KR102513647B1 - IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit - Google Patents

IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit Download PDF

Info

Publication number
KR102513647B1
KR102513647B1 KR1020220079544A KR20220079544A KR102513647B1 KR 102513647 B1 KR102513647 B1 KR 102513647B1 KR 1020220079544 A KR1020220079544 A KR 1020220079544A KR 20220079544 A KR20220079544 A KR 20220079544A KR 102513647 B1 KR102513647 B1 KR 102513647B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
unit
sensor
leakage current
phase difference
Prior art date
Application number
KR1020220079544A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
소병수
소영주
Original Assignee
디지털파워넷 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디지털파워넷 주식회사 filed Critical 디지털파워넷 주식회사
Priority to KR1020220079544A priority Critical patent/KR102513647B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102513647B1 publication Critical patent/KR102513647B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16Spectrum analysis; Fourier analysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/181Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using coils without a magnetic core, e.g. Rogowski coils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/005Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing phase or frequency of 2 mutually independent oscillations in demodulators)
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24Circuit arrangements for boards or switchyards
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/025Safety arrangements, e.g. in case of excessive pressure or fire due to electrical defect
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/128Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment involving the use of Internet protocol

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

The present invention relates to an IoT-based electrical safety remote inspection and control device using a sensor unit without phase difference, capable of quickly and accurately analyzing a large amount of data collected from a remote location using a sensor unit with less detection error during remote inspection of electrical equipment. The IoT-based electrical safety remote inspection and control device using a sensor unit without phase difference according to the present invention comprises a sensor unit, a signal conversion unit, a signal amplification unit, an A/D conversion unit, a signal comparison unit, a signal analysis unit, a determination unit, an event generation unit, a display unit, and a communication unit. The signal analysis unit matches the phase points of waveforms detected by each sensor of the sensor unit in a pure resistance load state and synchronizes a reference point of the waveform to the same as the voltage waveform to reduce the phase difference of a signal detected by each sensor.

Description

위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치{IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit}IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit

본 발명은 위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수배전반 등 전기설비의 전압, 전류, 누설전류(RCL), 단락, 접촉불량, 절연열화, 정전, 온도 등을 원격으로 모니터링하고, 필요시 전기설비를 원격 제어 및 차단(이하 '제어'로 통칭한다)할 수 있도록 하는 위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an IoT-based remote inspection and control device for electrical safety using a sensor unit without phase difference, and more particularly, to a voltage, current, leakage current (RCL), short circuit, poor contact, insulation deterioration of electrical equipment such as a switchgear. Internet of Things (IoT)-based electrical safety remote inspection and control device using a sensor unit without phase difference that remotely monitors power failure, temperature, etc., and remotely controls and cuts off electrical facilities (hereinafter collectively referred to as 'control') if necessary It is about.

근래에는 전기재해 예방을 위해 관제센터에서 전기 선로를 원격 점검하여 이상여부에 따라 신속히 조치를 취하여 감전사고 및 전기화재를 예방할 수 있도록 전기안전관리법에 따른 전기설비의 안전 관리가 강화되고 있다.In recent years, the safety management of electrical equipment according to the Electrical Safety Management Act has been strengthened to prevent electric accidents and electrical fires by remotely inspecting electric lines at the control center to prevent electrical disasters and promptly taking action according to abnormalities.

따라서 전기 안전을 위한 다양한 방식의 원격 점검장치가 개발되고 있는데, 이러한 예로는 등록특허공보 제1801169호의 IoT기반 통합관리형 수배전반 시스템(이하 '특허문헌'이라 한다)이 개시되어 있다.Therefore, various types of remote inspection devices for electrical safety are being developed. As an example of this, an IoT-based integrated management switchgear system (hereinafter referred to as 'patent document') is disclosed in Patent Registration No. 1801169.

