KR102125902B1 - 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템에 관한 것이다. 본 발명은 수배전반 내부에서 발생되는 아크를 감지하는 아크센서; 상기 수배전반 내부의 특정구역 또는 상기 수배전반 주변의 온도를 비접촉식으로 측정하는 온도센서; 상기 수배전반의 소음을 감지하는 소음센서; 상기 수배전반의 진동을 감지하는 진동센서; 및 상기 수배전반의 기울어짐을 감지하는 기울어짐센서로 구성된 수배전반 제어장치; 및 상기 수배전반으로부터 전송되는 수배전반 상황신호를 토대로 원격에서 수배전반을 제어하는 관제센터로 이루어진 수배전반 이상여부 진단시스템에 있어서, 수배전반은 함체의 기울어짐 또는 진동을 보정하도록 하측에 지지부재가 구성되고, 지재부재는 일정간격으로 이격된 제1 플레이트 및 제2 플레이트: 제1 플레이트와 제2 플레이트간 거리를 감지하여 지지부재의 어느 일방향으로의 기울어짐값 또는 진동값을 진단하도록 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트에 각각 구성되는 복수 개의 센서; 제1 플레이트쪽으로부터 방출되어 제1 플레이트쪽에 수신되는 광량을 감지하여 지재부재의 어느 일방향으로의 기울어진 경사각을 진단하도록 제1 플레이트와 제2 플레이트에 각각 구성되는 광센서; 광센서는 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 연결된 광통로관을 통해 광을 송수신하도록 구성되고, 광통로관은 직경이 좁아지는 경사면이 형성된 벤츄리통로를 통해 광이 송수신되도록 하며, 경사면에는 유동 가능한 유동체가 구성되어 지지부재의 기울어짐에 따라 벤츄리통로를 차단 또는 개방한다.

Description

수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템{ACCIDENT ADMINISTRATION SYSTEM USING COMBINED SENSING SIGNAL OF SWITCHINGBOARD}

본 발명은 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템에 관한 것이다.

본 발명은 더욱 상세하게, 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐을 감지하여 수배전반의 이상여부를 진단하고, 그 진단결과에 따라 적절하게 조치할 수 있도록 한 것이다.

수배전반이란 일반적으로 전력공급자로부터 전력을 수전하여 수용가나 수용시설에 맞도록 강압 또는 승압하여 배전하는 설비를 말한다.

이러한 수배전반 내부에 수납되는 전력기기들은 시간이 경과되면서 노후화가 진행되고 이에 따라 접촉 불량, 절연파괴 등이 발생하게 된다.

그리고 유지보수 미흡으로 도체에 먼지나 이물질이 쌓이게 되면 절연상태의 불량이나 전기적 사고 위험성이 높아지게 되고, 이때 아크, 과열, 소음 등 사고의 징후가 나타나게 되는데 이를 방치하는 경우 대형사고로 이어질 위험성이 있다.

또한, 지진 등 자연재해로 인한 지면의 균열에 의한 심한 진동 및 전도 상황등을 장시간 방치할 경우 수배전반의 정상적인 동작에 지장을 초래함은 물론, 사고 위험성도 높아진다.

따라서 상술한 바와 같이 수배전반의 내부 및 외부 상황을 적절하게 관리할 필요가 있다.

한국특허등록 제10-1070832호는 수배전반 내 발생하는 자외선을 감지하는 자외선 센서와 활선의 트랙킹 전류를 측정하는 전류 센서를 통해 아크신호 및 트랙킹 신호를 검출하여 안티 앨리어싱을 적용한 샘플링을 수행하고, 상기 샘플링된 신호들을 디지털 유한 임펄스 응답 저역통과필터를 사용하여 디지털 필터링을 수행하며, 상기 디지털 필터링된 신호들을 고속푸리에 변환 연산하여 피크 크기와 피크 주파수를 산출하여 그 산출된 피크 크기와 피크 주파수를 이용하여 상기 아크신호 및 트랙킹 신호에 대한 고유의 검출 요소를 산출하며, 상기 산출된 검출 요소가 설정범위를 벗어나는지를 확인하여 아크 및 트랙킹 발생여부를 진단하고, 상기 자외선 센서의 펄스트랜스포머 전압 및 상기 전류 센서로 입력되는 신호의 전압 레벨을 주기적으로 측정하여 센서 성능을 자기진단을 수행하며, 상기 진단결과 및 상기 자기진단결과를 소정의 통신방식을 이용하여 원격 모니터링 장치로 전송하도록 한, 자기진단 기능을 구비한 수배전반의 이상 검출 방법을 개시하고 있다.

이 종래기술은, 자외선 센서와 전류 센서를 이용하여 아크 및 트랙킹 신호를 검출하고, 그 검출된 신호들을 고속푸리에변환 및 확률적 통계 분석을 통해 아크 및 트랙킹을 검출하며, 자외선 센서와 전류 센서의 성능을 주기적으로 테스트하고, 수배전반의 상태를 실시간으로 모니터링하여 아크 및 트랙킹과 같은 이상 발생을 진단하는 이점이 있는 반면, 아크로 인한 화재 예방을 위한 방지방법에 국한된 문제점이 있다.

한국특허등록 제10-0931992호는 전력 기기의 임의의 위치에 배치된 PD 센 서에 의한 펄스 발생 크기 및 펄스 발생 수를 결함 정보의 특성이 반영된 매트릭스 구조의 위험성 정도 영역에 매핑시키는 Q-N 매트릭스 기법을 이용하여 상기 전력 기기의 절연 열화와 관련한 이상 상태를 판정하고, 상기 전력 기기에 배치되는 온도측정 대상물 및 온도 센서의 특성에 따라 달라지는 온도 변환 요소를 파악하고 이에 기초한 온도 센서에 의해 측정된 전압 값에 대응하여 온도 값으로 환산하여 온도와 관련한 이상 상태를 판정하는 운전 중에 있는 전력 기기의 수배전반 내부에서 발생하는 PD(Partial Disharge) 신호를 검출하여 절연 열화 상태의 위험도를 평가하고, 이상 온도 상승을 감지하여 이상 상태를 스스로 진단하는 수배전반 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 개시하고 있다.

이 종래기술은, 절연 열화와 관련한 이상 상태를 정밀 분석함으로써 진단 신뢰성을 높이고, 제조 단가를 크게 낮추고, 전력 기기에서 빈번히 발생하는 이상 온도를 정밀하게 분석하여 온도와 관련한 이상 상태를 신속히 진단하는 이점이 있는 반면, 온도에 국한하여 수배전반의 이상여부를 관찰함으로써 보다 다양한 이상 요소들을 커버하는 것이 불가능하다는 한계가 있다.

1. 한국특허등록 제10-1070832호 2. 한국특허등록 제10-0931992호

본 발명은 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐을 감지하여 수배전반의 동작이 정상적으로 유지되도록 한, 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

기타 본 발명의 목적들은 이하에서 설명하는 바에 따라 충분히 유추 가능할 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템은,

수배전반 내부에서 발생되는 아크를 감지하는 아크센서; 상기 수배전반 내부의 특정구역 또는 상기 수배전반 주변의 온도를 비접촉식으로 측정하는 온도센서; 상기 수배전반의 소음을 감지하는 소음센서; 상기 수배전반의 진동을 감지하는 진동센서; 및 상기 수배전반의 기울어짐을 감지하는 기울어짐센서로 구성된 수배전반 제어장치; 및 상기 수배전반으로부터 전송되는 감지신호를 토대로 원격에서 수배전반을 제어하는 관제센터로 이루어진 수배전반 이상여부 진단시스템에 있어서,

상기 수배전반은 함체의 기울어짐을 보정하고 진동을 흡수하도록 하측에 지지부재가 구성되고,

상기 지지부재는

일정간격으로 이격된 제1 플레이트 및 제2 플레이트:

상기 제1 플레이트와 제2 플레이트간 거리를 감지하여 지지부재의 어느 일방향으로의 기울어짐 또는 진동을 진단하도록 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트에 각각 구성되는 복수 개의 센서;

