KR102254007B1 - 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에 관한 것으로, 침수감시센서의 수광부는 전력구 바닥에 매설된 방수투광케이싱 내에 수납 설치하여 실제 전력구에 침수가 시작되면 곧바로 침수에 대한 감시가 이루어지게 하여 침수감시가 실시간으로 이루어지며, 침수로 인한 피해를 확실하게 방지할 수 있고, 발광부와 수광부의 특성에 따라 제1 선편광원판과 제2 선편광원판을 통과하여 수광부에 수광되는 편광 빛의 광량을 조절함으로써 침수감시센서를 효과적으로 점검할 수 있으며, 침수감시센서 점검부를 구성하는 모터를 전력구 바닥에서 상부로 이격된 침수감시센서의 설치 위치에 설치하여 침수로 인한 모터의 고장을 방지할 수 있게 되며, 고가의 방수모터를 사용하지 않고 저렴한 일반모터를 사용할 수 있으므로 설치비용이 절감될 수 있도록 한 것이다.

Description

특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치{Apparatus for monitoring position of underground power distribution line}

본 발명은 배전 기술 분야 중에서, 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 실제 전력구에 침수가 시작되면 곧바로 침수에 대한 감시가 이루어지게 하여 침수감시가 실시간으로 이루어지며, 침수로 인한 피해를 확실하게 방지할 수 있도록 하고, 발광부와 수광부의 특성에 따라 수광부에 수광되는 빛의 광량을 조절함으로써 침수감시센서를 효과적으로 점검할 수 있도록 하며, 침수감시센서 점검부를 구성하는 모터를 전력구 바닥에서 상부로 이격된 침수감시센서의 설치 위치에 설치하여 침수로 인한 모터의 고장을 방지할 수 있게 되며, 고가의 방수모터를 사용하지 않고 저렴한 일반모터를 사용할 수 있으므로 설치비용이 절감될 수 있도록 한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에 관한 것이다.

IT 기술의 발달과 함께 지중 배전선로에서 사용되는 주요 기기에는 감시센서가 내장되어 실시간 모니터링이 가능하게 되었다.

지중 배전선로는 대부분 부하가 밀집된 도심지를 중심으로 설치되어 주요 배전설비 중의 하나로 관리되고 있다.

그러나 지중 배전선로의 경우에는 설치 및 운영비용의 문제로 인해 실시간 감시시스템이 구비되지 못한 상태이고, 적용할 수 있는 감시기술도 제한적이다.

이에 따라 현재까지 지중 배전선로는 주기적인 사전진단을 실시하여 열화 상태를 판단하고 있다.

이러한 사전진단을 위해서는 배전선로를 정전시켜야 하는 문제가 있으며, 진단 정확도도 높지 않다.

따라서 종래에는 지중 배전선로 내의 온도를 감시하기 위한 온도감시센서, 부분방전을 감시하기 위한 부분방전감시센서, 침수를 감시하기 위한 수위감지센서(이하, '침수감시센서'라 함) 및 변형을 감시하기 위한 변형감시센서를 설치하여 주기적으로 또는 실시간으로 온도, 부분방전, 침수 및 변형을 감시하고 있다.

그런데 감시센서에 의한 감시는 감시센서들이 정상적으로 동작할 때에 이루어지는 것이며, 감시센서들이 고장을 일으켜 정상적으로 동작하지 않을 때에는 지중 배전선로의 감시가 이루어지지 않게 된다.

따라서 종래에는 지중 배전선로에 감시센서를 설치하여 주기적으로 또는 실시간으로 지중 배전선로를 감시함과 아울러 감시선서가 정상적으로 동작하는 지를 점검하는 기술이 개발되었다.

특히, 침수감시센서는 발광부와 수광부로 구성되어, 발광부에서 발광된 빛이 공기를 통과하여 수광부에 수광되는 빛의 속도와 수광량에 비하여 물을 통과하여 수광부에 수광되는 빛의 속도와 수광량이 감소한다는 점을 이용하여 침수여부를 감시하게 된다.

이와 관련한 종래기술로서 대한민국 등록특허 제10-1439399호(2014.09.12. 공고) "광복합 지중 송전, 배전 및 변전케이블 감시장치"(이하, '종래기술 1'이라 함)가 개시되어 있다.

