KR102089181B1

KR102089181B1 - 선로 부식 탐상장치 및 그를 이용한 선로 부식 탐상방법

Info

Publication number: KR102089181B1
Application number: KR1020180145419A
Authority: KR
Inventors: 김영홍; 김상범; 김태균; 신정훈; 오거룡
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-04-20

Abstract

선로 부식 탐상장치 및 그를 이용한 선로 부식 탐상방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 부식 탐상장치는, 자속이 이동하는 경로를 형성하는 코어 본체부를 구비하는 복수의 단위 코어 유닛; 및 각각 복수의 단위 코어 유닛 중 일부의 배치공간을 제공하고 코어 본체부가 선로의 길이 방향을 따라 배치되는 복수의 바디를 포함하며, 단위 코어 유닛은, 코어 본체부의 내부에 마련되어 선로의 지지선으로 흐르는 자속량의 변화를 측정할 수 있는 지지선 자속 측정부를 포함한다.

Description

선로 부식 탐상장치 및 그를 이용한 선로 부식 탐상방법{Apparatus for inspecting corrosion of electric power line and Inspecting method using the same}

본 발명은, 선로 부식 탐상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선로 부식을 탐지하기 위한 신호의 투입 깊이를 달리하여, 선로를 구성하는 지지선재 및 지지선재에 감겨있는 소선의 임피던스 변화를 구분할 수 있도록 마련하되, 지지선재에 비하여 낮은 소선의 손상 측정 감도를 개선할 수 있는 선로 부식 탐상장치에 관한 것이다.

선로(송전선로, 배전선로, ACSR전선 등)는 지속적 사용과정에서 외부환경 등으로 인해 부식될 수 있다. 이러한 선로의 부식은 안전사고를 유발하거나 전력품질을 저하시킬 수 있으므로 관리될 필요가 있다.

다시 말해, 일반적으로 선로에 가해지는 장력을 지지하기 위해 선로는 강철과 같은 고강도 금속 소재는 탄소복합소재 등 높은 인장강도를 가지는 소재의 지지선재를 포함하고, 지지선재 바깥쪽으로 전류를 흘려보내기 위한 알루미늄 또는 알루미늄 합성물 재질의 소선이 각 측마다 다른 방향으로 감겨지는 형태로 마련될 수 있다.

이와 같이 마련된 선로는 지속적인 사용 과정에서 부식이나 진동피로, 외부 충격 등의 원인으로 인해 손상이 발생할 수 있다. 이러한 선로의 부식이나 손상은 송전철탑 사이에 마련되는 선로의 특성이 비추어 접근이 어려우며, 내부 지지선재의 부식을 지상 작업자나 전공 작업자가 육안으로 확인할 수 없는 문제가 있다.

