KR102039870B1 - 비활선 상태 감지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비활선 상태 감지장치에 관한 것으로, 배전선로의 활선 여부에 따라 발생하는 자기장을 검출하는 자기장 검출부; 상기 자기장 검출부의 검출 결과에 대한 출력신호를 반전시키는 반전부; 상기 반전부를 통해 온(ON) 신호가 입력될 경우, 미리 설정된 경보 방식에 따라 경보를 출력하는 경보부; 및 상기 자기장 검출부, 반전부, 및 경보부에 배터리를 이용해 구동 전원을 공급하는 전원부;를 포함한다.

Description

비활선 상태 감지장치{APPARATUS FOR DETECTING INACTIVE STATE OF DISTRIBUTION LINES}
본 발명은 비활선 상태 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배전선로의 비활선 상태를 검출하여 경보할 수 있도록 하는, 비활선 상태 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로 배전선로는 전국적으로 설치되어 있으며, 만약 이러한 선로에 고장이 발생할 경우 생활에 불편함을 유발시킬 뿐만 아니라, 병원 및 경찰서 등의 정전 발생 시 생명에도 지장이 생길 수 있다. 따라서 배전선로에 고장이 발생할 경우 가능한 한 빠르게 복구할 필요가 있다.
그런데 최근 가공배전선로의 지중화 사업이 진행되고 있다.
상기 지중화 사업은 선로를 지하에 매설시키는 작업으로서, 지중배전선로는 가공배전선로와 달리 육안으로 보이지 않기 때문에 고장발생 시 고장구간을 찾아내기가 매우 어려운 문제점이 있다.
마찬가지로 가공배전선로에도 고장구간을 쉽게 찾기 어려운 문제점이 있다.
따라서 방대한 지역에 설치되어 있는 선로의 고장을 검출하기 위하여, 일부 구간 마다(예 : 통상적으로 복수의 전주 단위로) 고장 검출장치를 시공하고 있으며, 상기 고장 검출장치를 통해 선로에 고장이 발생할 경우 그 고장구간을 대략적으로 파악 할 수 있도록 하고 있다.
기존에 상기 고장 검출장치는 리클로저(즉, 고장전류 발생시 차단-재투입-재차단-재투입 등 일련의 동작을 자동으로 수행하는 개폐기)가 주로 사용되는데, 이 장치의 특성상 모든 전주마다 설치하는데 어려움이 있으며, 따라서 고장구간을 간접적으로만 파악(예 : 리클로저가 작동하면, 이 리클로저 이후에 설치된 구간에 고장이 발생한 것으로 파악)할 수 있게 하는 문제점이 있다.
따라서 모든 전주마다 설치하는데 적합하도록, 경제적이면서 구조가 간단하고 고장 검출 기능을 장치가 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0173962호(1998.11.02. 등록, 전송 선로 상태 감시 장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 배전선로의 비활선 상태를 검출하여 경보할 수 있도록 하는, 비활선 상태 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 비활선 상태 감지장치는, 배전선로의 활선 여부에 따라 발생하는 자기장을 검출하는 자기장 검출부; 상기 자기장 검출부의 검출 결과에 대한 출력신호를 반전시키는 반전부; 상기 반전부를 통해 온(ON) 신호가 입력될 경우, 미리 설정된 경보 방식에 따라 경보를 출력하는 경보부; 상기 자기장 검출부, 반전부, 및 경보부에 배터리를 이용해 구동 전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부의 잔량에 대한 전원 레벨을 검출하는 전원 레벨 검출부; 상기 전원 레벨 검출부를 통해 검출된 상기 전원부의 배터리 잔량이 미리 설정된 기준 이하인 경우에 경보 모드를, 초음파 출력부를 통해 사람이 인식할 수 없는 초음파를 출력하는 경보 모드로 전환하는 모드 전환부; 및 상기 자기장 검출부, 반전부, 및 전원부의 상태에 따라, 상기 경보부의 동작을 프로그래머블 방식으로 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 경보 모드의 전환을 위한 기준을 설정하기 위하여, 상기 전원부의 전원 레벨을 복수로 설정할 수 있으며, 