KR102156751B1 - 전기 화재 단계별 감시 시스템 - Google Patents

전기 화재 단계별 감시 시스템 Download PDF

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이종훈
김기웅
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주식회사 주왕산업
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Abstract

본 발명은 전기 화재 단계별 감시 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기설비 함체에 구비되어, 다수의 화재 감지 센서 모듈(110)들을 포함하여, 각각의 센서들로부터 센싱된 센싱값을 저장하고, 외부로 전송하는 화재감시 모듈부(100) 및 상기 화재감시 모듈부(100)와 연결되어, 전송되는 상기 센싱값들을 실시간 모니터링하며 종합적으로 분석하여, 기설정된 기준에 따라 전기 화재의 위험수준을 진단하고, 진단한 위험수준에 기초하여 각각 상이한 제어신호를 생성하여 상기 화재감지 모듈부(100) 또는 외부로 전송하는 주제어부(200)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템에 관한 것이다.

Description

전기 화재 단계별 감시 시스템 {Electric fire monitoring system}
본 발명은 전기 화재 단계별 감시 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 화재를 예방하기 위하여 전기설비 함체에 구비되어 있는 화재감시 모듈의 오동작 가능성을 줄이고, 센싱값들을 종합적으로 분석하여 위험수준 별로 상이하게 대응단계를 설정하여 전기 화재를 예측 및 차단을 통한 감시할 수 있는 전기 화재 단계별 감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 배전반, 자동제어반, ESS, 태양광 등 전기설비용 함체에는, 전원 안전장치로 과부하 차단기 또는 누전차단기 등이 설치되어 있으며, 전원선로 또는 전기기기에 이상이 발생할 경우, 신속히 전원을 차단하도록 법으로 규정하고 있어 의무적으로 안전장치인 차단기를 전원선로에 설치하고 있다.
그렇지만, 이러한 안전장치가 있음에도 불구하고 전체 화재발생 건수 중에서 전기 화재가 차지하는 비중이 매우 높은 수준을 유지하고 있으며, 전기 화재를 인한 재산피해는 물론 인명피해도 커져가는 추세이다.
이에 따라, 정부에서는 감전사고와 전기 화재를 예방하고자 국내 표준을 제정해 주택 인입구에 누전차단기를 설치하도록 법제화했다.
이러한 누전차단기는 과전류와 누설전류를 차단하는 장치로서, 감전사고를 예방하는 효과가 크지만, 정상 영역에서 발생하는 아크에 의한 전기 화재는 전혀 예방할 수 없다. 이러한 이유로 국내 전기 화재 점유율은 더 이상 줄지 못하고 한계에 머물러 있다.
특히, 전기 화재의 약 80%가 아크에 의한 발화(절연열화, 트래킹, 압착손상 층간단락, 접촉불량, 반단선 등)에 의한 것이며, 전기신호 또는 온도에 의해 작동하는 자동소화장치가 구비되어 있다 할지라도, 배전반 내부에는 가연성 물질이 거의 없어서 화재를 감지하여 소화장치가 작동될 때는 이미 판넬 내부의 설비 자체는 상당부분 소손된 후인 것이 대부분이다.
이와 같이, 전기 화재의 경우, 초기 진압이 어렵고 2차 피해가 발생될 가능성이 매우 크다.
그럼에도 불구하도 화재 감시 및 알람 차단 등은 오동작시 갑작스런 전원 차단 등의 피해 역시도 크기 때문에, 평상시에는 일부러 꺼놓거나, 트리거 값을 높게 설정함으로써, 사고 이후에만 작동하도록 하여 사고 예방에는 도움이 되지 않는 경우가 대부분이다.
이와 관련해서, 국내등록특허 제10-1325955호("전기 화재 소화 시스템 및 방법")에서는 아크검출 알고리즘을 적용하여 화재징후에 대한 검출 신뢰도를 향상시키고, 검출실패로 인한 화재 발생시에도 전원의 공급없이 튜브파열에 의하여 화재에 완전 대비할 수 있는 소화 시스템을 개시하고 있다.
