KR102035529B1 - 배전선로의 고장감시장치 - Google Patents

배전선로의 고장감시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배전선로의 고장감시장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 배전선로의 일정 구간에 설치된 센서수단의 검출 신호에 의해 배전선로의 고장 여부를 판단하며 이에 따라 자동개폐장치가 작동하여 기존의 선로를 차단하고 우회선로를 통해 배전선로의 전류 및 전압을 중단없이 연결하는 한편, 구동모터의 구동이 정지된 상태에서 피니언기어의 회전을 방지하여 제어장치의 위치가 안정적으로 유지되도록 하기 위한 배전선로의 고장감시장치에 관한 것이다.

Description

배전선로의 고장감시장치{Monitoring Apparatus for Fault of Distribution Line}
본 발명은 배전 기술 분야 중 배전선로의 고장감시장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 배전선로의 일정 구간에 설치된 센서수단의 검출 신호에 의해 배전선로의 고장 여부를 판단하며 이에 따라 자동개폐장치가 작동하여 기존의 선로를 차단하고 우회선로를 통해 배전선로의 전류 및 전압을 중단없이 연결하는 한편, 구동모터의 구동이 정지된 상태에서 피니언기어의 회전을 방지하여 제어장치의 위치가 안정적으로 유지되도록 하기 위한 배전선로의 고장감시장치에 관한 것이다.
종래에는 배전선로에 고장 전류 및 전압이 발생하는 경우, 고장 전류 및 전압이 발생한 고장점을 찾기 위하여 변전소 차단장치를 동작시켜 가면서 현장의 작업자와 변전소 관리자가 주로 통신수단을 이용하여 사고 지점에 대한 정보를 서로 교환함으로써 고장지점을 찾는 것이 보편화 된 방법이었다.
그러나, 이러한 방법은 많은 시간과 인력이 소모되며 복구 시간이 길어짐에 따라 정전 시간이 길어져 전력 소비자의 큰 불편을 초래하는 문제가 발생하였다.
이에 따라 배전선로의 사고 발생시 그 고장점의 위치를 신속히 파악하고 복구하여 정전 시간을 단축함으로써 전력공급의 신뢰성과 수용가에 대한 서비스의 질을 향상시킬 수 있는 방법이 요구되어 왔다.
이러한 문제를 일부 개선한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1869767호(2018.06.21.)에는 '배전선로의 고장구간 검출장치'가 개시되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 배전선로의 고장구간 검출장치는 구동모터가 정지된 상태에서 제어장치본체의 하중 등에 의해 피니언기어가 회전되면서 제어장치가 하강될 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1869767호(2018.06.21.) '배전선로의 고장구간 검출장치'
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 본 발명의 목적은 배전선로의 일정 구간에 설치된 센서수단의 검출 신호에 의해 배전선로의 고장 여부를 판단하며 이에 따라 자동개폐장치가 작동하여 기존의 선로를 차단하고 우회선로를 통해 배전선로의 전류 및 전압을 중단없이 연결하는 한편, 구동모터의 구동이 정지된 상태에서 피니언기어의 회전을 방지하여 제어장치의 위치가 안정적으로 유지되도록 하기 위한 배전선로의 고장감시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배전선로(10)의 일정 부분으로 센서수단(S1)(S2)의 사이에 설치되고 상기 배전선로(10)의 고장 여부를 판단하여 전압과 전류를 분리하는 동시에 우회선로(20)로 연결하는 자동개폐장치(100)와, 상기 자동개폐장치(100)의 하부에 연결되어 상기 자동개폐장치(100)를 제어하는 제어장치(200)를 구비하고, 상기 제어장치(200)는 일정 공간을 형성한 제어장치본체(201)와, 상기 제어장치본체(201)의 상부면과 하부면을 관통하는 제1 관통구(202)와 제2 관통구(204)를 형성하고, 바닥판(203)으로부터 상기 제1 관통구(202)와 제2 관통구(204)를 수직 방향으로 관통하여 상하로 길게 형성된 랙기어(300)와, 상기 랙기어(300)와 맞물리게 상기 제어장치본체(201)의 상부면에 설치된 피니언기어(304)와, 상기 피니언기어(304)를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동모터(302)가 설치되고, 상기 제어장치본체(201)의 내부에는 부하단의 전압과 전류를 검출하는 상기 센서수단의 측정신호를 수신하고 수신된 신호값을 실시간으로 송신하는 통신부(214)와, 상기 통신부(214)로부터 전달된 신호값을 고장 전류 및 전압에 의한 고장 여부를 실시간으로 판단하는 제어부(210)와, 상기 제어부(210)와 연결되며 상기 배전선로(10)를 흐르는 전원에 의해 충전되고, 전원을 공급하는 전원부(212)와, 상기 랙기어(300)의 상부 끝단에 개폐장치본체(102)가 연결되고, 상기 개폐장치본체(102)는 사각형 형태의 몸체로 내부 바닥면에 모터(164)에 연결된 구동기어(162)와, 상기 구동기어(162)에 맞물려 있는 메인기어(160)가 형성되고, 상기 메인기어(160)의 중앙부에 수직으로 세워지고 상기 모터(164)에 의해 회전하는 회전봉(170)과, 상기 회전봉(170)의 상부 끝단에 수평하게 설치된 막대 형태의 작동접속부재(172)와, 사각형 형태의 상기 개폐장치본체(102)를 이루는 내부 내측면의 각각에 수직으로 세워져 상하로 길게 형성된 고정지지대(110, 120, 130, 140)와 상기 고정지지대(110, 120, 130, 140)의 