KR101999072B1 - 터널등 원격감시 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널등의 전류를 원격으로 확인하여 그 고장유무를 파악할 수 있는 터널등 원격감시 시스템에 관한 것으로, 3상 전원의 R상, S상, T상 중, 적어도 하나 이상의 상에 단위 조명등 집합이 병렬로 연결되고, 하나의 단위 조명등 집합으로 분기된 각 상의 분기선은 하나의 EOCR(Electronic OverCurrent Relays)에 연결되고, 각각의 EOCR은 통신모듈에 연결되고, 상기 통신모듈은 통신망을 통하여 중앙 서버로 상기 EOCR이 검출한 각 상의 분기선의 전류값을 전송하고, 상기 EOCR은 현재 각 상의 분기선의 전류를 표시하는 것을 특징으로 한다.

Description

터널등 원격감시 시스템{Tunnel Light Current Monitoring System}

본 발명은 터널등 원격감시 시스템으로서, 보다 상세하게는 터널등의 전류를 원격으로 확인하여 그 고장유무를 파악할 수 있는 터널등 원격감시 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 원격지에서 부하의 전력을 감시하는 방식은, 도 1에 도시된 바와 같이, 전류센서(통상, CT센서가 사용됨)에 의하여 부하의 AC전류신호를 저전류 AC전류신호로 변환하고 저전류AC전류신호를 통신모듈에 맞는 신호로 변환하는 컨버터를 거쳐 통신장비를 통하여 원격지의 서버로 전송되는 과정을 거친다.

이와 관련된 기술로서 등록특허 제10-1546027호의 원격검침을 위한 디지털전력검침기 시스템은 CT센서를 통하여 전력량을 측정하고, DCU에 측정된 전력량을 전달하고, DCU는 서버로 이동통신망을 이용하여 전력 사용량과 관련데이터를 전송하도록 구성되고 있다.

또한, 현장에서 직접 부하의 전류값을 확인하여 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 별도의 전류 표시 장치를 추가 설치하기도 한다.

그런데 이러한 종래의 방식에 의하면, 단상 전원을 이용하기 때문에 본류에서 분기된 라인마다 개별적으로 감시장치가 필요하고 설치 공사가 진행되어야 하며, 현장 확인시 추가적 비용이 발생하게 되는 문제가 있었다.

등록특허 제10-1546027호 (2015.08.20 공고)

본 발명의 목적은 3개에 독립적으로 연결된 부하의 전류를 모두 계측할 수 있는 EOCR을 이용하여 재료비용과 설치 비용을 1/3로 절감할 수 있고, EOCR 자체의 전류표시 기능을 이용하여 현장에서 작업자가 직접 고장난 조명등의 개수를 쉽게 파악할 수 있는 터널등 원격감시 시스템을 제공하기 위한 것이다.

기타 본 발명의 다른 목적은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 상세한 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 터널등 원격감시 시스템은 단상 2선식으로 연결되는 단위 조명등 집합의 고장유무를 원격으로 확인하기 위한 터널등 원격감시 시스템으로서, 3상 전원의 R상, S상, T상 중, 적어도 하나 이상의 상에 상기 단위 조명등 집합이 병렬로 연결되고, 하나의 단위 조명등 집합으로 분기된 각 상의 분기선은 하나의 EOCR(Electronic OverCurrent Relays)에 연결되며, 상기 각 상의 분기선과 상기 EOCR 간에 개별적으로 배선용차단기(MCCB)가 설치되고, 상기 EOCR은, 상기 각 상의 분기선의 전류를 구분하여 통합적으로 계측함과 동시에, 현재 각 상의 분기선의 전류값을 표시하며, 각각의 EOCR은 통신모듈에 연결되고, 상기 통신모듈은, PLC와 통신카드로 구성되며, 상기 통신모듈은, 상기 PLC는 EOCR에서 출력된 전류값를 입력받아 각 상 별로 구분 처리하며, 통신카드는 PLC에서 출력된 전류값을 중앙 서버로 전송하고, 상기 EOCR에서 계측된 각 상의 전류값 중 어느 하나의 전류값과, 조명등 한 개에 대한 노드 전류값과 해당 분기선에 설치된 조명등의 개수를 곱한 값을 산술적으로 상호 비교하여 고장난 조명등의 개수를 추정하는 제어부를 더 포함하고, 상기 EOCR은, 각 상에 연결된 조명등의 개수에 따른 전류값의 합이 하한 설정 전류값 아래로 벗어나는 경우 하한 경보를 발생하며, 상기 각각의 EOCR은, Modbus 케이블을 통해 릴레이 형태로 상호 연결되고 접합기를 매개로 상기 PLC에 연결됨으로써, 상기 PLC가 갖는 슬레이브 주소의 한도 이내에서 EOCR을 더 설치해가는 방식으로 시스템이 확장되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 터널등 원격감시 시스템에 있어서, 상기 각 조명등에 직렬로 위치 확인용 저항이 부가되고, 각각의 위치 확인용 저항은 서로 상이한 저항값으로 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 터널등 원격감시 시스템에 의하면, EOCR이 3상 전원의 각 상에 연결되고 EOCR을 경유하여 부하인 3조의 조명등 배열이 연결되므로, 3조의 조명등 배열을 하나의 EOCR에서 관리하여 전류를 감시하게 되므로 설치를 위한 부품 개수가 1/9로 감소하게 되고, 설치과정과 공수가 감소하게 되는 장점이 있다.

