KR102252262B1 - 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템 - Google Patents

접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 건물에 설치된 접지선의 도난을 방지하고 이상유무를 실시간으로 감시하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템은, 접지선과 연결되어 접지선의 도난 여부를 감지하는 접지선 도난 감지부(100); 접지선과 연결되어 접지선의 정상 동작여부를 감시하는 하나 이상의 접지 체크기(200) 및 상기 접지선 도난 감지부(100), 상기 접지 체크기(200)와 연결되어 데이터를 관제센터에 전송하는 통신부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템 {Anti-theft and Monitoring System for Ground wire}
본 발명은 접지선의 도난을 방지하고 접지선 동작이 제대로 되고 있는지 실시간으로 감시하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 높은 빌딩이나 맨션 등의 고층건물에는 피뢰침(접지선)을 설치하여 낙뢰를 유도함으로써 주변에 낙뢰하는 것을 방지하고 있다. 상기 피뢰침에는 지면에 매설되는 접지체에 접속하는 도전체가 장착되므로, 피뢰침에 낙뢰한 고압 고주파의 뇌전류를 대지에 접지(earth)할 수 있게 된다. 그리고, 상기 맨션이나 빌딩 등의 건물에는 접지단자박스가 10Ω 내지 100Ω까지의 접지저항을 가지는 각종 접지단자가 장착되어, 건물 내의 변압기를 시작으로 하는 수전설비 및 그 밖에 건물의 각 층에 설치되어 있는 전자기기가 각층마다 접속되며, 이들 기기의 접지를 가능하게 하고 있다.
최근에는 검퓨터나 팩스 등의 다양한 디지털 전자기기가 건물의 각 층에 다수 설치되고 있으며, 뇌격 대책이 충분히 이루어지고 있는 정보화 빌딩(intelligent building)이나 고층맨션이라 할지라도, 낙뢰로부터 발생하는 전자기기의 전자유도에 따라서 전자기기의 오작동이나 기판의 소실 등이 발생하고 있는 실정이다.
이하, 종래 건물의 피뢰방법을 개략적으로 설명한다. 도 1은 종래기술에 따른 피뢰 시스템을 개략적으로 나타낸 도면으로, 고층빌딩 등의 건물(101)의 옥상에 피뢰침(102)이 설치되고, 건물(101)의 철골(110) 또는 철근에 피뢰도선(104:도전체)을 접속하고 건물의 철골(110) 또는 철근을 통하여 건물(101)의 주위에 매설한 각각 독립된 피뢰용 접지체(103)에 접속하여 접지를 행하고 있다.
이 종래기술의 이점으로서는 피뢰도선(104)의 일부를 건물(101)의 철골(110) 또는 철근으로 대용하기 때문에, 대용 부분에 피뢰도선(104)을 부설할 필요가 없어 시공비가 싸고, 피뢰도선이 건물(101)의 외부로 드러나지 않기 때문에 미관적으로 우수하다.
그러나, 이 종래기술에 있어서는 대지 고유저항이 높은 경우, 각각의 접지 저항을 확보하기 위해 큰 면적의 접지체(103)의 시공이 필요하여 시공비용이 증대하는 문제가 있다. 또한, 피뢰도선(104) 대신에 건물의 철근(110) 또는 철골을 사용하기 때문에 낙뢰전류가 가옥내로 침입하고, 건물(101) 내의 각 층에 설치되고 접지단자박스(105)의 각 접지단자(105a~105b)에 접속되어 있는 건물내부의 전자기기(106~109;특히, 정보통신기기)에 서지 전류를 생성하므로, 이로 인해 전자기기(106~109)의 절연파괴나 오작동이 발생할 가능성이 있으며, 접지선의 도난에 대한 설비가 없어서 도난을 방지하지 못한다는 문제점을 갖고 있다.
KR 10-0680644 B1 KR 10-0266704 B1
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접지선의 도난을 방지하고 접지선이 올바르게 작동할 수 있는지 감시할 수 있는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템에 관한 것이다.
상기의 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 건물에 설치된 접지선의 도난을 방지하고 이상유무를 실시간으로 감시하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템은, 접지선과 연결되어 접지선의 도난 여부를 감지하는 접지선 도난 감지부(100); 접지선과 연결되어 접지선의 정상 동작여부를 감시하는 하나 이상의 접지 체크기(200) 및 상기 접지선 도난 감지부(100), 상기 접지 체크기(200)와 연결되어 데이터를 관제센터에 전송하는 통신부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 접지선의 도난을 방지하고, 접지선이 제대로 동작하는지의 여부를 실시간으로 감시하여 관리자가 알림을 받을 수 있도록하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래기술에 따른 접지(피뢰) 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 간략 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 접지 체크기의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 보호회로 회로도이다.
도 8은 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 도난체크 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "... 부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
그리고 본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.
설명에 앞서 본 명세서에는 다수의 양태 및 실시양태가 기술되며, 이들은 단순히 예시적인 것으로서 한정하는 것이 아니다.
본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 양태 및 실시예가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해할 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 접지(피뢰) 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 동작 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 간략 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 접지 체크기의 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 보호회로 회로도이고, 도 8은 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 도난체크 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 건물에 설치된 접지선의 도난을 방지하고 이상유무를 실시간으로 감시하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템은, 접지선과 연결되어 접지선의 도난 여부를 감지하는 접지선 도난 감지부(100); 접지선과 연결되어 접지선의 정상 동작여부를 감시하는 접지 체크기(200) 및 상기 접지선 도난 감지부(100), 상기 접지 체크기(200)와 연결되어 데이터를 관제센터에 전송하는 통신부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 관리자가 관리자의 스마트폰이나 PC를 통해 관제센터와 통신하여 접지 체크기(200)로부터 오는 정보를 확인하여 접지선의 단선 여부 뿐만 아니라 단선 위치를 파악할 수 있다.
또한, 상기 접지선 도난 감지부(100)는, 침입자에 대해 실시간으로 촬영하는 촬영장치(110) 및 접지선의 저항을 측정하여 회로가 단선되는 것을 감지하는 단선 감지기(120)를 포함하고, 상기 단선 감지기(120)에서 접지선이 단선되는 것을 감지하면 상기 통신부(300)를 통해 상기 관제센터로 감지여부와 감지된 위치를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 촬영장치(110)는 적외선카메라이거나, IP카메라인것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접지선 도난 감지부(100)는, 상기 단선 감지기(120)가 단선을 감지하면 사이렌이 울리고 경광등이 동작하는 경고출력부(130)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 접지 체크기(200)는 접지선이 정상적으로 동작하는지 여부를 바로 사용자가 확인할 수 있도록 디스플레이를 포함하여 동작여부를 화면으로 보여줄 수 있다.
다음은, 도 6을 참조하여 접지 체크기(200)가 단선여부를 확인하는 방식에 대해 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
정상적인 접지의 경우 N상과의 전위차가 수 volt 내외가 된다. 접지선이 단선이 된 경우 N상과의 전위차는 적게는 수십 volt에서 많게는 수백 volt가 된다. 이러한 차이를 이용하여 접지와 N상 간의 전위차를 확인하여 단선여부를 확인한다. 두 선간의 전위차를 측정할 때에는 절연저항을 확보하기 위해 전압측정부의 입력단은 저항을 사용하지 않고 콘덴서를 사용하여 구현하는 것을 본 발명에서는 권장한다. 저항을 이용하여 전압을 측정할 경우 선로의 절연저항이 수 mega 이하로 임피던스를 한정하는 것이 좋다.
한 건물에 여러 개의 접지 체크기(200)가 설치될 경우 선로에 병렬로 연결되기 때문에 선로의 임피던스는 1/n으로 떨어져서 선로의 누설전류가 증가되어 심한 경우에는 누전차단기가 오프되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 콘덴서를 이용하여 고임피던스 입력부를 구현하고 이를 통해 측정된 전위차를 이용하여 다수의 접지 체크기(200)가 연결되더라도 선로의 누설전류를 낮게 유지한 상태에서 접지 단선 여부를 결정한다. 여기서 접지를 통해 들어올 가능성이 있는 서지를 막기 위해 고임피던스 입력단에 서지 보호 회로를 추가하는 것이 좋다. 접지 체크기(200)는 접지선의 단선 여부를 판단한 후 주기적으로 관제센터에 전달하며, 이때 단선 여부를 개별의 접지 체크기(200)의 표시창을 통해 나타내며 단선 시에는 경고출력부(130)를 통해 알람을 울린다. 접지 체크기(200)는 건물의 각층의 말단부에 설치하여 해당층의 접지선 단선 여부를 모니터링하는 방식이 좋을 것이다.
도 8을 참조하여 실시 예를 통해 좀 더 상세히 설명하자면, R1~R6을 접지선이라고 한다면, 접지선도 저항을 갖고 있을 것이다. 여기서 어느 특정 부분을 훔쳐가기 위해 끊어버린다면(단선) 저항 값은 커지게 될 것이고, 저항측정기(RM)가 측정한 저항 값이 달라지면 위의 경우 처럼 경고출력부(130)를 통해 알람을 울린다.
다음은 본 발명이 더 포함할 수 있는 보호회로에 대해 도 7을 참조하여 좀 더 상세히 설명하도록한다. 본 발명에 따른 접지선 도난 감지부(100)나 촬영장치(110) 등 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템을 보호하기 위한 보호회로는 낙뢰 시 스텐바이 전원을 공급하는 스텐바이 IC에서, 낙뢰 발생시 IC가 파손되는 것을 방지해 주도록 하는 낙뢰 보호회로인 것이다.
본 발명에 따른 보호회로는 트랜스(T1)에 스텐바이 IC(IC1)가 연결된 통상의 스텐바이 회로에 있어서, 트랜스(T1)에 인가되는 전원입력라인에 430V 바리스터(VA)를 연결하고 스텐바이 IC(IC1)의 드레인핀(D)에는 2W 27Ω의 저항(R2)을 연결하며, 스텐바이 IC(IC1)의 콘트롤핀(C)에는 2W, 100Ω의 저항(R3)을 연결하는 한편 그라운드 사이에 제너다이오드(D5)를 연결 구성시키게 된다.
