KR102488892B1 - 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따르면, 몸체; 상기 몸체의 양측에 연결되는 제1관절부; 일단이 상기 제1관절부에 각각 연결되는 한 쌍의 제1레그부; 상기 제1레그부의 하면에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제1캐터필러를 포함하는 제1구동부; 일단이 상기 제1레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2관절부; 일단이 상기 제2관절부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2레그부; 일단이 상기 제2레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제3관절부; 상기 제3관절부의 타단에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제2캐터필러를 포함하는 제2구동부를 포함하는 지중 케이블 탐상 장치를 제공한다.

Description

지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템{Underground cable inspection device and underground cable diagnosis system}
본 발명의 일실시예는 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템에 관한 것이다.
지중선로 및 전력구 내 케이블의 경우 선로구간이 길기 때문에, 육안 또는 계측장비를 가지고 케이블의 이상 상태 점검을 수행할 경우 많은 시간과 인적자원의 투입이 필요하다.
또한, 지중 및 전력구 내 케이블 점검 시 작업자가 좁은 공간과 안전에 위험이 따르는 환경에서 장시간 작업을 진행함에 따라 안전사고가 발생 확률이 높다.
또한, 기존 지중 케이블은 지지대나 지지 구조물을 통해 3상 결합이 되어 있으며, 케이블 점검시 지지 구조물을 피해 수동으로 측정하기 때문에 많은 시간과 인적자원이 소요된다는 문제가 있다.
또한, 사람이 접근하기 힘든 환경에 설치된 케이블 영역에 대한 측정은 제대로 수행되지 않고 있는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 작업자가 접근하기 어려운 영역에 대한 정밀 점검이 가능한 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 자동 측정을 통하여 인력 투입을 최소화하고, 소요비용과 시간을 절감 함으로써 작업자의 안전을 확보하여 인명사고의 위험을 줄일 수 있는 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 지중 케이블 3상을 동시에 측정할 수 있는 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 케이블 지지대와 같은 장애물을 자동 감지하여 우회 측정함으로써 점검시 시간 절약 및 효율성을 증대시킬 수 있는 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템을 제공하는데 있다.
또한, 케이블의 밀착 점검을 통하여 정밀한 측정과 상태 진단이 가능한 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템을 제공하는데 있다.
실시예에 따르면, 몸체; 상기 몸체의 양측에 연결되는 제1관절부; 일단이 상기 제1관절부에 각각 연결되는 한 쌍의 제1레그부; 상기 제1레그부의 하면에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제1캐터필러를 포함하는 제1구동부; 일단이 상기 제1레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2관절부; 일단이 상기 제2관절부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2레그부; 일단이 상기 제2레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제3관절부; 상기 제3관절부의 타단에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제2캐터필러를 포함하는 제2구동부를 포함하는 지중 케이블 탐상 장치를 제공한다.
상기 제1캐터필러 및 상기 제2캐터필러는, 지지판체 및 센서부가 교번하여 직렬 배치되는 벨트부; 상기 벨트부 내측에 배치되는 롤러; 및 상기 벨트부의 양측면을 따라 배치되며, 상기 몸체로부터 동력을 전달받아 회전하는 체인부를 포함할 수 있다.
상기 센서부는 전자파 측정 센서, 온도 센서, 열화상 센서 및 분자 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1구동부는, 상기 제1레그부 하단에 연결된는 회전축; 상기 제1캐터필러의 양측에 연결되는 지지부; 상기 회전축 및 상기 지지부 사이에 연결되는 서스펜션; 및 상기 지지부와 상기 서스펜션 사이를 연결하며, 상기 회전축의 동작에 따라 길이가 조절되는 링크부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2구동부는, 상기 제2캐터필러의 양측에 연결되는 지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 체인부는 상기 센서부에서 생성한 데이터를 전달하는 제1통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 롤러는 상기 제1통신부로부터 전달받은 데이터를 상기 제1레그부 또는 상기 제2레그부를 통하여 상기 몸체로 전송하는 제2통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1통신부는 RF패시브 소자이고, 상기 제2통신부는 RF액티브 소자일 수 있다.
상기 몸체는, 이동 방향의 물체를 감지하여 감지 데이터를 생성하는 물체 감지 센서 및 상기 감지 데이터에 따라 상기 제1관절부, 상기 제2관절부 및 상기 제3관절부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 몸체는 상기 제1구동부 및 상기 제2구동부로부터 데이터를 전달받고, 외부 관리 서버로 전송하는 제3통신부를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 몸체; 상기 몸체의 양측에 연결되는 제1관절부; 일단이 상기 제1관절부에 각각 연결되는 한 쌍의 제1레그부; 상기 제1레그부의 하면에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제1캐터필러를 포함하는 제1구동부; 일단이 상기 제1레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2관절부; 일단이 상기 제2관절부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2레그부; 일단이 상기 제2레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제3관절부; 상기 제3관절부의 타단에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제2캐터필러를 포함하는 제2구동부를 포함하는 지중 케이블 탐상 장치; 및 상기 지중 케이블 탐상 장치로부터 수신한 데이터를 이용하여 상기 전력 케이블의 상태를 진단하는 관리 서버를 포함하는 지중 케이블 진단 시스템을 제공한다.
상기 관리 서버는 상기 전력 케이블의 부분방전 발생 여부 및 열화 발생 여부 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.
상기 관리 서버는 상기 전력 케이블의 부분방전 발생 지점 및 열화 발생 지점 중 적어도 하나의 위치를 판정하여 상기 지중 케이블 탐상 장치에 이동 명령을 전송할 수 있다.
상기 제1캐터필러 및 상기 제2캐터필러는, 지지판체 및 센서부가 교번하여 직렬 배치되는 벨트부; 상기 벨트부 내측에 배치되는 롤러; 및 상기 벨트부의 양측면을 따라 배치되며, 상기 몸체로부터 동력을 전달받아 회전하는 체인부를 포함할 수 있다.
상기 체인부는 상기 센서부에서 생성한 데이터를 전달하는 제1통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 롤러는 상기 제1통신부로부터 전달받은 데이터를 상기 제1레그부 또는 상기 제2레그부를 통하여 상기 몸체로 전송하는 제2통신부를 더 포함할 수 ㅣ있다.
상기 제1통신부는 RF패시브 소자이고, 상기 제2통신부는 RF액티브 소자일 수 있다.
상기 몸체는, 이동 방향의 물체를 감지하여 감지 데이터를 생성하는 물체 감지 센서 및 상기 감지 데이터에 따라 상기 제1관절부, 상기 제2관절부 및 상기 제3관절부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 몸체는 상기 제1구동부 및 상기 제2구동부로부터 데이터를 전달받고, 상기 관리 서버로 전송하는 제3통신부를 포함할 수 있다.
본 발명인 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템은 작업자가 접근하기 어려운 영역에 대한 정밀 점검이 가능하다.
또한, 자동 측정을 통하여 인력 투입을 최소화하고, 소요비용과 시간을 절감 함으로써 작업자의 안전을 확보하여 인명사고의 위험을 줄일 수 있다.
또한, 지중 케이블 3상을 동시에 측정할 수 있다.
또한, 케이블 지지대와 같은 장애물을 자동 감지하여 우회 측정함으로써 점검시 시간 절약 및 효율성을 증대시킬 수 있다.
또한, 케이블의 밀착 점검을 통하여 정밀한 측정과 상태 진단이 가능하다.
도1은 실시예에 따른 지중 케이블 진단 시스템의 개념도이다.
도2는 실시예에 따른 지중 케이블 탐상 장치의 사시도이다.
도3 및 도4는 실시에에 따른 제1구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도5 및 도6은 실시에에 따른 제2구동부를 설명하기 위한 도면이다.
도7은 실시예에 따른 지중 케이블 탐상 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 실시예에 따른 지중 케이블 진단 시스템의 개념도이고, 도2는 실시예에 따른 지중 케이블 탐상 장치의 사시도이다. 도1 및 도2를 참조하면, 실시예에 따른 지중 케이블 진단 시스템(1)은 지중 케이블 탐상 장치(2) 및 관리 서버(3)를 포함하고, 지중 케이블 탐상 장치(2)는 몸체(10), 제1관절부(20), 제1레그부(30), 제1구동부(40), 제2관절부(50), 제2레그부(60), 제3관절부(70) 및 제2구동부(80)를 포함할 수 있다.
몸체(10)는 금속 재질로 다각형 형상을 가질 수 있다.
몸체(10) 내부에는 이동 방향의 물체를 감지하여 감지 데이터를 생성하는 물체 감지 센서(11) 및 감지 데이터에 따라 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)의 동작을 제어하는 제어부(12)가 배치될 수 있다. 물체 감지 센서(11)는 초음파 센서, 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 물체 감지 센서(11)는 지중 케이블 탐상 장치(2)의 이동 방향에 위치한 장애물을 감지하고, 이에 대응하는 감지 데이터를 생성할 수 있다.
제어부(12)는 감지 데이터를 이용하여 전방에 위치한 물체의 크기, 물체와의 거리 등을 판단한 후, 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(12)는 전방의 물체에 따라 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)를 제어함으로써 제1레그부(30) 및 제2레그부(60)가 각 관절부를 중심으로 힌지 이동을 수행할 수 있도록 한다.
이 때, 제어부(12)는 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)의 압력 센서로부터 전달받은 압력 감지 데이터를 함께 이용하여 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(12)는 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)가 전력 케이블(C)에 밀착할 수 있도록, 압력 감지 데이터의 크기에 따라 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)의 동작을 수시로 제어할 수 있다. 제어부(12)는 압력 감지 데이터의 크기가 작아지면 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)가 전력 케이블에 보다 밀착할 수 있도록, 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)의 동작을 제어할 수 있다.
또는, 제어부(12)는 압력 감지 데이터의 크기가 커지면 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)가 전력 케이블과 이격될 수 있도록, 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(12)는 주기적으로 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)로부터 압력 데이터를 수신한 후, 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)가 기 설정된 압력 범위안에서 전력 케이블에 밀착하여 이동하도록 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(12)는 전방에 전력 케이블을 지지하는 구조물이 배치되어 있거나, 전력 케이블의 직경이 커지는 경우 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)를 제어하여, 제1레그부(30) 및 제2레그부(60)가 각 관절부를 중심으로 바깥 방향으로 힌지 이동하도록 제어할 수 있다.
또는, 제어부(12)는 전방에 전력 케이블을 지지하는 구조물이 사라지거나, 전력 케이블의 직경이 작아지는 경우 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)를 제어하여, 제1레그부(30) 및 제2레그부(60)가 각 관절부를 중심으로 안쪽 방향으로 힌지 이동하도록 제어할 수 있다.
몸체(10) 내부에는 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)로부터 데이터를 전달받고, 외부 관리 서버로 전송하는 제3통신부(13)를 포함할 수 있다.
또한, 몸체(10) 내부에는 지중 케이블 탐상 장치(2)의 동작을 위한 배터리(14)가 배치될 수 있다. 몸체(10)와 제1관절부(20), 제2관절부(50), 제3관절부(70), 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)는 전력선으로 연결되어, 몸체 내부에 배치된 배터리(14)로부터 전력을 공급받을 수 있다.
몸체(10)와 제1관절부(20), 제2관절부(50), 제3관절부(70), 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)는 유선 케이블을 통하여 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 몸체(10)와 제1관절부(20), 제2관절부(50), 제3관절부(70), 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)는 전력선을 이용한 전력선 통신을 수행할 수 있다.
한 쌍의 제1관절부(20)는 몸체(10)의 양측에 각각 연결될 수 있다. 제1관절부(20)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며 다각형 형상을 가질 수 있다. 제1관절부(20)는 틸트 장치로 구성될 수 있다. 제1관절부(20)는 제어부(12)의 제어에 따라 몸체(10)를 기준으로 상하 방향으로 구동될 수 있다.
한 쌍의 제1레그부(30)는 일단이 제1관절부(20)에 각각 연결되고, 타단은 제2관절부(50)에 각각 연결될 수 있다. 제1레그부(30)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며 다각형 형상을 가질 수 있다. 제1레그부(30)는 제1관절부(20)의 틸팅 동작에 따라 전력 케이블과의 이격 거리가 조절될 수 있다.
제1구동부(40)는 제1레그부(30)의 하면에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 전력 케이블의 상태를 측정하는 제1캐터필러(41)를 포함할 수 있다.
도3 및 도4는 실시에에 따른 제1구동부(40)를 설명하기 위한 도면이다. 도1 내지 도4를 참조하면, 제1캐터필러(41)는, 지지판체(411) 및 센서부(412)가 교번하여 직렬 배치되는 벨트부(410), 벨트부(410) 내측에 배치되는 롤러(420) 및 벨트부(410)의 양측면을 따라 배치되며, 몸체(10)로부터 동력을 전달받아 회전하는 체인부(430)를 포함할 수 있다.
지지판체(411)는 금속 재질로 플레이트 형상을 가질 수 있다. 복수개의 지지판체(411)는 체인부(430)를 따라 상호간 소정 간격 이격하여 배치될 수 있다.
센서부(412)는 금속 재질로 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 표면에는 전자파 측정 센서, 온도 센서, 열화상 센서 및 분자 센서 중 적어도 하나가 배치될 수 있다. 센서부(412)는 복수개의 지지판체(411) 사이에 각각 배치될 수 있다. 센서부(412)는 벨트부(410)가 회전 운동하여 전력 케이블을 따라 이동하는 동안 전력 케이블에서 발생되는 전자파, 전력 케이블의 온도, 전력 케이블의 표면 온도 분포, 전력 케이블 주변의 분자 농도 등을 측정하여 전력 케이블 측정 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 센서부(412)는 전력 케이블과 제1캐터필러(41) 사이의 압력을 감지하기 위한 압력 센서를 포함할 수 있다. 압력 센서는 벨트부(410)가 회전 운동하여 전력 케이블을 따라 이동하는 동안 전력 케이블과 제1캐터필러(41) 사이의 압력을 측정하여 압력 데이터를 생성할 수 있다.
체인부(430)는 센서부(412)에서 생성한 데이터를 전달하는 제1통신부(431)를 더 포함할 수 있다. 제1통신부(431)는 체인부(430) 내부에 배치될 수 있으며, 센서부(412)에서 전력 케이블 측정 데이터 및 압력 데이터 생성시 이를 제2통신부(431)로 전달하는 RF패시브 소자로 구성될 수 있다.
롤러(420)는 제1통신부(431)로부터 전달받은 데이터를 제1레그부(30)를 통하여 몸체(10)로 전송하는 제2통신부(421)를 더 포함할 수 있다. 제2통신부(421)는 제1통신부(431)로터 전력 케이블 측정 데이터 및 압력 데이터를 전달받을 수 있는 RF액티브 소자로 구성될 수 있다. 또한, 제2통신부(421)는 지중 케이블 탐상 장치(2)의 전력 공급 및 데이터 통신을 수행하는 전력선에 연결되어 몸체(10)로 데이터를 전달할 수 있다.
제1구동부(40)는 제1레그부(30) 하단에 연결된는 회전축(42), 제1캐터필러(41)의 양측에 연결되는 지지부(44), 회전축(42) 및 지지부(44) 사이에 연결되는 서스펜션(43) 및 지지부(44)와 서스펜션(43) 사이를 연결하며, 회전축(42)의 동작에 따라 길이가 조절되는 링크부(45)를 더 포함할 수 있다.
지지부(44)는 제1캐터필러(41)의 전단과 후단에 각각 배치될 수 있다. 지지부(44)는 제1캐터필러(41)의 양단에 연결되는 2개의 수직 지지대(441, 442)와, 2개의 수직 지지대(441, 442)를 상단과 하단에서 연결하는 2개의 수평 지지대(444, 444)를 포함할 수 있다. 지지부(44)의 하단 수평 지지대(444)는 롤러(420)의 양단에 연결되어, 롤러(420)의 회전축 기능을 수행할 수 있다.
제1구동부(40)의 회전축(42)은 360도 좌우 양"?향으?* 회전 가능하며, 내부 스프링을 탑재한 서스펜션(43)을 전방향으로 이동시킬 수 있다.
링크부(45)는 수직 길이 방향으로 이동하는 슬라이딩 이동 수단을 포함할 수 있다. 링크부(45)는 회전축(42)의 회전 운동과, 서스펜션(43)의 전방향 이동 동작에 동조하여 수직 길이 방향으로 이동함으로써 제1캐터필러(41)가 전력 케이블에 밀착 이동할 수 있도록 한다.
제1구동부(40)는 캐터필러를 사용하여 전력 케이블과 접촉하여 이동하며, 캐터필러에는 전력 케이블의 상태를 측정할 수 있는 센서가 장착될 수 있다. 캐터필러는 전력 케이블 선로 중간에 설치된 지지대 및 장애물을 건널 수 있다. 또한, 전력구 내 선로가 지나는 좁은 통로 공간 등, 측정이 불가능한 위치에 접근하여 전력 케이블의 상태를 측정할 수 있다. 이에 따라, 센서부는 전력 케이블의 크기와 상(相)의 종류에 따라 자유롭게 움직임으로써, 전력 케이블에 따라 유연하게 이동할 수 있다.
한 쌍의 제2관절부(50)는 일단이 제1레그부(30)의 타단에 각각 연결되며, 타단은 제2레그부(60)에 연결될 수 있다. 제2관절부(50)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며 다각형 형상을 가질 수 있다. 제2관절부(50)는 틸트 장치로 구성될 수 있다. 제2관절부(50)는 제어부(12)의 제어에 따라 제1레그부(30)를 기준으로 상하 방향으로 구동될 수 있다.
한 쌍의 제2레그부(60)는 일단이 제2관절부(50)에 각각 연결되고, 타단은 제3관절부(70)에 각각 연결될 수 있다. 제2레그부(60)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며 다각형 형상을 가질 수 있다. 제2레그부(60)는 제2관절부(50)의 틸팅 동작에 따라 전력 케이블과의 이격 거리가 조절될 수 있다.
한 쌍의 제3관절부(70)는 일단이 제2레그부(60)의 타단에 각각 연결되며, 타단은 제2구동부(80)에 연결될 수 있다. 제3관절부(70)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며 다각형 형상을 가질 수 있다. 제3관절부(70)는 틸트 장치로 구성될 수 있다. 제3관절부(70)는 제어부(12)의 제어에 따라 제2레그부(60)를 기준으로 상하 방향으로 구동될 수 있다.
제2구동부(80)는 제3관절부(70)의 타단에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 전력 케이블의 상태를 측정하는 제2캐터필러(81)를 포함할 수 있다.
도5 및 도6은 실시에에 따른 제2구동부를 설명하기 위한 도면이다. 도1 내지 도2 및 도5 내지 도6을 참조하면, 제2캐터필러(81)는, 지지판체(811) 및 센서부(812)가 교번하여 직렬 배치되는 벨트부(810), 벨트부(810) 내측에 배치되는 롤러(820) 및 벨트부(820)의 양측면을 따라 배치되며, 몸체(10)로부터 동력을 전달받아 회전하는 체인부(830)를 포함할 수 있다.
지지판체(811)는 금속 재질로 플레이트 형상을 가질 수 있다. 복수개의 지지판체(811)는 체인부(830)를 따라 상호간 소정 간격 이격하여 배치될 수 있다.
센서부(812)는 금속 재질로 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 표면에는 전자파 측정 센서, 온도 센서, 열화상 센서 및 분자 센서 중 적어도 하나가 배치될 수 있다. 센서부(812)는 복수개의 지지판체(811) 사이에 각각 배치될 수 있다. 센서부(812)는 벨트부(810)가 회전 운동하여 전력 케이블을 따라 이동하는 동안 전력 케이블에서 발생되는 전자파, 전력 케이블의 온도, 전력 케이블의 표면 온도 분포, 전력 케이블 주변의 분자 농도 등을 측정하여 전력 케이블 측정 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 센서부(812)는 전력 케이블과 제2캐터필러(81) 사이의 압력을 감지하기 위한 압력 센서를 포함할 수 있다. 압력 센서는 벨트부(810)가 회전 운동하여 전력 케이블을 따라 이동하는 동안 전력 케이블과 제2캐터필러(81) 사이의 압력을 측정하여 압력 데이터를 생성할 수 있다.
체인부(830)는 센서부(812)에서 생성한 데이터를 전달하는 제1통신부(831)를 더 포함할 수 있다. 제1통신부(831)는 체인부(830) 내부에 배치될 수 있으며, 센서부(812)에서 생성된 전력 케이블 측정 데이터 및 압력 데이터 생성시 이를 제2통신부(821)로 전달하는 RF패시브 소자로 구성될 수 있다.
롤러(820)는 제1통신부(831)로부터 전달받은 데이터를 제2레그부(60)를 통하여 몸체(10)로 전송하는 제2통신부(821)를 더 포함할 수 있다. 제2통신부(821)는 제1통신부(831)로터 전력 케이블 측정 데이터 및 압력 데이터를 전달받을 수 있는 RF액티브 소자로 구성될 수 있다. 또한, 제2통신부(821)는 지중 케이블 탐상 장치(2)의 전력 공급 및 데이터 통신을 수행하는 전력선에 연결되어 몸체(10)로 데이터를 전달할 수 있다.
제2구동부(80)는 제2캐터필러(81)의 양측에 연결되는 지지부(82)를 더 포함할 수 있다. 지지부(82)는 제2캐터필러(81)의 전단과 후단에 각각 배치될 수 있다. 지지부(82)는 제2캐터필러(81)의 양단에 연결되는 2개의 수직 지지대(821, 822)와, 2개의 수직 지지대(821,822)를 상단과 하단에서 연결하는 2개의 수평 지지대(823, 824)를 포함할 수 있다. 지지부(82)의 하단 수평 지지대(824)는 롤러(820)의 양단에 연결되어, 롤러(820)의 회전축 기능을 수행할 수 있다.
제2구동부(80)의 지지부(82)는 제3관절부(70)를 축으로 힌지 이동을 수행할 수 있다. 따라서, 제2구동부(80)는 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)의 동작에 따라 전력 케이블과의 이격 거리가 조절될 수 있
제2구동부(80)는 캐터필러를 사용하여 전력 케이블과 접촉하여 이동하며, 캐터필러에는 전력 케이블의 상태를 측정할 수 있는 센서가 장착될 수 있다. 캐터필러는 전력 케이블 선로 중간에 설치된 지지대 및 장애물을 건널 수 있다. 또한, 전력구 내 선로가 지나는 좁은 통로 공간 등, 측정이 불가능한 위치에 접근하여 전력 케이블의 상태를 측정할 수 있다. 센서부는 전력 케이블의 크기와 상(相)의 종류에 따라 자유롭게 움직임으로써, 전력 케이블에 따라 유연하게 이동할 수 있다.
관리 서버(3)는 지중 케이블 탐상 장치(2)로부터 수신한 데이터를 이용하여 전력 케이블의 상태를 진단할 수 있다.
예를 들면, 관리 서버(3)는 전력 케이블의 부분방전 발생 여부 및 열화 발생 여부 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.
또한, 관리 서버(3)는 전력 케이블의 부분방전 발생 지점 및 열화 발생 지점 중 적어도 하나의 위치를 판정하여 지중 케이블 탐상 장치(2)에 이동 명령을 전송할 수 있다. 관리 서버(3)는 이동한 지중 케이블 탐상 장치로 반복 측정 명령을 전송함으로써 부분방전 발생 지점 및 열화 발생 지점에 대한 정밀 점검을 수행할 수 있다.
도7은 실시예에 따른 지중 케이블 탐상 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도7을 참조하면, 지중 케이블 탐상 장치(2)는 전방에 전력 케이블을 지지하는 구조물이 배치되어 있거나, 케이블의 직경이 커지는 경우 제1관절부(20), 제2관절부(50) 및 제3관절부(70)를 제어하여, 제1레그부(30) 및 제2레그부(60)가 각 관절부를 중심으로 바깥 방향으로 힌지 이동하도록 제어할 수 있다. 이를 통하여 제1구동부(40) 및 제2구동부(80)가 전력 케이블에 밀착하여 이동하여 보다 정확한 데이터를 측정할 수 있게 된다.
실시예에 따른 지중 케이블 탐상 장치 및 지중 케이블 진단 시스템은 작업자가 접근하기 힘든 공간 또는 위험성이 있는 공간을 무인 탐상 로봇으로 점검함으로써, 인력 점검이 위험하거나 불가한 지점의 점검이 가능하다.
또한, 지중 전력 케이블의 상별 결합을 위해 설치된 지지 구조물과, 측정하기 힘든 원통형 터널 및 전력구를 통과하여 케이블의 이상 상태 탐상이 가능하다. 이를 통하여 인적자원의 투입과 소요시간을 절감하고, 측정이 어려운 환경에서의 탐상이 가능하다. 또한, 전력설비 감시뿐만 아니라, 여러 산업 현장에 적용시킬 수 있다. 예를 들어 전력구, 맨홀, 수도 및 가스관 내 시설물 및 환경 점검 등에 활용되어 탐상 센서를 변경함으로써 여러 작업환경에 도입을 기대할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 지중 케이블 진단 시스템
2: 지중 케이블 탐상 장치
3: 관리 서버
10: 몸체
20: 제1관절부
30: 제1레그부
40: 제1구동부
50: 제2관절부
60: 제2레그부
70: 제3관절부
80: 제2구동부

Claims (19)

  1. 몸체;
    상기 몸체의 양측에 연결되는 제1관절부;
    일단이 상기 제1관절부에 각각 연결되는 한 쌍의 제1레그부;
    상기 제1레그부의 하면에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제1캐터필러를 포함하는 제1구동부;
    일단이 상기 제1레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2관절부;
    일단이 상기 제2관절부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2레그부;
    일단이 상기 제2레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제3관절부; 및
    상기 제3관절부의 타단에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제2캐터필러를 포함하는 제2구동부를 포함하며,
    상기 제1캐터필러 및 상기 제2캐터필러는, 지지판체 및 센서부가 교번하여 직렬 배치되는 벨트부, 상기 벨트부 내측에 배치되는 롤러, 및 상기 벨트부의 양측면을 따라 배치되며, 상기 몸체로부터 동력을 전달받아 회전하는 체인부를 포함하는 지중 케이블 탐상 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 전자파 측정 센서, 온도 센서, 열화상 센서 및 분자 센서 중 적어도 하나를 포함하는 지중 케이블 탐상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1구동부는,
    상기 제1레그부 하단에 연결된는 회전축;
    상기 제1캐터필러의 양측에 연결되는 지지부;
    상기 회전축 및 상기 지지부 사이에 연결되는 서스펜션; 및
    상기 지지부와 상기 서스펜션 사이를 연결하며, 상기 회전축의 동작에 따라 길이가 조절되는 링크부를 더 포함하는 지중 케이블 탐상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2구동부는,
    상기 제2캐터필러의 양측에 연결되는 지지부를 더 포함하는 지중 케이블 탐상 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 체인부는 상기 센서부에서 생성한 데이터를 전달하는 제1통신부를 더 포함하는 지중 케이블 탐상 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 롤러는 상기 제1통신부로부터 전달받은 데이터를 상기 제1레그부 또는 상기 제2레그부를 통하여 상기 몸체로 전송하는 제2통신부를 더 포함하는 지중 케이블 탐상 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1통신부는 RF패시브 소자이고, 상기 제2통신부는 RF액티브 소자인 지중 케이블 탐상 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 몸체는,
    이동 방향의 물체를 감지하여 감지 데이터를 생성하는 물체 감지 센서 및
    상기 감지 데이터에 따라 상기 제1관절부, 상기 제2관절부 및 상기 제3관절부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 지중 케이블 탐상 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 제1구동부 및 상기 제2구동부로부터 데이터를 전달받고, 외부 관리 서버로 전송하는 제3통신부를 포함하는 지중 케이블 탐상 장치.
  11. 몸체; 상기 몸체의 양측에 연결되는 제1관절부; 일단이 상기 제1관절부에 각각 연결되는 한 쌍의 제1레그부; 상기 제1레그부의 하면에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제1캐터필러를 포함하는 제1구동부; 일단이 상기 제1레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2관절부; 일단이 상기 제2관절부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제2레그부; 일단이 상기 제2레그부의 타단에 각각 연결되는 한 쌍의 제3관절부; 및 상기 제3관절부의 타단에 연결되어 전력 케이블을 따라 이동하면서 상기 전력 케이블의 상태를 측정하는 제2캐터필러를 포함하는 제2구동부를 포함하는 지중 케이블 탐상 장치; 및
    상기 지중 케이블 탐상 장치로부터 수신한 데이터를 이용하여 상기 전력 케이블의 상태를 진단하는 관리 서버를 포함하며,
    상기 제1캐터필러 및 상기 제2캐터필러는, 지지판체 및 센서부가 교번하여 직렬 배치되는 벨트부, 상기 벨트부 내측에 배치되는 롤러, 및 상기 벨트부의 양측면을 따라 배치되며, 상기 몸체로부터 동력을 전달받아 회전하는 체인부를 포함하는 지중 케이블 진단 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 전력 케이블의 부분방전 발생 여부 및 열화 발생 여부 중 적어도 하나를 판단하는 지중 케이블 진단 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 관리 서버는 상기 전력 케이블의 부분방전 발생 지점 및 열화 발생 지점 중 적어도 하나의 위치를 판정하여 상기 지중 케이블 탐상 장치에 이동 명령을 전송하는 지중 케이블 진단 시스템.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 체인부는 상기 센서부에서 생성한 데이터를 전달하는 제1통신부를 더 포함하는 지중 케이블 진단 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 롤러는 상기 제1통신부로부터 전달받은 데이터를 상기 제1레그부 또는 상기 제2레그부를 통하여 상기 몸체로 전송하는 제2통신부를 더 포함하는 지중 케이블 진단 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1통신부는 RF패시브 소자이고, 상기 제2통신부는 RF액티브 소자인 지중 케이블 진단 시스템.
  18. 제11항에 있어서, 상기 몸체는,
    이동 방향의 물체를 감지하여 감지 데이터를 생성하는 물체 감지 센서 및
    상기 감지 데이터에 따라 상기 제1관절부, 상기 제2관절부 및 상기 제3관절부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 지중 케이블 진단 시스템.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 제1구동부 및 상기 제2구동부로부터 데이터를 전달받고, 상기 관리 서버로 전송하는 제3통신부를 포함하는 지중 케이블 진단 시스템.
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KR101018480B1 (ko) * 2010-08-30 2011-03-02 한국전력공사 송전선로의 슬리브 진단 장치 및 방법
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