또한, EOCR은 전류 측정값을 디스플레이하기 때문에, 종전 CT센서에서와 같이 측정된 전류값을 표시하기 위하여 별도의 표시장비가 추가될 필요가 없어 현장에서 EOCR에 표시되는 전류값을 확인하여 즉시 고장이 난 조명등의 개수를 파악할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 방식에 의한 부하의 전력 감시 장치 구성도.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 터널등 원격감시 시스템의 전체 구성도.
도 3은 도 2의 터널등 원격감시 시스템의 통신 방식을 설명하기 위한 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시 예에 따른 터널등 원격감시 시스템에서 위치 확인용 저항이 조명등에 직렬 연결된 모습을 나타내는 회로도.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 특히, 본 발명에서 적용되는 터널등은 도로의 가로등, 대형 건축물 내의 조명등 등을 모두 포괄하는 용어로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 방식에 의한 부하의 전력 감시 장치 구성도이고, 도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 터널등 원격감시 시스템의 전체 구성도이며, 도 3은 도 2의 터널등 원격감시 시스템의 통신 방식을 설명하기 위한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시 예에 따른 터널등 원격감시 시스템에서 위치 확인용 저항이 조명등에 직렬 연결된 모습을 나타내는 회로도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 터널등 원격감시 시스템은 3상 전원의 R상, S상, T상 중, 적어도 하나 이상의 상에 단위 조명등 집합이 병렬로 연결된다.

일례로, 3상 전원의 R상, S상, T상 각각에 하나 이상의 조명등이 연결된 단위 조명등 집합이 각 상에 대하여 병렬로 복수 개가 연결되고, 하나의 단위 조명등 집합으로 분기된 각 상의 분기선은 하나의 EOCR(Electronic OverCurrent Relays)(100)에 연결되고, 각각의 EOCR은 통신모듈(200)에 연결되고, 상기 통신모듈은 통신망을 통하여 중앙 서버(300)로 상기 EOCR이 검출한 각 상의 분기선의 전류값을 전송하고, 상기 EOCR은 현재 각 상의 분기선의 전류를 표시하도록 구성된다.

종래의 방식에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이 3상 전원의 각 상의 분기선에 대하여, 개별적인 감시 장치, 즉 전류센서와 표시장치 및 DC컨버터를 구비하여 해당 분기선에 설치된 조명등을 감시해야 했다.

그러나, 본 발명에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 3상 전원의 세 개의 상의 분기선이 함께 하나의 EOCR에 연결되고, 여기에 복수의 조명등이 3개의 조합으로 묶여 설치 관리됨으로써, 부품의 개수를 1/9(1/3 × 1/3)로 줄일 수 있게 된다.

즉, 3조의 조명등 배열이 1개의 EOCR에 서로 다른 상으로 연결되고, 각 상에 연결된 일련의 조명등에 흐르는 전류를 1개의 EOCR이 통합적으로 계측하며, 기존의 전류센서, 표시장치 및 DC컨버터의 기능이 상기 1개의 EOCR로 대체됨으로써, 부품수가 획기적으로 절감됨은 물론, 관리의 편리함과 경제적 측면에서 유리한 효과를 제공할 수 있는 것이다.

도 2에서 EOCR 다수 개가 3상 전원의 본선을 따라 연결되어 있고, 이들 각각의 EOCR은 R, S, T상에서 분기되는 각 분기선과 부하인 조명등 사이에 연결된다. 그리고 EOCR은 현재의 분기선의 전류값을 실시간으로 표시하고 있으므로, 현재 전류 표시값이 조명등이 모두 정상 동작하고 있을 때의 정상 전류값에서 벗어나서 작아질 때에 일부의 조명등이 개방된 상태임을 확인할 수 있게 된다.

이와 같이, 현재 측정되고 표시되는 전류값은 실시간으로 통신모듈을 통하여 중앙 서버로 전송되기 때문에 원격지에서 현장의 조명등의 상태를 실시간으로 정확하게 확인할 수 있다.