종래기술 1은 발광부와 수광부로 이루어지는 수위감지센서를 점검하기 위하여 발광부와 수광부 사이에 설치되는 반투명 패널을 설치하여 평상시에 지중 배전선로를 감시할 때에는 반투명 패널을 발광부와 수광부 사이에서 벗어난 감시위치로 이동시키고, 침수감시센서를 점검할 때에는 반투명 패널을 발광부와 수광부 사이로 이동시킨다.

그러나 종래기술 1은 반투명 패널을 수평으로 설치된 실린더에 의하여 감시위치와 점검위치로 이동시키는 것으로, 실린더를 안정적으로 지지하기 어렵기 때문에 구동에 따른 반투명패널의 전,후진이 원활하게 이루어지기 어렵다는 문제점과, 반투명 패널을 안정적으로 지지하지 못하기 때문에 반투명 패널이 수평인 상태를 기준으로 하방으로 기울어지면서 수위감지센서의 고장여부에 대한 판단이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

또한 이러한 문제점을 일부 개선한 종래기술로서 대한민국 등록특허 제10-2031730호(2019.10.15. 공고) "지중 배전선로의 고장구간 감시와 알림장치"(이하, '종래기술 2'이라 함)가 개시되어 있다.

그러나 종래기술 1 및 2는 실린더를 스프링에 의해 탄성지지하여 충격을 완화하여 실린더의 지지가 안정적으로 이루어지고, 반투명패널의 전, 후진이 원활하게 이루어지게 되며, 이물질제거부를 구비하여 반투명패널의 이물질을 제거함으로써 발광부와 수광부에 의한 감지가 정확하게 이루어지도록 한 것이나, 여전히 실린더가 수평으로 설치되어 있기 때문에 실린더가 하방으로 기울어지게 되는 것을 방지할 수 없어 종래기술 1의 문제점을 완전히 해결하지 못하는 문제점이 있다.

또한 종래의 문제점을 해결한 종래기술로서 대한민국 등록특허 제10-2058861호(2019.12.24. 공고) "지중 배전선로의 위치 감시장치"(이하, '종래기술 3'라 함)가 개시되어 있다.

종래기술 4는 반투명패널을 수평위치와 수직위치 사이에서 회동시키는 구동모터를 구비하여, 발광부와 수광부를 검사하는 경우에는 수평으로 회동시키고, 평상시 배전선로의 침수를 감시하는 경우에는 수직으로 회동시키며, 이와는 별도로 중앙에 통공이 형성된 가이드판이 전력구 바닥에 세워지는 지지바의 상단에 경첩으로 회동 가능하게 설치하여, 발광부에서 수광부를 향해 조사되는 빛이 통공을 통과하도록 하고 있다.

그러나 실제 전력구에 침수가 발생하였을 때 수광부는 물론 구동모터, 반투명패널, 가이드판, 지바 등의 구성 요소도 침수되어 침수사고를 해결한 후에 이들 구성 요소를 교체하거나 세척해야 하는데, 이들 구성요소들은 전력구의 전장에 걸쳐서 일정 간격마다 설치되는 것으로 그 설치 개수가 많아 그 작업에 많은 시간이 소요되며, 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

구동모터의 경우 방수형 모터로 구성하여 교체하지 않고 세척한 후 재사용할 수 있도록 할 수도 있으나, 구동모터가 전력구의 전장에 걸쳐서 일정 간격마다 설치되는 점을 감안하면 그 설치비용이 크게 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한 상기 종래기술들 모두의 가장 큰 문제점은 수위감지센서(10)가 발광부(11)와 수광부(12)로 구성되는데 수광부(12)의 상단이 전력구 바닥(F)으로부터 일정 높이(H)에 위치하기 때문에 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 전력구에 침수가 시작되어 물(W)이 수광부(12)의 상단 위로 차오른 후에는 발광부(11)에서 조사된 빛이 물(W)을 통과하여 수광부(12)에 입사되어 침수감지가 이루어지지만, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 전력구에 침수가 시작되어도 물(W)이 수광부(12)의 상단 위로 차오르기 전에는 발광부(11)에서 조사된 빛이 물(W)을 통과하지 않고 공기(A)를 통과하기 때문에 침수감지가 이루어지지 않게 된다.