내측 방향으로 랙기어(111, 121, 131, 141)가 형성되고, 상기 랙기어(111, 121, 131, 141)는 상부에 치합되어 맞물려 있는 상부피니언기어(112, 122, 132, 142)와, 하부에 치합되어 맞물려 있는 하부피니언기어(115, 125, 135, 145)와, 상기 상부피니언기어(112, 122, 132, 142)와 상기 하부피니언기어(115, 125, 135, 145)에 각각 연결되어 상하로 이동하는 구동 수단인 상부모터(113, 123, 133, 143)와 하부모터(116, 126, 136, 146)와, 상기 상부피니언기어(112, 122, 132, 142)와 상기 하부피니언기어(115, 125, 135, 145)의 각각의 끝단에 길이 방향으로 막대 형상의 상부접지부(114, 124, 134, 144)와 하부접지부(117, 127, 137, 147)와, 상기 상부피니언기어(112, 122,132, 142)가 하부 방향으로 이동하되 하방 제한 스위치(118, 128, 138, 148)에 의해 이동 거리가 제한되며 상기 하부피니언기어(115, 125, 135, 145)가 상부 방향으로 이동하되 상방 제한 스위치(119, 129, 139, 149)에 의해 이동 거리가 제한되어 상기 상부접지부(114, 124, 134, 144)와 일정 거리 하방으로 이격된 상기 하부접지부(117, 127, 137, 147)가 한 쌍으로 접지부재를 상기 개폐장치본체(102)의 내측면에서 상기 배전선로(10) 상에 각각 제1 접지부재와 제2 접지부재가 설치되고, 상기 배전선로(10)와 직각 방향의 우회선로(20) 상에 제3 접지부재와 제4 접지부재가 설치되는 배전선로의 고장감시장치에 있어서, 상기 구동모터(302)가 구동되지 않는 상태에서 상기 피니언기어(304)가 회전되면서 발생될 수 있는 상기 제어장치(200)의 하강을 방지하는 하강방지부(500)를 더 포함하며, 상기 제어장치본체(201)는 일측 상부에 외측으로 연장 형성되는 고정대(205)가 구비되고, 상기 하강방지부(500)는, 상기 고정대로부터 상방향으로 연장 형성되는 지지판(510); 상기 지지판(510)에 좌우 이동 가능하게 결합되는 가압바(520); 상기 가압바(520)의 타단부에 구비되면서 상기 피니언기어(304)를 가압하는 가압부재(530); 상기 지지판(510)과 상기 가압부재(530) 사이에 위치되도록 상기 가압바(520)의 외측으로 결합되며, 상기 가압부재(530)를 가압하여 상기 피니언기어(304)가 회전되지 않도록 하는 스프링(540); 및 상기 가압바(520)의 일단부에 구비되는 조절레버(550)를 포함하며, 상기 가압부재(530)는, 상기 조절레버(550)를 상기 피니언기어(304)와 반대되는 방향으로 당김에 따라 상기 피니언기어(304)와 이격되면서 상기 피니언기어(304)가 회전 가능하도록 하고, 상기 조절레버(550)를 당김 해제함에 따라 상기 피니언기어(304)로 밀착되면서 상기 피니언기어(304)의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 배전선로의 고장감시장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 배전선로의 일정 구간에 설치된 센서수단의 검출 신호에 의해 배전선로의 고장 여부를 판단할 수 있는 것은 물론, 이에 따라 기존의 선로를 차단하고 우회선로를 통해 배전선로의 전류 및 전압을 중단 없이 연결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 구동모터의 구동이 정지된 상태에서 피니언기어의 회전을 방지함으로써 제어장치의 위치가 안정적으로 유지될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치를 위에서 본 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치에서 상하이동수단의 개념을 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치에서 제어장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치에서 하강방지부가 구비된 상태를 나타낸 정면도이다.
그리고
도 7은 도 6에서 하강방지부를 나타낸 부분 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 보면, 본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치는 변대주를 지나는 특고압 배전선로(10)의 선단측과 후단측에 설치된 센서수단(S1)(S2)의 검측신호에 의해 자동개폐장치(100)가 작동하여 배전선로(10)의 고장시 배전선로(10)의 흐름을 일시 차단하고 우회선로(20)로 연결하도록 제어한다.
본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치는 배전선로(10)의 일정 부분으로 센서수단(S1)(S2)의 사이에 설치되는 자동개폐장치(100)와, 자동개폐장치(100)의 하부에 연결되어 자동개폐장치(100)를 제어하는 제어장치(200)를 포함한다.
제어장치(200)는 일정 공간을 형성한 제어장치본체(201)와, 제어장치본체(201)의 상부면과 하부면을 관통하는 제1 관통구(202)와 제2 관통구(204)를 형성하고, 제1 관통구(202)와 제2 관통구(204)를 수직 방향으로 관통하여 세워진 상하로 길게 형성된 랙기어(300)와, 랙기어(300)와 맞물리게 제어장치본체(201)의 상부면에 피니언기어(304)와, 피니언기어(304)를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동모터(302)가 설치된다.