대한민국등록특허 제10-1630370호 (씨앤시에이드 주식회사), 2016.06.14

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 선로 부식을 탐지하기 위한 신호의 투입 깊이를 달리하여, 선로를 구성하는 지지선재 및 지지선재에 감겨있는 소선의 임피던스 변화를 구분할 수 있도록 마련하되, 선로와 일정한 거리에서 선로의 부식이나 손상을 측정할 수 있어, 지지선재에 비하여 낮은 소선의 손상 측정 감도를 개선할 수 있는 선로 부식 탐상장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 자속이 이동하는 경로를 형성하는 코어 본체부와, 상기 코어 본체부의 일측단에서 선로 측으로 돌출되고 미리 결정된 극성을 띄는 제1 극성체인 제1 돌출부와, 상기 코어 본체부의 타측단에서 상기 선로 측으로 돌출되고 상기 제1 극성체와 반대 극성을 띄는 제2 극성체인 제2 돌출부와, 상기 제1 돌출부에 권선되는 수신코일과, 상기 제2 돌출부에 권선되는 송신코일을 구비한 단위 코어 유닛; 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부가 상기 선로의 길이 방향을 따라 배치되게 상기 단위 코어 유닛이 체결되는 배치공간이 형성된 바디; 상기 코어 본체부의 내부에 마련되어 상기 선로의 지지선으로 흐르는 자속량의 변화를 측정하는 지지선 자속 측정부; 상기 송신코일에 전류를 전달하고 상기 수신코일에서 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 상기 전류 측정부의 측정결과와 상기 지지선 자속 측정부의 측정결과 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 선로의 부식 정보를 생성하는 처리부;를 포함한다.
여기서, 상기 단위 코어 유닛은 복수로 마련되어 상기 선로를 기준으로 대칭되게 상기 바디에 배치되며, 상기 단위 코어 유닛은 상기 바디의 배치공간에 탈착되게 마련되어, 상기 선로의 내측에 대한 탐상 감도를 높이는 경우, 복수의 상기 단위 코어 유닛은 상기 선로의 원주방향을 따라 동일한 극성체가 이웃하여 배치되도록 상기 바디에 체결되고, 상기 선로의 외측면에 대한 팀상 감도를 높이는 경우, 복수의 상기 단위 코어 유닛은 상기 선로의 원주방향을 따라 서로 다른 극성체가 이웃하여 배치되도록 상기 바디에 체결된다.
그리고, 상기 지지선 자속 측정부는, 하나의 상기 단위 코어 유닛의 상기 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속 이동 경로 상에 마련되어 상기 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속량의 변화를 측정하는 자속량 측정 센서로 마련될 수 있다.
또한, 상기 단위 코어 유닛은, 상기 코어 본체부를 지지하되 함몰 형성되는 함몰 홀을 구비하는 단위 코어 유닛 하우징부를 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 단위 코어 유닛 하우징부에 결합되어 상기 단위 코어 유닛이 상기 선로 상에서 상기 선로의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 마련되는 단위 코어 유닛 이동부를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 단위 코어 유닛 이동부는 상기 단위 코어 유닛 하우징부에서 일부가 상기 선로를 향하여 돌출되어 상기 선로 상에서 슬라이딩 이동되는 롤러타입 단위 코어 유닛 이동부로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 단위 코어 유닛은, 상기 함몰 홀의 내측에 마련되어 상기 단위 코어 유닛을 상기 선로 상에 미리 결정된 위치를 유지하도록 지지하는 단위 코어 유닛 지지부를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 단위 코어 유닛 지지부는, 탄성을 갖는 단위 코어 유닛 지지용 탄성부재로 마련될 수 있다.
또한, 상기 단위 코어 유닛은, 상기 함몰 홀을 차폐가능하게 상기 단위 코어 유닛 하우징부에 결합되는 함몰 홀 덮개를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 자속이 이동하는 경로를 형성하는 코어 본체부와, 상기 코어 본체부의 일측단에서 선로 측으로 돌출되고 미리 결정된 극성을 띄는 제1 극성체인 제1 돌출부와, 상기 코어 본체부의 타측단에서 상기 선로 측으로 돌출되고 상기 제1 극성체와 반대 극성을 띄는 제2 극성체인 제2 돌출부와, 상기 제1 돌출부에 권선되는 수신코일과, 상기 제2 돌출부에 권선되는 송신코일을 구비한 단위 코어 유닛과, 복수의 단위 코어 유닛이 상기 선로를 기준으로 대칭되게 각각 체결되는 배치공간이 형성된 바디를 포함하는 선로 부식 탐상장치를 이용한 선로 부식 탐상 방법에 있어서, 상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부가 상기 선로의 길이 방향을 따라 배치되게 복수의 상기 단위 코어 유닛을 상기 바디의 배치공간에 체결하는 단위 코어 유닛 배치단계; 상기 코어 본체부의 내부에 마련되어 상기 선로의 지지선으로 흐르는 자속량의 변화를 측정할 수 있는 지지선 자속 측정부를 통하여 상기 자속량의 변화를 측정하는 자속량 측정단계; 상기 송신코일에 전류를 전달하고 상기 수신코일에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부를 통하여 전류를 측정하는 전류 측정단계; 및 상기 전류 측정부의 측정결과와 상기 지지선 자속 측정부의 측정결과 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 선로의 부식 정보를 생성하는 선로 부식 정보 처리 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 단위 코어 유닛 배치단계는, 상기 선로의 내측에 대한 탐상 감도를 높이도록 복수의 상기 단위 코어 유닛을 상기 선로의 원주방향을 따라 동일한 극성체가 이웃하여 배치되도록 상기 바디에 체결하는 제1 극성체 배치단계; 및 상기 선로의 외측면에 대한 팀상 감도를 높이도록 복수의 상기 단위 코어 유닛을 상기 선로의 원주방향을 따라 서로 다른 극성체가 이웃하여 배치되도록 상기 바디에 체결하는 제2 극성체 배치단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 자속량 측정단계는, 하나의 상기 단위 코어 유닛의 상기 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속 이동 경로 상에 마련되어 상기 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속량의 변화를 측정하는 자속량 측정 센서로 상기 자속량을 측정하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 단위 코어 유닛이 상기 선로 상에서 상기 선로의 길이 방향을 따라 이동하면서, 상기 자속량 측정단계, 상기 전류 측정단계 및 상기 선로 부식 정보 처리 단계를 반복하는 단위 코어 유닛 이동단계를 더 포함할 수 있다.