상기 제1 플레이트쪽으로부터 방출되어 제1 플레이트쪽에 수신되는 광량을 감지하여 지지부재의 어느 일방향으로의 기울어짐을 진단하도록 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트에 각각 구성되는 광센서;

상기 광센서는 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이에 연결된 광통로관을 통해 광을 송수신하도록 구성되고, 상기 광통로관은 직경이 좁아지도록 경사면이 형성된 벤츄리통로를 통해 광이 송수신되도록 하며, 상기 경사면에는 유동 가능한 유동체가 구성되어 지지부재의 기울어짐에 따라 벤츄리통로를 차단 또는 개방하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 제어장치는 상기 아크센서에서 감지된 결과를 주기적으로 처리하여 아크에너지가 10Joule/㎠을 초과하는 경우에만 감지값을 관제센터로로 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 제어장치는 상기 아크센서에서 감지된 아크에너지가 미리 설정된 출력설정치를 초과할 경우에만 상기 수배전반에 포함된 릴레이를 동작시켜 아크 발생 구간을 전기적으로 개방시키되, 상기 출력 설정치는 10Joule/㎠ 보다 더 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 센서는 지지부재의 우측으로의 기울어짐 또는 진동을 감지하도록 제1 플레이트에 설치된 제1 센서 및 제2 플레이트에 설치된 제3 센서와, 상기 지지부재의 좌측으로의 기울어짐 또는 진동을 감지하도록 제1 플레이트에 설치된 제2 센서 및 제2 플레이트에 설치된 제4 센서와, 상기 광통로관에 설치된 제5 센서 및 제6 센서와, 상기 제1 스프링에 설치된 제7 센서와, 상기 제2 스프링에 설치된 제8 센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 센서의 감지값과 광센서의 광량값은 서로 연계 처리되어 함체의 기울어짐 또는 진동을 진단하도록 하고, 지지부재 자체의 고장 여부도 진단하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 유동체는 지지부재의 기울어짐 각도에 따라 경사면에 위치되는 지점이 달라지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 지지부재의 기울어짐 각도는 20°이하, 20°~ 40°, 40°~ 60°, 60°이상으로 진단되도록 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템에 따르면, 수배전반의 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐 상태를 진단하고, 적절하게 조치할 수 있도록 함과 아울러, 예를 들어 지진 등, 외력에 의한 진동 또는 기울어짐 발생시 이를 흡수 또는 보정하여 수배전반의 동작이 정상적으로 유지될 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템의 네트워킹 구성도.
도 2는 도 1에서 수배전반의 제어 구성도.
도 3은 도 1의 관제센터의 제어 구성도.
도 4는 도 2의 아크센서의 동작 흐름도.
도 5는 아크 에너지를 전기에너지로 변환하는 동작 흐름도.
도 6은 아크 센서의 감지범위를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템을 이용한 사고 관리 동작 흐름도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수배전반의 기울어짐 보정 및 진동 흡수 구조도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기울어짐 보정 및 진동 흡수 제어 장치 구성도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수배전반의 기울어짐 보정 및 진동 흡수 구조도.
도 11은 도 10의 광통로관의 상세 구조도.
도 12는 도 10의 광통로관의 또 다른 상세 구조도.
도 13은 함체의 기울어짐 각도에 따른 벤츄리통로 차단 원리도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 가지고 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명하도록 한다.

[제1 실시예]

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템의 네트워킹 구성도이다. 도 2는 도 1에서 수배전반의 제어 구성도이다. 도 3은 도 1의 관제센터의 제어 구성도이다. 도 4는 도 2의 아크센서의 동작 흐름도이다. 도 5는 아크 에너지를 전기에너지로 변환하는 동작 흐름도이다. 도 6은 아크 센서의 감지범위를 나타낸 도면이다. 도 7은 도 2의 온도센서의 동작 흐름도이다. 도 8은 도 2의 소음센서의 동작 흐름도이다. 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템을 이용한 사고 관리 동작 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 시스템은, 수배전반(제어장치, 10)과 관제센터(20)가 유무선 인터넷망(N)을 통해 네트워킹된 상태에서 수배전반(10) 제어장치 및/또는 관제센터(20)에 구성된 제어장치를 통해 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐 등을 판단하여 수배전반의 동작 중지를 위한 전원차단 등 적절한 조치를 취하게 된다.

수배전반(10)에는 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐 등을 감지하여 전원을 차단하는 등의 제어가 자체적으로 가능하도록 하며, 관제센터(20) 역시 상기 수배전반(10)으로부터 전송되어 오는 감지신호를 토대로 원격지 제어에 의해 수배전반의 전원 차단 등이 가능하도록 구성한다.

한편, 상기 관제센터(20)는 원격지에 구성된 서버일 수 있고, 관리자의 스마트폰일 수도 있다. 또한 관제센터(20)와 스마트폰이 무선 인터넷망으로 네트워킹되어 관제센터(20)로부터 감지값이 스마트폰으로 전송될 수 있도록 함으로써 관리자가 언제 어디서나 수배전반에 대한 동작 제어가 가능하도록 할 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 본 발명의 제1 실시예에 따른 수배전반의 센서조합을 이용한 사고 관리시스템은, 수배전반 제어장치(10)와, 관제센터(20)로 이루어진다.

수배전반 제어장치(10)는, 제어부(11), 아크센서(12), 온도센서(13), 소음센서(14), 진동센서(15), 기울어짐센서(16), 경보부(17), 디스플레이부(18), 메모리(19)로 구성된다.

제어부(11)는 센서들로부터 전송된 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐값을 토대로 수배전반의 상황을 진단하기 위하여 프로그램을 구동하는 것이다.

제어부(11)는 센서들로부터 전송된 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐값을 토대로 수배전반의 상황을 진단하기 위하여 프로그램을 구동하면, 이를 토대로 실시간 아크값, 온도값, 소음값, 진동값, 기울어짐값을 연산한다.

아크센서(12)는 수배전반 내부에서의 아크 발생여부를 감지하는 것으로써, 비접촉식의 광학식 아크센서일 수 있다. 광학식 아크센서는 아크에 의한 광신호가 입사될 경우 입사된 광신호의 세기에 대응하는 크기를 갖는 전기신호를 출력하는 수광소자를 포함할 수 있다. 광학식 아크센서는 상기 수광소자로 입사되는 광신호의 광량 및 상기 수광소자로 입사되는 광신호의 입사각을 조절할 수 있는 광학계를 더 포함할 수도 있다.

상기 아크센서(12)는 수배전반 내부 전체를 감지할 수 있도록 도 6에 도시된 바와 같이 120°이상의 감지각도를 갖도록 구성하는 것이 바람직하며, 상용전원의 1 사이클보다 빠른 16msec 이하의 감지시간을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 상기 아크센서(12)는 아크광의 파장 성분 중 800 ~ 900nm의 파장대를 이용하여 아크 발생여부를 감지할 수 있다.

상기 아크센서(12)가 출력하는 전기신호는 전압의 형태일 수 있으며, 상기 전기신호의 크기, 예를 들어 전압의 크기는 메모리(19)에 저장된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 10Joule/㎠ 이상의 아크 에너지가 감지되면(S10), 아크 에너지의 량을 전압으로 변환하여 메모리(19)에 저장하고(S20), 다시 제어부(11)로 입력되어 처리된다(S30). 제어부(11)에서 처리뒨 데이터는 관제센터(20)로 전송되고(S40), 감지된 아크 에너지를 토대로 수배전반의 상황을 판단하게 된다(S50).

상기 제어부(11)는 도 5에 도시된 바와 같이 전압으로 변환된 아크 에너지의 량을 적분하고, 최고점 전압을 판단하는 등 수배전반 상황을 판단할 수 있는 데이터를 처리하고, 이러한 데이터들을 관제센터(20)로 전송한다.