랙기어(300)는 제어장치본체(201)의 제2 관통구(204)를 관통하여 바닥판(203)에 고정 설치된다.
제어장치본체(201)는 랙기어(300)를 따라 상하로 이동 가능하게 된다.
제어장치본체(201)의 내부에는 제어부(210), 전원부(212), 통신부(214), 유저 인터페이스 모듈(216)을 포함한다.
통신부(214)는 부하단의 전압과 전류를 검출하는 센서수단(S1)(S2)의 측정신호를 수신하고 수신된 신호값을 실시간으로 유선 또는 무선 방식으로 송신한다.
제어부(210)는 통신부(214)로부터 전달된 신호값을 고장 전류 및 고장 전압에 의한 고장점을 실시간으로 판단한다.
전원부(212)는 제어부(210)와 연결되어 배전선로(10)를 흐르는 전원에 의해 충전되어 구성장치에 전원을 공급한다.
전원부(212)는 태양광을 전원으로 이용하는 태양광수단(T1)을 추가로 연결하여 배전선로(10)의 고장발생시 전원을 공급받을 수 있다.
유저 인터페이스 모듈(216)은 사용자가 현장에서 제어장치(200)를 조작하고, 자동개폐장치(100), 제어장치(200)의 운전 환경 및 배전선로(10)의 상태를 확인할 수 있도록 디스플레이 화면과 다수의 조작 버튼을 포함한다.
랙기어(300)의 상부 끝단에는 개폐장치본체(102)가 연결되고, 개폐장치본체(102)의 내부 바닥면에는 모터(164)에 연결된 구동기어(162)와, 구동기어(162)에 맞물려 있는 메인기어(160)가 형성된다.
메인기어(160)의 중앙부에는 수직으로 세워진 회전봉(170)이 결합되어 있다.
모터(164)에 의해 구동기어(162)가 일방향으로 회전에 따라 메인기어(160)가 반대 방향으로 회전되면서 메인기어(160)에 연결된 회전봉(170)이 회전하게 된다.
회전봉(170)의 끝단에는 수평 방향으로 막대 형태의 작동접속부재(172)가 설치된다. 작동접속부재(172)는 정사각형의 단면을 가지며 일정한 길이를 구비하는 로드형태로 형성되는 것이 바람직하다.
더불어 작동접속부재(172)의 재질로는 구리 및 알루미늄 또는 구리와 알루미늄이 혼합된 합금을 사용하는 것이 바람직하며 그 이유는 전기전도율이 높은 재료이기 때문이다.
작동접속부재(172)는 회전봉(170)이 모터(164)의 구동에 의해 회동하면, 회전봉(170)의 회전에 의해 작동접속부재(172)도 함께 회동되면서 접지부재에 삽입되거나 접지부재에서 이탈되어 전압과 전류를 연결 및 분리한다.
개폐장치본체(102)는 외관이 사각형의 형태로 이루어져 내부 내측면의 각각에 접지부재를 포함한 상하이동수단이 설치되고, 상하이동수단은 상부이동부재와 하부이동부재로 나누어져 상부이동부재가 하부 방향으로 이동하고 하부이동부재가 상부 방향으로 이동하여 하나의 접지부재를 형성한다.
상하이동수단은 센서수단(S1)(S2)의 배전선로(10) 상의 2개가 설치되고, 배전선로(10)와 직각 방향의 우회선로(20) 상에 2개가 설치된다.
센서수단(S1)(S2)의 배전선로(10) 상에 설치되는 제1 상하이동수단과 제2 상하이동수단을 포함하고, 배전선로(10)와 직각 방향의 우회선로(20) 상에 설치되는 제3 상하이동수단과 제4 상하이동수단을 포함한다.
제1 상하이동수단은 수직으로 세워져 상하로 길게 형성된 제1 고정지지대(110)와 제1 고정지지대(110)의 내측 방향으로 제1 랙기어(111)가 형성된다.
제1 랙기어(111)는 상부에 제1 상부피니언기어(112)가 치합되어 맞물려 있고 하부에 제1 하부피니언기어(115)가 치합되어 맞물려 있다.
제1 상부피니언기어(112)와 제1 하부피니언기어(115)는 상하로 이동하기 위한 구동 수단인 제1 상부모터(113)와 제1 하부모터(116)가 연결되어 있다.
제1 상부피니언기어(112)와 제1 하부피니언기어(115)는 각각의 끝단에 제1 상부접지부(114)와 제1 하부접지부(117)가 길이 방향으로 형성된다.
제1 상부피니언기어(112)는 하부 방향으로 이동하되 제1 하방 제한 스위치(118)에 의해 이동 거리가 제한되며, 제1 하부피니언기어(115)는 상부 방향으로 이동하되 제1 상방 제한 스위치(119)에 의해 이동 거리가 제한된다.
즉, 제어부(210)는 제1 상부피니언기어(112)와 제1 하부피니언기어(115)가 이동시 제1 상방 제한 스위치(119)와 제1 하방 제한 스위치(118)가 작동하는 경우, 제1 상방 제한 스위치(119)와 제1 하방 제한 스위치(118)로부터 작동 중지 신호를 수신하며 제1 상부모터(113)와 제1 하부모터(116)의 전원을 오프시킨다.
