 원격의 배전시설물 통합 관리부(300) 또는 고장 표시장치(도 5 참조)로 고장 구간 검출 정보를 실시간 전송할 수 있도록 함이 바람직하다.

이로써 본 발명은 접속재가 위치하는 맨홀에 사고표시램프를 구비함과 아울러 맨홀뚜껑에 사고표시램프의 불빛이 투광되는 투광수단을 구비함으로써 사고현장에서 고장구간 및 사고수습을 위하여 개방해야 할 맨홀을 신속하고 정확하게 찾을 수 있어 사고수습을 신속하게 진행할 수 있는 기술적 장점을 제공한다.

도 5는 본 발명에 따른 실시예로, 지중배전 선로 또는 가공배전 선로의 고장 상태를 표시하는 고장표시 장치의 정면도를 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 지중배전 선로 또는 가공배전 선로의 고장 상태를 표시하는 고장표시 장치(270a)는 전신주의 완철(미도시)에 고정되는 마운트(210g)와, 상기 마운트(210g)의 상단에 수직으로 장착되어 모터축이 하방을 향하는 모터(220g)와, 상기 마운트(210g)에 좌우로 슬라이딩 가능하며 서로 전후방향으로 중첩 설치되는 좌우측 슬라이더(230g, 240g)와, 상기 좌우측 슬라이더(230g, 240g)의 상단부 사이에 위치하며, 상기 모터축에 고정되는 피니언(미도시)과, 상기 좌측 슬라이더(230f)에 결합되어 전방측에서 상기 피니언(미도시)에 맞물리는 좌측 랙(미도시)과, 상기 우측 슬라이더(240g)에 결합되어 후방측에서 상기 피니언(미도시)에 맞물리는 우측 랙(미도시)과, 상기 좌측 슬라이더(230g)의 전면에 부착되는 좌측 액정패널(280g)과, 상기 우측 슬라이더(240g)의 전면에 부착되는 우측 액정패널(290g) 및, 모터(220g)와 좌우측 액정패널(280g, 290g)을 제어하는 고장표시 제어수단(미도시)을 포함하여 구성된다.

이 경우 상기 고장표시 제어수단(미도시)은 배전선감지센서(미도시)와 점프선감지센서(미도시)의 감지신호에 따른 고장데이터를 저장하는 메모리부(미도시)와, 고장표시 제어부(미도시), 모터 구동부(미도시) 및 고장표시 구동부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 고장표시 제어부(미도시)는 감지 센서부(미도시)의 감지신호에 따라 상기 메모리부(미도시)에 대한 고장데이터 저장명령과 상기 모터(220g)에 대한 모터제어명령 및 상기 좌측 액정패널(280g) 및 우측 액정패널(290g)에 대한 고장표시 제어명령을 출력하도록 구성된다.

상기 모터 구동부(미도시)는 상기 고장표시 제어부(미도시)의 모터제어 명령에 따라 상기 모터(220g)에 대한 모터 구동신호를 송출하도록 구성된다.

상기 고장표시 구동부(미도시)는 상기 고장표시 제어부(미도시)의 고장표시 제어명령에 따라 좌측 액정패널(280g)과 우측액정패널(290g)에 대한 고장표시구동신호를 송출하도록 구성된다.

도 6은 본 발명에 따른 배전시설물 통합 관리부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배전시설물 통합 관리부(300)는 상태 감지부(310), 통신부(320), 센서모듈 고장 점검부(330), 히팅 조절부(340), 배전 시설물 유지보수 관리부(350), 데이터 저장부(360) 및 통합 제어부(370)를 포함한다.

상태 감지부(310)는 온도 감지부(310), 압력 감지부(312), 누설전류 감지부(313), 침수 감지부(314) 및 배열 위치상태 감지부(315)를 포함한다.

온도 감지부(310)는 도 1에서 설명한 바대로, 제1 지중 배전 선로(미도시) ~ 제N 지중 배전 선로(미도시) 또는 제1 가공 배전 선로(미도시) ~ 제N 가공 배전 선로(미도시)에 연결된 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)의 몸체에 부착된 온도 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시) 내부에 포설된 지중 배전선(L)의 동작 온도를 감지한다.

압력 감지부(312)는 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)의 몸체에 부착된 압력 센서를 이용하여 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시) 내부의 압력을 감지하는데, 이 경우 압력 센서의 일실시예로 도 7에 도시된 나노와이어를 이용한 압력센서를 사용할 수 있는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 7에서 후술한다.

누설전류 감지부(313)는 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)의 몸체에 부착된 누설전류 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시) 내부에 포설된 지중 배전선(L)의 누설 전류를 감지한다.

이를 부연설명하면, 누설전류 감지부(313)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(314)는 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)의 몸체에 부착된 침수 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시) 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(315)는 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)의 몸체에 부착된 위치감지 센서(미도시)를 이용하여 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시) 내부에 포설된 지중 배전선(L)들의 배열 위치를 감지하고, 감지된 배열 위치 상태 정보를 분석하여 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 통합 제어부(370)로 제공한다.

이로써 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(320)는 외부의 관리자 단말(미도시)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(330)는 상태 감지부(310)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 외부의 관리자 단말(미도시)로 제공한다.

히팅 조절부(340)는 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)의 몸체에 부착된 열선(미도시)에 전력을 공급하여 특정한 온도로 상승하도록 가열해 줌으로써, 겨울철에 상기 제1 커넥터(미도시) ~ 제N 커넥터(미도시)의 몸체에 발생된 얼음, 서리 등을 제거할 수 있도록 해준다.