삭제

본 발명에 따르면, 선로 부식을 탐지하기 위한 신호의 투입 깊이를 달리하여, 선로를 구성하는 지지선재 및 지지선재에 감겨있는 소선의 임피던스 변화를 구분할 수 있도록 마련하되, 소선 부분에 대한 영향을 배제한 상태에서 지지선재의 부식을 측정하며, 선로 상에서 용이하게 이동할 수 있도록 마련하고, 선로와 일정한 거리에서 선로의 부식이나 손상을 측정할 수 있어, 지지선재에 비하여 낮은 소선의 손상 측정 감도를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 부식 탐상장치의 복수의 단위 코어 유닛의 배치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 선로 부식 탐상장치의 복수의 단위 코어 유닛의 배치를 선로의 길이방향에서 나타낸 정면도이다.
도 3a는 도 1은 선로 부식 탐상장치의 복수의 단위 코어 유닛의 다른 배치를 도시한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 선로 부식 탐상장치의 복수의 단위 코어 유닛의 측면도이다.
도 4는 선로 부식 탐상장치의 정면도이다.
도 5는 도 4의 선로 부식 탐상장치의 일부 사시도이다.
도 6은 도 5의 선로 부식 탐상장치의 측면도이다.
도 7은 도 6의 단위 코어 유닛의 분해 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상장치의 신호처리를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상 방법의 플로우 차트이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

한편, 본 발명에 대한 설명에 앞서, 이하에서 설명하는 선로는 송전선로, 배전선로, ACSR전선 등을 통칭하기로 한다. 그리고, 선로는, 선로에 가해지는 장력을 지지하기 위해 강철과 같은 고강도 금속 소재나 탄소복합소재로 마련되어 높은 인장 강도를 갖는 소재로 구성되는 지지선 및 전술한 지지선 외측에 마련되어 전류를 흘려보내기 위한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 소재로 마련되는 소선을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 부식 탐상장치의 복수의 단위 코어 유닛의 배치를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 선로 부식 탐상장치의 복수의 단위 코어 유닛의 배치를 선로의 길이방향에서 나타낸 정면도이고, 도 3a는 도 1은 선로 부식 탐상장치의 복수의 단위 코어 유닛의 다른 배치를 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 선로 부식 탐상장치의 복수의 단위 코어 유닛의 측면도이고, 도 4는 선로 부식 탐상장치의 정면도이며, 도 5는 도 4의 선로 부식 탐상장치의 일부 사시도이고, 도 6은 도 5의 선로 부식 탐상장치의 측면도이며, 도 7은 도 6의 단위 코어 유닛의 분해 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상장치의 신호처리를 개략적으로 도시한 블록도이다.

이들 도면에 자세히 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 부식 탐상장치(100)는, 복수의 단위 코어 유닛(110)과, 각각 복수의 단위 코어 유닛(110) 중 일부의 배치공간(121)을 제공하는 복수의 바디(120)와, 전류 측정부(140)와, 처리부(150)를 포함한다.

단위 코어 유닛(110)은 코어 본체부(111)와, 지지선 자속 측정부(112)와, 돌출부(113)와, 코일(114)과, 단위 코어 유닛 하우징부(115)와, 단위 코어 유닛 이동부(116)와, 단위 코어 유닛 지지부(117)와, 함몰 홀 덮개(118)를 포함한다.

본 실시예에 따른 복수의 단위 코어 유닛(110)은, 선로(10)의 원주방향을 따라 상호 이격되어 배치되며, 복수의 바디(120)에 마련되는 배치공간(121)에 탈착 가능하게 마련되어 선로(10)의 길이 방향을 따라 배치된다. 이때 배치공간(121)은 복수의 바디(120) 각각에 복수개가 마련되어 단위 코어 유닛(110)의 결합 용이성을 높이고, 단위 코어 유닛(110)이 탈착 가능하게 마련되므로 유지 보호의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 단위 코어 유닛(110)은 바디(120)의 표면에 놓이거나 바디(120)에 물리적으로 체결될 수 있으며, 설계에 따라 단위 코어 유닛(110)의 일부가 바디(120)에 삽입 또는 내장될 수도 있다.

한편, 코어 본체부(111)는, 자속이 이동하는 경로를 형성한다. 그리고, 지지선 자속 측정부(112)는, 코어 본체부(111)의 내부에 마련되어 선로(10)의 지지선으로 흐르는 자속량을 측정할 수 있다. 이와 같이 코어 본체부(111)의 내부에 지지선 자속 측정부(112)를 마련하여, 도체가 자기장 속에 놓여 있을 때 그 자기장에 직각방향으로 전류를 흘려주면 자기장과 전류 모두에 수직인 방향으로 전위차가 발생하는 현상이 홀 효과(hall effect)를 통해 선로(10)의 부식 등의 손상을 탐상할 수 있다. 즉 본 실시예에 따른 지지선 자속 측정부(112)는 하나의 단위 코어 유닛(110)의 상호 다른 말단에 마련되는 극성체인 제1 극성체와 제2 극성체 사이의 자속 이동 경로 상에 마련되어 자속량 변화를 측정하는 자속량 측정 센서(112)이다.