이로 인하여 제1 상부피니언기어(112)와 제1 하부피니언기어(115)의 이동이 중지되면, 제1 상부접지부(114)와 제1 상부접지부(114)와 일정 거리 하방으로 이격된 제1 하부접지부(117)를 한 쌍으로 제1 접지부재가 형성된다.
제2 상하이동수단은 수직으로 세워져 상하로 길게 형성된 제2 고정지지대(120)와 제2 고정지지대(120)의 내측 방향으로 제2 랙기어(121)가 형성된다.
제2 랙기어(121)는 상부에 제2 상부피니언기어(122)가 맞물려 있고 하부에 제2 하부피니언기어(125)가 맞물려 있다.
제2 상부피니언기어(122)와 제2 하부피니언기어(125)는 상하로 이동하기 위한 구동 수단인 제2 상부모터(123)와 제2 하부모터(126)가 연결되어 있다.
제2 상부피니언기어(122)와 제2 하부피니언기어(125)는 각각의 끝단에 제2 상부접지부(124)와 제2 하부접지부(127)가 길이 방향으로 형성된다.
제2 상부피니언기어(122)는 하부 방향으로 이동하되 제2 하방 제한 스위치(128)에 의해 이동 거리가 제한되며, 제2 하부피니언기어(125)는 상부 방향으로 이동하되 제2 상방 제한 스위치(129)에 의해 이동 거리가 제한된다.
즉, 제어부(210)는 제2 상부피니언기어(122)와 제2 하부피니언기어(125)가 이동시 제2 상방 제한 스위치(129)와 제2 하방 제한 스위치(128)가 작동하는 경우, 제2 상방 제한 스위치(129)와 제2 하방 제한 스위치(128)로부터 작동 중지 신호를 수신하며 제2 상부모터(123)와 제2 하부모터(126)의 전원을 오프시킨다.
이로 인하여 제2 상부피니언기어(122)와 제2 하부피니언기어(125)의 이동이 중지되면, 제2 상부접지부(124)와 제2 상부접지부(124)와 일정 거리 하방으로 이격된 제2 하부접지부(127)를 한 쌍으로 제2 접지부재가 형성된다.
제3 상하이동수단은 수직으로 세워져 상하로 길게 형성된 제3 고정지지대(130)와 제3 고정지지대(130)의 내측 방향으로 제3 랙기어(131)가 형성된다.
제3 랙기어(131)는 상부에 제3 상부피니언기어(132)가 맞물려 있고 하부에 제3 하부피니언기어(135)가 맞물려 있다.
제3 상부피니언기어(132)와 제3 하부피니언기어(135)는 상하로 이동하기 위한 구동 수단인 제3 상부모터(133)와 제3 하부모터(136)가 연결되어 있다.
제3 상부피니언기어(132)와 제3 하부피니언기어(135)는 각각의 끝단에 제3 상부접지부(134)와 제3 하부접지부(137)가 길이 방향으로 형성된다.
제3 상부피니언기어(132)는 하부 방향으로 이동하되 제3 하방 제한 스위치(138)에 의해 이동 거리가 제한되며, 제3 하부피니언기어(135)는 상부 방향으로 이동하되 제3 상방 제한 스위치(139)에 의해 이동 거리가 제한된다.
즉, 제어부(210)는 제3 상부피니언기어(132)와 제3 하부피니언기어(135)가 이동시 제3 상방 제한 스위치(139)와 제3 하방 제한 스위치(138)가 작동하는 경우, 제3 상방 제한 스위치(139)와 제3 하방 제한 스위치(138)로부터 작동 중지 신호를 수신하며 제3 상부모터(133)와 제3 하부모터(136)의 전원을 오프시킨다.
이로 인하여 제3 상부피니언기어(132)와 제3 하부피니언기어(135)의 이동이 중지되면, 제3 상부접지부(134)와 제3 상부접지부(134)와 일정 거리 하방으로 이격된 제3 하부접지부(137)를 한 쌍으로 제3 접지부재가 형성된다.
제4 상하이동수단은 수직으로 세워져 상하로 길게 형성된 제4 고정지지대(140)와 제4 고정지지대(140)의 내측 방향으로 제4 랙기어(141)가 형성된다.
제4 랙기어(141)는 상부에 제4 상부피니언기어(142)가 맞물려 있고 하부에 제4 하부피니언기어(145)가 맞물려 있다.
제4 상부피니언기어(142)와 제4 하부피니언기어(145)는 상하로 이동하기 위한 구동 수단인 제4 상부모터(143)와 제4 하부모터(146)가 연결되어 있다.
제4 상부피니언기어(142)와 제4 하부피니언기어(145)는 각각의 끝단에 제4 상부접지부(144)와 제4 하부접지부(147)가 길이 방향으로 형성된다.
제4 상부피니언기어(142)는 하부 방향으로 이동하되 제4 하방 제한 스위치(148)에 의해 이동 거리가 제한되며, 제4 하부피니언기어(145)는 상부 방향으로 이동하되 제4 상방 제한 스위치에 의해 이동 거리가 제한된다.
즉, 제어부(210)는 제4 상부피니언기어(142)와 제4 하부피니언기어(145)가 이동시 제4 상방 제한 스위치와 제4 하방 제한 스위치(148)가 작동하는 경우, 제4 상방 제한 스위치와 제4 하방 제한 스위치(148)로부터 작동 중지신호를 수신하며 제4 상부모터(143)와 제4 하부모터(146)의 전원을 오프시킨다.
