KR102149813B1 - 지중배전선로용 자동화 점검시스템 - Google Patents

지중배전선로용 자동화 점검시스템 Download PDF

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KR102149813B1
KR102149813B1 KR1020200010381A KR20200010381A KR102149813B1 KR 102149813 B1 KR102149813 B1 KR 102149813B1 KR 1020200010381 A KR1020200010381 A KR 1020200010381A KR 20200010381 A KR20200010381 A KR 20200010381A KR 102149813 B1 KR102149813 B1 KR 102149813B1
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정남일
김인준
이만수
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Abstract

본 발명은 습기가 많은 하수로 등에 설치되어 지중배전선로를 지지하는 트레이의 부식 여부를 지상에서 용이하게 점검할 수 있는 지중배전선로용 자동화 점검시스템에 관한 것으로, 적어도 하나 이상의 지중배전선로가 설치된 트레이에 있어서, 제어신호에 의해 상기 트레이 하부에 이동가능하게 설치되되 그 이동에 의해 상기 트레이 외면의 고착물을 긁어내는 레이크부와, 속이 빈 함체 형상으로 이루어져 상기 레이크부가 감싸지도록 상기 트레이 하면에 고정 설치되되 상기 레이크부에 의해 긁어진 상기 고착물이 안착 및 외부로 배출될 수 있도록 구비되는 하우징부와, 제어신호에 의해 상기 하우징부 하부에 회전가능하게 구비되되 그 회전에 의해 상기 하우징부 내에 존재하는 상기 고착물이 안착과 동시에 배출될 수 있도록 하며, 상기 하우징부 내부에 위치하는 상기 트레이 외면이 산소와 접촉할 수 있게 상기 하우징부 외부와 내부로 해당 산소가 순환할 수 있도록 개폐되는 개폐부 및 상기 레이크부와 상기 개폐부를 제어신호에 의해 제어하되 상기 하우징부에 존재하는 상기 고착물을 촬영하여 그 영상정보를 관리서버에 전송하여 상기 트레이나 상기 지중배전선로의 손상 정도가 점검될 수 있도록 구비되는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지중배전선로용 자동화 점검시스템{System for auto-monitoring of underground distribution line}
본 발명은 배전 기술 분야 중 습기가 많은 하수로 등에 설치되어 지중배전선로를 지지하는 트레이의 부식 여부를 지상에서 용이하게 점검할 수 있는 지중배전선로용 자동화 점검시스템에 관한 것이다.
근래의 지중배전선로는 가공배전선로와 비교하여 여러 가지 장점을 가지고 있음에도 불구하고 유지보수 측면에서 문제점을 드러내고 있으며, 특히 지중배전선로에서 사고가 발생하였을 때, 복구가 신속하게 이루어지지 못한다는 문제점이 있다.
이러한 지중배전선로는 타설된 지면에 매설되어 설치되는 것도 있으나, 다수의 지중배전선로가 설치되어야 하는 곳에서는 기존에 미리 지중에 설치된 터널 형식의 하수로 상부에 트레이라고 하는 거치대를 사용하여 해당 지중배전선로가 하수로 내측 상부에 지지될 수 있도록 길이방향으로 설치될 수 있도록 하고 있다.
이로 인해 지중배전선로를 지중에 설치하기 위해 고가의 중장비를 사용하지 않고도 안정되게 기존의 하수로를 이용하여 설치하는 정점은 있으나, 해당 하수로의 용도 자체가 어느 정도의 밀폐가 이루어진 공간에서 폐수 등의 유입으로 인한 습기나 이물질로 인하여 금속 재질로 이루어진 트레이에 부식 등의 파손을 일으키는 문제점이 있으며, 이러한 부식으로 인한 내구성의 저하로 지진 등의 충격에 쉽게 파손되어 해당 지중배전선로가 고전압을 인가하는 용도의 경우에는 또 다른 안전사고를 일으키는 문제가 발생하게 되어 이러한 지중배전선로를 지지하는 트레이에 대한 점검 여부가 절실하게 되었다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1862143호(2018.05.31.공고.) 대한민국 특허 등록번호 제10-1088866호(2011.12.06.공고.) 대한민국 특허 등록번호 제10-1040732호(2011.06.10.공고.)