따라서 상기 종래기술들에서는 전력구에 침수가 발생하더라도 바로 침수감시를 하지 못하고, 수위가 상승하여 수광부의 상단 높이에 이른 후에야 비로소 침수감시가 이루어지게 되므로 침수에 의한 피해가 발생하기 전에 침수에 대처하지 못하고, 침수에 의한 피해가 발생한 후에야 뒤늦게 대처하게 되어 침수감시가 효과적으로 이루어지지 못하고, 침수로 인한 피해가 발생하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1439399호(2014.09.12. 공고) "광복합 지중 송전, 배전 및 변전케이블 감시장치" 대한민국 등록특허 제10-2031730호(2019.10.15. 공고) "지중 배전선로의 고장구간 감시와 알림장치" 대한민국 등록특허 제10-2058861호(2019.12.24. 공고) "지중 배전선로의 위치 감시장치"

따라서 본 발명의 목적은 실제 전력구에 침수가 시작되면 곧바로 침수에 대한 감시가 이루어지게 하여 침수감시가 실시간으로 이루어지며, 침수로 인한 피해를 확실하게 방지할 수 있도록 한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 발광부와 수광부의 특성에 따라 수광부에 수광되는 빛의 광량을 조절함으로써 침수감시센서를 효과적으로 점검할 수 있도록 한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 침수감시센서 점검부를 구성하는 모터를 전력구 바닥에서 상부로 이격된 침수감시센서의 설치 위치에 설치하여 침수로 인한 모터의 고장을 방지할 수 있게 되며, 고가의 방수모터를 사용하지 않고 저렴한 일반모터를 사용할 수 있으므로 설치비용이 절감될 수 있도록 한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 배전선로의 분포온도를 측정하는 온도감시센서, 배전선로의 부분 방전을 감지하는 부분방전감시센서, 배전선로의 외부요인에 의한 변형을 감지하는 변형감시센서 및, 배전선로의 침수여부를 감지하는 침수감시센서를 구비하는 감시센서부와; 상기 온도감시센서를 점검하는 온도감시센서 점검부, 부분방전 감지센서를 점검하는 부분방전감지센서 점검부, 변형감지센서를 점검하는 변형감시센서 점검부 및, 발광부와 수광부로 이루어지는 침수감시센서를 점검하는 침수감시센서 점검부를 구비하는 센서점검부를 포함하는 통상적인 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에 있어서, 상기 침수감시센서 점검부는 상기 발광부의 하부 좌측에 수평으로 설치되는 제1 선편광원판과, 제1 모터축이 상기 제1 선편광원판에 편심되게 결합되어 제1 선편광원판을 편심 회전시키는 제1 모터와, 상기 발광부의 하부 우측에 상기 제1 선편광원판과 상하로 중첩 가능하게 수평으로 설치되는 제2 선편광원판과, 제2 모터축이 상기 제2 선편광원판에 편심되게 결합되어 제2 선편광원판을 편심 회전시키는 제2 모터를 포함하여, 상기 제1 선편광원판과 제2 선편광원판이 상하로 중첩되지 않는 감시상태와, 제1 선편광원판과 제2 선편광원판이 상하로 중첩되는 점검상태로 전환 가능하게 설치되고, 상기 침수감시센서의 수광부는 전력구 바닥에 형성되는 설치홈에 매설되며 상면이 개방된 케이싱 본체와, 상기 케이싱 본체의 상면 개방부에 복개되며 상면이 전력구 바닥과 일치되는 투광창을 구비하는 방수투광케이싱 내에 수납 설치되며, 상기 케이싱 본체의 상단면과 상기 투광창의 하면 가장자리에는 반원형 단면의 패킹홈이 형성되고, 패킹홈에는 원형 단면의 링형 패킹이 삽입되어 구성됨을 특징으로 하는 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치를 제공한다.

본 발명의 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에 의하면 침수감시센서의 수광부는 전력구 바닥에 매설된 방수투광케이싱 내에 수납 설치하여 실제 전력구에 침수가 시작되면 곧바로 침수에 대한 감시가 이루어지게 하여 침수감시가 실시간으로 이루어지며, 침수로 인한 피해를 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에 의하면 발광부와 수광부의 특성에 따라 제1 선편광원판과 제2 선편광원판을 통과하여 수광부에 수광되는 편광 빛의 광량을 조절함으로써 침수감시센서를 효과적으로 점검할 수 있다.