이로 인하여 제4 상부피니언기어(142)와 제4 하부피니언기어(145)의 이동이 중지되면, 제4 상부접지부(144)와 제4 상부접지부(144)와 일정 거리 하방으로 이격된 제4 하부접지부(147)를 한 쌍으로 제4 접지부재가 형성된다.
다시 말해, 제1 상하이동수단과 제2 상하이동수단은 배전선로(10) 상에 설치되고 제3 상하이동수단과 제4 상하이동수단은 배전선로(10)와 직각 방향의 우회선로(20) 상에 설치되는 것이다. 제1 상하이동수단과 제2 상하이동수단이 동시에 작동하며, 제3 상하이동수단과 제4 상하이동수단이 동시에 작동하게 된다.
제1 상하이동수단은 제1 고정지지대(110), 제1 랙기어(111), 제1 상부피니언기어(112), 제1 하부피니언기어(115), 한 쌍의 제1 접지부재인 제1 상부접지부(114), 제1 하부접지부(117)를 포함한다.
제2 상하이동수단은 제2 고정지지대(120), 제2 랙기어(121), 제2 상부피니언기어(122), 제2 하부피니언기어(125), 한 쌍의 제2 접지부재인 제2 상부접지부(124), 제2 하부접지부(127)를 포함한다.
제3 상하이동수단은 제3 고정지지대(130), 제3 상부피니언기어(132), 제3 하부피니언기어(135), 한 쌍의 제3 접지부재인 제3 상부접지부(134), 제3 하부접지부(137)를 포함한다.
제4 상하이동수단은 제4 고정지지대(140), 제4 랙기어(141), 제4 상부피니언기어(142), 제4 하부피니언기어(145), 한 쌍의 제4 접지부재인 제4 상부접지부(144), 제4 하부접지부(147)를 포함한다.
배전선로(10)의 전류와 전압 흐름이 정상적인 경우, 작동접속부재(172)는 배전선로(10) 상에 설치된 제1 상부접지부(114)와 제1 하부접지부(117)의 사이의 공간(제1 접지부재)과, 제2 상부접지부(124)와 제2 하부접지부(127)의 사이의 공간(제2 접지부재)으로 삽입되어 결합된다.
배전선로(10)에 고장이 발생되면, 작동접속부재(172)는 제1 접지부재와 제2 접지부재로부터 분리되어 90도 직각으로 회전하여 제3 상부접지부(134)와 제3 하부접지부(137)의 사이의 공간(제3 접지부재)과, 제4 상부접지부(144)와 제4 하부접지부(147)의 사이의 공간(제4 접지부재)으로 삽입되어 결합된다.
작동접속부재(172)는 센서수단의 배전경로 상에 설치된 제1 접지부재와 제2 접지부재에 삽입된 경우, 정상적인 배전선로(10)의 전류와 전압 흐름을 나타내고, 배전선로(10)와 직각 방향의 우회선로(20) 상에 설치된 제3 접지부재와 제4 접지부재에 삽입된 경우, 우회선로(20)로 전류 및 전압을 연결하게 된다.
변대주를 지나는 배전선로(10)의 선단측과 후단 측에 설치된 센서수단은 각 변대주마다 설치하고, 변대주 사이의 전류 또는 전압을 측정하도록 설치할 수 있다.
센서수단에 의하여 측정된 전류 또는 전압은 통신부(214)로 전송하며 통신부(214)는 이웃한 다른 통신모듈(미도시)과의 통신을 통해 변대주 사이의 전압 또는 전류의 값도 송수신한다.
통신부(214)로 전달된 신호는 중앙통제시스템(미도시)으로 전송하게 할 수도 있다. 또한, 각 통신부(214)는 각각 검출한 검출신호를 중앙통제시스템으로 전송하여, 중앙통제시스템에서 변대주 사이의 정상 전압 또는 정상 전류가 공급되고 있는가를 판단하게 할 수도 있다.
한편, 통신부(214)로 전달된 신호는 제어부(210)로 전달되며 통신부(214)에서 제어부(210)로 전달된 신호 즉 전압과 전류를 검출한 검출신호는 제어부(210)에서 고장 전류 또는 전압 연산에 의한 고장 유무를 실시간으로 판단하여 상위 시스템(System)으로 전송하도록 한 후, 배전 자동화 알고리즘(Algorithm)에 의한 수행 명령을 제어부(210)에서 각 수단에 전달한다.
제어부(210)는 정상분 전압과 전류가 일정 기준치 이상인지 판단하고 고장 발생이 얼마나 유지했는지, 전압 위상 및 전류 위상이 일정 범위를 넘었는지, 고장 방향 등을 종합적으로 고려하여 고장 유무를 판단할 수 있다.
제어부(210)는 배전선로(10)의 선단측과 후단측에 설치된 센서수단에서 전달된 신호값을 연산하여 정상신호로 판단되면 현재 접속 상태를 유지하게 되지만 고장신호로 판단되었을 때, 제1 상부모터(113)와 제2 상부모터(123)를 작동시켜 제1 상부피니언기어(112)와 제2 상부피니언기어(122)를 상부 방향으로 이동시키며, 제1 하부모터(116)와 제2 하부모터(126)를 작동시켜 제1 하부피니언기어(115)와 제2 하부피니언기어(125)를 하부 방향으로 이동시킨다.
