KR102079099B1

KR102079099B1 - 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기

Info

Publication number: KR102079099B1
Application number: KR1020200006399A
Authority: KR
Inventors: 강제용
Original assignee: 만보전력 주식회사
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2020-02-19

Abstract

본 발명은 지진 발생시 변압기가 손상되는 것을 방지하기 위해 복수 개의 보조감쇄수단을 이용하여 변압기에 전달되는 상하 방향 진동을 감쇄하고, 변압기의 저면에 부착되는 제1 거리측정센서를 이용하여 상하 방향 진동 시 변압기의 저면과 그 아래에 있는 상부기초 사이의 거리를 측정하고, 변압기의 상면에 부착되는 제2 거리측정센서를 이용하여 상하 방향 진동 시 변압기의 상면과 그 위에 있는 외부케이스 사이의 거리를 측정하여 각 측정값의 정도에 따라 지진 때문에 변압기가 고장나거나 파손될 수 있는 위험 단계인지, 아니면 지진이 발생하였으나 위험 단계보다는 등급이 낮은 주의 단계로서 변압기가 고장나거나 파손될 가능성이 높지 않은 단계인지를 외부의 관리서버 및 관리자 단말기로 전송할 수 있는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기에 관한 것이다.

Description

지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기{A GROUND TRANSFORMER WITH SEISMIC FUNCTION THAT DETECTS THE MOVEMENT OF A TRANSFORMER AND PROPAGATES DANGEROUS SITUATIONS IN CASE OF AN EARTHQUAKE}

본 발명은 내진기능이 구비된 지상변압기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지진의 발생을 감지하면 센서를 이용하여 변압기의 상하 흔들림 정도를 측정하고, 측정값에 따라 외부의 관리서버 또는 관리자 단말기로 위험의 정도를 전파하는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기에 관한 것이다.

일반적으로, 지상변압기는 인도 등에 설치되어 지중전선을 통해 공급된 고압의 전기를 일반적인 사용전압으로 변압하여 수용가로 공급하기 위한 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 지면에 설치된 기초(A)와, 상기 기초(A)의 상부에 구비된 외부케이스(B)와, 상기 외부케이스(B)의 내부에 위치되도록 상기 기초(A)의 상면에 고정된 변압유닛(C)으로 구성된다.

이때, 상기 외부케이스(B)는 강도가 높은 금속판재질의 사각박스 형태로 구성되어 내부에 구비된 변압유닛(C)을 보호할 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 변압유닛(C)이 주변의 사람들에게 노출되어, 사람들이 부상을 입거나, 변압유닛(C)에 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그런데, 이러한 지상변압기는 지진이 발생할 때, 변압유닛(C)이 손상될 수 있는 문제점이 있었다.

특히, 상기 변압유닛(C)은 내부에 전기를 절연하기 위한 절연오일이 충전되며, 이러한 절연오일은 변압유닛(C)의 작동시 발생하는 열에 의해 고온으로 가열된다.

따라서, 지진에 의해 변압유닛(C)이 손상될 경우, 고온의 절연오일이 외부로 유출되어, 주변에 있는 사람이 절연오일에 의해 부상을 입는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로, 등록특허 제10-1957113호(내진기능이 구비된 지상변압기)가 있다.

도 2 내지 도 6은 내진기능이 구비된 지상변압기를 도시한 것으로, 지면에 설치된 기초(A)와, 상기 기초(A)의 상부에 구비된 외부케이스(B)와, 상기 외부케이스(B)의 내부에 위치되도록 상기 기초(A)의 상면에 고정된 변압유닛(C)이 구비된다.

그리고, 내진기능이 구비된 지상변압기에 따르면, 상기 기초(A)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 콘크리트 재질로 구성되며 상면에는 전후방향으로 연장된 하부가이드레일(11)이 구비된 고정기초(10)와, 상기 하부가이드레일(11)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상면에는 측방향으로 연장된 상부가이드레일(21)이 구비된 하부기초(20)와, 상기 상부가이드레일(21)에 측방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상면에 상기 변압유닛(C)이 설치되는 상부기초(30)와, 상기 하부기초(20)에 연결된 하부측정기구(40)와, 상기 상부기초(30)에 연결된 상부측정기구(50)와, 상기 하부기초(20)에 연결되어 하부기초(20)를 전후방향으로 슬라이드시키는 하부위치조절수단(60)과, 상기 상부기초(30)에 연결되어 상기 상부기초(30)를 측방향으로 슬라이드시키는 상부위치조절수단(70)과, 상기 하부기초(20)에 연결되어 하부기초(20)가 전후방향으로 슬라이드되지 않도록 고정하는 하부제동수단(80)과, 상기 상부기초(30)에 연결되어 상부기초(30)가 전후방향으로 슬라이드되지 않도록 고정하는 상부제동수단(90)과, 상기 고정기초(10)에 구비되어 지진의 발생을 감지하는 지진감지센서(100)와, 상기 하부측정기구(40)와 상부측정기구(50) 및 지진감지센서(100)의 신호를 수신하며 상, 하부제동수단(80,90)과 상, 하부위치조절수단(60,70)의 작동을 제어하는 제어수단(110)으로 구성된다.

상기 고정기초(10)는 상면이 평면을 이루는 사각 블록형태로 구성되어 지면에 고정되도록 설치된다.

이때, 상기 고정기초(10)는 상면의 면적이 상기 외부케이스(B)의 면적에 비해 크게 구성되어, 상기 외부케이스(B)가 상기 고정기초(10)의 상면에 고정되도록 구성된다.

상기 하부가이드레일(11)은 상기 고정기초(10)의 상면 양측에 상호 측방향으로 이격되도록 구비된다.

상기 하부기초(20)는 강도가 높은 금속재질의 사각판형태로 구성된 것으로, 하측면 양측에는 전후방향으로 연장된 바형상으로 구성되어 상기 하부가이드레일(11)의 상면에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합된 하부슬라이드블록(22)이 구비된다.

상가 하부슬라이드블록(22)은 상기 하부가이드레일(11)의 간격에 대응되도록 상호 측방향으로 이격되도록 구비된 것으로, 일측의 하부슬라이드블록(22)의 측면에는 하부랙기어(23)가 전후방향으로 연장되도록 형성된다.

상기 상부가이드레일(21)은 상기 하부기초(20)의 상면에 상호 전후방향으로 이격되도록 구비된다.

상기 상부기초(30)는 강도가 높은 금속재질의 사각판형태로 구성된 것으로, 하측면 양측에는 측방향으로 연장된 바형상으로 구성되어 상기 상부가이드레일(21)의 상면에 측방향으로 슬라이드가능하게 결합된 상부슬라이드블록(31)이 구비된다.