그리고 코어 본체부(111)는 일방향으로 돌출된 적어도 하나의 돌출부(113)와 연결되며, 본 실시예에 따른 코어 본체부(111)는 2개의 돌출부(113a. 113b)와 연결되어 U 형태를 가질 수 있다. 본체부(111)는 투자율이 높은 재료인 페라이트(ferrite), 철, 니켈 등으로 마련될 수 있다. 다만 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 다르게 마련될 수 있을 것이다.

돌출부(113)는, 코어 본체부(111)에 연결되어 코어 본체부(111)로부터 선로(10)를 향하여 돌출되며, 선로(10)에 의해 전류가 유도되는 수신코일이 권선되는 제1 돌출부(113a)와, 복수의 코일(114) 증 전류 측정부(140)로부터 전류를 전달받는 송신코일이 권선되는 제2 돌출부(113b)를 포함한다.

제1 돌출부(113a)는 선로(10)를 향하여 미리 결정된 극성을 띄는 제1 극성체 이며, 본 실시예에 따른 제1 돌출부(113a)는 선로(10)를 향하는 말단이 N극 자성을 띄는 제1 극성체이다.

그리고 제2 돌출부(113b)는 제1 극성체와 선로(10)를 향하는 극성이 상호 반대되는 극성을 띄는 제2 극성체이며, 본 실시예에 따른 제2 돌출부(113b)는 선로(10)를 향하는 말단이 S극 자성을 띄는 제2 극성체이다.

한편, 본 실시예에 따른 하나의 단위 코어 유닛(110)은 제1 극성체와 제2 극성체를 구비하며, 복수의 단위 코어 유닛(110)은 단위 코어 유닛(110)의 제1 극성체에 전술한 단위 코어 유닛(110)에 선로(10)의 원주방향을 따라 이웃하는 다른 단위 코어 유닛(110)의 제1 극성체가 상호 이웃되도록 배치되거나, 제2 극성체가 상호 이웃하도록 배치된다.

도 1 및 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 단위 코어 유닛(110)의 제1 극성체가 선로(10)의 원주방향을 따라 이웃하는 다른 단위 코어 유닛(110)의 제2 극성체와 상호 이웃되도록 배치되는 경우, 선로(10)의 내측에 마련되는 지지선의 부식 여부에 대한 탐상감도가 높아진다.

또한, 도 3a 및 도 3b에 자세히 도시된 바와 같이, 단위 코어 유닛(110)의 제1 극성체가 선로(10)의 원주방향을 따라 이웃하는 다른 단위 코어 유닛(110)의 제1 극성체와 상호 이웃되도록 배치되는 경우, 선로(10)의 외측면에 마련되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 소선의 부식 여부에 대한 탐상감도가 높아진다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선로 부식 탐상장치는, 복수의 단위 코어 유닛(110) 중 어느 하나의 단위 코어 유닛(110)과 다른 단위 코어 유닛(110)의 극성배치를 선로(10)의 중심성을 기준으로 대칭되게 마련하여, 선로(10)의 내측에 마련되는 지지선의 부식여부를 탐상하거나, 복수의 단위 코어 유닛(110) 중 어느 하나의 단위 코어 유닛(110)과 다른 단위 코어 유닛(110)의 극성배치를 선로(10)의 중심선을 기준으로 반대 되게 마련하여, 선로(10)의 외측 소선의 부식여부를 각각 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 복수의 단위 코어 유닛(110) 중 어느 하나의 단위 코어 유닛(110)과 다른 단위 코어 유닛(110)의 극성배치를 선로(10)의 중심선을 기준으로 반대 되게 마련하면, 선로(10)의 길이 방향에서 정명으로 바라본 경우 선로(10)의 원주면을 따라 극성이 순차적으로 N극과 S극이 번갈아 배치되게 된다. 따라서 선로(10)의 원주면에서, 상호 이웃하는 N극과 S극 사이의 자속을 측정하면, 선로(10)의 외주면에 마련되는 소선의 손상에 대한 영향을 크게 받아 선로(10)의 부식 탐상 감도를 효과적으로 개선할 수 있다.

