KR102505515B1 - 배전용 전신주 작업자 보호 시스템 - Google Patents
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Abstract
배전용 전신주 작업자 보호 시스템은 전신주에서 작업하는 작업자가 애자에 결합된 전류 차단기를 전류 차단 집게에 의해 전류 차단기의 누름막대를 집어서 배전선로의 전류를 차단한 상태에서 전신주 작업(정비 작업, 활선 작업)을 수행하여 작업자의 감전 사고를 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 배전 기술 분야 중 배전용 전신주 작업자 보호 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 전신주에서 작업하는 작업자가 애자에 결합된 전류 차단기를 전류 차단 집게에 의해 전류 차단기의 누름막대를 집어서 배전선로의 전류를 차단한 상태에서 전신주 작업(정비 작업, 활선 작업)을 수행하여 작업자의 감전 사고를 방지할 수 있는 배전용 전신주 작업자 보호 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 전신주는 배전선로를 설치하기 위하여 필수적이다. 이러한 전신주에는 완철을 고정하며, 완철에 애자를 통하여 배전선을 절연상태로 지지하고 있다.
이하의 설명에서 전신주와 전주는 같은 의미이고 문맥에 적합하게 선택적으로 사용하기로 한다.
배전선로는 전신주와 접속될 때 애자를 통해 절연한다. 통상 애자의 종류로는 직선 선로에 사용되는 핀애자, 인류개소에 사용되는 현수애자, 연가용 철탑 등에 사용되는 라인포스트 애자가 있다.
이와 같은 애자는 절연성을 강화하기 위해 최근 세라믹 대신 폴리머로 제작되고 있다. 하지만, 이러한 애자에 조류 배설물이 묻으면 폴리머 애자가 부식되는 현상이 발생하는데 이는 조류의 배설물 중 반응성이 뛰어난 알칼리 금속인 칼륨이 포함되어 있기 때문이다.
배전선로에서 각종 뇌격, 내부 과전압 등에 의해 애자를 통한 섬락이 생기게 되면, 애자의 파손, 변형으로 인하여 누전 합선 등 전기 사고의 원인이 되기도 하고, 과전류 스파크에 의해 화재 발생 위험이 증가할 수 있는 문제점이 있었다.
전신주가 시간이 경과하여 노후되는 경우, 작업자가 전신주에 올라가서 파손된 부품을 수리하거나, 노후된 전신주를 신설 전신주로 교체하게 된다. 이때, 전신주에 애자의 파손 등으로 누전 합선이나 과전류가 흐르고 있다면, 작업자가 감전 사고로 인하여 사망하거나 심각한 대형 안전사고가 발생할 수 있는 위험성이 있다.
이와 같은 종래기술의 문제점과 필요성을 해결하기 위하여, 본 발명은 전신주에서 작업하는 작업자가 애자에 결합된 전류 차단기를 전류 차단 집게에 의해 전류 차단기의 누름막대를 집어서 배전선로의 전류를 차단한 상태에서 전신주 작업(정비 작업, 활선 작업)을 수행하여 작업자의 감전 사고를 방지할 수 있는 배전용 전신주 작업자 보호 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배전용 전신주 작업자 보호 시스템(100)은,
각각의 애자(102)는 근접한 위치에 전류 차단기(170)를 각각 구비하여 배전선로(104)가 전류 차단기(170)를 통하여 애자(102)에 유입하고,
상기 전류 차단기(170)는 소정의 형상으로 이루어진 제1 본체(171)와, 상기 제1 본체(171)의 일면에 결합되고, 상부 일부가 개방되고, 내부 공간부를 형성한 금속하우징(173)으로 이루어진 누름부재(175)와, 상기 누름부재(175)의 일면에 결합되고, 중간에 일정한 공간부(172c)로 이격되어 상부와 하부에 각각 막대 형상의 제2 본체(172a)와 제3 본체(172b)를 포함하고,
상기 제1 본체(171)는 상기 배전선로(104)가 상단 내측으로 삽입되어 일측 끝단이 상기 금속하우징(173)의 일면에 접촉되고, 상기 제1 본체(171)를 관통되어 노출된 타측 끝단이 상기 애자(102)에 결합되고, 상부면에 수직으로 세워진 지지대(179c)를 형성하고, 상기 지지대(179c)의 고정핀(179b)에 결합하여 위아래로 회전하고, 상기 제1 본체(171)와 수평 방향으로 일정한 길이를 갖는 누름막대(179a)를 형성하고,
상기 제2 본체(172a)는 상기 배전선로(104)가 상단 내측으로 삽입되어 일측 끝단이 상기 금속하우징(173)의 일면에 접촉되고,
상기 누름부재(175)는 전류가 통하지 않는 절연 케이스(174)가 상기 금속하우징(173)의 내부 벽면을 따라 형성되고, 절연 케이스(174)의 공간(173b)에 배치된 푸시로드(177), 스프링 로드(178), 스프링(179)으로 이루어져 있고,
상기 누름막대(179a)의 하부면 일측에 상기 누름막대(179a)와 수직 방향으로 일정한 길이의 연결막대(176)를 형성하고, 상기 연결막대(176)의 끝단이 상기 푸시로드(177)에 결합한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 전류 차단기를 애자의 각각에 구비하고, 전신주 작업자가 전류 차단 집게를 이용하여 각각의 전류 차단기의 누름막대를 집어서 전류를 차단한 상태에서 정비 작업이 수행되므로 작업자가 감전 사고로 인하여 사망하거나 심각한 대형 안전사고가 발생할 수 있는 위험성을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배전용 전신주 작업자 보호 시스템에서 전신주의 외형을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배전용 전신주 작업자 보호 시스템에서 전신주의 내부 단면을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전류 차단기의 구성을 나타낸 측단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 작업자가 전신주 활선 작업, 정비 작업을 수행하는 모습을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분사노즐과 공기탱크, 가스탱크의 연결 관계를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어모듈과 제어모듈에 의해 제어되는 주변 장치와의 연결을 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 뱀오름 방지장치에서 베어링과 날개부의 모습을 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치의 상세한 모습을 나타낸 도면이고,