상기 상부슬라이드블록(31)은 상기 상부가이드레일(21)의 간격에 대응되도록 상호 전후방향으로 이격되도록 구비된 것으로, 후방에 위치된 상부슬라이드블록(31)의 전면에는 상부랙기어(32)가 측방향으로 연장되도록 형성된다.

이때, 상기 하부기초(20)와 상부기초(30)의 면적은 상기 외부케이스(B)의 내부면적에 비해 작게 구성되어, 하부기초(20)와 상부기초(30)가 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)을 따라 전후 및 좌우방향으로 전후진될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)은 진도 6 이상의 강진에서 상기 하부기초(20)과 상부기초(30)가 진동되는 진동폭을 수용할 수 있도록 충분히 길게 형성되는 것이 비람직하다.

상기 하부측정기구(40)와 상부측정기구(50)는 상기 고정기초(10)와 하부기초(20)에 회전가능하게 결합되며 상기 하부랙기어(23)와 상부랙기어(32)에 각각 치합된 하부피동기어(41) 및 상부피동기어(51)와, 상기 하부피동기어(41) 및 상부피동기어(51)의 회전각도를 측정하는 하부각도센서(42) 및 상부각도센서(52)로 구성된다.

상기 하부피동기어(41)와 상부피동기어(51)는 상기 고정기초(10)와 하부기초(20)의 상면에 상하방향으로 연장되도록 구비된 회전축(12,24)에 회전가능하게 결합된다.

상기 하부각도센서(42)와 상부각도센서(52)는 상기 회전축(12,24)에 고정결합되어 상기 하부피동기어(41)나 상부피동기어(51)가 회전되면, 하부피동기어(41)나 상부피동기어(51)가 회전되는 각도를 측정하여 상기 제어수단(110)으로 출력하도록 구성된다.

이때, 상기 상, 하부피동기어(41,51)의 지름은 알려져 있음으로, 상기 상, 하부각도센서(42,52)를 이용하여 상, 하부피동기어(41,51)가 회전되는 각도를 측정하면, 상기 상, 하부슬라이드블록(22,31)과, 상, 하부기초(20,30)가, 상기 상, 하부가이드레일(11,21)의 중앙부에서 전후 또는 좌우방향으로 슬라이드되는 거리를 계산할 수 있다.

상기 하부위치조절수단(60)과 상부위치조절수단(70)은 상기 하부랙기어(23)와 상부랙기어(32)에 결합된 하부피니언기어(61) 및 상부피니언기어(71)와, 상기 하부피니언기어(61) 및 상부피니언기어(71)에 연결된 하부구동모터(62) 및 상부구동모터(72)로 구성된다.

상기 하부구동모터(62)와 상부구동모터(72)는 구동되지 않을 경우 저항력을 발생시키지 않는 BLDS모터를 이용한다.

따라서, 상기 상, 하부구동모터(62,72)를 구동시키면 상기 상, 하부피니언기어(61,71)가 회전되어, 상기 하부슬라이드블록(22)을 전후방향으로 슬라이드시키거나, 상기 상부슬라이드블록(31)을 측방향으로 슬라이드시킨다.

반대로, 상기 상, 하부구동모터(62,72)를 정지시키면, 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)은 자유롭게 전후방향 또는 좌우방향으로 슬라이드된다.

상기 하부제동수단(80)은 상기 하부슬라이드블록(22)의 일측에 구비되며 작동시 상기 하부가이드레일(11)의 둘레부를 가압하여 상기 하부슬라이드블록(22)이 움직이지 않도록 고정하도록 구성된다.

상기 상부제동수단(90)은 상기 상부슬라이드블록(31)의 일측에 구비되며 작동시 상기 상부가이드레일(21)의 둘레부를 가압하여 상기 상부슬라이드블록(31)이 움직이지 않도록 고정하도록 구성된다.

이때, 상기 상, 하부제동수단(80,90)은 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)의 중앙부에 위치되면 상기 제어수단(110)의 제어신호에 의해 작동되어, 상기 상, 하부슬라이드블록(22,31)이 움직이지 않도록 고정한다.

즉, 상기 하부기초(20)와 상부기초(30)는 각각 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)에 전후 및 좌우방향으로 슬라이드가능하게 결합되어 있는데, 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)은 완벽하게 수평을 이루지 못할 뿐 아니라, 주변을 통과하는 차량에 의해 발생되는 진동 등이 전달될 수 있으며, 이러한 경우상기 하부기초(20)와 상부기초(30)가 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)의 단부쪽으로 슬라이드 될 수 있으며, 이와 같이, 하부기초(20)와 상부기초(30)가 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)의 단부쪽으로 슬라이드 된 상태에서 지진이 발생될 경우, 하부기초(20)와 상부기초(30)가 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)의 단부에 걸려 자유롭게 유동되지 못하게 될 수 있다.

이때, 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)의 중앙부에 위치된 상태에서 상기 상, 하부제동수단(80,90)을 이용하여 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)을 고정하고, 지진 발생시 상기 상, 하부제동수단(80,90)의 제동을 해제하면, 상기 상, 하부슬라이드블록(22,31)이 자유롭게 전후 및 좌우방향으로 슬라이드되면서 전후 및 좌우방향의 진동을 흡수할 수 있다.

상기 지진감지센서(100)는 지진에 의해 상기 고정기초(10)가 진동되는 것을 감지하여 신호를 출력하는 것으로, 일반적으로 널리 사용되는 것임으로 이에 대한 더 이상 자세한 설명은 생략한다.

상기 제어수단(110)은 상기 지진감지센서(100)에 지진이 발생된 것이 감지되면, 상기 상, 하부제동수단(80,90)의 제동을 해제하여 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)을 따라 전후 및 좌우방향으로 슬라이드되도록 함으로써, 고정기초(10)의 전후 및 좌우방향 진동이 상기 상부기초(30)에 전달되는 것을 방지하고, 상부기초(30)에 설치된 변압유닛(C)이 진동되지 않도록 한다.

이와 동시에 상기 제어수단(110)은 상기 하부측정기구(40)와 상부측정기구(50)의 신호를 피드백하면서 하부위치조절수단(60)과 상부위치조절수단(70)의 작동을 제어하여 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)을 벗어나지 않도록 조절한다.