배전 시설물 유지보수 관리부(350)는 도 2에서 설명한 바대로, 상기 고장구간 검출 처리부(200)의 고장 상태 알림부(260)를 통해 전송된 지중 배전 선로 또는 가공 배전 선로의 접속점별 고장 분석 정보를 가공하여(이를테면, 유지보수 시 고장의 정도를 고려한 우선순위 설정 등) 외부의 유지보수 관리자 단말(미도시)로 전송하여 보다 신속한 유지 보수 업무가 수행될 수 있도록 해준다.

데이터 저장부(360)는 상태 감지부(310), 센서모듈 고장 점검부(230) 및 통합 제어부(370)를 통해 처리한 각종 데이터들을 저장하며 저장매체로 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.

통합 제어부(370)는 상태 감지부(310), 통신부(320), 센서모듈 고장 점검부(330), 히팅 조절부(340), 배전 시설물 유지보수 관리부(350) 및 데이터 저장부(360)를 통합적으로 제어한다.

도 7은 본 발명에 따른 실시예로, 압력 감지 장치의 구조를 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 나노와이어를 이용한 압력센서(312a)는 나노와이어(10h), 입력단(20h), 센싱부(30h), 신장부(미도시) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

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

입력단(20h)은 나노 와이어(nano wire)의 일단부, 즉 우측 단부에 결합되며, 이때 나노 와이어의 좌측 단부는 고정된다.

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

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

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

이러한 센싱부(30h)는 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 이를테면 도 7에 도시된 바대로, 나노와이어(10h)의 진폭(h) 범위 내의 위치에 접촉센서(미도시)를 배치하여, 나노와이어(10h)의 진동을 감지하도록 구성할 수도 있다.

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

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

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

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

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

이와 같이 본 발명은 압력센서(312a)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 2.16nm 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 : 통합 배전 선로부
100a : 지중 배전 선로부
100b : 가공 배전 선로부
200 : 고장구간 검출 처리부
210 : 배전선로 상태 감지부
220 : 조류 방향 검출부
230 : 전류 위상값 계산부
240 : 구간별 고장 판단부
250 : 통신부
260 : 고장 상태 알림부
270 : 고장 표시장치 조정부
280 : 데이터 저장부
290 : 제어부
300 : 배전시설물 통합 관리부

Claims

고장 검출 시 맨홀 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지하에 각각 매설된 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로를 구비하는 지중 배전 선로부와, 고장 검출 시 전주 단위로 유지 보수가 이루어지도록, 지상에 설치된 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로를 구비하는 가공 배전 선로부를 제공하며, 상기 지중 배전 선로부 또는 상기 가공 배전 선로부의 몸체에 부착되거나 또는 이격된 위치에 설치된 사물인터넷(IOT) 기반의 센서들을 이용하여, 상기 제1 지중 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 지중 배전 선로, 또는 상기 제1 가공 배전 선로 내지 제N(2이상의 자연수) 가공 배전 선로의 접속점별 상태를 감지하고, 감지된 접속점별 상태 데이터들을 분석하여 구간별 고장을 판단하고, 판단된 고장 구간 검출정보를 외부로 실시간 전송하는 고장구간 검출 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하고;
상기 제1 지중 배전 선로는, 지중 배전선로를 구성하는 접속점 양측의 전력케이블 도체를 연결하며, 맨홀의 접속재지지대 상에 지지되는 접속재; 상기 양측 전력케이블의 중성선이 서로 접속되어 접지되는 접지단자; 상기 양측 전력케이블의 중성선 상에 각각 설치되는 변류기; 상기 양측 전력케이블의 중성선 상에 각각 설치되는 변류기를 직렬로 연결하되 서로 반대방향으로 전류가 흐르도록 결선하여 상태가 정상인 경우는 두 개 전류의 벡터적 합이 제로(Zero)의 값이 되도록 형성되는 2차측 폐회로에 설치되는 검출기 동작코일; 및 맨홀의 램프 지지대에 지지되며, 양측 변류기의 2차측 폐회로에 상기 검출기 동작코일과 함께 병렬로 연결되어 지락고장이 발생한 전력케이블 구간의 고장 여부를 점등되어 표시하는 고장표시 램프를 포함하며, 서로 접속된 상기 양측 전력케이블 도체에 지락 고장이 발생한 경우, 지락고장이 발생한 전력 케이블 측의 변류기에서의 검출기 동작코일의 동작과 함께 고장표시램프가 점등되어 지락고장이 발생한 전력케이블 구간을 검출하는 것을 특징으로 하는 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치.
제 1항에 있어서, 상기 고장구간 검출 처리부는, 상기 지중 배전 선로부 또는 상기 가공 배전 선로부의 접속부에 설치된 전류 센서 및 계전기의 측정을 통해 배전선로 상태 데이터를 제공하는 배전선로 상태 감지부; 상기 배전선로 상태 감지부의 전류 센서를 통해 감지된 배전선로 상태 데이터를 토대로 전류의 위상 값을 계산하는 전류 위상값 계산부; 상기 배전선로 상태 감지부의 계전기를 통해 감지된 신호를 근거로, 유효 전력의 조류방향을 검출하는 조류 방향 검출부; 및 상기 전류 위상값 계산부에 의해 계산된 전류의 위상 값 들의 고장 전후의 차와 상기 조류 방향 검출부에 의해 검출된 유효전력의 조류 방향을 근거로 배전 선로 접속점별 고장 구간을 판단하는 구간별 고장 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지중배전선로 접속점별 고장구간 검출장치.
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