상기 특허문헌은 수전반, 배전반, 수배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반) 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 전력배전기기 본체; 전류, 전압, 유효전력, 무효전력, 역률, 전원주파수를 검출하는 전력 상태정보 검출센서, 전력배전기기 내부온도, 피뢰기 상태정보, 차단기 상태정보, 부스바 접촉부 상태정보를 검출하는 기기 상태정보 검출센서; 및 전력배전기기 본체의 3축 방향 움직임정보를 검출하는 3축 가속도센서를 포함하는 구성으로 이루어져 전력 상태정보와 기기 상태정보를 통합적으로 검출하게 되고, 전력배전기기 본체에 설치되는 센서유니트; 상기 센서유니트로부터 전력 상태정보와 기기 상태정보를 전달받고, 전력 상태정보와 기기 상태정보의 저장과 관리를 수행하며, 전력 상태정보와 기기 상태정보로부터 설정된 모니터링정보 및 기기이상 감시정보를 산출하여 관리하고, BLE 통신모듈이 구비되어 전력 상태정보, 기기 상태정보, 모니터링정보, 기기이상 감시정보의 블루투스 무선전송이 수행될 수 있으며, 전력 상태정보 검출센서로부터 전달되는 전류, 전압, 유효전력, 무효전력, 역률, 전원주파수 정보로부터 전력이상 감시정보를 산출하고, 기기 상태정보 검출센서로부터 전달되는 피뢰기 상태정보와 차단기 상태정보로부터 피뢰기 열화이상 감시정보와 차단기 작동상태 감시정보를 산출하며, 3축 가속도센서로부터 전달되는 전력배전기기 본체의 3축 방향 움직임정보로부터 흔들림 감시정보와 지진피해 감시정보를 산출하는 메인 컨트롤 유니트; 전력배전기기 본체가 위치한 현장에 설치되고, 메인 컨트롤 유니트로부터 전력 상태정보, 기기 상태정보, 모니터링정보, 기기이상 감시정보를 전달받으며, 전력 상태정보, 기기 상태정보, 모니터링정보, 기기이상 감시정보의 음성 출력과 문자 출력 및 알람신호의 출력이 수행되는 현장 정보출력기기; 유무선의 네트워크망을 통해 메인 컨트롤 유니트와 연결되고, 메인 컨트롤 유니트로부터 전력 상태정보, 기기 상태정보, 모니터링정보, 기기이상 감시정보를 전달받아 관리하게 되는 원격지 단말기; 전력배전기기 본체가 위치한 현장의 관리자가 소지하게 되고, 메인 컨트롤 유니트와의 블루투스 무선통신으로 전력 상태정보, 기기 상태정보, 모니터링정보, 기기이상 감시정보를 전송받게 되는 현장관리자 휴대단말기를 포함하고, 메인 컨트롤 유니트는 흔들림-지진 감지용 알고리즘을 구비하여 흔들림 감시정보와 지진피해 감시정보를 산출하되, 흔들림-지진 감지용 알고리즘은, 전력배전기기 본체의 흔들림 특성정보에 대응하는 기기상태 판단정보가 설정되는 기기상태 판단정보 설정모듈; 3축 가속도센서로부터 전력배전기기 본체의 흔들림 크기를 포함하는 흔들림 계측정보를 실시간 전달받는 흔들림 계측정보 입력모듈; 시간 변동에 따른 흔들림 크기 변동 정보에 대한 FFT 주파수분석을 수행하여 전력배전기기 본체의 현재 흔들림 특성정보를 산출하는 진동파형 분석모듈; 진동파형 분석모듈에서 산출된 전력배전기기 본체의 현재 흔들림 특성정보에 대응하는 기기상태 판단정보가 산출되는 기기상태 판단정보 산출모듈을 포함하는 구성으로 이루어지고, 흔들림-지진 감지용 알고리즘의 기기상태 판단정보 설정모듈은 부스바 접촉부를 포함하여 설정되는 하나 이상의 중요 개소의 볼트풀림 여부 판단정보를 기기상태 판단정보로 설정하되, 중요 개소의 볼트풀림 여부 판단정보는 FFT 주파수분석으로 산출되는 주파수 별 흔들림 특성값에 따라 구분되게 설정되고, 진동파형 분석모듈은 주파수 별 흔들림 특성값을 전력배전기기 본체의 현재 흔들림 특성정보를 산출하며, 기기상태 판단정보 산출모듈은 전력배전기기 본체의 현재 흔들림 특성정보에 대응하는 중요 개소의 볼트풀림 여부 판단정보를 기기상태 판단정보로 산출하는 것으로 이루어진다.The patent document includes a power distribution equipment main body made of one selected from a power distribution board, a switchboard, a switchboard, a distribution board, and an MCC (motor control panel) group; Power status information detection sensor that detects current, voltage, active power, reactive power, power factor, and power frequency, device status information detection sensor that detects power distribution equipment internal temperature, arrester status information, circuit breaker status information, and busbar contact status information ; and a 3-axis acceleration sensor for detecting motion information in 3-axis directions of the main body of the power distribution device, which integrally detects power state information and device state information, and is installed in the main body of the power distribution device; Receives power status information and device status information from the sensor unit, stores and manages power status information and device status information, calculates and manages set monitoring information and device abnormality monitoring information from power status information and device status information And, a BLE communication module is provided so that Bluetooth wireless transmission of power status information, device status information, monitoring information, and device abnormality monitoring information can be performed, and current, voltage, active power, and reactive power transmitted from the power status information detection sensor , Calculate power abnormality monitoring information from power factor and power frequency information, and calculate arrester deterioration monitoring information and circuit breaker operation status monitoring information from lightning arrester status information and circuit breaker status information transmitted from device status information detection sensor, and 3-axis acceleration sensor A main control unit that calculates shaking monitoring information and earthquake damage monitoring information from the three-axis movement information of the power distribution equipment main body transmitted from; It is installed at the site where the main body of the power distribution equipment is located, receives power status information, device status information, monitoring information, and device abnormality monitoring information from the main control unit, and provides power status information, device status information, monitoring information, and device abnormality monitoring information. An on-site information output device that outputs audio, text, and alarm signals; A remote terminal that is connected to the main control unit through a wired/wireless network and receives and manages power status information, device status information, monitoring information, and device abnormality monitoring information from the main control unit; Including a portable terminal for the field manager who is possessed by the manager of the site where the main body of the power distribution equipment is located and receives power status information, device status information, monitoring information, and device abnormality monitoring information through Bluetooth wireless communication with the main control unit, The main control unit has a shake-earthquake detection algorithm to calculate shaking monitoring information and earthquake damage monitoring information. a device state determination information setting module; A shake measurement information input module that receives shake measurement information including a shake size of the main body of the power distributor from a three-axis acceleration sensor in real time; A vibration waveform analysis module that calculates current shaking characteristic information of the main body of the power distributor by performing FFT frequency analysis on shaking magnitude change information according to time variation; It consists of a configuration including a device state determination information calculation module that calculates device state determination information corresponding to the current shaking characteristic information of the main body of the power distribution equipment calculated by the vibration waveform analysis module, and determines the device state of the shake-earthquake detection algorithm. The information setting module sets the bolt loosening determination information of one or more important points, including the busbar contact, as device state determination information, and the bolt loosening determination information of the important part is the frequency-specific shaking characteristics calculated by FFT frequency analysis. It is set to be classified according to the value, and the vibration waveform analysis module calculates the current shaking characteristic information of the main body of the power distribution device from the shaking characteristic value for each frequency, and the device state determination information calculation module corresponds to the current shaking characteristic information of the main body of the power distribution equipment It consists of calculating bolt loosening determination information of an important part to be determined as device state determination information.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 전기설비에 특별한 기준 없이 작업자에 의해 다양하게 설치되고 있고, 이 때문에 센서로부터 감지되는 신호에 노이즈가 과도하게 포함되거나, 또는 신호케이블의 접촉불량, 단선 등에 의한 신호 감지에 오류가 발생하는 등의 많은 문제가 있다.However, the prior art as described above is installed in various ways by workers without special standards in electrical equipment, and because of this, excessive noise is included in the signal detected by the sensor, or signal detection due to poor contact or disconnection of the signal cable. There are many problems such as errors occurring.

또한, 원격검침 대상이 복수인 경우에는 각각의 대상으로부터 감지되어 전달되는 신호를 실시간으로 분석하여 오류 및 고장의 원인을 파악하고, 고장원인, 고장내용, 고장예측 및 추이 분석 등을 정확하게 하는 데에는 기술적으로 어려움이 있다.In addition, when there are multiple targets for remote meter reading, signals detected and transmitted from each target are analyzed in real time to identify the causes of errors and failures, and to accurately analyze the causes of failures, failure details, failure prediction and trend analysis, etc. have difficulties with

따라서 전기설비의 원격 점검시 센서의 오류가 감소되도록 하여 원격지에서 수집되는 데이터를 정확하게 분석할 수 있도록 개선된 센서유닛의 개발과 이를 이용한 원격 점검 및 제어장치의 개발이 요구된다.Therefore, the development of an improved sensor unit and the development of a remote inspection and control device using the same are required to accurately analyze data collected from a remote location by reducing sensor errors during remote inspection of electrical equipment.

KR 10-1801169 B1 (2017. 11. 20.)KR 10-1801169 B1 (2017. 11. 20.) KR 10-2043441 B1 (2019. 11. 05.)KR 10-2043441 B1 (2019. 11. 05.) KR 10-2018-0054246 A (2018. 05. 24.)KR 10-2018-0054246 A (2018. 05. 24.) KR 10-1852850 B1 (2018. 04. 23.)KR 10-1852850 B1 (2018. 04. 23.) KR 10-1855634 B1 (2018. 04. 30.)KR 10-1855634 B1 (2018. 04. 30.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 전기안전 원격 점검 및 제어장치가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전기설비의 원격 점검시 감지 오류가 적은 센서유닛을 사용하여 원격지에서 수집되는 많은 데이터를 빠르고 정확하게 분석할 수 있는 위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional electrical safety remote inspection and control apparatus as described above. To provide an IoT-based electrical safety remote inspection and control device using a sensor unit without phase difference that can quickly and accurately analyze a lot of data collected from

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치는, 복수 개의 센서로 구성되는 센서유닛; 상기 센서유닛에서 검출되는 신호를 변환하는 신호변환부; 상기 신호변환부에서 변환된 신호를 증폭시키는 신호증폭부; 상기 신호증폭부에서 증폭된 신호를 변환하는 A/D변환부; 상기 A/D변환부에서 변환된 신호를 비교하는 신호비교부; 상기 신호비교부에서 비교된 신호를 분석하는 신호분석부; 상기 신호분석부에서 분석된 결과를 통해 고장 및 이상 여부를 판단하는 판단부; 상기 판단부에서 판단된 결과에 따른 이벤트 신호를 발생시키는 이벤트 발생부; 상기 이벤트 발생부에서 발생된 이벤트 신호를 출력하는 표시부; 및 상기 이벤트 발생부에서 발생된 이벤트 신호를 포함하여 전기안전 원격점검 관련정보를 관제센터에서 받아보거나, 현장에 기 설정된 경보 값 등의 변수 값을 관제센터에서 원격으로 수정이 가능한 양방향 통신이 가능한 통신부를 포함하고, 상기 신호분석부는, 순수 저항부하 상태에서 상기 센서유닛의 각 센서에서 검출되는 파형의 위상점을 서로 일치시키고, 전압파형과 동일하게 파형의 기준점을 동기화하여 각각의 센서에서 검출되는 신호의 위상차를 감소시키는 것을 특징으로 한다.An IoT-based electrical safety remote inspection and control device using a sensor unit without phase difference according to the present invention for solving the above problems includes a sensor unit composed of a plurality of sensors; a signal conversion unit for converting a signal detected by the sensor unit; a signal amplification unit for amplifying the signal converted by the signal conversion unit; an A/D conversion unit for converting the signal amplified by the signal amplification unit; a signal comparison unit comparing the signals converted by the A/D conversion unit; a signal analysis unit that analyzes the signal compared by the signal comparison unit; Determination unit for determining whether there is a failure or abnormality through the result analyzed by the signal analysis unit; an event generation unit generating an event signal according to the result determined by the determination unit; a display unit outputting an event signal generated by the event generating unit; and a communication unit capable of two-way communication capable of receiving electrical safety remote inspection-related information, including the event signal generated by the event generating unit, from the control center, or remotely modifying variable values such as preset alarm values from the control center. Including, the signal analysis unit matches the phase point of the waveform detected by each sensor of the sensor unit in a pure resistive load state with each other, and synchronizes the reference point of the waveform to be the same as the voltage waveform, so that the signal detected by each sensor It is characterized in that the phase difference of is reduced.