온도센서(13)는 수배전반 내부의 온도를 감지하기 위한 것으로서, 온도 감지 대상에 접촉되도록 구성되지 않은 상태에서도 온도 감지가 가능하도록 비접촉식으로 구성하는 것이 바람직하며, 이러한 예로는 적외선 온도센서가 있을 수 있다.

상기 온도센서(13)는 수배전반 내부의 온도뿐만 아니라, 더 구체적으로는 수배전반 내부의 특정 지점의 온도를 감지하도록 구성될 수 있고, 수배전반 주위의 온도를 감지하도록 구성될 수도 있다. 상기 온도센서(13)는 1℃ 이하의 해상도를 갖는 것이 바람직하며, 반응 시간은 150msec 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 온도센서(13)의 감지범위는 -20℃ ~ 500℃인 것이 바람직하다.

수배전반의 온도가 감지되면, 제어부(11)에서 온도값이 전압으로 변환 처리되고, 제어부(11)에서 처리된 데이터는 제어관제센터(20)로 전송되어, 감지된 온도값을 토대로 수배전반의 상황을 판단하게 된다.

소음센서(14)는 수배전반 내부에서 아크발생시 아크 음이나 이상 소음이 발생되는데, 이때 아크 음이나 이상 소음을 감지하는 것이다.

소음센서(14)는 또한, 예를 들어 지진 등의 자연재해로 인하여 지면이 흔들린다거나 갈라지는 등의 현상으로 수배전반이 진동할 때 발생되는 소음을 감지할 수도 있다.

수배전반의 소음이 감지되면, 제어부(11)에서 소음값이 전압으로 변환 처리된다. 제어부(11)에서 처리뒨 데이터는 관제센터(20)로 전송되어, 감지된 소음값을 토대로 수배전반의 상황을 판단하게 된다.

진동센서(15)는 예를 들어, 이상 소음을 발생하는 자연재해, 이를테면 지진 등으로 인한 수배전반의 흔들림을 감지하는 것이다. 그러나 진동 발생 요인으로 지진으로만 한정하는 것은 아니다.

상기 진동센서(15)의 감지값은 소음센서(14)의 감지값과 연계하여 처리될 수 있다. 예를 들어, 수배전반이 흔들리는 경우, 소음센서(14)의 감지값과 진동센서(15)의 감지값이 비례하는지를 분석하고, 그 여부에 따라 수배전반에 대한 전원 차단 등의 비상조치를 더 신속히 처리할 수 있도록 할 수 있을 것이다.

기울어짐센서(16)는 수배전반의 좌측 또는 우측 등 어느 일방향으로의 기울어짐을 감지하는 것이다. 기울어짐 발생 요인으로 지진으로만 한정하지 않는다.

상기 기울어짐센서(16)의 감지값은 소음센서(14) 및 진동센서(15)의 감지값과 연계하여 처리될 수 있다. 예를 들어, 수배전반이 흔들리는 경우, 소음센서(14)의 감지값과 진동센서(15)의 감지값과 기울어짐센서(16)의 감지값이 서로 비례하는지를 분석하고, 그 여부에 따라 수배전반에 대한 전원 차단 등의 비상조치를 더 신속히 처리할 수 있도록 할 수 있을 것이다.

또한, 상기 기울어짐센서(16)는 진동센서(15)와 연관하여 수배전반의 상황을 판단할 수도 있다. 즉 수배전반이 일정 각도 전도된 상태를 일정 시간 유지하는 상태에서 기준값 이상의 진동이 감지되면 수배전반이 추가로 기울어질 수 있음을 판단하여 수배전반을 비정상으로 판단하는 것이다.

상술한 바와 같이, 상기 아크센서(12), 온도센서(13), 소음센서(14), 진동센서(15) 및 기울어짐센서(16)에서 감지된 신호는 제어부(11)에서 처리된다.

제어부(11)는 수배전반에 대한 감지값들을 처리하는 것으로서 마이크로프로세서를 포함할 수 있으며, 소프트웨어의 형태일 수도 있다.

제어부(11)는 메모리(19)에 저장된 전압값을 일정한 주기마다 처리하여 관제센터(20)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(11)는 1msec 마다 상기 메모리(19)에 저장된 전압값을 처리하여 관제센터(20)로 전송할 수 있다. 상기 제어부(11)는 상기 메모리(19)에 저장된 전압값을 처리한 후 상기 메모리(19)에 저장된 전압값을 클리어(clear) 할 수 있다.

경보부(17)는 상기 센서들로부터 전송된 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐값을 토대로 수배전반의 상황을 파악하기 위하여 제어부(11)에서 프로그램을 구동하면, 이를 토대로 연산처리된 실시간 아크값, 온도값, 소음값, 진동값, 기울어짐값이 정상치를 벗어나면 경보음을 울리는 것이다.

다른 방법으로, 아크센서(11)에서 감지된 아크값, 온도센서(12)에서 감지된 온도값, 소음센서(13)에서 감지된 소음값, 진동센서(14)에서 감지된 진동값, 기울어짐센서(16)에서 감지된 기울어짐값 중 적어도 하나 또는 그 이상이 미리 설정된 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐값을 초과할 경우 알람이 발생함과 동시에 수배전반에 대한 전원이 차단되도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 온도센서(13)에서 감지된 온도가 알람 설정치를 초과할 경우에는 알람이 발생하며, 감지된 온도가 차단 설정치를 초과하는 경우에는 수배전반 내부의 전원회로를 차단시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 알람설정치의 온도와 차단설정치의 온도는 서로 동일할 수도 있으나 서로 다를 수도 있다. 알람설정치의 온도와 차단설정치의 온도를 서로 다르게 할 경우에는 알람설정치의 온도가 차단설정치의 온도보다 낮은 것이 바람직하다.

디스플레이부(18)는 상기 센서들로부터 전송된 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐값을 토대로 수배전반의 상황을 파악하기 위하여 제어부(11)에서 프로그램을 구동하면, 이를 토대로 연산처리된 실시간 아크값, 온도값, 소음값, 진동값, 기울어짐값을 표시하는 것이다.

한편, 도시하지는 않았으나 상기 제어부(11)에서 처리된 실시간 아크값, 온도값, 소음값, 진동값, 기울어짐값을 원격지의 관제센터(20)로 전송하는 통신부가 구성된다. 이때, 관제센터(20)로의 데이터 전송은 RS-485 또는 IEC 61850 통신을 통해 가능하도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 관제센터(20)는, 제어부(21), 수신부(22), 송신부(23), 조작부(24), 디스플레이부(25), 경보부(26) 및 메모리(27)로 구성된다.

제어부(21)는, 상기 수배전반으로부터 전송되어 오는 감지신호들을 처리하고, 이를 토대로 진단된 수배전반의 상황을 외부에 인지시키거나 또는 수배전반에 대한 안전조치, 즉 전원 차단 등의 동작을 제어한다.

수신부(22)는, 상기 수배전반으로부터 전송되어 오는 감지신호를 수신하는 것이다.

송신부(23)는, 상기 수신부(22)에 의해 수신되어 제어부(21)에서 처리된 수배전반의 상황신호를 토대로 수배전반에 대한 전원차단 등을 위한 제어신호를 수배전반 쪽으로 송신하는 것이다.

상기 제어부(21)에서 처리된 결과는, 상황신호가 수배전반에 대한 전원차단에 필요한 범위내인지를 판단한 결과이다. 이를 위해 관제센터(20)는 수배전반의 전원차단을 위한 기준값을 메모리(27)에 저장 관리하게 된다.

조작부(24)는, 상기 수배전반의 상황신호가 기준치를 벗어나 전원차단이 필요하다고 판단될 경우, 수배전반을 원격 제어하도록 조작되는 구성이다. 조작부(24)에 의한 조작신호는 제어부(21)에서 처리되고, 제어부(21)에서는 조작부(24)에 의한 조작신호에 부합하는 동작이 수행되도록 수배전반을 원격 제어한다.