그리고, 도 3a 내지 도 3b에 자세히 도시된 바와 같이, 복수의 단위 코어 유닛(110) 중 어느 하나의 단위 코어 유닛(110)과 다른 단위 코어 유닛(110)의 극성배치를 선로(10)의 중심선을 기준으로 대칭되게 마련하면, 선로(10)의 길이 방향에서 정명으로 바라본 경우 선로(10)의 원주면을 따라 극성이 순차적으로 N극 또는 S극이 동일하게 배치된다. 따라서 선로(10)의 내측 지지선을 통하는 자속 변화량의 측정 감도를 개선하여 선로(10)의 부식 탐상 감도를 효과적 측정할 수 있다.

코일(114)은 돌출부(113)에 권선되며, 본 실시예에 따른 코일(114)은 제1 돌출부(113a)에 권선되는 수신코일과 제2 돌출부(113b)에 권선되는 송신코일을 포함한다.

단위 코어 유닛 하우징부(115)는, 코어 본체부(111)를 지지하되 함몰 형성되는 함몰 홀을 구비한다.

단위 코어 유닛 이동부(116)는 단위 코어 유닛 하우징부(115)에 결합되어 단위 코어 유닛(110)이 선로(10) 상에서 선로(10)의 길이 방향을 딸 이동 가능하게 마련된다. 본 실시예에 따른 단위 코어 유닛 이동부(116)는 단위 코어 유닛 하우징부(115)에서 일부가 선로(10)를 향하여 돌출되도록 마련되며, 선로(10) 상에서 슬라이딩 이동되는 롤러타입 단위 코어 유닛 이동부이다.

단위 코어 유닛 지지부(117)는, 함몰 홀의 내측에 마련되어 단위 코어 유닛(11)을 선로(10) 상에 미리 결정된 위치를 유지하도록 지지한다. 본 실시예에 따른 단위 코어 유닛 지지부(117)는 탄성을 갖는 단위 코어 유닛 지지용 탄성부재이며, 스프링으로 마련될 수 있다. 다만 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 탄성을 갖는 다른 부재로 마련될 수 있을 것이다.

함몰 홀 덮개(118)는 함몰 홀을 차폐가능하게 단위 코어 유닛 하우징부(115)에 결합되어 단위 코어 유닛 지지부(117)를 안정적으로 지지하고, 효율적으로 단위 코어 유닛(11)이 선로(10) 상에서 미리 결정된 위치를 유지하도록 한다.

전류 측정부(14)는 복수의 코일(114) 중 일부로 전류를 전달하고 복수의 코일 중 다른 일부에 흐르는 전류를 측정하며, 처리부(150)는 전루 측정부(140)의 측정결과와 지지선 자속 측정부(112)의 측정결과 중 적어도 어느 하나에 기초하여 선로(10)의 부식 정보를 생성한다.

다시 말해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상장치의 신호는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 선로(10)에서 자속을 코일(114) 및 지지선 자속 측정부(112)에 의해 측정하고, 선로(10)에서 전류를 전류 측정부(140)에 의해 측정하며, 처리부(150)에서 지지선 자속 측정부(112) 또는 전류 측정부(140)에서 측정한 측정결과 중 적어도 어느 하나를 이용하여 선로(10)의 부식 정보를 생성한다.

처리부(150)는 측정 제어 신호(예: 펄스 폭 변조 방식)를 지지선 자속 측정부(112) 또는 전류를 전류 측정부(140)로 전달 할 수 있다. 또한, 측정 제어 신호에 따라 전류를 생성하고 생성한 전류를 코일(114)로 전달할 수 있다. 전류를 전달받은 코일(114)은 선로(10)를 향하여 자속을 출력하며 선로(10)에 와전류를 형성시킬 수 있다. 와전류가 형성된 선로(10)는 와전류에 따른 자속을 코일(114)로 출력하여 전류 측정부(140)는 소선의 자속을 측정할 수 있고, 지지선 자속 측정부(112)는 지지선의 자속을 측정할 수 있다.

자속을 수신한 코일(114)은 수신한 자속에 따라 생성된 전류를 전류 측정부(140)로 전달 할 수 있고, 전류 측정부(140)는 측정된 전류를 처리부(150)로 전달할 수 있으며, 지지선 자속 측정부(112)는 측정된 지지선의 자속을 처리부(150)에 전달할 수 있다.

처리부(150)는 지지선 자속 측정부(112) 또는 전류 측정부(140)에서 측정한 측정결과 중 적어도 어느 하나를 이용하여 선로(10)의 부식 정보를 생성한다.

예를 들어, 상기 처리부(150)는 수신코일에 유도되는 전류의 스펙트럼을 분석하고 분석결과에 기초하여 선로(10)의 임피던스 정보를 생성하고 임피던스 정보에 기초하여 부식 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 임피던스 정보는 선로(10)의 폭, 길이 등에 따라 결정되는 특성 임피던스에 대한 상대적인 값의 형식으로 생성될 수 있다.