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 관리자가 지하에 직접 내려가지 않고도 지중배전선로를 지지하는 트레이의 부식 정도를 점검하여 유지보수가 가능하도록 할 수 있는 지중배전선로용 자동화 점검시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 지중배전선로용 자동화 점검시스템은 적어도 하나 이상의 지중배전선로가 설치된 트레이에 있어서, 제어신호에 의해 상기 트레이 하부에 이동가능하게 설치되되 그 이동에 의해 상기 트레이 외면의 고착물을 긁어내는 레이크부와, 속이 빈 함체 형상으로 이루어져 상기 레이크부가 감싸지도록 상기 트레이 하면에 고정 설치되되 상기 레이크부에 의해 긁어진 상기 고착물이 안착 및 외부로 배출될 수 있도록 구비되는 하우징부와, 제어신호에 의해 상기 하우징부 하부에 회전가능하게 구비되되 그 회전에 의해 상기 하우징부 내에 존재하는 상기 고착물이 안착과 동시에 배출될 수 있도록 하며, 상기 하우징부 내부에 위치하는 상기 트레이 외면이 산소와 접촉할 수 있게 상기 하우징부 외부와 내부로 해당 산소가 순환할 수 있도록 개폐되는 개폐부 및 상기 레이크부와 상기 개폐부를 제어신호에 의해 제어하되 상기 하우징부에 존재하는 상기 고착물을 촬영하여 그 영상정보를 관리서버에 전송하여 상기 트레이나 상기 지중배전선로의 손상 정도가 점검될 수 있도록 구비되는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 하수로 등과 같은 지중에 설치되는 지중배전선로를 지지하는 트레이가 하수의 습기나 공기와의 접촉에 의해 부식되는 정도를 관리자가 직접 지하에 출입하지 않고도 레이크부에 의해 분리된 고착물의 양이나 상태를 영상정보로 수신하여 확인하도록 함으로써, 안전사고를 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 지중배전선로용 자동화 점검시스템을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 지중배전선로용 자동화 점검시스템에 대한 레이크부, 하우징부 및 개폐부가 트레이에 장착된 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 지중배전선로용 자동화 점검시스템에 대한 하우징부의 경사부를 나타낸 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 지중배전선로용 자동화 점검시스템에 대한 하우징부를 나타낸 도면.
도 5a 및 도 6b는 본 발명에 따른 지중배전선로용 자동화 점검시스템에 대한 개폐판의 작용관계를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 지중배전선로용 자동화 점검시스템에 대한 제어수단을 나타낸 블럭도.
이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이며, 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. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지중배전선로용 자동화 점검시스템(이하, 간략하게 '점검시스템'이라 한다)에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 점검시스템(1)은 크게 레이크부(100), 하우징부(200), 개폐부(300) 및 제어수단(400)을 포함하며, 이러한 본 발명의 구성을 통해 하나 이상의 지중배전선로(20)가 설치된 트레이(10)의 부식정도를 감지하여 해당 지중배전선로(20)의 파손 여부를 유추하거나 상기 트레이(10)의 손상 정도를 육안으로 직접 확인하여 점검 여부를 자동으로 판단할 수 있도록 하는 장점을 갖게 된다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 레이크부(100)는 트레이(10)의 외면을 직접적으로 긁어(RAKE)내어 그 긁음에 의해 상기 트레이(10) 외면에 부식 등으로 고착된 고착물(C/P:Corrosion Powder)을 분리할 수 있도록 하기 위한 구성으로 실린더(110) 및 긁음판(120)을 포함한다.
예컨대 실린더(110)는 트레이(10) 하면에 고정 설치될 수 있도록 하되 제어수단(400)과 전기적으로 연결되어 상기 제어수단(400)의 제어신호를 통해 인장/수축 동작을 실행할 수 있도록 한다.
이때, 실린더(110)의 인장/수축 거리는 긁음판(120)에 의해 분리된 고착물(C/P)이 하우징부(200)의 제1천공부(211)에 집중되어 낙하할 수 있을 정도의 거리를 갖도록 왕복 이동하는 것이 바람직하다.
아울러 본 발명에서의 레이크부(100)는 실린더(110)의 인장/수축에 의해 긁음판(120)이 고착물(C/P)을 긁어내는 것으로 도시 및 기재되어 있으나 이는 하나의 실시예에 불과하며, 필요에 따라 이동가능한 모터(미도시) 및 해당 모터의 구동축에 회전가능하게 트레이(10) 하면을 직접적으로 긁어내는 브러시(미도시) 등이 사용되는 것도 가능하다.
또한, 긁음판(120)은 실린더(110)의 인장/수축에 의해 트레이(10) 외면을 직접적으로 긁어낼 수 있도록 도시한 바와 같이, 그 상부가 상기 트레이(10) 외면 즉, 하면과 접촉할 수 있도록 하며, 그 긁음에 의해 고착물(C/P)이 용이하게 분리될 수 있게 그 상단은 일측 방향으로 뾰족한 형상을 갖도록 한다.
이때, 긁음판(120)은 고착물(C/P)을 긁어내는 과정에서 트레이(10) 외면에 가해지는 손상을 방지할 수 있게 탄력이 있는 하드(HARD)한 재질인 플라스틱이나 고무 등과 같은 합성수지가 사용되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 하우징부(200)는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 후술하는 개폐부(300)의 개폐를 통해 상술한 레이크부(100)에 의해 분리된 고착물(C/P)이 안착 또는 상기 하우징부(200) 외부로 배출될 수 있도록 하기 위한 구성으로 몸체(210) 및 경사부(220)를 포함한다.
예컨대 몸체(210)는 긁음판(120)에 의해 분리된 고착물(C/P)이 수용될 수 있게 상부가 개구되게 속이 빈 함체 형상으로 이루어져 트레이(10) 외면(예를 들어, 도면상에서의 트레이 하면)에 고정 설치된다.
몸체(210) 하부에는 개폐부(300)가 회전가능하게 삽입되기 위한 소정 지름을 갖는 회전공(217)이 형성되어 있으며, 상기 회전공(217)의 지름 중앙부에는 회전모터(320)의 구동축이 회전가능하게 관통 삽입될 수 있게 축 삽입공(215)이 형성된다.
나아가 몸체(210) 하부에는 축 삽입공(215)을 중심으로 서로 대칭되게 제1천공부(211)와 제2천공부(213)가 회전공(217)과 연통되게 천공 형성되어 개폐판(310)의 회전에 의해 제1 및 제2천공부(211,213)가 서로 교번되게 개폐될 수 있는 구조를 갖는다.
이때, 도면상을 기준으로 제1천공부(211)는 그 개폐를 통해 고착물(C/P)이 안착 또는 몸체(210) 외부로 배출되기 위한 용도로 사용되며, 제2천공부(213)는 그 개폐를 통해 상기 몸체(210) 주변의 공기가 내부로 유입되어 다시 외부로 순환하기 위한 순환로의 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 경사부(220)는 상술한 몸체(210) 내부의 일측 상부에 소정의 각도를 갖도록 형성되되 후술하는 제어수단(400)인 카메라(430)가 설치되어 개폐판(310)에 의해 폐쇄된 상태의 제1천공부(211)에 안착한 분리된 고착물(C/P)의 촬영이 용이하도록 한다.
물론, 도시하지는 않으나, 경사부(220)에 구비된 카메라(430)는 조명기능이 포함된 카메라(430)를 사용하여 별도의 조명장치가 설치되어 있지 않은 지중에서의 고착물(C/P) 촬영이 용이하도록 한다.
그리고, 상기 개폐부(300)는 도 5a 내지 도 6b에 도시한 바와 같이, 제어수단(400)의 제어를 통해 상술한 제1 및 제2천공부(211,213)가 서로 교번되게 개폐될 수 있도록 하기 위한 구성으로 개폐판(310) 및 회전모터(320)를 포함한다.
예컨대 개폐판(310)은 회전공(217) 내부에 삽입될 수 있게 원판 형상으로 이루어져 있으며, 회전모터(320)의 구동축이 관통 삽입되기 위한 관통공(311)이 그 지름 중앙부에 천공 형성되어 있다.
개폐판(310)은 관통공(311)을 중심으로 그 외면 일측에 수직방향으로 천공형성된 개폐공(313)이 천공형성되어 있으며, 상기 개폐공(313)은 상기 개폐판(310)의 회전에 의해 제1 또는 제2천공부(211,213)를 교대로 개폐할 수 있는 구조를 갖는다.
즉, 도 5a 내지 도 6b에 도시한 바와 같이, 몸체(210) 내/외부로 공기가 순환시에는 개폐공(313)이 제2천공부(213)와 일치하여 상기 제2천공부(213)의 개방을 통해 상기 몸체(210) 내부로 공기가 유입되어 순환에 용이하도록 함과 동시에 개폐판(310)에 의해 제1천공부(211)는 폐쇄되어 긁음판(120)에 의해 분리된 고착물(C/P)이 상기 개폐판(310) 상면에 안착할 수 있도록 한다.
아울러 개폐판(310)의 회전에 의해 개폐공(313)이 제1천공부(211)를 개방시에는 상기 개폐판(310) 상면에 안착한 고착물(C/P)이 몸체(210) 하부로 자유낙하 하여 배출됨과 동시에 제2천공부(213)는 상기 개폐판(310)에 의해 폐쇄되어 공기순환을 일시적으로 차단함으로써, 분리된 고착물(C/P)이 몸체(210) 외부나 내부에서 비산되는 것을 방지하도록 하는 것이다.
이를 위해, 개폐공(313)의 천공 면적은 제1 또는 제2천공부(211,213)의 천공 면적보다 좀 더 크게 형성할 수 있다.
또한, 제어수단(400)의 제어에 의해 동작하는 회전모터(320)는 그 구동축이 관통공(311)과 축 삽입공(215)을 관통하여 몸체(210) 하부에 회전가능하게 설치될 수 있도록 함으로써, 그 회전에 의해 개폐판(310)이 회전할 수 있는 구조를 갖도록 한다.
아울러 개폐판(310)의 회전주기는 관리자에 의해 제어수단(400)의 마이컴(410)에 미리 입력된 알고리즘에 의해 동작할 수 있도록 하는데, 바람직하게는 트레이(10)가 설치된 지중의 습기가 많은 곳일 수록 동작에 필요한 인터벌을 짧게 설정하여 동작시키는 것이 바람직하다.
그리고, 지상(예를 들어 관리서버)에 설치되는 상기 제어수단(400)은 도 7에 도시한 바와 같이, 상술한 레이크부(100) 및 개폐부(300)를 제어하되 상기 레이크부(100)에 의해 분리되어 개폐판(310)에 안착한 고착물(C/P)을 촬영하여 그 영상정보를 관리서버(500)에 전송하기 위한 구성으로 송수신부(420), 카메라(430) 및 이들 구성과 함께 상술한 실린더(110)와 회전모터(320)를 개별적으로 제어하는 마이컴(410)을 포함한다.
예컨대 송수신부(420)는 관리자가 소지한 스마트폰, 노트북 및 테블릿 등과 같은 이동단말기와 전기회선통신에 의해 연결되거나 해당 전기회선통신을 통해 관리서버(500)와 연결된다.
이를 통해 송수신부(420)는 마이컴(410)의 제어신호에 따라 카메라(430)에 의해 촬영된 고착물(C/P)에 대한 영상정보를 이동단말기나 관리서버(500)에 전송하여 관리자가 트레이(10)의 부식 정도를 지하에 내려가지 않고도 점검할 수 있도록 한다.
카메라(430)는 상술한 경사부(220)에 고정설치되어 분리되어 개폐판 상면에 안착한 고착물(C/P)을 촬영하며, 그 영상정보가 상술한 송수신부(420)를 통해 관리자에게 전달될 수 있도록 한다.(도 3 참조)
본 발명에서의 카메라(430)는 몸체(210) 내부 전체를 촬영할 이유는 없으며, 분리된 고착물(C/P)이 안착하는 제1천공부(211) 주변에 국한적으로 촬영이 이루어지도록 하는 것도 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 점검시스템(1)의 작동관계에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 설명에 앞서, 본 발명에서의 제어수단(400)은 개폐판(310)의 개폐공(313)과 몸체(210)에 형성된 제2천공부(213)가 서로 일치하여 몸체(210)의 공기 순환이 이루어지는 반면에, 제1천공부(211)는 상기 개폐판(310)에 의해 폐쇄된 상태를 기본상태로 하여 설명하고자 한다.
먼저, 마이컴(410)에 미리 저장된 알고리즘에 의해 고착물(C/P)의 생성 여부를 점검하고자 동작이 실행되면 상기 마이컴(410)은 유압이나 기압에 의해 동작할 수 있는 실린더(110)의 로드를 인장/수축시켜 해당 로드 일단에 결합한 긁음판(120) 상단에 의해 트레이(10) 하면이 긁어져 상기 트레이(10) 하면에서 부식에 의해 생성된 고착물(C/P)이 분리될 수 있도록 한다.(도 3 참조)
여기서, 마이컴(410)은 실린더(110)의 인장/수축을 수 회에 걸쳐 동작하도록 함으로써, 확실하게 트레이(10)에서 고착물(C/P)이 분리될 수 있도록 실행한다.
트레이(10)에서 분리된 고착물(C/P)은 그대로 자중에 의해 자유낙하 하여 개폐판(310)에 의해 폐쇄된 제1천공부(211) 방향으로 떨어지게 되는데 이때, 마이컴(410)은 카메라(430)를 제어하여 분리되어 개폐판(310) 상면에 안착하는 고착물(C/P)을 지속적으로 촬영하며, 그 영상정보가 송수신부(420)를 통해 관리자의 이동단말기나 관리서버(500)에 전송될 수 있도록 제어한다.
그 다음, 영상정보를 이용하여 고착물(C/P)의 정도를 확인한 관리자는 그 고착물(C/P)의 상태나 양에 따라 점검 여부를 결정하게 되는데, 여기서 마이컴(410)은 일정시간 이후(바람직하게는 송수신부를 통해 고착물을 촬영한 영상정보가 전부 송신될 수 있는 시간)에 회전모터(320)를 동작시켜 개폐판(310)에 형성된 개폐공(313)이 제1천공부(211)와 일치할 수 있도록 회전시켜 상기 제1천공부(211)를 통해 상기 개폐판(310) 상면에 안착한 고착물(C/P)이 외부로 배출될 수 있도록 한다.(도 6a 및 도 6b 참조)
마지막으로, 마이컴(410)은 지속적인 회전모터(320)의 제어를 통해 개폐판(310)이 회전하여 기본상태인 상기 개폐판(310)에 형성된 개폐공(313)과 제2천공부(213)를 일치 시켜 몸체(210)에 공기의 순환이 이루어져 본 발명의 구성인 몸체(210)가 설치된 트레이(10) 하면이 공기가 용이하게 접촉할 수 있도록 한다.(도 5a 및 도 5b 참조)
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 점검시스템(1)은 종래와는 차별적으로 하수로 등과 같은 지중에 설치되는 지중배전선로(20)를 지지하는 트레이(10)가 하수의 습기나 공기와의 접촉에 의해 부식되는 정도를 관리자가 직접 지하에 출입하지 않고도 레이크부(100)에 의해 분리된 고착물(C/P)의 양이나 상태를 영상정보로 수신하여 확인하도록 함으로써, 안전사고를 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 레이크부 110: 실린더
120: 긁음판 200: 하우징부
210: 몸체 211: 제1천공부
213: 제2천공부 215: 축 삽입공
217: 회전공 220: 경사부
300: 개폐부 310: 개폐판
311: 관통공 313: 개폐공
320: 회전모터 400: 제어수단
410: 마이컴 420: 송수신부
430: 카메라 500: 관리서버
10: 트레이 20: 제중배전선로
C/P: 고착물

Claims (1)

  1. 적어도 하나 이상의 지중배전선로(20)가 설치된 트레이(10)에 있어서,
    제어신호에 의해 상기 트레이(10) 하부에 이동가능하게 설치되되 그 이동에 의해 상기 트레이(10) 외면의 고착물(C/P)을 긁어내는 레이크부(100);
    속이 빈 함체 형상으로 이루어져 상기 레이크부(100)가 감싸지도록 상기 트레이(10) 하면에 고정 설치되되 상기 레이크부(100)에 의해 긁어진 상기 고착물(C/P)이 안착 및 외부로 배출될 수 있도록 구비되는 하우징부(200);
    제어신호에 의해 상기 하우징부(200) 하부에 회전가능하게 구비되되 그 회전에 의해 상기 하우징부(200) 내에 존재하는 상기 고착물(C/P)이 안착과 동시에 배출될 수 있도록 하며, 상기 하우징부(200) 내부에 위치하는 상기 트레이(10) 외면이 산소와 접촉할 수 있게 상기 하우징부(200) 외부와 내부로 해당 산소가 순환할 수 있도록 개폐되는 개폐부(300); 및
    상기 레이크부(100)와 상기 개폐부(300)를 제어신호에 의해 제어하되 상기 하우징부(200)에 존재하는 상기 고착물(C/P)을 촬영하여 그 영상정보를 관리서버(500)에 전송하여 상기 트레이(10)나 상기 지중배전선로(20)의 손상 정도가 점검될 수 있도록 구비되는 제어수단(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 지중배전선로용 자동화 점검시스템.
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