표시부(25)는, 상기 제어부(21)에서 처리된 수배전반의 상황신호를 사용자가 인지할 수 있도록 외부로 표시하는 것이다.

경보부(26)는 상기 제어부(21)에서 처리된 수배전반의 상황신호가 기준값 이상일 경우, 이를 외부에서 인지할 수 있도록 알람을 발생하는 것이다.

메모리(27)는, 상기 제어부(21)에서 처리된 수배전반의 상황신호를 저장하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면 도 9에 도시된 바와 같이, 아크, 온도, 소음, 진동, 기울어짐 상황을 실시간으로 외부에 인지시킴으로써 수배전반에 대한 상황을 파악할 수 있도록 하고, 상황이 비정상일 경우 수배전반에 대한 전원을 차단하는 등의 동작에 의해 감전 사고 등의 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

본 발명에서는 여러 가지 감지 요소중 적어도 하나 이상의 감지 요소가 비정상인 경우 수배전반이 비정상임을 판단하며, 하나의 감지 요소로 수배전반의 비정상임을 판단하는 것으로는 아크와 온도일 수 있다. 즉 아크와 온도 과열은 수배전반의 동작 이상에 따른 현상일 확률이 높으므로 이러한 현상을 감안하는 것이다. 아크와 온도를 다른 요소들에 비해 더 중요한 요소로 고려할 수 있다.

이와 같은 경우를 예로 들어보면, 아크센서(12) 신호가 100 이하이고, 온도센서(13) 신호가 100이며, 소음센서(14)의 신호가 100 이하이며, 진동센서(15) 신호가 100 이하이면 수배전반이 정상인 것으로 판단한다. 여기서 숫자 100은 기준값을 의미한다.

반면, 아크센서(12) 신호가 100 이상이고, 온도센서(13) 신호가 100이며, 소음센서(14)의 신호가 100 이하이고, 진동센서(15) 신호가 100 이하이면 아크 감지값이 기준값을 초과하므로 수배전반이 비정상인 것으로 판단한다.

또한, 아크센서(12) 신호가 100 이상이고, 온도센서(13) 신호가 역시 100 이상이며, 소음센서(14)의 신호가 100 이하이고, 진동센서(15) 신호가 100 이하이면 특히 중요한 요소인 아크와 온도가 모두 기준값을 초과하므로 수배전반이 비정상인 것으로 판단한다.

또한, 아크센서(12) 신호가 100 이상이고, 온도센서(13) 신호가 역시 100 이상이며, 소음센서(14)의 신호가 역시 100 이상이고, 진동센서(15) 신호가 100 이상이면 모든 감지값이 기준값을 초과하므로 수배전반이 비정상인 것으로 판단한다.

또한, 본 발명은 아크, 온도, 소음, 진동 및 기울어짐을 반영하여 수배전반 상황을 판단할 수 있는데, 이러한 경우 기울어짐 각도가 지면을 기준으로 소정각도, 예를 들어 20°이상일 경우에는 기울어짐만으로도 수배전반을 비정상인 것으로 판단할 수 있다. 즉 이러한 상황은 수배전반 내부가 비정상이 아니더라도 외부 요인에 의해 예를 들어, 지진이나 진동 등에 의해 비상사태일 수 있으므로 이를 비정상으로 판단하여 수배전반을 제어함으로써 안전 사고 등을 미연에 방지하도록 한다.

다음에, 본 발명의 온도센서를 이용한 수배전반 제어에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

수배전반 내부온도는 수배전반 내부를 하나의 단위로 보고 전체적으로 판단되는 것을 기본으로 하되, 내부 곳곳에 설치된 복수 개의 센서에 의해 감지된 온도값을 전체적으로 고려하여 판단할 수 있도록 내부를 복수 개로 분할한 상태에서 이들 각 구역마다의 온도값을 기준으로 판단할 수도 있다.

상기 분할된 구역은 예를 들어, 온도가 과열될 우려가 높은 구역과 그렇지 않은 구역으로 구성될 수 있으며, 이러한 구역마다 설정되는 기준온도값이 서로 다를 수 있다.

여기서 각 분할구역은, 내부를 n개의 구역으로 분할한 것으로 예시될 수 있으며, 그 분할된 구역마다의 온도값이 기준(정상) 온도값을 초과하였는지를 판단하게 된다. 여기서 온도값이란, 각 구역마다 감지된 온도를 의미하고, 판단값이란 각 구역의 온도, 더욱 정확하게는 구역마다의 온도가 타구역에 미치는 정도를 반영하여 그 구역의 최종적인 온도값으로 판단된 온도를 의미한다. 각 구역별로 타구역에 영향을 미치는 정도를 토대로 최종적인 온도값을 판단하는 것이다.

예를 들면, 내부는 상대적으로 높은 온도를 나타내는 부분과 그렇지 않은 부분들이 공존하므로 이들이 배치된 위치 또는 크기에 따라 다양한 방법으로 분할하고, 그 분할된 구역마다 온도를 감지하는 것이다.

통상적으로 높은 온도를 나타내는 부분이 하부에 위치한다고 가정할 때, 예를 들어 하측에 위치하는 구역의 온도에 의해 타 구역에서 감지되는 온도값이 기준 온도값보다 높게 감지되는 경우가 있을 수 있으므로, 이러한 점을 감안하여 각 구역 마다의 온도값을 최종 판단하게 된다.

예를 들어, 내부 최상측을 제1 감지구역으로 설정하고, 아래로 순차적으로 제2, 제3, 제4 및 제5 감지구역으로 설정하였을 경우, 제3, 제4 및 제5 감지구역에서의 온도가 특히 제1 및 제2 감지구역에 영향을 미치거나 또는 그 반대가 될 수도 있음을 가정할 수 있다.

따라서 예를 들어, 제1 및 제2 감지구역에서 감지되는 온도값이 기준 온도값보다 높더라도 어느 정도의 허용 가능한 값을 미리 설정하여 두고, 그 허용값을 초과하지 않는 한 해당 구역의 온도가 정상인 것으로 판단할 수 있다.

한편, 상기 분할된 감지구역 중 어느 하나라도 기준 온도값을 벗어나면 수배전반 동작을 제어할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같이 수배전반 내부온도를 판단하고, 그 판단결과에 따라 수배전반을 제어하되, 아크, 소음, 진동 등을 상기 세분화되는 온도와 조합하여 최종적으로 판단하고, 그 결과에 따라 수배전반 동작을 제어할 수 있다.

[제2 실시예]

본 발명의 제2 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수배전반의 기울어짐 보정 및 진동 흡수 구조도이다. 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기울어짐 보정 및 진동 흡수 제어장치 구성도이다.

수배전반은 어느 일방향으로 기울어질 수 있다. 즉 외력 등 예기치 않은 상황 발생에 따라 전후로 또는 좌우측으로 기울어질 수 있는 것이다. 따라서 본 발명의 제2 실시예는 이러한 상황을 조치하여 수배전반의 동작에 이상이 없도록 하기 위함이다.

이를 위해 본 발명의 제2 실시예는 통상의 수배전반 함체의 바닥부에 지지부재(100)를 구성한다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 수배전반이 어느 일방향으로 기울어지더라도 그 기울어진 부분이 보정되어 함체가 평형을 유지할 수 있도록 한다. 즉 함체가 어느 일방향으로 기울어지면 그 기울어진 부분이 예를 들어, 상부로 들어 올려져서 평형을 유지하게 되는 것이다.

본 발명의 제2 실시예는 또한, 함체가 일정각도 이상 기울어지지 않고, 단지 진동만 발생되는 경우 사각 함체의 사각변에 각각 미치는 진동을 각각 다른 값으로 흡수하여 함체가 항상 평형을 유지하도록 한다.

함체의 바닥부에 구성된 지지부재(100)의 예가 도 8에 도시되어 있다.

지지부재(100)는 함체의 바닥면에 적절한 고정수단을 통해 고정되어 있다.

