KR102157984B1 - 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반에 관한 것으로서, 전방측으로 출입을 위한 도어(11)가 설치되는 것으로서, 내부에 수배전을 위한 각종 부속품(E)이 내장되는 함체(10)와; 함체(10) 내부를 촬영하여 영상데이터를 저장하는 촬영저장부(20)와; 촬영저장부(20)에서 촬영된 영상데이터를 시계열적으로 비교 및 분석하여 특정 부속품의 열화 정도를 분석하는 비교분석부(30)와; 함체(10) 내부에서 아크가 발생할 때 아크를 감지하여 아크경고신호(AS)를 발생하는 아크감지부(40)와; 함체(10) 내부에서 화재가 발생할 때 화재를 감지하여 화재신호(FS)를 발생하는 화재감지부(80)와; 화재신호(FS)가 발생될 때 함체(10) 내부로 소화액을 분무하는 자동소화부(90)와; 아크경고신호(AS) 및 화재신호(FS)가 발생되는 이벤트 상황시, 이벤트신호(ES)를 발생하여 관리자 서버(미도시)로 전송하는 이벤트신호 전송부(100);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수배전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위험한 이벤트 상황시 이를 검지하고 대처할 수 있는, 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반이란 발전소로부터 공급받은 특고압 전력을 학교, 빌딩, 공장등과 같은 전력수요처로 분배하는 계통의 핵심 설비이다. 이러한 수배전함은, 함체 내부에 변압기, 계기용 변압기(PT), 계기용 변류기(CT), 계기용 변성기(MOF), 피뢰기(LA), 파워퓨즈(PF)등의 수배전에 필요한 각종 부속품이 내장되어 구현된다.
그런데 수배전반을 구성하는 여러 부속품이 전기적 또는 기계적 결함에 의하여, 또는 함체 내부의 급격한 온도 및 장시간 운영에 따른 분진의 축적에 의하여, 아크 발생, 절연 파괴, 누유 등의 이벤트 상황이 발생된다. 이 경우, 셧다운에 의하여 정전을 일으키는 것은 물론 화재등의 사고가 발생될 수도 있다
일반적으로 알려진 국내의 화재 발생 현황을 보면 매년 3만 건 이상의 화재가 발생되는데, 그 중 약 1/3 이상이 전기에 의한 화재로 알려져 있을 만큼 전기화재가 빈번한 실정이다. 이러한 전기화재 원인중 약 65%가 수배전반 내에서 발생되는 아크, 아크에 의한 분진 발화, 과도한 온도 변화에 의한 절연체 열화, 이에 따른 누전 및 접촉 불량등이라고 학계에 보고되고 있다.
이와 같이, 수배전반을 내장되는 부속품의 전기적 및 기계적 결합이나, 함체 내부에서 발생되는 과도한 온도 변화나 아크 발생등은 수배전반의 셧다운은 물론 전기화재의 주원인이기 때문에, 과도한 온도, 분진, 아크 발생등의 이상(이하, 이벤트라 함)을 신속하게 진단하고, 이벤트 발생시 즉각 대처하기 위한 기술의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수배전반을 구성하는 함체 내부나 각종 부속품에서 이벤트 상황이 발생될 때, 이를 신속하게 진단하고 대처할 수 있는, 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반은, 전방측으로 출입을 위한 도어(11)가 설치되는 것으로서, 내부에 수배전을 위한 각종 부속품(E)이 내장되는 함체(10); 상기 함체(10) 내부를 촬영하여 대응되는 영상데이터를 저장하는 촬영저장부(20); 상기 촬영저장부(20)에서 촬영된 영상데이터를 시계열적으로 비교 및 분석하여 특정 부속품의 열화 정도를 분석하는 비교분석부(30); 상기 함체(10) 내부에서 아크가 발생할 때 아크를 감지하여 아크경고신호(AS)를 발생하는 아크감지부(40); 상기 함체(10) 내부의 분진농도(D)가 설정된 값 이상이 될 때 분진경고신호(DS)를 발생하는 분진감지부(60); 상기 분진경고신호(DS)가 발생될 때 상기 함체(10) 내부의 분진을 외부로 배출하도록 작동되는 흡배기팬(70); 상기 함체(10) 내부에서 화재가 발생할 때 화재를 감지하여 화재신호(FS)를 발생하는 화재감지부(80); 상기 화재신호(FS)가 발생될 때 함체(10) 내부로 소화액을 분무하는 자동소화부(90); 및 상기 아크경고신호(AS) 및 화재신호(FS)가 발생되는 이벤트 상황시, 이벤트신호(ES)를 발생하여 관리자 서버(미도시)로 전송하는 이벤트신호 전송부(100);를 포함하고; 상기 분진감지부(60)는, 상기 함체(10) 내부 상부측에 설치되는 브라켓(61)과, 상기 브라켓(61)의 일측에 설치되어 광(L)을 조사하는 발광부(62)와, 상기 브라켓(61)의 타측에 설치되어 발광부(62)에서 조사되는 광(L)을 수신하는 수광부(63)와, 상기 수광부(63)에서 분진에 의하여 부분 차폐되는 광량 변화를 기반으로 하여 분진농도(C)를 연산하는 농도연산부(64)와, 연산된 분진농도가 설정된 농도값(D) 이상이 될 때 상기 분진경고신호(DS)를 발생하는 분진경고신호 발생부(65)와, 상기 브라켓(61)에 일체로 설치된 것으로서 분진측정시 상기 함체(10) 내측으로 공기를 순간 분출하여 분진을 비산시키는 송풍팬(66)을 포함하고; 상기 자동소화부(90)는, 상기 함체(10)에 설치되는 것으로서 소화액(P)이 충진되는 가요성 재질의 충진팩(91)과, 상기 함체(10)의 특정 공간으로 굽어지게 접근할 수 있도록 형태 가능하고 소화액(P)을 분사하는 다수의 분사홀(92a)이 측부를 따라 입체적으로 형성된 소화호스(92)와, 상기 충진팩(91)에 충진된 소화액(P)을 상기 소화호스(92)로 압송하기 위한 소화액압송부(93)와, 상기 화재감지부(80)로부터 수신된 화재신호(FS)에 연동되어 상기 소화액압송부(93)를 작동시키는 작동부(94)와, 상기 소화액 압송부(93)에 결합되어 충진팩(91)을 내장 보호하는 보호용기(95)를 포함하는 것;을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아크감지부(40)는, 상기 함체(10) 내부 상부에 설치되는 베이스패널(41)에 설치되는 관브라켓(42)과, 상기 관브라켓(42) 내측에서 베이스패널(41)에 설치되는 자외선센서(43)와, 상기 자외선센서(43)에서 자외선이 측정될 때 아크신호(AS)를 발생하는 아크신호발생부(45)를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 아크감지부(40)는, 상기 관브라켓(42)에 지지되는 것으로서 넓은 화각 범위에서 조사되는 자외선을 상기 자외선센서(43)로 굴절시키는 어안렌즈(44)를 더 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 소화액압송부(93)는, 상기 충진팩(91)에 충진된 소화액을 압송하기 위한 모터펌프(93b)가 내장되는 캡몸체(93a)와, 상기 캡몸체(93a)의 하부측에 단차지게 형성된 것으로서 상기 보호용기(95)의 용기결합단(95a)이 끼어져 결합되는 캡결합홈(93c)을 포함한다.
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본 발명에 있어서, 상기 소화액압송부(93)는, 상기 캡결합홈(93c)의 내측에서 상기 모터펌프(93b)의 입구와 연결되게 설치된 제1밀착단(93d)과, 상기 보호용기(95)가 소화액압송부(93)에 결합될 때 상기 제1밀착단(93d)과 실링되게 밀착되는 제2밀착단(93e)과, 상기 모터펌프(93b)의 출구와 소화호스(92)를 선택적으로 연결시키는 착탈연결부(93f)를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 촬영저장부(20) 및 비교분석부(30)를 통하여 함체(10) 내부의 특정 부속품의 열화 정도를 시계열적으로 분석하여 열화 진행 정도를 파악하고, 파악한 정보를 기반으로 하여 특정 부속품의 교체시기를 분석할 수 있다.
또한 함체(10) 내부에서 과도한 온도상승, 아크발생, 분진발생, 화재등의 이벤트 상황 발생 유부를 실시간으로 감시하고, 이벤트 상황 발생시 제어부는 흡배기팬(70)을 작동시켜 함체(10) 내부로 외부 공기를 유입시킴으로써 함체(10) 내부를 냉각시키거나, 아크가스 및 쌓여진 분진을 배출시키거나, 화재를 진화시킴으로써, 함체(10) 내부의 이벤트 상황이 진정시키고 수배전 동작이 정상화되도록 함과 동시에, 이벤트 상황이 발생되었음을 관리자에게 전송하여 즉각적인 인식 및 적절한 대처를 할 수 있도록 한다.
이에 따라, 수배전반이 상기 이벤트 발생에 의하여 셧다운 되는 것을 방지할 수 있어 전력계통의 정전을 예방하고, 절연파괴에 따른 고장을 예방하여 2차 사고로 전이되는 것을 방지하고, 용이한 설비유지 관리 및 인건비 절감등을 가능하게 할 수 있다라는 작용효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반의 사시도,
도 2는 도 1의 수배전반의 내부 구성을 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2의 수배전반의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 비교분석부가 분석할 영상데이터를 제공하는 촬영저장부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 2의 아크감지부를 발췌하여 도시한 단면도,
도 6은 도 3의 과열감지부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 2의 분진검사부를 발췌하여 도시한 사시도,
도 8은 도 6의 분진검사부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 9는 도 3의 화재감지부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 2의 자동소화부를 발췌하여 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 수배전반의 내부 구성을 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 2의 수배전반의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 비교분석부가 분석할 영상데이터를 제공하는 촬영저장부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 2의 아크감지부를 발췌하여 도시한 단면도,
도 6은 도 3의 과열감지부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 2의 분진검사부를 발췌하여 도시한 사시도,
도 8은 도 6의 분진검사부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 9는 도 3의 화재감지부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 2의 자동소화부를 발췌하여 구성을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명에 따른 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정 되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반의 사시도이고, 도 2는 도 1의 수배전반의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2의 수배전반의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면이다. 또 도 4는 도 3의 비교분석부가 분석할 영상데이터를 제공하는 촬영저장부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반은, 전방측으로 출입을 위한 도어(11)가 설치되는 것으로서, 내부에 수배전을 위한 각종 부속품(E)이 내장되는 함체(10)와; 함체(10) 내부를 촬영하여 대응되는 영상데이터를 저장하는 촬영저장부(20)와; 촬영저장부(20)에서 촬영된 영상데이터를 시계열적으로 비교 및 분석하여 특정 부속품의 열화 정도를 분석하는 비교분석부(30)와; 함체(10) 내부에서 아크가 발생할 때 아크를 감지하여 아크경고신호(AS)를 발생하는 아크감지부(40)와; 함체(10) 내부 온도(T1)와 외부 온도(T2)가 설정된 온도차이가 발생될 때 온도경고신호(TS)를 발생하는 과열감지부(50); 함체(10) 내부의 분진농도(D)가 설정된 값 이상이 될 때 분진경고신호(DS)를 발생하는 분진감지부(60)와; 상기 함체(10) 내부의 분진을 외부로 배출하기 위한 흡배기팬(70)과; 상기 함체(10) 내부에서 화재가 발생할 때 화재를 감지하여 화재신호(FS)를 발생하는 화재감지부(80)와; 화재신호(FS)가 발생될 때 함체(10) 내부로 소화액을 분무하는 자동소화부(90)와; 상기 아크경고신호(AS), 온도경고신호(TS), 분진경고신호(DS), 화재신호(FS)가 발생되는 이벤트 상황시, 이벤트신호(ES)를 발생하여 관리자 서버(미도시)로 전송하는 이벤트신호 전송부(100)와; 상기 구성들을 통합 제어하는 제어부(미도시);를 포함한다.
함체(10)는 분체도장된 철판이 육면체 형태로 절곡 및 용접됨으로써 구현되고, 출입을 위한 도어(11)에 다수의 통기공(12)이 형성되어 있다. 함체(10) 내부에는, 다양한 부속품, 예를 들면, 고전압을 저전압으로 변압시키는 변압기, 고전압을 저전압으로 변성하는 계기용 변압기(PT), 대전류를 소전류로 변환하는 계기용 변류기(CT), 적산전력량을 측정하기 위한 계량기로 구성되는 계기용 변성기(MOF), 전기회로에서 발생되는 이상 고전압을 안전하게 방전하여 기기의 파손을 예방하는 피뢰기(LA), 파워퓨즈(PF)등의 내장되어 다양한 장소로 전력을 분산 공급하는 수배전 기능을 수행한다.
촬영저장부(20)는 함체(10) 내부를 촬영하여 대응되는 영상데이터를 생성하는 카메라(21)와 영상데이터를 메모리(22)를 포함한다.
카메라(21)는 다수의 부속품(E)을 촬영할 수 있는 장소에 설치되고, 한번에 모든 부속품(E)을 촬영하기 어려울 경우 2 개 혹은 3 개의 카메라로 구성될 수 있으며, 부속품(E)의 영상을 정확히 촬영할 수 있도록 초고해상도 촬영이 가능하다. 카메라(21)는, 함체(10) 및 부속품(E)을 촬영하는데, 예를 들면 함체(10)의 변형 유무, 부속품의 부싱의 열 및 파손 유무, 파워퓨즈(PF)가 반복되는 과전류나 부식성 가스등에 의하여 손상되었는지 여부, 피뢰기 자기표면의 오염과 손상상태등을 촬영한다. 이러한 카메라(21)에서 촬영되는 부속품(E)에 관련된 영상데이터는 메모리(22)에 시계열적으로 저장되고, 현재를 기준으로 특정 시점 이전의 데이터는 자동으로 삭제하여 현재를 기준으로 부속품(E)에 대한 영상데이터를 계속 업데이트한다.
비교분석부(30)는 메모리(22)에 저장된 영상데이터를 시계열적으로 비교 및 분석하여 특정 부속품의 열화 정도를 분석한다. 예를 들면, 6시간 단위, 12시간 단위, 또는 24 시간 단위를 기준으로, 현재의 영상데이터와 과거에 촬영된 영상데이터를 비교하여 특정 부속품(E)에서의 영상 변화를 특정하고, 이러한 영상 변화를 기반으로 하여 특정 부속품의 현재 열화 정도 및 교체시기를 분석한다.
상기 촬영저장부(20)와 비교분석부(30)에 의하여, 함체(10)에 내장된 부속품(E)의 시간에 다른 영상 변화를 분석하고, 메모리(22)에 저장된 영상데이터와 변화된 영상데이터를 비교 분석하고, 웹상의 각종 정보(유사사례 데이터)등과도 비교하여 유위미한 분석결과 도출할 수 있다. 또한 함체(10) 내부의 물리적 상태 변화를 분석하여 추후 발생될 수 있는 재난의 발생 가능성을 판단할 수 있다.
도 5는 도 2의 아크감지부를 발췌하여 도시한 단면도이다.
아크감지부(40)는 함체(10) 내부에서 아크가 발생할 때 상기 아크를 검지하여 아크신호(S1)를 발생한다. 아크감지부(40)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 함체(10) 내부 상부에 설치되는 베이스패널(41)에 설치되는 관브라켓(42)과, 관브라켓(42) 내측에서 베이스패널(41)에 설치되는 자외선센서(43)와, 관브라켓(42)에 지지되는 것으로서 넓은 화각 범위에서 조사되는 자외선을 자외선센서(43)로 굴절시키는 어안렌즈(44)와, 자외선센서(43)에서 자외선이 측정될 때 아크신호(AS)를 발생하는 아크신호발생부(45)를 포함한다.
어안렌즈(44)는 넓은 화각을 가지며, 함체(10) 내부 대부분의 공간을 자외선센서(43)에 노출시킨다. 이러한 어안렌즈(44)를 채용함으로써, 함체(10) 내의 모든 위치에 설치되는 부속품(E)에서 아크가 발생되더라도. 아크 발생시 발생되는 자외선을 자외선센서(43)가 감지할 수 있는 것이다.
아크경고신호 발생부(45)는 자외선센서(43)에서 감지된 자외선 광량이 설정된 광량값 이상이 될 때 아크신호(AS)를 발생한다. 따라서 자외선센서(43)에서 감지되는 자외선 광량이 작을 경우, 즉 소규모의 아크 방전이 발생되는 경우에는 아크신호를 발생하지 않는다. 아크 방전시 발생되는 아크신호(AS)는 제어부로 전송되어 후술할 흡배기팬(70)을 작동시키는 신호가 된다.
이러한 아크감지부(40)에 의하여, 부속품(E)에서 아크 방전이 일어날 때 발생되는 자외선은 어안렌즈(44)를 투과한 후 자외선센서(43)로 수광되어 아크방전이 발생되었음을 감지하고, 화각을 가지는 어안렌즈(44)에 의하여 함체(10) 어느 공간에서 발생되는 자외선을 자외선센서(43)로 굴절시킬 수 있다.
도 6은 도 3의 과열감지부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면이다.
과열감지부(50)는 함체(10) 내부 및 외부 온도 사이에 설정된 온도차(T)가 발생될 때 온도경고신호(TS)를 발생한다. 과열감지부(50)는, 함체(10)의 내부 온도를 측정하여 대응되는 제1온도신호를 발생하는 제1온도센서(51)와, 함체(10) 외부 온도를 측정하여 대응되는 제2온도신호를 발생하는 제2온도센서(52)와, 제1온도신호에 대응되는 함체 내부온도와 제2온도신호에 대응되는 함체 외부온도를 비교하는 온도차이측정부(53)와, 온도차이측정부(53)에서 비교된 온도차가 설정된 온도차(T) 이상일 때 온도경고신호(TS)를 발생하는 온도경고신호 발생부(54)를 포함하며, 상기 온도경고신호 발생부(54)에서 발생되는 온도경고신호(TS)는 제어부로 전송되어 상기 흡배기팬(70)을 작동시키는 신호가 된다.
부속품(E)의 작동에 따라 함체(10) 내부의 온도가 상승하는데, 정상 수배전 상황이더라도 여름과 겨울에 함체(10) 내부의 온도 상승폭이 다르다. 따라서 단순히 함체(10) 내부의 온도만 측정하였을 때 부속품(E)이 이상 동작에 따라 과열되고 있는지 여부를 정확히 판단할 수 없다.
본 발명에서는, 함체(10) 내부 온도와 외부 온도를 독립적으로 측정하는 제1온도센서(51)와 제2온도센서(52)를 채용하고, 제1,2온도센서(51)(52) 사이의 온도차이에 의하여 함체(10) 내부가 과열되고 있는지를 판단함으로써, 여름과 겨울에 함체(10) 내부의 과열 여부를 정확히 감지할 수 있는 것이다.
도 7은 도 2의 분진검사부를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 8은 도 6의 분진검사부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면이다.
분진감지부(60)는, 함체(10) 내부의 분진 농도가 설정된 분진농도(D) 이상이 될 때 분진경고신호(DS)를 발생한다. 분진감지부(60)는, 함체(10) 내부 상부측에 설치되는 브라켓(61)과, 브라켓(61)의 일측에 설치되어 광(L)을 조사하는 발광부(62)와, 브라켓(61)의 타측에 설치되어 발광부(62)에서 조사되는 광(L)을 수신하는 수광부(63)와, 수광부(63)에서 분진에 의하여 부분 차폐되는 광량 변화를 기반으로 하여 분진농도(C)를 연산하는 농도연산부(64)와, 연산된 분진농도가 설정된 농도값(D) 이상이 될 때 분진경고신호(DS)를 발생하는 분진경고신호 발생부(65)와, 브라켓(61)에 일체로 설치된 것으로서 분진측정시 함체(10) 내측으로 공기를 순간 분출하여 분진을 비산시키는 송풍팬(66)을 포함한다.
분진감지부(60)는 브라켓(61) 상에 발광부(62), 수광부(63), 농도연산부(64), 분진경고신호 발생부(65) 및 송풍팬(66)이 일체로 되어 하나의 모듈을 구성한다.
송풍팬(66)은 함체(10) 내부에 공기를 순간적으로 분출하여, 각종 부속품(E)에 쌓여있는 분진을 비산함으로써, 함체(10) 내부에 쌓여진 분진 농도를 정확히 감지할 수 있다. 더 나아가, 흡배기팬(70)을 작동시킬 때, 송풍팬(66)이 분진을 비산시킴으로써 흡배기팬(70)이 분진을 함체(10) 외부로 효과적으로 배출시킬 수 있도록 한다.
이러한 분진감지부(60)에 의하여, 분진을 검지하고자 할 때, 송풍팬(66)이 공기를 분출하여 부속품(E)에 쌓여진 분진을 순간 비산시키고, 비산된 분진은 발광부(62)에서 조사된 광을 부분 차폐하여 수광부(63)에서 수광되는 광량을 변화시킨다. 그러면 수광부(63)에서 수광되는 광량이 변화되고, 농도연산부(64)는 광량변화를 기반으로 하여 분진농도(D)를 연산하고, 분진농도(D)가 설정된 농도값 이상이 될 때 분진경고신호(DS)를 발생하는 것이다.
도 9는 도 3의 화재감지부의 구성을 블록도로 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 2의 자동소화부를 발췌하여 구성을 설명하기 위한 도면이다.
화재감지부(80)는 함체(10) 내부에서 화재가 발생할 때 화재신호(FS)를 발생한다. 화재감지부(80)는, 함체(10) 내부에서 발생되는 가시광선 광을 감지하는 광센서(81)와, 광센서(81)에서 검지된 광 감지시간이 설정 시간 이상, 예를 들면 5초 이상이 될 때 화재신호(FS)를 발생하는 화재신호발생부(82)를 포함한다.
화재신호발생부(82)는 광센서(81)가 광을 연속적으로 설정시간 이상동안 감지하였을 때 화재 여부를 판단한다. 예를 들면, 부속품(E)에서 단순히 스파크가 발생될 경우에도 광센서(81)는 광을 감지하는데, 이때 스파크는 순간적으로 광을 발생하기 때문에 광센서(81)가 감지하는 시간은 1초 내외가 된다. 그러나 화재 발생시, 불꽃 발생에 의한 광의 발생시간은 스파크에 의한 광의 발생시간에 비하여 현저히 길기 때문에, 화재신호발생부(82)는 광센서(81)가 감지하는 광의 시간이 설정시간 이상이 될 때 화재신호를 발생하게 되는 것이다.
자동소화부(90)는 함체(10)에 내장된 것으로서, 상기 화재신호(FS)가 발생될 때 함체(10) 내부로 소화액을 분무한다. 자동소화부(90)는, 함체(10)에 설치되는 것으로서 소화액(P)이 충진되는 가요성 재질의 충진팩(91)과, 함체(10)의 특정 공간으로 굽어지게 접근할 수 있도록 형태 가능한 것으로서 소화액(P)을 분사하는 다수의 분사홀(92a)이 형성된 소화호스(92)와, 충진팩(91)에 충진된 소화액(P)을 상기 소화호스(92)로 압송하기 위한 소화액압송부(93)와, 화재감지부(80)로부터 수신된 화재신호(FS)에 연동되어 상기 소화액압송부(93)를 작동시키는 작동부(94)와, 소화액압송부(93)에 결합되어 충진팩(91)을 내장 보호하는 보호용기(95)를 포함한다.
충진팩(91)은 비닐이나 고무수지등의 가요성 재질로 되어 있다. 이에 따라 소화액압송부(93)가 작동할 때, 충진팩(91)은 수축되면서 소화액이 소화호스(92)로 공급될 수 있도록 한다. 만약 충진팩(91)이 수축되지 않은 재질로 될 경우에, 충진팩 내부에 진공이 형성되어 소화액압송부(93)는 소화액을 소화호스로 압송하지 못하게 된다.
보호용기(95)는 가요성 재질의 충진팩(91)을 내장시켜, 함체(10) 내부의 가혹한 환경, 예를 들면 수배전 과정에서 발생되는 고온 환경에서 충진팩(91)을 보호한다.
소화액압송부(93)는, 도 에 도시된 바와 같이, 충진팩(91)에 충진된 소화액을 압송하기 위한 모터펌프(93b)가 내장되는 캡몸체(93a)와, 캡몸체(93a)의 하부측에 단차지게 형성된 것으로서 상기 보호용기(95)의 용기결합단(95a)이 끼어져 결합되는 캡결합홈(93c)과, 캡결합홈(93c)의 내측에서 상기 모터펌프(93b)의 입구와 연결되게 설치된 제1밀착단(93d)과, 보호용기(95)가 소화액압송부(93)에 결합될 때 상기 제1밀착단(93d)과 실링되게 밀착되는 제2밀착단(93e)과, 모터펌프(93b)의 출구와 소화호스(92)를 선택적으로 연결시키는 착탈연결부(93f)를 포함한다.
소화호스(92)는 함체(10)의 특정 위치까지 굽어진 상태로 접근할 수 있도록 전체적으로 가요성 재질로 된다. 소화호스(92)에는 모터펌프(93b)를 통하여 공급되는 소화액을 사방팔방으로 분사할 수 있도록 다수개의 분사홀(92a)이 입체적으로 형성되어 있고, 이에 따라 분사홀(92a)로 소화액이 분사되면, 소화액은 함체(10)의 모든 영역으로 분산되어 특정 부속품(E)에서 발생되는 화재를 신속하게 진화할 수 있다.
본 발명에 있어 자동소화부(90)는, 충진팩(91)에 충진된 액상의 소화액을 분사하는 것이기 때문에, 기존의 소화기와는 달리 소화액을 분사하기 위한 고압 탱크 구조를 채용하지 않는다. 이에 따라, 한여름에 내부 온도가 60~70 ℃ 도 이상까지 상승하는 함체(10)에 내장시켜 운영할 수 있고, 고압 탱크를 사용하지 않으므로 폭발 위험성이 제거할 수 있다.
또한, 충진팩(91)에 소화액을 압송하기 위한 액화 가스가 내장되지 않으므로, 상대적으로 작은 체적의 충진팩(91)에 많은 양의 소화액(P)을 충진할 수 있고, 또한 평소 고온 상태인 함체(10) 내부에서 폭발의 위험성이 근본적으로 제거되어 안전성을 확보할 수 있다.
다음, 본 발명에 따른 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반의 동작을 설명한다.
촬영저장부(20)는 함체(10) 내부를 촬영하여 대응되는 영상데이터를 시계열적으로 저장하고, 비교분석부(30)는 저장된 영상데이터를 시계열적으로 비교 및 분석하여 특정 부속품의 열화 정도를 분석함으로써, 특정 부속품의 열화 진행 정도를 분석하고, 특정 부속품의 교체시기를 분석한다.
함체(10) 내부에서의 과도한 아크발생시 아크감지부(40)는 아크신호(AS)를 발생하고, 함체(10) 내부에서 외부 환경에 비하여 과도한 온도상승이 발생되었을 때 과열감지부(50)는 온도경고신호(TS)를 발생하고, 함체(10) 내부에서 분진이 과도하게 쌓이거나 발생하면 분진감지부(60)가 분진경고신호(DS)를 발생하고, 함체(10) 내부에서 화재가 발생하면 화재감지부(80)는 화재신호(FS)를 발생하여 실시간으로 감시하고, 이 경우 이벤트신호 전송부(100)는 유무선 네트워크를 통하여 관리자에게 이벤트 상황이 발생되었음을 알리기 위한 아크신호(AS), 온도경고신호(TS), 분진경고신호(DS), 화재신호(FS)를 전송한다. 그러면 관리자는 수배전반에서 이벤트 상황이 발생되었음을 인식하고 적절한 조치를 즉시 취할 수 있게 한다.