즉, 지진이 발생되어, 상기 상, 하부제동수단(80,90)의 고정이 해제될 경우, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 고정기초(10)의 진동에 의해 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 전후 및 좌우방향으로 진동됨과 동시에, 상, 하부가이드레일(11,21)의 기울어짐이나 기타 다양한 원인에 의해 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 일정한 범위 내에서 진동하지 못하고, 진동 중심, 즉, 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 진동되는 위치의 양단의 중심이 하부가이드레일(11)이나 상부가이드레일(21)의 일측으로 점차 이동하는 경우가 발생될 수 있다.

이때, 상기 제어수단(110)은 상기 하부측정기구(40)와 상부측정기구(50)의 신호를 수신하여, 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 진동되는 진동 중심이, 하부가이드레일(11)이나 상부가이드레일(21)의 일측으로 점차 이동하게 되는 것이 감지되면, 상기 하부위치조절수단(60)과 상부위치조절수단(70)을 구동시켜 상기 상, 하부슬라이드블록(22,31)의 진동 중심이 상기 상, 하부가이드레일(11,21)의 중앙부에 위치되도록 조절한다.

예를 들어, 상기 하부슬라이드블록(22)의 진동 중심이 하부가이드레일(11)의 전방으로 이동할 경우, 상기 하부슬라이드블록(22)이 후방으로 슬라이드될 때, 상기 하부위치조절수단(60)을 구동시켜 상기 하부슬라이드블록(22)이 후방으로 슬라이드되도록 힘을 가함으로써, 상기 하부슬라이드블록(22)의 진동 중심이 하부가이드레일(11)의 중앙부에 위치되도록 조절할 수 있다.

따라서, 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)은 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)의 중앙부에서 전후 또는 좌우방향으로 진동함으로써, 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)에서 벗어나는 것을 방지한다.

그리고, 상기 제어수단(110)은 상기 지진감지센서(100)의 신호를 수신하여 지진이 멈춘 것으로 판단되면, 상기 상, 하부위치조절수단(60,70)을 구동시켜, 상기 상, 하부슬라이드블록(22,31)이 상기 상, 하부가이드레일(11,21)의 중앙부에 위치되도록 조절한 후, 상기 상, 하부제동수단(80,90)을 작동시켜 상기 상, 하부슬라이드블록(22,31)이 움직이지 않도록 고정한다.

이와 같이 구성된 내진기능이 구비된 지상변압기는 평상시에는 상기 상, 하부제동수단(80,90)에 의해 하부기초(20)와 상부기초(30)가 움직이지 않도록 고정되고, 상기 지진감지센서(100)에 지진이 감지되면, 상기 제어수단(110)이 상기 상, 하부제동수단(80,90)을 제어하여 고정을 해제함으로써, 하부기초(20)와 하부기초(20)가 자유롭게 상, 하부가이드레일(11,21)를 따라 전후 및 좌우방향으로 슬라이드됨으로써, 고정기초(10)의 진동을 흡수하고, 상기 상부기초(30)에 설치된 변압유닛(C)이 진동되지 않도록 한다.

따라서, 지진에 의해 변압유닛(C)이 진동되어 변압유닛(C)이 손상되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 하부측정기구(40)와 상부측정기구(50)의 신호를 피드백하면서 하부위치조절수단(60)과 상부위치조절수단(70)의 작동을 제어하여 상기 하부슬라이드블록(22)과 상부슬라이드블록(31)이 상기 하부가이드레일(11)과 상부가이드레일(21)을 벗어나지 않도록 조절함으로, 상기 변압유닛(C)에 진동이나 충격이 전달되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

일반적으로, 가이드레일을 따라 자유롭게 슬라이드되는 슬라이드블록이 가이드레일의 단부쪽으로 과도하게 이동하지 않도록 할 때는, 가이드레일의 양단에 스프링이나 댐퍼를 구비하여, 슬라이드블록이 가이드레일의 단부쪽으로 과도하게 이동할 경우, 상기 스프링이나 댐퍼에 충돌하여 더 이상 슬라이드되지 않도록 하는 방법을 이용하는데, 이러한 경우, 상기 고정기초(10)가 진동할 때, 상기 변압유닛(C)에 충격이 전달될 수 있다.

이에 반해, 내진기능이 구비된 지상변압기의 경우, 상기 상, 하부측정기구(40,50)와, 상, 하부위치조절수단(60,70)을 이용하여 상, 하부슬라이드블록(22,31)이 상, 하부가이드레일(11,21)의 중앙부에서 진동하도록 조절함으로, 고정기초(10)가 진동할 때, 상기 변압유닛(C)에 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있어서, 상기 변압유닛(C)이 충격에 의해 손상되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 7 내지 도 10은 내진기능이 구비된 지상변압기의 제2 실시예를 도시한 것으로, 상기 외부케이스(B)의 외측둘레면에 구비되어 외부케이스(B)의 주변에 근접되어 있는 사람을 감지하는 근접감지센서(120)와, 상기 외부케이스(B)의 일측에 구비된 경고수단(130)과, 상기 외부케이스(B)의 외측면에 외측을 향하도록 구비된 복수개의 공기분사노즐(140)과, 상기 제어수단(110)의 제어에 의해 작동되어 상기 공기분사노즐(140)로 고압의 공기를 공급하는 급기수단(150)이 더 구비된다.

상기 근접감지센서(120)는 초음파를 이용하여 미리 설정된 거리 이내에 물체가 근접하면 이를 감지하는 것으로, 매우 일반적인 것임으로, 더 이상 자세한 설명은 생략한다.

상기 공기분사노즐(140)은 상기 외부케이스(B)의 둘레부에 구비된 급기관(141)과, 상기 급기관(141)의 외측면에 상호 일정한 간격으로 이격되도록 구비된 다수개의 노즐본체(142)로 구성된다.

상기 경고수단(130)은 상기 제어수단(110)에 의해 작동제어되어 미리 저장된 안내멘트를 출력하도록 구성된다.

상기 경고수단(130)에 저장된 안내멘트는 '위험하오니 변압기로부터 멀리 떨어져 주시기 바랍니다' 등으로 구성될 수 있다.

상기 급기수단(150)은 상기 외부케이스(B)의 내부 일측에 구비되며 상기 급기관(141)에 연결되어 급기관(141)에 고압의 공기를 공급하는 에어컴프레서를 이용한다.

그리고, 상기 제어수단(110)은 상기 지진감지센서(100)에 지진의 발생이 감지되면, 상기 근접감지센서(120)의 신호를 수신하여 외부케이스(B)의 주변에 근접한 사람이 있을 경우, 상기 경고수단(130)을 구동시켜 주변에 있는 사람에게 경고를 하도록 한다.

그리고, 상기 제어수단(110)은 상기 근접감지센서(120)의 신호를 수신하여 상기 경고수단(130)에서 경고가 출력된 후, 미리 설정된 시간이 경과된 후에도 외부케이스(B) 주변의 사람이 미리 설정된 거리 이상으로 멀어지지 않을 경우, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 급기수단(150)을 구동시켜 상기 공기분사노즐(140)을 통해 외부케이스(B)의 둘레부로 공기를 분사하도록 한다.

이와 같이 공기분사노즐(140)로부터 공기가 분사되면, 상기 외부케이스(B)의 근처에 있는 사람을 향해 강하게 공기가 분사되어, 사람들이 놀라서 외부케이스(B)로부터 멀어지도록 강제하게 된다.

이와 같이 구성된 내진기능이 구비된 지상변압기는 지진 발생시, 외부케이스(B)의 근처에 사람이 있을 경우, 이를 감지하여 경고를 출력하고, 경고출력 후에도 사람이 멀어지지 않을 경우, 공기분사노즐(140)을 통해 공기를 분사하여 사람이 외부케이스(B)로부터 멀어지도록 강제함으로써, 지진에 의해 손상된 변압유닛(C)에서 유출된 고온의 절연오일에 의해 주변의 사람들이 부상을 입는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 11은 내진기능이 구비된 지상변압기의 제3 실시예를 도시한 것으로, 상기 상부기초(30)와 변압유닛(B)의 사이에는 상하방향 진동을 감쇄하기 위한 보조감쇄수단(160)이 구비된다.

상기 보조감쇄수단(160)은 상하방향으로 연장되도록 상부기초(30)와 변압유닛(B)의 사이에 구비된 댐퍼(161)와, 상기 댐퍼(161)의 외측에 구비된 압축코일스프링(162)로 구성된다.

따라서, 상하방향의 지진이 발생될 경우, 상기 댐퍼(161)와 압축코일스프링(162)이 압축 및 신장되면서, 상하방향의 진동을 감쇄하게 된다.

도 11을 참고하면, 종래 기술에 따른 내진기능이 구비된 지상변압기는 상부기초(30)와 변압유닛(B)의 사이에 보조감쇄수단(160)을 구비하여 상하방향 진동을 감쇄하고 있으나, 지진 발생시 상하방향 진동의 정도를 측정할 수가 없고, 상하방향 진동의 정도에 따라 위험한 상황이어서 관리자가 즉시 조치를 취해야 하는지, 아니면 위험한 상황은 아니어서 즉시 조치를 취해야 할 필요는 없고, 조금 더 관찰해야 하는 상황인지 정확하게 알 수 없는 문제가 있다.

등록실용신안 제20-0465728호 등록특허 제10-1957113호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 지진 발생시 변압기가 손상되는 것을 방지하기 위해 복수 개의 보조감쇄수단을 이용하여 변압기에 전달되는 상하 방향 진동을 감쇄하고, 변압기의 저면에 부착되는 제1 거리측정센서를 이용하여 상하 방향 진동 시 변압기의 저면과 그 아래에 있는 상부기초 사이의 거리를 측정하고, 변압기의 상면에 부착되는 제2 거리측정센서를 이용하여 상하 방향 진동 시 변압기의 상면과 그 위에 있는 외부케이스 사이의 거리를 측정하여 각 측정값의 정도에 따라 지진 때문에 변압기가 고장나거나 파손될 수 있는 위험 단계인지, 아니면 지진이 발생하였으나 위험 단계보다는 등급이 낮은 주의 단계로서 변압기가 고장나거나 파손될 가능성이 높지 않은 단계인지를 외부의 관리서버 및 관리자 단말기로 전송할 수 있는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지면에 설치된 기초(A)와, 상기 기초(A)의 상부에 구비된 외부케이스(B)와, 상기 외부케이스(B)의 내부에 구비된 변압유닛(C)을 포함하는 지상변압기에 있어서, 콘크리트재질로 구성되며 상면에는 전후방향으로 연장된 하부가이드레일이 구비된 고정기초; 상기 하부가이드레일에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상면에는 측방향으로 연장된 상부가이드레일이 구비된 하부기초; 상기 상부가이드레일에 측방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상면에 상기 변압유닛(C)이 설치되는 상부기초; 상기 고정기초에 구비되어 지진의 발생을 감지하는 지진감지센서; 상기 상부기초와 변압유닛(C)의 사이에 구비되어 변압유닛(C)에 전달되는 상하 방향 진동을 감쇄하기 위한 복수 개의 보조감쇄수단; 상기 변압유닛(C)의 저면에 부착되어 그 아래에 있는 상부기초까지의 거리를 측정하는 복수 개의 제1 거리측정센서; 상기 변압유닛(C)의 상면에 부착되어 그 위에 있는 외부케이스(B)까지의 거리를 측정하는 복수 개의 제2 거리측정센서; 상기 외부케이스(B)의 내부 또는 외부에 부착되어 외부의 관리서버 및 관리자 단말기로 데이터를 전송하기 위한 통신수단; 및 상기 지진감지센서의 신호를 수신하여 지진의 발생을 감지하고, 상기 제1 거리측정센서의 측정값이 제1 설정값보다 작게 측정되고, 제2 거리측정센서의 측정값이 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하고, 지진감지센서의 신호를 수신하여 지진의 발생을 감지하였으나, 상기 제1 거리측정센서의 측정값이 제1 설정값보다 크게 측정되고, 제2 거리측정센서의 측정값이 제2 설정값보다 작게 측정되는 것이 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하였으나 위험 단계보다 등급이 낮은 주의 단계임을 전송하는 제어수단을 포함한다.