그리고 본 발명은 상기 센서유닛이 온도 감지센서, 전류 검출센서, 누설전류 검출센서, 로고우스키코일 검출센서 및 전압 검출센서 중에서 선택된 2개 이상으로 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that the sensor unit is composed of two or more selected from among a temperature detection sensor, a current detection sensor, a leakage current detection sensor, a Rogowski coil detection sensor, and a voltage detection sensor.

또한, 본 발명은 상기 전류 검출센서가 CT센서로 구성되고, 상기 누설전류 검출센서가 ZCT센서로 구성되며, 상기 ZCT센서와 상기 CT센서의 방향을 일정하게 하여 하나의 하우징에 일체로 구성되어 RLC 성분 분석시 위상차에 따른 오차가 감소되도록 한 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the current detection sensor is composed of a CT sensor, the leakage current detection sensor is composed of a ZCT sensor, and the directions of the ZCT sensor and the CT sensor are made constant to form an integral body in one housing, so that RLC Another feature is that errors due to phase differences are reduced during component analysis.

이에 더해 본 발명은 상기 원격 점검 및 제어장치가 상기 센서유닛이 일체 또는 분리형으로 구성되거나, 또는 단상 및 3상용으로 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition to this, the present invention is characterized in that the remote inspection and control device is composed of an integral or separate sensor unit, or is composed of single-phase and three-phase.

그리고 본 발명은 상기 판단부가 상기 신호분석부에서 분석된 이벤트 파형의 크기, 반복횟수에 따른 반복 학습을 통해 누설전류 여부, 고장발생 여부, 열화발생 여부, 열화의 진행정도 및 개폐기의 사용수명을 예측하는 것을 또 다른 특징으로 한다.In the present invention, the determination unit predicts leakage current, failure occurrence, deterioration occurrence, deterioration progress, and service life of the switch through iterative learning according to the size and repetition number of the event waveform analyzed by the signal analysis unit. to do is another feature.

본 발명에 따르면, 위상차가 제거된 센서유닛에서 감지된 신호의 파형으로 비교, 분석 및 판단되므로 판단 과정에서 입력신호의 위상차로 인한 오류를 줄일 수 있고, 파형의 비교, 분석 및 판단시 수행되는 연산오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, since the waveform of the signal detected by the sensor unit from which the phase difference has been removed is compared, analyzed, and judged, errors due to the phase difference of the input signal can be reduced in the judgment process, and calculations performed when comparing, analyzing, and determining the waveform It has the advantage of reducing errors.

도 1은 본 발명에 따른 위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치의 예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 단상용 원격 점검 및 제어장치의 예를 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 3상용 원격 점검 및 제어장치의 예를 보인 도면.
도 4는 본 발명에 따른 단상용 원격 점검 및 제어장치 중, 센서유닛이 분리형으로 구성되는 예를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 따른 3상용 원격 점검 및 제어장치 중, 센서유닛이 분리형으로 구성되는 예를 보인 도면.
도 6은 본 발명에 따른 전압 전류의 정상 파형을 보인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 전압 신호단자 방향에 따른 위상차의 예를 보인 도면.
도 8은 본 발명에 따른 전류 CT방향에 따른 위상차의 예를 보인 도면.
1 is a configuration diagram showing an example of an Internet of Things (IoT)-based electric safety remote inspection and control device using a sensor unit without a phase difference according to the present invention.
Figure 2 is a view showing an example of a single phase remote inspection and control device according to the present invention.
Figure 3 is a view showing an example of a three-phase remote inspection and control device according to the present invention.
Figure 4 is a view showing an example in which the sensor unit is configured as a separate type of the single-phase remote inspection and control device according to the present invention.
5 is a view showing an example in which a sensor unit is configured as a separable type among three-phase remote inspection and control devices according to the present invention.
6 is a diagram showing a normal waveform of voltage and current according to the present invention.
7 is a diagram showing an example of a phase difference according to the direction of a voltage signal terminal according to the present invention.
8 is a diagram showing an example of a phase difference according to a current CT direction according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, it will be described in detail according to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 전기설비의 원격 점검시 감지 오류가 적은 센서유닛을 사용하여 원격지에서 수집되는 많은 데이터를 빠르고 정확하게 분석할 수 있는 위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 센서유닛(10), 신호변환부(20), 신호증폭부(30), A/D변환부(40), 신호비교부(50), 신호분석부(60), 판단부(70), 이벤트 발생부(80), 표시부(90) 및 통신부(100)를 포함하고, 이하에서는 이러한 위 구성들에 대하여 상세하게 설명한다.The present invention provides an Internet of Things (IoT)-based electrical safety remote inspection and control device using a sensor unit without phase difference that can quickly and accurately analyze a lot of data collected from a remote location by using a sensor unit with a small detection error during remote inspection of electrical facilities. As shown in FIG. 1, the present invention includes a sensor unit 10, a signal conversion unit 20, a signal amplifier 30, an A/D conversion unit 40, and a signal comparison unit 50. , a signal analysis unit 60, a determination unit 70, an event generating unit 80, a display unit 90 and a communication unit 100, and hereinafter, these above components will be described in detail.

(1) 센서유닛(10)(1) sensor unit (10)

전압, 전류, 누설전류, 단락, 절연열화, 정전 및 온도 등과 같이 감지하고자 하는 목적에 맞추어 복수 개의 센서가 설치되고, 이를 통해 전기설비 상태를 실시간으로 감지하는 구성이다.A plurality of sensors are installed according to the purpose to be detected, such as voltage, current, leakage current, short circuit, insulation deterioration, blackout, and temperature, and through which a plurality of sensors are configured to sense the state of electrical equipment in real time.

이러한 센서유닛(10)은 단상용 또는 3상용으로 구성될 수 있고, 이에 더해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원격 점검 및 제어장치(1)와 센서유닛(10)이 일체로 구성되거나, 또는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 원격 점검 및 제어장치(1)와 센서유닛(10)이 별도로 구성되어 원격 점검 및 제어장치(1)에 탈착 가능한 구조로 구성될 수 있다.This sensor unit 10 may be configured for single-phase or three-phase use, and in addition, as shown in FIGS. 2 and 3, the remote inspection and control device 1 and the sensor unit 10 are integrally configured, Alternatively, as shown in FIGS. 4 and 5, the remote inspection and control device 1 and the sensor unit 10 may be separately configured to be detachable from the remote inspection and control device 1.

상기와 같이 센서유닛(10)이 원격 점검 및 제어장치(1)와 탈착 가능하도록 별도로 구성되는 경우에는 센서유닛(10)의 일측에 커넥터(13)가 설치되고, 이러한 커넥터(13)를 통해 원격 점검 및 제어장치(1)에 구비되는 커넥터(13)와 별도의 신호케이블을 통해 연결되게 된다.As described above, when the sensor unit 10 is configured separately to be detachable from the remote inspection and control device 1, the connector 13 is installed on one side of the sensor unit 10, and the remote It is connected through the connector 13 provided in the inspection and control device 1 and a separate signal cable.

또한, 센서유닛(10)은 CT센서(12)로 이루어지는 전류 검출센서와, ZCT센서(11)로 이루어지는 누설전류 검출센서를 포함하고, 이러한 ZCT센서(11)와 CT센서(12)는 방향과 플러스 및 마이너스 신호선의 위치에 따라 90도의 위상차가 발생하는 특성이 있고, 따라서 ZCT센서(11)와 CT센서(12)의 방향을 일정하게 맞춘 상태에서 서로 하나의 하우징에 일체로 구성되고, 이와 동시에 각 센서에 연결되는 신호선의 색상을 다르게 하여 센서의 신호선이 구분되도록 함과 동시에 신호선의 위치 및 방향을 위상차가 없도록 정렬 배치하여 원격 점검 및 제어장치(1)를 통해 RLC 성분 분석시 위상차에 따른 오차가 감소되도록 구성된다.In addition, the sensor unit 10 includes a current detection sensor composed of a CT sensor 12 and a leakage current detection sensor composed of a ZCT sensor 11, and these ZCT sensors 11 and CT sensors 12 are There is a characteristic that a phase difference of 90 degrees occurs depending on the position of the plus and minus signal lines, and therefore, the ZCT sensor 11 and the CT sensor 12 are integrally configured in one housing with their directions aligned constantly, and at the same time The color of the signal line connected to each sensor is different so that the signal line of the sensor can be distinguished, and at the same time, the position and direction of the signal line are aligned so that there is no phase difference. is configured to decrease.

이에 더해 센서유닛(10)에는 전류 검출센서와 누설전류 검출센서에 더하여 필요에 따라 온도 감지센서, 로고우스키코일 검출센서 및 전압 검출센서 중에서 선택된 어느 하나 또는 복수 개가 함께 구비될 수 있다.In addition, the sensor unit 10 may be provided with one or a plurality of sensors selected from a temperature sensor, a Rogowski coil sensor, and a voltage sensor, in addition to the current sensor and the leakage current sensor, if necessary.

(2) 신호변환부(20)(2) signal conversion unit 20

상기 센서유닛(10)에서 검출된 신호의 잡음을 제거하고 신호를 변환하여 후술되는 신호증폭부(30)로 전달하는 구성이다.The noise of the signal detected by the sensor unit 10 is removed, the signal is converted, and the signal is transmitted to the signal amplifier 30 to be described later.

이러한 신호변환부(20)는 센서유닛(10)을 통해 검출되는 복수의 신호 중, 전압 검출센서에서 검출된 신호를 V/mV로 변환하고, 전류 검출센서에서 검출된 신호를 mA/mV로 변환하며, 누설전류 검출센서에서 검출된 신호를 mA/mV으로 변환한 다음, 후술되는 신호증폭부(30)로 전달하게 된다.Among the plurality of signals detected by the sensor unit 10, the signal conversion unit 20 converts the signal detected by the voltage detection sensor into V/mV, and converts the signal detected by the current detection sensor into mA/mV The signal detected by the leakage current detection sensor is converted into mA/mV and then transmitted to the signal amplifier 30 to be described later.

(3) 신호증폭부(30)(3) signal amplifier 30

신호증폭부(30)는 신호변환부(20)에서 변환된 신호를 증폭시켜 파형의 비교 분석이 쉽도록 하는 구성으로, 이러한 신호증폭부(30)는 공지되어 널리 사용되는 것으로 상세한 설명은 생략한다.The signal amplification unit 30 is a configuration that amplifies the signal converted by the signal conversion unit 20 to facilitate comparison and analysis of waveforms. Since such a signal amplification unit 30 is known and widely used, a detailed description thereof will be omitted. .

(4) A/D변환부(40)(4) A/D conversion unit 40

A/D변환부(40)는 신호증폭부(30)에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 구성으로, 이러한 A/D변환부(40)는 공지되어 널리 사용되는 것으로 상세한 설명은 생략한다.The A/D conversion unit 40 is a component that converts the analog signal amplified by the signal amplification unit 30 into a digital signal, and since such A/D conversion unit 40 is known and widely used, detailed descriptions thereof will be omitted. .

(5) 신호비교부(50)(5) signal comparison unit 50

신호비교부(50)는 A/D변환부(40)에서 변환된 신호를 비교하는 구성으로, 이러한 신호비교부(50)는 전압 검출센서에서 생성 검출된 복수의 파형을 상호 비교하여 편차를 연산 산출하고, 전원측 및 부하측 선로의 전류 검출센서에서 생성 검출된 파형을 상호 비교하여 편차를 연산 산출하며, 누설전류 검출센서에서 생성 검출된 파형을 상호 비교하여 편차를 연산 산출하게 된다.The signal comparison unit 50 compares the signals converted by the A/D conversion unit 40, and the signal comparison unit 50 calculates the deviation by mutually comparing a plurality of waveforms generated and detected by the voltage detection sensor. Comparing waveforms generated and detected by the current detection sensors of the power supply side and the load side lines are calculated and calculated to calculate the deviation, and the waveforms generated and detected by the leakage current detection sensor are mutually compared to calculate the deviation.

또한, 신호비교부(50)에서 연산된 편차는 반파 또는 전파단위 또는 구간단위(예, 연속되는 10개의 전파)로 산출될 수 있으며, 이렇게 산출된 값은 후술되는 신호분석부(60)의 분석데이터로 활용되도록 전달되게 된다.In addition, the deviation calculated by the signal comparator 50 may be calculated in half-wave or full-wave units or section units (eg, 10 consecutive waves), and the calculated value is analyzed by the signal analyzer 60 to be described later. It is passed on to be used as data.

이에 더해 신호비교부(50)에서는 센서유닛(10)의 각 센서에서 검출되는 신호의 비교가 쉽도록 위상차를 감소시키는 기준점 정렬 작업이 진행될 수 있는데, 이 경우 순수 저항부하 상태에서 센서유닛(10)의 각 센서에서 검출되는 파형의 위상점을 서로 일치시킨 다음, 전압파형과 동일하게 파형의 기준점을 동기화하여 각각의 센서에서 검출되는 신호의 위상차를 감소시키게 된다.In addition, in the signal comparator 50, a reference point alignment operation may be performed to reduce the phase difference so that signals detected by each sensor of the sensor unit 10 can be easily compared. In this case, the sensor unit 10 After matching the phase points of the waveforms detected by each sensor, the phase difference of the signals detected by each sensor is reduced by synchronizing the reference point of the waveform in the same way as the voltage waveform.

(6) 신호분석부(60)(6) signal analysis unit 60

신호분석부(60)는 신호비교부(50)에서 비교된 신호를 분석하는 구성으로, 신호비교부(50)에서 비교된 파형의 편차에 따른 이벤트 발생 여부를 분석하고, 이를 통해 실시간으로 이벤트가 발생한 신호의 파형 크기, 이벤트의 발생횟수 등이 분석되게 된다.The signal analysis unit 60 is a component that analyzes the signals compared in the signal comparison unit 50, and analyzes whether an event occurs according to the deviation of the waveforms compared in the signal comparison unit 50, and through this, the event occurs in real time. The size of the waveform of the generated signal and the number of occurrences of events are analyzed.