본 발명의 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에 의하면 침수감시센서 점검부를 구성하는 모터를 전력구 바닥에서 상부로 이격된 침수감시센서의 설치 위치에 설치하여 침수로 인한 모터의 고장을 방지할 수 있게 되며, 고가의 방수모터를 사용하지 않고 저렴한 일반모터를 사용할 수 있으므로 설치비용이 절감될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치의 데이터 수집장치를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에서 센서점검부를 나타낸 블록도,
도 4는 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치의 침수감시센서가 수납되는 방수투광케이싱의 부분 절개 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치의 침수감시센서가 수납되는 방수투광케이싱의 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치의 침수감시센서 점검부의 제1 선편광원판과 제2 선편광원판이 중첩되지 않은 상태를 보인 사시도,
도 7은 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치의 침수감시센서 점검부의 제1 선편광원판과 제2 선편광원판이 중첩된 상태를 보인 사시도,
도 8은 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치의 침수감시센서 점검부의 분해 사시도이고,
도 9는 종래기술의 부분 확대 단면도이다.

이하, 본 발명에 의한 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

본 발명은 상술한 실시예들에 의하여 기술적 사상 및 범위를 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 및 범위에서 벗어나지 않는 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이며, 이러한 수정 및 변형은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치는 전력구 내에 배전을 위한 전력케이블(PC)과 통신을 위한 광케이블(도시생략)이 포설된 특고압 지중 배전선로에 적용된다.

본 발명에 따른 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치는 감시센서부(100), 제어부(200), 데이터 수집장치(300), 상위서버(400) 및 센서점검부(500)를 포함한다.

감시센서부(100)는 전력구에 포설된 배전선로의 상태와 전력구의 환경을 실제로 감시한다.

감시센서부(100)는 배전선로의 분포온도를 측정하는 온도감시센서(110), 배전선로의 부분 방전을 감지하는 부분방전감시센서(120), 배전선로의 외부요인에 의한 변형을 감지하는 변형감시센서(130) 및, 배전선로의 침수여부를 감지하는 침수감시센서(140)를 포함한다.

온도감시센서(110)는 배전케이블(PC)과 함께 포설되는 광케이블(도시생략)의 미세한 온도변화를 감지하는 형태로 구성될 수 있다.

이 경우, 온도에 관한 감지는 어느 지점에 관한 것이 아닌, 배전케이블(PC)과 함께 포설된 광케이블 전체에 걸쳐 연속적인 분포로 나타난다.

광케이블을 이용하여 미세한 온도변화를 감지하는 기술을 상용화되어 있다.

부분방전감시센서(120)는 배전선로에서의 부분방전을 감지하는 것으로 배전케이블(PC)에 감기는 코일(121)을 포함하며, 소정 간격을 두고 감시하고자 하는 배전선로 곳곳에 배치된다.

부분방전감시센서(120)는 배전선로의 전력케이블(PC)에서 부분방전이 발생하여 코일(121)에 유도되는 전류를 감지하는 것에 의해 부분방전을 감시한다.

종래에는 부분방전이 일어날 가능성이 높은 배전선로의 접속부에서만 부분방전을 감시하였지만, 부분방전감시센서를 배전선로 전구간에 걸쳐서 설치하여 감시함으로써 부분방전감시의 신뢰성을 높일 수 있다.

상기 변형감시센서(130)는 배전선로를 촬영하여 변형을 감지하도록 구성된다.

상기 침수감시센서(140)는 배전선로의 침수 여부를 감시하기 위한 것으로, 빛을 발광하는 발광부(141)와, 발광부(141)에서 발광되는 빛을 수광하는 수광부(142)로 구성되어, 발광부(141)에서 발광되어 수광부(142)에 수광되는 빛의 속도와 수광량에 따라 침수를 감시하는 수광부(142)를 포함한다.

상기 침수감시센서(140)의 수광부(142)는 전력구 바닥(F)에 매설된 방수투광케이싱(143) 내에 수납 설치되어 침수가 발생하면 곧바로 침수를 감지할 수 있도록 구성된다.

상기 방수투광케이싱(143)은 전력구 바닥(F)에 형성되는 설치홈(H)에 매설되며 상면이 개방된 케이싱 본체(144)와, 상기 케이싱 본체(144)의 상면 개방부에 복개되며 상면이 전력구 바닥(F)과 일치되는 투광창(145)을 포함한다.

상기 케이싱 본체(144)의 상단면과 상기 투광창(145)의 하면 가장자리에는 반원형 단면의 패킹홈(147, 148)이 형성되고, 패킹홈(147, 148)에는 원형 단면의 링형 패킹(146)이 삽입된다(이상, 도 4 및 도 5 참조).