상기 자기장 검출부의 출력과 상기 반전부의 출력을 비교하여 상기 반전부가 정상적으로 동작하는지 체크할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 전원부의 잔량에 대한 전원 레벨을 검출하는 전원 레벨 검출부; 및 상기 전원 레벨 검출부를 통해 검출된 상기 전원부의 배터리 잔량이 미리 설정된 기준 이하인 경우에 경보 모드를 전환하는 모드 전환부;를 더 포함하고, 상기 경보 모드는, 경보부를 통해 사람이 인식할 수 있는 음향이나 조명을 출력하는 경보 모드, 및 초음파 출력부를 통해 사람이 인식할 수 없는 초음파를 출력하는 경보 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 경보부에서 경보를 발생하는 동안, 고장 발생 신호를 미리 설정된 통신 방식에 따라 상위 시스템에 미리 설정된 정보를 전송하는 통신부;를 더 포함하고, 상기 미리 설정된 정보는, 고장 위치나 설치 위치, 고장 발생 시간, 및 전원 레벨 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 자기장 검출부, 반전부, 및 전원부의 상태에 따라, 상기 경보부의 동작을 프로그래머블 방식으로 제어하는 제어부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전원부의 전원 레벨을 복수로 설정할 수 있으며, 비활선 상태를 인식하기 위하여 상기 자기장 검출부에서 검출되는 자기장의 레벨을 설정할 수 있으며, 상기 자기장 검출부의 출력과 상기 반전부의 출력을 비교하여 상기 반전부가 정상적으로 동작하는지 체크할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 자기장 검출부는, 리드스위치(Reed switch) 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 배전선로의 비활선 상태를 검출하여 경보할 수 있도록 함으로써, 고장 구간의 빠른 감지를 통해 작업자의 선로 유지 보수를 용이하게 하며, 경보를 통해 일반인들이 고장 구간을 회피할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비활선 상태 감지장치의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치는, 자기장 검출부(110), 반전부(120), 경보부(130), 전원부(140), 및 전원 스위칭부(150)를 포함한다.
상기 자기장 검출부(110)는 선로(예 : 배전선로)의 활선 여부에 따라 발생하는 자기장을 검출한다. 예컨대 상기 자기장 검출부(110)는 리드스위치(Reed switch) 센서를 포함한다.
상기 반전부(120)는 상기 자기장 검출부(110)의 자기장 검출 결과에 대한 출력신호를 반전시킨다. 상기 반전부(120)는 NOT 게이트를 이용해 구현할 수 있다.
예컨대 상기 자기장 검출부(110)가 온(ON) 신호(즉, 선로의 활선 상태를 나타내는 자기장 검출 신호)를 출력할 경우 상기 반전부(120)가 오프(OFF) 신호로 바꾸어 출력한다. 그리고 상기 자기장 검출부(110)가 오프(OFF) 신호(즉, 선로의 비활선 상태를 나타내는 자기장 비검출 신호)를 출력할 경우 상기 반전부(120)가 온(ON) 신호로 바꾸어 출력한다.
상기 경보부(130)는 상기 반전부(120)를 통해 온(ON) 신호가 입력될 경우(즉, 배전선로가 비활선 상태인 경우), 미리 설정된 경보 방식(예 : 음향, 조명 등)에 따라 경보를 출력한다.
상기 경보를 통해 고장 구간을 빨리 감지할 수 있으며, 이에 따라 작업자의 선로 유지 보수를 용이하게 하고, 또한 상기 경보를 통해 일반인들이 고장 구간을 회피할 수 있도록 함으로써 고장구간의 안전성을 향상시키는 효과가 있다.
상기 전원부(140)는 상기 자기장 검출부(110), 반전부(120), 및 경보부(130)에 구동 전원을 공급한다.
예컨대 상기 전원부(140)는 배터리를 이용해 전원을 공급하며, 상기 배터리는 태양광을 이용해 충전할 수 있는 충전식 배터리, 또는 일반 배터리를 포함한다. 통상적으로 고장이 발생하지 않고 대기 상태일 경우에 수개월 이상 동작이 가능한다.
상기 전원 스위칭부(150)는 상기 전원부(140)의 전원을 상기 자기장 검출부(110), 반전부(120), 및 경보부(130)에 인가하거나 인가되지 않도록 온오프 한다.
이에 따라 본 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치는, 선로고장 중 많은 비중을 차지하는 단선, 컷아웃스위치의 개방, 변압기 퓨즈용해 등의 고장에 대해서 탄력적으로 대처하여, 고압전선, 저압전선, 컷아웃스위치 근처, 및 변압기 퓨즈근처(저압인입선 등) 등에 설치함으로써, 주간이나 야간에 관계없이 고장 구간을 빨리 찾을 수 있도록 하며, 이에 따라 작업자의 선로 유지 보수를 용이하게 한다.
특히 지중배전선로의 경우 고장 대응을 위해 지하로 내려간 사용자(즉, 직원)가 빠른 고장구간 확인을 통해 생명을 보호(예 : 산소농도 등의 사유로 장기간 작업이 불가함)할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치는, 상기 도 1에 있어서, 전원 레벨 검출부(160), 모드 전환부(170), 및 초음파 출력부(180)를 더 포함한다. 따라서 상기 제1 실시예에서 중복하여 도시된 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
상기 전원 레벨 검출부(160)는 상기 전원부(140)의 잔량에 대한 전원 레벨을 검출한다. 예컨대 상기 전원부(140)는 배터리를 사용하기 때문에 기 설정된 전원 레벨 이하에서는 비활선 상태 감지장치가 정상적으로 동작하지 못할 수 있다.
따라서 상기 전원 레벨 검출부(160)를 통해 상기 전원부(140)의 배터리 잔량을 미리 검출하는 것이다.
상기 모드 전환부(170)는 상기 전원 레벨 검출부(160)를 통해 검출된 상기 전원부(140)의 배터리 잔량이 미리 설정된 기준 이하인 경우, 경보 모드를 전환한다. 예컨대 상기 경보 모드는, 상기 경보부(130)를 통해 사람이 인식할 수 있는 음향이나 조명을 출력하는 경보 모드, 및 상기 초음파 출력부(180)를 통해 사람이 인식할 수 없는 초음파를 출력하는 경보 모드를 포함한다.
상기 모드 전환부(170)는 상기 전원부(140)의 배터리 잔량이 미리 설정된 기준 이하인 경우, 상기 경보부(130)를 통한 경보 모드를 상기 초음파 출력부(180)를 통한 경보 모드로 전환한다.
이때 상기 초음파 출력부(180)를 통한 경보 모드는 사람이 인식할 수 없는 초음파를 이용해 경보를 출력하기 때문에, 사용자(예 : 선로고장에 대응하는 직원)는 초음파 감지 수단을 이용하여 고장구간을 감지할 수 있다.
상기와 같이 초음파 출력부(180)를 통한 경보 모드는 상기 경보부(130)를 통한 경보 모드에 비해서 전력 소모가 적기 때문에 장기간 고장에 대응하지 못할 경우 주변에 소음이 발생하지 않도록 하면서 더 오래 경보를 출력시킬 수 있다.
상기 초음파 출력부(180)는 초음파 신호를 이용하여 경보를 출력한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치는, 상기 도 1에 있어서, 통신부(190)를 더 포함한다. 따라서 상기 제1 실시예에서 중복하여 도시된 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
상기 통신부(190)는 상기 경보부(130)에서 경보를 발생하는 동안, 고장 발생 신호를 미리 설정된 통신 방식에 따라 상위 시스템(예 : 고장관리 서버)(미도시)에 미리 설정된 정보를 전송한다.
예컨대 상기 통신부(190)는 전력선 통신 방식, 또는 무선 통신 방식으로 동작할 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 별도의 유선 통신 라인에 의한 유선 통신 방식으로 동작할 수도 있다.
또한 상기 통신부(190)는 고장 발생 시 미리 설정된 정보로서, 고장 위치(즉, 설치 위치), 고장 발생 시간(고장 발생 후 경과된 시간을 알려주는 정보), 및 전원 레벨(고장 경보가 가능한 시간을 알려주는 정보)에 대한 정보를 포함한다.
상기 고장 발생 시 전송되는 정보(예 : 고장 위치, 고장 발생 시간, 전원 레벨 등)를 통해 사용자(예 : 고장관리 서버의 관리자)는 고장 대응 우선순위(예 : 고장 경보가 곧 종료되는 구간, 고장 발생 시간이 오래된 구간, 고장 위치가 멀거나 가까운 구간 등)를 설정할 수 있다.
도 4은 본 발명의 제4 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에 따른 비활선 상태 감지장치는, 상기 도 1에 있어서, 제어부(200)를 더 포함한다. 따라서 상기 제1 실시예에서 중복하여 도시된 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
상기 제어부(200)는 마이크로프로세서를 이용해 구현될 수 있으며, 상기 자기장 검출부(110), 반전부(120), 및 전원부(140)의 상태에 따라, 상기 경보부(130)의 동작을 프로그래머블 방식으로 제어할 수 있다.
예컨대 상기 전원부(140)의 전원 레벨을 복수로 설정할 수 있으며, 비활선 상태를 인식하기 위하여 상기 자기장 검출부(110)에서 검출되는 자기장의 레벨을 설정할 수 있으며, 상기 자기장 검출부(110)의 출력과 상기 반전부(120)의 출력을 비교하여 상기 반전부(120)가 정상적으로 동작하는지 체크할 수도 있다.
또한 상기 제어부(200)는 상기 반전부(120)의 기능을 포함할 수도 있다.
즉, 상기 자기장 검출부(110)의 출력 신호를, 상기 제어부(200)가 직접 입력받아 처리할 수도 있다.
상기와 같이 본 실시예는 배전선로의 비활선 상태를 검출하여 경보하거나 통신을 통해 상위 시스템에 알람 함으로써, 고장 구간의 빠른 감지를 통해 작업자의 선로 유지 보수를 용이하게 하며, 경보를 통해 일반인들이 고장 구간을 회피할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 자기장 검출부 120 : 반전부
130 : 경보부 140 : 전원부
150 : 전원 스위칭부 160 : 전원 레벨 검출부
170 : 모드 전환부 180 : 초음파 출력부
190 : 통신부 200 : 제어부

Claims (5)

  1. 배전선로의 활선 여부에 따라 발생하는 자기장을 검출하는 자기장 검출부;
    상기 자기장 검출부의 검출 결과에 대한 출력신호를 반전시키는 반전부;
    상기 반전부를 통해 온(ON) 신호가 입력될 경우, 미리 설정된 경보 방식에 따라 경보를 출력하는 경보부;
    상기 자기장 검출부, 반전부, 및 경보부에 배터리를 이용해 구동 전원을 공급하는 전원부;
    상기 전원부의 잔량에 대한 전원 레벨을 검출하는 전원 레벨 검출부;
    상기 전원 레벨 검출부를 통해 검출된 상기 전원부의 배터리 잔량이 미리 설정된 기준 이하인 경우에 경보 모드를, 초음파 출력부를 통해 사람이 인식할 수 없는 초음파를 출력하는 경보 모드로 전환하는 모드 전환부; 및
    상기 자기장 검출부, 반전부, 및 전원부의 상태에 따라, 상기 경보부의 동작을 프로그래머블 방식으로 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 경보 모드의 전환을 위한 기준을 설정하기 위하여, 상기 전원부의 전원 레벨을 복수로 설정할 수 있으며, 상기 자기장 검출부의 출력과 상기 반전부의 출력을 비교하여 상기 반전부가 정상적으로 동작하는지 체크할 수 있는 것을 특징으로 하는 비활선 상태 감지장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 경보부에서 경보를 발생하는 동안, 고장 발생 신호를 미리 설정된 통신 방식에 따라 상위 시스템에 미리 설정된 정보를 전송하는 통신부;를 더 포함하고,
    상기 미리 설정된 정보는,
    고장 위치나 설치 위치, 고장 발생 시간, 및 전원 레벨 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 비활선 상태 감지장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 자기장 검출부는,
    리드스위치(Reed switch) 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 비활선 상태 감지장치.
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