제1 접지부재인 제1 상부접지부(114)와 제1 하부접지부(117)와, 제2 접지부재인 제2 상부접지부(124)와 제2 하부접지부(127)가 서로 멀어지는 방향으로 이격되면, 제1 접지부재와 제2 접지부재에 접속된 작동접속부재(172)의 접지력이 해제되어 분리된다.
모터(164)가 제어부(210)에서 전달된 신호에 의해 회전되게 되면 모터(164)의 축에 연결된 구동기어(162)와 메인기어(160)가 연동되어 회전된다.
메인기어(160)와 연동된 회전봉(170)이 회전되고, 회전봉(170)의 상부 끝단에 수평되게 설치된 작동접속부재(172)는 도 3에 도시된 바와 같이 90도 회전하게 되어 제1 접지부재와 제2 접지부재로부터 이탈되어 제3 상부접지부(134)와 제3 하부접지부(137)의 사이의 공간과, 제4 상부접지부(144)와 제4 하부접지부(147)의 사이의 공간에 삽입되어 접속된다.
이때, 제어부(210)는 제3 상부모터(133)와 제4 상부모터(143)를 작동시켜 제3 상부피니언기어(132)와 제4 상부피니언기어(142)를 하부 방향으로 이동시키며, 제3 하부모터(136)와 제4 하부모터(146)를 작동시켜 제3 하부피니언기어(135)와 제4 하부피니언기어(145)를 상부 방향으로 이동시킨다.
제3 상부접지부(134)와 제3 하부접지부(137)와, 제4 상부접지부(144)와 제4 하부접지부(147)가 서로 가까워지는 방향으로 접근되고 제3 접지부재와 제4 접지부재가 최소로 이격되도록 형성되며, 작동접속부재(172)가 제3 접지부재와 제4 접지부재의 이격 공간에 삽입되어 결합된다.
작동접속부재(172)는 위치가 변화되면서 제1 접지부재와 제2 접지부재와의 접지력이 해제되어 분리되고 제3 접지부재와 제4 접지부재와 전기적으로 연결되어 센서수단(S1)(S2) 상에서 배전선로(10)의 전류 및 전압 흐름을 우회선로(20)를 통해 연결되도록 한다.
제어부(210)는 작동접속부재(172)에 의해 우회선로(20)가 선택된 경우, 센서수단의 내부의 분기 회로를 통해 기존의 선로를 차단하고 우회선로(20)와 연결되도록 제어한다.
즉, 센서수단은 정상선로와 우회선로(20)를 분기하는 회로가 내부에 구성되어 있으며 제어부(210)의 제어에 따라 정상선로와 우회선로(20)를 선택하여 분기한다.
배전선로(10)에 고장이 수리되고 정상화되면, 제3 접지부재와 제4 접지부재가 해제되어 분리되고 제1 상부접지부(114)와 제1 하부접지부(117)와, 제2 상부접지부(124)와 제2 하부접지부(127)가 서로 가까워지는 방향으로 접근되고 제1 접지부재와 제2 접지부재가 최소로 이격되도록 형성되며, 작동접속부재(172)가 제1 접지부재와 제2 접지부재의 이격 공간에 삽입되어 결합하게 된다.
본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치는 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 구동모터(302)가 구동되지 않는 상태에서 피니언기어(304)가 회전되면서 발생될 수 있는 제어장치(200)의 하강을 방지하는 하강방지부(500)를 더 포함한다.
하강방지부(500)는 구동모터(302)의 구동이 정지된 상태에서 피니언기어(304)가 제어장치본체(201)의 하중에 의해 회전되지 않도록 하여 제어장치(200)의 위치가 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.
이를 위해, 제어장치본체(201)는 일측 상부에 외측으로 연장 형성되는 고정대(205)가 구비된다.
하강방지부(500)는 고정대(205)로부터 상방향으로 연장 형성되는 지지판(510), 지지판(510)에 좌우 이동 가능하게 결합되는 가압바(520), 가압바(520)의 타단부에 구비되면서 피니언기어(304)를 가압하는 가압부재(530), 지지판(510)과 가압부재(530) 사이에 위치되도록 가압바(520)의 외측으로 결합되며 가압부재(530)를 가압하여 피니언기어(304)가 회전되지 않도록 하는 스프링(540) 및 가압바(520)의 일단부에 구비되는 조절레버(550)를 포함한다.
지지판(510)은 양측면을 갖는 사각 형태를 이루며, 하부가 고정대(205)에 고정된다.
가압바(520)는 제어장치본체(201)의 양측 방향 즉, 좌우 방향으로 연장 형성된다.
지지판(510)에는 가압바(520)가 좌우 방향으로 이동 가능하게 결합될 수 있도록 양측면을 관통하는 통공(511)이 형성된다.
스프링(540)은 지지판(510)과 가압부재(530) 사이에 위치되도록 가압바(520)의 외측으로 결합되면서 가압부재(530)를 피니언기어(304)로 가압한다.
스프링(540)은 조절레버(550)를 피니언기어(304)와 반대되는 방향으로 당김에 따라 수축되는 한편, 조절레버(550)를 당김 해제함에 따라 이완된다.
