KR102214964B1 - Switchgear with deterioration diagnosis system that eliminates blind spots - Google Patents
Switchgear with deterioration diagnosis system that eliminates blind spots Download PDFInfo
- Publication number
- KR102214964B1 KR102214964B1 KR1020190112089A KR20190112089A KR102214964B1 KR 102214964 B1 KR102214964 B1 KR 102214964B1 KR 1020190112089 A KR1020190112089 A KR 1020190112089A KR 20190112089 A KR20190112089 A KR 20190112089A KR 102214964 B1 KR102214964 B1 KR 102214964B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- thermal
- thermal imaging
- unit
- image
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
- H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
- H02B13/025—Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
- B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
- B66F3/24—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads fluid-pressure operated
- B66F3/43—Pyrotechnical jacks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
- B66F7/00—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts
- B66F7/06—Lifting frames, e.g. for lifting vehicles; Platform lifts with platforms supported by levers for vertical movement
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/695—Control of camera direction for changing a field of view, e.g. pan, tilt or based on tracking of objects
-
- H04N5/23299—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열화상 카메라를 수배전반 내측에서 이동시킴으로써, 열화상 획득 구간의 가변이 가능하도록 하고, 이로 인해 열화상 획득의 사각지대를 최소화함으로써, 수배전반 고장에 따른 정전사고 및 전기화재와 같은 전기재해를 사전에 예방하도록 하는 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에 관한 것이다.The present invention relates to a switchboard having a deterioration diagnosis system that eliminates a thermal image blind spot, and more particularly, by moving a thermal imaging camera inside the switchboard, it is possible to change the interval for obtaining a thermal image. The present invention relates to a switchgear having a deterioration diagnosis system that eliminates blind spots for thermal images that minimizes blind spots and prevents electrical disasters such as power outages and electric fires due to failure of the switchboards.
일반적으로, 대규모 빌딩 및 산업용 수용가와 같이, 전력사용량이 큰 수용가에서는 110V 또는 220V의 상용전원을 직접 공급받을 수 없으므로, 이들 수용가에서는 전력계통으로부터 3,300V 또는 6,600V의 고압을 수전하여 다시 상용전압으로 변압하여야 하고, 특히 대규모 산업용 수용가에서는 22.9kV의 특고압을 수전하여 다시 상용전압으로 변압하여 사용하여야 하는데, 이를 위한 설비로서 수배전반이 사용된다. 수배전반은 분전반, MCC반(Motor Control Center Panel), 저압반, 고압반, 변압기반, 및 특고압반 등을 포함하여 구성된다. In general, large-scale buildings and industrial customers, such as large-scale buildings and industrial customers, because 110V or 220V of commercial power cannot be directly supplied to customers with a large amount of power, so these customers receive a high voltage of 3,300V or 6,600V from the power system and return to the commercial voltage. In particular, large-scale industrial customers need to receive extra high voltage of 22.9kV and convert it back to commercial voltage for use. A switchboard is used as a facility for this. The switchboard is composed of a distribution board, MCC board (Motor Control Center Panel), a low-voltage board, a high-voltage board, a transformer board, and a special high-voltage board.
이러한 수배전반은 대개 전력계통으로부터 수용가에 전력을 공급하기 위하여 필요한 각종 계기류, 주회로 개폐장치 및 보호 계전기 등을 구비한 기기로서, 안정적인 전력공급을 위하여 상시 안정적인 운전이 필수적인 기기이다. 또한, 최근 소형화, 경량화 제품개발로 수배전반이 건물 내부에 설치되는 특성상 수배전반의 고장 및 소손은 감전 및 화재로 인한 전기재해를 유발할 가능성이 높아지므로, 해당 기기에 대한 높은 안전성 및 운전 신뢰도의 보장이 매우 중요시되고 있다.Such switchgear is a device equipped with various instruments, a main circuit switching device, and a protection relay, which are necessary to supply power from the power system to the customer, and it is a device that always requires stable operation for stable power supply. In addition, due to the recent development of miniaturized and lightweight products, failure and burnout of the switchboard is highly likely to cause electrical disasters due to electric shock and fire due to the nature of the switchboard being installed inside the building, so high safety and operational reliability for the device is highly guaranteed. It is being regarded as important.
종래에는 수배전반이나 전력설비의 온도 및 노후화에 따른 열화 정도를 측정하기 위해서 별도의 온도측정기나 열화상 카메라를 이용하여 측정하고자 하는 부분에 직접 투사하여 온도를 측정하고, 열화 상태의 점검을 위하여 주기적으로 측정하고, 외관의 상태를 점검하여 그 상태를 추정하는 경우가 대부분이다 보니 수배전반의 설비 건전성 및 열화에 의한 사고를 사전에 예방하지 못하는 문제점이 있었다.Conventionally, in order to measure the temperature of a switchgear or power facility and the degree of deterioration due to aging, a separate temperature measuring device or a thermal imaging camera is used to directly project the temperature to the part to be measured to measure the temperature, and periodically to check the deterioration condition. Since most cases are estimated by measuring and checking the condition of the exterior, there is a problem in that it is not possible to prevent accidents due to deterioration and the soundness of the equipment of the switchgear.
이를 개선하기 위한 종래 기술로서, 한국등록특허 제10-0984679호의 "열화상 카메라를 이용한 수배전반 열화 예측시스템"이 제시된 바 있는데, 이는 부스바, 차단기, MOF, CT, PT 및 변압기 등의 고압기기를 포함하는 수배전반 내에 있는 고압기기의 온도를 감지하는 센서부; 상기 센서부에서 온도측정신호를 입력받은 후 상기 온도측정신호는 접속된 네트워크망을 통해 상호 연결되고, 미리 설정된 허용 온도 상승값이 각각 설정된 복수개의 컴퓨터; 상기 컴퓨터가 온도측정값을 기준 허용 온도 상승값과 비교 분석하여 절연열화상태를 컴퓨터의 화면 표시상에 표시하도록 하는 데이터 처리부를 포함하는 수배전반 절연열화 예측시스템에 있어서, 상기 센서부는 온도, 열화정도, 과부하 상태 등을 열감지를 기준으로 다른 색상으로 촬영하는 열화상카메라이고, 상기 데이터 처리부는 열화상 카메라의 촬영각도, 촬영되는 영상의 감도를 제어하는 열화상 카메라 관리부 및 상기 열화상 카메라에서 촬영된 영상에서 열감지부분과 열감지부분과 이웃하는 부분의 평균 픽셀(pixel)차를 구하고, 그 차이가 기설정된 수치 이상일 때에만 이상 상황으로 감지하는 영상분석부로 구성되며, 상기 데이터 처리부로부터 결과 데이터 및 판정 결과 데이터를 수신하여 저장하는 서버를 포함하고, 수배전반에 이상이 있을 경우 상기 서버는 상기 데이터 처리부가 전송하는 수배전반 이상 경보 신호를 수신하여 알람을 발생시키는 것을 포함하며, 상기 열화상 카메라는 수배전반 내측에 팬 틸트 기능을 가진 고정식 및 레일방식으로 이동할 수 있는 이동식으로 설치되어 수배전반 사이를 이동하여 측정하고자 하는 기자재의 위치로 원격 조정하여 이동시켜 열을 감지할 수 있다.As a conventional technique for improving this, the "distribution panel deterioration prediction system using a thermal imaging camera" of Korean Patent Registration No. 10-0984679 has been proposed, which is a high-voltage device such as a bus bar, circuit breaker, MOF, CT, PT, and transformer. A sensor unit for sensing the temperature of the high-voltage device in the switchgear including; After receiving the temperature measurement signal from the sensor unit, the temperature measurement signal is interconnected through a connected network, and a plurality of computers with preset allowable temperature rise values respectively set; In the switchgear insulation deterioration prediction system including a data processing unit for causing the computer to compare and analyze the temperature measurement value with the reference allowable temperature rise value and display the insulation deterioration state on a screen display of the computer, the sensor unit temperature, deterioration degree, It is a thermal imaging camera that photographs an overload condition in different colors based on thermal detection, and the data processing unit is a thermal imaging camera management unit that controls the shooting angle of the thermal imaging camera and the sensitivity of the captured image, and the image captured by the thermal imaging camera. It is composed of an image analysis unit that calculates the average pixel difference between the heat sensing part and the heat sensing part and the neighboring part in and detects as an abnormal situation only when the difference is greater than or equal to a preset value, and the result data and determination from the data processing unit It includes a server that receives and stores result data, and when there is an abnormality in the switchgear, the server generates an alarm by receiving an alarm signal for an abnormality in the switchboard transmitted by the data processing unit, and the thermal imaging camera is located inside the switchboard. It is installed as a fixed type with a pan tilt function and a movable type that can be moved in a rail method, so it can move between switchboards and remotely control and move to the location of the equipment to be measured to detect heat.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 수배전반 내측에서 촬영 구간이 한정됨으로써, 열화상의 사각지대가 발생할 수밖에 없고, 이로 인해 열화 진단의 신뢰성을 높이는데 한계로서 작용하는 문제점을 가지고 있었다. However, such a conventional technique has a problem in that the imaging section is limited inside the switchboard, so that a blind spot of the thermal image is inevitably generated, and thus, has a problem that acts as a limitation to increase the reliability of deterioration diagnosis.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열화상 카메라를 수배전반 내측에서 이동시킴으로써, 열화상 획득 구간의 가변이 가능하도록 하고, 이로 인해 열화상 획득의 사각지대를 최소화함으로써, 상시 수배전반 및 전력설비를 감시하면서, 통전부 온도, 열화 정도, 과부하 상태, 접촉불량 등을 열화상 분석 데이터로부터 가시적으로 고신뢰성의 판단을 가능하도록 하며, 이상상태 발생시 이를 스마트폰 등의 단말기를 통해서 주변 근무자 및 관제센터에 경고신호를 전송하도록 하고, 이로 인해 수배전반의 고장 예방 및 이를 통한 유지보수의 저감이 가능하고, 나아가 수배전반 고장에 따른 정전사고 및 전기화재와 같은 전기재해를 사전에 예방하도록 하는데 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention allows the thermal image acquisition section to be variable by moving the thermal imaging camera inside the switchboard, thereby minimizing the blind spot of thermal image acquisition, While monitoring the switchgear and power facilities, it is possible to visually determine the temperature of the energized part, the degree of deterioration, the overload condition, the contact failure, etc. from the thermal image analysis data, and when an abnormal condition occurs, it is possible to determine the surroundings through a terminal such as a smartphone. The purpose is to transmit a warning signal to workers and control centers, thereby preventing failure of the switchgear and reducing maintenance through it, and furthermore, to prevent electrical disasters such as power outages and electric fires caused by switchgear failures in advance. There is this.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will be easily understood through the description of the following embodiments.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 수배전반용 기기가 내부에 설치되는 외함; 상기 외함의 내측에 열화상을 획득하도록 위치하는 열화상카메라; 상기 열화상카메라를 열화상 획득 구간을 가변시키도록 승강시키는 승강기; 상기 승강기 및 상기 열화상카메라의 제어에 의해 상하 다수로 구획되는 구간 각각에 대한 열화상을 획득하도록 하는 제어부; 상기 열화상카메라에 의해 상기 구간 각각에 대한 열화상을 상하로 연결시키는 이미지연결부; 상기 이미지연결부에 의해 연결된 열화상에서 픽셀 각각에 대한 온도를 산출하는 온도산출부; 상기 온도산출부에 의한 온도 산출에 필요한 데이터 및 산출 결과를 저장하는 메모리부; 및 상기 제어부가 상기 온도산출부에 대한 산출 결과에 따라, 정해진 단말기 또는 시스템에 제공하기 위해 통신을 수행하도록 하는 통신부;를 포함하는, 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반이 제공된다.In order to achieve the object as described above, according to an aspect of the present invention, an enclosure in which a switchgear device is installed therein; A thermal imaging camera positioned to acquire a thermal image inside the enclosure; An elevator for raising and lowering the thermal image camera to vary a thermal image acquisition section; A control unit configured to acquire a thermal image for each section divided into a plurality of upper and lower sections under the control of the elevator and the thermal imaging camera; An image connector for connecting the thermal images for each of the sections vertically by the thermal imaging camera; A temperature calculator configured to calculate a temperature for each pixel in the thermal image connected by the image connector; A memory unit for storing data required for temperature calculation by the temperature calculation unit and a calculation result; And a communication unit for allowing the control unit to perform communication to provide to a predetermined terminal or system according to a result of the calculation of the temperature calculation unit. A switchboard having a deterioration diagnosis system is provided.
상기 제어부는, 상기 온도산출부에 의해 산출된 온도 중에서 최대 온도가 설정온도 ~ 설정온도+20℃의 범위 내인 경우, 열화상을 통한 온도 산출 주기에 따른 재점검을 수행하도록 제어하고, 상기 최대 온도가 설정온도+21℃ ~ 설정온도+40℃의 범위 내인 경우, 열화상을 통한 온도 산출 주기를 정해진 비율로 단축시키도록 제어하며, 상기 최대 온도가 설정온도+40℃를 초과하는 경우, 결함으로 판정하여 통신에 의하여 상기 단말기 또는 상기 시스템에 경보를 제공하도록 제어할 수 있다.The control unit controls to perform a re-check according to a temperature calculation cycle through a thermal image when a maximum temperature is within a range of a set temperature to a set temperature + 20°C among temperatures calculated by the temperature calculation unit, and the maximum temperature Is within the range of the set temperature +21℃ to the set temperature+40℃, the temperature calculation cycle through thermal imaging is controlled to be shortened by a fixed rate. If the maximum temperature exceeds the set temperature +40℃, it is defective. It is possible to determine and control to provide an alert to the terminal or the system by communication.