그리고
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배전용 전신주 작업자 보호 시스템에서 전신주의 내부 단면을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전류 차단기의 구성을 나타낸 측단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 작업자가 전신주 활선 작업, 정비 작업을 수행하는 모습을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분사노즐과 공기탱크, 가스탱크의 연결 관계를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어모듈과 제어모듈에 의해 제어되는 주변 장치와의 연결을 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 뱀오름 방지장치에서 베어링과 날개부의 모습을 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치의 상세한 모습을 나타낸 도면이고,
그리고
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
전신주가 시간이 경과하여 노후되는 경우, 작업자가 전신주에 올라가서 파손된 부품을 수리하거나, 노후된 전신주를 신설 전신주로 교체하게 된다. 전신주에서 작업하는 작업자는 전신주에서 발생하는 누전 합선이나 과전류를 인지하지 못하며, 작업자가 감전 사고로 인하여 사망하거나 심각한 대형 안전사고가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 애자에 전류 차단기를 각각 구비하여 전류를 일시 차단한 상태에서 전신주 정비 작업을 수행하여 작업자 안전을 보호하는 배전용 전신주 작업자 보호 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배전용 전신주 작업자 보호 시스템에서 전신주의 외형을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배전용 전신주 작업자 보호 시스템에서 전신주의 내부 단면을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전류 차단기의 구성을 나타낸 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 작업자가 전신주 활선 작업, 정비 작업을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 배전용 전신주 작업자 보호 시스템(100)은 철근콘크리트 구조물로 형성되는 전신주(101)와, 전신주(101)에 결합되어 애자(102)를 통해 배전선로(104)을 절연 상태로 지지하는 완철(105) 및 완철(105)을 전신주(101)에 결합하는 완철홀더(106)를 포함하여 구성된다.
각각의 애자(102)는 근접한 위치에 전류 차단기(170)를 각각 구비하여 배전선로(104)가 전류 차단기(170)를 통하여 애자(102)에 유입된다.
전신주(104)의 최상단에는 화재 객체를 센서의 센싱 신호나 영상 신호로 감지하여 불활성 가스를 분사하여 화재를 진압하거나 새와 같은 동물 객체를 센서의 센싱 신호나 영상 신호로 감지하여 압축공기를 분사하여 쫓아내는 전신주 보호 장치(110)를 형성한다.
전신주(101)는 철근(107)이 내부에 내장되어 있고, 전신주(101)가 땅 속에 매설되어 있는 부분에는 접지전극(108)에 보조연결선(109)이 연결된 상태로 접지 시공이 완료되어 있다.
접지전극(108)는 전신주(101)가 땅 속에 매설되어 있는 부분에서 철근(107)이 전기적으로 연결된 상태로 접지 시공이 완료된다.
전신주(101)에서 땅 속에 매설되어 있는 부분에는 철근(107)에 전기적으로 연결된 전신주(101)의 외주면에 결합된 매설접지 접속구(109a)가 결합된다.
매설접지 접속구(109a)는 보조연결선(109)이 연결되어 있다. 이로써, 철근(107)은 매설접지 접속구(109a)와 보조연결선(109)을 통해 접지전극(108)에 연결하고, 이에 따라 보조연결선(109)과 철근(107)이 통전되어 전신주(101)와 접지전극(108)이 등전위가 되게 된다(접지).
메인연결선(109b)은 접지전극(108)에 연결되어 전신주(101)에 형성된 관통공(109c)을 관통하여 전신주(101)의 내부로 진입하여 여러 갈래로 갈라져 다른 위치에 뚫려 있는 관통공(109c)을 통과하여 철근(107)에 접속된다.
본 발명의 실시예에 따른 전류 차단기(170)는 소정의 형상으로 이루어진 제1 본체(171)와, 제1 본체(171)의 일면에 결합된 누름부재(175)와, 누름부재(175)의 일면에 결합되고, 중간에 일정한 공간부(172c)로 이격되어 상부와 하부에 각각 막대 형상의 제2 본체(172a)와 제3 본체(172b)를 포함한다.
누름부재(175)는 상부 일부가 개방되고 내부 공간부를 형성한 금속하우징(173)으로 이루어져 있다.
금속하우징(173)은 금속 재질로 형성되어 원통형, 사각형의 어느 형상도 가능하고, 일면이 제1 본체(171)에 접촉되어 있고, 타면이 제2 본체(172a)와 제3 본체(172b)에 접촉되어 있다.