가압부재(530)는 실리콘이나 고무재질 등으로 이루어질 수 있으며, 가압바(520)의 타단부에 구비되면서 조절레버(550)를 일단부 방향으로 당김에 따라 피니언기어(304)와 이격되면서 피니언기어(304)가 회전 가능하도록 한다. 이때에는, 구동모터(302)의 구동이 필요한 상태로 이해될 수 있다.
또한, 가압부재(530)는 조절레버(550)를 당김 해제함에 따라 피니언기어(304)로 밀착되면서 피니언기어(304)의 회전을 방지한다.
이에 따라, 승강방지부(500)는 구동모터(302)의 구동이 정지된 상태에서 가압부재(530)가 피니언기어(304)로 밀착됨에 따라 제어장치(200)가 하강되는 것을 방지할 수 있다.
하강방지부(500)는 가압부재(530)와 가압바(520) 간에 위치되도록 가압바(520)의 타단부에 구비되는 가압판(560)을 더 포함할 수 있다.
가압판(560)은 가압바(520)의 타단부에 구비되면서 스프링(540)의 가압에 의해 가압부재(530)가 피니언기어(304)로 안정적으로 밀착될 수 있도록 한다.
하강방지부(500)는 스프링(540)의 탄성력을 조절하는 탄성력조절수단(570)을 더 포함할 수 있다.
탄성력조절수단(570)은 스프링(540)의 일측에 위치되도록 가압바(520)의 외측으로 결합되는 가압링(571) 및 가압링(571)의 일측에 위치되도록 가압바(520)의 외측으로 나사결합되는 조절부재(572)를 포함한다.
가압바(520)는 외주면에 나사산이 형성되고, 조절부재(572)는 내주면에 나사산이 형성되면서 가압바(520)에 좌우 이동 가능하게 나사결합될 수 있다.
스프링(540)은 조절부재(572)가 타측방향 즉, 피니언기어(304) 방향으로 이동됨에 따라 수축되는 한편, 조절부재(572)가 일측방향 즉, 피니언기어(304)와 반대되는 방향으로 이동됨에 따라 이완되면서 탄성력(570)이 조절될 수 있다.
즉, 구동모터(302)의 구동시에는, 조절부재(572)를 풀림 회전하여 스프링(540)이 이완되도록 한 상태에서 조절레버(550)를 피니언기어(304)와 반대되는 방향으로 당기고, 피니언기어(304)의 회전을 방지하기 위해서는, 조절레버(550)에 대한 당김을 해제한 상태에서 조절부재(572)를 조임 회전하여 스프링(540)이 압착되도록 한다.
하강방지부(500)는 조절레버(550)의 좌우 이동을 가이드하기 위한 가이드수단(580)을 더 포함할 수 있다.
지지판(510)에는 양측면을 관통하는 가이드공(512)이 형성되며, 가이드수단(580)은 일단부가 조절레버(550)에 고정되고 타단부가 가이드공(512)을 통과하는 가이드바(581)를 포함한다.
가이드바(581)는 조절레버(550)의 좌우 이동을 가이드하는 한편, 조절부재(572)의 회전에 따라 가압바(520)가 함께 회전하는 것을 방지한다.
가이드수단(580)은 조절레버(550)와 지지판(510) 간에 위치되도록 가이드바(581)의 외측으로 나사결합되는 잠금부재(582)를 더 포함할 수 있다.
가이드바(581)는 외주면에 나사산이 형성되고, 잠금부재(582)는 내주면에 나사산이 형성되면서 가이드바(581)로 나사결합될 수 있다.
잠금부재(581)는 조절레버(550)에 접한 상태를 유지하다 구동모터(302)의 구동시, 가압부재(530)가 피니언기어(304)와 이격된 상태에서 회전에 따라 이동되어 지지판(510)에 이웃하거나 접할 수 있다.
가압부재(530)는 잠금부재(581)가 지지판(510)에 접함에 따라 조절레버(550)로의 당김을 해제하더라도 피니언기어(304)와 이격된 상태를 유지할 수 있다.
