KR102281145B1 - 지중 배전선로용 지상 변압기 - Google Patents

지중 배전선로용 지상 변압기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지중 배전선로용 지상 변압기에 관한 것으로, 상기 지상 변압기 내부에 설치되는 감지 센서들로부터 획득한 지상 변압기 내부의 환경 정보를 기반으로 상기 지상 변압기 내부의 이상 상황 발생 여부를 판단하여 작업자 단말기로 전송하고, 전력 소비량, 및 과부하에 따른 지상 변압기의 상태 정보를 상기 작업자 단말기로 전송하도록 구성되고, 상기 작업자 단말기는 스마트폰으로 구현되어 상기 지상 변압기의 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 전자 키를 내장하고, 상기 전자 키는 상기 스마트폰의 생체 센서를 통한 사용자 인증에 기반하여 활성화되고, 상기 전자 키가 활성화된 상태인 상기 작업자 단말기가 상기 지상 변압기에 특정 거리 이내로 근접하면, 상기 지상 변압기가 도어를 자동으로 오픈하는바, 지상 변압기의 개폐가 용이하면서도 작업자 이외의 일반인이 지상 변압기를 조작할 수 없도록 보안을 강화할 수 있다.

Description

지중 배전선로용 지상 변압기{MOUNTED TRANSFORMER FOR UNDERGROUND POWER LINE}
본 발명은 일반인들이 지중배전용 지상 변압기의 도어를 쉽게 개폐하지 못하게 하고, 작업자가 쉽고 빠르게 지상 변압기의 도어를 개폐할 수 있도록 한 지중 배전선로용 지상 변압기에 관한 것이다.
지상 변압기는 지중 배전선로를 통해 공급되는 고압의 전기를 일반적인 상용전압으로 변압하여 수용가에 공급할 수 있도록 지상에 설치되어 있다.
지상 변압기의 유지 및 관리를 위해, 또는 부하측정이나 점검을 위해 작업자가 지상 변압기를 개폐하는 작업은 필수적으로 필요하다. 그러나, 종래의 변압기를 개폐하기 위해서는, 작업자가 휴대가 용이치 않은 큰 부피의 조작핸들을 구비해야만 했기 때문에 신속함이 요구되는 유지보수 작업이 필요한 경우에 지상 변압기의 도어 개폐 지연에 따르는 어려움이 있었다.
본 발명의 다양한 실시 예는 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작업자의 스마트폰에 지상 변압기의 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 전자 키를 내장함으로써, 지상 변압기의 개폐가 용이하면서도 작업자 이외의 일반인이 지상 변압기를 조작할 수 없도록 하는 지중 배전선로용 지상 변압기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 지중 배전선로용 지상 변압기는, 상기 지상변압기 내부에 설치되는 감지 센서들로부터 획득한 지상 변압기 내부의 환경 정보를 기반으로 상기 지상 변압기 내부의 이상 상황 발생 여부를 판단하여 작업자 단말기로 전송하고, 전력 소비량, 및 과부하에 따른 지상 변압기의 상태 정보를 상기 작업자 단말기로 전송하도록 구성되고, 상기 작업자 단말기는 스마트폰으로 구현되어 상기 지상 변압기의 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 전자 키를 내장하고, 상기 전자 키는 상기 스마트폰의 생체 센서를 통한 사용자 인증에 기반하여 활성화되고, 상기 전자 키가 활성화된 상태인 상기 작업자 단말기가 지상 변압기에 특정 거리 이내로 근접하면, 상기 지상 변압기가 도어를 자동으로 오픈한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지중 배전선로용 지상 변압기로는, 지상 변압기 내부의 환경 정보(온도, 습도, 누수, 진동, 먼지 등)를 수집하여 지상 변압기 내부의 이상 상황 발생 여부를 판단하고, 판단 결과 지상 변압기 내부에 이상 상황이 발생한 것으로 판단되면 이상상황이 발생했음을 알리는 경보를 작업자 단말기에 전송함으로써, 지상 변압기 내의 누전이나 화재 사고 등을 사전에 차단할 수 있다.
또한, 작업자의 스마트폰에 지상 변압기의 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 전자 키를 내장함으로써, 지상 변압기의 개폐가 용이하면서도 작업자 이외의 일반인이 지상 변압기를 조작할 수 없도록 보안을 강화할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 지상 변압기를 제어하는 시스템의 구성도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 지상 변압기의 개략적인 구성 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 작업자 단말기가 전자 키를 활성화한 것에 기반하여 지상 변압기의 도어를 개폐하는 동작을 설명한 예시이다.
도 4는 일 실시예에 따른 작업자 단말기가 지상 변압기와 거리에 따라 차등적으로 지상 변압기와 신호를 송수신하는 동작을 설명한 예시이다.
도 5는 일 실시예에 따른 지상 변압기의 도어 제어 장치의 구성 블록도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 지상 변압기(100)를 제어하는 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 지상 변압기(100)를 제어하는 시스템은, 지상 변압기(100), 작업자 단말기(200), 및 네트워크(300)를 포함한다.
지상 변압기(100)는 지중 배전선로를 통해 공급되는 고압의 전기를 일반적인 상용전압으로 변압하여 수용가에 공급할 수 있도록 지상에 설치되어 있다.
일 실시예에 따른 지상 변압기(100)는, 내부에 장착된 센서 모듈을 통해 수집된 정보를 기반으로 전력 소비량을 실시간으로 감시 및 측정하고, 시각화(가시화)뿐만 아니라, 전력 소비량 측정, 장애 발생 감시 등과 같은 제어 기능과 수집된 정보를 작업자 단말기(200) 또는 서버(미도시)로 데이터를 전송할 수 있다.
네트워크(300)는, 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 지상 변압기(100)는 통신 모듈(예: 도 5의 통신 모듈(510))이 내장됨으로써, 작업자 단말기(200)와 네트워크(300)를 통해 통신할 수 있다.
작업자 단말기(200)는 네트워크(300)를 통해 서버에 접속함으로써 지상 변압기(100)와 통신할 수 있다. 작업자 단말기(200)는 작업자가 이동하면서 지상 변압기(100)를 제어할 수 있도록 모바일 장치, 예컨대 스마트폰으로 구현되는 것이 바람직하다. 스마트폰으로 구현된 작업자 단말기(200)는 근거리 통신을 통해 지상 변압기(100)와 직접적으로 통신할 수 있다. 예를 들면, 스마트폰으로 구현된 작업자 단말기(200)는 근거리 통신을 통해 지상 변압기(100)로부터 전력 소비량, 장애 발생 여부, 감시 정보 등을 획득할 수 있다. 여기서, 근거리 통신은 WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(300)(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 작업자 단말기(200)는 스마트폰으로 구현될 수 있고, 지상 변압기(100)의 도어(예: 도 3의 도어(12))를 자동으로 개폐할 수 있는 전자 키(예: 도 3의 전자 키(210))를 내장함으로써, 지상 변압기(100)의 개폐가 용이하면서도 작업자 이외의 일반인이 지상 변압기(100)를 조작할 수 없도록 보안을 강화할 수 있다. 예를 들면, 전자 키(210)는, 스마트폰의 생체 센서, 예컨대 지문 센서, 또는 홍채 인식 센서 등을 통해 작업자(예: 도 4의 작업자(400))에 대한 사용자 인증을 수행하고, 사용자 인증이 성공적으로 완료된 것에 기반하여 활성화될 수 있다. 전자 키(210)가 활성화된 스마트폰은, 스마트폰으로부터 특정 거리 이내에 위치한 지상 변압기(100)의 도어(12)를 자동으로 개폐할 수 있는 권한이 부여되며, 해당 권한은 특정 시간, 예컨대 15초 이내의 기간으로 설정될 수 있다. 즉, 전자 키(210)가 활성화되는 시간은 특정 시간 이내로 설정되고, 상기 특정 시간은 약 15초로 설정되는 것이 바람직할 수 있다. 이는, 한번 활성화된 전자 키(210)를 작업자(400)가 아닌 다른 사용자가 도용하는 것을 방지하기 위함이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 지상 변압기(100)의 개략적인 구성 블록도이다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 지상 변압기(100)는, 전력 소비량 측정부(110), 분기별 전력 소비량 도출부(120), 분기별 허용 기준 전력량 도출부(130), 과부하 발생 판단부(140), 이상 상황 발생 판단부(150), 상태 제어부(160), 및 감시 정보 제공부(170)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 지상 변압기(100)는, 전술한 구성요소 이외에 본 문서를 통해 언급한 적어도 하나의 구성요소를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 적어도 일부 구성요소는 지상 변압기(100)가 아닌, 작업자 단말기(200)에 내장될 수 있다. 예를 들면, 작업자 단말기(200)는 전력 소비량 측정부(110), 분기별 전력 소비량 도출부(120), 분기별 허용 기준 전력량 도출부(130), 과부하 발생 판단부(140), 이상 상황 발생 판단부(150), 상태 제어부(160), 및 감시 정보 제공부(170) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전력 소비량 측정부(110)는 지상 변압기(100)에서 공급되어 소비되는 전력 소비량을 측정한다.
분기별 전력 소비량 도출부(120)는 측정된 전력 소비량을 분기별로 구분하여 분기별 전력 소비량을 도출한다. 여기서, 분기는 1 ~ 3월에 해당하는 1분기(1/4), 4 ~ 6월에 해당하는 2분기(2/4), 7 ~ 9월에 해당하는 3분기(3/4), 10 ~ 12월에 해당하는 4분기(4/4)를 포함한다.
분기별 전력 소비량 도출부(120)는 1분기, 2분기, 3분기, 4분기에 분기별 전력 소비량을 도출한다. 여기서, 작업자 단말기(200)는 지상 변압기(100)로부터 분기별 전력 소비량을 수신하고, 이를 기반으로 지상 변압기(100)의 과부하 발생 여부를 판단 및 지상 변압기(100)로 공급되는 전력을 제어(예: 차단)할 수 있다.
분기별 허용 기준 전력량 도출부(130)는 도출된 분기별 전력 소비량을 기반으로 분기별 허용 기준 전력량을 도출한다.
과부하 발생 판단부(140)는 측정되는 전력 소비량과 도출된 분기별 허용 기준 전력량을 비교하여, 지상 변압기(100)의 과부하 발생 여부를 판단한다.
과부하 발생 판단부(140)는 전력 소비량과 분기별 허용 기준 전력량의 비교결과, 전력 소비량이 분기별 허용 기준 전력량을 초과하는 경우 지상 변압기(100)에 과부하가 발생한 것으로 판단한다.
이상 상황 발생 판단부(150)는 지상 변압기(100) 내부의 환경 정보를 수집하고, 수집된 환경 정보를 기반으로 지상 변압기(100) 내부의 이상 상황 발생 여부를 판단한다.
이상 상황 발생 판단부(150)는 지상 변압기(100) 내부에 설치되는 온도 감지 센서, 습도 감지 센서, 누수 감지 센서, 진동 감지 센서 및 먼지 감지 센서로부터 온도 정보, 습도 정보, 누수 정보, 진동 정보 및 먼지 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 환경 정보를 수집하고, 수집된 환경 정보와 정보별 기 설정된 위험 수위 정보를 비교 분석하여 지상 변압기(100) 내부의 이상 상황 발생 여부를 판단한다.
이상 상황 발생 판단부(150)는 수집된 환경 정보가 정보별 기 설정된 위험 수위 정보의 정상값 범위에 속하지 않는 경우 지상 변압기(100) 내부에 이상 상황(고온, 저온, 고습도, 저습도, 누수 발생, 진동 발생, 고농도 먼지)이 발생한 것으로 판단하고, 이를 통신 모듈(예: 도 5의 통신 모듈(510)을 통해 작업자 단말기(200)에 전송한다.
상태 제어부(160)는 지상 변압기(100)에 과부하가 발생한 것으로 판단되면 지상 변압기(100)로부터 공급되는 전력을 차단하고, 과부하에 따른 지상 변압기(100)의 상태 정보를 생성한다.
상태 제어부(160)는 지상 변압기(100) 내부의 온도 정보가 기 설정된 온도 위험 수위 정보의 정상값 범위에 속하지 않거나 또는 지상 변압기(100) 내부의 습도 정보가 기 설정된 습도 위험 수위 정보의 정상값 범위에 속하지 않거나 또는 지상 변압기(100) 내부의 누수 정보가 기 설정된 누수 위험 수위 정보의 정상값 범위에 속하지 않거나 또는 지상 변압기(100) 내부의 진동 정보가 기 설정된 진동 위험 수위 정보의 정상값 범위에 속하지 않거나 또는 지상 변압기(100) 내부의 먼지 정보가 기 설정된 먼지 위험 수위 정보의 정상값 범위에 속하지 않는 경우 이상 상황의 원인에 따라 지상 변압기(100)의 상태 정보를 각각 생성한다.
감시 정보 제공부(170)는 분기별로 도출되는 분기별 전력 소비량을 작업자 단말기(200)에 전송한다. 또한, 감시 정보 제공부(170)는 과부하에 따라 생성된 지상 변압기(100)의 상태 정보 또는 이상 상황의 원인에 따라 생성된 지상 변압기(100)의 상태 정보를 작업자 단말기(200)에 전송한다.
작업자 단말기(200)는 과부하에 따라 생성된 지상 변압기(100)의 상태 정보 또는 이상 상황의 원인에 따라 생성된 지상 변압기(100)의 상태 정보 수신을 통해 단계별 지상 변압기(100)의 제어를 통하여 지상 변압기(100)의 장애에 따른 사고 피해를 최소화시킬 수 있게 된다.
도 3은 일 실시예에 따른 작업자 단말기(200)가 전자 키(210)를 활성화한 것에 기반하여 지상 변압기(100)의 도어(12)를 개폐하는 동작을 설명한 예시이다. 도 4는 일 실시예에 따른 작업자 단말기(200)가 지상 변압기(100)와 거리에 따라 차등적으로 지상 변압기(100)와 신호를 송수신하는 동작을 설명한 예시이다.
통상 우리나라의 경우 수력, 화력, 원자력 등의 발전소에서 생산된 전류는 약 1만 ~ 5만 볼트 정도의 전압을 가진다. 이러한 발전 전류는 고압변전소에서 15만 4천 볼트 또는 34만 5천 볼트로 승압된 후 저압변전소로 보내지고, 저압변전소에서는 이를 2만 2천 ~ 6만 6천 볼트로 감압하여 수용가 인근의 변압기로 송전한다. 최종적으로 전류는 수용가 인근의 변압기에서 220볼트로 감압되어 수용가에 공급된다.
발전소에서 수용가로 전류를 공급하기 위한 송전 및 배전 선로는 전선이 철탑, 전주 등을 통해 연결된 가공선로 구간과, 전선을 땅속에 묻어 연결하는 지중선로 구간이 존재하게 되는데, 최근 도시 지역에서는 미관 및 안전을 위하여 지중선로 방식의 시공이 많이 이루어지고 있다.
전술한 바와 같은 지중선로 방식에서 변압기는 전주 상부에 설치되지 않고, 보통 도로가의 인도에 박스 형태로 설치된다. 이러한 변압기를 통상 “지상 변압기(100)”로 지칭하기도 한다.
일 실시예에 따르면, 지상 변압기(100)는 전면에 도어(12)를 구비한 직육면체 박스 형상의 외함(11) 내부에 변압기 본체(미도시)가 설치되는 구조로 이루어진다.
외함(11)의 내부에는 변압기 본체가 내장된 공간과 그 전방 공간을 구획하는 분리벽이 배치되고, 분리벽은 고압측 벽(13)과 저압측 벽(14)으로 구분된다. 고압측 벽(13)에는 변압기 본체의 고압 전류 입력단자에 전기적으로 연결된 부싱인서트(미도시)가 설치되어 있고, 그 부싱인서트에 전류 공급측 지중 선로에 연결된 고압 케이블(16)이 엘보접속재(15)를 매개로 연결되어 있다.
고압측 벽(13)에는 부싱인서트에서 분리된 엘보접속재(15)를 거치해 둘 수 있도록 파킹스탠드(17)가 설치되어 있다.
저압측 벽(14)에는 저압측 단자(18)가 돌출 설치되고, 그 저압측 단자(18)에 수용가측 지중 선로에 연결된 저압 케이블(19)이 연결되어 있다.
이에 따라, 전류는 고압 케이블(16)을 통해 변압기 본체로 입력되고, 감압된 2차 전류는 저압 케이블(19)과 그에 연결된 수용가측 지중 선로를 따라 흘러 각각의 수용가로 공급된다.
일 실시예에 따르면, 지상 변압기(100)는 작업자 단말기(200)와의 근거리 통신을 수행하는 것에 기반하여 도어(12)의 개폐를 제어하는 도어 제어 장치(미도시)(예: 도 5의 도어 제어 장치(500))를 포함할 수 있다. 도어 제어 장치(500)는 외함(11)의 내부에 배치되거나, 또는 도어(12)의 안쪽면에 배치될 수 있다.
지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는, 작업자 단말기(200)가 전자 키(210)를 활성화한 채로 지상 변압기(100)와 특정 거리 이내로 근접하면, 이를 감지하여 지상 변압기(100)의 도어(12)를 자동으로 열 수 있다.
지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는, 작업자 단말기(200)가 전자 키(210)를 활성화한 채로 지상 변압기(100)와 특정 거리 이내로부터 멀어지면, 이를 감지하여 지상 변압기(100)의 도어(12)를 자동으로 닫을 수 있다.
지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는 특정 주기마다 호출 신호가 수신되는지 감지할 수 있다. 호출 신호는 전자 키(210)가 활성화된 작업자 단말기(200)가 근거리 통신(예: 블루투스 통신)을 이용해 특정 주기에 따라 송출하는 신호로서, 근거리 통신 방식을 이용하여 송출되는 신호일 수 있다. 지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는 호출 신호가 수신되면, 해당 호출 신호가 사전에 등록된 단말로부터 수신되는 것인지 확인함으로써 호출 신호를 송출한 단말기가 작업자 단말기(200)인지 여부를 확인할 수 있다. 이를 위해, 호출 신호는 작업자 단말기(200)의 식별 정보를 포함할 수 있다. 도어 제어 장치(500)는 해당 호출 신호가 사전에 등록된 단말로부터 수신되는 것이면 후술하는 동작을 수행할 수 있다. 한편, 상기 호출 신호는 블루투스 프로토콜에 따른 비콘 신호일 수 있다.
지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는 호출 신호의 세기, 예컨대 수신 전계 강도(RSSI: received signal strength indication)를 감지하고, 호출 신호의 세기가 지정된 값 이상이 되면, 작업자 단말기(200)가 지상 변압기(100)로부터 특정 거리 이내에 근접한 것으로 판단한다. 지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는 상기 판단에 기반하여 암호화된 제 1 인증 키를 포함한 제 1 인증 정보를 작업자 단말기(200)로 전송한다. 작업자 단말기(200)는 상기 인증 정보에 대한 회신으로 제 2 인증 키를 포함한 제 2 인증 정보를 도어 제어 장치(500)로 전송하고, 도어 제어 장치(500)는 이를 확인함으로써 최종 인증 여부를 결정한다. 도어 제어 장치(500)는 최종 인증이 완료되면, 도어(12)를 자동으로 오픈할 수 있다.
지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는 도어(12)를 자동으로 오픈한 이후에, 특정 시간이 경과하도록 작업자(400)가 도어(12)를 오픈하지 않으면, 도어(12)를 자동으로 닫을 수 있다. 상기 특정 시간은 15 초 미만으로 설정되는 것이 바람직하며, 이는 한번 활성화된 전자 키(210)를 다른 사용자가 도용하는 것을 방지하기 위함이다.
지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는 호출 신호의 세기, 수신 전계 강도(RSSI: received signal strength indication)가 지정된 값보다 작아지면, 작업자 단말기(200)가 지상 변압기(100)로부터 특정 거리 밖으로 멀어진 것으로 판단하고, 도어(12)를 자동으로 닫을 수 있다.
이러한 본 발명은 작업자(400)가 스마트폰(즉, 작업자 단말기(200))를 소지한 채로 지상 변압기(100)의 특정 거리 이내에 다가가는 것 만으로도 지상 변압기(100)의 도어(12)를 자동으로 오픈할 수 있으므로 작업 편의성을 높일 수 있다.
한편, 지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)와 작업자 단말기(200) 간에 송수신하는 신호의 송출 주기는, 지상 변압기(100)와 작업자 단말기(200) 간의 거리에 따라 차등적으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 작업자 단말기(200)는 지상 변압기(100)로부터 제 1 인증 정보를 포함한 신호를 수신할 때 해당 신호의 세기를 감지하는 것에 기반하여 지상 변압기(100)와 작업자 단말기(200) 간의 거리를 산출할 수 있다. 마찬가지로, 지상 변압기(100)는, 작업자 단말기(200)로부터 수신된 호출 신호의 세기, 예컨대 수신 전계 강도(RSSI: received signal strength indication)를 기반으로 지상 변압기(100)와 작업자 단말기(200) 간의 거리를 산출할 수 있다.
지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는 상기 거리가 가까울수록 제 1 인증 정보를 포함한 신호의 송출 주기를 짧게 설정할 수 있다. 또한, 작업자 단말기(200)는 상기 거리가 가까울수록 호출 신호의 송출 주기를 짧게 설정할 수 있다. 예를 들면, 작업자 단말기(200)는 지상 변압기(100)와의 거리가 약 5m 이내인 경우에 약 0.5초 주기를 갖는 제 1 송출 신호(BS1)를 송출하고, 지상 변압기(100)와의 거리가 약 5m 이상인 경우에 약 2초 주기를 갖는 제 2 송출 신호(BS2)를 송출할 수 있다. 이러한 본 발명은 작업자 단말기(200)의 소비 전력을 절감할 수 있고, 또한 작업자 단말기(200)가 지상 변압기(100)에 근접하였을 때 정확한 측위가 가능하게 할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)의 구성 블록도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 지상 변압기(100)의 도어 제어 장치(500)는, 통신 모듈(510), 송수신기(520), 스캔부(530), 인증부(540), 위치 판단부(550), 및 제어부(560)를 포함한다.
통신 모듈(510)은, 셀룰러 모듈, WiFi 모듈, 블루투스 모듈, GNSS 모듈 또는 NFC 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
송수신기(520)는 통신 모듈과 연결된 적어도 하나의 근거리 통신 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(520)는 통신 모듈에 포함된 셀룰러 모듈, WiFi 모듈, 블루투스 모듈, GNSS 모듈 또는 NFC 모듈 중에서 적어도 하나와 연결된 안테나일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 송수신기(520)는 지상 변압기(100)의 외부 및 내부에 각각 적어도 하나씩 배치될 수 있다.
스캔부(530)는 작업자 단말기(200)로부터 출력되는 호출 신호를 주기적으로 스캔할 수 있다. 스캔부는 수신된 호출 신호가 등록된 작업자 단말기(200)로부터 전송된 것인지 판단할 수 있다.
인증부(540)는 등록된 작업자 단말기(200)로부터 호출 신호가 수신된 경우, 작업자 단말기(200)에 대한 인증 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 인증부(540)는 작업자 단말기(200)에게 인증 키를 요청하는 신호를 전송할 수 있다. 작업자 단말기(200)는 상기 인증 키를 요청하는 신호에 응답하여 암호화된 인증 키를 지상 변압기(100)에게 전송할 수 있다. 인증부(540)는 암호화된 인증 키를 수신하고, 수신된 인증 키를 분석하여 인증 여부를 결정한다.
위치 판단부(550)는 인증이 완료된 작업자 단말기(200)의 위치를 식별할 수 있다. 예를 들어, 위치 판단부(550)는 적어도 하나의 송수신기(520)에서 측정되는 호출 신호의 수신 전계 강도(RSSI: received signal strength indication)를 측정하고, 이를 기반으로 지상 변압기(100)와 작업자 단말기(200) 간의 거리를 산출한다.
제어부(560)는 통신 모듈(510), 스캔부(530), 인증부(540), 위치 판단부(550)를 제어하는 것으로 식별된 작업자 단말기(200)의 위치, 예컨대 지상 변압기(100)와 작업자 단말기(200) 간의 거리에 기반하여 지상 변압기(100)의 도어(12)를 오픈하거나 닫을 수 있다.
이상, 전술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지상 변압기(100) 및 이를 제어하는 시스템으로는, 지상 변압기(100) 내부의 환경 정보(온도, 습도, 누수, 진동, 먼지 등)를 수집하여 지상 변압기(100) 내부의 이상 상황 발생 여부를 판단하고, 판단 결과 지상 변압기(100) 내부에 이상 상황이 발생한 것으로 판단되면 이상상황이 발생했음을 알리는 경보를 작업자 단말기에 전송함으로써, 지상 변압기(100) 내의 누전이나 화재 사고 등을 사전에 차단할 수 있다.
또한, 작업자의 스마트폰에 지상 변압기(100)의 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 전자 키를 내장함으로써, 지상 변압기(100)의 개폐가 용이하면서도 작업자 이외의 일반인이 지상 변압기(100)를 조작할 수 없도록 보안을 강화할 수 있다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 일 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
100: 변압기
200: 작업자 단말기
300: 네트워크
12: 변압기의 도어
500: 도어 제어 장치

Claims (5)

  1. 전력 소비량 측정부(110), 분기별 전력 소비량 도출부(120), 분기별 허용 기준 전력량 도출부(130), 과부하 발생 판단부(140), 이상 상황 발생 판단부(150), 상태 제어부(160) 및 감시 정보 제공부(170)를 포함하여 구성된 지중 배전선로용 지상 변압기에 있어서,
    상기 지상 변압기 내부에 설치되는 감지 센서들로부터 획득한 지상 변압기 내부의 환경 정보를 기반으로 상기 지상 변압기 내부의 이상 상황 발생 여부를 판단하여 작업자 단말기로 전송하고, 전력 소비량, 및 과부하에 따른 지상 변압기의 상태 정보를 상기 작업자 단말기로 전송하도록 구성되며,
    상기 작업자 단말기는 스마트폰으로 구현되어 상기 지상 변압기의 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 전자 키를 내장하고, 상기 전자 키는 상기 스마트폰의 생체 센서를 통한 사용자 인증에 기반하여 활성화되며, 전자 키가 활성화된 상태에서 근거리 통신을 이용하여 특정 주기로 호출 신호를 지상 변압기 도어 제어장치로 전송하고,
    상기 전자 키가 활성화된 상태인 상기 작업자 단말기가 상기 지상 변압기에 특정 거리 이내로 근접하면,
    지상 변압기의 도어 제어 장치는,
    수신된 상기 호출 신호로부터 상기 작업자 단말기가 사전에 등록된 단말인지 확인하고,
    상기 작업자 단말기가 사전에 등록된 단말이면 상기 호출 신호의 세기가 지정된 값 이상인지 확인하여 상기 작업자 단말기가 상기 지상 변압기로부터 특정 거리 이내에 근접하는지 판단하고,
    상기 작업자 단말기가 상기 지상 변압기로부터 특정 거리 이내에 근접하는 것으로 판단하면 상기 도어를 자동으로 오픈하고,
    상기 작업자 단말기가 상기 지상 변압기로부터 상기 특정 거리보다 멀리 위치한 것으로 판단하면 상기 도어를 자동으로 닫는,
    지중 배전선로용 지상 변압기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지상 변압기의 도어 제어 장치는, 상기 호출 신호의 세기가 지정된 값 이상이 되면, 암호화된 제 1 인증 키를 포함한 제 1 인증 정보를 상기 작업자 단말기로 전송하고,
    상기 작업자 단말기는 제 1 인증 정보에 대한 회신으로서 제 2 인증 키를 포함한 제 2 인증 정보를 상기 지상 변압기의 도어 제어 장치로 전송하고,
    상기 지상 변압기의 도어 제어 장치는, 상기 제 2 인증 정보를 확인함으로써 상기 작업자 단말기에 대한 최종 인증을 수행하고, 상기 최종 인증이 완료되면 상기 도어를 자동으로 오픈하는,
    지중 배전선로용 지상 변압기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 작업자 단말기는,
    상기 제 1 인증 정보를 수신할 때 해당 신호의 세기를 감지하는 것에 기반하여 상기 지상 변압기와 상기 작업자 단말기 간의 거리를 산출하고,
    상기 거리가 가까울수록 상기 호출 신호를 송출하는 주기를 짧게 설정하는,
    지중 배전선로용 지상 변압기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 지상 변압기의 도어 제어 장치는,
    상기 호출 신호를 수신할 때, 상기 호출 신호의 세기를 감지하는 것에 기반하여 상기 지상 변압기와 상기 작업자 단말기 간의 거리를 산출하고,
    상기 거리가 가까울수록 상기 제 1 인증 정보를 포함한 신호의 송출 주기를 짧게 설정하는,
    지중 배전선로용 지상 변압기.
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