제어부(200)는 지하 전력구의 주요 설비인 환풍설비와 조명의 작동상태 및 출입문의 개폐 상황을 감지하고, 이에 다른 동작 상태 정보를 생성하고 데이터 수집장치(300)로부터 제어신호를 수신하여 각 설비의 작동을 제어할 수 있다.

또한 제어부(200)는 설정 주기가 경과되면 센서점검부(500)에 구동신호를 송신하여 센서점검부(500)의 작동에 의해 감시센서부(100)의 고장여부를 판단할 수 있도록 한다.

데이터 수집장치(300)는 감시센서부(100)의 센싱 정보와 제어부(200)의 동작 상태 정보를 수집하고, 수집한 정보를 상위서버(400)로 전송한다.

데이터 수집장치(300)는 감시센서부(100)의 각 위치와 측정한 센싱 정보를 송신하도록 전력구에 소정 간격으로 다수 구비된다.

데이터 수집장치(300)와 감시센서부(100)는 일정 시간 간격으로 sleep & wake up 방식으로 통신할 수 있다. 이는 항상 전원을 공급받을 수 있는 데이터 수집장치(300)가 감시센서부(100)로 동기화 패킷을 전송하며, 동기화 패킷에 따라 감시센서부(100)에 포함된 센서가 동기화되어 동작하게 된다.

sleep 시간은 상위서버(400)를 통해 운영자가 설정할 수 있고, 감시센서부(100)는 wack up 후 동기화 패킷을 수신하고 센싱 정보를 데이터 수집장치(300)로 전송한다.

상위서버(400)는 데이터 수집장치(300)에서 수집한 센싱 정보와 동작상태 정보를 수신하고, 수신된 정보를 기초로 배전선로의 상태와 전력구 설비의 동작상황을 모니터링할 수 있다. 상위서버(400)는 센싱 정보와 동작 상태 정보를 데이터베이스로 저장하여 관리하고, 저장된 정보를 이용해 배전선로의 감시 및 점검 환경을 제공한다.

예컨대, 배전선로의 부분방전 여부를 감시하고, 부분방전에 대한 진단정보를 운영자에게 제공하며, 배전선로에 대한 온도 센싱 정보에 기반을 두어 배전선로의 배전용량을 계산하여 운영자에게 제공할 수 있다.

또한 침수감시센서(140)를 활용하여 전력구 내부의 침수 발생 가능성을 감시하고, 사전에 침수 피해를 조치할 수 있도록 활용할 수 있다. 즉, 운영자는 데이터 수집장치(300)로부터 수신한 센싱 정보에 기초하여 배전선로의 점검 및 설비보수 여부를 결정할 수 있다.

또한 제어부(200)로부터 수신한 전력구 설비의 동작 상태 정보에 기초하여 각각의 설비의 작동상황을 모니터링하고 작동을 제어할 수 있다. 예컨대, 미리 지정한 시간 간격에 따라 작동하게 되는데, 환풍설비의 작동이 필요한 경우인데도 환풍설비가 동작하지 않을 경우, 환풍설비를 원격으로 동작시키거나 환풍설비의 점검 및 보수 여부를 결정할 수 있다.

상위서버(400)는 각 설비의 작동을 제어하는 제어신호를 생성하고, 데이터 수집장치(300)를 통해 제어부(200)로 전달하여 각 설비의 작동여부를 결정한다.

상위서버(400)는 운영자가 전력설비를 제어할 수 있는 인터페이스를 제공하는 HMI(Human Machine Interface)로서 작용하며, 배전선로의 부분방전이 발생하거나, 배전용량이 일정하지 않은 경우, 또는 배전선로가 침수되거나 전력구 설비에 고장이 발생한 경우, 알람 신호를 출력할 수 있다. 알람신호는 디스플레이 화면에 경고메시지를 출력하거나, 데이터베이스에 등록된 운용자의 이메일 또는 휴대폰으로 메시지를 전송하는 방법으로 구현될 수 있다.

데이터 수집장치(300)는 데이터 수집부(310), 데이터 전송부(320), 중앙처리부(330) 및 전원공급부(340)를 포함한다.

데이터 수집부(310)는 감시센서부(100)와 제어부(200)에 연결되어 센싱 정보 및 동작 상태 정보를 수집하고, 상위서버(400)로부터 수신한 제어신호를 제어부(200)에 송신하는 역할을 한다.