지지부재(100)는 상하로 소정 간격을 두고 평행하게 배치된 제1 플레이트(101) 및 제2 플레이트(102)와, 함체를 구성하는 사각형 바닥부 모서리에 각각 구성되는 것으로서 상기 제1 및 제2 플레이트(101)(102)의 사이에 개재되어 함체의 기울어짐 또는 진동으로 인해 제1 플레이트(101)의 좌측 또는 우측이 수평선 아래로 기울어질 경우 제1 플레이트(101)의 좌측 또는 우측을 상부로 이동시키는 제1 스프링(103) 및 제2 스프링(104)이 구성된다. 상기 스프링은 일종의 관 형태이다.

상기 제1 및 제2 스프링관(103)(104)은 에어 스프링 또는 유압 스프링일 수 있다. 제2 실시예는 수배전반 함체가 기울어지더라도 곧바로 평형을 회복하여 그 내부 구성요소들의 고장을 방지하는 것이 목적이므로, 함체의 바닥부에 차례로 구성된 제1 및 제2 플레이트(101)(102)가 상하 소정간격으로 평행을 유지하기 위한 구성이면 어떠한 구성이라도 상관없을 것이다.

지지부재(100)는 또한, 상기 제2 플레이트(102)와의 사이에 제1 및 제2 스프링(103)(104)이 설치된 제1 플레이트(101)의 하부면에 일정거리 이격 구성된 제1 센서(105) 및 제2 센서(106)와, 상기 제1 플레이트(101)의 좌측 또는 우측이 아래방향으로 기울어지는 경우 상기 제1 센서(105)와 제3 센서(107)간 거리 또는 제2 센서(106)와 제4 센서(108)간 거리가 근접됨에 따라 제2 플레이트(102)와의 간격을 감지하도록 제2 플레이트(102)의 상부면에 일정거리 이격 구성된 제3 센서(107) 및 제4 센서(108)가 구성된다. 상기 센서들은 예를 들어, 초음파센서일 수 있다. 그러나 이러한 센서로만 제한하는 것은 아니다.

상기 지지부재(100)에 구성된 제1 및 제2 스프링(103)(104)을 팽창 또는 수축시키는 제어 장치 구성이 도 11에 도시되어 있다.

제어장치는 제1 센서(105) 및 제3 센서(107)의 감지신호를 입력받아 처리하고, 그 처리결과에 따라 제1 스프링(103)에 대해 공기를 공급하거나 방출하는 동작을 제어하는 제어부(200)가 구성된다. 제어장치는 또한, 제2 센서(106) 및 제4 센서(108)의 감지신호를 입력받아 처리하고, 그 처리결과에 따라 제2 스프링(104)에 대해 공기를 공급하거나 방출하는 동작을 제어하는 제어부(200)가 구성된다. 상기 제어부(200)는 도 2에서 제어부(11)일 수 있다.

상기 제어부(200)는 상기 센서들의 감지신호를 토대로 제1 플레이트(101)와제2 플레이트(102)의 어느 부분, 즉 좌측 또는 우측 부분에 위치한 센서들간의 거리가 근접되는지 또는 멀어지는지를 판단하여, 그 판단결과에 따라 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)에 대해 공기를 공급하거나 방출하도록 제어하는 프로그램을 구비하고 있다.

본 발명은 또한, 상기 제어부(200)의 제어에 따라 제1 및 제2 스프링(103)(104)에 대해 일정량의 공기를 공급하도록 작동하는 에어공급장치(300)가 구성되며, 상기 에어공급장치(300)로부터 공급되는 공기를 제1 및 제2 스프링(103)(104)에 공급하거나, 제1 및 제2 스프링(103)(104)으로부터 방출되는 공기를 외부로 방출하는 밸브(400)가 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 수배전반 함체가 어느 일방으로 기울어진 경우, 그 기울어진 방향을 감지하여 상대적으로 더 압력을 많이 받는 부위에 설치된 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)을 팽창시켜 제1 플레이트(101)의 좌측 또는 우측을 위로 상승시킴으로써 기울어짐이 보상되도록 한다. 함체가 평형을 되찾도록 하는 것이다.

함체가 어느 일방으로 기울어진 경우, 그 기울어진 방향을 감지하여 상대적으로 더 압력을 많이 받는 부위에 설치된 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)을 작동시켜 제1 플레이트(101)의 좌측 또는 우측을 상승시키고, 반대편에 설치된 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)은 반대로 수축시켜 기울어진 부위에 설치된 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)의 지나친 팽창을 일정부분 억제함으로서 스프링의 내구성을 보장하도록 할 수도 있다.

예를 들어, 함체가 우측 방향으로 기울어진 각도가 20°라고 가정할 경우, 제1 플레이트(101)가 상기 기울어진 각도인 20°를 회복하기 위해 위로 상승해야 하는데, 이를 15° 정도만 함체의 위치가 위로 회복하도록 제1 스프링(103)을 팽창시키고, 반대쪽 제2 스프링(104)은 5° 정도 오히려 수축시킴으로써 함체가 평형을 유지하도록 하는 것이다. 이렇게 동작하면 함체는 지지부재(100) 상부의 원래 위치, 즉 지면으로부터 소정높이보다 다소 아래에 위치하게 될 것이다.

상기에서는 함체가 우측으로 기울어진 것을 예로 들었으나, 좌측으로 기울어진 경우에는 상기 제1 및 제2 스프링(103)(104)의 동작이 서로 반대될 것이다.

상술한 내용은 본 발명의 제2 실시예에 따라 함체가 기울어진 상태를 평형으로 바로잡는 동작을 설명하였다.

다음에는 함체의 불규칙한 진동 발생시 제2 실시예에 의해 구현되는 진동 흡수 구조의 동작을 설명하기로 한다.

외력으로 인한 충격이나 진동이 지지부재(100)에 전달되면 지지부재(100)가 진동하는데, 지면에 맞닿게 고정된 제2 플레이트(102)에서 제1 및 제2 스프링(103)(104)을 통해 제1 플레이트(101)로 진동이 전달된다.

따라서 제1 플레이트(101)가 전후좌우로 불규칙하게 흔들리고, 제1 플레이트(101)의 하부면에 구성된 제1 및 제2 센서(105)(106)와 제2 플레이트(102)의 상부면에 구성된 제3 및 제4 센서(107)(108)와의 거리가 번갈아 근접하거나 멀어지게 된다.

예를 들어, 함체의 바닥부 우측에 진동이 전달된다고 가정할 경우, 제1 플레이트(101)의 우측이 하강하면 제1 센서(105)도 하강하여 제2 플레이트(102)의 우측 상부면에 구성된 제3 센서(107)와 근접하는데, 제1 센서(105)와 제3 센서(107)가 근접되면서 제1 플레이트(101)가 낮아진 높이만큼 에어를 공급해야 수평을 이루게 되므로 이들 센서들이 접촉되는 순간 에어공급장치(300)가 작동되어 에어를 유입하며, 유입된 에어는 밸브(400)를 통과하여 제1 스프링(103)에 공급되어 제1 스프링(103)을 상부로 팽창시킨다. 따라서 제1 플레이트(101)의 우측 부분도 제1 스프링(103)이 팽창하는 만큼 상부로 이동하게 된다.

이때, 반대쪽의 제1 플레이트(101)는 상승하는데 제1 플레이트(101)의 상승에 따라 제2 센서(106)도 상승하면서 제4 센서(108)와의 거리가 멀어지며, 이에 따라 제2 스프링(104)내의 에어가 밸브(400)를 통해 빠져나가므로 제2 스프링(104)은 수축되고, 이로 인해 제1 플레이트(101)의 좌측은 하강하면서 전후좌우 수평이 조절 유지되는 것이다.

[제3 실시예]

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수배전반의 기울어짐 보정 및 진동 흡수 구조도이다. 도 11은 도 10의 광통로관의 상세 구조도이다. 도 12는 도 10의 광통로관의 또 다른 상세 구조도이다. 도 13은 함체의 기울어짐에 연동하여 유동체가 유동함에 따라 벤츄리통로를 차단하는 원리도이다.