(7) 판단부(70)(7) Judging unit 70

판단부(70)는 신호분석부(60)에서 분석된 결과를 통해 고장 및 이상 여부를 판단하는 구성으로, 신호분석부(60)에서 분석된 이벤트 파형의 크기, 반복횟수 등의 분석 정보에 기초하여 AI 기반 반복 학습(딥러닝, 머신러닝)을 통해 누설전류 여부, 고장발생 여부, 열화발생 여부, 열화의 진행정도 및 개폐기의 사용수명을 예측 판단하게 된다.The determination unit 70 is a component that determines whether there is a failure or abnormality through the result analyzed by the signal analysis unit 60, based on analysis information such as the size and number of repetitions of the event waveform analyzed by the signal analysis unit 60. Through AI-based repetitive learning (deep learning, machine learning), leakage current, failure occurrence, deterioration occurrence, deterioration progress, and switch life are predicted and determined.

이러한 판단부(70)는 전기설비의 고장(또는 이상), 과전압(또는 저전압), 과부하 고장 및 단락(또는 접촉불량, 절연열화)을 판단하고, 이하에서는 이러한 판단 동작에 대해 설명한다.The determination unit 70 determines failure (or abnormality), overvoltage (or undervoltage), overload failure, and short circuit (or contact failure, insulation deterioration) of the electrical equipment, and hereinafter, these determination operations will be described.

a. 과전압, 저전압 또는 정전 판단시a. When judging overvoltage, undervoltage or blackout

과전압 또는 저전압 상태는 전압신호검출 값 크기의 높낮이로 그 상태가 구분되고, 정전여부는 전압신호의 검출유무로 판단되며, 이때 전압신호는 파형분석에 사용하는 기준점 즉 제로점의 기준이 된다.The overvoltage or undervoltage state is classified by the high or low level of the voltage signal detection value, and whether or not a power failure is detected is determined by whether or not a voltage signal is detected.

b. 과전류(과부하) 판단시b. When judging overcurrent (overload)

과전류(과부하) 판단시에는 전류신호검출 값의 크기로 그 상태가 구분되고, 현재 사용하는 부하전류의 RMS 값 크기로 판단하게 된다.When overcurrent (overload) is determined, the state is classified by the size of the current signal detection value, and the size of the RMS value of the currently used load current is determined.

이때 단상의 저항성 부하에서 전압과 전류의 위상은 동위상이지만 용량성, 유도성 성분의 부하가 있을 경우에는 위상차가 달라지는데, 이렇게 위상차가 달라지면 위상차를 보정하여 파형분석에 사용하게 되며, 이때 위상차 보정은 호도법에 의한 기술이 적용될 수 있다.At this time, the phases of voltage and current are in the same phase in a single-phase resistive load, but the phase difference is different when there is a capacitive or inductive load. When the phase difference is different, the phase difference is corrected and used for waveform analysis. Techniques based on the method of escaping may be applied.

그리고 파형분석시 순수 저항부하로 센서유닛(10)의 위상이 미리 동기화되어 부하단의 RCL 성분에 따른 위상차를 보정한 값이 사용된다.In addition, during waveform analysis, the phase of the sensor unit 10 is previously synchronized with a pure resistive load, and a value obtained by correcting the phase difference according to the RCL component of the load is used.

c. 누설전류 판단시c. When judging leakage current

누설전류 판단시에는 누설전류검출 값의 크기로 그 상태를 구분하고, 부하의 RCL 성분에 따른 저항성 누설전류, 용량성 누설전류, 유도성 누설전류로 구분하여 판단하게 된다.When determining the leakage current, the state is classified according to the size of the leakage current detection value, and the leakage current is classified into resistive leakage current, capacitive leakage current, and inductive leakage current according to the RCL component of the load.

이때 RLC 성분에 의한 전압, 전류의 위상차가 발생할 경우 차이 나는 위상각을 호도법에 의해 저항성 누설전류의 크기, 용량성 누설전류의 크기, 유도성 누설전류크기로 구분 산출되고, 산출결과 값에서 저항성 누설전류만을 사용하여 정상, 주의 및 위험단계로 구분하여 나타내게 된다.At this time, when the phase difference of the voltage and current due to the RLC component occurs, the phase angle of the difference is calculated by dividing the size of the resistive leakage current, the size of the capacitive leakage current, and the size of the inductive leakage current by the arc method, and the resistive leakage from the calculated value. It is displayed by dividing it into normal, caution and danger stages using only current.

이 경우 순수 저항부하로 센서유닛(10)의 위상이 미리 동기화된 상태에서 부하단의 RCL 성분에 따른 위상차를 보정한 값이 사용되므로 저항성 누설전류를 쉽게 구분할 수 있게 된다.In this case, since a value obtained by correcting a phase difference according to an RCL component of a load stage is used in a state in which the phase of the sensor unit 10 is previously synchronized with a pure resistive load, the resistive leakage current can be easily identified.

d. 단락, 접촉불량 및 절연열화 판단시d. When judging short circuit, poor contact and insulation deterioration

입력되는 각각의 파형 위상은 단락, 접촉불량, 절연열화를 판단하는 중요한 요소로 작용되는데, 입력되는 각각의 파형 위상을 일치화하지 않을 경우 미분하는 참값이 달라 각각의 파형을 상호 비교, 분석, 판단하는데 많은 오류를 수반하게 된다.The phase of each input waveform acts as an important factor in determining short-circuit, poor contact, and insulation deterioration. It entails many errors.

따라서 단락, 접촉불량, 절연열화 같이 정확한 분석데이터가 요구되는 경우에 위상차를 제로화하여 오류가 발생하지 않도록 해야 한다.Therefore, when accurate analysis data is required, such as short circuit, poor contact, or insulation deterioration, the phase difference must be set to zero to prevent errors from occurring.

또한, 단락, 접촉불량 및 절연열화는 유사한 증상으로 나타나며 증상의 크기, 정도, 지속시간, 빈도수 등으로 구분된다.In addition, short circuit, poor contact, and insulation deterioration appear as similar symptoms, and are classified according to the size, degree, duration, and frequency of symptoms.

일반적으로 초기 증상은 미세한 전기적인 불꽃을 수반하여 서서히 증가하는 추세로 나타나지만 순간적으로 확대되거나 부분방전 형태로 증상이 나타나기도 한다. In general, the initial symptoms appear in a slowly increasing trend accompanied by fine electric sparks, but symptoms may also appear in the form of momentary expansion or partial discharge.

이렇게 단락, 접촉불량, 절연열화의 판단을 위해 입력신호로 사용하는 센서유닛(10)의 복수 개의 센서에서 검출되는 복수의 신호 즉, 전압신호, 전류신호, 누설전류신호, 로고우스키코일신호의 파형분석으로 판단하게 된다.In this way, a plurality of signals detected by a plurality of sensors of the sensor unit 10 used as input signals to determine short circuit, contact failure, and insulation deterioration, that is, a voltage signal, a current signal, a leakage current signal, and a Rogowski coil signal Determined by waveform analysis.

이때 파형분석은 전파 또는 반파단위로 분석되고, 사용하는 주파수가 60Hz인 경우 30개 미만의 전파 또는 60개 미만의 반파의 실시간 값으로 분석되며, 사용하는 주파수가 50Hz인 경우 25개 미만의 전파 또는 50개 미만의 반파의 실시간 값을 대상으로 분석함으로써 사용하는 주파수에 관계없이 차단기 동작시간이 0.5초 이내가 되도록 한다.At this time, the waveform analysis is analyzed in full-wave or half-wave units, and if the frequency used is 60Hz, it is analyzed as real-time values of less than 30 full-waves or less than 60 half-waves, and if the frequency used is 50Hz, less than 25 full-waves or By analyzing the real-time values of less than 50 half-waves, regardless of the frequency used, the circuit breaker operation time is within 0.5 seconds.

또한, 전파 또는 반파단위로 미분한 값을 기준파형 또는 직전파형과 현재파형을 상호 비교하여 크기, 지속시간, 빈도수의 값을 연산하여 미리 설정한 이벤트 값을 기준으로 정상, 주의 및 위험단계로 구분하여 판단하며, 판단요소로 미리 설정된 파형의 모양과 학습된 패턴변화가 포함되어 판단에 활용될 수 있다.In addition, by comparing the differential value in full-wave or half-wave units with the reference waveform or the previous waveform and the current waveform, the magnitude, duration, and frequency values are calculated and classified into normal, caution, and danger stages based on preset event values. and the shape of the waveform set in advance and the learned pattern change are included as the determining factors and can be used for the determination.

e. 과온 판단시e. When judging overtemperature

과온은 전기설비의 내부 및 주변의 온도 또는 PCB의 온도를 검출하여 미리 설정한 값 이상이 되면 과온으로 판단하게 된다.Over-temperature is determined as over-temperature when the temperature inside and around the electrical equipment or the temperature of the PCB is detected and exceeds a preset value.

이때 전기설비에서 온도가 기준값 이상으로 상승하여 과온 상태가 되면 전기화재로 확대될 수 있으므로 온도상승 여부를 실시간으로 점검 및 감시하여 전기화재를 예방하게 된다.At this time, if the temperature in the electrical equipment rises above the reference value and becomes an overtemperature state, it can expand to an electrical fire, so the electrical fire is prevented by checking and monitoring whether the temperature rises in real time.

(8) 이벤트 발생부(80)(8) Event generator 80

이벤트 발생부(80)는 판단부(70)에서 판단된 결과에 따른 이벤트 신호를 발생시키는 구성이다.The event generation unit 80 is a component that generates an event signal according to the result determined by the determination unit 70 .

이때 이벤트 발생부(80)는 과전류(과부하), 누설전류가 설정값 이상이 되거나, 단락 및 접촉불량으로 판단되거나, 온도가 설정값 이상이 될 경우 각각의 판단 결과에 맞추어 대응되는 이벤트 신호를 발생시켜 후술되는 표시부(90) 및 통신부(100)에 전달하게 된다.At this time, the event generating unit 80 generates a corresponding event signal according to each judgment result when overcurrent (overload) or leakage current exceeds a set value, is judged to be a short circuit or contact failure, or temperature exceeds a set value It is transmitted to the display unit 90 and the communication unit 100 to be described later.

이때 필요시 전원 차단장치를 차단 동작시키는 신호를 포함하여 전원 차단장치가 동작되어 전원이 차단되도록 제어될 수 있다.At this time, the power breaker may be controlled to cut off power by operating the power breaker including a signal for blocking and operating the power breaker if necessary.

(9) 표시부(90)(9) display unit 90

표시부(90)는 이벤트 발생부(80)에서 발생된 이벤트 신호를 디스플레이 등을 통해 화면으로 출력하는 구성이다.The display unit 90 is a component that outputs the event signal generated by the event generating unit 80 to a screen through a display or the like.

(10) 통신부(100)(10) communication unit 100

통신부(100)는 이벤트 발생부(80)에서 판단된 결과를 포함하여 전기안전 원격점검 관련정보를 관제센터에서 받아보거나, 현장에 기 설정된 경보 값 등의 변수 값을 관제센터에서 원격으로 수정이 가능한 양방향 통신이 가능한 이러한 통신부(100)는 관제센터와 공지된 다양한 형태의 유선 또는 무선 통신 수단으로 구성될 수 있다.The communication unit 100 can receive information related to electrical safety remote inspection, including the result determined by the event generating unit 80, from the control center, or can remotely modify variable values such as preset alarm values in the field from the control center. The communication unit 100 capable of two-way communication may be configured with a control center and various types of known wired or wireless communication means.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 위상차가 제거된 센서유닛에서 감지된 신호의 파형으로 비교, 분석 및 판단되므로 판단 과정에서 입력신호의 위상차로 인한 오류를 줄일 수 있고, 파형의 비교, 분석 및 판단시 수행되는 연산오차를 줄일 수 있게 된다.As described above, since the present invention compares, analyzes, and judges the waveform of the signal detected by the sensor unit from which the phase difference is removed, errors due to the phase difference of the input signal can be reduced in the judgment process, and the waveform is compared, analyzed, and judged. calculation error can be reduced.

그리고 원격 점검 및 제어장치(1)가 단독 또는 기존의 원격검침(전기, 가스, 수도 또는 보안감시시스템) 또는 원격제어 기술(가로등, 보안등, CCTV, 신호등 및 조명시설)과 융·복합하여 사용될 수 있다.In addition, the remote inspection and control device (1) is used alone or in combination with existing remote meter reading (electricity, gas, water or security monitoring system) or remote control technology (street light, security light, CCTV, traffic light and lighting facility). can

또한, 원격 점검 및 제어장치(1)는 관제센터에서 수용가 또는 전기설비의 전압, 전류, 누설전류(RCL), 단락, 접촉불량, 절연열화, 정전, 온도변화의 상태를 실시간으로 점검, 제어 및 차단할 수 있게 된다.In addition, the remote inspection and control device (1) checks, controls, and monitors the voltage, current, leakage current (RCL), short circuit, contact failure, insulation deterioration, power outage, and temperature change of consumers or electrical equipment in real time at the control center. be able to block

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.In the above, reference numerals and names have been given to the drawings showing preferred embodiments and the components shown in the drawings for convenience of explanation, but this is an embodiment according to the present invention, which corresponds to the shape shown on the drawings and the given name. The scope of the right should not be construed as being limited, and the change to various shapes predictable from the description of the invention and the simple substitution with a configuration that has the same action are within the range of change to be easily performed by those skilled in the art. You will find it extremely self-evident.

1: 원격 점검 및 제어장치 10: 센서유닛
11: ZCT센서 12: CT센서
13: 커넥터 20: 신호변환부
30: 신호변환부 40: 신호증폭부
50: A/D변환부 60: 신호분석부
70: 판단부 80: 이벤트 발생부
90: 표시부 100: 통신부
1: remote inspection and control device 10: sensor unit
11: ZCT sensor 12: CT sensor
13: connector 20: signal conversion unit
30: signal conversion unit 40: signal amplification unit
50: A / D conversion unit 60: signal analysis unit
70: determination unit 80: event generating unit
90: display unit 100: communication unit

Claims (5)

전기설비에 설치되어 원격으로 설비의 고장 및 이상 여부를 판단하여 제어하는 원격 점검 및 제어장치(1)에 있어서,
상기 원격 점검 및 제어장치(1)는,
복수 개의 센서로 구성되는 센서유닛(10);
상기 센서유닛(10)에서 검출되는 신호를 변환하는 신호변환부(20);
상기 신호변환부(20)에서 변환된 신호를 증폭시키는 신호증폭부(30);
상기 신호증폭부(30)에서 증폭된 신호를 변환하는 A/D변환부(40);
상기 A/D변환부(40)에서 변환된 신호를 비교하는 신호비교부(50);
상기 신호비교부(50)에서 비교된 신호를 분석하는 신호분석부(60);
상기 신호분석부(60)에서 분석된 결과를 통해 고장 및 이상 여부를 판단하는 판단부(70);
상기 판단부(70)에서 판단된 결과에 따른 이벤트 신호를 발생시키는 이벤트 발생부(80);
상기 이벤트 발생부(80)에서 발생된 이벤트 신호를 출력하는 표시부(90); 및
상기 이벤트 발생부(80)에서 발생된 이벤트 신호를 포함하여 원격점검 관련정보를 유선 또는 무선 통신 수단을 통해 관제센터에서 양방향 통신이 가능한 통신부(100);
를 포함하고,
상기 신호비교부(50)는,
순수 저항부하 상태에서 상기 센서유닛(10)의 각 센서에서 검출되는 파형의 위상점을 서로 일치시키고, 전압파형과 동일하게 파형의 기준점을 동기화하여 각각의 센서에서 검출되는 신호의 위상차를 감소시키며,
상기 센서유닛(10)은,
전류 검출센서와 누설전류 검출센서를 포함하고,
상기 전류 검출센서는,
CT센서(12)로 구성되며,
상기 누설전류 검출센서는,
ZCT센서(11)로 구성되고,
상기 ZCT센서(11)와 상기 CT센서(12)의 방향을 일정하게 맞춘 상태에서 하나의 하우징에 일체로 구성되고, 각 센서에 연결되는 신호선이 색상을 다르게 하여 센서의 신호선이 구분되도록 함과 동시에 신호선의 위치 및 방향을 조절하여 90도의 위상차가 없도록 정렬 배치하며,
상기 판단부(70)는,
상기 신호분석부(60)에서 분석된 이벤트 파형의 크기, 반복횟수에 따른 반복 학습을 통해 누설전류 여부, 고장발생 여부, 열화발생 여부, 열화의 진행정도 및 개폐기의 사용수명을 예측하되,
과전압 및 저전압 여부는,
전압신호검출 값 크기의 높낮이로 구분되어 판단되고,
정전 여부는,
전압신호의 검출유무로 판단되며,
과전류 및 과부하는,
전류신호검출 값의 크기로 구분되고, 현재 사용하는 부하전류의 RMS 값 크기로 판단되며,
누설전류는,
누설전류검출 값의 크기로 구분하고, 부하의 RCL 성분에 따른 저항성 누설전류, 용량성 누설전류, 유도성 누설전류로 구분하여 판단되되, RLC 성분에 의한 전압, 전류의 위상차가 발생할 경우, 차이 나는 위상각을 호도법에 의해 저항성 누설전류의 크기, 용량성 누설전류의 크기, 유도성 누설전류크기로 구분 산출되고, 산출결과 값에서 저항성 누설전류만을 사용하여 정상, 주의 및 위험단계로 구분하여 나타내며,
단락, 접촉불량 및 절연열화는,
증상의 크기, 정도, 지속시간, 빈도수로 판단되고,
단락, 접촉불량, 절연열화의 판단을 위해 입력신호로 사용하는 상기 센서유닛(10)에서 검출되는 전압신호, 전류신호, 누설전류신호, 로고우스키코일신호의 파형분석으로 판단되며, 상기 파형분석은 전파 또는 반파단위로 분석되고, 사용하는 주파수가 60Hz인 경우 30개 미만의 전파 또는 60개 미만의 반파의 실시간 값으로 분석되며, 사용하는 주파수가 50Hz인 경우 25개 미만의 전파 또는 50개 미만의 반파의 실시간 값을 대상으로 분석함으로써 사용하는 주파수에 관계없이 차단기 동작시간이 0.5초 이내가 되도록 하고,
과온은,
전기설비의 내부 및 주변의 온도 또는 PCB의 온도를 검출하여 미리 설정한 값 이상이 되면 과온으로 판단되며,
상기 신호비교부(50)는,
전압 검출센서에서 생성 검출된 복수의 파형을 상호 비교하여 편차를 연산 산출하고, 전원측 및 부하측 선로의 전류 검출센서에서 생성 검출된 파형을 상호 비교하여 편차를 연산 산출하며, 누설전류 검출센서에서 생성 검출된 파형을 상호 비교하여 편차를 연산 산출하고, 각각 연산된 편차는 반파 또는 전파단위 또는 구간단위로 구분하여 상기 신호분석부(60)로 전달되며,
상기 신호분석부(60)는,
상기 신호비교부(50)에서 비교된 파형의 편차에 따른 이벤트 발생 여부를 분석하고, 실시간으로 이벤트가 발생한 신호의 파형 크기, 이벤트의 발생횟수가 분석되며,
상기 이벤트 발생부(80)는,
과전류, 누설전류가 설정값 이상이 되거나, 단락 및 접촉불량으로 판단되거나, 온도가 설정값 이상이 될 경우 각각의 판단 결과에 맞추어 대응되는 이벤트 신호를 발생시켜 상기 표시부(90) 및 통신부(100)에 전달하고, 필요시 전원 차단장치를 차단 동작시키는 신호를 포함하여 전원 차단장치가 동작되어 전원이 차단되도록 구성되며,
상기 센서유닛(10)을 통해 위상차가 없는 신호의 파형을 비교 및 분석하여 판단하게 되므로 판단 과정에서 입력신호의 위상차로 인한 오류를 줄일 수 있고, 파형의 비교, 분석 및 판단시 수행되는 연산오차를 줄일 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치.
In the remote inspection and control device (1) installed in the electrical equipment and remotely determining and controlling the failure or abnormality of the equipment,
The remote inspection and control device 1,
A sensor unit 10 composed of a plurality of sensors;
A signal conversion unit 20 for converting a signal detected by the sensor unit 10;
a signal amplifier 30 for amplifying the signal converted by the signal conversion unit 20;
an A/D conversion unit 40 that converts the signal amplified by the signal amplifier 30;
a signal comparison unit 50 that compares the signal converted by the A/D conversion unit 40;
a signal analysis unit 60 analyzing the signal compared by the signal comparison unit 50;
Determination unit 70 for determining whether there is a failure or abnormality through the result analyzed by the signal analysis unit 60;
an event generation unit 80 generating an event signal according to the result determined by the determination unit 70;
a display unit 90 outputting an event signal generated by the event generating unit 80; and
A communication unit (100) capable of two-way communication with the control center through wired or wireless communication means of remote inspection-related information, including the event signal generated by the event generating unit (80);
including,
The signal comparison unit 50,
In a pure resistive load state, the phase points of the waveforms detected by each sensor of the sensor unit 10 are matched with each other, and the reference points of the waveforms are synchronized in the same way as the voltage waveform to reduce the phase difference of the signals detected by each sensor.
The sensor unit 10,
Including a current detection sensor and a leakage current detection sensor,
The current detection sensor,
It consists of a CT sensor 12,
The leakage current detection sensor,
It consists of a ZCT sensor 11,
The ZCT sensor 11 and the CT sensor 12 are integrally formed in a single housing with the directions of the CT sensor 12 constantly aligned, and the signal lines connected to each sensor have different colors so that the signal lines of the sensors are distinguished and at the same time By adjusting the position and direction of the signal lines, arrange them so that there is no phase difference of 90 degrees,
The determination unit 70,
The magnitude of the event waveform analyzed by the signal analysis unit 60 and iterative learning according to the number of repetitions predict leak current, failure, deterioration, degree of deterioration, and service life of the switch,
Whether overvoltage or undervoltage,
It is judged by dividing by the high and low of the voltage signal detection value,
Whether there is a power outage,
It is judged by whether or not the voltage signal is detected,
Over current and overload,
It is classified by the size of the current signal detection value, and it is determined by the size of the RMS value of the currently used load current.
Leakage current is
It is classified according to the size of the leakage current detection value and divided into resistive leakage current, capacitive leakage current, and inductive leakage current according to the RCL component of the load. The phase angle is calculated by dividing the size of the resistive leakage current, the size of the capacitive leakage current, and the size of the inductive leakage current by the arc method, and using only the resistive leakage current in the calculated value, it is divided into normal, caution and danger stages,
Short circuit, poor contact and insulation deterioration,
It is judged by the size, severity, duration, and frequency of symptoms,
It is determined by waveform analysis of the voltage signal, current signal, leakage current signal, and Rogowski coil signal detected by the sensor unit 10 used as input signals to determine short circuit, contact failure, and insulation deterioration, and the waveform analysis is analyzed in full-wave or half-wave units, and if the frequency used is 60Hz, it is analyzed as a real-time value of less than 30 full-waves or less than 60 half-waves, and if the frequency used is 50Hz, less than 25 full-waves or less than 50 By analyzing the real-time value of the half-wave of the target, regardless of the frequency used, the circuit breaker operation time is within 0.5 seconds,
overheating,
The temperature inside and around the electrical equipment or the temperature of the PCB is detected, and when it exceeds the preset value, it is judged as overtemperature.
The signal comparison unit 50,
Deviation is calculated by mutually comparing a plurality of waveforms generated and detected by the voltage detection sensor, and deviation is calculated and calculated by mutually comparing the waveforms generated and detected by the current detection sensors of the power and load-side lines, and generated and detected by the leakage current detection sensor. The calculated waveforms are mutually compared to calculate deviations, and each calculated deviation is divided into half-wave or full-wave units or section units and transmitted to the signal analysis unit 60,
The signal analysis unit 60,
The signal comparator 50 analyzes whether an event occurs according to the deviation of the compared waveform, and analyzes the waveform size of the signal where the event occurs and the number of occurrences of the event in real time,
The event generating unit 80,
If the overcurrent or leakage current exceeds the set value, or if it is judged to be a short circuit or poor contact, or if the temperature exceeds the set value, a corresponding event signal is generated according to the respective judgment result, and the display unit 90 and the communication unit 100 It is configured so that the power breaker is operated and the power is cut off, including a signal for blocking and operating the power breaker when necessary,
Since the sensor unit 10 compares and analyzes the waveforms of signals without a phase difference to make a decision, it is possible to reduce errors due to the phase difference of the input signal in the judgment process, and to reduce calculation errors performed when comparing, analyzing, and determining waveforms. IoT-based electrical safety remote inspection and control device using a sensor unit without phase difference, characterized in that it is configured to reduce.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 원격 점검 및 제어장치(1)는,
상기 센서유닛(10)이 일체 또는 분리형으로 구성되거나, 또는 단상 및 3상용으로 구성되는 것을 특징으로 하는 위상차 없는 센서유닛을 이용한 사물인터넷 기반의 전기안전 원격 점검 및 제어장치.
The method of claim 1,
The remote inspection and control device 1,
The IoT-based electrical safety remote inspection and control device using a sensor unit without a phase difference, characterized in that the sensor unit (10) is configured as an integral or separate type, or configured for single-phase and three-phase.
삭제delete
KR1020220079544A 2022-06-29 2022-06-29 IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit KR102513647B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220079544A KR102513647B1 (en) 2022-06-29 2022-06-29 IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220079544A KR102513647B1 (en) 2022-06-29 2022-06-29 IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102513647B1 true KR102513647B1 (en) 2023-03-24

Family

ID=85872786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220079544A KR102513647B1 (en) 2022-06-29 2022-06-29 IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102513647B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117829083A (en) * 2024-03-01 2024-04-05 上海励驰半导体有限公司 Routing method and device based on neural network, electronic equipment and storage medium
KR102668925B1 (en) 2023-09-27 2024-05-24 에이펙스인텍 주식회사 IoT-based electrical safety remote access device inspection system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101184996B1 (en) * 2011-02-11 2012-10-19 주식회사 베스텍 A image converter combined with a converter
KR101597096B1 (en) * 2015-08-17 2016-02-24 (주)세풍전기 Real-time remote measurement of vibration and leakage currents and switchboards with external intrusion prevention and data storage
KR101801169B1 (en) 2016-04-01 2017-11-24 (주)와이제이솔루션 Power distribution system for integrating management based on IOT
KR101852850B1 (en) 2017-04-04 2018-04-27 (주)설악전기 Remote maintenance and management system for internet of things distributing board, and method thereof
KR101855634B1 (en) 2017-12-19 2018-05-04 김인철 Saving power and power shut off system of iot intelligent by central controller
KR20180054246A (en) 2016-11-15 2018-05-24 디지털파워넷 주식회사 Arc dual standby power automatic shutdown receptacle including overload that enables real-time remote monitoring based on IoT
KR102043441B1 (en) 2017-02-21 2019-11-12 주식회사 티팩토리 IoT-based Smart Distribution Panelboard Control Apparatus for Mobile Communication
WO2020022255A1 (en) * 2018-07-23 2020-01-30 日本電気株式会社 Measuring device, and voltage generating method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101184996B1 (en) * 2011-02-11 2012-10-19 주식회사 베스텍 A image converter combined with a converter
KR101597096B1 (en) * 2015-08-17 2016-02-24 (주)세풍전기 Real-time remote measurement of vibration and leakage currents and switchboards with external intrusion prevention and data storage
KR101801169B1 (en) 2016-04-01 2017-11-24 (주)와이제이솔루션 Power distribution system for integrating management based on IOT
KR20180054246A (en) 2016-11-15 2018-05-24 디지털파워넷 주식회사 Arc dual standby power automatic shutdown receptacle including overload that enables real-time remote monitoring based on IoT
KR102043441B1 (en) 2017-02-21 2019-11-12 주식회사 티팩토리 IoT-based Smart Distribution Panelboard Control Apparatus for Mobile Communication
KR101852850B1 (en) 2017-04-04 2018-04-27 (주)설악전기 Remote maintenance and management system for internet of things distributing board, and method thereof
KR101855634B1 (en) 2017-12-19 2018-05-04 김인철 Saving power and power shut off system of iot intelligent by central controller
WO2020022255A1 (en) * 2018-07-23 2020-01-30 日本電気株式会社 Measuring device, and voltage generating method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102668925B1 (en) 2023-09-27 2024-05-24 에이펙스인텍 주식회사 IoT-based electrical safety remote access device inspection system
CN117829083A (en) * 2024-03-01 2024-04-05 上海励驰半导体有限公司 Routing method and device based on neural network, electronic equipment and storage medium
CN117829083B (en) * 2024-03-01 2024-05-28 上海励驰半导体有限公司 Routing method and device based on neural network, electronic equipment and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102513647B1 (en) IoT-based electric safety remote inspection and control device using a phase difference-free sensor unit
US8566047B2 (en) Electrical anomaly detection method and system
JP2022110102A (en) Arc detection and prevention in power generation system
WO2017221493A1 (en) Dc electric circuit protection device and arc detection method
JPWO2017221493A1 (en) DC electric circuit protection device and arc detection method
KR20180070208A (en) Abnormality detection system of power line and distribution facility
KR102472880B1 (en) Power loss and fire diagnosis system of electric power equipment
KR101713076B1 (en) Measuring value and operating state indicating system for protection function of protective relay
KR101904813B1 (en) Apparatus and method for diagnosing seral arc of electrical equipment using smart distribution board
KR100305921B1 (en) Test equipment for making of ground and short in a distribution system
KR102435800B1 (en) Deterioration and power abnormality diagnosis system of switchgear
KR101412498B1 (en) Deterioration Diagnosis Device for Switchboard using Overload and Leakage current
KR101535923B1 (en) An electric distributing board with diagnosis function of electric power quality through monitoring carbonization of power cable and dischare of power apparatus connecting parts
KR20170101680A (en) Internet of Things (IoT) based on the combined arc overload blocking device for electric fire prevention
KR20210008758A (en) Disaster Prevention Status Alarm System for Power Equipment in Power plants
KR101336045B1 (en) An active insulation resistance measurement for non-interrupting electric power of a distribution board and a switchboard
US20160370414A1 (en) Method and device for detecting a fault in an electrical network
KR101064673B1 (en) An apparatus and method for measuring contact resistances of main circuit in a gas insulated switchgear
KR101485050B1 (en) rcabinet panel emote monitoring DC-DC
KR102309414B1 (en) Distribution line fault information collecting device and system including the same
KR20140106099A (en) Change of spring elasticity test method using switch for transmission or supply device of electric power and machine therefor
JP5903143B1 (en) Disconnection detection apparatus and method
KR102026644B1 (en) Apparatus for detecting disconnection position of power distribution line using phase current deviation and the method thereof
KR101020038B1 (en) Motor controlling board for detecting electrical loose contact and arc
KR100882786B1 (en) Protection system with thermal detection sensor for a electric power equipment

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant