KR102434378B1 - IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치에 관한 것으로, 접속재(2) 일측의 고압 케이블(1)에 설치되어 전원을 생성하고 전류를 측정하는 복합 CT(100), 접속재(2) 타측의 고압 케이블(1)에 설치되어 고압 케이블의 온도를 감지하는 열화감지센서(200), 부분 방전(PD)을 구비하기 위해 고압 케이블(1) 접속재(2)에서 발생하는 특정 주파수의 진동을 감지하는 하나 이상의 초음파 센서(310), 접속재(2)의 온도를 감지하는 내부 온도센서(320), 고압 케이블(1)의 전압을 감지하는 활선 센서(330), 및 무선 통신모듈(340)을 구비하여, 고압 케이블의 전류, 고압 케이블의 온도, 접속재의 부분 방전(PD), 접속재의 온도, 고압 케이블의 전압 활선을 포함하는 빅 데이터를 구축하고, 자가진단을 위한 기준값이 사전에 설정되고 콘트롤러부(300)로부터 빅 데이터를 전송받아 사전에 설정된 기준값과 대비하여 고압 케이블 접속재를 자가진단하여 자체 표시 또는 원격지로 전송하는 콘트롤러부(300), 및 무선 통신모듈(410)을 구비하여, 콘트롤러부(300)로부터 전송되는 자가진단 상태를 표시하는 단말기(400)를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압 케이블과 고압 케이블 접속재에서 발생하는 특정 주파수의 진동을 이용하여 부분 방전(PD), 전압 활선, 고압 케이블에서 검출되는 온도, 전류를 포함하는 빅데이터를 구축하여 원격지에서 온라인으로 설정된 기준값과 비교하여 고압 케이블 접속재의 고장 진단을 예측 분석할 수 있는 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치에 관한 것이다.
송전 및 배전 전력 설비(electric Power System)는 발전소에서 생산된 전기를 도시 등의 대규모 사용 지역에 전송하기 위한 설비이다. 이러한 전력 설비는 고압의 전력이 전송되는 과정에서 기계적, 전기적 스트레스가 발생하기도 하고, 비나 눈과 같은 자연 환경 또는 온도 등의 영향으로 인하여 케이블의 절연이 약화되어 국부적인 부분 방전(partial discharge)이 발생할 수 있다. 부분 방전 현상은 초기에는 전력 설비의 성능이나 동작에 큰영향을 미치지 않을 수 있지만, 지속적인 부분 방전이 발생하는 경우에는 절연 파괴(수 트리, 전기 트리) 또는 전기장과 이온에 의한 영향으로 발생하는 산화물 등에 의하여 절연이 파괴되는 열화현상이 발생하게 된다. 이러한 절연 열화 현상은 전력 설비의 기능을 정지시킬 수도 있고, 극단적일 경우에는 화재나 폭발로 이어져서 정전(shutdown)과 같은 문제가 발생하기도 한다. 이로 인하여 도시 전체 또는 산업 지역에 대한 전기 공급이 중단되는 치명적인 상황이 발생할 수도 있다.
부분 방전은 고압 케이블의 표면 또는 고압 케이블의 접속 부분에서 주로 발생하는데, 부분 방전을 측정하기 위한 방법도 다양하게 연구되고 있다. 예를 들어, 부분 방전이 일어나는 경우에는 빛이나 전자파, 누설전류, 열, 소리 또는 진동과 같은 다양한 물리적 현상이 발생하게 되는데, 이러한 물리적 현상을 이용해서 부분 방전을 측정하게 된다.
빛을 이용하는 경우는 고압 케이블의 일측면에 카메라를 설치하고 특정 색상의 빛이 발생하는 것을 감지하는 방법인데, 카메라 설치시 고가의 비용이 소요되고 원형의 케이블 전체를 감시하기 위해서는 다수의 카메라를 설치하여야 하는 문제가 있다.
전자파를 이용하는 경우는 500 MHz ~ 1500 MHz의 초고주파(UHF; Ultra High Frequency) 대역의 신호를 검출하는 UHF 센서를 이용하는 방법이다. 선행기술에서는 UHF 센서를 이용한 부분 방전 검출 방법을 개시하고 있는데, 이러한 UHF 센서를 이용하는 방법은 부분 방전의 발생 여부를 측정하는 것은 어느 정도 가능하지만, 센서 설치 조건에 따라서 측정값에 차이가 발생하기 때문에 부분 방전의 진행 경과를 정량적으로 측정하기 어려운 문제가 있다.
고주파 누설 전류를 이용하는 경우는 고주파 전류 센서(HFCT ; High Frequency CurrentTransformer)를 전력 설비의 접지선에 취부하여 부분 방전이 일어나는 경우에 접지선을 따라 흐르는 방전 전류를 측정하는 방법이다. 다른 선행기술에서는 고주파 누설 전류를 이용하는 방법을 제시하고 있는데, 이 방법은 가공선로에 적용되는 기술로 접지선을 따라 누설 전류를 측정하기 때문에 지상에서 일정한 높이에 위치하고 있는 고압선에서 발생하는 부분 방전을 측정하기가 어렵다는 단점이 있다.
부분 방전에 의해 발생하는 열을 측정하는 방법은 고압 케이블의 전체에서 온도가 상승하는 것이 아니라 일부분 또는 국부적으로 열이 발생되기 때문에, 온도 센서를 다수 설치하여야 하고, 온도센서 특성상 설치된 장소의 주위 온도에 영향을 받기 쉬운 문제가 있다. 한편, 소리나 진동을 이용하는 방법은 부분 방전 측정 장치가 설치되는 고압 케이블의 환경이 다양하기 때문에, 설치 장소에 따른 환경을 반영하여 신뢰성 있는 측정이 어려운 문제가 있어서 쉽게 이용하지 못하는 측면이 있다. 또한, 상기한 바와 같은 선행기술들에 의한 고압 케이블의 부분 방전 감시는 관리자가 수시로 해당 고압 케이블에서 직접 확인해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고압 케이블의 고장 진단을 원격지에서도 예측 분석할 수 있는 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적은, 접속재 일측의 고압 케이블에 설치되어 전원을 생성하고 전류를 측정하는 복합 CT; 상기 접속재 타측의 고압 케이블에 설치되어 고압 케이블의 온도를 감지하는 열화감지센서; 부분 방전(PD)을 구하기 위해 고압 케이블 접속재에서 발생하는 특정 주파수의 진동을 감지하는 하나 이상의 초음파 센서, 접속재의 온도를 감지하는 내부 온도센서, 고압 케이블의 전압을 감지하는 활선 센서, 및 무선 통신모듈을 구비하여, 자가진단을 위한 기준값이 사전에 설정되고 상기 고압 케이블의 전류, 상기 고압 케이블의 온도, 상기 접속재의 부분 방전(PD), 상기 접속재의 온도, 상기 고압 케이블의 전압 활선을 포함하는 빅 데이터를 구축하여 사전에 설정된 기준값과 대비하여 고압 케이블 접속재를 자가진단하여 자체 표시 또는 원격지로 전송하는 콘트롤러부; 및 무선 통신모듈을 구비하여, 상기 콘트롤러부로부터 전송되는 자가진단 상태를 표시하는 단말기를 포함하여 구성되는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치에 의해 달성된다.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 복합 CT는, 방수기능을 구비하고 개폐가 가능한 착탈식 케이스 내에 마련되고, 상기 케이스의 중앙에 상기 고압 케이블과의 결합을 위한 결합공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 복합 CT의 측정범위는 20∼600A이고, 상기 열화감지센서 및 상기 내부 온도센서의 측정범위는 - 20℃∼130℃이고, 상기 활선센서의 측정범위는 84 KV 이상이고, 상기 초음파 센서의 측정범위는 0∼30 KV에서 300 pC인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 접속재를 감싸면서 부착되어, 50∼70℃ 초과시 비가역 변색하는 감온 변색 테이프가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 콘트롤러부는, 상기 초음파 센서의 측정값의 이득을 제어하는 이득 제어부; 상기 활선 센서의 전압을 기준 설정값과 대비하여 전압 사활 여부를 판단하는 전압 사활 여부 검출부; 자가진단을 위한 기준값이 사전에 설정되고 상기 고압 케이블의 전류, 상기 고압 케이블의 온도, 상기 접속재의 부분 방전(PD), 상기 접속재의 온도, 상기 고압 케이블의 전압 활선을 포함하는 빅 데이터를 구축하여 사전에 설정된 기준값과 대비하여 고압 케이블 접속재를 자가진단하여 자체 표시 또는 원격지로 전송하는 MCU; 및 상기 MCU의 자가 진단상태를 표시하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 콘트롤러부는, 해당 콘트롤러부의 제어를 위한 입력수단인 터치 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 초음파 센서는, 상기 고압 케이블 접속재의 양쪽 끝단 또는 한쪽 끝단에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 무선 통신모듈은, 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 지그비(ZigBee), MST(Magnetic Secure Transmission), 비콘(Beacon), 이더넷(Ethernet), 로라(RoLa) 및 와이파이(WiFi) 중 하나의 무선 통신모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 활선센서는, 비접속식 센서인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 콘트롤러부는, 내부에 상기 초음파 센서 및 상기 활선 센서를 장착할 수 있는 장착홈부가 구비되고 상부가 개방된 하부 케이스; 상기 콘트롤러부의 전기적인 구성요소가 구비된 PCB; 상기 하부 케이스의 상부에 결합되는 상부 케이스; 및 상기 하부 케이스와 상기 상부 케이스를 상기 접속재에 결속하는 고정 밴드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 하부 케이스의 측벽에는 상기 PCB와 전기적으로 접속되어 상기 복합 CT, 안테나, 및 상기 열화감지센서와 전기적으로 접속되는 방수기능을 가지는 커넥터가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 상부 케이스에는 상기 디스플레이와 상기 터치 버튼이 외부로 노출되도록 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 하부 케이스와 상기 상부 케이스의 접합부에는 방수패킹이 내입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 상부 케이스가 투명 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고압 케이블과 고압 케이블 접속재에서 발생하는 특정 주파수의 진동을 이용하여 부분 방전(PD), 전압 활선, 고압 케이블에서 검출되는 온도, 전류를 포함하는 빅데이터를 구축하여 사전에 설정된 기준값과 비교하여 고압 케이블 접속재의 고장 진단을 예측 분석함으로써, 원격지에서도 고압 케이블의 자가진단상태를 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 콘트롤러부의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 주요부분을 보여주는 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 주요부분을 보여주는 확대 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 측면도이다.
도 2는 도 1의 콘트롤러부의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 주요부분을 보여주는 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 주요부분을 보여주는 확대 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 콘트롤러부의 상세 구성도이다.
도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치는, 도면에서 보이는 접속재(2) 우측의 고압 케이블(1)에 설치되어 고압 케이블과 접속재에 위치한 자가 진단장치에서 필요로 하는 전원을 자체 생성하고, 고압 케이블과 접속재의 자가 진단을 위한 정보의 하나인 전류를 측정하는 복합 CT(100), 접속재(2) 좌측의 고압 케이블(1)에 설치되어 자가진단을 위한 정보의 하나인 고압 케이블의 온도를 감지하는 열화감지센서(200), 부분 방전(PD)을 구하기 위해 고압 케이블(1) 접속재(2)에서 발생하는 특정 주파수의 진동을 감지하는 2개의 초음파 센서(310), 고압 케이블에서 취득되는 온도와의 대비를 위한 접속재(2)의 온도를 감지하는 내부 온도센서(320), 고압 케이블의 사활 여부를 판정하기 위한 고압 케이블(1)의 전압을 감지하는 활선 센서(330), 및 원격지에 위치한 단말기의 무선 통신모듈과의 무선 통신을 위한 무선 통신모듈(340)을 구비하여, 자가진단을 위한 각종 측정값의 기준이 되는 기준값이 사전에 설정되고 위의 센서 등의 구성요소로부터 취득되는 고압 케이블의 전류, 고압 케이블의 온도, 접속재의 부분 방전(PD), 접속재의 온도, 고압 케이블의 전압 활선을 포함하는 빅 데이터를 구축하여 사전에 설정된 기준값과 대비하여 고압 케이블 접속재를 자가진단하여 자체 표시 또는 원격지로 전송하는 콘트롤러부(300), 및 고압 케이블에 위치한 무선 통신모듈과의 무선 통신을 위한 무선 통신모듈(410)을 구비하여, 콘트롤러부(300)로부터 전송되는 자가진단 상태를 표시하는 단말기(400)로 구성됨으로써, 고압 케이블의 접속재를 자가진단할 수 있을 뿐만 아니라 원격지에서도 고압 케이블의 접속재의 자가진단결과를 확인할 수 있다.
위의 실시예에서, 고압 케이블에 위치하여 전원을 생성 및 전류를 검출 기능을 동시에 수행하는 복합 CT(100)는 방수기능을 구비하고 개폐가 가능한 착탈식 케이스 내에 마련되고, 케이스의 중앙에 고압 케이블(1)과의 결합을 위한 결합공이 형성됨으로써, 누전 등에 의한 오류를 방지하고 고압 케이블(1)에 착탈작업을 용이하게 수행할 수 있다.
위의 실시예에서, 고압 케이블 접속재의 자가진단을 위한 각종 정보를 취득하는 복합 CT(100)는 20∼600A의 측정범위를 가지고, 열화감지센서(200) 및 내부 온도센서(320)는 - 20℃∼130℃의 측정범위를 가지며, 활선센서(330)는 84 KV 이상의 측정범위를 가지며, 초음파 센서(310)는 0∼30 KV에서 300 pC의 측정범위를 가질 수 있다.
물론, 위와 같은 자가 진단을 위한 각종 정보와 이에 비교대상이 되는 기준값은 고압 케이블의 접속재의 종류나 주변 환경 등에 의해 다르게 가지거나 다르게 설정될 수 있다.
위의 실시예에서, 콘트롤러부(300)는 초음파 센서(310)의 측정값의 노이즈를 제거하고 이득을 제어하는 이득 제어부(350), 활선 센서(330)의 전압을 기준 설정값과 대비하여 전압 사활 여부를 판단하는 전압 사활 여부 검출부(360), 자가진단을 위한 기준값이 사전에 설정되고 고압 케이블의 전류, 고압 케이블의 온도, 접속재의 부분 방전(PD), 접속재의 온도, 고압 케이블의 전압 활선을 포함하는 빅 데이터를 구축하여 사전에 설정된 기준값과 대비하여 고압 케이블 접속재를 자가진단하여 자체 표시 또는 원격지로 전송하는 MCU(370), 및 각 센서 등의 측정값과 함께 MCU(370)의 자가진단결과를 표시하는 디스플레이(380)를 더 구비함으로써, 고압 케이블 접속재의 자가진단을 위한 측정값을 처리할 수 있다.
위의 실시예에서, 콘트롤러부(300)에 해당 콘트롤러부(300)의 제어를 위한 입력수단인 터치 버튼(380)이 구비됨으로써, 각종 센서 등에 의해 측정되는 부분 방전과 같은 측정값이나 고압 케이블의 접속재의 자가 진단결과를 현장에서 선택적으로 확인할 수 있다.
위의 실시예에서, 고압 케이블 접속재와 단말기와의 무선 통신을 위해 콘트롤러부(300)와 단말기(400)에 구비된 무선 통신모듈(340)(410)은, 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 지그비(ZigBee), MST(Magnetic Secure Transmission), 비콘(Beacon), 이더넷(Ethernet), 로라(RoLa) 및 와이파이(WiFi) 중 하나의 무선 통신모듈을 선택적으로 사용할 수 있다.
위의 실시예에서, 활선센서(330)는 접속재 내의 고압선과의 직접적으로 접촉하지 않고도 전압을 측정할 수 있는 비접속식 센서일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3의 주요부분을 보여주는 확대 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 분해 사시도이며, 도 6은 도 5의 주요부분을 보여주는 확대 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치를 고압 케이블에 설치한 상태를 보여주는 측면도이다.
도 3 내지 도 7에 의하면, 상하로 분리 결합되어 고압 케이블의 접속재에 착탈되는 한 쌍의 하부 케이스(510)와 상부 케이스(530)를 구비한 콘트롤러부(300)는 상방이 개방된 장방형의 용기로서 내부에 접속재의 진동을 감지하는 초음파 센서(310) 및 접속재의 전압을 측정하는 활선 센서(330)가 접속재에 근접되도록 고정 장착할 수 있는 공간인 장착홈부(511)(512)가 구비된 하부 케이스(510), 콘트롤러부(300)를 구성하는 각종 전기적인 구성요소가 배치되고 각종 센서 등과 전기적으로 접속되어 하부 케이스(510) 내에 내입되는 PCB(520), 하부 케이스(510)의 상부에 결합되는 상부 케이스(530), 및 일체형으로 결합된 하부 케이스(510)와 상부 케이스(330)를 접속재(2)에 고정하는 고정 밴드(540)를 포함하여 구성됨으로써, 콘트롤러부(300)를 고압 케이블 접속재에 착탈할 수 있다.
위의 실시예에서, 복합 CT(100)는 방수기능을 구비하고 개폐가 가능한 착탈식 케이스(110) 내에 마련되고, 케이스(110)의 중앙에 고압 케이블(1)과의 결합을 위한 결합공(120)이 형성됨으로써, 누수에 의한 오류를 방지하고 고압 케이블에 용이하게 착탈할 수 있다.
위의 실시예에서, 접속재(2)를 감싸면서 부착되어, 50∼70℃ 초과시 비가역 변색하는 감온 변색 테이프(130)를 가짐으로써, 관리자는 현장에서 바로 고압 케이블 접속재의 과열상태를 수시로 확인할 수 있다.
위의 실시예에서, 콘트롤러부(300)는 해당 콘트롤러부(300)의 제어를 위한 입력수단로서 터치 버튼(380)을 구비하고, 해당 터치 버튼(390)은 디스플레이(380)와 함께 상부 케이스(530)에 외부로 노출되도록 부착됨으로써, 관리자는 현장에서 자가진단을 위한 각종 정보를 입력할 수 있을 뿐더러 자가 진단결과를 확인할 수 있다.
위의 실시예에서, 초음파 센서(310)는 고압 케이블(1) 접속재(2)의 양쪽 끝단 또는 한쪽 끝단에 위치한 장착홈부(521)(512)에 내입되어 고압 케이블에 근접되게 설치됨으로써, 접속재의 진동을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
위의 실시예에서, 복합 CT(100), 안테나(550), 및 열화감지센서(200)는 PCB(520)와 전기적으로 연결되는데, 전기적인 접속을 위해 하부 케이스(510)의 측벽에 방수기능을 가지는 복수의 커넥터(560)가 설치됨으로써, 복합 CT(100), 안테나(550) 및 열화감지센서(200)와 PCB(520)와의 전기적인 접속은 물론 방수효과도 얻을 수 있다.
위의 실시예에서, 하부 케이스(510)와 상부 케이스(530)의 접합부에 별도의 방수패킹이 내입됨으로써, 누수 등으로 인한 콘트롤러부(300)의 오류를 방지할 수 있다.
위의 실시예에서, 상부 케이스(530)가 투명 재질로 이루어짐으로써, 디스플레이(380)를 외부로 노출시키기 위한 별도의 공간을 형성하지 않아도 되는 특징이 있다.
위의 실시예에서는 고압 케이블의 자가진단이 콘트롤러부(300)에서 이루어지고, 콘트롤러부(300)의 제어를 위한 입력수단이 콘트롤러부(300)에 위치하는 것을 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 고압 케이블의 자가진단이 단말기(400)에서 이루어지고, 콘트롤러부(300)의 제어를 위한 입력수단으로서 단말기(400)를 이용함으로써, 원격지에서도 고압 케이블의 자가진단할 수 있을 뿐만 아니라 자가진단을 위한 콘트롤러부(300)의 구동을 원격 제어할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구의 범위뿐 아니라 이 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 고압 케이블 2 : 접속재
100 : 복합 CT 110 : 케이스
120 : 결합공 130 : 감온 변색 테이프
200 : 열화 감지 센서 300 : 콘트롤러부
310 : 초음파 센서 320 : 내부 온도센서
330 : 활선센서 340 : 무선 통신모듈
350 : 이득 제어부 360 : 전압 사활 여부 검출부
370 : MCU 380 : 디스플레이
390 : 터치 버튼 400 : 단말기
410 : 무선 통신모듈 510 : 하부 케이스
520 : PCB 530 : 상부 케이스
540 : 고정 밴드 550 : 안테나
560 : 커넥터
100 : 복합 CT 110 : 케이스
120 : 결합공 130 : 감온 변색 테이프
200 : 열화 감지 센서 300 : 콘트롤러부
310 : 초음파 센서 320 : 내부 온도센서
330 : 활선센서 340 : 무선 통신모듈
350 : 이득 제어부 360 : 전압 사활 여부 검출부
370 : MCU 380 : 디스플레이
390 : 터치 버튼 400 : 단말기
410 : 무선 통신모듈 510 : 하부 케이스
520 : PCB 530 : 상부 케이스
540 : 고정 밴드 550 : 안테나
560 : 커넥터
Claims (14)
- 접속재(2) 일측의 고압 케이블(1)에 설치되어 전원을 생성하고 전류를 측정하는 복합 CT(100);
상기 접속재(2) 타측의 고압 케이블(1)에 설치되어 고압 케이블의 온도를 감지하는 열화감지센서(200);
부분 방전(PD)을 구하기 위해 고압 케이블(1) 접속재(2)에서 발생하는 특정 주파수의 진동을 감지하는 하나 이상의 초음파 센서(310), 접속재(2)의 온도를 감지하는 내부 온도센서(320), 비접속식 센서로서 고압 케이블(1)의 전압을 감지하는 활선 센서(330), 및 무선 통신모듈(340)을 구비하여, 자가진단을 위한 기준값이 사전에 설정되고 상기 고압 케이블의 전류, 상기 고압 케이블의 온도, 상기 접속재의 부분 방전(PD), 상기 접속재의 온도, 상기 고압 케이블의 전압 활선을 포함하는 빅 데이터를 구축하여 사전에 설정된 기준값과 대비하여 고압 케이블 접속재를 자가진단하여 자체 표시 또는 원격지로 전송하는 콘트롤러부(300); 및
무선 통신모듈(410)을 구비하여, 상기 콘트롤러부(300)로부터 전송되는 자가진단 상태를 표시하는 단말기(400)를 포함하여 구성되고,
상기 콘트롤러부(300)는,
상기 초음파 센서(310)의 측정값의 이득을 제어하는 이득 제어부(350);
상기 활선 센서(330)의 전압을 기준 설정값과 대비하여 전압 사활 여부를 판단하는 전압 사활 여부 검출부(360);
자가진단을 위한 기준값이 사전에 설정되고 상기 고압 케이블의 전류, 상기 고압 케이블의 온도, 상기 접속재의 부분 방전(PD), 상기 접속재의 온도, 상기 고압 케이블의 전압 활선을 포함하는 빅 데이터를 구축하여 사전에 설정된 기준값과 대비하여 고압 케이블 접속재를 자가진단하여 자체 표시 또는 원격지로 전송하는 MCU(370); 및
상기 MCU(370)의 자가진단상태를 표시하는 디스플레이(380)
를 포함하여 구성되는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제1항에 있어서,
상기 복합 CT(100)는, 방수기능을 구비하고 개폐가 가능한 착탈식 케이스(110) 내에 마련되고, 상기 케이스(110)의 중앙에 상기 고압 케이블(1)과의 결합을 위한 결합공(120)이 형성되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제1항에 있어서,
상기 복합 CT(100)의 측정범위는 20∼600A이고, 상기 열화감지센서(200) 및 상기 내부 온도센서(320)의 측정범위는 - 20℃∼130℃이고, 상기 활선센서(330)의 측정범위는 84 KV 이상이고, 상기 초음파 센서(310)의 측정범위는 0∼30 KV에서 300 pC인 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제1항에 있어서,
상기 접속재(2)를 감싸면서 부착되어, 50∼70℃ 초과시 비가역 변색하는 감온 변색 테이프(130)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 콘트롤러부(300)는, 해당 콘트롤러부(300)의 제어를 위한 입력수단인 터치 버튼(390)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제1항에 있어서,
상기 초음파 센서(310)는, 상기 고압 케이블(1) 접속재(2)의 양쪽 끝단 또는 한쪽 끝단에 설치되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제1항에 있어서,
상기 무선 통신모듈(340)(410)은, 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication), 지그비(ZigBee), MST(Magnetic Secure Transmission), 비콘(Beacon), 이더넷(Ethernet), 로라(RoLa) 및 와이파이(WiFi) 중 하나의 무선 통신모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 콘트롤러부(300)는,
내부에 상기 초음파 센서(310) 및 상기 활선 센서(330)를 장착할 수 있는 장착홈부(511)(512)가 구비되고 상부가 개방된 하부 케이스(510);
상기 콘트롤러부(300)의 전기적인 구성요소가 구비된 PCB(520);
상기 하부 케이스(510)의 상부에 결합되는 상부 케이스(530); 및
상기 하부 케이스(510)와 상기 상부 케이스(530)를 상기 접속재(2)에 결속하는 고정 밴드(540)
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제10항에 있어서,
상기 하부 케이스(510)의 측벽에는 상기 PCB(520)와 전기적으로 접속되어 상기 복합 CT(100), 안테나(550), 및 상기 열화감지센서(200)와 전기적으로 접속되는 방수기능을 가지는 커넥터(560)가 구비되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제10항에 있어서,
상기 상부 케이스(530)에는 상기 디스플레이(380)가 외부로 노출되도록 부착되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제10항에 있어서,
상기 하부 케이스(510)와 상기 상부 케이스(530)의 접합부에는 방수패킹이 내입되는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치. - 제10항에 있어서,
상기 상부 케이스(530)가 투명 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치.
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| KR1020200088788A KR102434378B1 (ko) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | IoT 기반의 고압 케이블 접속재 감시 및 자가 진단장치 |
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