제3 실시예에서 지지부재를 제어하는 장치는 제2 실시에와 동일하게 도 9의 장치를 이용한다.

제2 실시예는 제1 및 제2 센서(105)(106)와 제3 및 제4 센서(107)(108)가 일정거리를 정상적으로 유지하면서 지지부재(100)가 일정 형태를 유지함은 물론, 수배전반 함체도 정상적으로 유지되도록 하는 것이다.

그러나 만일 지진 등으로 인해 지면이 꺼져서 제1 플레이트(101) 또는 제2 플레이트(102)도 원 위치보다 낮아지는 경우, 단지 센서간 일정거리 유지만으로는 수배전반 함체의 정상위치 유지를 보장할 수 없게 된다.

따라서 지지부재(100)의 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)의 좌측은 원위치를 유지하면서 지지부재(100)의 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)의 우측이 지면을 기준으로 일정높이 낮아져 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)의 좌측과 수평이 안되는 경우, 상기 낮아진 정도(높이)를 보상하도록 제1 플레이트(101)의 우측을 상부로 들어올려 좌측과 수평이 이루어지도록 한다.

즉 지진으로 인하여 지면이 움푹 꺼지는 경우 예를 들어, 지지부재의 우측부분에 맞닿는 지면이 움푹 꺼졌다고 가정할 경우, 지지부재의 좌측에 맞닿은 지면은 꺼지지 않았으므로 원위치를 유지하는 상태에서 지지부재의 우측 부분을 상부로 들어올려야 하는바, 제2 플레이트(102)는 움푹 꺼진 지면에 맞닿아 있는 상태에서 제1 플레이트(101)를 상부로 이동시켜 지지부재의 좌측부분과 지면에 대해 수평이 되도록 하는 것이다.

즉 상기에서는 제1 플레이트(101)만 함체의 어느 일방향으로 기울어지는 경우에 대한 것으로써, 제1 센서(105)와 제3 센서(107)간 거리와 제2 센서(106)와 제4 센서(108)간 거리는 항상 일정거리가 유지되도록 제어하는 것이지만, 예를 들어 지진으로 인해 지면이 꺼진 경우 예를 들어, 지면의 우측이 아래로 움푹 꺼진 경우 지지부재의 좌측과 평형을 이루기 위하여는 제1 플레이트(101)의 우측 부분만을 들어올려야 하므로 제1 센서(105)와 제3 센서(107)간 거리가 멀어질 수밖에 없다.

따라서 이러한 경우에는 지면이 어느 정도 꺼졌느냐가 정확하게 판단되어야 제1 플레이트(101)의 좌측 또는 우측을 들어올리는 크기가 정해지게 되므로 지면이 꺼진 정도(지면을 기준으로 하향 기울어진 각도)를 진단하는 것이 중요하다.

따라서 제3 실시예에서는 지면을 기준으로 지지부재(100)가 하향으로 기울어진 각도를 판단할 수 있도록 도 10과 같이 제1 및 제2 광센서(109)(110)를 구성하며, 제1 광센서(109)는 제1 플레이트(101)에 구성되고, 제2 광센서(110)는 제2 플레이트(102)에 각각 구성하여 광의 송수신이 가능하도록 한다.

또한, 상기 제1 광센서(109)와 제2 광센서(110)간에는 내부가 빈 원형형상의 광통로관(111)이 연결되며, 이 광통로관(111)은 탄성재질로 제조하여 제1 플레이트(101)의 어느 일방향으로의 기울어짐에 탄력있게 대응할 수 있도록 한다.

상기 광통로관(111)은 도 11에 도시한 바와 같이 대체로 중간부분에 다른 부분보다 직경이 점차 다르게 경사진 벤츄리통로(112)가 형성되며, 이 벤츄리통로(112)에는 일정한 크기의 원형 유동체(113)가 유동가능하도록 위치된다. 상기 유동체(113)는 상기 벤츄리통로(112)의 직경보다 크게 형성되며, 벤츄리통로(112)를 통해 아래로 이탈하지 않는 크기로 구성된다.

즉 지지부재(100)가 어느 일방향으로 기울어짐에 따라 유동체(113)도 유동하면서 벤츄리통로(112)가 전부 또는 일부 폐쇄되며, 이에 따라 제1 광센서(109)로부터 방출되어 제2 광센서(110)에서 수신되는 광량이 전부 수신 혹은 일정량 차단되도록 하는 것이다.

상기 벤츄리통로(112)는 상측으로 올라갈수록 직경이 커지는 완만한 경사면(114)이 형성되며, 유동체(113)는 이 경사면(114)을 따라 움직이면서 벤츄리통로(112)를 전부 또는 일부분 차단함으로써 제2 광센서(110)에서 수신되는 광량이 조절되도록 한다.

상기 경사면(114)은 지지부재가 20° 까지 기울어지는 경우에는 유동되지 않으면서 벤츄리통로(112)를 차단한 상태를 유지하도록 하고, 20° ~ 40°로 기울어지는 경우와, 40° ~ 60°로 기울어지는 경우와, 60° 이상으로 기울어지는 경우에 따라 유동되어 벤츄리통로(112)를 일부 또는 전부를 개방할 수 있도록 형성될 수 있다. 그러나 상기와 같은 각도로만 한정하는 것은 아니다. 대체로 45° 이상으로 기울어지면 그 기울어지는 방향에서 수배전반을 지지할 수 있는 수단이 없는 한 완전히 넘어지는 경우가 대부분일 수 있으나, 본 발명에서는 이러한 상황을 필연적인 상황이라 보지 않고, 다시 원위치로 복귀시키는 등, 모든 상황에 대해 적용할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 함체가 일단 기울어진 후 다시 함체가 평형을 유지하도록 지지부재를 작동시킬 수도 있지만, 기울어지는 도중에도 이를 감지하여 함체가 평형을 유지하도록 지지부재를 작동시킬 수도 있으므로 제어 프로그램상 기울어지는 각도는 제한하지 않을 수도 있다.

상기 벤츄리통로(112)에 유동체(113)가 위치하여 통로를 완전히 막고 있는 상태에서 상기 지지부재(100)가 정상위치를 유지하는 경우 또는 20° 이하로 기울어지는 경우에는 유동체(113)의 유동이 거의 이루어지지 않아 벤츄리통로(112)를 전부 차단한 상태가 유지되고, 제1 광센서(109)로부터 방출되는 광이 제2 광센서(110)에 전혀 수신되지 않는다.

그러나 20°~ 40°로 기울어지는 경우에는 유동체(113)가 경사면(114)을 따라 이동함에 따라 벤츄리통로(112)의 일부가 개방되어 그 개방된 통로를 통해 일부 광이 제2 광센서(110)에서 수신되도록 한다.

또한, 40°~ 60° 이상으로 기울어지는 경우에는 유동체(113)가 경사면(114)을 따라 더 이동함에 따라 벤츄리통로(112)가 전부 개방되어 제1 광센서(109)로부터 방출된 광 전부가 제2 광센서(110)에서 수신된다.

이와 같이 제2 광센서(110)에서 수신되는 광량을 토대로 지지부재(100)의 기울어진 상태를 판단하고, 기울어짐 각도를 보상하여 제1 플레이트(101)의 좌우측이 평형을 유지하도록 하되, 이러한 보상값을 제1 센서(105)와 제3 센서(107)간 거리값에 연관하여 제어부(200)에서 처리하도록 하는 것이다.

한편, 상기 경사면(114)은 다른 실시예로서 도 12에 도시한 바와 같이, 예를 들어 3단계의 경사홈(114, 경사면과 부호 동일)을 갖도록 하되, 이 경사홈(114)은 유동체(113)의 일부를 수용하여 움직이지 못하도록 하는 스토퍼 형태로 구성될 수 있다.