이러한 구성의 보호회로는 상기된 바와 같이 전기소자의 정수값이 한정되지는 않고 적용기기에 따라 정수 값을 달리하여 적용시키게 된다.
본 발명의 스텐바이 회로에 낙뢰가 발생하면 전원입력단으로 과전류가 인입되거나 2차측 그라운드로 과전류가 인입되는 경우가 발생한다.
스텐바이 모드시 낙뢰가 발생하여 전원입력단으로 과전류가 인입되면 바리스터(VA)에 의해 1차 차단되고 저항(R2)에 의해 2차 차단되어지므로 스텐바이 IC(IC1)의 드레인핀(D)은 낙뢰로부터의 영향을 배제시킬 수 있다.
또한 스텐바이 모드시 낙뢰가 발생하여 그라운드로 과전류가 인입되면 제너다이오드(D5)를 통하여 1차 차단되고 저항(R3)에 의하여 2차 차단되어지므로 스텐바이 IC(IC1)의 콘트롤핀(C)은 낙뢰로부터의 영향을 배제시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템의 동작 흐름도로서, 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면, 관제센터의 제어부에서 본 발명에 따른 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템이 설치된 공장, 대형 건물 또는 시설물의 현장에 설치된 촬영장치(110)인 적외선CCTV 또는 IP카메라에서 실시간으로 수신되는 촬영 데이터와 단선 감지기(120)에서 실시간으로 수신되는 단선회로 감지신호가 검출되는지 여부를 확인하는 감시 대기 단계(S100); 상기 단계(S100)에서 확인된 촬영 데이터가 정상인지 여부를 확인하는 단계(S200); 상기 단계(S100)에서 단선 감지기(100)의 신호를 확인하여 단선이 검출되면 다음 단계로 진행하고, 아니면 상기 단계(S100)로 돌아가는 단계(S300); 오작동인지 검출하는 단계(S400); 상기 단계(S400)에서 오작동이 아닐 경우 감시현장에 침입자가 나타나면 일반인 접근 금지 구역임과 경비원이나 경찰이 출동할 수 있음을 안내방송을 하고, 아니면 감시 대기 상태(S100)로 복귀하는 단계(S500); 사이렌 및 경광등을 작동하는 단계(S600); 관제센터에 연계된 현장 관계자, 협력기관 및 경찰서에 통보하여 관계자가 긴급 출동할 수 있도록 하는 단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
100 : 접지선 도난 감지부
110 : 촬영장치
120 : 단선 감지기
130 : 경고출력부
200 : 접지 체크기
300 : 통신부

Claims (5)

  1. 건물에 설치된 접지선의 도난을 방지하고 이상유무를 실시간으로 감시하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템에 있어서,
    접지선과 연결되어 접지선의 도난 여부를 감지하는 접지선 도난 감지부(100);
    접지선과 연결되어 접지선의 정상 동작여부를 감시하는 하나 이상의 접지 체크기(200) 및
    상기 접지선 도난 감지부(100), 상기 접지 체크기(200)와 연결되어 데이터를 관제센터에 전송하는 통신부(300)를 포함하며,
    상기 접지선 도난 감지부(100)는 침입자에 대해 실시간으로 촬영하는 촬영장치(110) 및
    접지선의 저항을 측정하여 회로가 단선되는 것을 감지하는 단선 감지기(120)를 포함하고,
    상기 단선 감지기(120)에서 접지선이 단선되는 것을 감지하면 상기 통신부(300)를 통해 상기 관제센터로 감지여부와 감지된 위치를 전송하며,
    상기 접지선이 도난되어 단선을 검출하는 방법은 접지선이 여러개 병렬로 연결된 경우(접지선이 n개 연결된 경우, 합성저항은 n개 저항의 병렬값이 될 것임.), 어느 특정 접지선이 도난되어 저항이 끊어진 경우, 병렬로 연결된 상기 합성 저항값이 커지는 것을 이용하여 상기 접지선이 도난되었다는 것을 감지하며,
    낙뢰시 IC가 파손되는 것을 방지하기 위한 보호회로를 두며, 상기 보호회로는 트랜스포머(T1)에 스텐바이 IC(IC1)가 연결된 통상의 스텐바이 회로에서,상기 트랜스포머(T1)에 인가되는 전원입력라인에 바리스터(VA)를 연결하고, 상기 스텐바이 IC(IC1)의 드레인핀(D)에는 저항(R2)을 연결하며, 상기 스텐바이 IC(IC1)의 콘트롤핀(C)에는 저항(R3)을 연결하고, 그라운드 사이에는 제너다이오드(D5)를 연결 하는 것을 특징으로 하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템은 촬영장치(110)를 두며, 상기 촬영장치(110)는 적외선카메라인것을 특징으로 하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템은 촬영장치(110)를 두며, 상기 촬영장치(110)는 IP카메라인것을 특징으로 하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 접지선 도난 감지부(100)는,
    상기 단선 감지기(120)가 단선을 감지하면 사이렌이 울리고 경광등이 동작하는 경고출력부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접지선 도난방지 및 이상유무 감시 시스템.
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