국내등록특허 제10-1325955호(등록일자 2013.10.31.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기 화재를 예방하기 위하여 전기설비 함체에 구비되어 있는 화재감시 모듈의 오동작 가능성을 줄이고, 센싱값들을 종합적으로 분석하여 위험수준 별로 상이하게 대응단계를 설정하여 전기 화재를 예측 및 차단을 통한 감시할 수 있는 전기 화재 단계별 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템은, 전기설비 함체에 구비되어, 다수의 화재 감지 센서 모듈(110)들을 포함하여, 각각의 센서들로부터 센싱된 센싱값을 저장하고, 외부로 전송하는 화재감시 모듈부(100) 및 상기 화재감시 모듈부(100)와 연결되어, 전송되는 상기 센싱값들을 실시간 모니터링하며 종합적으로 분석하여, 기설정된 기준에 따라 전기 화재의 위험수준을 진단하고, 진단한 위험수준에 기초하여 각각 상이한 제어신호를 생성하여 상기 화재감지 모듈부(100) 또는 외부로 전송하는 주제어부(200)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 화재감시 모듈부(100)는 상기 화재 감지 센서 모듈(110)로부터 센싱된 센싱값을 수집하는 데이터 수집부(120), 상기 데이터 수집부(120)에서 수집한 상기 센싱값을 저장하는 저장부(130), 상기 데이터 수집부(120)에서 수집한 상기 센싱값인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터부(140), 상기 주제어부(200)와의 통신을 수행하여, 상기 A/D 컨버터부(140)에서 변환한 상기 센싱값을 전송하는 통신부(150) 및 상기 통신부(150)로부터 전송받은 상기 주제어부(200)의 제어신호에 의해, 동작을 수행하는 보조제어부(160)를 더 포함하여 구성되며, 상기 화재 감지 센서 모듈(110)은 UHF(Ultra High Frequency) 센서, 온도 센서, 아크 감지 센서, 연기 감지 센서, 열 감지 센서, CO 감지 센서 및 수소가스 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 주제어부(200)는 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하여 부분 방전(PD, Partial Discharge) 신호 발생 횟수, 발생한 부분 방전 신호의 세기, 아크(Arc) 발생 횟수, 발생한 아크의 강도, 상기 전기설비 함체의 내부 온도를 분석하여, 기설정된 기준에 따라 전기 화재의 위험수준을 진단하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 화재감시 모듈부(100)는 상기 전기설비 함체의 외부에 구비되는 디스플레이 수단을 포함하는 내부 모니터링부(170)를 더 포함하고, 상기 주제어부(200)는 디스플레이 수단을 포함하는 외부 모니터링부(300)와 연결되는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 주제어부(200)는 기설정된 기준에 따라 전기 화재의 위험수준을 진단하고, 진단한 위험수준에 기초하여 각각 상이한 제어신호를 생성하되, 생성한 상기 제어신호에 의해, 상기 내부 모니터링부(170) 또는 상기 외부 모니터링부(300)를 통해서 센싱값들 또는 분석 정보들이 실시간 출력되거나, 상기 외부 모니터링부(300)를 통해서 경고 알람을 전송되거나, 기설정된 관리자에게 경고 알람을 전송되거나, 상기 전기설비 함체와 기연결되어 있는 부하를 차단하도록 제어되는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 주제어부(200)는 상기 전기설비 함체와 기연결되어 있는 부하를 차단하도록 제어하기 위한 제어신호를 생성할 경우, 상기 전기설비 함체와 기연결되어 있는 각 부하별 우선순위를 설정하여, 설정한 상기 우선순위에 따라 부하의 단계적 차단이 이루어질 수 있도록 상기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 화재감시 모듈부(100)는 상기 보조제어부(160)의 제어에 의해, 소화 동작을 수행하는 소화장치부(180)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 주제어부(200)는 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하여, 상기 화재감시 모듈부(100)와 상기 주제어부(200) 간의 통신문제가 발생하거나, 상기 주제어부(200) 자체 문제가 발생하거나, 가스 감지 센싱값이 기설정된 기준값을 초과하거나, 또는 진단한 위험수준을 기초하여, 상기 소화장치부(180)의 동작을 제어하고, 상기 전기설비 함체로의 공급전력을 차단하기 위한 제어신호를 생성하여 전송하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 주제어부(200)는 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하여, 열 감지 센싱값 또는 연기 감지 센싱값이 기설정된 기준값을 초과하거나, 진단한 위험수준을 기초하여, 상기 소화장치부(180)의 동작을 제어하고, 상기 전기설비 함체로의 공급전력을 차단하기 위한 제어신호를 생성하여 전송하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 주제어부(200)는 기설정된 주기마다 상기 화재감시 모듈부(100)의 실시간 모니터링을 중단하고, 자가 진단 모드를 수행하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 전기 화재 단계별 감시 시스템은 전기 화재를 예방하기 위하여 전기설비 함체에 구비되어 있는 화재감시 모듈의 오동작 가능성을 줄이고, 센싱값들을 종합적으로 분석하여 위험수준 별로 상이하게 대응단계를 설정하여 전기 화재를 예측 및 차단을 통한 감시할 수 있는 장점이 있다.
즉, 본 발명의 전기 화재 단계별 감시 시스템은 다수개의 센서들로부터 전송되는 센싱값들을 종합적으로 진단하여, 전기설비용 함체의 현재 상태를 비교적 정확하게 판단할 수 있으며, 전기 화재 위험수준별로 각각 상이하게 대응단계를 설정할 수 있어, 전기공급 차단으로 인해 발생하는 피해를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템을 나타낸 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템을 나타낸 상세 구성 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템에 의해 생성되는 제어신호의 세부 예시도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 전기 화재 단계별 감시 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템은, 구비되어 있는 다양한 화재 감지 센서들을 이용하여, 전기 화재의 예측을 위한 감시 정도를 종합적으로 분석 및 진단하여 화재 예측의 오동작 가능성을 줄이고 위험수준별로 대응단계를 설정하여 전기 화재에 의한 피해를 최소화할 수 있는 전기 화재 단계별 감시 시스템에 관한 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템을 나타낸 도면으로, 도 1 내지 도 3을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 화재감시 모듈부(100)는 배전반, 자동제어반, ESS, 태양광 등 전기설비용 함체 등에 구비되며, 통신 네트워크를 이용하여, 화재감시 서버와 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 화재감시 서버는, 원거리 위치하고 있는 당직자, 시설 관리자, 안전 관리자 등에게 현재 전기설비용 함체의 전기 화재 발생 가능성을 종합적으로 분석하여 전송하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 화재감시 모듈부(100) 및 주제어부(200)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 화재감시 모듈부(100)는 배전반, 자동제어반, ESS, 태양광 등 전기설비용 함체에 구비되어, 다수의 화재 감지 센서 모듈(110)들을 포함하여 각각의 센서들로부터 센싱된 센싱값을 저장하고, 연결되어 있는 외부의 주제어부(200)로 전송하는 것이 바람직하다.
자세하게는, 상기 화재감시 모듈부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 센서들로 구성되는 화재 감지 센서 모듈(110), 데이터 수집부(120), 저장부(130), A/D 컨버터부(140), 통신부(150), 보조제어부(160) 및 내부 모니터링부(170)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 내부 모니터링부(170)를 제외한 나머지 구성들은 상기 전기설비용 함체의 내부에 적절히 배치되는 것이 가장 바람직하다.
상기 내부 모니터링부(170)는 상기 전기설비 함체의 외부에 구비되는 디스플레이 수단을 포함하는 것이 바람직하며, 이를 통해서 상기 주제어부(200)로부터 전송되는 다양한 정보들이 출력됨으로써, 상기 전기설비 함체 주변의 관리자(사용자, 작업자 등)가 실시간으로 현재 전기설비용 함체의 전기 화재 발생 가능성을 모니터링할 수 있다.
각각의 구성들에 대해서는 자세히 후술하도록 한다.
상기 주제어부(200)는 상기 화재감시 모듈부(100)와 네트워크 연결되어, 전송되는 상기 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 상기 화재감시 모듈부(100)가 배치되어 있는 상기 전기설비용 함체의 전기 화재 발생 가능성을 종합적으로 분석하는 것이 바람직하다.
분석 결과는 미리 설정된 기준에 따라 전기 화재의 위험수준을 진단하고, 진단한 위험수준에 기초하여 각각 상이한 제어신호를 생성하여, 상기 화재감지 모듈부(100)또는 외부로 전송하는 것이 바람직하다.
이를 위해서, 상기 주제어부(200)는 화재감시 서버로 구성될 수 있으며, 상기 주제어부(200)는 상술한 바와 같이, 상기 화재감지 모듈부(100)와 네트워크 연결될 뿐 아니라, 화재 관련 외부 업체들, 일 예를 들자면, 주변 인접한 소방서, 관리자 등과도 통신 연결되어 있는 것이 바람직하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 별도의 외부 모니터링부(300)를 통해서 실시간으로 현재 상황을 모니터링할 수도 있다.
즉, 상기 외부 모니터링부(300)는 상기 주제어부(200)와 연결되어 있는 디스플레이 수단으로서 상기 제어신호에 의해 상기 주제어부(200)로부터 전송되는 다양한 정보들이 출력되는 것이 바람직하다. 이를 통해서 상기 전기설비용 함체를 기준으로 원거리 위치하고 있는 관리자에게 실시간으로 현재 상기 전기설비용 함체의 상태를 보여줄 수 있다.
상기 화재감시 모듈부(100)는 상술한 바와 같이, 상기 화재 감지 센서 모듈(110), 데이터 수집부(120), 저장부(130), A/D 컨버터부(140), 통신부(150) 및 보조제어부(160)를 포함하여 구성되며,
상기 화재 감지 센서 모듈(110)은 도 3에 도시된 바와 같이, 부분방전(PD, Partial Discharge) 신호를 감지하기 위한 UHF(Ultra High Frequency) 센서, 상기 전기설비용 함체의 내부 온도를 감지하기 위한 온도 센서, 아크를 감지하기 위한 아크 감지 센서, 화재가 발생하였음을 감지하기 위한 연기 감지 센서, 열 감지 센서, 발화 여부를 감지하기 위한 CO 감지 센서 및 수소가스 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 상술한 바와 같이, 상기 전기설비용 함체의 내부에 적절히 배치되는 것이기 때문에, 가능한한 모든 센서들을 포함하여 구성되는 것이 바람직하나, 상기 전기설비용 함체의 외부 환경을 고려하여 관리자의 제어에 의해 적절하게 가감하여 상기 화재 감지 센서 모듈(110)에 포함되는 센서들을 구성할 수 있다.
상기 데이터 수집부(120)는 상기 화재 감지 센서 모듈(110)로부터 센싱된 센싱값을 수집하며, 상기 데이터 수집부(120)에서 수집한 상기 센싱값들은 상기 저장부(130)에 저장되는 것이 바람직하다.
상기 센싱값들을 상기 주제어부(200)에서도 저장하는 것이 바람직하나, 혹시라도 통신 상의 오류가 발생할 수 있기 때문에, Raw 데이터로서 상기 저장부(130)를 이용하여 상기 데이터 수집부(120)에서 수집한 상기 센싱값들을 저장하는 것이 바람직하다.
상기 A/D 컨버터부(140)는 상기 데이터 수집부(120)에서 수집한 상기 센싱값을 상기 주제어부(200)로 전송하기 위한 디지털 신호로 변환하는 것이 바람직하며, 상기 통신부(150)는 상기 주제어부(200)와의 네트워크 통신을 수행하여 상기 A/D 컨버터부(140)에서 변환한 상기 센싱값을 상기 주제어부(200)로 전송하는 것이 바람직하다.
상기 보조제어부(160)는 상기 통신부(150)로부터 전송받은 상기 주제어부(200)의 제어신호에 의해, 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 상기 화재감지 모듈부(100)는 상기 통신부(150)를 통해서 상기 주제어부(200)와 네트워크 연결되어 있으므로, 상기 센싱값을 전송하는 것에 그치지 않고 상기 센싱값에 의한 상기 주제어부(200)의 분석결과인 상기 제어신호를 전송받아, 이에 따른 동작을 수행할 수 있도록 상기 보조제어부(160)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 보조제어부(160)는 전기 화재 예측에 따른 상기 제어신호에 의해, 신속하게 대응 동작을 수행함으로써, 전기 화재에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 하게 된다.
상기 주제어부(200)는 상술한 바와 같이, 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 이를 종합적으로 분석하여 상기 전기설비용 함체 현재 상태에 대한 전기 화재의 위험수준을 진단하여, 적절한 대응이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 상기 주제어부(200)는 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 이를 종합적으로 분석하여 상기 전기설비용 함체 현재 상태에 대한 전기 화재의 위험수준을 상시 모니터링 수준, 발화 직전 수준, 화재 발생 수준 등으로 진단하여 각각의 상태에 따른 적절한 대응이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 주제어부(200)는 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 센싱값들 중 상기 UHF 센서에 의한 부분방전 신호의 발생 횟수, 발생한 부분방전 신호의 세기, 상기 아크 감지 센서에 의한 아크 발생 횟수, 발생한 아크의 강도, 상기 온도 센서에 의한 상기 전기설비 함체의 내부 온도가 미리 설정된 소정값 이내일 경우, 전기 화재의 위험수준을 상시 모니터링 수준으로 진단하여 상기 제어신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 주제어부(200)는 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 센싱값들 중 CO 감지 센서 또는 수소가스 감지 센서에 의한 센싱값이 미리 설정된 소정값을 초과하거나, 센싱값들 중 상기 UHF 센서에 의한 부분방전 신호의 발생 횟수, 발생한 부분방전 신호의 세기, 상기 아크 감지 센서에 의한 아크 발생 횟수, 발생한 아크의 강도, 상기 온도 센서에 의한 상기 전기설비 함체의 내부 온도 중 어느 하나의 센싱값이 미리 설정된 소정값을 초과할 경우, 또는 상기 화재감지 모듈부(100)와 상기 주제어부(200) 간의 통신문제가 발생하거나, 상기 주제어부(200)자체 문제가 감지될 경우, 전기 화재의 위험수준을 발화 직전 수준으로 진단하여 상기 제어신호를 생성할 수 있다.
더불어, 상기 주제어부(200)는 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 센싱값들 중 열 감지 센서 또는 연기 감지 센서에 의한 센싱값이 미리 설정된 소정값을 초과할 경우, 전기 화재의 위험수준을 화재 발생 수준으로 진단하여 상기 제어신호를 생성할 수 있다.
여기서, 소정값이란 외부 사용자, 관리자 등의 제어에 의해 제어되며, 상기 화재감시 모듈부(100)에 구성되어 있는 상기 센서들의 각각의 스펙, 상기 전기설비용 함체의 내/외부 설비들의 내열 스펙 등을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.
각각의 진단수준에 대한 상기 주제어부(200)의 동작에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 주제어부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 센싱값들 중 상기 UHF 센서에 의한 부분방전 신호의 발생 횟수, 발생한 부분방전 신호의 세기, 상기 아크 감지 센서에 의한 아크 발생 횟수, 발생한 아크의 강도, 상기 온도 센서에 의한 상기 전기설비 함체의 내부 온도를 분석하여, 각각의 센싱값들이 미리 설정된 소정값 이내이면서, 미리 설정된 기준값을 이용하여 다시 한번 상시 모니터링 수준을 5단계로 나누어 상기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 주제어부(200)에서, 센싱값들 중 상기 UHF 센서에 의한 부분방전 신호의 발생 횟수, 발생한 부분방전 신호의 세기, 상기 아크 감지 센서에 의한 아크 발생 횟수, 발생한 아크의 강도, 상기 온도 센서에 의한 상기 전기설비 함체의 내부 온도를 분석하여, 분석 결과 당장 발화가 이루어지거나, 화재가 발생할 상황은 아니지만 발화 또는 화재가 발생할 위험성이 높은 상태일 경우 이에 대한 대응 동작을 수행하여 미연에 발화 또는 화재를 방지할 수 있다.
상세하게는, 상술한 5개의 센싱값 각각에 기준값을 설정한 후, 기준값을 초과한 센싱값의 개수에 따라 상시 모니터링 수준을 5단계로 나누어 상기 제어신호를 생성하거나, 상술한 5개의 센싱값 각각에 5개의 기준값을 설정한 후, 어느 하나의 센싱값이 어느 특정 지점의 기준값을 초과할 경우, 해당 지점과 매칭되도록 상시 모니터링 수준을 나누어 상기 제어신호를 생성할 수도 있다.
이 때, 기준값은 상기 소정값 이내인 것은 당연하며, 즉, 가장 높은 기준의 값이라 할지라도 상기 소정값 이내인 것이 바람직하며, 안정적이지만 만일을 대비하기 위한 예방 수준으로 기준값을 설정하는 것이 바람직하다.
상기 주제어부(200)는 상시 모니터링 수준을 상술한 5개의 센싱값을 이용하여, 위험수준 0 ~ 4 단계로 나누는 것이 바람직하며, 위험수준 0 단계에서는 상기 외부 모니터링부(300) 또는 상기 내부 모니터링부(170)로 실시간으로 분석되고 있는 상기 센싱값들이나 진단한 현재 전기 화재의 위험수준을 출력할 수 있도록 데이터들을 수집하고, 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.
위험수준 1 단계에서는 상기 외부 모니터링부(300)와 내부 모니터링부(170)에 경고 알람이 보여질 수 있도록 상기 제어신호, 즉, 다시 말하자면, 시각적인 경고 알람 발생 신호를 상기 제어신호로 생성하는 것이 바람직하다.
위험수준 2 단계에서는 상기 외부 모니터링부(300)와 내부 모니터링부(170)에 경고 알람 뿐 아니라, 관리자가 해당 경로 알람을 확인하였음을 인지할 수 있도록 별도의 팝업 알람 등을 제공하거나, 반복적으로 경고 알람이 보여질 수 있도록 상기 제어신호, 즉 다시 말하자면, 청각적인 경고 알람 발생 신호를 상기 제어신호로 생성하되, 반복적으로 상기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.
위험수준 3 단계에서는 상술한 위험수준 2 단계의 경고 수준에 더해서 관리자에게 상기 외부 모니터링부(300) 또는 내부 모니터링부(170)가 아닌 직접 소지하고 있는 단말기 등을 통해서 경고 알람이 보여질 수 있도록 상기 제어신호, 즉 다시 말하자면, 미리 설정되어 있는 관리자가 소지하고 있는 단말수단을 통해서 경고 알람이 보여질 수 있도록 상기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.
위험수준 4 단계에서는 상기 전기설비 함체와 이미 연결되어 있는 부하를 차단, 즉, 전기 공급을 차단하도록 상기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하며, 이 때, 생성된 상기 제어신호에 의해 상기 보조제어부(160)가 상술한 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 보조제어부(160)로 위험수준 4 단계에 해당하는 상기 제어신호가 전송될 경우, 상기 전기설비 함체와 연결되어 있는 부하들을 차단하되, 모든 부하를 한꺼번에 차단하는 것이 아니라, 각 부하별 우선수위를 설정하여 그 중요도가 가장 낮은 부하부터 단계적으로 차단을 수행하는 것이 바람직하다.
다시 말하자면, 상기 전기설비 함체에 연결되어 있는 부하들을 한꺼번에 차단할 경우, 문제점으로 언급한 바와 같이, 이 역시 커다란 피해가 발생할 수 있기 때문에, 각 부하별로 중요도에 따른 우선순위를 설정한 후, 그 중요도가 가장 낮은 부하부터 단계적으로 차단을 수행하여, 전기공급 차단으로 인해 발생하는 피해를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템의 상기 화재감시 모듈부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 소화장치부(180)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 소화장치부(180)는 상기 전기설비용 함체의 내부 또는 외부에 구비되는 것이 바람직하며, 상기 보조제어부(160)의 제어에 의해, 소화 동작을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 주제어부(200)에서 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 센싱값들 중 CO 감지 센서 또는 수소가스 감지 센서에 의한 센싱값이 미리 설정된 소정값을 초과하거나, 센싱값들 중 상기 UHF 센서에 의한 부분방전 신호의 발생 횟수, 발생한 부분방전 신호의 세기, 상기 아크 감지 센서에 의한 아크 발생 횟수, 발생한 아크의 강도, 상기 온도 센서에 의한 상기 전기설비 함체의 내부 온도 중 어느 하나의 센싱값이 미리 설정된 소정값을 초과할 경우, 또는 상기 화재감지 모듈부(100)와 상기 주제어부(200) 간의 통신문제가 발생하거나, 상기 주제어부(200)자체 문제가 감지될 경우, 상술한 상시 모니터링 수준의 각 단계를 거치는 것이 아니라 발화 직전 수준으로 진단하여 상기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 전기설비용 함체의 내부 상태가 위험수준으로 순간적으로 상승하거나, 서버 이상, 통신문제 발생 또는 발화 직전의 정황이 감지될 경우, 발화 직전 수준으로 진단하고 상기 제어신호를 생성하여 상기 화재감시 모듈부(100)로 전송하는 것이 바람직하다.
상기 보조제어부(160)에서는 이를 전송받아, 곧바로 전력공급을 차단, 상기 소화장치부(180)가 동작할 수 있도록 제어하고 이에 대한 상황을 상기 외부 모니터링부(300)와 내부 모니터링부(170)에 경고 알람 뿐 아니라, 관리자가 해당 경로 알람을 확인하였음을 인지할 수 있도록 별도의 팝업 알람 등을 제공하고, 관리자에게 상기 외부 모니터링부(300) 또는 내부 모니터링부(170)가 아닌 직접 소지하고 있는 단말기 등을 통해서 경고 알람이 보여질 수 있도록 상기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 주제어부(200)에서 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하면서, 센싱값들 중 열 감지 센서 또는 연기 감지 센서에 의한 센싱값이 미리 설정된 소정값을 초과할 경우, 전기 화재의 위험수준을 화재 발생 수준으로 진단하여 상기 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.
상기 주제어부(200)의 제어신호에 의해, 상기 보조제어부(160)에서는 곧바로 전력 공급, 즉, 전기 공급을 차단하고, 상기 소화장치부(180)가 동작할 수 있도록 제어하고 이에 대한 상황을 상기 외부 모니터링부(300)와 내부 모니터링부(170)에 경고 알람 뿐 아니라, 관리자가 해당 경로 알람을 확인하였음을 인지할 수 있도록 별도의 팝업 알람 등을 제공하고, 관리자에게 상기 외부 모니터링부(300) 또는 내부 모니터링부(170)가 아닌 직접 소지하고 있는 단말기 등을 통해서 경고 알람이 보여질 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 상기 주제어부(200) 역시도 외부 연결되어 있는 소방서 등에 상기 전기설비용 함체의 현재 상태가 화재 발생 수준임을 알려 이에 대한 대응이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템의 상기 주제어부(200)는 미리 설정된 주기마다 상기 화재감시 모듈(100)의 실시간 모니터링을 중단하고, 자가 진단 모드를 수행하는 것이 바람직하다.
다시 말하자면, 상술한 바와 같이, 상기 주제어부(200)의 오동작시 피해가 크기 때문에 이를 미연에 방지하기 위하여, 관리자(사용자, 작업자 등)의 설정에 따라 일정한 주기로 '자가 진단 모드'를 수행하는 것이 바람직하다.
이를 위해서, 상기 화재감시 모듈부(100) 내에 구비되어 있는 별도의 자가 진단용 서브 모듈을 통해서, 상기 화재감시 모듈부(100)의 각 센서의 정상 유무를 진단할 수 있으며, 이에 따른 정상적인 센싱값 송수신 여부를 확인할 수 있다.
상기 자가 진단용 서브 모듈로는, 열 발생기, 고주파 발생기, 아크 발생기, 발광장치 등을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 주제어부(200)는 자가 진단 모드를 수행할 때에, 상기 자가 진단용 서브 모듈의 동작을 제어하여 가상의 전기 화재 발생 상황을 만들어서 상기 화재감시 모듈부(100)의 각 센서의 정상 유무를 진단하고, 상기 주제어부(200)에서 이를 정확히 분석하여 각 상황에 맞는 진단이 이루어져 적절한 대응을 수행할 수 있는 제어신호가 생성되는 지를 확인하는 것이 바람직하다.
물론, 자가 진단 모드를 수행하는 동안에는 실시간 모니터링을 중단하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 화재 단계별 감시 시스템은, 다수개의 센서들로부터 전송되는 센싱값들을 종합적으로 진단하여, 전기설비용 함체의 현재 상태를 비교적 정확하게 판단할 수 있으며, 전기 화재 위험수준별로 각각 상이하게 대응단계를 설정할 수 있어, 전기공급 차단으로 인해 발생하는 피해를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 화재감시 모듈부
110 : 화재 감지 센서 모듈 120 : 데이터 수집부
130 : 저장부 140 : A/D 컨버터부
150 : 통신부 160 : 보조제어부
170 : 내부 모니터링부 180 : 소화장치부
300 : 외부 모니터링부

Claims (10)

  1. 전기설비 함체에 구비되어, 다수의 화재 감지 센서 모듈(110)들을 포함하여, 각각의 센서들로부터 센싱된 센싱값을 저장하고, 외부로 전송하는 화재감시 모듈부(100); 및
    상기 화재감시 모듈부(100)와 연결되어, 전송되는 상기 센싱값들을 실시간 모니터링하여 전기 화재 발생 가능성 정도를 종합적으로 분석하며, 상기 분석 결과를 기설정된 기준에 따라 전기 화재의 위험수준을 단계별로 판단하고, 판단한 위험수준 단계마다 각각 상이한 제어신호를 생성하여 상기 화재감시 모듈부(100) 또는 외부로 전송하는 주제어부(200);
    를 포함하여 구성되며,
    상기 주제어부(200)에 의한 전기 화재 발생 가능성 분석의 오동작을 방지하기 위하여,
    상기 주제어부(200)는 판단한 위험수준 단계에 의한 상기 제어신호로, 부하 차단 신호를 생성하기 이전에, 기설정된 다양한 방식의 경고 알람 발생 신호를 생성하며,
    상기 주제어부(200)는 기설정된 주기마다 상기 화재감시 모듈부(100)의 실시간 모니터링을 중단하고, 상기 화재감시 모듈부(100) 내에 기구비되어 있는 자가 진단용 서브 모듈을 통해서 가상의 전기 화재 발생 상황으로 제어하여, 상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송되는 상기 센싱값들을 이용하여 각 센서의 정상 유무를 판단하고, 각 센서들이 정상으로 판단될 경우, 상기 센싱값들을 모니터링하여 분석한 전기 화재 발생 가능성 정도를 이용하여 상기 주제어부(200)의 정상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.

  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화재감시 모듈부(100)는
    상기 화재 감지 센서 모듈(110)로부터 센싱된 센싱값을 수집하는 데이터 수집부(120);
    상기 데이터 수집부(120)에서 수집한 상기 센싱값을 저장하는 저장부(130);
    상기 데이터 수집부(120)에서 수집한 상기 센싱값인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터부(140);
    상기 주제어부(200)와의 통신을 수행하여, 상기 A/D 컨버터부(140)에서 변환한 상기 센싱값을 전송하는 통신부(150); 및
    상기 통신부(150)로부터 전송받은 상기 주제어부(200)의 제어신호에 의해, 동작을 수행하는 보조제어부(160);
    를 더 포함하여 구성되며,
    상기 화재 감지 센서 모듈(110)은
    UHF(Ultra High Frequency) 센서, 온도 센서, 아크 감지 센서, 연기 감지 센서, 열 감지 센서, CO 감지 센서 및 수소가스 감지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 주제어부(200)는
    상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하여 부분 방전(PD, Partial Discharge) 신호 발생 횟수, 발생한 부분 방전 신호의 세기, 아크(Arc) 발생 횟수, 발생한 아크의 강도, 상기 전기설비 함체의 내부 온도를 분석하여, 기설정된 기준에 따라 전기 화재의 위험수준을 진단하는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 화재감시 모듈부(100)는
    상기 전기설비 함체의 외부에 구비되는 디스플레이 수단을 포함하는 내부 모니터링부(170);
    를 더 포함하고,
    상기 주제어부(200)는
    디스플레이 수단을 포함하는 외부 모니터링부(300)와 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 주제어부(200)는
    기설정된 기준에 따라 전기 화재의 위험수준을 진단하고, 진단한 위험수준에 기초하여 각각 상이한 제어신호를 생성하되, 생성한 상기 제어신호에 의해,
    상기 내부 모니터링부(170) 또는 상기 외부 모니터링부(300)를 통해서 센싱값들 또는 분석 정보들이 실시간 출력되거나,
    상기 외부 모니터링부(300)를 통해서 경고 알람을 전송되거나,
    기설정된 관리자에게 경고 알람을 전송되거나,
    상기 전기설비 함체와 기연결되어 있는 부하를 차단하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 주제어부(200)는
    상기 전기설비 함체와 기연결되어 있는 부하를 차단하도록 제어하기 위한 제어신호를 생성할 경우,
    상기 전기설비 함체와 기연결되어 있는 각 부하별 우선순위를 설정하여, 설정한 상기 우선순위에 따라 부하의 단계적 차단이 이루어질 수 있도록 상기 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 화재감시 모듈부(100)는
    상기 보조제어부(160)의 제어에 의해, 소화 동작을 수행하는 소화장치부(180);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 주제어부(200)는
    상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하여,
    상기 화재감시 모듈부(100)와 상기 주제어부(200) 간의 통신문제가 발생하거나, 상기 주제어부(200) 자체 문제가 발생하거나, 가스 감지 센싱값이 기설정된 기준값을 초과하거나, 또는 진단한 위험수준을 기초하여,
    상기 소화장치부(180)의 동작을 제어하고, 상기 전기설비 함체로의 공급전력을 차단하기 위한 제어신호를 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 주제어부(200)는
    상기 화재감시 모듈부(100)로부터 전송된 센싱값들을 실시간 모니터링하여,
    열 감지 센싱값 또는 연기 감지 센싱값이 기설정된 기준값을 초과하거나, 진단한 위험수준을 기초하여,
    상기 소화장치부(180)의 동작을 제어하고, 상기 전기설비 함체로의 공급전력을 차단하기 위한 제어신호를 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 전기 화재 단계별 감시 시스템.
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