특히, 아크신호(AS), 온도경고신호(TS), 분진경고신호(DS)가 발생되면 제어부(미도시)는 흡배기팬(70)을 작동시켜 함체(10) 내부에 음압을 형성하게 하여 함체(10)에 형성된 통기공(12)을 통하여 외부 공기가 유입되도록 하고, 이에 따라 외부 공기에 의하여 함체(10) 내부를 냉각시킴과 동시에 아크발생시 발생되는 아크가스 및 쌓여진 분진을 흡배기팬(70)을 통하여 함체(10) 외부로 배기시킨다. 이에 따라 함체(10) 내부의 이벤트 상황이 진정되고 수배전 동작이 정상화된다.
그리고 화재신호(FS)가 발생되면 제어부는 자동소화부(90)를 작동시켜 소화액을 분사시키고, 이에 따라 함체(10) 내부에서 발생된 화재를 진화할 수 수 있다
이와 같이, 본 발명에 따르면, 촬영저장부(20) 및 비교분석부(30)를 통하여 함체(10) 내부의 특정 부속품의 열화 정도를 시계열적으로 분석하여 열화 진행 정도를 파악하고, 파악한 정보를 기반으로 하여 특정 부속품의 교체시기를 분석할 수 있다.
또한 함체(10) 내부에서 과도한 온도상승, 아크발생, 분진발생, 화재등의 이벤트 상황 발생 유부를 실시간으로 감시하고, 이벤트 상황 발생시 제어부는 흡배기팬(70)을 작동시켜 함체(10) 내부로 외부 공기를 유입시킴으로써 함체(10) 내부를 냉각시키거나, 아크가스 및 쌓여진 분진을 배출시키거나, 화재를 진화시킴으로써, 함체(10) 내부의 이벤트 상황이 진정시키고 수배전 동작이 정상화되도록 함과 동시에, 이벤트 상황이 발생되었음을 관리자에게 전송하여 즉각적인 인식 및 적절한 대처를 할 수 있도록 한다.
이에 따리, 수배전반이 상기 이벤트 발생에 의하여 셧다운 되는 것을 방지할 수 있어 전력계통의 정전을 예방하고, 절연파괴에 따른 고장을 예방하여 2차 사고로 전이되는 것을 방지하고, 용이한 설비유지 관리 및 인건비 절감등을 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
E ... 부속품
10 ... 함체 20 ... 촬영저장부
21 ... 카메라 22 ... 메모리
30 ... 비교분석부 40 ... 아크감지부
41 ... 베이스패널 42 ... 관브라켓
43 .. 자외선센서 44 ... 어안렌즈
45 ... 아크신호발생부 50 ... 과열감지부
51 ... 제1온도센서 52 ... 제2온도센서
53 ... 온도차이측정부 54 ... 온도경고신호발생부
60 ... 분진감지부 61 ... 브라켓
62 ... 발광부 63 ... 수광부
64 ... 농도연산부 65 ... 분진경고신호 발생부
66 ... 송풍팬 70 ... 흡배기팬
80 ... 화재감지부 81 ... 광센서
82 ... 화재신호발생부 90 ... 자동소화부
91 ... 충진팩 92 ... 소화호스
92a ... 분사홀 93 ... 소화액압송부
93a ... 캡몸체 93b ... 모터펌프
93c ... 캡결합홈 93d ... 제1밀착단
93e ... 제2밀착단 93f ... 착탈연결부
94 ... 작동부 95 ... 보호용기
100 ... 이벤트신호 전송부
10 ... 함체 20 ... 촬영저장부
21 ... 카메라 22 ... 메모리
30 ... 비교분석부 40 ... 아크감지부
41 ... 베이스패널 42 ... 관브라켓
43 .. 자외선센서 44 ... 어안렌즈
45 ... 아크신호발생부 50 ... 과열감지부
51 ... 제1온도센서 52 ... 제2온도센서
53 ... 온도차이측정부 54 ... 온도경고신호발생부
60 ... 분진감지부 61 ... 브라켓
62 ... 발광부 63 ... 수광부
64 ... 농도연산부 65 ... 분진경고신호 발생부
66 ... 송풍팬 70 ... 흡배기팬
80 ... 화재감지부 81 ... 광센서
82 ... 화재신호발생부 90 ... 자동소화부
91 ... 충진팩 92 ... 소화호스
92a ... 분사홀 93 ... 소화액압송부
93a ... 캡몸체 93b ... 모터펌프
93c ... 캡결합홈 93d ... 제1밀착단
93e ... 제2밀착단 93f ... 착탈연결부
94 ... 작동부 95 ... 보호용기
100 ... 이벤트신호 전송부
Claims (6)
- 전방측으로 출입을 위한 도어(11)가 설치되는 것으로서, 내부에 수배전을 위한 각종 부속품(E)이 내장되는 함체(10);
상기 함체(10) 내부를 촬영하여 대응되는 영상데이터를 저장하는 촬영저장부(20);
상기 촬영저장부(20)에서 촬영된 영상데이터를 시계열적으로 비교 및 분석하여 특정 부속품의 열화 정도를 분석하는 비교분석부(30);
상기 함체(10) 내부에서 아크가 발생할 때 아크를 감지하여 아크경고신호(AS)를 발생하는 아크감지부(40);
상기 함체(10) 내부의 분진농도(D)가 설정된 값 이상이 될 때 분진경고신호(DS)를 발생하는 분진감지부(60);
상기 분진경고신호(DS)가 발생될 때 상기 함체(10) 내부의 분진을 외부로 배출하도록 작동되는 흡배기팬(70);
상기 함체(10) 내부에서 화재가 발생할 때 화재를 감지하여 화재신호(FS)를 발생하는 화재감지부(80);
상기 화재신호(FS)가 발생될 때 함체(10) 내부로 소화액을 분무하는 자동소화부(90); 및
상기 아크경고신호(AS) 및 화재신호(FS)가 발생되는 이벤트 상황시, 이벤트신호(ES)를 발생하여 관리자 서버(미도시)로 전송하는 이벤트신호 전송부(100);를 포함하고;
상기 분진감지부(60)는, 상기 함체(10) 내부 상부측에 설치되는 브라켓(61)과, 상기 브라켓(61)의 일측에 설치되어 광(L)을 조사하는 발광부(62)와, 상기 브라켓(61)의 타측에 설치되어 발광부(62)에서 조사되는 광(L)을 수신하는 수광부(63)와, 상기 수광부(63)에서 분진에 의하여 부분 차폐되는 광량 변화를 기반으로 하여 분진농도(C)를 연산하는 농도연산부(64)와, 연산된 분진농도가 설정된 농도값(D) 이상이 될 때 상기 분진경고신호(DS)를 발생하는 분진경고신호 발생부(65)와, 상기 브라켓(61)에 일체로 설치된 것으로서 분진측정시 상기 함체(10) 내측으로 공기를 순간 분출하여 분진을 비산시키는 송풍팬(66)을 포함하고;
상기 자동소화부(90)는, 상기 함체(10)에 설치되는 것으로서 소화액(P)이 충진되는 가요성 재질의 충진팩(91)과, 상기 함체(10)의 특정 공간으로 굽어지게 접근할 수 있도록 형태 가능하고 소화액(P)을 분사하는 다수의 분사홀(92a)이 측부를 따라 입체적으로 형성된 소화호스(92)와, 상기 충진팩(91)에 충진된 소화액(P)을 상기 소화호스(92)로 압송하기 위한 소화액압송부(93)와, 상기 화재감지부(80)로부터 수신된 화재신호(FS)에 연동되어 상기 소화액압송부(93)를 작동시키는 작동부(94)와, 상기 소화액 압송부(93)에 결합되어 충진팩(91)을 내장 보호하는 보호용기(95)를 포함하는 것;을 특징으로 하는 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반. - 제1항에 있어서, 상기 아크감지부(40)는,
상기 함체(10) 내부 상부에 설치되는 베이스패널(41)에 설치되는 관브라켓(42)과,
상기 관브라켓(42) 내측에서 베이스패널(41)에 설치되는 자외선센서(43)와,
상기 자외선센서(43)에서 자외선이 측정될 때 아크신호(AS)를 발생하는 아크신호발생부(45)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반. - 제2항에 있어서, 상기 아크감지부(40)는,
상기 관브라켓(42)에 지지되는 것으로서 넓은 화각 범위에서 조사되는 자외선을 상기 자외선센서(43)로 굴절시키는 어안렌즈(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 소화액압송부(93)는,
상기 충진팩(91)에 충진된 소화액을 압송하기 위한 모터펌프(93b)가 내장되는 캡몸체(93a)와,
상기 캡몸체(93a)의 하부측에 단차지게 형성된 것으로서 상기 보호용기(95)의 용기결합단(95a)이 끼어져 결합되는 캡결합홈(93c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반. - 제5항에 있어서, 상기 소화액압송부(93)는,
상기 캡결합홈(93c)의 내측에서 상기 모터펌프(93b)의 입구와 연결되게 설치된 제1밀착단(93d)과,
상기 보호용기(95)가 소화액압송부(93)에 결합될 때 상기 제1밀착단(93d)과 실링되게 밀착되는 제2밀착단(93e)과,
상기 모터펌프(93b)의 출구와 소화호스(92)를 선택적으로 연결시키는 착탈연결부(93f)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이상진단 및 대처기능을 가지는 수배전반.
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