고장난 조명등의 개수 확인은 전류값의 분석을 통하여 확인할 수 있는데, 이는 분기선에 설치된 조명등의 개수와 각 조명등에 걸리는 전압에 따른 노드 전류값, 조명등의 내부저항 등을 종합적으로 고려하여 계산될 수 있다.

따라서 본 발명의 다른 실시 예에서는 이러한 현재의 전류값, 각 조명등에 흐르는 노드전류값을 고려하여 자동으로 계산하기 위한 제어부를 포함하고, 이러한 제어부에 의하여 계산된 고장 조명등의 개수를 숫자로 표시하는 표시장치를 추가로 포함할 수 있다.

예로서, 현재 조명등 한 개에 대한 노드 전류값을 1A라고 가정할 때에 하나의 분기선에 조명등이 20개가 병렬로 설치되어 있다면, 조명등의 내부 저항을 고려하여 EOCR을 통하여 측정되고 표시되는 분기선의 전류값은 20.30A 정도가 되는 것이 정상 상태의 범위에 있는 것인데, 실제로 EOCR을 통하여 측정되고 표시되는 해당 분기선의 전류값이 19.xxA 정도로 측정된다면 이는 하나의 조명등이 개방된 상태로서 고장이 난 것임이 확인되는 것이고, 해당 분시선의 전류값이 18.xxA 정도로 측정된다면 두 개의 조명등이 고장이 난 것임을 확인할 수 있는 것이다.

다만, 이상적으로는 조명등의 개별 노드의 전류값에 정수배한 전류값이 EOCR에 표시되는 전류값과 같아져야 하지만, 실제로는 각각의 조명등의 특성의 차이와 같이 전류값을 변화시킬 수 있는 그 밖의 요인들에 의하여 소수점 이하의 값에 차이가 생길 수 있는데, 고장이 난 조명등의 개수가 많아지게 되는 경우, 이러한 차이 값도 계산 과정에 영향을 줄 수 있으므로 충분히 고려될 필요가 있다.

EOCR(100)에서 검출된 전류값의 데이터는 도 3에 도시된 바와 같이, 통신 라인을 통하여 먼저, 통신모듈(200)로 전송되는데, 일반적인 직렬 통신 방식인 RS-통신 방식을 이용할 수 있다.

통신모듈(200)은 PLC와 통신카드로 구성될 수 있다. PLC는 EOCR(100)에서 출력된 디지털 신호(전류값)를 입력받아 각 상 별로 구분 처리하며, 통신카드는 PLC에서 출력된 출력값을 중앙 서버로 전송하는 기능을 한다.

통신모듈(200)에서는 유/무선통신에 의하여 데이터를 통신망, 구체적으로 인터넷망을 통하여 원격지의 중앙 서버로 전송하게 된다. EOCR(100)은 통신모듈(200)로 EOCR의 자기 식별 아이디, 3상 정보를 구분한 전류값의 데이터를 전송할 수 있기 때문에, 특정 위치의 EOCR의 전류값 및 특정 상의 전류값을 구분하여 중앙 서버로 전송할 수 있다.

본 실시예에서 다수의 EOCR(100)은 Modbus 케이블(40)을 통해 릴레이 형태로 상호 연결되고 접합기(50)를 매개로 PLC에 연결됨으로써, PLC가 갖는 슬레이브 주소(1과 247 사이의 하나의 값)의 한도 이내에서 EOCR(100)을 더 설치해가는 방식으로 시스템을 확장해나갈 수 있다. 여러 곳에 산재된 터널등을 간단하게 감시할 수 있는 것이다.

또한, ECOR(100)은 현장의 측정 전류값을 그대로 표시할 수 있는 표시창(101)을 구비하고 있는데, 현장의 작업자는 표시창에 표시된 전류값을 확인하고 전류의 이상 상태 등을 즉시 확인하여 조치를 취할 수 있는 장점이 있다. 미설명 부호 60은 선로단말기(Line terminator)이다.

다른 하나의 실시 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 각 조명등에 직렬로 위치 확인용 저항(10)을 부가하고, 각각의 위치 확인용 저항은 모두 상이한 저항값으로 구성하여 각 조명등의 노드를 통한 노드 전류값을 달리 구성함으로써, 어느 하나의 노드의 조명등이 개방되어 고정이 발생한 경우, 그 전류값을 분석함으로써 어느 위치의 조명등인지를 확인하도록 구성할 수도 있다.

이때 사용되는 위치 확인용 저항(10)은 조명등의 저항과 구분될 수 있도록 작은 단위의 값으로 구성하고, 예로서, EOCR에서 측정되는 전류값의 정수 부분은 조명등의 개수 분석에 이용되고, 소수점 이하의 부분은 위치 확인용 저항에 따른 전류값의 요소로서 조명등의 위치 확인에 이용될 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 EOCR(100)은 각 상에 연결된 조명등의 개수에 따른 전류의 합이 하한 설정 전류값 아래로 벗어나는 경우 하한 경보를 발생할 수 있다. EOCR의 기본적 기능에 더하여 경보 발생에 의하여 현장의 작업자에게 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 하며, 이때 경보는 경광등이나 특별한 형태의 노이즈를 발생하여 경각시킬 수 있다.

이러한 경보 신호는 원격지의 중앙 서버로 전송될 수도 있고, 아니면 중앙 서버 자체에서 수신된 전류값에 의하여 자체적으로 경보 신호를 발생시킬 수도 있을 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 EOCR은 각 상의 현재 전류값이 제1 상한 설정 전류값 위로 벗어나는 경우 경보하고, 상기 제1 상한 설정 전류값보다 큰 제2 상한 설정 전류값을 벗어나는 경우 조명등으로 공급되는 전류를 즉시 차단하여 조명등을 보호할 수 있다.

이는 EOCR의 기본적 릴레이 기능을 이용하기 위한 것으로, 연결된 조명등에 과전류가 발생할 때에 조명등을 보호하기 위한 것이다. 또한, 이때에 즉시 관리자에게 알려 조치를 취할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 양태로서, 본 발명에 따른 터널등 원격감시 방법은 3상 전원의 R상, S상, T상 각각에 하나 이상의 조명등이 연결된 단위 조명등 집합이 각 상에 대하여 병렬로 복수 개가 연결되고, 하나의 단위 조명등 집합으로 분기된 각 상의 분기선은 하나의 EOCR(Electronic OverCurrent Relays)에 연결되고, 각각의 EOCR은 통신모듈에 연결되어 통신망을 통하여 중앙 서버로 상기 EOCR이 검출한 각 상의 분기선의 전류값을 전송하여 원격으로 현장의 조명등의 상태를 감시하고, 상기 EOCR은 현재 각 상의 분기선의 전류값을 표시하여 현장에 제공하는 방식을 통해 구현될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능하다.

또한, 첨부된 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100 : EOCR
200 : 통신모듈
300 : 중앙 서버

Claims (5)

1. 단상 2선식으로 연결되는 단위 조명등 집합의 고장유무를 원격으로 확인하기 위한 터널등 원격감시 시스템에 있어서,
   3상 전원의 R상, S상, T상 중, 적어도 하나 이상의 상에 상기 단위 조명등 집합이 병렬로 연결되고,
   하나의 단위 조명등 집합으로 분기된 각 상의 분기선은 하나의 EOCR(Electronic OverCurrent Relays)에 연결되며,
   상기 각 상의 분기선과 상기 EOCR 간에 개별적으로 배선용차단기(MCCB)가 설치되고,
   상기 EOCR은, 상기 각 상의 분기선의 전류를 구분하여 통합적으로 계측함과 동시에, 현재 각 상의 분기선의 전류값을 표시하며,
   각각의 EOCR은 통신모듈에 연결되고,
   상기 통신모듈은, PLC와 통신카드로 구성되며,
   상기 통신모듈은, 상기 PLC는 EOCR에서 출력된 전류값를 입력받아 각 상 별로 구분 처리하며, 통신카드는 PLC에서 출력된 전류값을 중앙 서버로 전송하고,
   상기 EOCR에서 계측된 각 상의 전류값 중 어느 하나의 전류값과, 조명등 한 개에 대한 노드 전류값과 해당 분기선에 설치된 조명등의 개수를 곱한 값을 산술적으로 상호 비교하여 고장난 조명등의 개수를 추정하는 제어부를 더 포함하고,
   상기 EOCR은, 각 상에 연결된 조명등의 개수에 따른 전류값의 합이 하한 설정 전류값 아래로 벗어나는 경우 하한 경보를 발생하며,
   상기 각각의 EOCR은, Modbus 케이블을 통해 릴레이 형태로 상호 연결되고 접합기를 매개로 상기 PLC에 연결됨으로써, 상기 PLC가 갖는 슬레이브 주소의 한도 이내에서 EOCR을 더 설치해가는 방식으로 시스템이 확장되는 것을 특징으로 하는 터널등 원격감시 시스템.
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5. 제1항에 있어서,
   상기 각 조명등에 직렬로 위치 확인용 저항이 부가되고, 각각의 위치 확인용 저항은 서로 상이한 저항값으로 구성되는 것을 특징으로 하는 터널등 원격감시 시스템.

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