또한, 처리부(150)는 임피던스 정보에서 단위 주파수 변경에 따른 임피던스 변동값을 연산하고 임피던스 변동값을 기준값과 비교하고 비교결과에 따라 선로(10)의 부식 여부를 판단할 수 있다. 선로(10)에서 부식도가 높은 부분은 불안정한 경계조건을 가질 수 있으므로, 선로(10)에서 부식도가 높은 부분에는 불안정 적이거나 잡음이 많이 함유된 와전류가 형성될 수 있다. 따라서, 처리부(150)는 주파수 스펙트럼에서 임피던스가 크게 변동되는 주파수 대역을 분석하여 부식 여부를 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상장치는 코일(130)과 선로(10)간의 전자기적 결합관계로 인해 선로(10)의 부식 여부 또는 부식도를 정확/정밀하게 측정할 수 있다.

이하, 선로 부식 탐상장치(100)를 이용한 선로 부식 탐상 방법에 대해 자세히 살펴보기로 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상 방법의 플로우 차트이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상 방법은 단위 코어 유닛 배치단계(S100)와, 자속량 측정단계(S200)와, 전류 측정단계(S300)와, 선로 부식 정보 처리 단계(S400)와, 단위 코어 유닛 이동단계(S500)를 포함한다.

단위 코어 유닛 배치단계(S100)는, 자속이 이동하는 경로를 형성하는 코어 본체부(111)를 구비하는 복수의 단위 코어 유닛(110)의 코어 본체부(111)가 선로(10)의 길이 방향을 따라 형성되도록 복수의 단위 코어 유닛(110)을 각각 배치시키며, 극성체 마련단계(S110)와, 극성체 배치단계(S120)를 포함한다.

극성체 마련단계(S110)는 복수의 단위 코어 유닛(110)을 선로(10)의 원주방향을 따라 상호 이격되도록 배치한다. 그리고 코어 본체부(111)에 연결되어 코어 본체부(111)로부터 선로(10)를 향하여 돌출되며 선로(10)에 의해 전류가 유도되는 수신코일이 권선되는 제1 돌출부(113a)를 선로(10)를 향하여 미리 결정된 극성인 N극을 띄도록 제1 극성체로 마련한다.

또한, 본 실시에에 따른 극성체 마련단계(S110)는 코어 본체부(111)에 연결되어 코어 본체부(111)로부터 선로(10)를 향하여 돌출되며 복수의 코일(114) 중 전류 측정부(140)로부터 전류를 전달받는 송신코일이 권선되는 제2 돌출부(113b)를 S극 극성을 띄는 제2 극성체로 마련한다. 다만 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 제1 극성체와 제2 극성체의 극성을 달리하면서 전술한 N극과 S극의 극성을 다르게 마련할 수도 있을 것이다.

극성체 배치단계(S120)는 복수의 단위 코어 유닛(110) 중 선택된 하나의 단위 코어 유닛(110)의 제1 극성체와 선택된 단위 코어 유닛(110)에 선로의 원주방향을 따라 이웃하는 다른 단위 코어 유닛의 제1 극성체가 상호 이웃하도록 배치하는 제1 극성체 배치단계와, 복수의 단위 코어 유닛(110) 중 선택된 하나의 단위 코어 유닛(110)의 제1 극성체에 선택된 단위 코어 유닛(110)에 선로의 원주방향을 따라 이웃하는 다른 단위 코어 유닛(110)의 제2 극성체가 상호 이웃하도록 배치하는 제2 극성체 배치단계를 포함한다.

따라서, 선로(10)의 외주면을 따라 선로(10)를 향하하는 말단이 N극 극성을 띄는 제1 극성체(113a)와 선로(10)를 향하하는 말단이 S극 극성을 띄는 제2 극성체(113b)가 순차적으로 마련되거나, 선로(10)의 외주면을 따라 선로(10)를 향하하는 말단이 N극 극성을 띄는 제1 극성체(113a) 또는 선로(10)를 향하하는 말단이 S극 극성을 띄는 제2 극성체(113b) 중 어느 하나의 극성체가 동일하게 연속적으로 마련될 수 있다. 이와 같이 선로(10)의 외주면에 배치되는 극성체의 극성배치를 변경하여 선로(10)의 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 소재로 마련되는 소선의 부식정도의 탐상과 내측에 마련되는 지지선의 부식정도의 탐상을 구별하여 측정할 수 있고, 선로(10)의 부식 여부에 대한 탐상의 정확도가 효율적으로 높아지는 효과가 있다.

자속량 측정단계(S200)는 코어 본체부(111)의 내부에 마련되어 선로(10)의 지지선으로 흐르는 자속량의 변화를 측정할 수 있는 지지선 자속 측정부(112)를 통하여 자속량의 변화를 측정한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자속량 측정단계(S200)는 하나의 단위 코어 유닛(110)의 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속 이동 경로 상에 마련되어 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속량의 변화를 측정하는 자속량 측정 센서(112)로 자속량을 측정하는 단계이다.

전류 측정단계(S300)는 복수의 코일(114) 중 일부로 전류를 전달하고 복수의 코일 중 다른 일부에 흐르는 전류를 측정한다.

선로 부식 정보 처리 단계(S400)는 전류 측정부(140)의 측정결과와 지지선 자속 측정부(112)의 측정결과 중 적어도 어느 하나에 기초하여 선로(10)의 부식 정보를 생성한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상 방법의 신호는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 선로(10)에서 자속을 코일(114) 및 지지선 자속 측정부(112)에 의해 측정하고, 선로(10)에서 전류를 전류 측정부(140)에 의해 측정하며, 처리부(150)에서 지지선 자속 측정부(112) 또는 전류 측정부(140)에서 측정한 측정결과 중 적어도 어느 하나를 이용하여 선로(10)의 부식 정보를 생성한다.

즉 본 발명의 일 실시 예에 따른 선로 부식 탐상 방법을 따라서 코일(130)과 선로(10)간의 전자기적 결합관계로 인해 선로(10)의 부식 여부 또는 부식도를 정확/정밀하게 측정할 수 있다.

단위 코어 유닛 이동단계(S500)는 단위 코어 유닛(110)이 선로(10) 상에서 선로(10)의 길이 방향을 따라 이동하면서 전술한 자속량 측정단계(S200)와, 전류 측정단계(300), 선로 부식 정보 처리 단계(S400)를 반복하는 단계이다.

이와 같이, 단위 코어 유닛(110)이 선로(10) 상에서 선로(10)의 길이 방향을 따라 이동하면서 전술한 자속량 측정단계(S200)와, 전류 측정단계(300), 선로 부식 정보 처리 단계(S400)를 반복하여 선로(10)의 부식 정도를 효율적으로 측정할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 선로 부식을 탐지하기 위한 신호의 투입 깊이를 달리하여, 선로를 구성하는 지지선재 및 지지선재에 감겨있는 소선의 임피던스 변화를 구분할 수 있도록 마련하되, 소선 부분에 대한 영향을 배제한 상태에서 지지선재의 부식을 측정하며, 선로 상에서 용이하게 이동할 수 있도록 마련하고, 선로와 일정한 거리에서 선로의 부식이나 손상을 측정할 수 있어, 지지선재에 비하여 낮은 소선의 손상 측정 감도를 개선할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 선로 100 : 선로 부식 탐상장치
110 : 단위 코어 유닛 120 : 바디
140 : 전류 측정부 150 : 처리부