상기 승강기는, 상단에 위치하는 상부판과 하단에 위치하는 하부판이 서로 대향되어 이격되도록 수직판에 마련되고, 상기 외함의 내측에 수직되게 설치되는 프레임; 상기 상부판과 상기 하부판에 양단이 회전 가능하도록 수직되게 설치되는 리드스크루; 상기 리드스크루에 나사 결합되어, 상기 리드스크루의 회전에 의해 승강하는 볼스크루; 상기 볼스크루에 고정되는 승강부재; 상기 승강부재에 슬라이딩 결합되어 상기 리드스크루에 나란하도록 상기 프레임에 설치되는 승강가이드; 상기 리드스크루를 회전시키도록 상기 프레임에 설치되는 승강모터; 상기 승강부재의 측부에 마련되는 감지편을 감지하는 감지부가 상기 프레임에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 마련되는 카메라위치감지부; 상기 승강부재에 회전축이 수직을 이루도록 설치되는 틸팅모터; 및 상기 틸팅모터에 회전축에 고정되어 상기 틸팅모터의 구동에 의해 틸팅되고, 상기 화상카메라가 설치되는 틸팅부재;를 포함할 수 있다.The elevator includes a frame provided on a vertical plate such that an upper plate positioned at an upper end and a lower plate positioned at a lower end face each other and spaced apart from each other, and installed perpendicularly to the inside of the enclosure; A lead screw installed vertically so that both ends of the upper plate and the lower plate are rotatable; A ball screw that is screwed to the lead screw and moves up and down by the rotation of the lead screw; An elevating member fixed to the ball screw; An elevating guide slidingly coupled to the elevating member and installed in the frame so as to be parallel to the lead screw; An elevating motor installed on the frame to rotate the leadscrew; A camera position detecting unit provided in a plurality of sensing units provided on the side of the elevating member at intervals along the length direction of the frame; A tilting motor installed such that a rotation axis is perpendicular to the elevating member; And a tilting member fixed to a rotation shaft of the tilting motor, tilted by driving of the tilting motor, and installed with the image camera.
상기 승강모터와 상기 틸팅모터의 동작 제어에 의해, 수직으로 배열되는 다수의 열화상 중 일부 또는 전부가 좌측 또는 우측으로 틸팅되도록 촬영된 영상을 포함하도록 할 수 있다.By controlling the operation of the lifting motor and the tilting motor, it is possible to include an image photographed so that some or all of the plurality of vertically arranged thermal images are tilted to the left or right.
상기 외함의 내측에 고정되거나, 상기 승강기에 의해 승강되도록 설치되고, 아크발생을 감지하는 아크센서; 및 인공신경망을 이용한 머신러닝을 이용하여 상기 열화상의 픽셀 온도값에 대한 트렌드를 분석하고, 예측하는 모델을 구성하여, 현재의 산출값에 대한 이상유무를 판별하며, 향후 가용성능을 예측하도록 하되, 초기화데이터는 각 구역별 장치정보, 위치, 장치의 가용성능, 연평균 온도, 계절별 전력량, 기울기를 사용하며, 학습데이터는 현재 픽셀별 온도측정치, 현재 기울기, 현재 전력량, 상기 제어부로부터 입력받는 상기 아크센서의 측정값을 학습데이터로 입력하고, 출력되는 결과물은 가용일수를 표현하며, 사전정의된 장치의 수명을 예측하여, 출력되는 결과물을 다시 학습데이터로 입력하여 학습하도록 하는 머신러닝판단부;를 더 포함할 수 있다.An arc sensor that is fixed to the inside of the enclosure or is installed to be elevated by the elevator, and detects an arc occurrence; And machine learning using an artificial neural network to analyze and predict the trend of the pixel temperature value of the thermal image, to determine the presence or absence of an abnormality in the current calculated value, and to predict future availability. Initialization data uses device information, location, device availability, annual average temperature, seasonal wattage, and slope, and learning data includes current pixel-specific temperature measurement, current slope, current wattage, and the arc sensor input from the control unit. A machine learning judgment unit that inputs the measured value of as learning data, the output result represents the number of days available, predicts the life of a predefined device, and inputs the output result again as learning data to learn; Can include.
본 발명에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에 의하면, 열화상 카메라를 수배전반 내측에서 이동시킴으로써, 열화상 획득 구간의 가변이 가능하도록 하고, 이로 인해 열화상 획득의 사각지대를 최소화함으로써, 상시 수배전반 및 전력설비를 감시하면서, 통전부 온도, 열화 정도, 과부하 상태, 접촉불량 등을 열화상 분석 데이터로부터 가시적으로 고신뢰성의 판단을 가능하도록 하며, 이상상태 발생시 이를 스마트폰 등의 단말기를 통해서 주변 근무자 및 관제센터에 경고신호를 전송할 수 있고, 이로 인해 수배전반의 고장 예방 및 이를 통한 유지보수의 저감이 가능하고, 나아가 수배전반 고장에 따른 정전사고 및 전기화재와 같은 전기재해를 사전에 예방하는 효과를 가진다.According to the switchboard having a deterioration diagnosis system that eliminates the blind spot of thermal imaging according to the present invention, by moving the thermal imaging camera inside the switchboard, it is possible to change the section for obtaining a thermal image, thereby minimizing the blind spot of obtaining a thermal image. By doing so, it is possible to determine the high reliability visually from the thermal image analysis data, such as the temperature of the energized part, the degree of deterioration, the overload condition, and the poor contact, while monitoring the power distribution board and power equipment at all times. Through this, warning signals can be transmitted to nearby workers and control centers, thereby preventing failure of the switchboard and reducing maintenance through this, and further preventing electrical disasters such as power outages and electric fires caused by switchboard failures. Has the effect of
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반을 도시한 내부도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에서 아크센서를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에서 승강기를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에서 획득된 열화상 이미지 연결을 설명하기 위한 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에서 획득된 열화상 이미지의 데이터 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반의 머신러닝판단부에 의한 순환신경망중 LSTM 신경망 구조예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에서 센서값을 표본 분포하여 2차원 그래프에 출력한 것이다.1 is an interior view showing a switchgear having a deterioration diagnosis system that eliminates a thermal image blind spot according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a switchgear having a deterioration diagnosis system that eliminates a blind spot on a thermal image according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing an arc sensor in a switchgear having a deterioration diagnosis system that eliminates a blind spot on a thermal image according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating an elevator in a switchgear having a deterioration diagnosis system that eliminates a blind spot on a thermal image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an image for explaining connection of a thermal image acquired in a switchboard having a deterioration diagnosis system that eliminates a thermal image blind spot according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining data processing of a thermal image acquired in a switchboard having a deterioration diagnosis system that eliminates a thermal image blind spot according to an embodiment of the present invention.
7 shows an example of the structure of an LSTM neural network among circulatory neural networks by a machine learning judgment unit of a switchboard having a deterioration diagnosis system that eliminates a thermal blind spot according to an embodiment of the present invention.
8 is a sample distribution of sensor values in a switchboard having a deterioration diagnosis system that eliminates thermal blind spots according to an exemplary embodiment of the present invention, and outputs them to a two-dimensional graph.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다. In the present invention, various changes may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, and should be understood in a way that includes all changes, equivalents, or substitutes included in the technical spirit and scope of the present invention, and may be modified in various other forms. It can be, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same reference numerals are assigned to the same or corresponding components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반을 도시한 내부도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반을 도시한 구성도이다.1 is an interior view showing a switchboard having a deterioration diagnosis system that eliminates thermal blind spots according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a deterioration diagnosis system that eliminates thermal blind spots according to an embodiment of the present invention. It is a configuration diagram showing a switchgear having a.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반(100)은 외함(110), 열화상카메라(120), 승강기(130), 제어부(140), 이미지연결부(150), 온도산출부(160), 메모리부(210) 및 통신부(250)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
외함(110)은 수배전반용 기기(111,112)가 내부에 설치되는데, 이러한 기기(111,112)로는 분전반, MCC반(Motor Control Center Panel), 저압반, 고압반, 변압기반 및 특고압반은 물론, 전력계통으로부터 수용가에 전력을 공급하기 위하여 필요한 각종 계기류, 주회로 개폐장치 및 보호 계전기 등을 포함할 수 있다. The
열화상카메라(120)는 외함(110)의 내측에 열화상을 획득하도록 위치하는데, 후술하게 될 승강기(130)에 의해 외함(110) 내측에서 승강하도록 설치된다.The
도 1 및 도 4를 참조하면, 승강기(130)는 열화상카메라(120)를 열화상 획득 구간을 가변시키도록 승강시킨다. 승강기(130)는 프레임(131), 리드스크루(132), 볼스크루(133), 승강부재(134), 승강가이드(135), 승강모터(136), 카메라위치감지부(137), 틸팅모터(138) 및 틸팅부재(139)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 4, the
프레임(131)은 상단에 위치하는 상부판(131a)과 하단에 위치하는 하부판(131b)이 서로 대향되어 이격되도록 수직판(131c)에 마련될 수 있고, 외함(200)의 내측에 수직되게 설치될 수 있다. 프레임(131)은 수직판(131c) 등을 볼팅이나 브라켓 또는 끼움 방식 등의 결합 구조에 의해 외함(200)의 내측에 고정되도록 할 수 있다.The
리드스크루(132)는 상부판(131a)과 하부판(131b)에 양단이 회전 가능하도록 수직되게 설치될 수 있다. 리드스크루(132)는 회전시 마찰을 최소화하도록 상부판(131a)과 하부판(131b)에 양단이 베어링을 매개로 설치될 수 있다.The
볼스크루(133)는 리드스크루(132)에 나사 결합되어, 리드스크루(132)의 회전에 의해 승강하도록 설치될 수 있다. The
승강부재(134)는 볼스크루(133)에 고정될 수 있다. 승강부재(134)는 일례로 본 실시례에서처럼 판상부재로 이루어질 수 있고, 일측면에 볼스크루(133)가 볼팅이나 브라켓 등에 의해 고정되도록 하거나, 내측에 노출 가능하도록 매립될 수 있다.The
승강가이드(135)는 승강부재(134)에 슬라이딩 결합되어 리드스크루(132)에 나란하도록 프레임(131)에 설치될 수 있다. 승강가이드(135)는 구체적으로 승강부재(134)에 마련되는 슬라이딩결합부(134a)에 슬라이딩 결합되는 직선부재로서, 수직부재(131c)의 일측면에 볼팅이나 브라켓 등으로 고정될 수 있다.The
승강모터(136)는 리드스크루(132)를 회전시키도록 프레임(131)에 설치될 수 있다. 승강모터(136)는 예컨대 브라켓(136a)에 의해 하부판(131b)에 수직되게 고정될 수 있고, 본 실시례에서처럼 직접 리드스크루(132)에 회전축이 연결되거나, 감속기나 다수의 기어 또는 체인 및 스프라켓 등을 사용하여 리드스크루(132)에 회전력을 제공할 수도 있다. 승강모터(136)는 회전량 제어를 위하여, 서보 모터 또는 스텝 모터 등으로 이루어질 수 있다.The
카메라위치감지부(137)는 승강부재(134)의 측부에 마련되는 감지편(137a)을 감지하는 감지부(137b)가 프레임(131)에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 마련될 수 있다. 여기서 감지부(137b)는 예컨대 접촉에 의해 감지를 수행하는 스위치 방식이거나, 본 실시례에서처럼 감지편(137a)을 사이에 두고 그 양측에서 서로 대향되게 설치되는 발광소자와 수광소자로 이루어져서 발광소자로부터 출력되는 광이 수광소자에 수신되는지 여부에 따라 감지를 수행할 수 있다. 따라서, 제어부(140)는 카메라위치감지부(137)를 통해서 열화상카메라(120)의 수직 위치를 판별하고, 이를 통해 구간별 열화상을 각각 획득하도록 열화상카메라(120)의 높이를 제어할 수 있다. 예컨대 제어부(140)는 카메라위치감지부(137)를 통해서 열화상카메라(120)의 위치가 감지할 때마다 열화상카메라(120)를 정지시킨 상태에서 열화상을 획득하도록 할 수 있다. The camera
틸팅모터(138)는 승강부재(134)에 회전축이 수직을 이루도록 설치될 수 있다. 틸팅모터(138)는 예컨대 브라켓(138a)에 의해 승강부재(134)에 고정될 수 있고, 본 실시례에서처럼 직접 틸팅부재(139)에 회전축이 연결되거나, 감속기나 다수의 기어 또는 체인 및 스프라켓 등을 사용하여 틸팅부재(139)에 회전력을 제공할 수도 있다. 틸팅모터(138)는 회전량 제어를 위하여, 서보 모터 또는 스텝 모터 등으로 이루어질 수 있다.The tilting
틸팅부재(139)는 틸팅모터(138)에 회전축에 고정되어 틸팅모터(138)의 구동에 의해 틸팅되고, 열화상카메라(120)가 설치될 수 있다. 틸팅부재(139)는 축고정부(139a)에 의해 틸팅모터(138)의 회전축에 고정될 수 있다. 틸팅부재(139)는 열화상카메라(120)가 내측에 수용되기 위한 공간을 제공하도록 예컨대 하우징 구조를 가질 수 있는데, 이 경우, 열화상카메라(120)의 촬영을 위해 외기와 연결되도록 개구가 형성될 수 있다. 한편 틸팅부재(139) 내에는 슬릿이나 관통홀 등을 통해 외기와 연결됨으로써 아크발생을 감지하도록 하는 아크센서(190)가 설치될 수도 있다. 따라서, 아크센서(190)는 승강기(130)에 의해 아크발생 감지 구간을 가변시킬 수 있으며, 이로 인해 아크발생의 감지에 대한 사각지대를 없애도록 할 수 있다.The tilting
도 2를 참조하면, 제어부(140)는 승강기(130) 및 열화상카메라(120)의 제어에 의해 상하 다수로 구획되는 구간 각각에 대한 열화상을 획득하도록 하고, 이러한 열화상의 획득 및 온도 산출을 위한 제어를 정해진 주기마다 수행하도록 할 수 있는데, 여기서 정해진 주기는 수배전반(100)의 규모, 구조, 특성 및 설치 위치 등에 따라 1~100분 사이 또는 그 밖에 다양한 시간 간격을 가지도록 할 수 있다. 한편, 제어부(140)는 후술하게 될 온도산출부(160)에 의해 산출된 온도 중에서 최대 온도가 설정온도 ~ 설정온도+20℃의 범위 내인 경우, 열화상을 통한 온도 산출 주기에 따른 재점검을 수행하도록 제어하고, 최대 온도가 설정온도+21℃ ~ 설정온도+40℃의 범위 내인 경우, 열화상을 통한 온도 산출 주기를 정해진 비율, 예컨대 설정된 온도 산출 주기에 대하여 20~80%로 단축시키도록 제어하며, 최대 온도가 설정온도+40℃를 초과하는 경우, 결함으로 판정하여, 통신에 의하여 단말기 또는 시스템에 경보를 제공하도록 제어할 수 있다.Referring to FIG. 2, the controller 140 acquires a thermal image for each section divided into a plurality of top and bottom under the control of the
제어부(140)는 필요에 의해 미리 정해진 바에 따라, 승강모터(136)와 틸팅모터(138)의 동작 제어에 의해, 수직으로 배열되는 다수의 열화상 중 일부 또는 전부가 좌측 또는 우측으로 틸팅되도록 촬영된 영상을 포함되도록 하고, 이로 인해 발열의 감시 영역이 수직의 2차원 배열이 아닌 수직 및 좌우의 3차원 배열인 경우에 쉽게 대응하도록 함으로써, 3차원으로 배열되는 발열의 감시 영역에 대한 열화상 획득을 가능하도록 할 수 있다. 이 경우, 이미지연결부(150)는 3차원으로 배열되는 열화상을 이에 상응하도록 3차원으로 연결할 수 있음은 물론이다.The control unit 140 takes a picture so that some or all of the vertically arranged thermal images are tilted to the left or the right by controlling the operation of the lifting
이미지연결부(150)는 열화상카메라(120)에 의해 구간 각각에 대한 열화상을 상하로 연결시킨다. 도 5에서는 상하 구간을 3개로 구획하는 경우, 열화상의 연결을 나타낸다. 이미지연결부(150)는 열화상카메라(120)의 위치정보를 제어부(140) 또는 카메라위치감지부(137) 또는 미리 정해진 촬영횟수의 카운트 설정 등에 의해 열화상의 상하 위치 정보를 판단하여, 다수의 열화상이 실제 촬영 영역에 해당하도록 배치 및 연결시킨다. The
온도산출부(160)는 이미지연결부(150)에 의해 연결된 열화상을 다수의 픽셀로 구획하고, 구획된 픽셀 각각에 대한 온도를 산출하도록 하는데, 열화상의 픽셀 각각에 대한 온도 산출은 메모리부(210)에 저장된 사전에 정의된 색상과 온도간의 상데이터를 기반으로 픽셀 각각의 온도를 산출하도록 할 수 있다. 온도산출부(160)는 열화상의 픽셀 각각에 대한 온도 산출에 따라 이를 점수로서 나타낼 수도 있다. The
메모리부(210)는 온도산출부(160)에 의한 온도 산출에 필요한 데이터 및 산출 결과를 저장하고, 동작에 필요한 각종 데이터 및 프로그램 등을 저장할 수 있으며, 제어부(140), 온도산출부(160) 등이 요청하는 데이터를 제공할 수 있다. The
통신부(250)는 제어부(140)가 온도산출부(150)에 대한 산출 결과에 따라, 정해진 단말기 또는 시스템에 제공하기 위해 통신을 수행하도록 한다. 통신부(250)는 외부 기기와의 통신을 위하여, Wi-Fi, 3G, LTE, 5G 등을 비롯하여, 다양한 무선 또는 유선 통신 방식이 적용될 수 있다. 여기서, 외부 기기는 수배전반(10)에 대한 관리 권한을 가지는 관리자나 사용자 등의 단말기나 수배전반(100)의 관리를 맡은 관제시스템 등일 수 있는데, 단말기는 어플리케이션이나 프로그램의 동작에 의해 데이터나 특정 프로세스를 수행함과 아울러, 무선이나 유선 통신을 가능하도록 하는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 또는 PC 등과 같은 정보 처리 및 통신 기기가 사용될 수 있다. 한편, 단말기나 시스템은 본 발명에 의한 서비스를 제공받기 위한 기능을 수행하도록 하는 어플리케이션이나 프로그램의 설치 및 구동을 필요로 할 수 있다. The
본 발명의 일 실시례에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반(100)은 동작에 필요한 전원을 외부로부터 제공받아 공급하도록 하는 전원공급부(220)와, 데이터나 명령의 입력을 위한 키보드나 터치패널 또는 버튼이나 스위치 등으로 구성되는 입력부(230)와, 동작상태 및 데이터의 디스플레이를 위한 디스플레이부(240)를 더 포함할 수 있고, 나아가서, 외함(110)의 내측에 고정되거나, 승강기(130)에 의해 승강되도록 설치되고, 아크발생을 감지하는 아크센서(190)와, 인공신경망을 이용한 머신러닝을 이용하여 열화상의 픽셀 온도값에 대한 트렌드를 분석하고, 예측하는 모델을 구성하여, 현재의 산출값에 대한 이상유무를 판별하며, 향후 가용성능을 예측하도록 하는 머신러닝판단부(180)를 더 포함할 수 있다. The
도 2 및 도 3을 참조하면, 아크센서(190)는 외함(110)의 내측에 설치되고, 아크 발생을 감지하도록 한다. 아크센서(190)는 예컨대 UV 아크센서로 이루어질 수 있는데, 이를 위해 일례로, 외부로부터 공급되는 동작 전원이 정전압을 유지하도록 하는 정전압부(191)와, 정전압부(191)에 의해 유지되는 정전압을 동작에 필요한 전압으로 변환시키는 고전압DC-DC컨버터(192)와, UV에 대하여 신호를 발생시키도록 하는 UV센서(193)와, UV센서(193)로부터 출력되는 신호를 처리하여 출력하는 신호처리회로(194)를 포함할 수 있다. 아크센서(190)는 예컨대 UV영역이 185~260nm 측정을 가능하도록 하고, 감지거리 3m 이격 거리에서 5mm 이상의 아크를 측정할 수 있는데, 평상시 진폭을 갖는 펄스가 출력되고, 아크 발생시 UV센서(193)가 도통되어 진폭이 없는 출력을 발생하게 됨으로써, 아크 발생을 감지할 수 있도록 한다.2 and 3, the
머신러닝판단부(180)는 인공신경망을 이용한 머신러닝을 이용하여 열화상의 픽셀 온도값에 대한 트렌드를 분석하고, 예측하는 모델을 구성하여, 현재의 산출값에 대한 이상유무를 판별하며, 향후 가용성능을 예측하도록 하되, 초기화데이터는 각 구역별 장치정보, 위치, 장치의 가용성능, 연평균 온도, 계절별 전력량, 기울기를 사용하며, 학습데이터는 현재 픽셀별 온도측정치, 현재 기울기, 현재 전력량, 제어부로부터 입력받는 아크센서(190)의 측정값을 학습데이터로 입력하고, 출력되는 결과물은 가용일수를 표현하며, 사전정의된 장치의 수명을 예측하여, 출력되는 결과물을 다시 학습데이터로 입력하여 학습하도록 한다.The machine
온도산출부(160)는 열화상카메라(120)로부터 획득한 열화상의 픽셀별 온도 변화에 따른 변화치를 수치화하여 온도에 따른 변화추이를 메모리부(210)에 저장할 수 있다. 저장된 수치화된 데이터는 사전에 정의하는 설정온도, 즉 가용온도 내의 수치와 비교되며, 가용온도 내의 수치 밖의 범위에 도달시, 제어부(140)가 이벤트를 발생하는 기능을 하도록 하고, 수치화된 데이터는 후술하게 될 머신러닝판단부(180)에서의 인공 신경망의 입력값으로서 사용될 수 있다. 머신러닝판단부(180)는 열화상카메라(120)로부터 획득한 열화상의 픽셀별 온도에 따른 열원의 형태를 판단할 수 있다. 또한 열원 및 비열원의 경계를 머신러닝판단부(180)에 의한 학습으로 열원을 기준으로 형상을 구분할 수 있게 된다. 머신러닝판단부(180)는 좀 더 세부적인 정확도를 위해 최초 2차원 기반의 좌표계를 기준으로 기기의 위치를 정의하고, 열화상의 픽셀 배열과 기기의 좌표를 동기화하여 형상을 완성하도록 할 수 있다. 또한 픽셀별 데이터를 기준으로 6~9사이의 값을 군집하면, 도 6에서와 같은 군집형태를 가진다. 따라서, 머신러닝판단부(180)에 의해 군집된 형상만을 구분하면, 열원에 대한 형상의 기본을 정의할 수 있게 된다. 0~5의 값은 열원에 대한 방출로 보며, 군집대상에서 제외할 수 있다. 군집형태 기반으로 전체 형상에 대한 감시중 도출할 수 있는 이점은 군집형태 및 다른 지점의 특이점 확인에 용이하도록 한다. 평시의 픽셀 데이터를 학습중 군집형태 외에 특이 픽셀이 나타날 경우 해당 부분의 계전기 및 기기의 영향을 쉽게 도출할 수 있다The
또한 머신러닝판단부(180)는 인공신경망을 이용한 머신러닝을 이용하여 센서 관측값에 대한 트렌드를 분석, 예측하는 모델을 구성하여 현재의 관측값에 대한 이상유무를 판별, 향후 가용성능을 예측한다. 머신러닝에서 기본적인 신경망 구조는 도 7에서와 같이, 순환신경망(RNN)중 LSTM(Long-Short Term Memory)를 이용할 수 있다. 전기, 전자 장치의 이상유무를 판별하기 위해서, 현재의 상태외 이전의 이력들이 현재 상태 파악에 주요한 영향을 주게 된다. 온도, 기울기, 전력량 등 이전 트렌트를 저장하여, 현재의 값과 같이 입력으로 사용하게 되어, 고장 예측에 보다 정확성을 주도록 할 수 있다. 이러한 이유로 LSTM을 사용한다. 초기화 데이터는 각 구역별 장치정보, 위치, 장치의 가용성능, 연평균 온도, 계절별 전력량, 기울기를 사용하는데, 학습데이터는 현재 픽셀별 온도측정치, 현재 기울기, 현재 전력량, 제어부(140)로부터 입력받는 아크센서(190)의 값을 학습데이터로 입력할 수 있다. 출력되는 결과물은 가용일수를 표현하며, 사전정의된 장치의 수명을 예측할 수 있는데, 이 출력되는 결과물은 다시 학습데이터로 입력되어 학습하도록 할 수 있다. LSTM 신경망에서, 은닉층의 노드 값을 계산할 때 이전 노드값을 모두 활용한다. 노드값은 아래의 수학식 1에 의해 계산된다. In addition, the machine
위의 수학식으로 은닉층의 상태를 업데이트하기에 시계열 데이터에서 패턴변화를 감지할 수 있게 된다. 또한 LSTM은 메모리를 이전 은닉층의 상태값까지 고려하는 구조를 뛴다. 초기 입력 데이터는 군집화하여 배열화하여 저장 학습한다. 초기화 데이터는 이군집화 데이터의 경계점을 설정하는 기본값으로 주어지며, 경제점 경계부분의 폭을 기준으로 정상, 이상, 교체 필요 등의 결과를 예측할 수 있다. 도 8에서는 센서값을 표본 분포하여 2차원 그래프에 출력한 형태이며, 이를 보면 센서값들이 일정한 군집을 이루고 있는 것을 알 수 있다. 이에 따라 군집된 데이터의 특이점을 분석하고, 이를 학습하도록 한다. 초기화 데이터는 정상범위의 경계범위를 지정하며, 그 밖의 범위는 이상, 점검으로 판단할 수 있다. Since the state of the hidden layer is updated by the above equation, it is possible to detect a pattern change in the time series data. In addition, the LSTM skips a structure that considers the memory even the state value of the previous hidden layer. Initial input data is clustered and arranged to be stored and learned. Initialization data is given as a default value for setting the boundary point of the clustered data, and results such as normal, abnormal, and replacement need can be predicted based on the width of the boundary of the economic point. In FIG. 8, the sensor values are sampled and output on a two-dimensional graph, and it can be seen that sensor values form a constant cluster. Accordingly, the singularity of the clustered data is analyzed and learned. Initialization data designates the boundary range of the normal range, and other ranges can be determined by abnormality or inspection.
이와 같은 본 발명에 따른 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반에 따르면, 열화상 카메라를 수배전반 내측에서 이동시킴으로써, 열화상 획득 구간의 가변이 가능하도록 하고, 이로 인해 열화상 획득의 사각지대를 최소화함으로써, 상시 수배전반 및 전력설비를 감시하면서, 통전부 온도, 열화 정도, 과부하 상태, 접촉불량 등을 열화상 분석 데이터로부터 가시적으로 고신뢰성의 판단을 가능하도록 하며, 이상상태 발생시 이를 스마트폰 등의 단말기를 통해서 주변 근무자 및 관제센터에 경고신호를 전송할 수 있고, 이로 인해 수배전반의 고장 예방 및 이를 통한 유지보수의 저감이 가능하고, 나아가 수배전반 고장에 따른 정전사고 및 전기화재와 같은 전기재해를 사전에 예방하는 효과를 가진다.According to the switchboard having a deterioration diagnosis system that eliminates the blind spot of thermal imaging according to the present invention, by moving the thermal imaging camera inside the switchboard, it is possible to change the section for obtaining a thermal image, and thereby, a blind spot for obtaining a thermal image. By minimizing, it is possible to determine the high reliability visually from the thermal image analysis data, such as the temperature of the energized part, the degree of deterioration, the overload condition, and poor contact, while monitoring the power supply and distribution board and power equipment at all times. It is possible to transmit a warning signal to nearby workers and control centers through the terminal of the switchboard, thereby preventing failure of the switchgear and reducing maintenance through this, and furthermore, electrical disasters such as power outages and electric fires caused by switchgear failures can be prevented in advance. It has a preventive effect.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, but, of course, various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims and equivalents as well as the claims to be described later.
110 : 외함 111,112 : 기기
120 : 열화상카메라 130 : 승강기
131 : 프레임 131a : 상부판
131b : 하부판 131c : 수직판
132 : 리드스크루 133 : 볼스크루
134 : 승강부재 135 : 승강가이드
136 : 승강모터 136a : 브라켓
137 : 카메라위치감지부 137a : 감지편
137b : 감지부 138 : 틸팅모터
138a : 브라켓 139 : 틸팅부재
139a : 축고정부 140 : 제어부
150 : 이미지연결부 160 : 온도산출부
170 : 열원형태추출부 180 : 머신러닝판단부
190 : 아크센서 191 : 정전압부
192 : 고전압DC-DC컨버터 193 : UV센서
194 : 신호처리회로 210 : 메모리부
220 : 전원공급부 230 : 입력부
240 : 디스플레이부 250 : 통신부110: enclosure 111,112: device
120: thermal imaging camera 130: elevator
131:
131b:
132: lead screw 133: ball screw
134: lifting member 135: lifting guide
136: elevating
137: camera
137b: sensing unit 138: tilting motor
138a: bracket 139: tilting member
139a: axis fixing government 140: control unit
150: image connection unit 160: temperature calculation unit
170: heat source shape extraction unit 180: machine learning judgment unit
190: arc sensor 191: constant voltage part
192: high voltage DC-DC converter 193: UV sensor
194: signal processing circuit 210: memory unit
220: power supply unit 230: input unit
240: display unit 250: communication unit
Claims (5)
상기 외함의 내측에 열화상을 획득하도록 위치하는 열화상카메라;
상기 열화상카메라를 열화상 획득 구간을 가변시키도록 승강시키는 승강기;
상기 승강기 및 상기 열화상카메라의 제어에 의해 상하 다수로 구획되는 구간 각각에 대한 열화상을 획득하도록 하는 제어부;
상기 열화상카메라에 의해 상기 구간 각각에 대한 열화상을 상하로 연결시키는 이미지연결부;
상기 이미지연결부에 의해 연결된 열화상에서 픽셀 각각에 대한 온도를 산출하는 온도산출부;
상기 온도산출부에 의한 온도 산출에 필요한 데이터 및 산출 결과를 저장하는 메모리부;
상기 제어부가 상기 온도산출부에 대한 산출 결과에 따라, 정해진 단말기 또는 시스템에 제공하기 위해 통신을 수행하도록 하는 통신부;
상기 외함의 내측에 고정되거나, 상기 승강기에 의해 승강되도록 설치되고, 아크발생을 감지하는 아크센서; 및
인공신경망을 이용한 머신러닝을 이용하여 상기 열화상의 픽셀 온도값에 대한 트렌드를 분석하고, 예측하는 모델을 구성하여, 현재의 산출값에 대한 이상유무를 판별하며, 향후 가용성능을 예측하도록 하되, 초기화데이터는 각 구역별 장치정보, 위치, 장치의 가용성능, 연평균 온도, 계절별 전력량, 기울기를 사용하며, 학습데이터는 현재 픽셀별 온도측정치, 현재 기울기, 현재 전력량, 상기 제어부로부터 입력받는 상기 아크센서의 측정값을 학습데이터로 입력하고, 출력되는 결과물은 가용일수를 표현하며, 사전정의된 장치의 수명을 예측하여, 출력되는 결과물을 다시 학습데이터로 입력하여 학습하도록 하는 머신러닝판단부;
를 포함하고,
상기 승강기는,
상단에 위치하는 상부판과 하단에 위치하는 하부판이 서로 대향되어 이격되도록 수직판에 마련되고, 상기 외함의 내측에 수직되게 설치되는 프레임;
상기 상부판과 상기 하부판에 양단이 회전 가능하도록 수직되게 설치되는 리드스크루;
상기 리드스크루에 나사 결합되어, 상기 리드스크루의 회전에 의해 승강하는 볼스크루;
상기 볼스크루에 고정되는 승강부재;
상기 승강부재에 슬라이딩 결합되어 상기 리드스크루에 나란하도록 상기 프레임에 설치되는 승강가이드;
상기 리드스크루를 회전시키도록 상기 프레임에 설치되는 승강모터;
상기 승강부재의 측부에 마련되는 감지편을 감지하는 감지부가 상기 프레임에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 마련되는 카메라위치감지부;
상기 승강부재에 회전축이 수직을 이루도록 설치되는 틸팅모터; 및
상기 틸팅모터에 회전축에 고정되어 상기 틸팅모터의 구동에 의해 틸팅되고, 상기 열화상카메라가 설치되는 틸팅부재;
를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 승강모터와 상기 틸팅모터의 동작 제어에 의해, 수직으로 배열되는 다수의 열화상 중 일부 또는 전부가 좌측 또는 우측으로 틸팅되도록 촬영된 영상을 포함하도록 하는 것을 특징으로 하는, 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반.An enclosure in which a switchgear device is installed inside;
A thermal imaging camera positioned to acquire a thermal image inside the enclosure;
An elevator for raising and lowering the thermal image camera to vary a thermal image acquisition section;
A control unit configured to acquire a thermal image for each section divided into a plurality of upper and lower sections under the control of the elevator and the thermal imaging camera;
An image connection unit connecting the thermal images for each of the sections vertically by the thermal imaging camera;
A temperature calculator configured to calculate a temperature for each pixel in the thermal image connected by the image connector;
A memory unit for storing data required for temperature calculation by the temperature calculation unit and a calculation result;
A communication unit configured to allow the control unit to perform communication to provide to a predetermined terminal or system according to the calculation result of the temperature calculation unit;
An arc sensor fixed to the inside of the enclosure or installed to be raised and lowered by the elevator, and detecting an arc occurrence; And
Using machine learning using an artificial neural network, the trend of the pixel temperature value of the thermal image is analyzed and a prediction model is constructed to determine whether there is an abnormality in the current calculated value, and to predict the future availability, but initialize The data uses the device information for each zone, the location, the availability of the device, the annual average temperature, the seasonal wattage, and the slope, and the learning data is the current temperature measurement value for each pixel, the current slope, the current wattage, and the arc sensor input from the controller. A machine learning judgment unit that inputs the measured value as learning data, the output result represents the number of days available, predicts the life of a predefined device, and inputs the output result again as learning data to learn;
Including,
The elevator,
A frame provided on a vertical plate such that an upper plate positioned at an upper end and a lower plate positioned at a lower end face each other and spaced apart from each other, and installed perpendicularly to the inner side of the enclosure;
A lead screw installed vertically so that both ends of the upper plate and the lower plate are rotatable;
A ball screw that is screwed to the lead screw and moves up and down by the rotation of the lead screw;
An elevating member fixed to the ball screw;
An elevating guide slidingly coupled to the elevating member and installed in the frame so as to be parallel to the lead screw;
An elevating motor installed on the frame to rotate the leadscrew;
A camera position detecting unit provided in a plurality of sensing units provided on the side of the elevating member at intervals along the length direction of the frame;
A tilting motor installed such that a rotation axis is perpendicular to the elevating member; And
A tilting member fixed to a rotation shaft of the tilting motor, tilted by driving of the tilting motor, and installed with the thermal imager;
Including,
The control unit,
By controlling the operation of the lifting motor and the tilting motor, it is characterized in that it includes an image photographed so that some or all of the plurality of vertically arranged thermal images are tilted to the left or right. Switchgear with deterioration diagnosis system.
상기 제어부는,
상기 온도산출부에 의해 산출된 온도 중에서 최대 온도가 설정온도 ~ 설정온도+20℃의 범위 내인 경우, 열화상을 통한 온도 산출 주기에 따른 재점검을 수행하도록 제어하고, 상기 최대 온도가 설정온도+21℃ ~ 설정온도+40℃의 범위 내인 경우, 열화상을 통한 온도 산출 주기를 정해진 비율로 단축시키도록 제어하며, 상기 최대 온도가 설정온도+40℃를 초과하는 경우, 결함으로 판정하여 통신에 의하여 상기 단말기 또는 상기 시스템에 경보를 제공하도록 제어하는, 열화상 사각지대를 없앤 열화 진단시스템을 가지는 수배전반.The method according to claim 1,
The control unit,
If the maximum temperature is within the range of the set temperature to the set temperature + 20°C among the temperatures calculated by the temperature calculation unit, the temperature is controlled to perform re-check according to the temperature calculation cycle through thermal images, and the maximum temperature is set temperature + If the temperature is within the range of 21℃ to +40℃, the temperature calculation cycle through thermal imaging is controlled to be shortened by a fixed rate. If the maximum temperature exceeds the set temperature +40℃, it is determined as a defect and A switchgear having a deterioration diagnosis system that eliminates a blind spot for thermal imaging, controlling to provide an alarm to the terminal or the system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190112089A KR102214964B1 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Switchgear with deterioration diagnosis system that eliminates blind spots |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190112089A KR102214964B1 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Switchgear with deterioration diagnosis system that eliminates blind spots |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102214964B1 true KR102214964B1 (en) | 2021-02-10 |
Family
ID=74560827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190112089A KR102214964B1 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Switchgear with deterioration diagnosis system that eliminates blind spots |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102214964B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102317883B1 (en) * | 2021-06-07 | 2021-10-27 | 이앤에이치(주) | Thermal imaging monitoring switchboard using artificial intelligence |
KR20230047833A (en) * | 2021-10-01 | 2023-04-10 | 주식회사 이음아이씨티 | System for sensing fire of electrical installations |
CN117309668A (en) * | 2023-09-21 | 2023-12-29 | 东南大学 | Portable automatic detection equipment and detection method for steel wire corrosion |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101171723B1 (en) * | 2012-03-07 | 2012-08-09 | 한선화 | Temperature and humidity intelligent sensing unit of distributing board and system for intelligent sensing temperature and humidity and remote auto controlling of switchgear and automatic control panel |
KR101421588B1 (en) * | 2014-03-17 | 2014-07-23 | 지투파워 (주) | A deterioration diagnosing method for a distributing board, motor control panel, and cabinet panel based on temperature area variations of the IR image for 2 Dimensional thermopile array |
KR101457881B1 (en) * | 2014-06-11 | 2014-11-04 | 지투파워 (주) | An intelligent detecting system for arc or corona generation in a distributing board with ultra-sonic probes |
KR101570640B1 (en) * | 2015-02-03 | 2015-11-20 | 주식회사 주왕산업 | Remote monitoring system for high voltage package switchgear, low voltage package switchgear, distribute board, motor control center using the thermal imaging camera |
-
2019
- 2019-09-10 KR KR1020190112089A patent/KR102214964B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101171723B1 (en) * | 2012-03-07 | 2012-08-09 | 한선화 | Temperature and humidity intelligent sensing unit of distributing board and system for intelligent sensing temperature and humidity and remote auto controlling of switchgear and automatic control panel |
KR101421588B1 (en) * | 2014-03-17 | 2014-07-23 | 지투파워 (주) | A deterioration diagnosing method for a distributing board, motor control panel, and cabinet panel based on temperature area variations of the IR image for 2 Dimensional thermopile array |
KR101457881B1 (en) * | 2014-06-11 | 2014-11-04 | 지투파워 (주) | An intelligent detecting system for arc or corona generation in a distributing board with ultra-sonic probes |
KR101570640B1 (en) * | 2015-02-03 | 2015-11-20 | 주식회사 주왕산업 | Remote monitoring system for high voltage package switchgear, low voltage package switchgear, distribute board, motor control center using the thermal imaging camera |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102317883B1 (en) * | 2021-06-07 | 2021-10-27 | 이앤에이치(주) | Thermal imaging monitoring switchboard using artificial intelligence |
KR20230047833A (en) * | 2021-10-01 | 2023-04-10 | 주식회사 이음아이씨티 | System for sensing fire of electrical installations |
KR102606324B1 (en) * | 2021-10-01 | 2023-11-24 | 주식회사 이음아이씨티 | System for sensing fire of electrical installations |
CN117309668A (en) * | 2023-09-21 | 2023-12-29 | 东南大学 | Portable automatic detection equipment and detection method for steel wire corrosion |
CN117309668B (en) * | 2023-09-21 | 2024-05-31 | 东南大学 | Portable automatic detection equipment and detection method for steel wire corrosion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102214964B1 (en) | Switchgear with deterioration diagnosis system that eliminates blind spots | |
KR100984679B1 (en) | Estimation system of detecting the deterioration of switchgear by using a heat image camera | |
EP3409629B1 (en) | Image analytics for elevator maintenance | |
KR101570640B1 (en) | Remote monitoring system for high voltage package switchgear, low voltage package switchgear, distribute board, motor control center using the thermal imaging camera | |
CN105466599B (en) | A kind of server cabinet device for detecting temperature and monitoring method | |
KR102154854B1 (en) | The detection system of the electrical panel using AI and big data | |
US20120242321A1 (en) | Photovoltaic power generation system | |
KR20170047979A (en) | Degradation diagnosis system using a thermo-graphic camera in a distributing board | |
KR101194021B1 (en) | Distributing board using many area temperature sensing | |
KR100844961B1 (en) | Method and system for automatically diagnosing electronic equipment using pattern recognition of thermal image | |
KR102303585B1 (en) | A method of detecting abnormal signs of switchgear using bigdata | |
KR20210062935A (en) | Smart distribution board system based on internet of things | |
KR20210065034A (en) | Apparatus for monitoring disorder on a switchboard | |
KR101539734B1 (en) | Automatic tracking system failure in distribution lines | |
CN104777398A (en) | Method and device for insulation monitoring including alarm diagnosis display | |
KR102234242B1 (en) | Disaster Prevention Status Alarm System for Power Equipment in Power plants | |
KR101663489B1 (en) | Fire monitoring device of fabrication system for semiconductor or display using thermovision sensor | |
KR101510676B1 (en) | Intelligent discharge monitoring vision system for electric distributing board | |
CN115267609A (en) | Fault detection system | |
KR102224694B1 (en) | Apparatus for judging earthquake-proof integrity for switch gear | |
KR102553534B1 (en) | A Switchboard(High pressure board, Low pressure board, Distribution board) monitoring overheating and insulation abnormalities using temperature sensors and UHF sensors. | |
KR102659945B1 (en) | Apparatus and system for detecting partial discharge of gas insulated switchgear | |
Sambhi | Thermal imaging technology for predictive maintenance of electrical installation in manufacturing plant—a literature review | |
CN109506708A (en) | A kind of high voltage electric equipment internal temperature on-line monitoring method | |
KR20230081235A (en) | Distribution line monitoring/diagnosis system and method using drone |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |