KR102457493B1 - IoT system for monitoring strain insulator of power line - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an IoT system for monitoring a strain insulator in a distribution line. As transmission line and distribution line often pass through a mountainous area in which trees are dense, when arc discharge occurs in a power line installed in the mountainous area, there is a risk of a large-scale fire such as a forest fire. The present invention relates to the IoT system for monitoring a fire in a distribution line which can detect occurrence or occurrence possibility of arc discharge in advance at a connection part of a strain insulator device in the distribution line and inform a management server or the like through an IoT communication network. In addition, an IoT sensor module included in the present invention is mounted on a pole or a pylon in which the strain insulator is installed, and when series arc discharge occurs due to poor contact or disconnection at the connection part or the like, can automatically detect the arc discharge and transmit a signal through the IoT communication network. Moreover, a monitoring server receiving the signal analyzes a signal transmitted from the other sensor module to quickly find an area in which a fire is expected to occur, thereby preventing a large-scale fire such as a forest fire from developing.

Description

배전선로 내장애자 감시 IoT시스템 {IoT system for monitoring strain insulator of power line}Disability monitoring IoT system in distribution line {IoT system for monitoring strain insulator of power line}

본 발명은 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템에 관한 것이다. 배전선로는 수목이 울창한 산악지역을 통과하는 경우가 많은데, 산악지역에 설치된 전선로에서 아크방전이 발생하면 산불 등의 대형화재로 번질 위험이 있다. 본 발명은 배전선로 중 내장애자(耐張碍子) 장치의 연결 부위 등에서 아크방전이 발생하는 경우 이를 감지하여 사물인터넷 통신망을 통하여 관리서버 등에 알려줄 수 있는, 배전선로의 화재감시용 IoT시스템에 관한 것이다. 본 발명에 포함되는 IoT 센서모듈은, 내장애자가 설치된 전주나 철탑 상에 장착되어, 연결 부위 등에서 접촉 불량이나 단선 등의 사유로 직렬 아크방전이 발생하는 경우, 이를 자동으로 감지하여 IoT 통신망을 통하여 신호를 송출할 수 있고, 이를 수신한 감시서버가 다른 센서모듈로에서 송출하는 신호까지 분석하여 화재발생이 예상되는 지역을 신속하게 찾아내므로 산불 등의 대형화재로 발전되는 것을 예방할 수 있게 된다.The present invention relates to an IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines. Distribution lines often pass through mountainous areas with dense trees, and if arc discharges occur in electric lines installed in mountainous areas, there is a risk of spreading to large-scale fires such as forest fires. The present invention relates to an IoT system for fire monitoring of a distribution line, which can detect when an arc discharge occurs in a connection part of a device for a disabled person in a distribution line and notify the management server through the Internet of Things (IoT) communication network. . The IoT sensor module included in the present invention is mounted on a pole or a pylon where a person with a disability is installed, and when a serial arc discharge occurs due to poor contact or disconnection at a connection part, etc. It can transmit a signal, and the monitoring server that receives it analyzes the signal transmitted from other sensor modules to quickly find an area where a fire is expected, thereby preventing the development of large-scale fires such as forest fires.

배전선로에 세워지는 전주나 철탑 중에는 양쪽의 장력이 서로 다른 ‘장력 불균형 개소’가 존재하며, 계곡이나 하천 등으로 인하여 전주나 철탑 사이의 거리가 표준경간보다 훨씬 길은 ‘장 경간 구간’도 있다. 이러한 장력 불균형 개소나 장 경간 구간에서는 가공전선의 무게나 바람 등으로 인하여 철탑이나 전주에 가해지는 장력이 매우 크기 때문에 장력에 견디고 적정한 이도(dip)를 유지할 수 있도록, 내장애자(耐張碍子. strain insulator)로 가공전선을 잡아당겨서 고정하게 되는데, 내장애자가 장착되는 철탑이나 전주를 내장철탑(耐張鐵塔) 또는 내장전주(耐張電柱)라 부르기도 한다. 또한, 배전선로의 수평 방향이 일정 각도 이상 바뀌거나, 수직 각도가 일정 각도 이상 인상 또는 인하되는 장소에도 내장철탑 또는 내장전주가 설치된다. 그리고, 재폐로차단기나 주상변압기 등과 같이 전력기기가 설치된 전주도 내장전주로 하는 경우가 많으며, 배전선로의 안정적 지지를 위하여 일정한 경간마다 내장철탑 또는 내장전주가 설치되기도 한다. 따라서 배전선로에는 적어도 10 경간 당 한두 개 정도의 내장철탑 또는 내장전주가 존재하게 된다. Among poles and pylons built on distribution lines, there are ‘tension imbalance points’ where the tensions on both sides are different, and there are also ‘long span sections’ where the distance between poles or pylons is much longer than the standard span due to valleys or rivers. In such a tension imbalance location or long span section, the tension applied to the pylon or pole due to the weight or wind of the overhead wire is very large. It is fixed by pulling the overhead wire with an insulator, and the iron tower or electric pole to which the disabled person is mounted is also called a built-in iron tower or a built-in electric pole. In addition, a built-in iron tower or a built-in electric pole is installed in a place where the horizontal direction of the distribution line is changed by more than a certain angle, or the vertical angle is raised or lowered by more than a certain angle. In addition, electric poles installed with electric power devices such as reclosing circuit breakers or pole transformers are often built-in poles, and built-in pylons or built-in poles are also installed at regular spans for stable support of distribution lines. Therefore, at least one or two built-in pylons or built-in electric poles per 10 spans exist in the distribution line.

내장철탑 또는 내장전주에서는 가공전선의 무게나 바람에 의한 장력에 견딜 수 있도록 가공전선과 내장애자를 클램프로 고정하게 되며, 클램프를 통과한 가공전선은 반대쪽 내장애자와의 사이에 연결선(점퍼선)을 통하여 연결된다. 따라서 가공전선과 클램프가 연결되는 부위에는 심한 장력이 가해지는 상태가 지속되며, 장력이 가해지는 상태에서 세월이 지남에 따라 진동의 누적에 의한 피로현상이나 부식 등에 의하여 노후화되고, 이로 인하여 볼트나 클램프를 체결한 부분에는 피로파괴(fatigue failure)에 의한 접촉 불량이나 소선의 손상 등이 발생하며, 심한 경우 일시적 또는 간헐적으로 단선되는 결과까지도 초래하게 된다. 특히 바람이 부는 계곡이나 하천횡단 구간 또는 산마루 지역 등의 경우 바람에 의하여 가공전선에 풍진동이 발생하게 되면, 전선에 발생하는 풍진동의 진동수와 연결선이나 인하용 전선에 발생되는 풍진동의 진동수가 서로 다르기 때문에 전선과 클램프, 연결선 등이 연결되는 부위에는 피로 현상이 더 심하게 발생하여 마모 및 열화가 더욱 쉽게 진행되는 경향이 있다. 가공전선의 연결부 등에서 전선이 일시적, 간헐적 단선이 발생하게 되면, 직렬 아크방전이 발생하게 된다.In a built-in pylon or built-in electric pole, the overhead wire and the obstacle-resistant person are fixed with a clamp to withstand the weight of the overhead wire or the tension caused by the wind. connected through Therefore, the state where severe tension is applied to the part where the overhead wire and the clamp are connected continues, and as time goes by in the state where the tension is applied, it deteriorates due to fatigue or corrosion caused by the accumulation of vibrations. Contact failure or damage to the wire occurs in the part where the connector is fastened, and in severe cases, it may even result in temporary or intermittent disconnection. In particular, in the case of windy valleys, river crossing sections, or mountain ridges, when wind vibrations generate wind vibrations in overhead wires, the frequencies of wind vibrations generated in the wires are different from those of wind vibrations generated in connecting wires or down-cut wires. Fatigue is more severe in areas where electric wires, clamps, and connecting wires are connected, and wear and deterioration tend to proceed more easily. If the wire is temporarily or intermittently disconnected at the connection part of the overhead wire, a series arc discharge occurs.

한편 배전선로는 수목이 밀집되어 있는 산간지역을 통과하는 경우도 많다 특히 농어촌 지역에서는 많은 배전선로가 산간지역이나 수목이 울창한 숲을 가로지르는 경우가 많다. 산간지역 등과 같이 수목이 많은 지역을 가로지르는 배전선로에서 지락이나 단락 사고 등이 발생하는 경우 사고지점에서 발생되는 과전류로 인하여 과열 또는 아크방전이 발생하고 이로 인하여 산불로 확대될 가능성이 있다. 다만, 전선로 자체가 단선되는 등의 이유로 발생하는 지락사고나 전선로 상호 간에 단락하는 단락사고로 인한 아크방전인, 병렬 아크방전의 경우 지락계전기나 과부하계전기 등과 같이 신뢰성 높게 발전된 전통적인 보호시스템이 작동되어 관련 선로를 신속하게 차단할 수 있기 때문에 실제 화재나 인명피해로 이어지는 일은 그리 많지 않다. On the other hand, distribution lines often pass through mountainous areas where trees are dense. In particular, in rural areas, many distribution lines often cross mountainous areas or thick forests. When a ground fault or short circuit accident occurs in a distribution line that crosses an area with many trees, such as a mountainous area, overheating or arc discharge may occur due to the overcurrent generated at the accident point, which may lead to a forest fire. However, in the case of parallel arc discharge, which is an arc discharge caused by a ground fault or short circuit accident between wires, which occurs due to disconnection of the wire itself, etc., a highly reliable traditional protection system such as a ground fault relay or an overload relay operates. Because it is possible to quickly cut off the related lines, there are not many cases that lead to actual fire or casualties.

하지만, 내장애자가 설치된 철탑이나 전주에서, 내장애자와 가공전선의 연결점이나 점퍼선이라 불리는 연결선의 연결점에는 피로 누적에 따른 마모와 손상, 풍화로 인한 부식 등이 발생하고 이로 인한 접촉 불량이나 단선 등이 되는 경우 직렬 아크방전이 발생하는데, 이러한 직렬 아크방전은 과부하계전기나 지락계전기 등으로 발견되지 않기 때문에 발견이나 예방이 매우 어렵다. 이러한 직렬 아크방전은 봄철 등과 같이 건조한 시기에 대형 산불로 이어지는 경우가 있어 이에 대한 대책 마련이 요구되고 있다. 지난 2019년 강원도 고성군 토성면에서 발생한 산불의 경우에도 22.9kv 특별고압 배전선로의 연결지점에서 발생한 직렬 아크방전으로 발화되어 무려 1,757ha의 산림이 피해를 당한 초대형 산불로 발전된 경우이다. 따라서 산악지대에 설치된 배전선로 상에서 발생하는 직렬 아크방전 사고를 초기에 발견하여 산불이나 인명피해 또는 재산상의 피해로 확산하는 것을 예방할 필요성이 높은 실정이다. 감사원도 지난 2019년 12월 발행한 전력공급시설 안전관리실태 감사보고서에서 이같은 문제점(내장애자 연결 클램프로 인한 화재위험의 문제)을 지적한 바 있다.However, in a pylon or electric pole where a person with a disability is installed, wear and damage due to fatigue accumulation, corrosion due to weathering, etc. occur at the connection point between the obstacle-resistant and overhead wire or at the connection point of the connection line called jumper wire, resulting in poor contact or disconnection, etc. In this case, a series arc discharge occurs, and it is very difficult to detect or prevent such series arc discharge because it is not found with an overload relay or a ground fault relay. Such series arc discharge may lead to large wildfires in dry seasons such as spring, and countermeasures are required. In the case of the forest fire that occurred in Toseong-myeon, Goseong-gun, Gangwon-do in 2019, it was ignited by a series arc discharge that occurred at the connection point of the 22.9kv special high-voltage distribution line, and developed into a very large forest fire that damaged a whopping 1,757ha of forest. Therefore, there is a high need to detect a series arc discharge accident occurring on a distribution line installed in a mountainous area at an early stage and prevent the spread of a forest fire, personal injury, or property damage. The Board of Audit and Inspection also pointed out this problem (the problem of fire risk due to the connection clamp for the disabled) in the audit report on the safety management of power supply facilities issued in December 2019.

아크방전은 전기가 공기 등의 절연층을 파괴하고 흐르면서 연속적으로 불꽃이 발생하여 열과 화염을 만들어 내는 방전현상을 말한다. 아크방전은 그 발생 메커니즘에 따라 병렬 아크방전과 직렬 아크방전으로 구별할 수 있다. 병렬 아크방전은 도 1(a)에서 보는 바와 같이 A상과 B상 사이 등과 같이 각 상의 전선이 근접했을 때, 상간 절연이 파괴되면서 일어나거나 각 상중 하나의 전선과 접지선 또는 지면에 접촉하거나 근접하여 절연이 파괴되면서 일어나는 현상이다. 즉 병렬 아크방전은 높은 전위차를 가진 전선 상호 간에, 피복이 없거나 손상된 상태에서 접촉했다 떨어지면서, 또는 너무 근접한 상태로 접근하면서 두 전선 사이의 공극에서 일어나는 방전이다. 병렬 아크방전은 상간 전압이 아크방전 부위에 그대로 걸리기 때문에 아크방전이 일어나는 부위에는 과다한 전류가 흐르게 되고 이로 인하여 불꽃과 화염이 크게 발생하므로 화재 발생이나 인명피해 등에 매우 위험한 상태로 노출되게 된다. 다만, 병렬 아크방전의 경우 매우 큰 과전류를 순식간에 발생시키기 때문에 변전소나 각종 선로 보호설비에서 이를 신속하게 감지해 낼 수 있고, 이에 따라 차단기의 동작 등과 같이 피해를 최소화하는 보호시스템이 곧바로 작동되므로 큰 피해로 확산되는 것을 방지할 수 있다.Arc discharge refers to a discharge phenomenon in which electricity breaks down insulating layers such as air and flows, generating sparks continuously to generate heat and flame. Arc discharge can be divided into parallel arc discharge and series arc discharge according to the mechanism of its occurrence. As shown in Fig. 1(a), when the wires of each phase are close to each other, such as between phase A and phase B, the parallel arc discharge occurs as the insulation between phases is broken, or when the wire of each phase comes into contact with or close to the ground wire or the ground. This is what happens when the insulation is broken. In other words, parallel arc discharge is a discharge that occurs between wires having a high potential difference, coming into contact with each other in the absence or damaged state, or in the gap between two wires while approaching them too closely. In parallel arc discharge, since the phase-to-phase voltage is directly applied to the arc discharge area, an excessive current flows in the area where the arc discharge occurs. However, in the case of parallel arc discharge, a very large overcurrent is generated in an instant, so it can be detected quickly in a substation or various line protection facilities. damage can be prevented from spreading.

반면에, 직렬 아크방전은 연결지점의 접속 불량 또는 내부선로의 손상과 같이 단일도체의 불완전한 접속 부위에서 발생한다. 즉 도 1(b)에서 보는 바와 같이 직렬 아크방전은 각 상의 전선 중 하나에서 접촉 불량이 일어나거나 단선으로 인하여 형성되는 공극에서 발생되는 아크방전이다. 따라서 직렬 아크방전으로 인하여 발생되는 불꽃이나 화염은 부하전류의 크기에 따라서 좌우되며, 상간 전위차에 의하여 발생되는 것이 아니기 때문에 병렬 아크방전에 비하여 작은 크기로 발생한다. 그리고 부하와 직렬로 연결되기 때문에 아크전류는 부하전류에 비례하여 증가하므로 전류의 증가나 감소를 파악하는 것만으로는 아크방전이 발생했는지 여부를 파악하기가 힘들게 된다. 그러나 직렬 아크방전 또한 병렬 아크방전과 마찬가지로 불꽃과 화염을 유발하기 때문에 전력기기의 파손은 물론, 불꽃이나 화염이 주변의 수목이나 건축물 등에 옮겨붙게 되어 일반 화재나 산불로 확대될 가능성이 있게 된다. 그럼에도 불구하고, 직렬 아크방전이 발생되는 초기에는, 변전소 등과 같이 전원공급 단에서 파악할 수 있을 만큼의 과전류를 수반하는 경우가 드물어서 그 발생 여부를 신속하게 파악하기 어려운 문제점이 있다.On the other hand, series arc discharge occurs at the incomplete connection of a single conductor, such as poor connection at a connection point or damage to an internal line. That is, as shown in Fig. 1(b), the series arc discharge is an arc discharge generated in a gap formed due to a contact failure or disconnection in one of the wires of each phase. Therefore, the spark or flame generated by the series arc discharge depends on the magnitude of the load current, and is not generated by the potential difference between phases, so it is generated in a smaller size than in the parallel arc discharge. And since it is connected in series with the load, the arc current increases in proportion to the load current, so it is difficult to determine whether an arc discharge has occurred only by understanding the increase or decrease of the current. However, since series arc discharge also causes sparks and flames like parallel arc discharge, there is a possibility that not only power equipment is damaged, but the flame or flame is transferred to surrounding trees or buildings, and it is likely to spread to general fires or wildfires. Nevertheless, there is a problem in that it is difficult to quickly determine whether a series arc discharge occurs because it is rarely accompanied by an overcurrent enough to be detected in the power supply stage, such as in a substation, at the initial stage of the series arc discharge.

이같이 아크방전은 화재위험은 물론 인명피해까지 유발하기 때문에 아크방전의 신속한 발견은 사고 예방 차원에서 매우 중요하다. 아크방전을 발견해 내는 종래의 방법으로는, 아크방전이 발생할 가능성이 높은 부위 가까이에서 수광소자를 이용하여 불꽃 발생을 감지해 내거나, 리플 전압이나 아크 파형의 주파수 등을 검출하여 아크방전 발생을 판단하는 방법이 있으며, 아크방전의 발생 과정에서 방사되는 전자파를 측정하여 감지하는 방법도 있다. 그러나 수광소자를 이용하는 방법은 변전소나 배전반 등과 같이 어두운 실내에서는 적정하지만, 태양광이 존재하는 옥외에서는 불꽃 발생을 감지해 내기가 어렵기 때문에 송전선로나 배전선로에서는 사용이 곤란한 문제점이 있다. 그리고, 리플전압이나 아크 파형의 주파수를 분석하여 아크방전을 검출하는 방법은, 각각의 공급구역이나 분기회로 별로 설치하여 아크방전 검출 시 차단기를 작동하도록 한 것이어서, 구간이 짧은 옥내 분기선로에 설치하여 아크방전이 검출되는 경우 해당 분기선로 자체를 차단하는 방법으로 아크방전 사고의 확대를 예방하는 것은 가능하나, 송전선로나 배전선로와 같이 장거리 선로 중에서 아크방전이 발생한 지점을 감지해 내는 것은 불가능하게 된다. 즉, 아크 파형의 주파수 등을 분석하여 검출해 내는 방법은 어느 한 선로 내에 어느 지점에선가 아크방전이 발생했다는 것을 감지해 낼 수는 있으나, 정확하게 어느 지점에서 발생한 것인지는 검출해 내기가 어렵고, 파형을 분석하여 판단해야 하므로 고가의 부품이 필요한 문제점도 있다. As such, arc discharge causes fire hazard as well as casualties, so prompt detection of arc discharge is very important for accident prevention. As a conventional method for detecting arc discharge, it is possible to detect the occurrence of a spark by using a light receiving element near a region where arc discharge is likely to occur, or to detect the occurrence of arc discharge by detecting the ripple voltage or the frequency of the arc waveform. There is a method, and there is also a method of detecting and measuring electromagnetic waves emitted during the arc discharge generation process. However, the method of using a light receiving element is appropriate in a dark indoor such as a substation or a switchboard, but it is difficult to detect the occurrence of a spark outdoors in the presence of sunlight, so it is difficult to use in a transmission line or a distribution line. In addition, the method of detecting arc discharge by analyzing the frequency of the ripple voltage or arc waveform is installed in each supply area or branch circuit to operate a circuit breaker when arc discharge is detected. When arc discharge is detected, it is possible to prevent the spread of arc discharge accidents by blocking the branch line itself, but it becomes impossible to detect the point where the arc discharge occurred among long-distance lines such as transmission lines or distribution lines. That is, the method of detecting and analyzing the frequency of the arc waveform can detect that the arc discharge has occurred at any point in any one line, but it is difficult to detect exactly at which point it occurred, and the There is also the problem that expensive parts are required because analysis and judgment are required.

방사전자파를 이용하여 감지해 내는 방법은, 방사전자파의 도달거리가 짧을 뿐만 아니라, 낙뢰나 뇌운 또는 코로나 방전 등과 같이 다른 이유에 의한 전자파 방사가 발생하는 곳에서는 그것들로 인한 노이즈 때문에 잘못 감지될 가능성이 있는 단점이 있다. 따라서, 수배전반 등과 같이 밀폐된 공간에서는 유용하지만, 장거리 구간에 걸쳐서 산악지형과 들판을 가로지르며 설치되는 송전선로나 배전선로에는 부적합하다. 산악이나 들판에서는 낙뢰나 뇌운 등이 발생하며, 이로 인한 섬락이나 역섬락 또는 코로나 방전 등으로 인한 노이즈가 발생하기 때문이며, 설령 이러한 노이즈를 제거할 수 있다 하더라도, 장거리 구간에 걸쳐서 설치되는 송전선로나 배전선로의 어느 위치에서 방사전자파가 발생했는지를 알아내는 것도 매우 어려운 문제이다. In the detection method using radiated electromagnetic waves, not only the arrival distance of the radiated electromagnetic waves is short, but also in places where electromagnetic radiation due to other reasons such as lightning, thundercloud or corona discharge occurs, there is a possibility of false detection due to noise caused by them. There are disadvantages. Therefore, it is useful in a closed space such as a switchboard, but it is not suitable for a transmission line or a distribution line installed across a mountainous terrain and a field over a long-distance section. This is because lightning or thunderclouds occur in mountains or fields, and noise due to flashover, reverse flashover, or corona discharge is generated. It is also a very difficult problem to find out where the radiated electromagnetic wave was generated.

그리고, 고조파를 이용하여 아크방전 발생을 감지해내는 방법도 있다. 아크방전이 발생하게 되면 전선로 상에 고조파가 발생하게 된다. 아크방전으로 인하여 발생하는 고조파는 아크방전이 발생된 상(相)의 전선으로 흐르기도 하지만, 각 상에서 발생되는 고조파는 중성선으로 흘러들어와 영상 고조파전류를 형성하게 된다. 따라서, 중성선을 통하여 흐르는 영상 고조파전류인 제3고조파를 측정하여 아크방전이 발생했는지 여부를 판단할 수도 있다. 그러나, 송전선로나 배전선로에서 발생되는 고조파는 다양한 원인에 의하여 발생되므로 고조파의 발생이 아크방전으로 인하여 발생한 것이라고 단정하지 못한다는 문제점이 있다. 따라서 고조파의 감지를 통한 아크방전 검출방법은 적용하기 어려운 것이 현실이었다. Also, there is a method of detecting the occurrence of arc discharge using harmonics. When an arc discharge occurs, harmonics are generated on the wire path. Harmonics generated by arc discharge sometimes flow to the wire of the phase in which the arc discharge occurred, but harmonics generated in each phase flow into the neutral wire to form zero harmonic current. Therefore, it is also possible to determine whether arc discharge has occurred by measuring the third harmonic, which is the zero harmonic current flowing through the neutral wire. However, since harmonics generated in transmission lines or distribution lines are generated by various causes, there is a problem in that it cannot be concluded that the occurrence of harmonics is caused by arc discharge. Therefore, it was difficult to apply the arc discharge detection method through the detection of harmonics.

한편, 배전선로 또는 송전선로에 사용되는 가공전선이나 가공지선에 바람이 불게 되면 가공전선이 아래위로 진동하는 풍진동이 발생하는데, 이러한 진동을 aeolian 진동이라 한다. aeolian 진동은, 미풍이 불면 항상 발생하는 진동이다. 가공지선이나 가공전선에 대하여 1m/s ~ 7m/s 범위 내 미풍이 불게 되면, vortex shedding 현상에 의해 바람이 부는 방향과 직각 방향으로 3Hz ~ 150Hz의 진동수를 가지는 진동이 발생하는데, 그 진폭은 수cm 정도가 된다. 이러한 진동을 aeolian 진동이라 한다. 배전선로나 송전선로에서 전선 및 가공지선 상에 발생되는 풍진동은 전선로의 신뢰성이나 서비스 가능성에 부정적인 영향을 미치는 손상을 일으킬 수 있다. 즉 풍진동이 계속되다 보면 전선 및 가공지선에 사용되는 연선에 피로 파괴(fatigue failure)현상을 발생시키게 된다. 특히 내장전주나 내장철탑 등과 같이 클램프 등에 의한 연결부위가 있는 곳에서는 피로 파괴의 가능성이 높아지게 된다. On the other hand, when wind blows on overhead wires or overhead wires used in distribution lines or transmission lines, wind vibration occurs in which the overhead wire vibrates up and down, and this vibration is called aeolian vibration. Aeolian vibrations are vibrations that always occur when a breeze blows. When a breeze blows within the range of 1 m/s to 7 m/s against an overhead branch or overhead wire, vibration with a frequency of 3 Hz to 150 Hz is generated in the direction perpendicular to the wind direction due to the vortex shedding phenomenon. about cm. These vibrations are called aeolian vibrations. Wind vibrations generated on electric wires and overhead branches in distribution lines or transmission lines can cause damage that negatively affects the reliability or serviceability of electric lines. In other words, if wind vibration continues, fatigue failure occurs in stranded wires used for electric wires and overhead branch wires. In particular, where there is a connection part by clamps, such as a built-in electric pole or a built-in pylon, the possibility of fatigue failure increases.

풍진동에 의한 피로 파괴는 연결선이나 클램프의 연결부나 연결점의 파손이나 부분적인 단선 등을 유발하게 되며, 연결 부위에 파손이 생기면 풍진동이 발생하는 순간에 이러한 파손 부위에서 아크방전이 발생하게 된다. 접촉불량이나 부분적 단선부위가 있게 되면, 풍진동이 발생하는 순간에 접촉 부위가 닿았다 떨어지면서 아크방전이 발생하기 때문이다. 그러므로 직렬 아크방전 발생여부 판단에 풍진동을 이용하는 것을 고려할 수 있을 것이다. 다만, 풍진동이 발생한다고 해서 직렬 아크방전이 발생하는 것은 아니므로 풍진동만으로 직렬 아크방전 발견수단으로 사용하는 것은 어렵다. Fatigue failure due to wind vibration causes damage or partial disconnection of the connection part or connection point of the connecting wire or clamp. This is because, if there is a contact defect or partial disconnection, arc discharge occurs as the contact area touches and falls at the moment of wind vibration. Therefore, it may be possible to consider using wind vibration to determine whether a series arc discharge has occurred. However, it is difficult to use only wind vibration as a means for detecting a series arc discharge because the occurrence of wind vibration does not cause series arc discharge.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명에 의한 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템은, 산간지역에 설치된 배전선로의 내장애자 연결부 등에서 직렬 아크방전이 발생하는 경우 이를 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The distribution line disability monitoring IoT system according to the present invention devised to solve the above-mentioned problems is a distribution line that can quickly and accurately detect when a serial arc discharge occurs in the obstacle-resistant connection part of a distribution line installed in a mountainous area. The purpose of this is to provide an IoT system for monitoring people with disabilities.

본 발명의 또 다른 목적은, 배전선로 상에서 직렬 아크방전이 발생하는 경우 관리주체가 아크방전 발생 위치를 신속하게 파악하여 산불이 발생하거나 대형 산불로 번지는 것을 예방할 수 있는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is, when a series arc discharge occurs on a distribution line, the management entity can quickly identify the location of the arc discharge to prevent a wildfire from occurring or spreading to a large-scale forest fire. to provide a system.

본 발명의 또 다른 목적은, 배전선로 상 내장애자 연결부 등에서 직렬 아크방전으로 전자파가 발생한 경우 이를 감지한 IoT 센서모듈이 관련신호를 송출하도록 하고, 이를 수신한 감시서버에서 다른 IoT 센서모듈 모두에 대하여 신호를 보내어 고조파 측정값을 보내도록 함으로써, 아크방전 발생의 진위를 파악할 수 있는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to have the IoT sensor module that detects the occurrence of an electromagnetic wave due to a serial arc discharge at the connection part of the disabled person on the distribution line transmit a related signal, and the monitoring server that has received it for all other IoT sensor modules By sending a signal to send harmonic measurement values, it is to provide an IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines that can determine the authenticity of arc discharge occurrence.

본 발명의 또 다른 목적은, 직렬 아크방전으로 인하여 발생하는 방사전자파와 고조파는 물론 아크방전을 유발하는 풍진동까지도 이용하여 직렬 아크방전이 발생한 지점을 찾아낼 수 있도록 함으로써, 직렬 아크방전이 발생한 위치를 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to find the point where the series arc discharge occurred using not only the radiated electromagnetic waves and harmonics generated by the series arc discharge, but also the wind vibration that induces the arc discharge, so that the location where the series arc discharge occurred It aims to provide an IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines that can quickly and accurately detect

본 발명의 또 다른 목적은 아크방전이 발생하지 않았는데도 아크방전과 유사한 신호가 들어오는 경우, 이를 걸러냄으로써 오감지를 예방하고 이를 통하여 직렬 아크방전 감지의 신뢰성을 높일 수 있는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to prevent misdetection by filtering when a signal similar to arc discharge is received even though arc discharge has not occurred and to increase the reliability of serial arc discharge detection through this, an IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines. will provide

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명에 포함되는 IoT 센서모듈을 작동하는 전원이 반영구적으로 공급되도록 함으로써, 내구성이 높고 유지보수 비용이 적게 들어 경제성이 높은, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines, which has high durability and low maintenance costs, so that the power to operate the IoT sensor module included in the present invention is supplied semi-permanently, which is highly economical. will be.

본 발명의 또 다른 목적은, 아크방전 파형을 분석하기 위한 고가의 부품을 사용하지 않더라도 신뢰성 높은 직렬 아크방전 감지를 할 수 있는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an IoT system for monitoring a person with a disability in a distribution line that can perform reliable serial arc discharge detection without using expensive components for analyzing arc discharge waveforms.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명에 포함되는 IoT 센서모듈 내 변류기의 2차 측에서 고전압이 발생되어 IoT 센서모듈이 파괴되거나 이로 인한 화재 등이 발생하지 않도록 변류기의 2차 측이 개방되는 경우 이를 감지하여 자동을 단락시킬 수 있는 안전수단을 가진 IoT 센서모듈로 구성되는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is when the secondary side of the current transformer is opened so that high voltage is generated at the secondary side of the current transformer in the IoT sensor module included in the present invention, so that the IoT sensor module is not destroyed or a fire occurs. It is to provide an IoT system for monitoring persons with disabilities in a distribution line, which is composed of an IoT sensor module having a safety means that can detect this and short-circuit automatically.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명에 포함되는 IoT 센서모듈이 고장나는 경우 감시서버에서 이를 신속하고 용이하게 파악할 수 있는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an IoT system for monitoring persons with disabilities in a distribution line, in which a monitoring server can quickly and easily identify a failure of an IoT sensor module included in the present invention.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 배전선로에서 전주 또는 철탑의 내장애자(耐張碍子)에서 발생하는 직렬 아크방전을 감시하기 위하여 가공 중성선에 장착되는 복수의 IoT 센서모듈 및 상기 복수의 IoT 센서모듈과 통신하는 감시서버를 포함하는 배전선로의 내장애자 감시 IoT시스템으로서, 상기 복수의 IoT 센서모듈 각각은, - 상기 가공 중성선에 흐르는 고조파 전류를 측정하는 고조파 측정수단; - 상기 가공 중성선의 진동에 따른 진동에너지량을 측정하는 진동량 측정수단; - 아크방전으로 인하여 발생하는 방사전자파를 측정하는 전자파 측정수단; - 상기 복수의 IoT 센서모듈 각각을 식별할 수 있는 식별코드가 저장되어 있는 저장수단; - 사물인터넷 통신망에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 통신수단; 및 - 제어수단; 을 포함하며, 상기 고조파 측정수단은, - 상기 가공 중성선을 둘러싸며 고정되는 변류기, - 상기 변류기의 2차측 양단에 연결되어 고조파 전류를 측정하는 전류측정기, - 상기 변류기의 철심에 부착되어, 상기 철심의 온도가 상승하면 저항값을 낮추어 자기 스스로 단락상태로 만드는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터 및 - 전류가 흐르면 발열하여 상기 NTC 서미스터를 가열시킬 수 있도록, 상기 NTC 서미스터의 외표면에 부착되는 발열저항을 포함하되, - 상기 NTC 서미스터와 상기 발열저항은 직렬회로로 구성되어 상기 변류기의 2차측 양단에 연결되어, 상기 변류기의 2차측과 상기 전류측정기 사이에 단선이 발생하는 경우, 상기 철심의 온도상승에 의하여 상기 NTC 서미스터가 단락되어 상기 직렬회로에 전류가 흐르면, 상기 발열저항의 발열에 의하여 상기 NTC 서미스터의 단락상태가 계속하여 유지되도록 하며, 상기 제어수단은, - 상기 고조파 측정수단이 측정하는 고조파 측정값을 제1시간 간격으로 상기 저장수단에 저장하고, 상기 진동량 측정수단이 측정하는 진동에너지량을 상기 제1시간 간격으로 누적하여 상기 저장수단에 저장하면서, 상기 식별코드와 상기 진동에너지량 및 상기 고조파 측정값을 포함하는 제1신호를 제2시간 간격으로 생성하여 상기 통신수단을 통하여 송출하며, - 상기 전자파 측정수단이 측정한 전자파 측정값을 감시하다가, 상기 전자파 측정값이 기준값보다 높은 경우 상기 전자파 측정값과 상기 식별코드를 포함하는 제2신호를 생성한 후, 상기 통신수단을 통하여 상기 제2신호를 상기 감시서버에 전송하며, 상기 감시서버는, 상기 복수의 IoT 센서모듈 중 하나 이상으로부터 상기 제2신호를 수신한 경우, 제3신호를 생성하여 상기 복수의 IoT 센서모듈 모두에 대하여 전송하며, 상기 제3신호를 전송받은 상기 복수의 IoT 센서모듈 각각은, 상기 저장수단에 저장된 상기 고조파 측정값 중 가장 최근에 저장된 고조파 측정값으로부터 역순으로 n번째 고조파 측정값까지 n개의 고조파 측정값과 상기 식별코드가 포함된 제4신호를 상기 감시서버에 전송하며, 상기 제4신호를 전송받은 상기 감시서버는, 상기 제2신호 및 상기 제4신호를 분석하여 아크방전 발생여부와 발생지점을 판단하는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템으로 하는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of IoT sensor modules and a plurality of IoT sensors mounted on an overhead neutral wire in order to monitor a series arc discharge occurring in an electric pole or an obstacle-resistant member of a pylon in a distribution line. An IoT system for monitoring persons with disabilities of a distribution line including a monitoring server communicating with a sensor module, wherein each of the plurality of IoT sensor modules includes: - a harmonic measuring means for measuring a harmonic current flowing in the overhead neutral wire; - Vibration amount measuring means for measuring the amount of vibration energy according to the vibration of the processed neutral wire; - electromagnetic wave measuring means for measuring radiated electromagnetic waves generated by arc discharge; - a storage means in which an identification code capable of identifying each of the plurality of IoT sensor modules is stored; - Communication means for transmitting and receiving data by connecting to the Internet of Things (IoT) communication network; and - control means; The harmonic measuring means comprises: - a current transformer fixed to surround the overhead neutral wire; - a current measuring device connected to both ends of the secondary side of the current transformer to measure a harmonic current; - attached to the iron core of the current transformer, the iron core An NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor that lowers the resistance value and makes itself short-circuited when the temperature of the - When current flows, heats the NTC thermistor and heats the NTC thermistor. Including: - The NTC thermistor and the heating resistor are configured in a series circuit and are connected to both ends of the secondary side of the current transformer, and when a disconnection occurs between the secondary side of the current transformer and the current measuring device, Thus, when the NTC thermistor is short-circuited and a current flows in the series circuit, the short-circuit state of the NTC thermistor is continuously maintained due to the heating of the heating resistor, and the control means is: - Measuring harmonics measured by the harmonic measuring means The value is stored in the storage means at first time intervals, and the amount of vibration energy measured by the vibration amount measuring means is accumulated at the first time interval and stored in the storage means, while the identification code and the amount of vibration energy and A first signal including the harmonic measurement value is generated at second time intervals and transmitted through the communication means, - When the electromagnetic wave measurement value measured by the electromagnetic wave measurement means is monitored, and the electromagnetic wave measurement value is higher than the reference value After generating a second signal including the electromagnetic wave measurement value and the identification code, the second signal is transmitted to the monitoring server through the communication means, wherein the monitoring server includes at least one of the plurality of IoT sensor modules When receiving the second signal from nth harmonic measurement in reverse order from the most recent stored harmonic measurement Transmitting a fourth signal including the n harmonic measurement values and the identification code up to the harmonic measurement value to the monitoring server, and the monitoring server receiving the fourth signal, analyzing the second signal and the fourth signal It is preferable to use the IoT system for monitoring persons with disabilities in the distribution line, which is characterized in that it determines whether an arc discharge has occurred and the point of occurrence of the arc discharge.

본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 감시서버는, - 상기 제2신호를 전송한 IoT 센서모듈인 제1센서모듈이 전송한 제4신호 또는 상기 제1센서모듈과 인접한 위치에 장착된 IoT 센서모듈이 전송한 제4신호 중 하나 이상에서, 상기 가장 최근에 저장된 고조파 측정값이 나머지 고조파 측정값의 평균보다 일정 범위를 초과하는 경우 상기 제1센서모듈이 설치된 장소를 아크방전 발생지점으로 판단하되, - 상기 제1센서모듈이 복수인 경우에는 상기 제1센서모듈 중 상기 전자파 측정값이 가장 큰 제1센서모듈이 설치된 장소를 아크방전 발생지점으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.The present invention also provides, in addition to the above features, the monitoring server, - A fourth signal transmitted by the first sensor module, which is an IoT sensor module that transmitted the second signal, or mounted in a position adjacent to the first sensor module In one or more of the fourth signals transmitted by the IoT sensor module, when the most recently stored harmonic measurement value exceeds a certain range than the average of the remaining harmonic measurement values, the location where the first sensor module is installed is designated as the arc discharge point. In the distribution line, characterized in that, when there are a plurality of the first sensor modules, a place in which the first sensor module having the largest electromagnetic wave measurement value is installed is determined as the arc discharge occurrence point among the first sensor modules. It is also desirable to use the disabled person monitoring IoT system.

본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 제1신호에 포함된 상기 진동에너지량은, 상기 제1시간 간격으로 누적하여 상기 저장수단에 저장되어 있던 진동에너지량을 상기 제2시간 동안 합산한 것이며, 상기 제1신호에 포함된 상기 고조파 측정값은, 상기 제1시간 간격으로 상기 저장수단에 저장되어 있던 고조파 측정값을 상기 제2시간 동안 평균한 것이며, 상기 감시서버는, 상기 제1신호에 포함된 상기 진동에너지량 및 상기 고조파 측정값을 이용하여, 상기 복수의 IoT센서 모듈이 장착된 각각의 위치에 대한 풍진동 누적량과 상기 배전선로에 대한 고조파전류 분포를 모니터링할 수 있는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.The present invention also provides, in addition to the above-described features, the amount of vibration energy included in the first signal is accumulated at the first time interval and the amount of vibration energy stored in the storage means is summed for the second time. and the harmonic measurement value included in the first signal is an average of the harmonic measurement value stored in the storage means at the first time interval for the second time, and the monitoring server is the first signal By using the amount of vibration energy and the harmonic measurement value included in It is also desirable to set it as an IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines.

본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 제2신호에는 상기 진동에너지량을 포함하며, 상기 제2신호에 포함된 진동에너지량은, 상기 제2신호를 생성하기 직전에 상기 저장수단에 저장된 진동에너지량인 것을 특징으로 하거나 이에 더하여 상기 제어수단은, 상기 NTC 서미스터가 단락상태로 되는 경우, 상기 식별코드가 포함된 제5신호를 생성한 후 상기 통신수단을 통하여 상기 감시서버에 전송하며, 상기 제5신호를 수신한 경우 상기 감시서버는, 상기 제5신호를 전송한 IoT 센서모듈이 작동불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.The present invention also provides, in addition to the above features, the second signal includes the amount of vibration energy, and the amount of vibration energy included in the second signal is stored in the storage means immediately before generating the second signal. Characterized in or in addition to the amount of vibration energy, the control means, when the NTC thermistor is short-circuited, generates a fifth signal including the identification code and transmits it to the monitoring server through the communication means, When receiving the fifth signal, the monitoring server, it is also preferable to set the IoT sensor module that has transmitted the fifth signal as a malfunction monitoring IoT system, characterized in that it is determined that the malfunction.

본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 전자파 측정수단에는 다이폴안테나를 포함하며, 상기 다이폴안테나는, 상기 IoT 센서모듈의 본체에서 상기 가공 중성선과 평행하게 양쪽으로 돌출되는 탄성 소재의 와이어로 되어 있으며, 상기 다이폴안테나 양쪽 종단에는 관성질량체가 각각 고정되며, 상기 진동량 측정수단은 상기 관성질량체 각각에 포함되는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.In addition to the above-described features, the present invention also includes a dipole antenna in the electromagnetic wave measuring means, and the dipole antenna is a wire made of elastic material protruding from the main body of the IoT sensor module to both sides in parallel to the processed neutral wire. In addition, it is also preferable to use an IoT system for monitoring persons with disabilities in a distribution line, characterized in that inertial masses are respectively fixed to both ends of the dipole antenna, and the vibration amount measuring means is included in each of the inertial masses.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템은, 전자파와 고조파 및 진동에너지량을 동시에 이용하여 아크방전을 감지하기 때문에, 발생 초기에는 감지하기 어려운 ‘직렬 아크방전’이 송배전선로 상에서 발생하더라도 이를 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the IoT system for monitoring persons with disabilities in a distribution line according to the present invention detects an arc discharge using electromagnetic waves, harmonics, and vibration energy at the same time. Even if it occurs in the phase, it has the effect of quickly and accurately detecting it.

이를 위하여 본 발명은, 배전선로 상에서 아크방전이 발생하여 전자파가 발생되는 경우, IoT 센서모듈에서 이를 신속하게 감지하여 전자파 측정값과 자신의 식별코드가 포함된 제2신호를 송출하고, 제2신호를 수신하는 감시서버에서 제3신호를 송신하며, 제3신호를 수신한 모든 IoT 센서모듈에서 저장되어 있던 고조파 측정값을 포함하는 제4신호를 송출하며, 제4신호를 전송받은 상기 감시서버는 제2신호 및 제4신호를 분석하여 아크방전 발생여부와 발생지점을 판단하기 때문에 직렬 아크방전을 신속하고 정확하게 감지할 수 있다. 따라서, 배전선로 상에서 직렬 아크방전이 발생하더라도 산불이 발생하거나 대형 산불로 번지는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.To this end, in the present invention, when an electromagnetic wave is generated due to arc discharge on the distribution line, the IoT sensor module detects it quickly and transmits a second signal including the electromagnetic wave measurement value and its identification code, and the second signal transmits a third signal from the monitoring server that receives By analyzing the second signal and the fourth signal, it is possible to quickly and accurately detect the series arc discharge because it determines whether or not the arc discharge occurs and the point of occurrence. Therefore, even if a series arc discharge occurs on the distribution line, it is possible to prevent a wildfire from occurring or spreading to a large forest fire.

본 발명은 이같이, 아크방전으로 인하여 발생되는 방사전자파를 측정하여 아크방전의 발생을 감지하되, 전선로를 통하여 흐르는 고조파의 변화까지 감안하여 판단하기 때문에, 송배전선로 상에서 발생하는 코로나 방전 등으로 인한 전자파 노이즈를 걸러낼 수 있고, 이에 따라 아크방전 감지의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다. 즉, 감시서버는 제2신호를 전송한 IoT 센서모듈이나 이와 인접한 위치에 장착된 IoT 센서모듈이 전송한 제4신호 중 하나 이상에서, 가장 최근에 저장된 고조파 측정값이 나머지 고조파 측정값의 평균보다 일정 범위를 초과하는 경우 제1센서모듈이 설치된 장소를 아크방전 발생지점으로 판단하기 때문에 아크방전이 아닌 신호를 걸러낼 수 있어, 신뢰성이 높은 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention detects the occurrence of arc discharge by measuring the radiation electromagnetic wave generated due to the arc discharge, but also considers the change in harmonics flowing through the electric wire. It is possible to filter out, and thus has the effect of increasing the reliability of arc discharge detection. That is, in the monitoring server, the most recently stored harmonic measurement value is higher than the average of the remaining harmonic measurement values in one or more of the IoT sensor module that transmitted the second signal or the fourth signal transmitted by the IoT sensor module mounted in a position adjacent to it. If it exceeds a certain range, since the location where the first sensor module is installed is judged as the point of arc discharge, signals other than arc discharge can be filtered out, which has the effect of providing a highly reliable IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines. have.

또한, 본 발명에서는 방사전자파와 고조파신호 뿐만 아니라, 진동에너지량까지도 감안하여 위험여부를 판단하게 된다. 즉 가공전선에 발생하는 풍진동 관측 여부까지도 고려하여 아크방전을 정확하게 판단할 수 있으므로 아크방전 감지의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다. 이는, 전선의 연결점이나 연결부에서 피로 파괴가 발생한 상태라 하더라도 평상시에는 아크방전이 발생하지 않다가, 바람에 의하여 흔들릴 때는 파괴 부위가 이격 되거나 접촉저항이 달라져서 아크방전이 발생하게 되기 때문이다. 따라서 본 발명에서는 어느 특정 위치에서 방사전자파가 관측되고, 주변에 고조파가 관측되면서, 해당 위치에서 풍진동까지 감지되는 경우에는 아크방전 발생이 확실하다고 판단하게 된다. 따라서 본 발명은 아크방전 발생판단의 신뢰성을 높이고, 이로 인하여 화재발생 예방효과를 제고할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, not only the radiated electromagnetic waves and harmonic signals, but also the amount of vibration energy is taken into consideration to determine whether there is a risk. In other words, it is possible to accurately determine the arc discharge in consideration of the observation of wind vibration occurring in the overhead wire, thereby increasing the reliability of the arc discharge detection. This is because arc discharge does not normally occur even when fatigue fracture occurs at the connection point or connection part of the electric wire, but when it is shaken by the wind, the fractured area is separated or the contact resistance is changed, so that the arc discharge occurs. Therefore, in the present invention, when the radiation electromagnetic wave is observed at a specific location and harmonics are observed in the vicinity, and even wind vibration is sensed at the corresponding location, it is determined that the arc discharge is certain. Therefore, the present invention increases the reliability of the arc discharge occurrence determination, thereby improving the fire prevention effect.

이에 더하여, 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈에서는 제2시간 간격으로 식별코드와 진동에너지량 및 제3고조파값을 포함하는 제1신호를 송출하도록 하면, 감시서버에서 IoT 센서모듈이 정상적으로 작동하는지에 대하여 일상점검을 자동으로 할 수 있고, 배전선로에 흐르는 영상전류 상의 고조파를 상시 모니터링할 수 있기 때문에, 배전선로의 중성선에 흐르는 영상전류로 인한 중성선 과열, 계전기 오작동 등의 각종 문제 발생을 사전에 차단할 수 있는 효과까지도 거둘 수 있다. In addition, if the IoT sensor module included in the present invention transmits the first signal including the identification code, the amount of vibration energy and the third harmonic value at the second time interval, the monitoring server determines whether the IoT sensor module operates normally. Since it is possible to automatically perform daily inspection of the system and monitor harmonics on the zero phase current flowing in the distribution line at all times, it is possible to prevent various problems such as overheating of the neutral line and malfunction of the relay due to the zero current flowing in the neutral line of the distribution line in advance. You can even achieve what you can.

또한, 제1신호에는 진동에너지량도 포함하기 때문에 이를 수신한 감시서버에서, 배전선로의 각 구간에 발생되는 풍진동으로 인한 누적되는 진동에너지량을 측정 및 비교, 분석할 수 있고, 이를 이용하여 피로현상으로 인한 피로파괴, 마모 또는 열화가 더 빠르게 진행될 가능성이 높은 전주들을 사전에 식별해 낼 수 있는 효과가 있다.In addition, since the first signal also includes the amount of vibration energy, the monitoring server receiving it can measure, compare, and analyze the amount of vibration energy accumulated due to wind vibration generated in each section of the distribution line, and using this It has the effect of identifying in advance the poles that are likely to progress faster due to fatigue failure, wear or deterioration due to fatigue.

또한, 전자파 측정을 위한 다이폴안테나의 양단에 질량체와 진동량 측정수단을 장착할 수도 있기 때문에 해당 지점에서 발생하는 풍진동의 세기를 매우 용이하게 측정할 수 있음은 물론, 다이폴안테나와 질량체가 댐퍼역할도 하기 때문에 가공 중성선에 가해지는 진동을 감쇄시킬 수 있는 효과도 동시에 거둘 수 있게 된다.In addition, since mass bodies and vibration quantity measuring means can be mounted at both ends of the dipole antenna for electromagnetic wave measurement, the strength of wind vibration generated at the point can be measured very easily, as well as the dipole antenna and the mass function as a damper Therefore, the effect of attenuating the vibration applied to the overhead neutral wire can be achieved at the same time.

또한, 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈의 내부에는, 전자파의 세기를 측정할 수 있는 수단과 고조파의 세기를 측정할 수 있는 수단 및 풍진동을 감지할 수 있는 수단 등 비교적 간단하고 저렴한 기술구성을 이용하여, 경제성이 있으면서도 신뢰성 높게 아크방전의 발생을 감지하는 구성을 만들 수 있기 때문에, 아크방전 파형을 분석하기 위한 고가의 부품을 사용하지 않더라도 신뢰성 높게 아크방전을 감지할 수 있는 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, inside the IoT sensor module included in the present invention, a relatively simple and inexpensive technical configuration, such as a means for measuring the intensity of electromagnetic waves, a means for measuring the intensity of harmonics, and means for detecting wind vibration, is provided. Because it is possible to create a configuration that detects arc discharge with high reliability while being economical by using the It has the effect of providing an IoT system.

또한, 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈 내 변류기의 2차 측 양단에는, NTC 서미스터가 연결되어 있고, NTC 서미스터는 변류기의 철심온도에 따라 작동되어 단락될 수 있는 구조로 되어있다. 따라서, 변류기의 2차측과 전류측정기 사이에 단선이 발생하여 변류기 철심의 자속이 증가하여 과열되면, NTC 서미스터가 단락되어 폐로를 형성하므로 철심의 과열 증가를 막고, 변류기의 2차 측에 고전압이 유기되는 것을 막을 수 있게 된다. 따라서, 전류측정기나 대역필터의 고장 등으로 변류기의 2차 측이 개방되더라도 과열이나 고전압이 발생되어 IoT 센서모듈이 파괴된다거나 이로 인한 화재 등이 발생하지 않는다. 본 발명은 이와 같은 구조를 가지고 있기 때문에, 특별고압 이상의 매우 높은 고전압에 설치되는 IoT 센서임에도 안전성이 강화된 IoT 센서모듈을 제공할 수 있고 이에 따라 신뢰성 높은 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, an NTC thermistor is connected to both ends of the secondary side of the current transformer in the IoT sensor module included in the present invention, and the NTC thermistor is operated according to the iron core temperature of the current transformer and has a structure that can be short-circuited. Therefore, when a disconnection occurs between the secondary side of the current transformer and the current measuring instrument and the magnetic flux of the current transformer increases and overheats, the NTC thermistor is short-circuited to form a closed circuit, thereby preventing the increase in overheating of the iron core and induced high voltage on the secondary side of the current transformer. can be prevented from becoming Therefore, even if the secondary side of the current transformer is opened due to a failure of the current measuring device or the band filter, overheating or high voltage is generated so that the IoT sensor module is not destroyed or fire does not occur. Since the present invention has such a structure, it is possible to provide an IoT sensor module with enhanced safety even though it is an IoT sensor installed at a very high voltage higher than a special high voltage, and thus a reliable monitoring IoT system for persons with disabilities in distribution lines can be provided. there is an effect

뿐만 아니라, NTC 서미스터에는 발열저항이 직렬로 연결되어 있고, 발열저항이 발열하면 NTC 서미스터를 가열하는 구조이기 때문에, 변류기 철심의 과열로 NTC 서미스터가 단락되어 전류가 흐르면 발열저항이 발열하게 되어 NTC 서미스터를 가열하게 된다. 따라서 NTC 서미스터가 단락되어 철심의 온도가 내려가더라도 발열저항이 발열하기 때문에 NTC 서미스터의 단락 상태는 계속하여 유지될 수 있다. 만일 발열저항이 없다면, NTC 서미스터가 단락되어 철심의 온도가 내려가면 NTC 서미스터가 개방되고, NTC 서미스터가 개방되면 다시 철심의 온도가 올라가서 다시 NTC 서미스터가 다시 단락되는 등 반복적인 개방과 단락으로 인하여 NTC 서미스터가 쉽게 고장날 수 있을 뿐만 아니라 변류기 2차측에 고전압이 반복적으로 유기되고 철심의 과열이 반복되어 IoT센서모듈이 파괴되거나 타버릴 위험도 있겠으나, 본 발명에서는 이같이 NTC 서미스터에 발열저항이 직렬로 연결되고, 발열저항이 NTC 서미스터를 가열하는 구조를 가지기 때문에 변류기 2차단자가 개방되면 그 즉시 NTC 서미스터의 단락상태가 계속하여 유지될 수 있게 된다. In addition, since the heating resistor is connected in series to the NTC thermistor, and the NTC thermistor is heated when the heating resistor heats up, the NTC thermistor is short-circuited due to overheating of the iron core of the current transformer and the heating resistor generates heat when current flows. will heat up Therefore, even if the NTC thermistor is short-circuited and the temperature of the iron core is lowered, the short-circuit state of the NTC thermistor can be continuously maintained because the heating resistor generates heat. If there is no heating resistance, the NTC thermistor is opened when the NTC thermistor is short-circuited and the iron core temperature goes down. Not only can the thermistor fail easily, but there is also a risk that the IoT sensor module may be destroyed or burned due to repeated high voltage induced on the secondary side of the current transformer and repeated overheating of the iron core. , since the heating resistor has a structure that heats the NTC thermistor, the short-circuit state of the NTC thermistor can be continuously maintained immediately when the current transformer secondary terminal is opened.

또한, NTC 서미스터가 변류기의 2차 측 양단을 단락시키는 경우, 식별코드가 포함된 제5신호를 생성하여 송출하는 구성을 포함하기 때문에 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈이 고장나는 경우 감시서버에서 이를 신속하고 용이하게 파악할 수 있는 효과가 있다. In addition, when the NTC thermistor shorts both ends of the secondary side of the current transformer, it includes a configuration for generating and transmitting a fifth signal including an identification code. It has an effect that can be quickly and easily identified.

또한, 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈의 내부에는 고조파전류 측정을 위한 변류기를 갖추고 있고, 변류기를 통하여 공급되는 전원으로 충전회로를 구성하는 전원공급 수단을 포함하기 때문에 작동 전원을 반영구적으로 공급할 수 있다. 이에 따라 내구성이 높고 유지보수 비용이 적게 드는, 경제성이 높은 IoT 센서모듈을 제공할 수 있어 경제성과 신뢰성이 높은 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, since the IoT sensor module included in the present invention has a current transformer for measuring harmonic current, and includes a power supply means constituting a charging circuit with power supplied through the current transformer, operating power can be supplied semi-permanently. . Accordingly, it is possible to provide an IoT sensor module with high durability, low maintenance cost, and high economic feasibility, which has the effect of providing an IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines with high economic efficiency and reliability.

도 1은 병렬 아크방전(a)과 직렬 아크방전(b)의 발생 개념도를 도시한 것이다.
도 2는 내장애자가 장착된 전주를 도시한 것이다.
도 3은 내장애자 장착 부위에 대한 상세도이다.
도 4는 차단기 및 내장애자를 가지는 전주를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈이 장착된 내장전주의 모습을 도시한 것이다.
도 6는 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈이 전선로에 장착된 모습을 확대한 것이다.
도 7은 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈의 내부 구성도이다.
도 8은 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈에 포함되는 고조파 측정수단의 회로도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈에 포함되는 변류기를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈에 포함되는 고조파 측정수단에서 NTC 서미스터 및 발열저항의 작동원리를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈의 다른 실시예이다.
도 12는 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈의 또 다른 실시예이다.
도 13은 본 발명에 의한 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템의 구성도이다.
도 14는 본 발명에 의한 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템의 작동과정을 보여주는 순서도이다.
1 shows a conceptual diagram of generation of a parallel arc discharge (a) and a series arc discharge (b).
Figure 2 shows a pole equipped with a disabled person.
Figure 3 is a detailed view of the installation site for the disabled.
Figure 4 shows an electric pole having a circuit breaker and a person with disabilities.
5 shows a state of the built-in electric pole equipped with the IoT sensor module included in the present invention.
6 is an enlarged view of the IoT sensor module included in the present invention mounted on an electric wire.
7 is an internal configuration diagram of the IoT sensor module included in the present invention.
8 is a circuit diagram of a harmonic measuring means included in the IoT sensor module included in the present invention.
9 shows a current transformer included in the IoT sensor module included in the present invention.
10 is a view for explaining the operating principle of the NTC thermistor and the heating resistor in the harmonic measuring means included in the IoT sensor module included in the present invention.
11 is another embodiment of the IoT sensor module included in the present invention.
12 is another embodiment of the IoT sensor module included in the present invention.
13 is a block diagram of an IoT system for monitoring persons with disabilities in a distribution line according to the present invention.
14 is a flowchart showing the operation process of the IoT system for monitoring the disabled in the distribution line according to the present invention.

이하에서 상술한 목적과 특징이 분명해지도록 본 발명을 상세하게 설명할 것이며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련한 공지기술 중 이미 그 기술 분야에 익히 알려져 있는 것으로서, 그 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail so that the above-described objects and features become clear, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention as it is already well known in the technical field among the known technologies related to the present invention, the detailed description thereof is omitted. to be omitted.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 실시 예들에 대한 설명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시 예들을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In addition, the terms used in the present invention have been selected as widely used general terms as possible, but in certain cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant. It is intended to clarify that the present invention should be understood as the meaning of the term, not the name. Terms used in the description of the embodiments are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the embodiments. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

실시 예들은 여러 가지 형태로 변경을 가할 수 있고 다양한 부가적 실시 예들을 가질 수 있는데, 여기에서는 특정한 실시 예들이 도면에 표시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 실시 예들을 특정한 형태에 한정하려는 것이 아니며, 실시 예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경이나 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. Embodiments may be modified in various forms and may have various additional embodiments, in which specific embodiments are shown in the drawings and related detailed descriptions are given. However, this is not intended to limit the embodiments to specific forms, and it should be understood to include all changes or equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the embodiments.

다양한 실시 예들에 대한 설명 가운데 “제1”, “제2”, “첫째” 또는“둘째”등의 표현들이 실시 예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. In the description of various embodiments, expressions such as “first”, “second”, “first”, or “second” may modify various components of the embodiments, but do not limit the corresponding components. For example, the above expressions do not limit the order and/or importance of corresponding components. The above expressions may be used to distinguish one component from another.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 병렬 아크방전(a)과 직렬 아크방전(b)이 발생하는 상황에 대한 개념도를 도시한 것이다. 상술한 바와 같이 도 1(a)와 같은 병렬 아크방전은 상간 단락이나 지락에 의하여, 단락이나 지락 부위에 고전압이 인가되면서 급격하게 과전류가 흐르게 되므로 상당한 크기의 아크방전이 일어나게 된다. 그러나 오히려 이러한 과전류로 인하여 병렬 아크방전은, 과전류 보호설비나 지락 보호설비 등 각종 보호시스템에 의하여 신속하게 발견될 뿐만 아니라, 과전류 등의 보호설비나 시스템에는 단락이나 지락이 일어난 위치까지도 발견할 수 있는 기술까지도 개발되어 적용되고 있기 때문에 병렬 아크방전의 경우 그 크기나 위험성에 비하여 오히려 신속하게 조치될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 shows a conceptual diagram for a situation in which parallel arc discharge (a) and series arc discharge (b) occur. As described above, in the parallel arc discharge as shown in FIG. 1(a), due to a short circuit or a ground fault between phases, an overcurrent rapidly flows while a high voltage is applied to a short circuit or a ground fault, so that an arc discharge of a considerable size occurs. However, due to such overcurrent, parallel arc discharge is not only quickly detected by various protection systems such as overcurrent protection facilities or ground fault protection facilities, but also the location of short circuits or ground faults in overcurrent protection facilities or systems. Since even the technology has been developed and applied, in the case of parallel arc discharge, it can be taken rather quickly compared to its size and risk.

그러나 도 1(b)와 같은 직렬 아크방전은 부하에 직렬로 연결되는 상태이기 때문에, 방전되는 전선의 양단 공극에 걸리는 전압도 작아서 아크로 인하여 증가하는 전류값도 크지 않을 뿐만 아니라, 서서히 진행하는 경우가 많고, 정상상태와 아크방전 상태가 교번적으로 일어나는 경우도 있기 때문에, 변전소 등의 전원공급 측에 설치된 보호설비에서는 이를 감지하기 어려운 문제점이 있어 왔다. 설령 아크파형의 분석이나 리플전압을 분석하는 장치를 변전소 등에 설치하여 이를 이용하여 발견한다 하더라도, 해당 송전선로 전체 또는 배전선로 전체 중에서 어느 지점에서 일어난 것인지까지 정확하게 파악하는 것은 불가능에 가깝게 된다. However, since the series arc discharge as shown in FIG. 1 (b) is a state connected in series to the load, the voltage applied to the gaps at both ends of the discharged wire is small, so the current value that increases due to the arc is not large, and it is a case that proceeds slowly. In many cases, since the normal state and the arc discharge state alternately occur, there has been a problem in that it is difficult to detect this in the protective equipment installed on the power supply side such as a substation. Even if an arc waveform analysis or ripple voltage analysis device is installed in a substation, etc.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배전선로 중 직렬 아크방전이 발생할 가능성이 높은 곳에 장착되어 전자파, 고조파, 진동에너지 등을 측정하다가 전자파를 수신하는 경우 신호를 생성하여 송출하는 복수의 IoT 센서모듈과 이들이 보내주는 신호를 수신하고 제어하여 아크방전 발생 여부와 발생 위치를 판단할 수 있는 감시서버가 포함된 배전선로의 화재감시 IoT시스템에 관한 것이다. 배전선로 중 내장애자가 장착된 전주나 철탑에서는, 클램프나 연결선(점퍼선) 등에 의하여 전선이 서로 연결된 부위가 많을 뿐만 아니라, 풍진동 등에 의한 피로 현상으로 인하여 연결 부위의 피로 파괴, 마모, 소선의 절단 등이 발생할 가능성이 높기 때문에 아크방전의 발생 위험도가 높은데, 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈들은 이같이 아크방전의 발생 가능성이 높은 내장애자 연결부를 감시할 수 있도록 장착되어, 연결부 등에서 아크방전이 발생하는지 여부를 판단하여 신호를 전송하게 된다.The present invention is to solve this problem, a plurality of IoT sensors that are mounted in a distribution line where a series arc discharge is likely to occur and generate and transmit a signal when receiving an electromagnetic wave while measuring electromagnetic waves, harmonics, vibration energy, etc. It relates to a fire monitoring IoT system for distribution lines that includes a module and a monitoring server that can receive and control the signals sent by them to determine whether or not an arc discharge has occurred and the location of the occurrence. Among distribution lines, in electric poles or pylons equipped with persons with disabilities, not only are there many parts where the wires are connected to each other by clamps or connecting wires (jumper wires), but also fatigue failure, abrasion, Since there is a high possibility of cutting, etc., there is a high risk of arc discharge. The IoT sensor modules included in the present invention are mounted to monitor the fault-tolerant connection part with a high possibility of arc discharge, and arc discharge occurs at the connection part, etc. It determines whether or not to transmit a signal.

도 2에는 배전선로(200) 중에서 내장애자(280)가 장착된 전주(210)가 도시되어 있으며, 도 3에는 내장애자(280) 장착 부위에 대한 상세도가 도시되어 있다. 그리고, 도 4에는 재폐로차단기(260) 등의 주상 전력기기를 가지는 전주(210)가 도시되어 있다. 이같이 내장애자(280)가 장착된 전주(210) 또는 철탑은, 양쪽의 장력이 서로 다른 ‘장력 불균형 개소’이거나, 계곡이나 하천 등으로 인하여 표준경간보다 훨씬 길은 ‘장 경간 전주’ 또는 배전선로의 수평 방향이 일정 각도 이상 바뀌거나, 수직 각도가 일정 각도 이상 인상 또는 인하되는 ‘각도를 가지는 전주’이다. 그리고, 도 4에서 보는 바와 같이 재폐로차단기 등과 같은 주상 전력기기가 설치된 전주에도 내장애자가 장착된다. FIG. 2 shows an electric pole 210 on which the disabled person 280 is mounted among the distribution lines 200, and FIG. 3 shows a detailed view of the disabled person 280 mounting portion. And, FIG. 4 shows an electric pole 210 having a pole power device such as a reclosing circuit breaker 260 . As such, the pole 210 or the pylon with the disabled person 280 is mounted on the 'long-span pole' or the 'long-span pole' that is much longer than the standard span due to a 'tension imbalance point' with different tensions on both sides, or a valley or river. It is a 'pole having an angle' in which the horizontal direction is changed by more than a certain angle, or the vertical angle is raised or lowered by more than a certain angle. And, as shown in FIG. 4, the obstacle-resistant person is also mounted on a pole in which a pole power device such as a reclosing circuit breaker is installed.

이러한 구간에서는, 가공전선(220)의 무게나 바람 등으로 인하여 철탑이나 전주(210)에 가해지는 장력이 크기 때문에 큰 장력에 견딜 수 있고 적정한 이도(dip)를 유지할 수 있도록 내장애자(280)로 전선을 잡아당겨서 고정하게 된다. 즉 도 3에서 보는 바와 같이 가공전선(220)의 무게나 바람에 의하여 잡아당기는 장력에 견딜 수 있도록 한쪽 가공전선(220a)과 내장애자(280a)를 클램프(282)로 고정하게 되며, 클램프(282)를 통과한 가공전선(220a)은 연결선(250, 점퍼선)이 되며, 연결선(250)의 한쪽 끝은 반대쪽 내장애자(280b)에 연결된 가공전선(220b)에 결합볼트(283) 등으로 체결하여 연결하게 된다. 따라서 가공전선(220)과 클램프(282)가 연결되는 부위에는 심한 장력이 가해지는 상태가 지속되며, 그 장력은 클램프(282)를 체결하는 U볼트(282a)에 상당부분 가해지게 된다. 이러한 상태에서 바람에 의한 풍진동이 가공전선(220)에 발생되면, U볼트(282a) 체결부위, 클램프(282)와 연결선(250)이 연결되는 연결부위(255) 또는 가공전선(220)과 연결선(250)을 결합하는 결합볼트(283) 등에는 풍진동에 의한 피로현상이 누적되어 피로 파괴를 불러오며, 이러한 피로현상에 더하여, 세월이 지남에 따라 발생하는 부식이나 열화현상 등이 더해지게 되고, 심지어는 풍진동에 의한 U볼트(282a)의 이완으로 인하여 연결선(250)에 장력이 걸리는 경우도 발생한다. 이러한 현상들이 누적되다 보면 접촉 불량 또는 소선의 단선 등이 발생하고 심지어는 연결선(250)이 단선되는 결과까지도 초래하게 된다.In this section, because the tension applied to the pylon or electric pole 210 due to the weight or wind of the overhead wire 220 is large, it can withstand large tension and maintain an appropriate dip. Pull the wire and hold it in place. That is, as shown in FIG. 3 , one overhead wire 220a and an obstacle-resistant person 280a are fixed with a clamp 282 to withstand the tension pulled by the weight or wind of the overhead wire 220, and the clamp 282 ) passing through the overhead wire 220a becomes a connection wire 250 (jumper wire), and one end of the connection wire 250 is fastened to the overhead wire 220b connected to the opposite handicapped person 280b with a coupling bolt 283, etc. to connect Therefore, a state in which severe tension is applied to the portion where the overhead wire 220 and the clamp 282 are connected continues, and the tension is applied to the U-bolt 282a that fastens the clamp 282 to a significant portion. In this state, when wind vibration by wind is generated in the overhead wire 220, the U-bolt 282a fastening portion, the connection portion 255 where the clamp 282 and the connection wire 250 are connected, or the overhead wire 220 and the connection wire Fatigue caused by wind vibration accumulates in the coupling bolts 283 and the like that connect the 250, and in addition to this fatigue phenomenon, corrosion or deterioration that occurs over time is added. , even when tension is applied to the connecting wire 250 due to the relaxation of the U-bolt 282a due to wind vibration. If these phenomena are accumulated, poor contact or disconnection of the wire may occur, and even the connection line 250 may be disconnected.

특히 바람이 많이 부는 계곡이나 하천횡단 구간 또는 산마루 지역 등의 경우 바람에 의하여 가공전선(220)에 풍진동이 발생하게 되며, 가공전선(220)에 발생하는 풍진동의 진동수와 연결선(250)이나 인하용 전선(270) 등에 발생하는 풍진동의 진동수가 서로 다르기 때문에 가공전선(220)과 클램프(282), U볼트(282a), 가공전선(220a)과 연결선(250)의 연결부위(255) 및 결합볼트(283) 체결부위 등에 대한 피로파괴 현상이 더욱 심하게 발생하여 마모 및 열화가 더욱 쉽게 진행되는 경향이 있다. 따라서 이러한 연결점이나 연결부에서는 일시적, 간헐적인 단선이 발생할 가능성이 높게 된다. 연결점이나 연결부에서 일시적, 간헐적인 단선이 발생하게 되면, 직렬 아크방전이 발생하게 되는데, 아크방전이 발생하면 발열과 화염을 수반하여 주변으로 불똥이 튀게 되어 주변의 화재위험이 높아지게 된다. 수목이 울창한 산악지대에서 봄철 등의 건조기에 아크방전이 발생하면, 이로 인한 불똥이나 화염의 분산이 마른 나뭇잎 등에 닿게되고, 이로 인하여 화재가 생기면 치명적인 산불화재로 발전할 가능성이 매우 높다. 특히 산악지대를 통과하는 배전선로에는 장력 불균형 개소, 장 경간 전주 등이 많기 때문에 내장애자(280)가 장착된 내장전주 또는 내장철탑이 많을 수밖에 없기 때문에 이에 대한 대책마련이 필요하다. In particular, in the case of a valley, river crossing section, or ridge area where there is a lot of wind, wind vibration is generated in the overhead wire 220 due to the wind, Since the frequency of the wind vibration generated in the electric wire 270 is different from each other, the overhead wire 220 and the clamp 282, the U-bolt 282a, the overhead wire 220a and the connection part 255 of the connecting wire 250 and the coupling bolt (283) There is a tendency for wear and deterioration to proceed more easily due to the more severe fatigue failure of the fastening parts. Therefore, there is a high possibility that temporary or intermittent disconnection occurs at these connection points or connections. When a temporary or intermittent disconnection occurs at a connection point or a connection part, a series arc discharge occurs. If an arc discharge occurs in the dry season, such as in spring, in a mountainous area with dense trees, the spark or flame dispersion comes into contact with dry leaves, and if a fire occurs due to this, there is a very high possibility that it will develop into a fatal forest fire. In particular, since there are many tension imbalance points, long span poles, etc. in distribution lines passing through mountainous areas, there are many built-in electric poles or built-in pylons equipped with disabled persons 280, so it is necessary to prepare countermeasures for this.

또한, 도 4에서 보는 바와 같이 재폐로차단기(260) 등과 같은 주상 전력기기가 설치된 전주(210)에서는, 가공전선(220)에서 분기되어 내려오는 인하용 전선(270)과 이에 연결된 COS(Cut Out Switch, 240), COS(240)와 재폐로차단기(260)를 연결하기 위한 인하용 전선(270) 등이 결선되어 있는데, 이러한 인하용 전선(270)들은 바람이나 진동 등에 의하여 더욱 흔들리기 쉽기 때문에, 나사 등으로 체결된 접속 부위에서 접촉 불량이 발생할 가능성이 있고, 바람이나 진동 등에 의하여 흔들리다 보면 인하용 전선(270)에 가해지는 피로현상으로 인하여 인하용 전선(270)을 구성하는 여러 가닥의 연선 중 일부 소선이 단선될 가능성도 높다. 인하용 전선(270)을 구성하는 연선 중 일부 소선이 단선되면 발열이 일어나고, 발열로 인한 손상이나 피로파괴 현상이 가중되어 전선 전체가 일시적 또는 간헐적으로 단선되는 경우도 생기게 된다. 이렇게 인하용 전선(270)과 전력기기가 연결된 부위 등에서 접촉 불량이나 단선에 의하여 공극이 생길 가능성이 있으며, 공극이 생기는 경우 직렬 아크방전 현상이 발생하게 된다. In addition, as shown in FIG. 4 , in the electric pole 210 in which the pole power device such as the reclosing circuit breaker 260 is installed, the cut-down wire 270 branched from the overhead wire 220 and the COS (Cut Out) connected thereto Switch, 240), a down wire 270 for connecting the COS 240 and the reclosing circuit breaker 260, etc. are connected. , there is a possibility that poor contact may occur at the connection part fastened with screws, etc., and when it is shaken by wind or vibration, the fatigue applied to the down wire 270 causes several strands of the down wire 270 to There is a high possibility that some of the stranded wires will be disconnected. When some of the stranded wires constituting the cut-down electric wire 270 are disconnected, heat is generated, and damage or fatigue destruction caused by heat is aggravated, so that the entire electric wire is temporarily or intermittently disconnected. In this way, there is a possibility that a gap may be generated due to poor contact or disconnection at the portion where the electric wire 270 and the power device are connected.

이러한 가능성은 개폐기나 주상변압기, 피뢰기, 전력퓨즈, 케이블헤드, 차단기 또는 분기선로 등이 설치된 장소에서도 마찬가지이다. 이같은 주상 전력기기가 설치된 장소에서는 가공전선(220)에 인하용 전선(270)이 연결되는 지점, 전력용 퓨즈나 COS(240)와의 연결부, 핫 클램프, 변압기 부싱 등 전력기기 연결부에 체결된 나사 등이 바람이나 진동에 의하여 흔들리다 보면 헐거워지기도 하고, 풍우에 의한 부식 등이 발생하여 접촉 불량이 발생할 가능성이 크기 때문이다. 따라서 주상 전력기기가 설치된 철탑이나 전주(210)에서는 직렬 아크방전의 발생 가능성이 높아지게 되며, 이러한 철탑이나 전주(210)가 산악지대에 설치되는 경우 직렬 아크방전으로 인하여 산불사고로 확대될 가능성이 더욱 높아지게 된다. This possibility is the same even in places where switchgear, pole transformer, lightning arrester, power fuse, cable head, circuit breaker or branch line are installed. In a place where such a pole power device is installed, the point where the down-duty wire 270 is connected to the overhead wire 220, the connection part with the power fuse or COS 240, the hot clamp, the screw fastened to the power device connection part, such as a transformer bushing, etc. This is because if it is shaken by wind or vibration, it may become loose, and there is a high possibility of contact failure due to corrosion caused by wind and rain. Therefore, the possibility of a series arc discharge increases in a pylon or electric pole 210 in which a pole power device is installed. will rise

도 5에는 본 발명에 포함된 ‘IoT 센서모듈(100)’이 배전선로(200) 상에 장착된 모습이 도시되어 있다. 도 5에서 보는 바와 같이 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈(100)은 배전선로 중 직렬 아크방전이 발생할 가능성이 높은, 내장애자(280)가 설치된 전주(210) 인근의 가공 중성선(221)에 장착되도록 하는 것이 가장 바람직하다. 도 6에는 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈(100)이 전선로에 장착된 모습이 확대되어 도시되어 있다. 후술하겠지만, 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈(100)은 전선로에 흐르는 고조파 성분을 측정해야 하기 때문에 가공 중성선(221)에 흐르는 고조파전류를 측정할 수 있도록 전류측정수단과 이를 위한 변류기(CT)를 구비해야 한다. 그런데, 변류기(CT)의 경우 가공 중성선(221)을 감싸면서 장착되는 것이 바람직하므로 도 6에서 보는 바와 같이 IoT 센서모듈(100)의 본체(101)는 가공 중성선(221)의 도체를 감싸서 고정시킬 수 있는 고정클램프(102)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 고정클램프(102)는 체결수단(103)에 의하여 상기 가공 중성선(221)에 단단하게 체결될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 5 shows a state in which the 'IoT sensor module 100' included in the present invention is mounted on the distribution line 200 . As shown in FIG. 5 , the IoT sensor module 100 included in the present invention is mounted on the overhead neutral wire 221 near the electric pole 210 where the fault-tolerant 280 is installed, which is highly likely to cause a series arc discharge among the distribution lines. It is best to do so. 6 shows an enlarged view of the IoT sensor module 100 included in the present invention mounted on an electric wire. As will be described later, since the IoT sensor module 100 included in the present invention has to measure the harmonic components flowing in the electric wire, a current measuring means and a current transformer (CT) for this are used to measure the harmonic current flowing in the overhead neutral wire 221 . should be provided However, in the case of a current transformer (CT), it is preferable to be mounted while wrapping the processed neutral wire 221 , so as shown in FIG. 6 , the main body 101 of the IoT sensor module 100 wraps and fixes the conductor of the processed neutral wire 221 . It is preferable to include a fixing clamp 102 that can be used. And it is preferable that the fixing clamp 102 can be firmly fastened to the processed neutral wire 221 by the fastening means 103 .

도 7에는 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈(100)의 내부 구성도가 도시되어 있다. 상술한 바와 같이 본 발명은 배전선로(200)의 가공 중성선(221)에 장착되어, 전주(210) 또는 철탑에 설치된 내장애자(280)의 연결부나 연결점 또는 인하용 전선(270) 등에서 발생하는 직렬 아크방전을 감시하는 IoT 센서모듈(100)을 포함하고 있다. 따라서 상기 IoT 센서모듈(100)은, 상기 가공 중성선(221)에 흐르는 고조파 전류를 측정하는 고조파 측정수단(110), 상기 가공 중성선(221)의 진동을 감지하는 진동량 측정수단(170), 아크방전으로 인하여 발생하는 방사전자파를 측정하는 전자파 측정수단(120), 사물인터넷(IoT) 통신망에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 통신수단(130) 및 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 각각을 식별할 수 있는 식별코드가 저장되어 있는 저장수단(140)과 이러한 구성요소들을 제어할 수 있는 제어수단(190)을 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 7 shows an internal configuration diagram of the IoT sensor module 100 included in the present invention. As described above, the present invention is mounted on the overhead neutral wire 221 of the distribution line 200, and the connection part or connection point of the obstacle-resistant 280 installed in the electric pole 210 or the pylon or the series generated from the wire 270 for cut-down, etc. It includes an IoT sensor module 100 that monitors arc discharge. Therefore, the IoT sensor module 100 includes a harmonic measuring means 110 for measuring a harmonic current flowing in the processed neutral wire 221 , a vibration amount measuring means 170 for detecting the vibration of the processed neutral wire 221 , an arc Identifies each of the electromagnetic wave measuring means 120 for measuring the radiated electromagnetic waves generated by the discharge, the communication means 130 for transmitting and receiving data by connecting to the Internet of Things (IoT) communication network, and the plurality of IoT sensor modules 100 respectively. It is preferable to include a storage means 140 in which an identification code is stored and a control means 190 capable of controlling these components.

그리고 상기 전자파 측정수단(120)에는 직렬 아크방전으로 인하여 방사되는 전자파를 수신하기 위한 전자파 수신안테나(121)를 포함하도록 하고, 상기 통신수단(130)에는 사물인터넷(IoT) 통신 데이터를 송수신하기 위한 IoT 안테나(131)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 전자파 수신안테나(121)의 경우 전주(210)의 내장애자(280), 연결선(250, 일명 점퍼선), 주상 전력기기 또는 인하용 전선(270) 등을 향하여, 하향 경사진 쪽으로부터의 전자파를 수신할 수 있는 지향성 안테나로 하는 것이 더욱 바람직한데, 도 6에서 보는 것처럼 양쪽으로 돌출되는 다이폴안테나(121)로 하는 것이 가장 바람직하다.In addition, the electromagnetic wave measuring means 120 includes an electromagnetic wave receiving antenna 121 for receiving electromagnetic waves radiated due to serial arc discharge, and the communication means 130 includes Internet of Things (IoT) communication data for transmitting and receiving data. It is preferable to include the IoT antenna 131 . In the case of the electromagnetic wave receiving antenna 121, the electromagnetic wave from the side inclined downward toward the handicapped person 280 of the electric pole 210, the connection line 250, so-called jumper wire, the pole power device or the cut-down wire 270, etc. It is more preferable to use a directional antenna that can receive

직렬 아크방전 현상이 발생하게 되면, 고주파 펄스전류, 진동, 빛, 가스, 초음파 및 방사전자파 등을 수반하게 된다. 따라서 그중 하나인 방사전자파를 측정하게 되면 직렬 아크방전의 발생여부를 판단해 낼 수 있게 된다. 직렬 아크방전이 발생하는 경우, 30Mhz 내지 500Mhz의 매우 넓은 대역에서 방사전자파가 측정되는데, 100Mhz 내지 160Mhz 대역에서 높은 전계강도를 나타낸다. 따라서 본 발명에서는 상기 전자파 측정수단(120)을 두어서 방사전자파를 측정하도록 하였으며, 직렬 아크방전 발생으로 높은 전계강도를 갖는 방사전자파가 방사되면 이를 감지하여 직렬 아크방전의 발생여부를 판단하게 된다. 한편 직렬 아크방전으로 인한 방사전자파의 경우 상술한 바와 같이 주파수 대역이 매우 높기 때문에(초단파 및 극초단파) 직진성이 높고 전리층에서 반사가 되지 않는다. 그리고 직렬 아크방전에 의한 전자파의 방사 출력은 그리 높지 않기 때문에 직렬 아크방전으로 인한 방사전자파는 먼 곳까지는 도달하지 못하게 된다. 따라서, 근처 또는 인근에 있는 상기 전자파 측정수단(120)에서만 측정이 가능하게 된다. When the series arc discharge phenomenon occurs, it is accompanied by high-frequency pulse current, vibration, light, gas, ultrasonic wave, and radiation electromagnetic wave. Therefore, it is possible to determine whether a series arc discharge has occurred by measuring one of the radiated electromagnetic waves. When a series arc discharge occurs, radiation electromagnetic waves are measured in a very wide band of 30Mhz to 500Mhz, and high electric field strength is shown in a band of 100Mhz to 160Mhz. Therefore, in the present invention, the electromagnetic wave measuring means 120 is provided to measure the radiated electromagnetic wave, and when a radiated electromagnetic wave having a high electric field strength is emitted due to the occurrence of a series arc discharge, it is sensed to determine whether a series arc discharge has occurred. On the other hand, in the case of radiated electromagnetic waves due to series arc discharge, as described above, since the frequency band is very high (microwaves and microwaves), the straightness is high and there is no reflection in the ionosphere. And since the radiation output of the electromagnetic wave by the series arc discharge is not so high, the radiation electromagnetic wave caused by the series arc discharge cannot reach far. Therefore, measurement is possible only in the vicinity or the electromagnetic wave measuring means 120 located in the vicinity.

그러나, 배전선로에서 방사전자파는, 직렬 아크방전이나 병렬 아크방전에서만 발생하는 것이 아니라 다른 원인에 의하여도 발생한다. 예를 들어 도체 주변에서 고전압에 의하여 공기층의 절연이 파괴되면서 발생하는 코로나 방전 등에 의하여도 방사전자파가 발생된다. 따라서 이러한 방사전자파들을 상기 전자파 측정수단(120)이 수신하는 경우 직렬 아크방전으로 잘못 판단할 우려가 있다. 그러므로 배전선로와 같은 환경에서 방사전자파만으로 직렬 아크방전을 감지하게 하면 오 감지의 확률이 매우 높아서 실효성이 떨어지게 된다. However, in the distribution line, radiated electromagnetic waves are not only generated in series arc discharge or parallel arc discharge, but also by other causes. For example, radiated electromagnetic waves are also generated by corona discharge generated when insulation of the air layer is destroyed by high voltage around the conductor. Therefore, when the electromagnetic wave measuring means 120 receives these radiation electromagnetic waves, there is a risk of erroneous determination as a series arc discharge. Therefore, if the series arc discharge is sensed only with radiated electromagnetic waves in an environment such as a distribution line, the probability of erroneous detection is very high and effectiveness is reduced.

따라서 본 발명에 포함된 상기 IoT 센서모듈(100)에는 상기 전자파 측정수단(120) 외에 상기 고조파 측정수단(110)을 더 포함하도록 하고 있다. 직렬 아크방전의 발생 시에는 고조파가 발생하게 되는데, 일반적으로 기본파 외에 제3고조파 성분의 함유율이 가장 높게 나타난다. 제3고조파는 직렬 아크방전의 발생한 상(相)의 가공전선(220)을 통하여도 흐르게 되지만, 각 상에서 발생한 제3고조파는 모두 가공 중성선(221)으로 흘러들어 영상전류를 형성하게 된다. 따라서 이론적으로 볼 때, 중성선에서 제3고조파 성분을 측정하게 되면, 직렬 아크방전의 발생 여부를 판단할 수 있다. 그러나, 배전선로에는 다양한 원인에 의하여 고조파 성분이 발생하게 되므로 고조파의 측정만으로 직렬 아크방전의 발생여부를 판단할 수 없다. 그러나 본 발명에 포함된 상기 IoT 센서모듈(100)에서는, 상기 전자파 측정수단(120)에서 측정한 전자파의 측정결과와 함께 상기 고조파 측정수단(110)이 측정한 고조파 측정결과를 같이 이용하여 직렬 아크방전의 발생여부를 정확하게 판단할 수 있게 하였다.Therefore, the IoT sensor module 100 included in the present invention further includes the harmonic measuring means 110 in addition to the electromagnetic wave measuring means 120 . When a series arc discharge occurs, harmonics are generated, and in general, the content of the third harmonic component is the highest in addition to the fundamental wave. The third harmonic also flows through the overhead wire 220 of the phase where the series arc discharge occurs, but all the third harmonics generated in each phase flow into the overhead neutral wire 221 to form a zero-phase current. Therefore, theoretically, if the third harmonic component is measured at the neutral line, it can be determined whether a series arc discharge has occurred. However, since harmonic components are generated by various causes in the distribution line, it is impossible to determine whether a series arc discharge has occurred only by measuring the harmonics. However, in the IoT sensor module 100 included in the present invention, the harmonic measurement result measured by the harmonic measurement means 110 is used together with the measurement result of the electromagnetic wave measured by the electromagnetic wave measuring means 120 to form a series arc It was possible to accurately determine whether discharge occurred.

이를 위하여 먼저 상기 복수의 IoT 센서모듈 각각에 포함된 상기 제어수단(190) 각각은, 상기 고조파 측정수단(110)이 측정하는 고조파 측정값을 제1시간 간격으로 상기 저장수단(140)에 저장하고, 상기 진동량 측정수단(170)이 측정하는 진동에너지량을 상기 제1시간 간격으로 누적하여 상기 저장수단(140)에 저장하는 것이 바람직하다. To this end, each of the control means 190 included in each of the plurality of IoT sensor modules stores the harmonic measurement value measured by the harmonic measurement means 110 in the storage means 140 at first time intervals, and , it is preferable to accumulate the amount of vibration energy measured by the vibration amount measuring means 170 at the first time interval and store it in the storage means 140 .

여기서 “상기 고조파 측정값을 상기 ‘제1시간 간격’으로 상기 저장수단(140)에 저장한다” 함은, 상기 고조파 측정수단(110)은 고조파 측정값을 계속하여 측정하도록 하고, 상기 제어수단(190)은 시시각각 측정되는 고조파 측정값 중 상기 제1시간, 예를 들어 ‘1초 간격’, ‘2초 간격’ 또는 ‘5초 간격’ 등과 같이 짧은 시간 간격으로 측정값을 계속하여 상기 저장수단(140)에 저장하는 것을 말한다. 그리고, 상기 “진동에너지량을 제1시간 간격으로 누적하여 저장”한다 함은, 상기 진동량 측정수단(170)은 진동에너지량을 계속하여 측정하도록 하고, 상기 제어수단(190)은 측정되는 진동에너지량을 상기 제1시간 동안 누적한 누적량을 계산한 뒤, 상기 제1시간 동안 누적된 진동에너지량을 상기 저장수단(140)에 저장하는 것을 말한다. 이때, 상기 진동량 측정수단(170)을 진동발전기로 하고 진동발전기에서 제1시간 동안 발전한 발전량(wh)을 상기 제1시간 동안의 진동에너지량으로 하는 것도 바람직하다. Here, "stores the harmonic measurement value in the storage means 140 at the 'first time interval'" means that the harmonic measurement means 110 continuously measures the harmonic measurement value, and the control means ( 190) is the first time among the harmonic measurement values measured every minute, for example, the storage means ( 140) means to store it. And, “accumulating and storing the amount of vibration energy at the first time interval” means that the vibration amount measuring means 170 continuously measures the amount of vibration energy, and the control means 190 causes the measured vibration After calculating the amount of energy accumulated during the first time, it refers to storing the amount of vibration energy accumulated during the first time in the storage means 140 . At this time, it is also preferable that the vibration amount measuring means 170 is a vibration generator, and the amount of power generated by the vibration generator for the first time (wh) is the amount of vibration energy for the first time.

상기 고조파 측정값 및 상기 진동에너지량을 상기 저장수단(140)에 저장함에 있어, 상기 저장수단(140)의 저장용량에는 한계가 있을 것이고, 생성되는 신호에 포함되는 측정값이나 직렬 아크방전의 발생을 판단할 때 사용되는 측정값은 모든 저장기록을 사용하는 것이 아니고 최근의 저장기록만 사용하게 되므로, 일정한 저장용량을 초과하는 경우에는 앞서 저장했던 상기 고조파 측정값 및 진동에너지량에 대한 기록은 지우면서 저장하도록 하는 것도 바람직하다.In storing the harmonic measurement value and the amount of vibration energy in the storage means 140 , there will be a limit to the storage capacity of the storage means 140 , and the measurement value included in the generated signal or the generation of a series arc discharge Since the measured value used to determine the value does not use all stored records, only the most recent record is used, so if a certain storage capacity is exceeded, the previously stored records of the measured harmonics and the amount of vibration energy are erased. It is also desirable to store it while

그리고 상기 제어수단(190)은, 상기 IoT센서모듈(100)이 정상적으로 작동 중인지 여부를 감시서버(500, 도 12 참조)에 알릴 수 있도록, 상기 식별코드와 상기 진동에너지량 및 상기 고조파 측정값을 포함하는 제1신호를 제2시간 간격으로 생성하여 상기 통신수단(130)을 통하여 상기 사물인터넷 통신망(700)으로 송출하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제1신호는 상기 IoT센서모듈(100)이 정상적으로 작동하고 있는지의 여부를 상기 감시서버(500)에 정기적으로 알려주는 신호가 된다.And the control means 190, the identification code, the amount of vibration energy and the measured harmonics so as to inform the monitoring server 500 (refer to FIG. 12) of whether the IoT sensor module 100 is operating normally. It is preferable to generate the first signal included in the second time interval and transmit it to the IoT communication network 700 through the communication means 130 . That is, the first signal is a signal that periodically informs the monitoring server 500 whether the IoT sensor module 100 is operating normally.

상기 제1신호에는 상기 식별코드가 포함되도록 함으로써, 상기 제1신호가 어느 위치에 설치된 IoT센서모듈(100)에서 송출된 신호인지를 상기 감시서버(500)가 식별할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 식별코드는 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 각각에 고유하게 할당된 유일한 식별정보로서, 상기 저장수단(140)에 저장되어 있도록 하는 것이 바람직하지만, 상기 제어수단(190)이나 상기 통신수단(130)에 포함된 UID로 하는 것도 가능하다. 상기 사물인터넷 통신망(700)은 LoRa 등과 같이 종래의 LPWA(Low Power Wide Area) 통신망을 사용하는 것도 바람직하지만, LTE-M 등과 같은 망을 사용하는 것도 가능하다. 그리고 상기 감시서버(500)가 상기 배전선로(200)의 제3고조파값 분포와 풍진동 현황을 모니터링하고 분석할 수 있도록 상기 제1신호에는 상기 고조파 측정값 및 상기 진동에너지량을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the first signal includes the identification code, so that the monitoring server 500 can identify whether the first signal is a signal transmitted from the IoT sensor module 100 installed in which position. Here, the identification code is unique identification information uniquely assigned to each of the plurality of IoT sensor modules 100 , and it is preferable to be stored in the storage means 140 , but the control means 190 or the communication means It is also possible to use the UID included in 130 . The IoT communication network 700 preferably uses a conventional low power wide area (LPWA) communication network such as LoRa, but it is also possible to use a network such as LTE-M. And it is preferable to include the harmonic measurement value and the amount of vibration energy in the first signal so that the monitoring server 500 can monitor and analyze the distribution of the third harmonic value and the wind vibration status of the distribution line 200 . do.

상기 제1시간은 상술한 바와 같이, 수 초 또는 수십 초 간격으로 비교적 짧은 시간 간격으로 하지만, 상기 제2시간은 수 분 또는 수십 분 등과 같이 상기 제1시간에 비하여 긴 시간 간격으로 하는 것이 바람직하다. 상기 제2시간은 상기 제1시간의 정수배로 하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고 상기 제1신호에 포함된 상기 진동에너지량은, 상기 제1시간 간격으로 누적하여 상기 저장수단(140)에 저장되어 있던 진동에너지량을 상기 제2시간 동안 합산한 것으로 하는 것이 바람직하며, 상기 제1신호에 포함된 상기 고조파 측정값은, 상기 제1시간 간격으로 상기 저장수단(140)에 저장되어 있던 고조파 측정값을 상기 제2시간 동안 평균한 것으로 하는 것이 바람직하다.As described above, the first time interval is a relatively short time interval of several seconds or several tens of seconds, but it is preferable that the second time interval is a longer time interval than the first time interval, such as several minutes or several tens of minutes. . More preferably, the second time period is an integer multiple of the first time period. And it is preferable that the amount of vibration energy included in the first signal is the sum of the amount of vibration energy accumulated at the first time interval and stored in the storage means 140 for the second time period, It is preferable that the harmonic measurement value included in the first signal is an average of the harmonic measurement value stored in the storage unit 140 at the first time interval for the second time period.

이같이 하는 경우 상기 감시서버(500)는 상기 IoT 센서모듈(100) 들이 정상적으로 작동하고 있는지를 점검할 수 있을 뿐만 아니라, 배전선로(200)에 흐르는 제3고조파 값을 상시 모니터링할 수 있기 때문에 중성선에 흐르는 영상전류를 모니터링할 수 있는 수단을 가지게 된다. 또한, 상기 감시서버(500)에서, 상기 IoT 센서모듈(100) 들 각각이 수집하는 진동에너지의 누적량을 알 수 있기 때문에 배전선로(200)의 풍진동 분포현황을 모니터링하면서 풍진동에 의한 피로가 많이 누적되는 개소를 식별해 낼 수 있기 때문에 배전선로(200)를 적기에 유지 보수할 수 있게 되는 효과가 있다. In this case, the monitoring server 500 can not only check whether the IoT sensor modules 100 are operating normally, but also monitor the third harmonic value flowing in the distribution line 200 at all times. It has a means for monitoring the flowing zero current. In addition, in the monitoring server 500, since the accumulated amount of vibration energy collected by each of the IoT sensor modules 100 can be known, the wind vibration distribution status of the distribution line 200 is monitored while fatigue due to wind vibration is reduced. Since it is possible to identify a location that accumulates a lot, there is an effect that the distribution line 200 can be maintained in a timely manner.

한편, 상기 감시서버(500)에는 상기 IoT 센서모듈(100) 각각에 대한 식별코드와 각각의 식별코드에 대응되는, 상기 IoT 센서모듈(100) 각각의 장착 위치에 대한 위치 테이블을 가지고 있도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 감시서버(500)가 상기 사물인터넷 통신망(700)을 통하여 상기 IoT센서모듈(100)이 송출하는 각종 신호를 수신하는 경우에는 상기 위치 테이블을 이용하여 해당 신호를 송출한 상기 IoT센서모듈(100)의 위치를 식별하여 관리자에게 알려주도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the monitoring server 500 has an identification code for each of the IoT sensor modules 100 and a location table for each mounting position of the IoT sensor module 100 corresponding to each identification code. desirable. And when the monitoring server 500 receives various signals transmitted by the IoT sensor module 100 through the Internet of Things communication network 700, the IoT sensor module ( 100), it is desirable to identify the location and inform the manager.

그리고 상기 제어수단(190)은, 상기 전자파 측정수단(120)이 측정한 전자파 측정값을 상시 감시하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제어수단(190)은, 상기 전자파 측정수단(120)이 측정한 전자파 측정값을 감시하다가, 상기 전자파 측정값이 기준값보다 높은 경우 상기 전자파 측정값과 상기 식별코드를 포함하는 제2신호를 생성한 후, 상기 사물인터넷 통신망(700)에 연결된 상기 통신수단(130)을 통하여 상기 제2신호를 상기 감시서버(500)에 전송하도록 하는 것이 바람직하다. And it is preferable that the control means 190 constantly monitors the electromagnetic wave measurement value measured by the electromagnetic wave measurement means 120 . The control means 190, while monitoring the electromagnetic wave measurement value measured by the electromagnetic wave measuring means 120, when the electromagnetic wave measurement value is higher than a reference value, generates a second signal including the electromagnetic wave measurement value and the identification code After that, it is preferable to transmit the second signal to the monitoring server 500 through the communication means 130 connected to the IoT communication network 700 .

여기서, “상기 전자파 측정값이 기준값보다 높은 경우”라 함은 평상시 수신될 수 있는 전자파의 측정수준과 코로나 방전 등에 의하여 발생하는 방사전자파 노이즈 등을 감안하고, 상기 IoT 센서모듈(100)에서부터 상기 내장애자(280)나 상기 연결선(250), 상기 주상전력기기 또는 상기 인하용 전선(270)까지의 거리 등을 감안하여 직렬 아크방전이 실제 발생할 경우 측정될 수 있는 최소값을 정하여 이를 기준값으로 정하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 전자파 측정수단(120)이 측정한 전자파 측정값을 특정한 주파수대역에서 측정된 값으로 한정하는 것도 바람직하다. 예를 들어, 직렬 아크방전의 방사전자파 중 높은 전계강도를 나타낼 수 있는 100 Mhz 내지 160 Mhz 대역으로 한정하게 되면 측정의 정밀도를 높이고 제작비용을 절감할 수 있는 방법이 될 것이다. Here, “when the measured value of electromagnetic wave is higher than the reference value” refers to the measurement level of electromagnetic waves that can be normally received and radiated electromagnetic wave noise generated by corona discharge, etc., from the IoT sensor module 100 to the It is preferable to determine the minimum value that can be measured when a series arc discharge actually occurs in consideration of the distance to the disabled person 280, the connection line 250, the pole power device, or the down-duty wire 270, and set it as a reference value. do. In addition, it is also preferable to limit the electromagnetic wave measurement value measured by the electromagnetic wave measuring means 120 to a value measured in a specific frequency band. For example, if it is limited to a band of 100 Mhz to 160 Mhz that can represent a high electric field strength among the radiated electromagnetic waves of the series arc discharge, it will be a method to increase the precision of measurement and reduce the manufacturing cost.

한편, 상기 감시서버(500)는, 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 중 하나 이상으로부터 상기 제2신호를 수신한 경우, 제3신호를 생성하여 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 모두에 대하여 전송하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제3신호는 상기 복수의 IoT 센서모듈(100)들에 대하여 고조파 측정값을 보내달라고 요청하는 신호이다. 따라서 상기 제3신호를 전송받은 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 각각은, 상기 저장수단(140)에 저장된 상기 고조파 측정값 중 가장 최근에 저장된 고조파 측정값으로부터 역순으로 n번째 고조파 측정값까지 n개의(예를 들어 10개 또는 5개 등) 고조파 측정값과 상기 식별코드가 포함된 제4신호를 상기 감시서버(500)에 전송하도록 하고, 상기 제4신호를 전송받은 상기 감시서버(500)는, 상기 제2신호 및 상기 제4신호를 분석하여 아크방전 발생여부와 발생지점을 판단하도록 하는 것이 바람직하다. On the other hand, the monitoring server 500, when receiving the second signal from one or more of the plurality of IoT sensor modules 100, generates a third signal for all of the plurality of IoT sensor modules 100 It is preferable to send The third signal is a signal requesting to transmit harmonic measurement values to the plurality of IoT sensor modules 100 . Accordingly, each of the plurality of IoT sensor modules 100 receiving the third signal is from the most recently stored harmonic measurement value stored in the storage means 140 to the nth harmonic measurement value in the reverse order. (For example, 10 or 5, etc.) to transmit a fourth signal including the measured harmonics and the identification code to the monitoring server 500, and the monitoring server 500 receiving the fourth signal Preferably, the second signal and the fourth signal are analyzed to determine whether or not an arc discharge occurs and a point of occurrence.

즉, 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 중 하나가 - 이하에서는 제1센서모듈(100a)이라 함 - 방사전자파 신호를 수신하는 경우, 상기 제1센서모듈(100a)은 자신이 전자파 신호를 수신했다는 신호로서 상기 제2신호를 생성하여 상기 감시서버(500)에 전송하는데, 상기 제2신호에는 자신의 식별코드와 자신이 수신한 방사전자파 신호의 측정값인 ‘전자파 측정값’을 포함하도록하는 것이다. 이를 수신한 상기 감시서버(500)는 상기 제1센서모듈(100a)이 수신한 방사전자파 신호가 직렬 아크방전으로 인하여 발생된 것인지를 확인하기 위하여 상기 제3신호를 생성하여 모든 IoT 센서모듈(100)에 대하여 송출하게 되는데, 이는 전선로 상에 직렬 아크방전으로 인한 고조파까지 같이 발생되는지를 확인하기 위한 것으로서 상기 제3신호는 모든 IoT 센서모듈(100)에 대하여 고조파 측정값을 보내달라고 요청하는 신호이다.That is, when one of the plurality of IoT sensor modules 100 - hereinafter referred to as a first sensor module 100a - receives a radiated electromagnetic wave signal, the first sensor module 100a receives the electromagnetic wave signal. The second signal is generated and transmitted to the monitoring server 500 as a signal that the will be. Upon receiving this, the monitoring server 500 generates the third signal to confirm whether the radiation electromagnetic wave signal received by the first sensor module 100a is generated due to the serial arc discharge to generate all IoT sensor modules 100 ), which is to check whether even harmonics due to series arc discharge on the electric wire are generated together. to be.

따라서, 상기 제3신호를 수신한 모든 IoT 센서모듈(100)은 자신의 저장수단(140)에 저장되어 있던 고조파 측정값들을 상기 제4신호에 포함하여 상기 감시서버(500)에 전송하게 되는데, 가장 최근에 저장된 고조파 측정값으로부터 역순으로 n번째 고조파 측정값까지 n개의 고조파 측정값과 - 예를 들어 10개의 고조파 측정값 - 자신의 식별코드를 상기 제4신호에 포함하여 전송하게 된다. Accordingly, all IoT sensor modules 100 that have received the third signal transmit the harmonic measurement values stored in their storage means 140 to the monitoring server 500 including the fourth signal, From the most recently stored harmonic measurement value to the nth harmonic measurement value in reverse order, n harmonic measurement values - for example, 10 harmonic measurement values - own identification code are included in the fourth signal and transmitted.

그리고 상기 제4신호를 전송받은 상기 감시서버(500)는, 상기 제2신호 및 상기 제4신호를 분석하여 아크방전 발생여부와 발생지점을 판단하게 되는데, 도 13을 참조하여 설명하자면, 상기 제2신호를 전송한 IoT 센서모듈(100)인 제1센서모듈(100c)이 전송한 제4신호 또는 상기 제1센서모듈(100c)과 양쪽으로 인접한 위치에 장착된 IoT 센서모듈(100b, 100d)이 전송한 제4신호 중 하나 이상에서, 최근에 저장된 고조파 측정값(1개 또는 2개의 고조파 측정값)이 나머지 고조파 측정값(9개 또는 8개의 고조파 측정값)의 평균보다 일정 범위를 초과하는 경우 - 예를 들어 최근에 저장된 고조파 전류의 실효치가 나머지 고조파 측정값의 평균보다 10% 이상 높은 값 - 상기 제1센서모듈(100c)이 설치된 장소를 아크방전 발생지점으로 판단하는 것이 바람직하다. 다만, 상기 제1센서모듈(100c)이 복수인 경우에는 상기 제1센서모듈(100c) 중 상기 전자파 측정값이 가장 큰 제1센서모듈(100c)이 설치된 장소를 아크방전 발생지점으로 판단하도록 하는 것이 바람직하다. And the monitoring server 500 that has received the fourth signal analyzes the second signal and the fourth signal to determine whether an arc discharge has occurred and the point of occurrence. The fourth signal transmitted by the first sensor module 100c, which is the IoT sensor module 100 that has transmitted the two signals, or the IoT sensor modules 100b and 100d mounted at positions adjacent to both sides of the first sensor module 100c) In one or more of these transmitted fourth signals, the most recently stored harmonic measurement (one or two harmonic measurements) exceeds the average of the remaining harmonic measurements (9 or 8 harmonic measurements) by a certain range. In case - for example, the effective value of the recently stored harmonic current is 10% or more higher than the average of the other harmonic measurement values - It is preferable to determine the location where the first sensor module 100c is installed as the arc discharge occurrence point. However, when there are a plurality of the first sensor modules 100c, the location where the first sensor module 100c having the largest electromagnetic wave measurement value among the first sensor modules 100c is installed is determined as the arc discharge occurrence point. it is preferable

본 발명에서 이같이 일부 IoT센서모듈(100b, 100c, 100d)에 흐르는 고조파 증가분 만으로 직렬 아크방전의 발생여부를 판단하는 것은, 아크방전으로 인하여 고조파가 발생하면 전원 쪽으로 흐르게 되므로 부하 쪽에 장착된 IoT센서모듈(100)에서는 아크방전으로 인한 고조파 증가분을 포착할 수 없을 수도 있기 때문이다. 따라서 본 발명에는, 모든 IoT센서모듈(100)에서 고조파 성분이 증가하는지를 판단할 필요가 없이 상기 제1센서모듈(100c) 또는 상기 제1센서모듈(100c)과 인접한 IoT센서모듈(100) 중에서 고조파 성분이 증가하는지만 판단한다. 다만, ‘인접한 IoT 센서모듈(100b, 100d)’의 범위를 상기 제1센서모듈(100c)을 기준으로 전원 쪽에 위치한 IoT 센서모듈(100b)로만 한정하는 것도 가능하다.In the present invention, judging whether a series arc discharge occurs only by the increase in harmonics flowing through some IoT sensor modules 100b, 100c, 100d as described above in the present invention, when harmonics occur due to arc discharge, flow toward the power source, so the IoT sensor module mounted on the load side This is because (100) may not be able to capture harmonic increments due to arc discharge. Therefore, in the present invention, there is no need to determine whether harmonic components increase in all IoT sensor modules 100, and harmonics among the first sensor module 100c or the IoT sensor module 100 adjacent to the first sensor module 100c Only the component is judged to increase. However, it is also possible to limit the range of the 'adjacent IoT sensor modules (100b, 100d)' to only the IoT sensor module 100b located on the power supply side with respect to the first sensor module 100c.

본 발명은 이와 같은 구성을 가지고 있기 때문에, 직렬 아크방전 발생 가능성이 높은 곳 - IoT 센서모듈(100)이 설치된 곳 - 에서 전자파가 측정됨과 동시에 전자파가 측정되는 곳 인근에서 고조파가 증가하면 이는 직렬 아크방전이 발생한 것으로 판단하므로 직렬 아크방전의 발생을 오류 없이 정확하게 판별해 낼 수 있게 된다. Since the present invention has such a configuration, when an electromagnetic wave is measured in a place where the occurrence of a series arc discharge is high - where the IoT sensor module 100 is installed - and harmonics increase near the place where the electromagnetic wave is measured at the same time, it is a series arc Since it is determined that the discharge has occurred, it is possible to accurately determine the occurrence of the series arc discharge without error.

한편, 전선의 연결점이나 연결부에서 피로 파괴가 발생하여 간헐적 또는 일시적 단선이 발생한 상태라 하더라도 평상시에는 아크방전이 발생하지 않다가, 바람에 의하여 흔들릴 때 파괴 부위가 이격 되거나 접촉저항이 달라지게 되어 아크방전이 발생하게 되는 경우가 많다. 따라서 본 발명에서는 어느 특정 위치에서 방사전자파가 관측되고, 주변에 고조파가 관측되면서, 해당 위치에서 풍진동까지 감지되는 경우, 아크방전 발생이 확실하다고 판단하는 구성을 포함하게 된다. 이를 위하여, 상기 제2신호에는 상기 진동에너지량을 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제2신호에 진동에너지량을 포함하는 경우 그 진동에너지량은, 상기 제2신호를 생성하기 직전에 측정되거나 상기 저장수단에 저장된 진동에너지량으로 하는 것이 가장 바람직하다. 이렇게 상기 제1신호에 상기 진동에너지량이 포함되는 경우, 상기 감시서버(500)는 상기 IoT 센서모듈(100)이 보내오는 신호들을 이용하여 아크방전의 발생여부에 대하여 더욱 정확한 판단을 할 수 있게 된다. On the other hand, even in the state of intermittent or temporary disconnection due to fatigue failure occurring at the connection point or connection part of the electric wire, arc discharge does not normally occur. This often happens. Therefore, in the present invention, when the radiation electromagnetic wave is observed at a specific position and the harmonics are observed in the vicinity, and even wind vibration is sensed at the corresponding position, a configuration for determining that the arc discharge is certain is included. To this end, it is preferable to further include the amount of vibration energy in the second signal. When the amount of vibration energy is included in the second signal, it is most preferable that the amount of vibration energy is the amount of vibration energy measured immediately before generating the second signal or stored in the storage means. In this way, when the amount of vibration energy is included in the first signal, the monitoring server 500 can make a more accurate determination as to whether an arc discharge has occurred using the signals transmitted from the IoT sensor module 100 . .

즉, 상기 제2신호에 포함된 진동에너지량이 없거나 극히 미미한 경우, 바람에 의한 풍진동이 없는 경우이므로 이러한 경우에는 아크방전이 발생할 가능성이 없으나, 방사전자파와 고조파가 수신되는 경우이므로 확인 차원에서 통상적인 현장점검을 하도록 하며, 상기 제2신호에 포함된 진동에너지량이 일정 기준 이상 높은 경우에는 이는 해당 위치의 가공전선(220)에 풍진동이 발생하고 있는 경우이므로 이때 발생하는 방사전자파와 고조파는 아크방전이 발생한다는 확실한 신호가 될 것이다. 따라서, 이 경우에는 산불예방이나 선로복구 등을 위한 긴급하고 신속한 대응을 지시할 수 있을 것이다. 이같이 본 발명은 아크방전 발생판단에 있어 방사전자파 측정값과 고조파 측정값은 물론 풍진동 측정값까지 이용하므로 판단의 신뢰성을 높일 수 있고, 이로 인하여 아크방전으로 인한 화재발생 예방효과를 제고할 수 있게 된다.That is, when the amount of vibration energy included in the second signal is small or absent, since there is no wind vibration caused by wind, there is no possibility of arc discharge in this case. When the amount of vibration energy included in the second signal is higher than a certain standard, this is a case in which wind vibration is occurring in the overhead wire 220 at the corresponding location. That would be a sure sign that it was happening. Therefore, in this case, it will be possible to instruct an urgent and rapid response for forest fire prevention or track restoration. As such, the present invention uses not only the measured values of radiated electromagnetic waves and harmonics, but also the measured values of wind vibration in judging the occurrence of arc discharge, so it is possible to increase the reliability of the judgment, thereby enhancing the effect of preventing fire due to arc discharge. do.

도 7의 오른쪽 아래에는 본 발명에 포함된 IoT 센서모듈(100)을 구성하는 상기 고조파 측정수단(110)의 세부 구성도가 도시되어 있으며, 도 8에는 상기 고조파 측정수단(110)의 회로도가 도시되어 있다. 그리고 도 9에는 상기 고조파 측정수단(110)에 포함된 변류기(111)의 내외부 구조가 도시되어 있다. 이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 포함된 상기 고조파 측정수단(110)의 상세구성과 작동원리를 설명한다. 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 본 발명에 포함된 상기 고조파 측정수단(110)은, 상기 가공 중성선(221)을 둘러싸며 고정되는 변류기(111), 상기 변류기(111)의 2차측 양단에 연결되어 고조파 전류를 측정하는 전류측정기(113), 상기 변류기(111)의 철심(111a)에 부착되어, 상기 철심(111a)의 온도가 상승하면 저항값을 낮추어 자기 스스로 단락상태로 만드는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터(114) 및 전류가 흐르면 발열하여 상기 NTC 서미스터(114)를 가열시킬 수 있도록, 상기 NTC 서미스터(114)의 외표면에 부착되는 발열저항(115)을 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 NTC 서미스터(114)와 상기 발열저항(115)은 직렬회로로 구성되어 상기 변류기(111)의 2차측 양단에 연결되도록 함으로써, 상기 변류기(111)의 2차측과 상기 전류측정기(113) 사이에 단선이 발생하는 경우, 상기 철심(111a)의 온도상승에 의하여 상기 NTC 서미스터(114)가 단락되어 상기 직렬회로에 전류가 흐르면, 상기 발열저항(115)의 발열에 의하여 상기 NTC 서미스터(114)의 단락상태가 계속하여 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 고조파 전류는 제3고조파로 하는 것이 바람직하므로, 상기 전류측정기(113)와 상기 변류기(111) 사이에는, 상기 전류측정기(113)가 상기 제3고조파만 측정할 수 있도록 대역필터(112)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다. A detailed configuration diagram of the harmonic measuring means 110 constituting the IoT sensor module 100 included in the present invention is shown in the lower right of FIG. 7 , and a circuit diagram of the harmonic measuring means 110 is shown in FIG. 8 . has been And FIG. 9 shows the internal and external structures of the current transformer 111 included in the harmonic measuring means 110 . Hereinafter, the detailed configuration and operating principle of the harmonic measuring means 110 included in the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9 . As shown in FIGS. 7 and 8 , the harmonic measuring means 110 included in the present invention is connected to both ends of the secondary side of the current transformer 111 that surrounds and is fixed to the overhead neutral wire 221 , the current transformer 111 . Negative Temperature (NTC) (Negative Temperature) which is attached to the iron core 111a of the current measuring device 113 and the current transformer 111 to measure the harmonic current, and lowers the resistance value when the temperature of the iron core 111a rises. Coefficient) It is preferable to include a thermistor 114 and a heating resistor 115 attached to the outer surface of the NTC thermistor 114 to heat the NTC thermistor 114 by generating heat when a current flows. In addition, the NTC thermistor 114 and the heating resistor 115 are configured in a series circuit and connected to both ends of the secondary side of the current transformer 111 , so that between the secondary side of the current transformer 111 and the current measuring device 113 . When a disconnection occurs in the NTC thermistor 114 due to the temperature rise of the iron core 111a, when a current flows in the series circuit, the NTC thermistor 114 is heated by the heating resistor 115. It is desirable to keep the short circuit state of In addition, since the harmonic current is preferably set to the third harmonic, a band filter 112 is provided between the current measuring device 113 and the current transformer 111 so that the current measuring device 113 can measure only the third harmonic. ) is preferably included.

상기 변류기(111, CT)는 도 9에서 보는 바와 같이 전선의 도체(221)를 감싸는 환형의 철심(111a)과 상기 철심(111a)에 감긴 2차 권선(111b)으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이같이 하면, 상기 변류기(111, CT)의 1차 측은 상기 전선의 도체(221)가 되며, 2차 측은 상기 철심(111a)에 감긴 2차 권선(111b)이 되어 상기 전선의 도체(221)를 흐르는 전류값을 일정한 비율로 낮추어 상기 2차 권선(111b) 양단을 통하여 흐르게 한다. 상기 변류기(111)를 구성하는 상기 철심(111a)은 상기 IoT 센서모듈(100)의 본체(101)에 연결되어 상기 도체(221)를 감싸는 고정클램프(102) 내부에 위치하도록 함으로써, 상기 고정클램프(102)를 벌려서 상기 전선의 도체(221)에 감싸 끼우게 되면 상기 철심(111a)이 상기 도체(221)를 감싸게 되고, 상기 철심(111a)과 상기 2차 권선(111b)을 통하여 유도되는 전류가 상기 대역필터(112) 및 상기 전류측정기(113)로 흘러가게 된다. 상기 철심(111a)은, 상기 고정클램프(102)가 벌어질 때 같이 벌어지고, 상기 고정클램프(102)가 조여지면서 결합될 때 환형의 모양이 완성될 수 있도록, 도 9에서 보는 바와 같이 두 개의 반 환형으로 된 철심을 결합하여 하나로 된 환형의 철심(111a)이 되도록 하는 것도 바람직하다.As shown in FIG. 9 , the current transformers 111 and CT may include an annular iron core 111a surrounding the conductor 221 of the electric wire and a secondary winding 111b wound around the iron core 111a. In this way, the primary side of the current transformer 111 (CT) becomes the conductor 221 of the electric wire, and the secondary side becomes the secondary winding 111b wound around the iron core 111a, thereby connecting the conductor 221 of the electric wire. The current flowing through the secondary winding 111b is lowered at a constant rate to flow through both ends. The iron core 111a constituting the current transformer 111 is connected to the main body 101 of the IoT sensor module 100 and positioned inside the fixing clamp 102 surrounding the conductor 221, so that the fixing clamp When 102 is spread and wrapped around the conductor 221 of the electric wire, the iron core 111a surrounds the conductor 221, and the current induced through the iron core 111a and the secondary winding 111b. flows to the bandpass filter 112 and the current meter 113 . The iron core 111a is opened when the fixing clamp 102 is opened, and when the fixing clamp 102 is tightened, the annular shape can be completed, as shown in FIG. It is also preferable to combine the semi-annular iron cores to form a single annular iron core 111a.

한편, 도 10에는 본 발명에 의한 IoT 센서모듈에 포함되는 고조파 측정수단(110)에서 NTC 서미스터(114) 및 발열저항(115)의 작동원리를 설명하는 도면이다. 변류기(111)의 경우 2차 측이 개방되면 상기 변류기(111)를 구성하는 철심(111a)의 자속이 급격하게 증가되어 상기 변류기(111)의 2차 측에 고전압이 인가되고 상기 철심(111a)에는 자기포화로 인하여 과열이 발생하게 된다. 따라서 전류측정기로 연결되는 부분(A)이 단선이 되어 상기 변류기(111)의 2차 측이 개방된 상태로 되는 경우 상기 IoT 센서모듈(100)이 소손되고 국부적인 화염 등이 발생할 수 있다. 그러나 본 발명에 의한 IoT 센서모듈(100)에는 이를 예방할 수 있는 수단으로서 직렬회로로 구성된 상기 NTC 서미스터(114)와 상기 발열저항(115)을 포함하고 있다. 상기 NTC 서미스터(140)는 온도가 상승하면 저항값이 내려가는 소자이다. 그리고 상기 NTC 서미스터(114)는 상기 변류기(111)를 구성하는 철심(111a)의 온도에 따라 작동할 수 있도록 상기 변류기(111)의 철심(111a)에 부착되어, 상기 변류기(111)의 온도가 상승하면 저항값이 내려가서 자기 스스로 단락되는 구성이다.Meanwhile, FIG. 10 is a view for explaining the operating principle of the NTC thermistor 114 and the heating resistor 115 in the harmonic measuring means 110 included in the IoT sensor module according to the present invention. In the case of the current transformer 111, when the secondary side is opened, the magnetic flux of the iron core 111a constituting the current transformer 111 is rapidly increased, so that a high voltage is applied to the secondary side of the current transformer 111, and the iron core 111a Overheating occurs due to magnetic saturation. Therefore, when the part A connected to the current measuring device is disconnected and the secondary side of the current transformer 111 is in an open state, the IoT sensor module 100 may be burned and a local flame may occur. However, the IoT sensor module 100 according to the present invention includes the NTC thermistor 114 and the heating resistor 115 configured as a series circuit as a means to prevent this. The NTC thermistor 140 is an element whose resistance value decreases when the temperature rises. And the NTC thermistor 114 is attached to the iron core 111a of the current transformer 111 so as to operate according to the temperature of the iron core 111a constituting the current transformer 111, so that the temperature of the current transformer 111 is increased. When it rises, the resistance value goes down and it is a configuration in which it is short circuited by itself.

본 발명에서는, 도 8 및 도 10에서 보는 바와 같이 상기 NTC 서미스터(114)와 상기 발열저항(115)이 직렬회로로 구성되어 상기 변류기(111)의 2차측 양단에 연결되어 있다. 따라서 상기 변류기(111)의 2차 측과 상기 전류측정기(113) 사이에 단선(A)이 발생하는 경우, 상기 철심(111a)의 온도가 상승하며, 상기 철심(111a)에서 발생하는 열(h1)은 상기 NTC 서미스터(114)에 가해지고, 상기 철심(111a)에서 발생하는 열(h1)에 의하여 상기 NTC 서미스터(114)의 온도가 올라가게 되면, 상기 NTC 서미스터(114)는 단락 또는 도통 상태가 된다. 상기 NTC 서미스터(114)가 도통 또는 단락 상태가 되면, 상기 직렬회로에 전류가 흐르게 되므로 상기 발열저항(115)이 발열(h2)하게 되어 상기 NTC 서미스터(114)를 가열하게 된다. 따라서 상기 NTC 서미스터(114)의 단락에 따라 상기 철심에서 발생하는 열(h1)이 사라지더라도 상기 발열저항(115)의 발열(h2)에 의하여 상기 NTC 서미스터(114)의 도통 또는 단락 상태가 계속하여 유지된다. In the present invention, as shown in FIGS. 8 and 10 , the NTC thermistor 114 and the heating resistor 115 are configured in a series circuit and are connected to both ends of the secondary side of the current transformer 111 . Therefore, when a disconnection A occurs between the secondary side of the current transformer 111 and the current measuring device 113, the temperature of the iron core 111a increases, and the heat h1 generated from the iron core 111a. ) is applied to the NTC thermistor 114, and when the temperature of the NTC thermistor 114 is increased by the heat h1 generated in the iron core 111a, the NTC thermistor 114 is short-circuited or in a conduction state. becomes When the NTC thermistor 114 conducts or is short-circuited, a current flows in the series circuit, so that the heating resistor 115 generates heat h2 to heat the NTC thermistor 114 . Therefore, even if the heat h1 generated from the iron core disappears according to the short circuit of the NTC thermistor 114, the conduction or short circuit of the NTC thermistor 114 continues due to the heat h2 of the heating resistor 115. maintain.

만일 상기 발열저항(115) 없이 상기 NTC 서미스터(114)만 사용하게 되면 상기 철심에서 발생하는 열(h1)에 의하여 상기 NTC 서미스터(114)가 단락되고, 상기 NTC 서미스터(114)가 단락되면 상기 철심에서 열(h1)이 없어지므로 다시 NTC 서미스터(114)가 개방상태로 되며, NTC 서미스터(114)가 개방상태로 되면 상기 철심이 발열되는 등 이와 같은 상태가 반복되어 계속되는 개방과 단락의 반복으로 어느 순간에 상기 NTC 서미스터(114)의 기능이 상실될 위험이 있다. 그러나 본원발명은 상기 NTC 서미스터(114)와 상기 발열저항(115)을 직렬회로로 구성하였기 때문에 이러한 위험이 없이 상기 변류기(111)의 2차측이 개방되는 순간부터 상기 NTC 서미스터(114)의 도통 또는 단락상태가 계속하여 유지될 수 있게 되므로, 고장이나 2차사고 발생의 위험이 없게 된다.If only the NTC thermistor 114 is used without the heating resistor 115, the NTC thermistor 114 is short-circuited by the heat h1 generated from the iron core, and when the NTC thermistor 114 is short-circuited, the iron core Since the heat h1 is removed from the NTC thermistor 114 is again in the open state, and when the NTC thermistor 114 is in the open state, the iron core is heated. There is a risk that the function of the NTC thermistor 114 is lost in an instant. However, in the present invention, since the NTC thermistor 114 and the heating resistor 115 are configured in a series circuit, there is no such risk, and from the moment the secondary side of the current transformer 111 is opened, the NTC thermistor 114 conducts or Since the short-circuit condition can be continuously maintained, there is no risk of failure or secondary accident.

그리고 상기 제어수단(190)은 상기 NTC 서미스터(140)가 상기 변류기(111)의 2차 측 양단을 단락시키는 경우, 상기 식별코드가 포함된 제5신호를 생성한 후 상기 통신수단(130)을 통하여 상기 사물인터넷 통신망(700)으로 송출하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제어수단(190)은 상기 전류측정기(113)에 흐르는 전류가 0 또는 매우 낮은 전류값으로 갑자기 변화 되었는지를 파악하거나, 상기 NTC 서미스터(114)로 흐르는 전류값을 측정하거나, 또는 상기 NTC 서미스터(114) 양단전압을 측정하는 방법, 상기 발열저항(115)이나 상기 철심(111a)의 발열상태 등으로 상기 직렬회로가 상기 변류기(111)의 2차 측 양단을 단락시켰는지 여부를 알수 있게 된다. 상기 사물인터넷 통신망(700)을 통하여 상기 제5신호를 수신한 상기 감시서버(500)는 상기 제5신호에 포함된 상기 식별코드로 상기 제5신호를 송출한 IoT 센서모듈(100)이 장착된 위치를 파악하고, 이를 관리자 등에게 알려서 필요한 조치를 하게 할 수 있다.And when the NTC thermistor 140 short-circuits both ends of the secondary side of the current transformer 111, the control means 190 generates a fifth signal including the identification code and then connects the communication means 130 It is preferable to transmit the data through the IoT communication network 700 . The control means 190 determines whether the current flowing through the current meter 113 is suddenly changed to zero or a very low current value, measures the current value flowing into the NTC thermistor 114, or the NTC thermistor ( 114) It is possible to know whether the series circuit has short-circuited both ends of the secondary side of the current transformer 111 due to the method of measuring the voltage across both ends, the heating state of the heating resistor 115 or the iron core 111a, and the like. The monitoring server 500 that has received the fifth signal through the IoT communication network 700 is equipped with an IoT sensor module 100 that transmits the fifth signal with the identification code included in the fifth signal. It is possible to identify the location and notify the manager, etc., so that they can take necessary action.

한편 상기 대역필터(112)는, 상기 변류기(111)의 2차 측인 상기 철심(111a)에 감긴 2차 권선(111b)의 양단에 연결되어 상기 변류기(111)를 통하여 변류된 전류 중 특정성분의 고조파, 바람직하게는 제3고조파 성분만 걸러내는 구성이다. 따라서 상기 대역필터(112)는 상기 변류기(111)에서 변류된 전류중 기본파 및 다른 고조파 성분은 모두 차단시키고 오직 제3고조파 성분만 통과시킬 수 있도록, 180hz의 주파수 대역만 통과하는 대역통과 필터로 하는 것이 바람직하다. 상기 대역필터(112)가 제3고조파 성분만 통과시키기 때문에 상기 전류측정기(113)에서 측정되는 값은 제3고조파의 전류의 실효값이 될 수 있다. 상기 전류측정기(113)에서 측정된 값은 상기 제어수단(190)에 전달하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이같이 본 발명은 상기 CT(111)와 상기 대역필터(112) 및 상기 전류측정기(113)라는 단순한 구성으로 제3고조파 성분만을 측정하는 상기 고조파 측정수단(110)을 구현할 수 있어, 부품수가 적어 내구성이 높고 경제적인 IoT 센서모듈(100)을 제공할 수 있는 효과가 있다. On the other hand, the band filter 112 is connected to both ends of the secondary winding 111b wound around the iron core 111a which is the secondary side of the current transformer 111, It is a configuration that filters out only the harmonic, preferably the third harmonic component. Therefore, the bandpass filter 112 is a bandpass filter that passes only the frequency band of 180hz so that all of the fundamental wave and other harmonic components among the currents transformed by the current transformer 111 can pass and only the third harmonic component can pass. It is preferable to do Since the band filter 112 passes only the third harmonic component, the value measured by the current measuring device 113 may be the effective value of the current of the third harmonic. It is more preferable to transmit the value measured by the current meter 113 to the control means 190 . As such, the present invention can implement the harmonic measuring means 110 for measuring only the third harmonic component with a simple configuration of the CT 111, the band filter 112, and the current measuring device 113, so the number of parts is small, so durability There is an effect that can provide this high and economical IoT sensor module (100).

도 11은 본 발명에 포함된 IoT센서모듈(100)의 다른 실시예를 도시한 것이다. 본 실시예는 상기 전자파 측정수단(120)에 포함된 전자파 수신안테나(121)에 다이폴안테나를 채용한 경우에 적용할 수 있는 실시예이다. 본 실시예에서 상기 다이폴안테나(121)는, 상기 IoT 센서모듈(100)의 본체(101)에서 상기 가공 중성선(221)과 평행하게 양쪽으로 돌출되는 탄성 소재의 와이어로 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 다이폴안테나(121) 양쪽 종단에는 관성질량체(171)가 각각 고정되며, 상기 진동량 측정수단(170)은 상기 관성질량체(171) 각각에 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하는 경우, 상기 가공 중성선(221)에 풍진동이 발생하는 경우 상기 다이폴안테나(121)가 메신저케이블 역할을 하고, 상기 다이폴안테나(121) 양쪽 종단에는 관성질량체(171)가 진동하면서 상기 가공 중성선(221)의 진동에너지를 흡수하게 되므로 상기 IoT 센서모듈(100)이 상기 가공 중성선(221)의 풍진동 흡수용 댐퍼 역할도 할 수 있게 된다. 이뿐만 아니라, 상기 진동량 측정수단(170)이 상기 관성질량체(171) 각각에 포함되어 있기 때문에 진동량이 커지게 되므로 진동에너지량 측정이 더욱 용이해지고, 그 변화량에 민감하게 작용할 수 있으므로 상기 진동량 측정수단(170)의 측정 정확도를 높일 수 있는 효과도 있게 된다.11 shows another embodiment of the IoT sensor module 100 included in the present invention. This embodiment is an embodiment applicable to a case in which a dipole antenna is employed in the electromagnetic wave receiving antenna 121 included in the electromagnetic wave measuring means 120 . In this embodiment, the dipole antenna 121 is preferably a wire made of an elastic material protruding from the main body 101 of the IoT sensor module 100 to both sides in parallel with the processed neutral wire 221 . It is preferable that inertial masses 171 are respectively fixed to both ends of the dipole antenna 121 , and the vibration amount measuring means 170 is included in each of the inertial masses 171 . In this case, when wind vibration occurs in the overhead neutral wire 221, the dipole antenna 121 serves as a messenger cable, and an inertial mass 171 at both ends of the dipole antenna 121 vibrates while the overhead neutral wire ( 221), so that the IoT sensor module 100 can also serve as a damper for absorbing wind vibration of the overhead neutral wire 221. In addition to this, since the vibration amount measuring means 170 is included in each of the inertial masses 171, the vibration amount increases, so it is easier to measure the vibration energy amount, and it can act sensitively to the change amount, so that the vibration amount There is also an effect of increasing the measurement accuracy of the measuring means 170 .

도 12는 본 발명에 포함된 IoT센서모듈(100)의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 12에서 보는 바와 같이 상기 변류기(111)와 상기 대역필터(112) 사이에는 상기 IoT 센서모듈(100)의 각 구성요소(통신부, 제어부 등) 작동에 필요한 전원을 공급할 수 있는 전원공급수단(180)을 연결하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 전원공급수단(180)은 상기 변류기(111)에서 공급되는 전류로 충전할 수 있는 축전지(미도시)와 이를 위한 충전회로(미도시)로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 구성하는 경우 상기 IoT 센서모듈(100)의 작동에 필요한 전원을 반영구적으로 사용할 수 있게 된다. 12 shows another embodiment of the IoT sensor module 100 included in the present invention. As shown in FIG. 12 , between the current transformer 111 and the band-pass filter 112 , a power supply means 180 capable of supplying power required for operation of each component (communication unit, control unit, etc.) of the IoT sensor module 100 . ) is more preferable to connect. It is preferable that the power supply means 180 includes a storage battery (not shown) that can be charged with the current supplied from the current transformer 111 and a charging circuit (not shown) for this. In this configuration, the power required for the operation of the IoT sensor module 100 can be used semi-permanently.

도 13은 본 발명에 의한 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템의 구성도이다. 본 발명에 포함된 복수의 IoT 센서모듈(100)은 송전선로나 배전선로 중 직렬 아크방전이 일어날 가능성이 있는 위치마다 장착되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 13에서 보는 바와 같이 복수의 IoT 센서모듈(100)이 송전선로 또는 배전선로(200) 상에 내장애자(280)가 장착된 철탑이나 전주(210)에 가선된 가공 중성선(221)마다 장착되게 된다. 그리고, 상술한 바와 같이 복수의 IoT 센서모듈(100) 중에서 직렬 아크방전을 감지하게 되는 경우, 직렬 아크방전을 감지한 IoT 센서모듈(100)의 제어수단(190)은 자신의 식별코드를 포함하는 제2신호를 생성한 후 통신수단(130)을 통하여 사물인터넷 통신망(700)으로 상기 감시서버(500)에 전송하게 된다. 13 is a block diagram of an IoT system for monitoring persons with disabilities in a distribution line according to the present invention. It is preferable that the plurality of IoT sensor modules 100 included in the present invention be mounted at each location where a series arc discharge is likely to occur among transmission lines or distribution lines. Therefore, as shown in FIG. 13 , a plurality of IoT sensor modules 100 are wired to a pylon or electric pole 210 in which an obstacle-resistant 280 is mounted on a power transmission line or a distribution line 200 for each overhead neutral wire 221 . will be installed And, as described above, when a serial arc discharge is detected among the plurality of IoT sensor modules 100, the control means 190 of the IoT sensor module 100 that has sensed the serial arc discharge includes its own identification code. After generating the second signal, it is transmitted to the monitoring server 500 through the communication means 130 through the IoT communication network 700 .

상기 감시서버(500)에는 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 각각에 대한 식별코드와 각각의 식별코드에 대응되는, 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 각각의 장착 위치에 대한 위치 테이블을 가지고 있도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 감시서버(500)는, 자신이 감시하는 송배전선로에서 직렬 아크방전이 발생한 것으로 판단한 경우에는 상기 위치 테이블을 이용하여 그 발생위치를 식별하고, 그 식별결과를 관리자에게 알려주도록 하는 것이 바람직하다.The monitoring server 500 has an identification code for each of the plurality of IoT sensor modules 100 and a location table for each of the plurality of IoT sensor modules 100 mounting positions corresponding to each identification code. It is preferable to do And, when the monitoring server 500 determines that a series arc discharge has occurred in the transmission/distribution line it monitors, it is preferable to use the location table to identify the location of the occurrence, and inform the administrator of the identification result. .

도 14에는 본 발명에 의한 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템의 작동과정을 보여주는 순서도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 14를 참조하여 본 발명에 의한 IoT시스템의 작동과정을 설명한다. 도 14에서 보는 바와 같이 상기 복수의 IoT 센서모듈(100)에 포함된 각각의 제어수단(190)은 상기 고조파 측정수단(110)이 측정한 고조파 측정값을 제1시간 간격으로 상기 저장수단(140)에 저장하면서(s110 과정), 상기 전자파 측정수단(120)이 측정한 전자파 측정값을 감시하다가(s120 과정), 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 중 하나인 제1센서모듈(100a)에서 상기 전자파 측정값이 기준값보다 높은 것으로 판단되는 경우(s130 과정), 상기 전자파 측정값과 상기 식별코드를 포함하는 제2신호를 생성한 후, 상기 사물인터넷 통신망(700)에 연결된 상기 통신수단(130)을 통하여 상기 제2신호를 상기 감시서버(500)에 전송한다(s140 과정). 그리고, 상기 감시서버(500)는, 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 중 하나 이상으로부터 상기 제2신호를 수신하는 경우, 제3신호를 생성하여 상기 제1센서모듈(100a)을 포함하는 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 모두에 대하여 전송하게 된다(s150 과정).14 is a flowchart showing the operation process of the IoT system for monitoring the disabled in the distribution line according to the present invention. Hereinafter, an operation process of the IoT system according to the present invention will be described with reference to FIG. 14 . As shown in FIG. 14 , each control unit 190 included in the plurality of IoT sensor modules 100 stores the harmonic measurement value measured by the harmonic measurement unit 110 at a first time interval in the storage unit 140 . ), while monitoring the electromagnetic wave measurement value measured by the electromagnetic wave measuring means 120 (step s120), while storing (step s110) in the first sensor module 100a, which is one of the plurality of IoT sensor modules 100, When it is determined that the electromagnetic wave measurement value is higher than the reference value (step s130), after generating a second signal including the electromagnetic wave measurement value and the identification code, the communication means 130 connected to the IoT communication network 700 ) to transmit the second signal to the monitoring server 500 (step s140). And, when the monitoring server 500 receives the second signal from one or more of the plurality of IoT sensor modules 100, it generates a third signal and includes the first sensor module 100a. It is transmitted to all of the plurality of IoT sensor modules 100 (step s150).

상기 제3신호를 전송받은 상기 복수의 IoT 센서모듈(100) 각각은, 상기 저장수단(140)에 저장된 상기 고조파 측정값 중 가장 최근에 저장된 고조파 측정값으로부터 역순으로 n번째 고조파 측정값까지 n개의 고조파 측정값(에를 들어 10개의 측정값)과 자신의 식별코드가 포함된 제4신호를 상기 감시서버(500)에 전송한다(s160 과정). 그리고 상기 제4신호를 전송받은 상기 감시서버(500)는, 상기 제2신호 및 상기 제4신호를 분석하여 아크방전 발생여부와 발생지점을 판단하게 된다. Each of the plurality of IoT sensor modules 100 that have received the third signal, from the most recently stored harmonic measurement value stored in the storage means 140 to the nth harmonic measurement value in reverse order A fourth signal including the harmonic measurement value (for example, 10 measurement values) and its identification code is transmitted to the monitoring server 500 (step s160). And the monitoring server 500 that has received the fourth signal, analyzes the second signal and the fourth signal to determine whether an arc discharge has occurred and a point of occurrence.

상술한 여러 가지 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Although the present invention has been described with the various examples described above, the present invention is not necessarily limited to these examples, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these examples. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 IoT 센서모듈
101 본체 102 고정클램프
103 체결수단 110 고조파 측정수단
111 변류기 111a 철심
111b 2차 권선 112 대역필터
113 전류측정기 114 NTC 서미스터
115 발열저항 120 전자파 측정수단
121 전자파 수신안테나 130 통신수단
131 IoT 안테나 140 저장수단
170 진동량 측정수단 171 관성질량체
180 전원공급수단
190 제어수단
200 배전선로
210 전주
220 가공전선 221 가공 중성선
240 COS 250 연결선(점퍼선)
255 연결부위 260 재폐로차단기
270 인하용 전선 290 완금
280 내장애자 282 클램프
282a U볼트 283 결합볼트
500 감시서버
700 사물인터넷 통신망
100 IoT sensor module
101 Body 102 Fixing Clamp
103 Fastening means 110 Harmonic measuring means
111 current transformer 111a iron core
111b secondary winding 112 bandpass filter
113 Current Meter 114 NTC Thermistor
115 Heating resistance 120 Electromagnetic wave measuring means
121 electromagnetic wave receiving antenna 130 communication means
131 IoT antenna 140 storage means
170 Vibration amount measuring means 171 Inertial mass
180 power supply means
190 Control means
200 distribution lines
210 Jeonju
220 overhead wire 221 overhead neutral wire
240 COS 250 connecting wire (jumper wire)
255 Connection part 260 Reclosing circuit breaker
270 Inha wire 290 Wanggeum
280 Disabled person 282 Clamp
282a U bolt 283 coupling bolt
500 monitoring server
700 Internet of Things Network

Claims (6)

배전선로에서 전주 또는 철탑의 내장애자(耐張碍子)에서 발생하는 직렬 아크방전을 감시하기 위하여 가공 중성선에 장착되는 복수의 IoT 센서모듈 및 상기 복수의 IoT 센서모듈과 통신하는 감시서버를 포함하는 배전선로의 내장애자 감시 IoT시스템으로서,
상기 복수의 IoT 센서모듈 각각은,
- 상기 가공 중성선에 흐르는 고조파 전류를 측정하는 고조파 측정수단;
- 상기 가공 중성선의 진동에 따른 진동에너지량을 측정하는 진동량 측정수단;
- 아크방전으로 인하여 발생하는 방사전자파를 측정하는 전자파 측정수단;
- 상기 복수의 IoT 센서모듈 각각을 식별할 수 있는 식별코드가 저장되어 있는 저장수단;
- 사물인터넷 통신망에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 통신수단; 및
- 제어수단; 을 포함하며,
상기 고조파 측정수단은,
- 상기 가공 중성선을 둘러싸며 고정되는 변류기,
- 상기 변류기의 2차측 양단에 연결되어 고조파 전류를 측정하는 전류측정기,
- 상기 변류기의 철심에 부착되어, 상기 철심의 온도가 상승하면 저항값을 낮추어 자기 스스로 단락상태로 만드는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터 및
- 전류가 흐르면 발열하여 상기 NTC 서미스터를 가열시킬 수 있도록, 상기 NTC 서미스터의 외표면에 부착되는 발열저항을 포함하되,
- 상기 NTC 서미스터와 상기 발열저항은 직렬회로로 구성되어 상기 변류기의 2차측 양단에 연결되어, 상기 변류기의 2차측과 상기 전류측정기 사이에 단선이 발생하는 경우, 상기 철심의 온도상승에 의하여 상기 NTC 서미스터가 단락되어 상기 직렬회로에 전류가 흐르면, 상기 발열저항의 발열에 의하여 상기 NTC 서미스터의 단락상태가 계속하여 유지되도록 하며,
상기 제어수단은,
- 상기 고조파 측정수단이 측정하는 고조파 측정값을 제1시간 간격으로 상기 저장수단에 저장하고, 상기 진동량 측정수단이 측정하는 진동에너지량을 상기 제1시간 간격으로 누적하여 상기 저장수단에 저장하면서, 상기 식별코드와 상기 진동에너지량 및 상기 고조파 측정값을 포함하는 제1신호를 제2시간 간격으로 생성하여 상기 통신수단을 통하여 상기 감시서버에 송출하며,
- 상기 전자파 측정수단이 측정한 전자파 측정값을 감시하다가, 상기 전자파 측정값이 기준값보다 높은 경우 상기 전자파 측정값과 상기 식별코드를 포함하는 제2신호를 생성한 후, 상기 통신수단을 통하여 상기 제2신호를 상기 감시서버에 전송하며,
상기 감시서버는, 상기 복수의 IoT 센서모듈 중 하나 이상으로부터 상기 제2신호를 수신한 경우, 제3신호를 생성하여 상기 복수의 IoT 센서모듈 모두에 대하여 전송하며,
상기 제3신호를 전송받은 상기 복수의 IoT 센서모듈 각각은, 상기 저장수단에 저장된 상기 고조파 측정값 중 가장 최근에 저장된 고조파 측정값으로부터 역순으로 n번째 고조파 측정값까지 n개의 고조파 측정값과 상기 식별코드가 포함된 제4신호를 상기 감시서버에 전송하며,
상기 제4신호를 전송받은 상기 감시서버는, 상기 제2신호 및 상기 제4신호를 분석하여 아크방전 발생여부와 발생지점을 판단하는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템
A distribution line comprising a plurality of IoT sensor modules mounted on an overhead neutral wire in order to monitor a series arc discharge occurring in an electric pole or an obstacle-resistant person of a pylon in a distribution line, and a monitoring server communicating with the plurality of IoT sensor modules As an IoT system for monitoring people with disabilities,
Each of the plurality of IoT sensor modules,
- harmonic measuring means for measuring the harmonic current flowing in the overhead neutral wire;
- Vibration amount measuring means for measuring the amount of vibration energy according to the vibration of the processed neutral wire;
- electromagnetic wave measuring means for measuring radiated electromagnetic waves generated by arc discharge;
- a storage means in which an identification code capable of identifying each of the plurality of IoT sensor modules is stored;
- Communication means for transmitting and receiving data by connecting to the Internet of Things (IoT) communication network; and
- control means; includes,
The harmonic measurement means,
- a current transformer that surrounds the processed neutral wire and is fixed;
- A current measuring device connected to both ends of the secondary side of the current transformer to measure the harmonic current;
- A Negative Temperature Coefficient (NTC) thermistor that is attached to the iron core of the current transformer and makes itself short-circuited by lowering the resistance value when the temperature of the iron core rises; and
- A heating resistor attached to the outer surface of the NTC thermistor to heat the NTC thermistor by generating heat when current flows,
- The NTC thermistor and the heating resistor are configured in a series circuit and are connected to both ends of the secondary side of the current transformer. When the thermistor is short-circuited and a current flows in the series circuit, the short-circuit state of the NTC thermistor is continuously maintained by the heating of the heating resistor,
The control means,
- The harmonic measurement value measured by the harmonic measurement means is stored in the storage means at first time intervals, and the amount of vibration energy measured by the vibration amount measurement means is accumulated at the first time interval and stored in the storage means. , a first signal including the identification code, the amount of vibration energy and the harmonic measurement value is generated at a second time interval and transmitted to the monitoring server through the communication means,
- While monitoring the electromagnetic wave measurement value measured by the electromagnetic wave measurement means, if the electromagnetic wave measurement value is higher than a reference value, after generating a second signal including the electromagnetic wave measurement value and the identification code, the second signal is generated through the communication means 2 sends a signal to the monitoring server,
The monitoring server, when receiving the second signal from one or more of the plurality of IoT sensor modules, generates a third signal and transmits it to all of the plurality of IoT sensor modules,
Each of the plurality of IoT sensor modules receiving the third signal includes n harmonic measurement values from the most recently stored harmonic measurement value stored in the storage means to the nth harmonic measurement value in reverse order and the identification Transmitting a fourth signal including a code to the monitoring server,
The monitoring server that has received the fourth signal analyzes the second signal and the fourth signal to determine whether an arc discharge has occurred and a point of occurrence of the arc discharge, characterized in that the monitoring IoT system for the disabled in the distribution line
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1신호에 포함된 상기 진동에너지량은, 상기 제1시간 간격으로 누적하여 상기 저장수단에 저장되어 있던 진동에너지량을 상기 제2시간 동안 합산한 것이며,
상기 제1신호에 포함된 상기 고조파 측정값은, 상기 제1시간 간격으로 상기 저장수단에 저장되어 있던 고조파 측정값을 상기 제2시간 동안 평균한 것이며,
상기 감시서버는, 상기 제1신호에 포함된 상기 진동에너지량 및 상기 고조파 측정값을 이용하여, 상기 복수의 IoT센서 모듈이 장착된 각각의 위치에 대한 풍진동 누적량과 상기 배전선로에 대한 고조파 전류분포를 모니터링할 수 있는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템
According to claim 1,
The amount of vibration energy included in the first signal is the sum of the amount of vibration energy accumulated in the first time interval and stored in the storage means for the second time,
The harmonic measurement value included in the first signal is an average of the harmonic measurement value stored in the storage means at the first time interval for the second time period,
The monitoring server, using the vibration energy amount and the harmonic measurement value included in the first signal, the accumulated amount of wind vibration for each location where the plurality of IoT sensor modules are mounted and the harmonic current for the distribution line Distribution line disabled person monitoring IoT system, characterized in that the distribution can be monitored
제3항에 있어서,
상기 제2신호에는 상기 진동에너지량을 포함하며,
상기 제2신호에 포함된 진동에너지량은, 상기 제2신호를 생성하기 직전에 상기 저장수단에 저장된 진동에너지량인 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템
4. The method of claim 3,
The second signal includes the amount of vibration energy,
The amount of vibration energy included in the second signal, characterized in that the amount of vibration energy stored in the storage means immediately before generating the second signal, an IoT system for monitoring persons with disabilities in distribution lines
제1항에 있어서,
상기 제어수단은, 상기 NTC 서미스터가 단락상태로 되는 경우, 상기 식별코드가 포함된 제5신호를 생성한 후 상기 통신수단을 통하여 상기 감시서버에 전송하며,
상기 제5신호를 수신한 경우 상기 감시서버는, 상기 제5신호를 전송한 IoT 센서모듈이 작동불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템
According to claim 1,
When the NTC thermistor is short-circuited, the control means generates a fifth signal including the identification code and transmits it to the monitoring server through the communication means,
When receiving the fifth signal, the monitoring server determines that the IoT sensor module that has transmitted the fifth signal is malfunctioning.
제1항에 있어서,
상기 전자파 측정수단에는 다이폴안테나를 포함하며,
상기 다이폴안테나는, 상기 IoT 센서모듈의 본체에서 상기 가공 중성선과 평행하게 양쪽으로 돌출되는 탄성 소재의 와이어로 되어 있으며,
상기 다이폴안테나 양쪽 종단에는 관성질량체가 각각 고정되며,
상기 진동량 측정수단은 상기 관성질량체 각각에 포함되는 것을 특징으로 하는, 배전선로 내장애자 감시 IoT시스템
According to claim 1,
The electromagnetic wave measuring means includes a dipole antenna,
The dipole antenna is made of a wire made of an elastic material that protrudes from the main body of the IoT sensor module to both sides in parallel to the processed neutral wire,
An inertial mass is fixed to both ends of the dipole antenna,
The vibration amount measuring means is characterized in that included in each of the inertial mass, the distribution line disabled person monitoring IoT system
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KR102606515B1 (en) * 2023-02-13 2023-11-29 주식회사 이린 Wiring cable abnormality detection device of apartment house electricity and its installation method

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