또한, 상기 제1 거리측정센서는 변압유닛(C)의 저면에 상기 보조감쇄수단의 근처에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되며, 상기 제2 거리측정센서는 변압유닛(C)의 상면 네 귀퉁이에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되고, 상기 제어수단은 네 개의 제1 거리측정센서의 측정값 모두가 제1 설정값보다 작게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서의 측정값 모두가 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하고, 상기 제어수단은 네 개의 제1 거리측정센서의 측정값 모두가 제1 설정값보다 크게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서의 측정값 모두가 제2 설정값보다 작게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하였으나 위험 단계보다 등급이 낮은 주의 단계임을 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 거리측정센서는 변압유닛(C)의 저면에 상기 보조감쇄수단의 근처에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되며, 상기 제2 거리측정센서는 변압유닛(C)의 상면 네 귀퉁이에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되고, 상기 제어수단은 네 개의 제1 거리측정센서의 측정값 중 어느 하나(v1) 또는 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치의 측정값 중 어느 두 개(v1,2)가 제1 설정값보다 작게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서의 측정값 중 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 상기 어느 하나(v1)와 같은 방향의 측정값(v1') 또는 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 상기 두 개(v1,2)와 같은 방향의 측정값(v1,2') 두 개가 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 거리측정센서는 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 상기 보조감쇄수단의 안쪽 근처에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되며, 변압유닛(C)의 저면 중심에서 제1 거리측정센서까지의 거리는 변압유닛(C)의 저면 중심에서 보조감쇄수단까지의 거리보다 짧고, 상기 제2 거리측정센서는 변압유닛(C)의 상면 네 귀퉁이에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 변압유닛(C)의 저면 중심에서 제1 거리측정센서까지의 거리(D1)는 상기 변압유닛(C)의 상면 중심에서 제2 거리측정센서까지의 거리(D2)보다 짧고, 상기 제어수단은 네 개의 제2 거리측정센서의 측정값 중 어느 하나(v1') 또는 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치의 측정값 중 어느 두 개(v1,2')가 제2 설정값보다 크게 측정되고, 네 개의 제1 거리측정센서의 측정값 중 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 상기 어느 하나(v1')와 같은 방향의 측정값(v1) 또는 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 상기 두 개(v1,2')와 같은 방향의 측정값(v1,2) 두 개가 제1 설정값보다는 크게 측정되나, 제1 설정값 내지 제1 설정값 + α의 범위에 속하는 것으로 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 α는 다음과 같은

α = (D2 - D1)/D1) × 100 ······ 식1

식1에 의해 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 지진감지센서를 이용하여 지진의 발생을 감지하면 변압유닛의 저면에 부착된 제1 거리측정센서와 변압유닛의 상면에 부착된 제2 거리측정센서를 이용하여 변압유닛이 상, 하로 흔들릴 때 흔들림 정도를 측정하고, 측정값을 이용하여 지진으로 인해 위험 단계인지 아니면 지진이 발생하였으나 위험 단계보다는 등급이 낮은 주의 단계인지를 외부의 관리자에게 알려줄 수가 있어 지진의 발생시 변압유닛이 진동되어 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 관리자는 지진의 정도에 따른 대응이 가능한 장점이 있다.

또한, 변압유닛의 상하 흔들림 정도를 측정할 때 변압유닛의 저면에 부착된 제1 거리측정센서와 변압유닛의 상면에 부착된 제2 거리측정센서를 이용하여 이중으로 측정하고, 측정값이 설정값을 만족하는 경우가 일정 시간 동안 반복적으로 관측될 때만 지진이 발생하여 위험 단계인지, 아니면 지진이 발생하였으나 위험 단계보다 등급이 낮은 주의 단계인지 전송하는 방식을 적용함으로써, 상황을 오차없이 정확하게 측정하여 보고할 수가 있다.

도 1은 종래의 지상변압기를 도시한 측면도
도 2는 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기를 도시한 측단면도
도 3은 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기를 도시한 정단면도
도 4는 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기의 회로구성도
도 5 및 도 6은 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기의 작용을 도시한 참고도
도 7은 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기의 제2 실시예를 도시한 측단면도
도 8은 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기의 제2 실시예를 도시한 평면도
도 9는 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기의 제2 실시예의 회로구성도
도 10은 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기의 제2 실시예의 작용을 도시한 참고도
도 11은 종래의 내진기능이 구비된 지상변압기의 제3 실시예를 도시한 측단면도
도 12는 본 발명에 따른 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기의 회로구성도
도 13은 본 발명에 따른 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기를 도시한 측단면도
도 14는 본 발명에 따른 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기를 구성하는 변압유닛의 저면과 상면에 복수 개의 거리측정센서가 장착된 모습을 도시한 개념도
도 15는 본 발명에 따른 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기를 구성하는 변압유닛의 상면에 네 개의 제2 거리측정센서가 장착된 모습을 도시한 평면도(A)와 변압유닛의 저면에 네 개의 제1 거리측정센서가 장착된 모습을 도시한 저면도(B)

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.

상기의 종래기술과 같은 구성에 대해서는 종래기술과 동일한 도면 부호를 사용하였고, 종래기술과 중복되는 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략하였다.

도 12 내지 도 15를 참고하면, 본 발명에 의한 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기는 지면에 설치된 기초(A)와, 상기 기초(A)의 상부에 구비된 외부케이스(B)와, 상기 외부케이스(B)의 내부에 구비된 변압유닛(C)을 포함하는 지상변압기에 관한 것으로서, 고정기초(10), 하부기초(20), 상부기초(30), 지진감지센서(100), 복수 개의 보조감쇄수단(160), 복수 개의 제1 거리측정센서(210), 복수 개의 제2 거리측정센서(220), 통신수단(230) 및 제어수단(110)을 포함한다.

고정기초(10)는 콘크리트재질로 구성되며 상면에는 전후방향으로 연장된 하부가이드레일(11)이 구비된다. 상기 고정기초(10)는 상면이 평면을 이루는 사각 블록형태로 구성되어 지면에 고정되도록 설치된다.

하부기초(20)는 상기 하부가이드레일(11)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상면에는 측방향으로 연장된 상부가이드레일(21)이 구비된다.

상부기초(30)는 상기 상부가이드레일(21)에 측방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상면에 상기 변압유닛(C)이 설치된다.

상기 지진감지센서(100)는 지진에 의해 상기 고정기초(10)가 진동하는 것을 감지하여 신호를 출력하는 것으로, 일반적으로 널리 사용되는 것임으로 이에 대한 더 이상 자세한 설명은 생략한다.

복수 개의 보조감쇄수단(160)은 상기 상부기초(30)와 변압유닛(C)의 사이에 구비되어 변압유닛(C)에 전달되는 상하 방향 진동을 감쇄한다.

상기 보조감쇄수단(160)은 상하방향으로 연장되도록 상부기초(30)와 변압유닛(C)의 사이에 구비된 댐퍼(161)와, 상기 댐퍼(161)의 외측에 구비된 압축코일스프링(162)로 구성된다.

거리측정센서는 센서와 물체 사이에 거리를 측정하는 센서이다. 측정하려는 물체로 적외선을 송신하고 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 계산하고 이를 통해 거리를 알 수 있다.　적외선 거리 측정 센서는 수신부로 측정되는 적외선의 아날로그 세기를 측정하여 출력한다.

거리측정센서는 적외선을 송신하는 발광부와 물체에 반사된 적외선이 수신되는 수광부로 구성된다.　발광부는 적외선을 송신할 수 있는　다이오드　LED로 만들어져 있고 수광부는 트렌지스터로 만들어져 있다. 트렌지스터는 반도체로 전류가 흐를 수도 흐르지 못하게 할 수도 있는 스위치 역할을 하는 소자이다.　이 소자를 활용하여 거리를 측정한다.　적외선이 수광부에 수신되면 트렌지스터는 전류가 흐를 수 있게 된다.　이때 수신된 적외선의 양에 따라 흐르는 전류의 양도 달라지고 출력되는 전압이 다르게 된다.　

도 13을 참고하면, 복수 개의 제1 거리측정센서(210)는 상기 변압유닛(C)의 저면에 부착되어 그 아래에 있는 상부기초(30)까지의 거리를 측정한다. 상기와 같이 적외선을 송신할 수 있는 발광부와 적외선이 수신되는 수광부로 구성된다. 발광부에서 지면을 향하여 송신된 적외선은 상부기초(30)에서 반사되어 수광부로 수신된다.

복수 개의 제2 거리측정센서(220)는 상기 변압유닛(C)의 상면에 부착되어 그 위에 있는 외부케이스(B)까지의 거리를 측정한다. 제1 거리측정센서(210)와 마찬가지로 적외선을 송신할 수 있는 발광부와 적외선이 수신되는 수광부로 구성된다. 발광부에서 지면 반대방향으로 송신된 적외선은 외부케이스(B)에서 반사되어 수광부로 수신된다.

통신수단(230)은 상기 외부케이스(B)의 내부 또는 외부에 부착되어 외부의 관리서버(240) 및 관리자 단말기(250)로 데이터를 전송한다. 통신수단(230)은 데이터를 무선 또는 유선으로 전송할 수 있다.

제어수단(110)은 상기 지진감지센서(100)의 신호를 수신하여 지진의 발생을 감지하고, 상기 제1 거리측정센서(210)의 측정값이 제1 설정값보다 작게 측정되고, 제2 거리측정센서(220)의 측정값이 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 반복적으로 감지되면 상기 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송한다. 예를 들어, 제1 설정값은 10cm, 제2 설정값은 20cm 로 설정할 수 있다.

지진이 발생하여 상하 진동이 발생하면 상하 진동이 변압유닛(C)에 영향을 미칠 수 있으나, 변압유닛(C)과 상부기초(30) 사이에 위치한 복수 개의 보조감쇄수단(160)이 변압유닛(C)에 전달되는 상하 방향 진동을 감쇄한다. 즉, 압축코일스프링(162)이 압축되었다가 펴졌다가를 반복하면서 위, 아래로 반복적으로 움직이면서 상하 방향 진동을 감쇄한다.

압축코일스프링(162)이 위, 아래로 반복적으로 움직일 때 제1 거리측정센서(210)의 발광부는 주기적으로 적외선을 지면 방향으로 송출하고, 송출된 적외선은 상부기초(30)에서 반사되어 수광부로 수신된다. 마찬가지로, 제2 거리측정센서(220)의 발광부는 주기적으로 적외선을 지면 반대방향으로 송출하고, 송출된 적외선은 외부케이스(B)에서 반사되어 수광부로 수신된다.

제1 거리측정센서(210)는 이러한 과정을 통해 거리를 반복적으로 측정하며, 측정값이 사전에 설정된 제1 설정값(ex, 10cm)보다 작은 값이 반복적으로 측정되고, 제2 거리측정센서(220)의 측정값이 사전에 설정된 제2 설정값(ex, 20cm)보다 큰 값이 반복적으로 측정되면, 지진에 의해 상하 방향의 진동이 심하여 변압유닛(C)이 많이 흔들리고 있기 때문에 변압유닛(C)이 위험한 상황임을 외부에 알리는 것이다.

그러나 제어수단(110)이 지진감지센서(100)의 신호를 수신하여 지진의 발생을 감지하였으나, 상기 제1 거리측정센서(210)의 측정값이 제1 설정값(ex, 10cm)보다 크게 측정되고, 제2 거리측정센서(220)의 측정값이 제2 설정값(ex, 20cm)보다 작게 측정되는 것이 반복적으로 감지되면, 지진에 의해 상하 방향 진동이 감지되었으나 변압유닛(C)의 흔들림 정도가 크지 않은 것을 의미하며, 상기 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하였으나 위험 단계보다 등급이 낮은 주의 단계임을 전송한다.

도 13 및 도 14를 참고하면, 제1 거리측정센서(210)는 변압유닛(C)의 저면에 상기 보조감쇄수단(160)의 근처에 하나씩 부착되어 총 네 개(211, 212, 213, 214)로 구성되며, 상기 제2 거리측정센서(220)는 변압유닛(C)의 상면 네 귀퉁이에 하나씩 부착되어 총 네 개(221, 222, 223, 224)로 구성된다.

제어수단(110)은 네 개의 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)의 측정값 모두가 제1 설정값보다 작게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)의 측정값 모두가 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송한다. 이 경우는 변압유닛(C)의 어느 한쪽이 아닌 전체적으로 상하 진동이 심하기 때문에 네 개의 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)의 측정값 모두가 제1 설정값보다 작게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)의 측정값 모두가 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되는 것이다.

그리고 상기 제어수단(110)은 네 개의 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)의 측정값 모두가 제1 설정값보다 크게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)의 측정값 모두가 제2 설정값보다 작게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하였으나 위험 단계보다 등급이 낮은 주의 단계임을 전송한다. 변압유닛(C)의 어느 한쪽이 아닌 전체적으로 상하 진동은 있으나, 변압유닛(C)의 흔들림 정도가 크지 않은 것을 의미한다.

또한, 제어수단(110)은 다음과 같이 동작할 수도 있다.

제어수단(110)은 네 개의 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)의 측정값 중 어느 하나(v1) 또는 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치의 측정값 중 어느 두 개(v1,2)가 제1 설정값보다 작게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)의 측정값 중 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 상기 어느 하나(v1)와 같은 방향의 측정값(v1') 또는 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 상기 두 개(v1,2)와 같은 방향의 측정값(v1,2') 두 개가 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송한다.

도 14 및 도 15를 참고하면, 네 개의 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)의 측정값 중 어느 하나(v1)는 제1 거리측정센서(212)가 측정한 측정값(v1)이라고 하고, 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)을 기준으로 서로 대칭되는 위치의 측정값 중 어느 두 개(v1,2)는 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 있는 두 개의 제1 거리측정센서(212, 213)가 측정한 측정값(v1,2)이라고 하자.

또한, 네 개의 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)의 측정값 중 변압유닛(C)의 상면 중심(O2)을 기준으로 상기 어느 하나(v1)와 같은 방향의 측정값(v1')은 제1 거리측정센서(212)와 같은 방향에 위치한 제2 거리측정센서(222)가 측정한 값을 말한다.

또한, 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 상기 두 개(v1,2)와 같은 방향의 측정값(v1,2') 두 개는 두 개의 제1 거리측정센서(212, 213)와 같은 방향에 위치한 두 개의 제2 거리측정센서(222, 223)가 측정한 값을 말한다.

제1 거리측정센서(210)를 구성하는 네 개의 센서가 측정한 측정값과 제2 거리측정센서(220)를 구성하는 네 개의 센서가 측정한 측정값 모두가 제1 설정값과 제2 설정값 조건을 만족하지 않아도, 변압유닛(C)의 저면과 상면에 같은 방향에 위치한 거리측정센서가 측정한 측정값이 제1 설정값보다 작게 측정되고, 제2 설정값보다 크게 측정되면 변압유닛(C)의 어느 한쪽 방향이 다른 쪽 방향보다 크게 흔들리고 있거나, 중심을 기준으로 양쪽 방향으로 크게 흔들리고 있다고 판단하고 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하는 것이다.

또한, 제1 거리측정센서(210)와 제2 거리측정센서(220)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

도 14 및 도 15를 참고하면, 상기 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)는 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)을 기준으로 상기 보조감쇄수단(160)의 안쪽 근처에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되며, 변압유닛(C)의 저면 중심(01)에서 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)까지의 거리는 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)에서 보조감쇄수단(160)까지의 거리보다 짧고, 상기 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)는 변압유닛(C)의 상면 네 귀퉁이에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성된다.

구체적으로, 상기 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)에서 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)까지의 거리(D1)는 상기 변압유닛(C)의 상면 중심(O2)에서 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)까지의 거리(D2)보다 짧다.

상기 제어수단(110)은 네 개의 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)의 측정값 중 어느 하나(v1')(예를 들어, 제2 거리측정센서 222가 측정한 값) 또는 변압유닛(C)의 상면 중심(O1)을 기준으로 서로 대칭되는 위치의 측정값 중 어느 두 개(v1,2')(예를 들어, 제2 거리측정센서 222와 제2 거리측정센서 223이 측정한 값)가 제2 설정값보다 크게 측정되고, 네 개의 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)의 측정값 중 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)을 기준으로 상기 어느 하나(v1')와 같은 방향의 측정값(v1)(예를 들어, 제2 거리측정센서 222와 같은 방향에 있는 제1 거리측정센서 212가 측정한 값) 또는 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)을 기준으로 상기 두 개(v1,2')와 같은 방향의 측정값(v1,2) 두 개(예를 들어, 제2 거리측정센서 222 및 223과 같은 방향에 위치하는 제1 거리측정센서 212와 213이 측정한 값 두 개)가 제1 설정값보다는 크게 측정되나, 제1 설정값 내지 제1 설정값 + α의 범위에 속하는 것으로 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송한다.

도 15에서 보는 바와 같이, 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)에서 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)까지의 거리(D1)는 변압유닛(C)의 상면 중심(O2)에서 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)까지의 거리(D2)보다 짧을 수가 있다.

변압유닛(C)의 저면 중심(O1)에서 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)까지의 거리(D1)와 변압유닛(C)의 상면 중심(O2)에서 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)까지의 거리(D2)가 같을 경우는 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)가 측정한 측정값이 제1 설정값보다 작게 측정되고, 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)가 측정한 측정값이 제2 설정값보다 크게 측정될 때 변압유닛(C)이 위험한 상황이라고 판단하는 것을 상기에서 살펴보았으나, 변압유닛(C)의 저면 중심(O1)에서 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)까지의 거리(D1)가 변압유닛(C)의 상면 중심(O2)에서 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)까지의 거리(D2)보다 짧을 경우 변압유닛(C)의 상면에 위치한 제2 거리측정센서(222)가 측정한 값 또는 제2 거리측정센서(222와 223)이 측정한 값이 제2 설정값보다 크게 측정되어도 변압유닛(C)의 저면에 위치한 제1 거리측정센서(212)가 측정한 값 또는 제1 거리측정센서(212와 213)이 측정한 값은 제1 설정값보다 작게 측정되지가 않을 수가 있다.

왜냐하면, 저면 중심(O1)을 기준으로 어느 한쪽이 진동에 의해 상하로 흔들리거나 저면 중심(O1)을 기준으로 양쪽이 진동에 의해 진동에 의해 흔들릴 때, 더 정확하게는, 저면 중심(O1)을 기준으로 변압유닛(C)이 진동에 의해 양쪽으로 흔들릴 때 저면 중심(O1)으로부터 D1의 거리에 위치한 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)가 측정하는 거리값은 D1보다 약간 긴 거리에 위치한 상태에서 측정할 때보다 약간 길게 측정될 것이기 때문이다.

제1 설정값은 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)가 변압유닛(C)의 중심(O1)을 기준으로 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)와 같은 거리의 위치에 설치될 때를 기준으로 한 값이기 때문에 변압유닛(C)의 중심(O1)에서 제1 거리측정센서(211, 212, 213, 214)까지의 거리 D1이 변압유닛(C)의 중심(O2)에서 제2 거리측정센서(221, 222, 223, 224)까지의 거리 D2 보다 짧다면 제1 설정값 + α로 값을 보정하는 것이다.

따라서, 제1 거리측정센서 212가 측정한 값 또는 제1 거리측정센서 212와 213이 측정한 값 두 개가 제1 설정값보다는 크게 측정되나, 제1 설정값 내지 제1 설정값 + α의 범위에 속하는 것으로 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송할 수가 있다.

그리고 상기 α는 다음과 같은 식1에 의해 계산할 수 있다.

α = (D2 - D1)/D1 × 100 ······ 식1

예를 들어, D1 = 100cm, D2 = 105cm 라고 하면, α = (105 - 100)/100 × 100 = 5cm

예를 들어, 제1 거리측정센서 212가 측정한 값 또는 제1 거리측정센서 212와 213이 측정한 값 두 개가 제1 설정값 내지 제1 설정값 + 5cm의 범위에 속하는 것이 반복적으로 감지되면 통신수단(230)을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송할 수 있다.

정리하면, 지진의 진동에 의해 변압유닛(C)이 전체적으로 상하로 크게 흔들릴 때 뿐만 아니라, 변압유닛(C)의 어느 한쪽이 중심을 잃고 상하로 크게 흔들릴 때 그리고 변압유닛(C)의 중심을 기준으로 양쪽으로 크게 흔들릴 때 통신수단(230)을 통하여 외부의 관리자에게 지진이 발생하여 위험한 상황임을 알려주어 조치를 취하도록 할 수 있다. 본 시스템을 이용하면 지진 발생시 변압기가 무조건 위험한 상황이라고 판단하여 성급히 조치를 취하지 않아도 되며, 제어수단이 위험 단계라고 알려줄 때 조치를 취할 수 있어 관리자 입장에서는 변압기 시설에 대한 관리가 용이한 이점이 있다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

A. 기초 B. 외부케이스
C. 변압유닛 10. 고정기초
20. 하부기초 30.상부기초
40. 하부측정기구 50. 상부측정기구
60. 하부위치조절수단 70. 상부위치조절수단
80. 하부제동수단 90. 상부제동수단
100. 지진감지센서 110. 제어수단
120. 근접감지센서 130. 경고수단
140. 공기분사노즐 150. 급기수단
160. 보조감쇄수단 210. 제1 거리측정센서
220. 제2 거리측정센서 230. 통신수단
240. 관리서버 250. 관리자 단말기

Claims

지면에 설치된 기초(A)와,
상기 기초(A)의 상부에 구비된 외부케이스(B)와,
상기 외부케이스(B)의 내부에 구비된 변압유닛(C)을 포함하는 지상변압기에 있어서,
콘크리트재질로 구성되며 상면에는 전후방향으로 연장된 하부가이드레일이 구비된 고정기초;
상기 하부가이드레일에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상면에는 측방향으로 연장된 상부가이드레일이 구비된 하부기초;
상기 상부가이드레일에 측방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상면에 상기 변압유닛(C)이 설치되는 상부기초;
상기 고정기초에 구비되어 지진의 발생을 감지하는 지진감지센서;
상기 상부기초와 변압유닛(C)의 사이에 구비되어 변압유닛(C)에 전달되는 상하 방향 진동을 감쇄하기 위한 복수 개의 보조감쇄수단;
상기 변압유닛(C)의 저면에 부착되어 그 아래에 있는 상부기초까지의 거리를 측정하는 복수 개의 제1 거리측정센서;
상기 변압유닛(C)의 상면에 부착되어 그 위에 있는 외부케이스(B)까지의 거리를 측정하는 복수 개의 제2 거리측정센서;
상기 외부케이스(B)의 내부 또는 외부에 부착되어 외부의 관리서버 및 관리자 단말기로 데이터를 전송하기 위한 통신수단; 및
상기 지진감지센서의 신호를 수신하여 지진의 발생을 감지하고, 상기 제1 거리측정센서의 측정값이 제1 설정값보다 작게 측정되고, 제2 거리측정센서의 측정값이 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하고, 지진감지센서의 신호를 수신하여 지진의 발생을 감지하였으나, 상기 제1 거리측정센서의 측정값이 제1 설정값보다 크게 측정되고, 제2 거리측정센서의 측정값이 제2 설정값보다 작게 측정되는 것이 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하였으나 위험 단계보다 등급이 낮은 주의 단계임을 전송하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기.
제 1항에 있어서,
상기 제1 거리측정센서는 변압유닛(C)의 저면에 상기 보조감쇄수단의 근처에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되며,
상기 제2 거리측정센서는 변압유닛(C)의 상면 네 귀퉁이에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되고,
상기 제어수단은 네 개의 제1 거리측정센서의 측정값 모두가 제1 설정값보다 작게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서의 측정값 모두가 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하고,
상기 제어수단은 네 개의 제1 거리측정센서의 측정값 모두가 제1 설정값보다 크게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서의 측정값 모두가 제2 설정값보다 작게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하였으나 위험 단계보다 등급이 낮은 주의 단계임을 전송하는 것을 특징으로 하는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기.
제 1항에 있어서,
상기 제1 거리측정센서는 변압유닛(C)의 저면에 상기 보조감쇄수단의 근처에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되며,
상기 제2 거리측정센서는 변압유닛(C)의 상면 네 귀퉁이에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되고,
상기 제어수단은 네 개의 제1 거리측정센서의 측정값 중 어느 하나(v1) 또는 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치의 측정값 중 어느 두 개(v1,2)가 제1 설정값보다 작게 측정되고, 네 개의 제2 거리측정센서의 측정값 중 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 상기 어느 하나(v1)와 같은 방향의 측정값(v1') 또는 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 상기 두 개(v1,2)와 같은 방향의 측정값(v1,2') 두 개가 제2 설정값보다 크게 측정되는 것이 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하는 것을 특징으로 하는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기.
제 1항에 있어서,
상기 제1 거리측정센서는 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 상기 보조감쇄수단의 안쪽 근처에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되며, 변압유닛(C)의 저면 중심에서 제1 거리측정센서까지의 거리는 변압유닛(C)의 저면 중심에서 보조감쇄수단까지의 거리보다 짧고,
상기 제2 거리측정센서는 변압유닛(C)의 상면 네 귀퉁이에 하나씩 부착되어 총 네 개로 구성되는 것을 특징으로 하는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기.
제 4항에 있어서,
상기 변압유닛(C)의 저면 중심에서 제1 거리측정센서까지의 거리(D1)는 상기 변압유닛(C)의 상면 중심에서 제2 거리측정센서까지의 거리(D2)보다 짧고,
상기 제어수단은 네 개의 제2 거리측정센서의 측정값 중 어느 하나(v1') 또는 변압유닛(C)의 상면 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치의 측정값 중 어느 두 개(v1,2')가 제2 설정값보다 크게 측정되고, 네 개의 제1 거리측정센서의 측정값 중 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 상기 어느 하나(v1')와 같은 방향의 측정값(v1) 또는 변압유닛(C)의 저면 중심을 기준으로 상기 두 개(v1,2')와 같은 방향의 측정값(v1,2) 두 개가 제1 설정값보다는 크게 측정되나, 제1 설정값 내지 제1 설정값 + α의 범위에 속하는 것으로 일정 시간 동안 반복적으로 감지되면 상기 통신수단을 통하여 외부에 지진이 발생하여 위험 단계임을 전송하는 것을 특징으로 하는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기.
제 5항에 있어서,
상기 α는 다음과 같은
α = (D2 - D1)/D1 × 100 ······ 식1
식1에 의해 계산하는 것을 특징으로 하는 지진 발생 시 변압기의 움직임을 감지하여 단계별 위험 상황을 전파할 수 있는 내진기능이 구비된 지상변압기.