KR102344727B1 - 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템 - Google Patents

변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산악지역의 변압기가 설치된 전신주에 낙뢰가 발생할 경우, 통합관리서버가 위치한 통합상황실에서 해당 낙뢰 및 그에 따른 섬락전압의 크기를 비교적 정확하게 파악할 수 있는 동시에 해당 전신주의 위치를 추적하여 관련 조치를 효율적이고 신속하게 취할 수 있고, 섬락전압의 센싱 구성에 대한 방열 기능이 변압기의 그늘진 바닥면을 이용하는 냉각수 저장탱크를 토대로 제공됨에 따라, 고온다습한 여름철의 한낮 더위에도 보다 효율적인 방열 기능이 제공되면서 섬락전압의 센싱 기능이 항상 양호한 상태로 유지될 수 있도록 하는 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템은 섬락 검출부, 낙뢰 안정화 처리부, 센서 냉각부, 온도센서, 빗물감지센서, 현장 제어부 및 무선통신모듈을 포함하여 구성된다.

Description

변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템{Thunderbolt stabilization system for mountains area electric pole with transformer}
본 발명은 산악지역의 변압기가 설치된 전신주에 낙뢰가 발생할 경우, 통합관리서버가 위치한 통합상황실에서 해당 낙뢰 및 그에 따른 섬락전압의 크기를 비교적 정확하게 파악할 수 있는 동시에 해당 전신주의 위치를 추적하여 관련 조치를 효율적이고 신속하게 취할 수 있고, 섬락전압의 센싱 구성에 대한 방열 기능이 변압기의 그늘진 바닥면을 이용하는 냉각수 저장탱크를 토대로 제공됨에 따라, 고온다습한 여름철의 한낮 더위에도 보다 효율적인 방열 기능이 제공되면서 섬락전압의 센싱 기능이 항상 양호한 상태로 유지될 수 있도록 하는 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전신주에는 낙뢰에 의한 파손을 방지하기 위해 피뢰기가 설치된다.
즉, 송배전 선로의 지지물에는 낙뢰로 인한 상용주파수의 아크가 발생하면서 해당 송배전 선로의 애자에 수십만 볼트 이상의 전압이 유기될 수 있고, 이는 단락 및 지락 고장이 발생되는 원인이 된다.
또한, 낙뢰로 인한 섬락은 송배전 선로의 정지, 애자 손상, 금구류의 용융과 소손을 일으키고, 섬락에 의해 상도체로 유입된 고전압 진행파는 변압기 및 기타 변전설비로 순식간에 유입되어 해당 송배전 설비의 절연성능 저하 및 고장을 유발하게 된다.
특히 산악지역에 설치되는 송배전 선로 및 그 지지물의 일부인 전신주의 경우 도시 및 저지대에 설치되는 전신주에 비해 낙뢰 위험이 상대적으로 높고, 이 중에서도 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 경우 해당 변압기가 낙뢰 피해를 입을 위험성이 비교적 높은 것이었다.
그러나 산악지역에서는 파괴된 애자의 교체 작업이 용이치 않을 뿐만 아니라 해당 애자를 식별하는 데 어려움이 있게 된다. 그리고 이러한 난점들은 산악지형이 많은 우리나라에서 보다 잘 나타날 수 있는 것이었다.
한국 등록특허 제10-1994220호(2019.07.01.공고), “배전선로가 연결된 전신주 낙뢰 방지장치” 한국 등록특허 제10-1499652호(2015.03.18.공고), “주상변압기 보호용 피뢰기와 컷아웃 스위치의 일체형 설치구조” 한국 등록실용신안 제20-0262220호(2002.03.18.공고), “피뢰기를 구비한 주상변압기”
본 발명의 실시 예는 산악지역의 변압기가 설치된 전신주에 낙뢰가 발생할 경우, 통합관리서버가 위치한 통합상황실에서 해당 낙뢰 및 그에 따른 섬락전압의 크기를 비교적 정확하게 파악할 수 있는 동시에 해당 전신주의 위치를 추적하여 관련 조치를 효율적이고 신속하게 취할 수 있고, 섬락전압의 센싱 구성에 대한 방열 기능이 변압기의 그늘진 바닥면을 이용하는 냉각수 저장탱크를 토대로 제공됨에 따라, 고온다습한 여름철의 한낮 더위에도 보다 효율적인 방열 기능이 제공되면서 섬락전압의 센싱 기능이 항상 양호한 상태로 유지될 수 있도록 하는 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 방열 기능을 위한 비전도 절연성 냉각수의 교체 시기가 자동적으로 판별되어 통합상황실의 통합관리서버를 통해 관리자에게 실시간 전달될 수 있어, 해당 방열 기능 및 그 구성에 대한 유지/관리가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 방열 기능 및 그 구성이 우천 시에는 한시적으로 자동 정지되고, 비가 그치면 다시 자동적으로 재개되는 효율적인 방식을 가짐에 따라, 해당 방열 구성 및 그 비전도 절연성 냉각수의 수명이 보다 길어질 수 있는 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템은, 산악지역의 변압기가 설치된 전신주에 낙뢰 발생 시 상기 전신주의 애자를 중심으로 섬락을 검출하도록 설치되고, 섬락 발생 시 제1 방전전극 및 제2 방전전극으로 방전을 유도하여 방전검출센서에서 검출하는 방식이며, 상기 제1 및 제2 방전전극과 방전검출센서를 밀폐된 상태로 수용하는 중공형의 케이스부재를 포함하는 섬락 검출부와, 상기 전신주에 설치되어 상기 방전검출센서의 검출 신호를 전기신호로 변환하는 검출신호 변환부와, 상기 검출신호 변환부의 전기신호 및 상기 전신주의 위치정보가 포함된 섬락정보를 생성하여 원거리 송출하도록 상기 전신주에 설치되는 현장 신호처리부와, 수신되는 상기 섬락정보를 통해 파악되는 섬락전압의 세기 및 섬락 위치를 관리자에게 통보하는 통합상황실의 통합관리서버를 포함하는 낙뢰 안정화 처리부와, 상기 변압기의 바닥면 중앙에 결합되는 비전도 절연성 냉각수의 저장탱크를 포함하며, 상기 저장탱크 내의 상기 비전도 절연성 냉각수를 상기 방전검출센서의 주변으로 주기적으로 순환시키는 센서 냉각부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템은, 상기 섬락 검출부의 케이스부재 내측에 설치되어 케이스부재 내의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 전신주에 설치되어 우천 여부를 감지하는 빗물감지센서와, 상기 온도센서 및 빗물감지센서와 전기적으로 접속되는 상태로 상기 전신주에 설치되고, 상기 센서 냉각부의 작동 주기에 맞춰 상기 온도센서의 작동을 제어하며, 상기 비전도 절연성 냉각수의 교체 시기를 판단하기 위한 기준 온도차 값이 사전에 설정되고, 상기 온도센서의 신호 및 상기 기준 온도차 값을 기반으로 상기 비전도 절연성 냉각수의 교체 필요성 여부를 판단 후 교체 필요 시 냉각수 교체요청신호를 생성하여 출력하며, 상기 빗물감지센서로부터 빗물감지신호를 수신 시 상기 센서 냉각부에 제1 제어신호를 출력하고, 상기 빗물감지센서로부터의 빗물감지신호 수신이 중지되면 상기 센서 냉각부에 제2 제어신호를 출력하는 현장 제어부와, 상기 현장 제어부로부터 전송되는 상기 냉각수 교체요청신호가 통신망을 통해 상기 통합관리서버에 전송되도록 상기 통신망에 접속되는 무선통신모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서 냉각부는, 상기 저장탱크 내의 상기 비전도 절연성 냉각수를 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프를 통해 펌핑되는 상기 비전도 절연성 냉각수를 상기 섬락 검출부의 케이스부재 내부로 공급하며 절연성 소재로 형성되는 냉각수 공급호스와, 상기 케이스부재 내부의 상기 비전도 절연성 냉각수를 상기 저장탱크로 회수시키며 절연성 소재로 형성되는 냉각수 회수호스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 현장 제어부는 상기 기준 온도차 값이 사전에 설정되는 제1 과정, 상기 센서 냉각부의 작동 주기가 되었는지 판단하는 제2 과정, 상기 제2 과정을 통해 상기 센서 냉각부의 작동 주기가 된 것으로 판단되면 상기 빗물감지센서로부터 빗물감지신호가 전송되는지 여부를 판단하는 제3 과정, 상기 제3 과정을 통해 상기 빗물감지센서로부터 빗물감지신호가 전송되지 않는 것으로 판단되면 상기 온도센서를 제어하여 작동시키는 제4 과정, 상기 온도센서로부터 전송되는 상기 센서 냉각부의 냉각 작용 전 온도값 및 냉각 작용 후의 온도값 차이가 상기 기준 온도차 값을 초과하는 값인지 판단하는 제5 과정, 상기 제5 과정을 통해 상기 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 전 온도값 및 냉각 작용 후의 온도값 차이가 상기 기준 온도차 값을 초과하지 않는 것으로 판단되면 상기 냉각수 교체요청신호를 생성하여 출력하는 제6 과정을 순차적으로 수행하는 제어 동작을 하는 것일 수 있다.
도한, 상기 현장 제어부는 상기 제3 과정을 통해 상기 빗물감지센서로부터 빗물감지신호가 전송되는 것으로 판단되면 상기 센서 냉각부에 상기 제1 제어신호를 출력하는 제4-1 과정, 상기 4-1 과정 후 상기 빗물감지센서로부터 빗물감지신호의 전송이 중지되는지 판단하는 제5-1 과정, 상기 제5-1 과정을 통해 상기 빗물감지센서로부터 빗물감지신호의 전송이 중지된 것으로 판단되면 상기 센서 냉각부에 상기 제2 제어신호를 출력 후 상기 제2 과정 이전으로 복귀하는 제6-1 과정을 순차적으로 수행하는 제어 동작을 하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 산악지역의 변압기가 설치된 전신주에 낙뢰가 발생할 경우, 통합관리서버가 위치한 통합상황실에서 해당 낙뢰 및 그에 따른 섬락전압의 크기를 비교적 정확하게 파악할 수 있는 동시에 해당 전신주의 위치를 추적하여 관련 조치를 효율적이고 신속하게 취할 수 있고, 섬락전압의 센싱 구성에 대한 방열 기능이 변압기의 그늘진 바닥면을 이용하는 냉각수 저장탱크를 토대로 제공됨에 따라, 고온다습한 여름철의 한낮 더위에도 보다 효율적인 방열 기능이 제공되면서 섬락전압의 센싱 기능이 항상 양호한 상태로 유지될 수 있게 된다.
또한, 상술한 방열 기능을 위한 비전도 절연성 냉각수의 교체 시기가 자동적으로 판별되어 통합상황실의 통합관리서버를 통해 관리자에게 실시간 전달될 수 있어, 해당 방열 기능 및 그 구성에 대한 유지/관리가 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
또한, 상술한 방열 기능 및 그 구성이 우천 시에는 한시적으로 자동 정지되고, 비가 그치면 다시 자동적으로 재개되는 효율적인 방식을 가짐에 따라, 해당 방열 구성 및 그 비전도 절연성 냉각수의 수명이 보다 길어질 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템을 예시한 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에서 섬락 검출부를 예시한 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에서 센서 냉각부를 개략적으로 예시한 측면도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에서 현장 제어부의 제어 동작을 예시한 플로우챠트
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
발명에서 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.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템을 예시한 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에서 섬락 검출부를 예시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에서 센서 냉각부를 개략적으로 예시한 측면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템에서 현장 제어부의 제어 동작을 예시한 플로우챠트이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템은 섬락 검출부(100), 낙뢰 안정화 처리부(200), 센서 냉각부(300), 온도센서(400), 빗물감지센서(500), 현장 제어부(600) 및 무선통신모듈(700)을 포함하여 구성된다.
섬락 검출부(100)는 산악지역의 변압기(20)가 설치된 전신주(10)에 낙뢰 발생 시 전신주(10)의 애자(30)를 중심으로 섬락을 검출하도록 설치된다. 그리고 이러한 섬락 검출부는 섬락 발생 시 제1 방전전극(131) 및 제2 방전전극(132)으로 방전을 유도하여 방전검출센서(140)에서 검출하는 방식으로서, 이는 한국 공개특허 제10-2014-0042414호에 기재된 섬락 검출 기술을 그대로 이용하는 것이며, 따라서 섬락 검출부에 대한 보다 구체적인 구성 및 작용은 해당 선행문헌을 통해 이해되면 될 것이고, 본 실시 예에서는 이하 간략하게 설명한다.
섬락 검출부(100)는 송배전선로의 애자(30) 또는 애자용 아킹혼(40)에 연결되는 지지부재(110)와, 상기 송배선선로에서 발생하는 섬락을 유도하는 검출용 아킹혼(120)과, 검출용 아킹혼(20) 및 지지부재(10)에 걸쳐서 설치되고, 상기 섬락을 통해 방전을 유도하여 빛을 발생시키는 방전부(130)와, 방전부(130)에서 발생되는 빛을 검출하는 방전검출센서(140)를 포함하여 구성된다.
또한, 방전부(130)는 검출용 아킹혼(120)의 단부에 형성되는 제1 방전전극(131)과, 제1 방전전극(131)에 설정 간격을 갖도록 배치되고 지지부재(110)의 단부에 마련되는 제2 방전전극(132)과, 제1 방전전극(131) 및 제2 방전전극(132) 그리고 방전검출센서(140)의 외부를 감싸면서 내부에 공간을 갖도록 형성되는 케이스부재(133)와, 방전부(130)를 보호하기 위해 케이스부재(133)를 감싸는 몰딩부재(150)를 포함하여 구성된다. 부연 설명하면, 방전부(130)는 제1 및 제2 방전전극(131,32)과 방전검출센서(140)를 밀폐된 상태로 수용하는 중공형의 케이스부재(133)를 포함하여 구성되고, 케이스부재(133)는 유리 재질로 형성되는 동시에 내부가 진공 상태인 진공관의 형태일 수 있다. 미설명부호 160 및 170은 지지부재(110)를 애자용 아킹혼(40)에 결합하는 결합부재와, 방전검출센서(140)의 검출 신호를 후술되는 낙뢰 안정화 처리부(200)의 검출신호 변환부(210)로 전달하는 전선을 각각 예시한 것이다.
낙뢰 안정화 처리부(200)는 전신주(10)에 설치되어 방전검출센서(140)의 검출 신호를 전기신호로 변환하는 검출신호 변환부(210)와, 이러한 검출신호 변환부(210)의 전기신호 및 전신주(10)의 위치정보가 포함된 섬락정보를 생성하여 원거리 송출하도록 전신주(10)에 설치되는 현장 신호처리부(220)와, 수신되는 상기 섬락정보를 통해 파악되는 섬락전압의 세기 및 섬락 위치를 관리자에게 통보하는 통합상황실의 통합관리서버(230)를 포함하여 구성된다.
센서 냉각부(300)는 변압기(20)의 바닥면 중앙에 결합되는 비전도 절연성 냉각수(320)의 저장탱크(310)를 포함하며, 저장탱크(310) 내의 비전도 절연성 냉각수(320)를 섬락 검출부(100)의 방전검출센서(140) 주변으로 주기적으로 순환시키는 기능을 한다.
본 실시 예에서는 이러한 센서 냉각부(300)가 상술한 저장탱크(310) 이외에 펌프(330), 냉각수 공급호스(340) 및 냉각수 회수호스(350)를 포함하는 형태인 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이하 본 실시 예를 기준으로 설명한다.
펌프(330)는 저장탱크(310) 내의 비전도 절연성 냉각수(320)를 섬락 검출부(100)의 케이스부재(133)를 향해 펌핑하는 기능을 한다.
냉각수 공급호스(340)는 펌프(330)를 통해 펌핑되는 저장탱크(310) 내의 비전도 절연성 냉각수(320)를 섬락 검출부(100)의 케이스부재(133) 내부로 공급하는 기능을 하며, 이러한 냉각수 공급호스(340)는 절연성 소재로 형성된다.
냉각수 회수호스(350)는 케이스부재(133) 내부로 공급된 비전도 절연성 냉각수(320)를 저장탱크(310)로 회수시키는 기능을 하며, 이러한 냉각수 회수호스(350)는 절연성 소재로 형성된다.
온도센서(400)는 섬락 검출부(100)의 케이스부재(133) 내측에 설치되어 케이스부재(133) 내의 온도를 측정한다.
빗물감지센서(500)는 전신주(10)에 설치되어 우천 여부를 감지하는 기능을 한다.
현장 제어부(600)는 온도센서(400) 및 빗물감지센서(500)와 전기적으로 접속되는 상태로 전신주(10)에 설치되며, 이러한 현장 제어부(600)는 센서 냉각부(300)의 작동 주기에 맞춰 온도센서(400)의 작동을 제어한다. 또한, 현장 제어부(600)는 센서 냉각부(300)의 저장탱크(310) 내 비전도 절연성 냉각수(320)의 교체 시기를 판단하기 위한 기준 온도차 값이 사전에 설정되고, 온도센서(400)의 신호 및 상기 기준 온도차 값을 기반으로 저장탱크(310) 내 비전도 절연성 냉각수(320)의 교체 필요성 여부를 판단한다. 그리고 현장 제어부(600)는 저장탱크(310) 내 비전도 절연성 냉각수(320)의 교체 필요 시 냉각수 교체요청신호를 생성하여 출력한다. 또한, 현장 제어부(600)는 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호를 수신 시 센서 냉각부(300)에 제1 제어신호를 출력하고, 빗물감지센서(500)로부터의 빗물감지신호 수신이 중지되면 센서 냉각부(300)에 제2 제어신호를 출력한다.
그리고 센서 냉각부(300)는 현장 제어부(600)로부터 상기 제1 제어신호가 수신되면 상기 제2 제어신호가 수신되기 전까지는 그 작동 주기가 되더라도 냉각 작동을 중지한 상태로 대기한다.
무선통신모듈(700)은 현장 제어부(600)로부터 전송되는 상기 냉각수 교체요청신호가 통신망을 통해 통합관리서버(230)에 전송되도록 상기 통신망에 접속된다. 다시 말해 무선통신모듈(700)은 현장 제어부(600)로부터 전송되는 상기 냉각수 교체요청신호를 상기 통신망에 전송한다.
그리고 이러한 현장 제어부(800)는 상기 기준 온도차 값이 사전에 설정되는 제1 과정, 센서 냉각부(300)의 작동 주기가 되었는지 판단하는 제2 과정, 상기 제2 과정을 통해 센서 냉각부(300)의 작동 주기가 된 것으로 판단되면 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 전송되는지 여부를 판단하는 제3 과정, 상기 제3 과정을 통해 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 전송되지 않는 것으로 판단되면 온도센서(400)를 제어하여 작동시키는 제4 과정, 온도센서(400)로부터 전송되는 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 전 온도값 및 냉각 작용 후의 온도값 차이가 상기 기준 온도차 값을 초과하는 값인지 판단하는 제5 과정, 상기 제5 과정을 통해 상기 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 전 온도값 및 냉각 작용 후의 온도값 차이가 상기 기준 온도차 값을 초과하지 않는 것으로 판단되면 상기 냉각수 교체요청신호를 생성하여 출력하는 제6 과정을 순차적으로 수행하는 제어 동작을 한다.
또한, 현장 제어부(600)는 상기 제3 과정을 통해 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 전송되는 것으로 판단되면 센서 냉각부(300)에 상기 제1 제어신호를 출력하는 제4-1 과정, 상기 4-1 과정 후 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호의 전송이 중지되는지 판단하는 제5-1 과정, 상기 제5-1 과정을 통해 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호의 전송이 중지된 것으로 판단되면 센서 냉각부(300)에 상기 제2 제어신호를 출력 후 상기 제2 과정 이전으로 복귀하는 제6-1 과정을 순차적으로 수행하는 제어 동작을 한다.
이러한 현장 제어부(600)의 주요 제어 동작을 도 4를 참조하여 부연 설명하면, 현장 제어부는 단계(S110)에서, 상술한 비전도 절연성 냉각수(320)의 교체 시기를 판단하기 위한 기준 온도차 값이 사전에 설정된다.
단계(S120)에서, 센서 냉각부(300)의 작동 주기가 되었는지 판단한다.
단계(S130)에서, 단계(S120)을 통해 센서 냉각부(300)의 작동 주기가 된 것으로 판단되면, 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 수신되는지 판단한다.
단계(S140)에서, 단계(S130)을 통해 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 수신되지 않는 것으로 판단되면, 온도센서(400)에 제어신호를 출력하여 온도센서(400)를 작동시킨다.
단계(S150)에서, 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 전 섬락 검출부(100)의 케이스부재(133) 내부 온도 및 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 후 케이스부재(133) 내부 온도 간 차이가 상기 기준 온도차 값을 초과하는지 판단한다.
단계(S160)에서, 단계(S150)을 통해 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 전 섬락 검출부(100)의 케이스부재(133) 내부 온도 및 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 후 케이스부재(133) 내부 온도 간 차이가 상기 기준 온도차 값을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 상술한 냉각수 교체요청신호를 생성 및 출력한다.
그리고 현장 제어부(600)는 단계(S130)을 통해 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 수신되는 것으로 판단되면, 단계(S145)에서 센서 냉각부(300)에 상술한 제1 제어신호를 출력한다.
이어서 단계(S155)에서, 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호의 전송이 중지되는지 판단한다.
이어서 단계(S165)에서, 단계(S155)를 통해 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호의 전송이 중지되는 것으로 판단되면, 센서 냉각부(300)에 상술한 제2 제어신호를 출력한다.
상술한 구성에 의해서, 산악지역의 변압기가 설치된 전신주에 낙뢰가 발생할 경우, 통합관리서버가 위치한 통합상황실에서 해당 낙뢰 및 그에 따른 섬락전압의 크기를 비교적 정확하게 파악할 수 있는 동시에 해당 전신주의 위치를 추적하여 관련 조치를 효율적이고 신속하게 취할 수 있고, 섬락전압의 센싱 구성에 대한 방열 기능이 변압기의 그늘진 바닥면을 이용하는 냉각수 저장탱크를 토대로 제공됨에 따라, 고온다습한 여름철의 한낮 더위에도 보다 효율적인 방열 기능이 제공되면서 섬락전압의 센싱 기능이 항상 양호한 상태로 유지될 수 있게 된다.
또한, 상술한 방열 기능을 위한 비전도 절연성 냉각수의 교체 시기가 자동적으로 판별되어 통합상황실의 통합관리서버를 통해 관리자에게 실시간 전달될 수 있어, 해당 방열 기능 및 그 구성에 대한 유지/관리가 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
또한, 상술한 방열 기능 및 그 구성이 우천 시에는 한시적으로 자동 정지되고, 비가 그치면 다시 자동적으로 재개되는 효율적인 방식으로 제공됨에 따라, 해당 방열 구성 및 그 비전도 절연성 냉각수의 수명이 보다 길어질 수 있게 된다.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 전신주 20 ; 변압기
30 : 애자 40 : 애자용 아킹혼
100 : 섬락 검출부 110 : 지지부재
120 : 검출용 아킹혼 130 : 방전부
131 : 제1 방전전극 132 : 제2 방전전극
133 : 케이스부재 140 : 방전검출센서
150 : 몰딩부재 160 : 결합부재
170 : 전선 200 : 낙뢰 안정화 처리부
210 : 검출신호 변환부 220 : 현장 신호처리부
230 : 통합관리서버 300 : 센서 냉각부
310 : 저장탱크 320 : 비전도 절연성 냉각수
330 : 펌프 340 : 냉각수 공급호스
350 : 냉각수 회수호스 400 : 온도센서
500 : 빗물감지센서 600 : 현장 제어부
700 : 무선통신모듈

Claims (2)

  1. 산악지역의 변압기(20)가 설치된 전신주(10)에 낙뢰 발생 시 상기 전신주(10)의 애자(30)를 중심으로 섬락을 검출하도록 설치되고, 섬락 발생 시 제1 방전전극(131) 및 제2 방전전극(132)으로 방전을 유도하여 방전검출센서(140)에서 검출하는 방식이며, 상기 제1 및 제2 방전전극(131,132)과 방전검출센서(140)를 밀폐된 상태로 수용하는 중공형의 케이스부재(133)를 포함하는 섬락 검출부(100);
    상기 전신주(10)에 설치되어 상기 방전검출센서(140)의 검출 신호를 전기신호로 변환하는 검출신호 변환부(210)와, 상기 검출신호 변환부(210)의 전기신호 및 상기 전신주(10)의 위치정보가 포함된 섬락정보를 생성하여 원거리 송출하도록 상기 전신주(10)에 설치되는 현장 신호처리부(220)와, 수신되는 상기 섬락정보를 통해 파악되는 섬락전압의 세기 및 섬락 위치를 관리자에게 통보하는 통합상황실의 통합관리서버(230)를 포함하는 낙뢰 안정화 처리부(200);
    상기 변압기(20)의 바닥면 중앙에 결합되는 비전도 절연성 냉각수(320)의 저장탱크(310)를 포함하며, 상기 저장탱크(310) 내의 상기 비전도 절연성 냉각수(320)를 상기 방전검출센서(140)의 주변으로 주기적으로 순환시키는 센서 냉각부(300);
    상기 섬락 검출부(100)의 케이스부재(133) 내측에 설치되어 케이스부재(133) 내의 온도를 측정하는 온도센서(400);
    상기 전신주(10)에 설치되어 우천 여부를 감지하는 빗물감지센서(500);
    상기 온도센서(400) 및 빗물감지센서(500)와 전기적으로 접속되는 상태로 상기 전신주(10)에 설치되고, 상기 센서 냉각부(300)의 작동 주기에 맞춰 상기 온도센서(400)의 작동을 제어하며, 상기 비전도 절연성 냉각수(320)의 교체 시기를 판단하기 위한 기준 온도차 값이 사전에 설정되고, 상기 온도센서(400)의 신호 및 상기 기준 온도차 값을 기반으로 상기 비전도 절연성 냉각수(320)의 교체 필요성 여부를 판단 후 교체 필요 시 냉각수 교체요청신호를 생성하여 출력하며, 상기 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호를 수신 시 상기 센서 냉각부(300)에 제1 제어신호를 출력하고, 상기 빗물감지센서(500)로부터의 빗물감지신호 수신이 중지되면 상기 센서 냉각부(300)에 제2 제어신호를 출력하는 현장 제어부(600); 및
    상기 현장 제어부(600)로부터 전송되는 상기 냉각수 교체요청신호가 통신망을 통해 상기 통합관리서버(230)에 전송되도록 상기 통신망에 접속되는 무선통신모듈(700)을 포함하며,
    상기 센서 냉각부(300)는, 상기 저장탱크(310) 내의 상기 비전도 절연성 냉각수(320)를 펌핑하는 펌프(330)와, 상기 펌프(330)를 통해 펌핑되는 상기 비전도 절연성 냉각수(320)를 상기 섬락 검출부(100)의 케이스부재(133) 내부로 공급하며 절연성 소재로 형성되는 냉각수 공급호스(340)와, 상기 케이스부재(133) 내부의 상기 비전도 절연성 냉각수(320)를 상기 저장탱크(310)로 회수시키며 절연성 소재로 형성되는 냉각수 회수호스(350)를 포함하고,
    상기 현장 제어부(600)는 상기 기준 온도차 값이 사전에 설정되는 제1 과정, 상기 센서 냉각부(300)의 작동 주기가 되었는지 판단하는 제2 과정, 상기 제2 과정을 통해 상기 센서 냉각부(300)의 작동 주기가 된 것으로 판단되면 상기 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 전송되는지 여부를 판단하는 제3 과정, 상기 제3 과정을 통해 상기 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 전송되지 않는 것으로 판단되면 상기 온도센서(400)를 제어하여 작동시키는 제4 과정, 상기 온도센서(400)로부터 전송되는 상기 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 전 온도값 및 냉각 작용 후의 온도값 차이가 상기 기준 온도차 값을 초과하는 값인지 판단하는 제5 과정, 상기 제5 과정을 통해 상기 센서 냉각부(300)의 냉각 작용 전 온도값 및 냉각 작용 후의 온도값 차이가 상기 기준 온도차 값을 초과하지 않는 것으로 판단되면 상기 냉각수 교체요청신호를 생성하여 출력하는 제6 과정을 순차적으로 수행하는 제어 동작을 하고, 상기 제3 과정을 통해 상기 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호가 전송되는 것으로 판단되면 상기 센서 냉각부(300)에 상기 제1 제어신호를 출력하는 제4-1 과정, 상기 제4-1 과정 후 상기 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호의 전송이 중지되는지 판단하는 제5-1 과정, 상기 제5-1 과정을 통해 상기 빗물감지센서(500)로부터 빗물감지신호의 전송이 중지된 것으로 판단되면 상기 센서 냉각부(300)에 상기 제2 제어신호를 출력 후 상기 제2 과정 이전으로 복귀하는 제6-1 과정을 순차적으로 수행하는 제어 동작을 하는 것을 특징으로 하는 변압기가 설치된 산악지역 전신주의 낙뢰 안정화 시스템.
  2. 삭제
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