이로 인해, 하강방지부(500)는 구동모터(302)의 구동이 정지된 상태에서 피니언기어(304)가 제어장치본체(201)의 하중에 의해 회전되지 않도록 함으로써 제어장치(200)의 위치가 안정적으로 유지될 수 있도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 배전선로의 고장감시장치를 실시하기 위한 실시 예에 불과한 것으로써, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10 : 배전선로 20 : 우회선로
100 : 자동개폐장치 102 : 개폐장치본체
120 : 제2 고정지지대 130 : 제3 고정지지대
140 : 제4 고정지지대 160 : 메인기어
200 : 제어장치 201: 제어장치본체
300 : 랙기어 400 : 전원선
500 : 잠금부 510 : 지지판
520 : 가압바 530 : 가압부재
540 : 스프링 550 : 조절레버
560 : 가압판 570 : 탄성력조절수단
580 : 가이드수단

Claims (1)

  1. 배전선로(10)의 일정 부분으로 센서수단(S1)(S2)의 사이에 설치되고 상기 배전선로(10)의 고장 여부를 판단하여 전압과 전류를 분리하는 동시에 우회선로(20)로 연결하는 자동개폐장치(100)와, 상기 자동개폐장치(100)의 하부에 연결되어 상기 자동개폐장치(100)를 제어하는 제어장치(200)를 구비하고,
    상기 제어장치(200)는 일정 공간을 형성한 제어장치본체(201)와, 상기 제어장치본체(201)의 상부면과 하부면을 관통하는 제1 관통구(202)와 제2 관통구(204)를 형성하고, 바닥판(203)으로부터 상기 제1 관통구(202)와 제2 관통구(204)를 수직 방향으로 관통하여 상하로 길게 형성된 랙기어(300)와, 상기 랙기어(300)와 맞물리게 상기 제어장치본체(201)의 상부면에 설치된 피니언기어(304)와, 상기 피니언기어(304)를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동모터(302)가 설치되고, 상기 제어장치본체(201)의 내부에는 부하단의 전압과 전류를 검출하는 상기 센서수단의 측정신호를 수신하고 수신된 신호값을 실시간으로 송신하는 통신부(214)와, 상기 통신부(214)로부터 전달된 신호값을 고장 전류 및 전압에 의한 고장 여부를 실시간으로 판단하는 제어부(210)와, 상기 제어부(210)와 연결되며 상기 배전선로(10)를 흐르는 전원에 의해 충전되고, 전원을 공급하는 전원부(212)와, 상기 랙기어(300)의 상부 끝단에 개폐장치본체(102)가 연결되고,
    상기 개폐장치본체(102)는 사각형 형태의 몸체로 내부 바닥면에 모터(164)에 연결된 구동기어(162)와, 상기 구동기어(162)에 맞물려 있는 메인기어(160)가 형성되고, 상기 메인기어(160)의 중앙부에 수직으로 세워지고 상기 모터(164)에 의해 회전하는 회전봉(170)과, 상기 회전봉(170)의 상부 끝단에 수평하게 설치된 막대 형태의 작동접속부재(172)와, 사각형 형태의 상기 개폐장치본체(102)를 이루는 내부 내측면의 각각에 수직으로 세워져 상하로 길게 형성된 고정지지대(110, 120, 130, 140)와 상기 고정지지대(110, 120, 130, 140)의 내측 방향으로 랙기어(111, 121, 131, 141)가 형성되고, 상기 랙기어(111, 121, 131, 141)는 상부에 치합되어 맞물려 있는 상부피니언기어(112, 122, 132, 142)와, 하부에 치합되어 맞물려 있는 하부피니언기어(115, 125, 135, 145)와, 상기 상부피니언기어(112, 122, 132, 142)와 상기 하부피니언기어(115, 125, 135, 145)에 각각 연결되어 상하로 이동하는 구동 수단인 상부모터(113, 123, 133, 143)와 하부모터(116, 126, 136, 146)와, 상기 상부피니언기어(112, 122, 132, 142)와 상기 하부피니언기어(115, 125, 135, 145)의 각각의 끝단에 길이 방향으로 막대 형상의 상부접지부(114, 124, 134, 144)와 하부접지부(117, 127, 137, 147)와, 상기 상부피니언기어(112, 122,132, 142)가 하부 방향으로 이동하되 하방 제한 스위치(118, 128, 138, 148)에 의해 이동 거리가 제한되며 상기 하부피니언기어(115, 125, 135, 145)가 상부 방향으로 이동하되 상방 제한 스위치(119, 129, 139, 149)에 의해 이동 거리가 제한되어 상기 상부접지부(114, 124, 134, 144)와 일정 거리 하방으로 이격된 상기 하부접지부(117, 127, 137, 147)가 한 쌍으로 접지부재를 상기 개폐장치본체(102)의 내측면에서 상기 배전선로(10) 상에 각각 제1 접지부재와 제2 접지부재가 설치되고, 상기 배전선로(10)와 직각 방향의 우회선로(20) 상에 제3 접지부재와 제4 접지부재가 설치되는 배전선로의 고장감시장치에 있어서,
    상기 구동모터(302)가 구동되지 않는 상태에서 상기 피니언기어(304)가 회전되면서 발생될 수 있는 상기 제어장치(200)의 하강을 방지하는 하강방지부(500)를 더 포함하며,
    상기 제어장치본체(201)는 일측 상부에 외측으로 연장 형성되는 고정대(205)가 구비되고,
    상기 하강방지부(500)는,
    상기 고정대로부터 상방향으로 연장 형성되는 지지판(510);
    상기 지지판(510)에 좌우 이동 가능하게 결합되는 가압바(520);
    상기 가압바(520)의 타단부에 구비되면서 상기 피니언기어(304)를 가압하는 가압부재(530);
    상기 지지판(510)과 상기 가압부재(530) 사이에 위치되도록 상기 가압바(520)의 외측으로 결합되며, 상기 가압부재(530)를 가압하여 상기 피니언기어(304)가 회전되지 않도록 하는 스프링(540); 및
    상기 가압바(520)의 일단부에 구비되는 조절레버(550)를 포함하며,
    상기 가압부재(530)는,
    상기 조절레버(550)를 상기 피니언기어(304)와 반대되는 방향으로 당김에 따라 상기 피니언기어(304)와 이격되면서 상기 피니언기어(304)가 회전 가능하도록 하고, 상기 조절레버(550)를 당김 해제함에 따라 상기 피니언기어(304)로 밀착되면서 상기 피니언기어(304)의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 배전선로의 고장감시장치.
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