즉 벤츄리통로(112)로부터 멀어질수록 경사각이 크게 형성되면서 일정깊이를 갖는 홈이 형성되는 것이다. 이와 같이 형성된 경사면(114)은 함체가 예를 들어, -20°, 20°, -40°, 40°, -60°, 60° 이상으로 기울어질 때마다 유동체(113)가 해당하는 경사홈에 수용되어 유동되지 않으며, 제1 광센서(109)로부터 방출되어 제2 광센서(110)에서 수신되는 광량값이 고정값이 된다. 따라서 함체의 기울어짐 각도를 정확하게 진단할 수 있다. 상기에서 부호 (-)는 반대방향으로 기울지는 각도를 의미한다.

한편, 상기에서 함체가 좌측 또는 우측으로 기울어지는 것을 진단하는 것은 제1 및 제2 광센서(109)(110)에 의해 진단하되, 제1 내지 제4 센서(105, 106, 107, 108)에 의해 획득한 값을 결합하여 진단한다.

만일 제1 및 제2 광센서(109)(110)에 의해 얻어진 값을 토대로 함체가 어느 일 방향으로 기울어졌음으로 진단될 경우, 기울어진 방향, 즉 좌측 또는 우측으로의 기울어짐을 진단하여야 하는데, 만일 우측으로 기울어졌을 경우에는 제1 및 제3 센서(105)(107)간 거리가 가까워졌을 것이고, 좌측으로 기울어졌을 경우에는 제2 센서 및 제4 센서(106)(108)간 거리가 가까워졌을 것이다.

따라서 이들 센서들간 거리를 분석함에 따라 함체가 좌측 또는 우측으로 기울어졌음을 진단하고, 기울어진 방향에 위치한 제1 또는 제2 스프링(103)(104)을 수축 또는 팽창시켜 함체의 좌우 평형을 유지하게 된다.

한편, 상기와 같이 구성함으로써 함체의 흔들림, 기울어짐 등에 대하여 적절하게 대응하여 함체를 정상 위치를 유지하도록 할 수 있으나, 지지부재(100) 자체의 변형 또는 고장, 예를 들어 제1 및 제2 스프링(103)(104) 또는 광통로관(111)의 변형에 따라 함체의 기울어짐 각도 또는 진동값을 정확하게 판단하지 못하고, 기울어짐 또는 진동을 보정하더라도 지지부재(100)의 좌우 평형 유지가 불가능함에 따라 함체 또한 정상적인 형태를 유지할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.

따라서 이러한 상황을 방지하기 위하여 도 10에 도시한 바와 같이 지지부재(100)에는 제5 내지 제8 센서(115 ~ 118)가 구성될 수 있다.

제5 센서(115) 및 제6 센서(116)는 광통로관(111)의 일부분, 더 구체적으로는 벤츄리통로(11)의 외주면 두 군데에, 제7 센서(117)는 상기 제6 센서(116)와 마주보도록 제1 스프링(103)의 일부분에, 제8 센서(118)는 상기 제5 센서(116)와 마주보도록 제2 스프링(104)의 일부분에 각각 설치된다.

제5 센서(115)와 제8 센서(118)는 광통로관(111)과 제2 스프링(104)간 거리를 감지하는데 사용되고, 제6 센서(116)와 제7 센서(117)는 광통로관(111)과 제1 스프링(104)간 거리를 감지하는데 사용된다.

따라서 제1 센서 내지 제8 센서(105 ~ 108, 115 ~ 118)와 제1 및 제2 광센서(109)(110)의 감지값을 모두 연계 처리하여 함체의 기울어짐 또는 진동을 보정하는 것이다.

이러한 동작을 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, 함체의 우측 지면이 아래로 움푹 꺼짐에 따라 함체가 우측으로 기울어져 지지부재(100)도 우측으로 기울어지는 경우, 제1 센서(105)와 제3 센서(107)간 거리가 기준거리보다 가까워진다. 따라서 기준거리보다 가까워진 만큼의 감지값이 얻어지게 된다.

다음에, 상기 지지부재(100)의 기울어짐에 연동하여 광통로관(111)도 우측으로 기울어지면서 벤추리통로(112)의 경사면(114)에 위치한 유동체(113) 역시 우측으로 기울어지면서 경사면(114)을 따라 움직이게 된다.

따라서 벤츄리통로(112)의 일부가 개방된 상태에서 제1 광센서(109)로부터 방출된 광이 상기 개방된 벤츄리통로(112)를 통해 제2 광센서(110)에 수신된다. 즉 벤츄리통로(112)가 개방된 만큼에 해당하는 광량값이 제2 광센서(110)에 의해 얻어지는 것이다,

다음에, 상기 지지부재(100)의 기울어짐에 연동하여 광통로관(111)도 우측으로 기울어지면서 광통로관(111)에 설치된 제5 센서(115)와 제2 스프링(104)에 설치된 제8 센서(118)간 거리가 기준거리보다 멀어진다. 따라서 기준거리보다 멀어진 만큼의 감지값이 얻어지게 된다.

또한, 상기 지지부재(100)의 기울어짐에 연동하여 광통로관(111)도 우측으로 기울어지면서 광통로관(111)에 설치된 제6 센서(116)와 제1 스프링(103)에 설치된 제7 센서(117)간 거리도 기준거리보다 멀어진다. 따라서 기준거리보다 멀어진 만큼의 감지값이 얻어지게 된다.

상기 얻어진 감지값과 광량값이 함체가 우측으로 일정각도 기울어졌을 경우에 해당하는 설정값에 모두 일치하면, 제어부(200)는 지지부재(100) 자체의 고장은 없는 것으로 진단하고, 함체의 정상 위치 회복을 위한 동작을 수행한다. 즉 우측 지면이 소정깊이 꺼졌을 경우, 제2 플레이트(102)는 우측으로 소정각도 기울어진 상태로 지면에 맞닿아 있으므로 제1 스프링(103)을 제어하여 제1 플레이트(101)만 상측으로 이동시키며, 이러한 경우 비록 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)가 평행을 이루지는 못하지만 함체는 지지부재(100) 위에서 평형하게 된다.

상기와 같은 상황을 좀 더 상세히 설명하면, 우측으로 지면이 꺼져 제2 플레이트(102)가 지면에 맞닿으면서 우측으로 기울어진 상태가 되므로 제1 플레이트(101)의 우측을 상측으로 들어 올리는 것으로써, 우측의 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)간 거리가 좌측의 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)간 거리보다 멀어지게 된다. 즉 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)의 비평행 상태에서 함체만 평형을 유지하도록 하는 것이다.

반면, 상기 얻어진 감지값과 광량값이 함체가 우측으로 기울어졌을 경우에 해당하는 설정값에 모두 일치하지 않고 적어도 어느 하나의 감지값 또는 광량값이 설정값에 못미치는 경우, 제어부(200)는 지지부재(100) 자체의 고장으로 진단하고, 지지부재(100)의 수리 등 적절할 조치를 취하도록 한다.

지지부재(100)의 고장은 제1 플레이트(101) 또는 제2 플레이트(102)의 파손 또는 휘어짐, 광통로관(111)의 파손 또는 휘어짐 등이 있을 수 있으며, 이들의 고장 여부는 제1 센서 내지 제8 센서(105 ~ 108)(115 ~ 118)의 감지값과, 제1 및 제2 광센서(109)(110)의 광량값을 모두 비교 분석하여 진단하게 된다.

한편, 상기 제2 및 제3 실시예에서 지지부재(100)는 함체의 바닥면 전체 크기에 맞게 구성되며, 스프링(103)(104)은 함체의 좌측 또는 우측으로의 기울어짐을 진단할 수 있도록 예를 들어 함체의 바닥면 좌우에 전후 길이를 커버할 수 있도록 구성된다.

만일 함체가 전후로 기울어질 경우에는 이를 감지할 수 있도록 지지부재의 제1 플레이트(101) 및 제2 플레이트(102)의 좌우측 앞부분과 뒷부분에 각각 센서들을 추가 구성할 수 있다.