이때, 데이터 수집부(310)와 감시센서부(100)는 유선 또는 무선통신을 수행할 수 있다. 유선통신을 수행하는 경우, 데이터 수집부(310)와 감시센서부(100)는 아날로그 신호선으로 연결되거나 RS232, RS422, RS485 방식의 시리얼 통신, 이더넷 통신을 사용할 수 있으며, 무선통신을 수행하는 경우, 무선랜이나 지그비(Zigbee) 또는 블루투스 방식을 사용할 수 있다.

데이터 전송부(320)는 상위서버(400)와 연결되어 센싱 정보 및 동작 상태 정보를 전송하고, 상위서버(400)로부터 제어신호를 수신하는 역할을 수행한다. 데이터 전송부(320)와 상위서버(400)는 근거리 통신망으로 연결될 수 있으며, 바람직하게는 이더넷 기반의 TCP/IP 프로토콜일 수 있다.

또한 변전설비 통신에 관한 표준규격인 IEX61850이 적용될 수 있다.

중앙처리부(330)는 센싱 정보와 동작 상태 정보를 저장부(도시생략)에 저장하고, 데이터 수집부(310)와 데이터 전송부(320)에서 송수신할 정보를 통신 규격에 맞게 데이터 처리한다. 중앙처리부(330)는 통기화 패킷을 생성하여 데이터 수집부(310)를 통해 센서로 전송하고, sleep & wake up 방식에 따라 센싱 정보를 수집할 수 있도록 한다.

전원공급부(340)는 데이터 수집장치(300)의 각 기능부가 동작할 수 있도록 전원을 공급하는 역할을 수행한다.

이때, 전원공급부(340)는 충방전이 가능한 충전식 배터리인 것이 바람직하며, 전원공급부(340)를 충전하는 경우 전지 부동충전방식을 사용할 수 있다. 데이터 수집장치(300)가 감시센서부(100), 제어부(200) 또는 상위서버(400)와 통신을 수행하는 경우, 전력구의 환경에 영향을 받을 수 있고, 특히 전원공급원의 충전 신호와 간섭 현상으로 인한 노이즈에 노출될 수 있다.

부동충전 방식의 경우, 균등충전 방식보다 낮은 전압을 통해 전원공급원의 충전이 가능하므로 균등충전 방식보다 통신 환경에서 발생하는 노이즈 발생량을 줄일 수 있다는 효과가 있다.

또한 전원공급부(340)는 전기 전력저장 시스템을 통해 충전할 수 있다.

전기 전력저장 시스템은 전력이 필요한 지역에 바로 설치할 수 있는데, 본 발명에서는 전력구에 설치되어 데이터 수집장치(300)로 충전 전력을 공급할 수 있다.

상기 센서점검부(500)는 온도감시센서(110)에서 감지할 수 있게 발열하여 온도감시센서(110)가 정상적으로 동작하는 지를 점검하는 온도감시센서 점검부(510)와, 상기 부분방전 감시센서(120)의 유도코일(121)에 전류를 공급하여 부분방전 감시센서(120)가 정상적으로 동작하는 지를 점검하는 부분방전감시센서 점검부(520)와, 상기 변형감시센서(130)에 변형된 영상을 제공하여 변형감시센서(140)가 정상적으로 동작하는 지를 점검하는 변형감시센서 점검부(530)와, 상기 침수감시센서(140)의 발광부(141)에서 발광되어 수광부(142)에 수광되는 빛의 속도와 수광량을 감소시켜 침수감시센서(140)가 정상적으로 동작하는 지를 점검하는 침수감시센서 점검부(540)를 포함한다.

상기 온도감시센서 점검부(510)는 온도감시센서(110)에 연결되는 저항체(511)와, 상기 저항체(511)에 감기는 발열코일(512)과, 상기 저항체(511)에 전류를 공급하는 전원공급부(513)를 포함한다.

상기 부분방전감시센서 점검부(520)는 부분방전 감시센서(120)의 유도코일(121)에 전류를 공급하는 전원공급부(521)를 포함한다.

상기 변형감시센서 점검부(530)는 변형감시센서(130)에 변형된 영상을 제공하는 영상제공부(531)를 포함한다.

상기 침수감시센서 점검부(540)는 상기 발광부(141)의 하부 좌측에 수평으로 설치되는 제1 선편광원판(541)과, 제1 모터축(543)이 상기 제1 선편광원판(541)에 편심되게 결합되어 제1 선편광원판(541)을 편심 회전시키는 제1 모터(542)와, 상기 발광부(141)의 하부 우측에 상기 제1 선편광원판(541)과 상하로 중첩 가능하게 수평으로 설치되는 제2 선편광원판(545)과, 제2 모터축(547)이 상기 제2 선편광원판(545)에 편심되게 결합되어 제2 선편광원판(545)을 편심 회전시키는 제2 모터(546)를 포함하여, 상기 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)이 상하로 중첩되지 않는 감시상태와, 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)이 상하로 중첩되는 점검상태로 전환 가능하게 설치된다(도 6 내지 도 8 참조).

상기 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)은 동일한 것이 사용되며, 제1 선편광원판(541)의 선편광방향이 180도 방향이고, 제2 선편광원판(545)의 선편광방향이 180도 방향으로 중첩되어 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)의 선편광방향 사이의 각도가 0도이면, 발광부(141)에서 발광되는 무편광 빛에 대하여 50%의 광량이 감소된 편광 빛이 통과하게 되고, 제1 선편광원판(541)의 선편광방향이 90도 방향이고, 제2 선편광원판(545)의 선편광방향이 180도 방향으로 중첩되어 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)의 선편광방향 사이의 각도가 90도이면, 발광부(141)에서 발광되는 무편광 빛이 완전히 차단된다.

따라서 중첩되는 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)의 선편광방향에 따라 통과하는 빛의 광량이 조절될 수 있다.

즉, 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)의 선편광방향 사이의 각도를 0도로 하여, 발광부(141)에서 발광되는 무편광 빛에 대하여 50%의 광량이 감소된 편광 빛이 통과하게 하였을 때, 침수감시센서(140)가 정상적으로 동작하지 않으면, 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)을 회전시켜 선평광방향 사이의 각도를 0도보다 크게 하면, 발광부(141)에서 발광되는 무편광 빛에 대하여 50% 이상의 광량이 감소된 편광 빛이 통과되도록 함으로써 침수감시센서(140)가 정상적으로 동작하게 할 수 있다.

상기 제1 선편광원판(541)은 그 중심에서 편심된 위치에 제1 모터축(543)을 관통시키고 상하부에서 제1 모터축(543)에 형성된 나사부에 너트(544)를 체결하는 것에 의해 제1 모터축(543)에 결합할 수 있으며, 제2 선편광원판(545)은 그 중심에서 편심된 위치에 제2 모터축(547)을 관통시키고 상하부에서 제2 모터축(547)에 형성된 나사부에 너트(548)를 체결하는 것에 의해 제2 모터축(547)에 결합할 수 있다.

제어부(200)로부터 설정 주기가 경과되어 구동신호가 송신되면 온도감시센서 점검부(510)는 전원공급부(513)에서 저항체(511)에 전원을 공급하여 발열코일(512)로부터 열이 발생하도록 하고, 온도감시센서(110)가 온도를 정상적으로 감지하는 지를 점검하게 된다.

또한 제어부(200)로부터 송신되는 구동신호가 송신되면 부분방전감시센서 점검부(520)는 전원공급부(521)에서 부분방전감시센서(120)의 유도코일(121)에 전류를 공급하여 유도코일(121)에 전류가 유도되게 하고, 부분방전감시센서(120)가 유도코일(121)에 유도된 전류를 정상적으로 감지하는 지를 점검하게 된다.

또한 제어부(200)로부터 송신되는 구동신호가 송신되면 변형감시센서 점검부(540)는 영상제공부(541)에서 변형감시센서(130)에 변형신호를 송신하고, 변형감시센서(130)가 정상적으로 동작하는 지를 점검하게 된다.

또한 평상시 침수감시센서(140)가 집수 감시를 할 때는 침수감시센서 점검부(540)의 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)이 서로 중첩되지 않는 상태(도 6 참조)로 하여 발광부(141)에서 발광된 빛이 광량 감소 없이 그대로 수광부(142)에 수광될 수 있도록 유지된다.

제어부(200)로부터 송신되는 구동신호가 송신되면 침수감시센서 점검부(540)의 제1 모터(542)와 제2 모터(546)에 의하여 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)이 회동하여 발광부(141)의 하부에서 서로 중첩되게 하면, 발광부(141)에서 발광한 빛이 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)을 감소된 광량으로 통과하게 되고, 이와 같이 감소된 광량의 빛이 수광부(142)에 수광된다(도 7 참조).

이때, 발광부(141)와 수광부(142)의 특성에 따라서는 선편광방향 각도가 0도로 중첩된 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)을 통과한 편광 빛의 광량이 발광부(141)에서 발광한 무편광 빛이 물을 통과할 때의 빛의 광량보다 많아 침수감시센서(140)가 정상적으로 동작하지 않을 수 있다.

이 경우, 제1 모터(542)와 제2 모터(546)에 의해 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)을 회전시켜 선편광 방향 각도가 0도보다 크게 되도록 하여 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)을 통과한 편광 빛의 광량이 물을 통과할 때의 빛의 광량과 비교하여 같거나 적게 되도록 조절함으로써 침수감시센서(140)가 정상적으로 동작할 수 있다.

따라서 발광부(141)와 수광부(142)의 특성에 따라 제1 선편광원판(541)과 제2 선편광원판(545)을 통과하는 편광 빛의 광량을 조절함으로써 침수감시센서(140)를 효과적으로 점검을 할 수 있게 된다.

또한 제1 모터(542)와 제2 모터(546)는 전력구 바닥(F) 측에 설치되지 않고, 전력구 바닥(F)에서 상부로 이격된 침수감시센서(140)의 설치 위치에 설치되기 때문에 침수로 인한 제1 모터(542)와 제2 모터(546)의 고장을 방지할 수 있게 되며, 고가의 방수모터를 사용하지 않고 저렴한 일반모터를 사용할 수 있으므로 설치비용이 절감될 수 있다.

상기한 바와 같은 점검작동에 의해 감시센서부(100)의 고장여부를 점검할 수 있으므로 감시센서부(100)의 고장이 발견되면 미리 유지, 보수함으로써 실제 배전선로와 전력구 내의 설비의 감시가 항상 이루어질 수 있게 된다.

100 : 감시센서부 200 : 제어부
300 : 데이터 수집부 400 : 상위서버
500 : 센서점검부

Claims (1)

1. 배전선로의 분포온도를 측정하는 온도감시센서, 배전선로의 부분 방전을 감지하는 부분방전감시센서, 배전선로의 외부요인에 의한 변형을 감지하는 변형감시센서 및, 배전선로의 침수여부를 감지하는 침수감시센서를 구비하는 감시센서부와; 상기 온도감시센서를 점검하는 온도감시센서 점검부, 부분방전 감지센서를 점검하는 부분방전감지센서 점검부, 변형감지센서를 점검하는 변형감시센서 점검부 및, 발광부와 수광부로 이루어지는 침수감시센서를 점검하는 침수감시센서 점검부를 구비하는 센서점검부를 포함하는 통상적인 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치에 있어서,
   상기 침수감시센서 점검부는 상기 발광부의 하부 좌측에 수평으로 설치되는 제1 선편광원판과, 제1 모터축이 상기 제1 선편광원판에 편심되게 결합되어 제1 선편광원판을 편심 회전시키는 제1 모터와, 상기 발광부의 하부 우측에 상기 제1 선편광원판과 상하로 중첩 가능하게 수평으로 설치되는 제2 선편광원판과, 제2 모터축이 상기 제2 선편광원판에 편심되게 결합되어 제2 선편광원판을 편심 회전시키는 제2 모터를 포함하여, 상기 제1 선편광원판과 제2 선편광원판이 상하로 중첩되지 않는 감시상태와, 제1 선편광원판과 제2 선편광원판이 상하로 중첩되는 점검상태로 전환 가능하게 설치되고,
   상기 침수감시센서의 수광부는 전력구 바닥에 형성되는 설치홈에 매설되며 상면이 개방된 케이싱 본체와, 상기 케이싱 본체의 상면 개방부에 복개되며 상면이 전력구 바닥과 일치되는 투광창을 구비하는 방수투광케이싱 내에 수납 설치되며, 상기 케이싱 본체의 상단면과 상기 투광창의 하면 가장자리에는 반원형 단면의 패킹홈이 형성되고, 패킹홈에는 원형 단면의 링형 패킹이 삽입되어 구성됨을 특징으로 하는 특고압 지중 배전선로의 위치 감시 장치.

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