제1 본체(171)는 배전선로(104)가 상단 내측으로 삽입되어 일측 끝단이 금속하우징(173)의 일면에 접촉되고, 제1 본체(171)를 관통되어 노출된 타측 끝단이 애자(102)에 결합된다.
제1 본체(171)의 상부면에는 수직으로 세워진 지지대(179c)를 형성하고, 지지대(179c)에 결합하여 제1 본체(171)와 수평 방향으로 일정한 길이를 갖는 누름막대(179a)를 형성하며, 누름막대(179a)가 지지대(179c)에 고정핀(179b)이 끼워져 결합되어 위아래로 회전된다.
누름막대(179a)는 제1 본체(171)에서 제2 본체(172a)까지의 길이를 가지며, 하부면 일측에 누름막대(179a)와 수직 방향으로 일정한 길이의 연결막대(176)를 결합한다.
제2 본체(172a)는 배전선로(104)가 상단 내측으로 삽입되어 일측 끝단이 금속하우징(173)의 일면에 접촉된다.
누름막대(179a)와 연결막대(176)는 전류가 통하지 않는 절연물질인 합성수지 재질로 이루어져 있다.
누름부재(175)는 전류가 통하지 않는 절연 케이스(174)가 금속하우징(173)의 내부 벽면을 따라 형성된다.
절연 케이스(174)는 내부가 비어 있는 케이스 공간부(173b)를 형성하고, 상부가 하부보다 넓은 공간을 형성한다.
누름부재(175)는 절연 케이스(174)의 공간(173b)에 배치된 푸시로드(177), 스프링 로드(178), 스프링(179)으로 이루어져 있다.
누름부재(175)는 연결막대(176)가 금속하우징(173)의 개방된 상부(173a)로 삽입되어 금속 재질의 푸시로드(177)에 연결되고, 푸시로드(177)의 하부에 막대 형상의 스프링 로드(178)를 결합하고, 스프링 로드(178)의 둘레에 스프링(179)를 결합한다.
스프링(179)는 케이스 공간부(173b)의 상부 공간과 하부 공간이 나뉘어지는 단턱부에 안착된다.
스프링 로드(178)는 케이스 공간부(173b)의 하부 공간에 수직 방향으로 삽입과 이탈을 반복한다.
누름막대(179a)가 하부 방향으로 일정한 압력에 의해 눌려지면, 누름막대(179a)에 결합된 연결막대(176)가 하부로 이동한다. 이어서, 연결막대(176)에 하부에 결합된 푸시로드(177)가 스프링(178)을 가압하여 눌러 금속하우징(173)로부터 푸시로드(177)가 떨어진다.
누름막대(179a)의 압력을 제거하면, 스프링(178)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀하여 푸시로드(177)가 상부 방향으로 이동하여 금속하우징(173)와 푸시로드(177)가 접촉한다.
금속하우징(173)이 푸시로드(177)와 맞닿아 있을 때, 제2 본체(172a)의 배전선로(104)와 제1 본체(171)의 배전선로(104)의 전류가 전기적으로 연결된다.
금속하우징(173)이 푸시로드(177)와 떨어지면, 제2 본체(172a)의 배전선로(104)와 제1 본체(171)의 배전선로(104)의 전류가 전기적으로 차단된다.
고소 작업차의 리프트(10)에 탑승한 작업자(20)는 전류 차단 집계(30)를 이용하여 전류 차단기(170)의 전류를 차단한 상태에서 고소 작업, 전신주 정비 작업을 안전하게 수행할 수 있다.
전류 차단 집게(30)는 합성수지 재질의 절연체로 제조하여 전체적으로 절연 상태를 유지할 수 있도록 하고, 한 쌍의 상부 집게(31)와 하부 집게(32)를 상하로 대향되게 배치되고, 상부 집게(31)와 하부 집게(32)의 중앙 부위에 각각 형성된 집게 힌지공(미도시)이 서로 대향되게 맞물린 상태에서 이 집게 힌지공에 힌지볼트(36)가 끼움 결합되어 집게 회동되도록 되어 있다.
상부 집게(31)와 하부 집게(32)는 힌지볼트(36)를 중심으로 상부 집게(31)와 하부 집게(32)의 양쪽 각각에 연장되어 상부 집게 손잡이부(33)와 하부 집게 손잡이부(34)가 형성되어 있는 구조를 갖고 있다.
전류 차단 집게(30)는 상부 집게 손잡이부(33)와 하부 집게 손잡이부(34)의 사이에 탄성 스프링(35)에 의해 지지되어 상부 집게 손잡이부(33)와 하부 집게 손잡이부(34)를 작업자(20)가 손으로 움켜 쥐었을 때, 상부 집게(31)와 하부 집게(32)가 서로 멀어지는 방향으로 벌어지고, 상부 집게 손잡이부(33)와 하부 집게 손잡이부(34)를 작업자(20)가 손에서 놓았을 때, 탄성 스프링(35)의 탄성력의 복원으로 상부 집게(31)와 하부 집게(32)가 서로 가까워지는 방향으로 맞닿게 된다.