따라서 이와 같이 센서들을 구성하면 함체의 전후좌우로의 기울어짐을 모두 감지할 수 있으며, 그에 따른 함체의 기울어짐 보정을 수행할 수 있다. 이때에도 지진 등의 영향으로 지지부재의 어느 일부분은 움푹 파인 지면에 맞닿아 있는 상태에서 지지부재의 제1 및 제2 플레이트의 평행을 만족하지 않으면서도 함체의 평형은 회복될 수 있도록 벤츄리 통로를 형성한 광통로관을 별도로 구성할 수 있다. 이와 같이 하면, 상술한 바와 같이 함체의 전후로의 기울어짐 뿐만 아니라, 지지부재 자체의 고장 여부도 진단할 수 있게 된다.

또한, 상기 지지부재(100)에는 도 2에 도시한 바와 같은 경보부 및 디스플레이부가 구성되어 함체의 기울어짐에 따른 지지부재의 기울어짐 또는 지지부재의 고장으로 인한 기울어짐 등을 제어부에서 진단하여 경보음 방출 또는 디스플레이를 수행할 수 있다.

또한, 지지부재(100)의 제1 플레이트 또는 제2 플레이트의 좌우 길이를 함체의 길이보다 길게 형성하여 센서를 구성하고, 함체의 상단부 모서리에 각각 센서를 구성하면, 유사한 방법으로 함체의 상단부와 지지부재간 거리를 측정하여 좌우 또는 전후로의 기울어짐을 진단할 수 있으며, 상기 제1 내지 제8 센서가 고장나더라도 함체의 기울어짐 등을 진단할 수 있다.

수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템을 구현하기 위한 장치의 실시예가 기술되었다. 위에 기술된 실시예는 본원발명에 기술되는 원리를 나타내는 많은 구체적 실시예중에서 일부 실시예를 예시하는 것이다. 따라서 본원발명의 실시예를 이용함에 따라 당업자들이 본원발명의 청구항에 의해 정의된 범위내에서 많은 다른 배열들을 쉽게 구현해낼 수 있을 것이다.

10 : 수배전반 20 : 관제센터
11, 21 : 제어부 12 : 아크센서
13 : 온도센서 14 : 소음센서
15 : 진동센서 16 : 기울어짐센서
17 : 경보부 18 : 디스플레이부
19 : 메모리 22 : 수신부
23 : 송신부 24 : 조작부
25 : 디스플레이부 26 : 경보부
27 : 메모리 100 : 지지부재
101 : 제1 플레이트 102 : 제2 플레이트
103 : 제1 스프링 104 : 제2 스프링
105 ~ 108, 115 ~ 118 : 센서
109, 110 : 광센서 111 : 광통로관
112 : 벤류리통로 113 : 유동체
114 : 경사면

Claims (7)

1. 수배전반 내부에서 발생되는 아크를 감지하는 아크센서; 상기 수배전반 내부의 특정구역 또는 상기 수배전반 주변의 온도를 비접촉식으로 측정하는 온도센서; 상기 수배전반의 소음을 감지하는 소음센서; 상기 수배전반의 진동을 감지하는 진동센서; 및 상기 수배전반의 기울어짐을 감지하는 기울어짐센서로 구성된 수배전반 제어장치; 및 상기 수배전반으로부터 전송되는 감지신호를 토대로 원격에서 수배전반을 제어하는 관제센터로 이루어진 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템에 있어서,
   상기 수배전반은 함체가 어느 일방향으로 기울어질 경우 그 기울어진 부분이 보정되어 평형을 유지할 수 있도록 기울어짐을 보정하고, 함체가 일정각도 이상 기울어지지 않고 진동만 발생되는 경우 사각 함체의 사각변에 각각 미치는 진동을 각각 흡수하여 함체가 항상 평형을 유지하도록 하는 지지부재(100)가 함체 하측에 구성되고,
   상기 지지부재(100)는
   상하 일정간격을 두고 설치된 제1 플레이트(101) 및 제2 플레이트(102):
   상기 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)간 거리를 감지하여 상기 지지부재(100)의 어느 일방향으로의 기울어짐 또는 진동을 감지하도록 구성되는 복수 개의 센서로써,
   상기 지지부재(100)의 우측으로의 기울어짐 또는 진동을 감지하도록 상기 제1 플레이트(101)에 구성된 제1 센서(105) 및 상기 제2 플레이트(102)에 구성된 제3 센서(107)와, 상기 지지부재(100)의 좌측으로의 기울어짐 또는 진동을 감지하도록 상기 제1 플레이트(101)에 구성된 제2 센서(106) 및 상기 제2 플레이트(102)에 구성된 제4 센서(108)와, 광통로관(111)의 좌우에 각각 구성된 제5 센서(115) 및 제6 센서(116)와, 상기 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102) 사이에 구성된 제1 스프링(103)에 구성된 제7 센서(117)와, 상기 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102) 사이에 구성된 제2 스프링(104)에 구성된 제8 센서(118)로 구성되는 복수 개의 센서;
   상기 제1 플레이트(101)쪽으로부터 방출되어 상기 제2 플레이트(102)쪽에서 수신되는 광량을 감지하여 상기 지지부재(100)의 어느 일방향으로의 기울어짐 또는 진동을 진단하도록 상기 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)에 각각 구성되되, 상기 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102) 사이에 연결된 광통로관(111)을 통해 광을 송수신하도록 구성된 광센서(109, 110);
   광통로의 직경이 좁아지도록 일부분에 경사면(114)이 형성된 벤츄리통로(112)를 통해 광이 송수신되도록 하며, 상기 경사면(114)에는 상기 지지부재(100)의 기울어짐 각도에 따라 경사면(114)에 위치되는 지점이 달라지는 유동체(113)가 구성되어 상기 지지부재(100)의 기울어짐에 따라 벤츄리통로(112)를 차단 또는 개방하는 광통로관(111);
   상기 제1 센서(105) 및 제3 센서(107)의 감지신호를 처리한 결과에 따라 상기 제1 스프링(103)에 대해 공기를 공급하거나 방출하는 동작을 제어하고, 제2 센서(106) 및 제4 센서(108)의 감지신호를 처리한 결과에 따라 상기 제2 스프링(104)에 대해 공기를 공급하거나 방출하는 동작을 제어하는 것으로써,
   상기 제1 내지 제8 센서(105, 106, 107, 108, 115, 116, 117, 118)와 상기 광센서(109, 110)의 감지신호를 토대로 상기 제1 플레이트(101)와 제2 플레이트(102)간의 거리가 근접되는지 또는 멀어지는지를 판단하여, 그 판단결과에 따라 상기 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)에 대해 공기를 공급하거나 방출하도록 제어하는 제어부(200);
   상기 제어부(200)의 제어에 따라 상기 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)에 대해 일정량의 공기를 공급하도록 작동하는 에어공급장치(300);
   상기 에어공급장치(300)로부터 공급되는 공기를 상기 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)에 공급하거나, 상기 제1 스프링(103) 또는 제2 스프링(104)으로부터 방출되는 공기를 외부로 방출하는 밸브(400)로 이루어진 것을 특징으로 하는 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어장치는 상기 아크센서에서 감지된 결과를 주기적으로 처리하여 아크에너지가 10Joule/㎠을 초과하는 경우에만 감지값을 상기 관제센터로 전송하는 것을 특징으로 하는 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어장치는 상기 아크센서에서 감지된 아크에너지가 미리 설정된 출력설정치를 초과할 경우에만 상기 수배전반에 포함된 릴레이를 동작시켜 아크 발생 구간을 전기적으로 개방시키되, 상기 출력 설정치는 10Joule/㎠ 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 센서의 감지값과 광센서의 광량값은 서로 연계 처리되어 함체의 기울어짐 또는 진동을 진단하도록 하고, 지지부재 자체의 고장 여부도 진단하도록 하는 것을 특징으로 하는 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부재의 기울어짐 각도는 20°이하, 20°~ 40°, 40°~ 60°, 60°이상으로 진단되도록 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 수배전반의 조합된 감지신호를 이용한 사고 관리시스템.

Images