Claims

자속이 이동하는 경로를 형성하는 코어 본체부와, 상기 코어 본체부의 일측단에서 선로 측으로 돌출되고 미리 결정된 극성을 띄는 제1 극성체인 제1 돌출부와, 상기 코어 본체부의 타측단에서 상기 선로 측으로 돌출되고 상기 제1 극성체와 반대 극성을 띄는 제2 극성체인 제2 돌출부와, 상기 제1 돌출부에 권선되는 수신코일과, 상기 제2 돌출부에 권선되는 송신코일을 구비한 단위 코어 유닛;
상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부가 상기 선로의 길이 방향을 따라 배치되게 상기 단위 코어 유닛이 체결되는 배치공간이 형성된 바디;
상기 코어 본체부의 내부에 마련되어 상기 선로의 지지선으로 흐르는 자속량의 변화를 측정하는 지지선 자속 측정부;
상기 송신코일에 전류를 전달하고 상기 수신코일에서 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
상기 전류 측정부의 측정결과와 상기 지지선 자속 측정부의 측정결과 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 선로의 부식 정보를 생성하는 처리부;를 포함하고,
상기 단위 코어 유닛은 복수로 마련되어 상기 선로를 기준으로 대칭되게 상기 바디에 배치되며,
상기 단위 코어 유닛은 상기 바디의 배치공간에 탈착되게 마련되어,
상기 선로의 내측에 대한 탐상 감도를 높이는 경우, 복수의 상기 단위 코어 유닛은 상기 선로의 원주방향을 따라 동일한 극성체가 이웃하여 배치되도록 상기 바디에 체결되고,
상기 선로의 외측면에 대한 팀상 감도를 높이는 경우, 복수의 상기 단위 코어 유닛은 상기 선로의 원주방향을 따라 서로 다른 극성체가 이웃하여 배치되도록 상기 바디에 체결되는 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상장치.
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제1항에 있어서,
상기 지지선 자속 측정부는, 하나의 상기 단위 코어 유닛의 상기 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속 이동 경로 상에 마련되어 상기 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속량의 변화를 측정하는 자속량 측정 센서인 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상장치.
제1항에 있어서,
상기 단위 코어 유닛은,
상기 코어 본체부를 지지하되 함몰 형성되는 함몰 홀을 구비하는 단위 코어 유닛 하우징부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상장치.
제10항에 있어서,
상기 단위 코어 유닛 하우징부에 결합되어 상기 단위 코어 유닛이 상기 선로 상에서 상기 선로의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 마련되는 단위 코어 유닛 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상장치.
제11항에 있어서,
상기 단위 코어 유닛 이동부는 상기 단위 코어 유닛 하우징부에서 일부가 상기 선로를 향하여 돌출되어 상기 선로 상에서 슬라이딩 이동되는 롤러타입 단위 코어 유닛 이동부인 것을 특징으로하는 선로 부식 탐상장치.
제12항에 있어서,
상기 단위 코어 유닛은,
상기 함몰 홀의 내측에 마련되어 상기 단위 코어 유닛을 상기 선로 상에 미리 결정된 위치를 유지하도록 지지하는 단위 코어 유닛 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상장치.
제13항에 있어서,
상기 단위 코어 유닛 지지부는, 탄성을 갖는 단위 코어 유닛 지지용 탄성부재인 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상장치.
제14항에 있어서,
상기 단위 코어 유닛은,
상기 함몰 홀을 차폐가능하게 상기 단위 코어 유닛 하우징부에 결합되는 함몰 홀 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상장치.
자속이 이동하는 경로를 형성하는 코어 본체부와, 상기 코어 본체부의 일측단에서 선로 측으로 돌출되고 미리 결정된 극성을 띄는 제1 극성체인 제1 돌출부와, 상기 코어 본체부의 타측단에서 상기 선로 측으로 돌출되고 상기 제1 극성체와 반대 극성을 띄는 제2 극성체인 제2 돌출부와, 상기 제1 돌출부에 권선되는 수신코일과, 상기 제2 돌출부에 권선되는 송신코일을 구비한 단위 코어 유닛과, 복수의 단위 코어 유닛이 상기 선로를 기준으로 대칭되게 각각 체결되는 배치공간이 형성된 바디를 포함하는 선로 부식 탐상장치를 이용한 선로 부식 탐상 방법에 있어서,
상기 제1 돌출부와 상기 제2 돌출부가 상기 선로의 길이 방향을 따라 배치되게 복수의 상기 단위 코어 유닛을 상기 바디의 배치공간에 체결하는 단위 코어 유닛 배치단계;
상기 코어 본체부의 내부에 마련되어 상기 선로의 지지선으로 흐르는 자속량의 변화를 측정할 수 있는 지지선 자속 측정부를 통하여 상기 자속량의 변화를 측정하는 자속량 측정단계;
상기 송신코일에 전류를 전달하고 상기 수신코일에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정부를 통하여 전류를 측정하는 전류 측정단계; 및
상기 전류 측정부의 측정결과와 상기 지지선 자속 측정부의 측정결과 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 선로의 부식 정보를 생성하는 선로 부식 정보 처리 단계;를 포함하고,
상기 단위 코어 유닛 배치단계는,
상기 선로의 내측에 대한 탐상 감도를 높이도록 복수의 상기 단위 코어 유닛을 상기 선로의 원주방향을 따라 동일한 극성체가 이웃하여 배치되도록 상기 바디에 체결하는 제1 극성체 배치단계; 및
상기 선로의 외측면에 대한 팀상 감도를 높이도록 복수의 상기 단위 코어 유닛을 상기 선로의 원주방향을 따라 서로 다른 극성체가 이웃하여 배치되도록 상기 바디에 체결하는 제2 극성체 배치단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상 방법.
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제16항에 있어서,
상기 자속량 측정단계는, 하나의 상기 단위 코어 유닛의 상기 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속 이동 경로 상에 마련되어 상기 제1 극성체와 상기 제2 극성체 사이의 자속량의 변화를 측정하는 자속량 측정 센서로 상기 자속량을 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상 방법.
제16항에 있어서,
상기 단위 코어 유닛이 상기 선로 상에서 상기 선로의 길이 방향을 따라 이동하면서, 상기 자속량 측정단계, 상기 전류 측정단계 및 상기 선로 부식 정보 처리 단계를 반복하는 단위 코어 유닛 이동단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 부식 탐상 방법.