작업자(20)가 전류 차단 집게(30)를 손으로 움켜 쥐고, 상부 집게(31)를 누름막대(179a)의 위에 위치하고, 하부 집게(32)를 제1 본체(171)와 제2 본체(172a)의 사이의 공간부(172c)에 삽입한 후, 상부 집게 손잡이부(33)와 하부 집게 손잡이부(34)를 작업자(20)가 손에서 놓았을 때, 상부 집게(31)는 누름막대(179a)를 하부 방향으로 누른다.
누름막대(179a)에 결합된 연결막대(176)가 하부로 이동하고, 연결막대(176)에 하부에 결합된 푸시로드(177)가 스프링(178)을 가압하여 눌러 금속하우징(173)로부터 푸시로드(177)가 떨어진다.
금속하우징(173)이 푸시로드(177)와 떨어지면, 제2 본체(172a)의 배전선로(104)와 제1 본체(171)의 배전선로(104)의 전류가 전기적으로 차단된다. 이 상태에서 작업자(20)는 감전 사고를 방지하면서 활선 작업, 정비 작업을 수행할 수 있어 안전사고를 예방할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분사노즐과 공기탱크, 가스탱크의 연결 관계를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
전신주(104)의 최상단에는 회전 장치(120)와 그 위에 전신주 보호 장치(110)를 형성한다.
전신주 보호 장치(110)는 일정 형상의 케이스(111)와, 케이스(111)의 상부에 카메라 모듈(112)을 결합한다.
케이스(111)의 외부면에는 길이 방향으로 제1 분사노즐(113)과 제2 분사노즐(114)이 돌출되어 있다.
케이스(111)의 내부에는 제1 분사노즐(113)에 제1 분사 통로(113a)를 결합하여 연통하고, 제1 분사 통로(113a)의 특정 지점에 제1 토출량 제어밸브(115)를 결합하며, 제1 분사 통로(113a)의 끝단에 가스 탱크(116)를 결합한다.
가스 탱크(116)는 화재를 진압하기 위한 불활성 가스를 저장하여 공급한다.
케이스(111)의 내부에는 제2 분사노즐(114)에 제2 분사 통로(114a)를 결합하여 연통하고, 제2 분사 통로(114a)의 특정 지점에 제2 토출량 제어밸브(117)를 결합하며, 제2 분사 통로(114a)의 끝단에 공기 탱크(118)를 결합한다.
공기 탱크(118)는 공기를 일정 압력으로 압축할 수 있는 공기 압축기(미도시)를 구비하고, 압축 공기를 저장하여 공급한다.
회전 장치(120)는 케이스(111)의 하부면에 회전봉(122)이 결합하여 회전 장치 본체(121)를 관통하여 회전 장치 본체(121)의 내부에 위치하고, 회전봉(122)이 하부 끝단에 제1 베벨기어(123)를 결합하고, 제1 베벨기어(123)의 수직 방향으로 제2 베벨기어(124)를 기어 치합되어 맞물려 있으며, 제2 베벨기어(124)를 모터(126)의 회전축(125)에 결합한다.
모터(126)의 구동에 따라 회전축(125)을 회전되면, 제2 베벨기어(124)와 제1 베벨기어(123)와 회전되어 제1 베벨기어(123)의 회전봉(122)이 회전하고 되며, 회전봉(122)의 회전에 따라 케이스(111)가 동시에 회전하게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어모듈과 제어모듈에 의해 제어되는 주변 장치와의 연결을 나타낸 도면이다.
온도센서(161)는 애자(102), 완철(105), 배전선로(104) 중 어느 일측에 설치되어 전신주(101)의 주변의 온도를 측정하는 센서이고, 화재 감지 센서(162)는 애자(102), 완철(105), 배전선로(104) 중 어느 일측에 설치되어 화재 신호를 감지하는 센서이다. 온도센서(161)와 화재 감지 센서(162)는 전신주(101)의 상단 주변에 하나 이상을 설치할 수 있다.
제어모듈(160)은 온도센서(161), 화재 감지 센서(162), 제1 토출량 제어밸브(115), 제2 토출량 제어밸브(117), 모터(126)에 전기적으로 연결되어 있다.
제어모듈(160)은 온도값과 화재 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 제1 토출량 제어밸브(115)로 제어밸브 구동 신호를 전송하여 가스탱크(116)의 불활성 가스가 제1 분사 노즐(113)로 분사되어 화재를 진압한다.
카메라 모듈(112)은 전신주(101)의 상단 일측에 설치되어 전신주(101)의 주변의 전체 영역을 촬영하여 영상 정보를 획득한다.
카메라 모듈(112)은 좌우, 상하 회전과 줌(확대/축소)이 가능한 PTZ(Pan Tilt Zoom) 카메라를 사용하고, 동체 추적 기능을 갖고 있어, 다양한 각도로 회전하여 이동체의 영상 정보를 추출할 수 있다.
제어모듈(160)은 카메라 모듈(163)의 회전 동작을 포함하여 장치의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로, 마이컴 등의 처리 장치를 포함할 수 있다.
제어모듈(160)은 카메라 모듈(112)에 전기적으로 연결되어 카메라 모듈(112)로부터 획득한 영상 정보를 영상 처리한다.
카메라 구동부(164)는 카메라 모듈(112)과 일체로 연결되어 회전 제어 신호에 의해 카메라 모듈(112)을 수직 및 수평 방향으로 회전시키는 구동 장치이다.
카메라 구동부(164)는 모터 및 연결부(미도시) 등으로 구성되며, 카메라 모듈(112)을 원하는 방향으로 향하게 하기 위하여 회전 제어 신호에 기초하여 카메라 모듈(112)을 수평 및 수직 방향으로 팬(pan) 틸트(tilt) 회전 시킨다.
제어모듈(160)은 객체 탐지부(169)와 연동하여 영상 정보를 분석하여 화재 객체, 새와 같은 동물객체를 탐지한다.
객체 탐지부(169)는 객체 분류를 위해 Softmax가 아닌 다양한 독립 로지스틱을 사용하고, 컨볼루션 레이어를 이용하여 특징 학습이 수행한다.
객체 탐지부(169)는 복수의 컨볼루션 레이어와 스킵 연결로 구성되어 3개의 개별 규모에서 특징을 감지하고, 컨볼루션 레이어에 의해 특징맵을 다운 샘플링하고, 불변 크기 특징을 전송하기 위해 실행된다.
객체 탐지부(169)는 영상 정보에서 객체(화재, 동물객체)가 존재할 것으로 추정되는 영역을 추출하고, 추출된 영역으로부터 특징을 나타내는 특징맵을 추출한다.
객체 탐지부(169)는 추출한 특징맵을 기초로 영상에서 화재 객체 또는 새와 같은 동물객체의 존재가 추정되는 적어도 하나의 영역을 추출한다. 영역을 추출하는 방법은 예를 들어 faster RCNN, SSD(Single Shot MultiBox Detector), YOLO(You Only Look Once) 등이 있을 수 있으며, 본 발명은 YOLO 객체 인식모듈(YOLOv3)을 일례로 하고 있다.
신경망 처리부(165)는 딥러닝 학습부(166), 판별부(167) 및 학습부(168)를 포함한다.
제어모듈(160)은 딥러닝 학습부(166), 판별부(167) 및 학습부(168)에 전기적으로 연결되어 있다.
저장부(169a)는 제어모듈(160)로부터 객체 탐지부(169)로부터 추출된 다양한 객체 영상을 수신하여 저장한다. 객체 영상은 화재 영상이나 새와 같은 동물객체를 포함할 수 있다.
신경망 처리부(165)는 입력으로 객체 영상을 입력하고, 출력으로 객체 영상에 대응하는 화재 결과 정보나 동물 결과 정보를 출력할 수 있다.
저장부(169a)는 복수의 화재 객체 영상을 딥러닝 기법으로 학습하여 데이터베이스화하여 저장하고 있다.
저장부(169a)는 복수의 새와 같은 동물 객체 영상을 딥러닝 기법으로 학습하여 데이터베이스화하여 저장하고 있다.
딥러닝 학습부(166)는 저장부(169a)에 저장된 학습 데이터를 이용하여 신경망을 통해 학습시킬 수 있다.
딥러닝 학습부(166)는 학습 데이터로부터 특징값을 검출할 수 있으며, 화재 영상의 학습 결과에 기초하여 신경망에 적용되는 연결 가중치를 조정할 수 있다.
딥러닝 학습부(166)는 신경망의 출력층에서 생성된 출력값과 학습 데이터에 대한 원하는 기대 값을 비교하여 오류를 계산하고, 오류를 줄이는 방향으로 신경망의 인식 모델에 적용되는 연결 가중치를 조정할 수 있다.
딥러닝 학습부(166)는 미리 설정된 반복 횟수에 기초하여 신경망이 학습 데이터에 포함된 모든 크기 측정 데이터에 대한 학습을 반복적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
학습된 신경망은 다양한 객체 영상과 이에 대응하는 화재 영상 정보나 새와 같은 동물객체를 인식하는데 활용될 수 있다.
딥러닝 학습부(166)는 입력층, 히든층 및 출력층으로 구성되어 임피던스값을 입력층에 입력시키고, 입력된 객체 영상과 이에 대응하는 화재 영상 정보 또는 동물객체를 출력층으로 출력되도록 신경망을 학습시킬 수 있다.
딥러닝 학습부(166)는 저장부(169a)로부터 수신한 학습 데이터인 화재 객체 영상에서 특징값을 검출하고, 특징값을 이용하여 신경망을 학습시킬 수 있다.
딥러닝 학습부(166)는 저장부(169a)로부터 수신한 학습 데이터인 동물 객체 영상에서 특징값을 검출하고, 특징값을 이용하여 신경망을 학습시킬 수 있다.
다시 말해, 딥러닝 학습부(166)는 화재 객체 영상 또는 새와 같은 동물 객체 영상으로부터 특징 벡터들을 검출하고, 검출된 특징 벡터들을 이용하여 신경망을 학습시킬 수 있다.
판별부(167)는 딥러닝 학습부(166)로부터 신경망의 인식 모델을 수신하여 저장하고, 제어모듈(160)로부터 객체 영상을 수신하고, 신경망의 인식 모델을 이용하여 수신한 객체 영상에 대응하는 화재 영상 여부 또는 동물 객체 여부를 판별한다.
판별부(167)는 수신한 객체 영상을 양자화하여 특징값들을 추출하고, 추출된 특징값들을 딥러닝 학습부(166)에서 학습된 학습 데이터의 특징 벡터들과 비교하여 객체 영상에 대응하는 화재 영상 결과 여부 또는 동물 영상 결과 여부를 제어모듈(160)로 전송한다.
학습부(168)는 제어모듈(160)의 제어에 따라 객체 영상이 판별되지 않는 경우, 새로운 객체 영상으로 신경망의 인식 모델을 이용하여 학습하도록 제어할 수 있다.
제어모듈(160)은 모터 제어 신호를 생성하여 모터(126)로 전송하고, 모터(126)의 구동에 따라 케이스(111)가 360도 회전하게 된다. 이때, 제어모듈(160)은 카메라 모듈(112)을 제어하여 전신주(101)의 주변의 영상 정보를 획득한다.
제어모듈(160)은 획득한 영상 정보를 객체 탐지부(169)와 판별부(167)를 이용하여 화재 영상이나 새와 같은 동물객체인지 판별한다.
제어모듈(160)은 신경망 처리부(165)로부터 화재 객체 영상 결과를 수신하는 경우, 화재 객체 영상이 촬영된 위치로 모터(126)를 구동시켜 케이스(111)를 회전한 후, 제1 토출량 제어밸브(115)로 제어 밸브 구동 신호를 전송하여 가스탱크(116)의 불활성 가스를 제1 분사 노즐(113)을 통해 분사하여 화재를 진압한다.
제어모듈(160)은 신경망 처리부(165)로부터 동물 객 영상 결과를 수신하는 경우, 동물 객체 영상이 촬영된 위치로 모터(126)를 구동시켜 케이스(111)를 회전한 후, 제2 토출량 제어밸브(117)로 제어 밸브 구동 신호를 전송하여 공기탱크(118)의 압축 공기를 제2 분사 노즐(114)을 통해 분사하여 전신주(101)로부터 동물을 쫓아낸다.
다른 실시예로서, 제어모듈(160)은 화재 감지 센서(162)의 온 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 모터(126)를 구동시켜 화재 감지 센서(162) 쪽으로 케이스(111)를 회전한 후, 제1 토출량 제어밸브(115)로 제어밸브 구동 신호를 전송하여 가스탱크(116)의 불활성 가스를 제1 분사 노즐(113)을 통해 분사한다.
제어모듈(160)은 화재 감지 센서(162)의 온 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상이라고 판단되고, 온도센서(161)의 온 감지 신호값이 기설정된 제2 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 모터(126)를 구동시켜 화재 감지 센서(162) 쪽으로 케이스(111)를 회전한 후, 제1 토출량 제어밸브(115)로 제어밸브 구동 신호를 전송하여 가스탱크(116)의 불활성 가스를 제1 분사 노즐(113)을 통해 분사한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 뱀오름 방지장치에서 베어링과 날개부의 모습을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치의 상세한 모습을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
완철(105)은 일측면으로부터 결합되고, 복수의 애자(102)에 일정 거리 이격되어 나란하게 배치되는 아크 소호 장치(130)를 형성한다.
아크 소호 장치(130)는 전류 검출기(Current Transformer, CT)(131), 전원부(132), 제어부(133), 구동모터(137), GPS 모듈(143) 및 무선 통신부(144)를 포함한다.
전류 검출기(131)는 애자(102)와 완철(105), 배전선로(104)의 일측에 흐르는 전류 변화량을 검출하여 사고 전류 발생을 판단한다.
완철(105)의 내부는 제1 베벨기어(134)를 형성하고, 제1 베벨기어(134)의 일측에 일정한 길이의 스크류(135)를 수평 방향으로 결합하고, 제1 베벨기어(134)에 수직 방향으로 제2 베벨기어(136)를 기어 치합되어 맞물려 있고, 제2 베벨기어(136)를 구동모터(137)의 회전축에 결합한다.
스크류(135)는 직선 형상을 가지고, 완철(105)를 관통하여 외부로 돌출되어 일정한 길이로 형성한다.
스크류(135)는 내부에 너트부(미도시)를 구비한 일정 형상의 이동블록부(138)를 관통하도록 길이 방향으로 길게 형성된다.
스크류(135)는 둘레 방향을 따라 나사홈이 전조 또는 연삭 방식으로 가공된다.
스크류(135)는 이동블록부(138)의 너트부 중심 부분을 관통하여 결합된다.
너트부는 원통 형상으로 중심 부분을 스크류(135)가 결합되도록 전후면을 관통하는 관통공을 형성하고, 관통공의 내주면에 스크류(135)의 외주면에 형성된 나사홈과 대응하는 나사산이 형성된다.
스크류(135)는 너트부의 관통공에 끼워져서 나사홈과 나사산이 나사 결합을 한다.
스크류(135)는 일측 끝단에 제1 거치대(139a)를 결합하고, 제1 거치대(139a)의 하부 끝단으로부터 90도 절곡되어 일정한 길이로 형성되어 완철(105)에 결합하는 제2 거치대(139b)를 포함한다.
이동블록부(138)는 일면에 애자(102)를 향하여 유도침(140)을 결합하고, 하부면 일측에 일정한 길이의 접지선(141)을 결합한다.
접지선(141)은 일측을 이동블록부(138)에 결합하고, 타측에 전신주(101)의 일측에 형성된 관통공(142)을 통과하여 철근(107)에 접속된다.
유도침(140)은 아크, 불꽃, 과전류를 유도 또는 흡수하며, 일측에 접지선(141)과 연결되어 유도된 사고 전류를 접지선(141)를 통해 흐르게 한다.
유도된 사고 전류는 접지선(141)을 통해 철근(107)으로 흐르게 하고, 철근(107)을 통해 땅으로 흘려 보내 소호시키는 기능을 한다.
유도침(140)은 유도된 아크, 불꽃, 과전류를 접지선(141)을 통해 땅으로 흘려 보내 소호시키는 기능을 한다.
유도침(140)은 피뢰기의 원리를 이용하여 원뿔형으로 경사를 만들어 일측 끝단으로 갈수록 곡률 반경을 작게 형성한다.
전류 검출기(131)는 전원부(132), 제어부(133) 및 구동모터(137)에 각각 전기적으로 연결된다. 전류 검출기(131)는 배전선로(104)의 전선에 연결된 저항(미도시)에 흐르는 전류 변화량을 검출하여 사고 전류 발생을 판단한다.
제어부(133)는 전류 검출기(131)로부터 사고 전류 발생 신호를 수신하는 경우, 모터 구동 제어 신호를 생성하여 구동모터(137)로 전송한다.
구동모터(137)의 구동에 따라 스크류(135)가 회전하면, 이동블록부(138)는 스크류(135)을 따라 왕복 이동하면서 애자(102)와 완철(105), 배전선로(104)에 흐르는 일부 사고 전류를 소호시킨다.
다시 말해, 애자(102)와 완철(105), 배전선로(104)에 흐르는 일부 사고 전류는 유도침(140)으로 유도되어 접지선(141)을 통해 철근(107)으로 흘려서 땅으로 보내 소호시키는 기능을 한다.
전신주(101)는 중간 부분에 뱀이 타고 오르는 것을 방지하는 뱀오름 방지장치(150)를 형성한다.
뱀오름 방지장치(150)는 바깥쪽 둘레와 밀착되는 베어링(151)을 일정 간격마다 복수개 결합하고, 전신주(101)와 복수의 베어링(151)를 매개로 날개부(152)를 결합한다.
날개부(152)는 마름모꼴 형상으로 제1 날개부(152a)와 제2 날개부(152b)를 포함한다.
제1 날개부(152a)는 지면에 가까운 아래쪽에서 상부로 갈수록 폭이 점차 넓어지는 형태이다.
제2 날개부(152b)는 하부에서 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지도록 형성된다.
제1 날개부(152a)와 제2 날개부(152b)는 PE(Polyethylene), PP(Polypropylene) 등 비난연성 합성수지 재질로 형성되고, 이에 한정되지 않으며, 유연성이 있는 플라스틱, 금속 등 다양한 재질도 가능할 수 있다.
제1 날개부(152a)와 제2 날개부(152b)는 조도(표면 거칠기)가 0 내지 0.8㎛를 형성한다. 표면 거칠기가 0.8㎛ 이하로 구성한 이유는 뱀, 넝쿨의 기어오름 마찰력을 극소화하여 미끄러짐에 의한 자유 낙하의 가능성을 높여준다.
뱀이 전신주(101)의 둘레를 감아서 오를 때, 날개부(152)에 접촉하면, 제1 날개부(152a)와 제2 날개부(152b)의 마찰력이 적어서 미끄러지거나, 베어링(151)에 의해 날개부(152)가 360도 회전하여 아래로 낙하할 수 있다.
또한, 뱀이 감으려는 비늘을 세워서 걸치려고 하거나, 넝쿨이 감으려고 하면, 뱀은 날개부(152)의 마름모꼴 형상, 날개부(152)의 적은 마찰력, 베어링(151)의 회전에 의해 저절로 미끄러지거나 바람에 의해서 쉽게 미끄러져 떨어지도록 한다.
GPS 모듈(143)은 인공위성(미도시)으로부터 보호관(110)의 현재 위치 좌표를 수신하여 현재 위치 정보를 계산한다.
제어부(133)는 현재 위치 정보를 포함한 경고 메시지를 생성하여 무선 통신부(144)를 통해 통신망(미도시)을 거쳐 관리 서버(미도시)로 전송한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 배전용 전신주 작업자 보호 시스템
101: 전신주 102: 애자
104: 배전선로 105: 완철
106: 완철홀더 110: 전신주 보호 장치
120: 회전 장치
101: 전신주 102: 애자
104: 배전선로 105: 완철
106: 완철홀더 110: 전신주 보호 장치
120: 회전 장치
Claims (2)
- 철근콘크리트 구조물로 형성되는 전신주(101);
상기 전신주(101)에 결합되어 애자(102)를 통해 배전선로(104)을 절연 상태로 지지하는 완철(105);
상기 배전선로(104) 상에 위치하여 상기 배전선로(104)가 통과되어 필요에 따라 전류를 차단하는 전류 차단기(170); 및
상기 전신주(101)의 최상단에는 화재 객체를 센서의 센싱 신호나 영상 신호로 감지하여 불활성 가스를 분사하여 화재를 진압하거나 동물 객체를 센서의 센싱 신호나 영상 신호로 감지하여 압축공기를 분사하여 쫓아내는 전신주 보호 장치(110)를 포함하며,
상기 전신주 보호 장치(110)는 일정 형상의 케이스(111)와, 케이스(111)의 상부에 카메라 모듈(112)을 결합하고, 상기 케이스(111)의 외부면에는 길이 방향으로 제1 분사노즐(113)과 제2 분사노즐(114)이 돌출되어 있고, 상기 케이스(111)의 내부에는 상기 제1 분사노즐(113)에 상기 제1 분사 통로(113a)를 결합하여 연통하고, 상기 분사 통로(113a)의 특정 지점에 제1 토출량 제어밸브(115)를 결합하며, 상기 분사 통로(113a)의 끝단에 불활성 가스를 저장한 탱크(116)를 결합하고, 상기 케이스(111)의 내부에는 제2 분사노즐(114)에 제2 분사 통로(114a)를 결합하여 연통하고, 상기 제2 분사 통로(114a)의 특정 지점에 제2 토출량 제어밸브(117)를 결합하며, 상기 제2 분사 통로(114a)의 끝단에 공기 탱크(118)를 결합하고,
상기 전류 차단기(170)는 소정의 형상으로 이루어진 제1 본체(171)와, 상기 제1 본체(171)의 일면에 결합되고, 상부 일부가 개방되고, 내부 공간부를 형성한 금속하우징(173)으로 이루어진 누름부재(175)와, 상기 누름부재(175)의 일면에 결합되고, 중간에 일정한 공간부(172c)로 이격되어 상부와 하부에 각각 막대 형상의 제2 본체(172a)와 제3 본체(172b)를 포함하고,
상기 제1 본체(171)는 상기 배전선로(104)가 상단 내측으로 삽입되어 일측 끝단이 상기 금속하우징(173)의 일면에 접촉되고, 상기 제1 본체(171)를 관통되어 노출된 타측 끝단이 상기 애자(102)에 결합되고, 상부면에 수직으로 세워진 지지대(179c)를 형성하고, 상기 지지대(179c)의 고정핀(179b)에 결합하여 위아래로 회전하고, 상기 제1 본체(171)와 수평 방향으로 일정한 길이를 갖는 누름막대(179a)를 형성하고,
상기 제2 본체(172a)는 상기 배전선로(104)가 상단 내측으로 삽입되어 일측 끝단이 상기 금속하우징(173)의 일면에 접촉되고,
상기 누름부재(175)는 전류가 통하지 않는 절연 케이스(174)가 상기 금속하우징(173)의 내부 벽면을 따라 형성되고, 절연 케이스(174)의 공간(173b)에 배치된 푸시로드(177), 스프링 로드(178), 스프링(179)으로 이루어져 있고,
상기 누름막대(179a)의 하부면 일측에 상기 누름막대(179a)와 수직 방향으로 일정한 길이의 연결막대(176)를 형성하고, 상기 연결막대(176)의 끝단이 상기 푸시로드(177)에 결합하는 배전용 전신주 작업자 보호 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
합성수지 재질의 절연체로 제조하여 한 쌍의 상부 집게(31)와 하부 집게(32)를 상하로 대향되게 배치되고, 힌지볼트(36)를 중심으로 상기 상부 집게(31)와 상기 하부 집게(32)의 양쪽 각각에 연장되어 상부 집게 손잡이부(33)와 하부 집게 손잡이부(34)가 형성되어 있는 전류 차단 집게(30)를 포함하고,
작업자(20)가 상기 전류 차단 집게(30)를 손으로 움켜 쥐고, 상기 상부 집게(31)를 상기 누름막대(179a)의 위에 위치하고, 상기 하부 집게(32)를 상기 제1 본체(171)와 상기 제2 본체(172a)의 사이의 공간부(172c)에 삽입한 후, 상기 상부 집게 손잡이부(33)와 상기 하부 집게 손잡이부(34)를 상기 작업자(20)가 손에서 놓았을 때, 상기 상부 집게(31)는 상기 누름막대(179a)를 하부 방향으로 누르고, 상기 누름막대(179a)에 결합된 연결막대(176)가 하부로 이동하고, 상기 연결막대(176)에 하부에 결합된 푸시로드(177)가 스프링(178)을 가압하여 눌러 상기 금속하우징(173)로부터 상기 푸시로드(177)가 떨어지며,
상기 금속하우징(173)이 상기 푸시로드(177)와 떨어지면, 상기 제2 본체(172a)의 배전선로(104)와 상기 제1 본체(171)의 배전선로(104)의 전류가 전기적으로 차단되는 배전용 전신주 작업자 보호 시스템.
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| KR1020220088809A KR102505515B1 (ko) | 2022-07-19 | 2022-07-19 | 배전용 전신주 작업자 보호 시스템 |
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| KR102505515B1 true KR102505515B1 (ko) | 2023-03-06 |
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ID=85509903
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| KR (1) | KR102505515B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116958826A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-10-27 | 河北霞光电力工程集团有限公司 | 道路侧电线杆置换监测方法、监测系统、设备及介质 |
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- 2022-07-19 KR KR1020220088809A patent/KR102505515B1/ko active IP Right Grant
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