KR102515575B1 - 송전선의 손상상태를 확인하는 자기장 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공장애표시구에 의한 송전선의 손상상태를 확인하기 위한 자기장 측정장치에 있어서, 송전선의 길이방향으로 일정거리 이격된 두 개 이상의 자기장 센서, 상기 자기장 센서가 삽입 고정되는 바디를 포함하며 상기 바디를 송전선을 따라 이동하며 상기 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치에 관한 것이다.

Description

송전선의 손상상태를 확인하는 자기장 측정장치 및 측정방법{MAGNETIC MEASURING DEVICE AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 송전선의 손상상태를 확인하는 자기장 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 상세하게는 자기장 센서를 이용하여 항공장애표시구에 의한 송전선의 손상상태를 측정하는 자기장 측정장치 및 측정방법이다.

송전선에 설치되는 항공장애표시구는 주간에 항공기 운전자에게 송전선로가 있다는 것을 알려주기 위한 것으로써 충돌위험 등 돌발상황을 회피하기 위한 시설물이다.

송전선은 알루미늄피복강심알루미늄연선(ACSR/AW)[Concentric-Lay-Stranded Aluminum Conductors Aluminum-Clad Steel Reinforced]으로 항공장애표시구와 접하는 송전선의 양단은 자중에 의한 인장력, 자연현상에 의한 수축팽창, 풍압의 영향에 의한 반복 굽힘현상으로 응력(스트레스)이 집중되어 송전선 내부 보강용 소선강심과 외부 알루미늄연선이 변형 또는 절단되는 결함이 발생한다.

일반적으로 항공장애표시구가 설치된 송전선의 점검은 송전검사원이 직접 접근하여 손상상태를 육안으로 점검하고 있으나, 항공장애표시구와 접하는 송전선의 양단에서 송전선의 내부 강심 중 일부 소선강심이 늘어나거나 끊어지는 손상, 또는 외부 알루미늄연선이 늘어나거나 끊어지는 현상이 발생할 경우에도 항공장애표시구의 결합부가 손상부위를 덮고 있어 육안으로 손상상태 점검과 검출이 불가능한 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 송전선의 손상부위의 자기장변화를 검출하여 손상상태 및 절단상태를 측정할 수 있는 자기장 측정장치 및 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 송전선 내부에 있는 소선강심은 자성체재질로 제작된 소선으로 응력이 발생할 경우 자기장의 변화가 비가역적으로 발생하는 자기-탄성효과가 존재한다. 특히 송전선의 경우 풍향의 크기와 방향의 변화, 외부온도의 변화 등으로 반복하중과 피로현상의 누적으로 자기탄성효과에 의한 손상발생부위의 자기장 크기가 더욱 증가하고 이러한 자기장의 크기를 비파괴적으로 검출하여 손상부위를 조기에 검출하여 파급손상현상을 예방하는 자기장 측정장치 및 측정방법을 제공하고자 한다.

아울러 종래와 같이 검사자가 육안점검으로 발견할 수 없는 항공장애표시구와 송전선의 인접부에서 내부손상 발생할 경우, 자기장 측정장치로 손상상태의 검출과 위치를 측정하여 송전선의 건전성 검사범위 한계를 해결하기 위한 수단을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 항공장애표시구에 의한 송전선의 손상상태를 확인하기 위한 자기장 측정장치에 있어서, 송전선의 길이방향으로 일정거리 이격된 두 개 이상의 자기장 센서, 자기장 센서가 삽입 고정되는 바디를 포함하며, 바디를 송전선을 따라 이동하며 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치이다.

본 발명에 따르면 항공장애표시구와 송전선의 접속부 및 인접부의 응력(스트레스)집중에 의한 인장이나 굽힘, 수축팽창 등 불균일하게 발생되는 자기장의 크기를 정량적으로 측정하여, 열화, 균열, 절손 등을 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 자기장(플럭스게이트)센서를 이용하여 항공장애표시구 인접지점까지 송전선 및 항공장애표시구의 결합부를 감싸며 자기장의 크기를 연속적으로 측정할 수 있어, 측정이 어려운 항공장애표시구의 인접부의 송전선도 공구를 제거하지 않고 내부 결함을 신속하고 원활하게 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자기장 측정장치의 구성 및 측정방법을 보여주는 개략도(부분 확대도)이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기장 측정장치의 사시도(a)와 측면도(b)이다.
도 3은 송전선의 손상상태의 사진과 그에 따른 자기장의 변화를 보여주는 그래프이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 항공장애표시구(500)에 의한 송전선의 손상상태를 확인하기 위한 자기장 측정장치에 있어서, 송전선의 길이방향으로 일정거리 이격된 두 개 이상의 자기장 센서(100), 상기 자기장 센서가 삽입 고정되는 바디(200)를 포함하며 상기 바디를 송전선(600)을 따라 이동하며 상기 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자기장 측정장치의 구성 및 측정방법을 보여주는 개략도(부분 확대도)이고, 도 2는 상기 자기장 측정장치의 사시도(a)와 측면도(b)이다. 도 1과 도 2를 참고하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 자기장 센서(100)는 플럭스 게이트 센서일 수 있다.

상기 바디(200)는 상기 송전선을 감싸도록 내측이 반원기둥 형상으로 형성된 제1바디(210), 상기 항공장애표시구의 결합부(510)를 감싸도록 내측이 반원기둥 형상으로 형성된 제2바디(220)를 포함하며 상기 제1바디의 선단에 상기 제2바디가 위치한다.

상기 자기장 측정장치는 상기 바디(200)에 장착되어 상기 바디의 이동을 돕는 손잡이(300), 상기 송전선의 손상위치를 측정하는 인코더(400), 상기 측정장치에 의해 측정된 측정데이터가 전송되는 제어부를 더 포함한다. 상기 인코더와 상기 제어부는 케이블로 연결될 수 있다.

상기 자기장 센서(100)는 상기 제1바디(210)의 선단에 고정되는 제1센서 유닛(110), 상기 제2바디(220)의 선단에 고정되는 제2센서 유닛(120)을 포함하며 상기 제1센서 유닛과 상기 제2센서 유닛은 상기 송전선(600)의 길이방향으로 등거리 이격되어 위치하며, 상기 제1센서 유닛과 상기 제2센서 유닛은 각각 상기 송전선의 중심축을 향하며 상기 송전선의 둘레방향으로 등거리 이격되어 위치한다.

다음은 상기 자기장 측정장치를 이용한 자기장 측정방법으로, 상기 송전선(600)을 따라 항공장애표시구(500) 방향으로 상기 자기장 측정장치를 이동시키는 이동단계(S100), 상기 자기장 측정장치로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 측정단계(S200), 상기 측정단계에서 취득한 측정데이터를 상기 제어부로 송신하는 송신단계(S300)를 포함하며, 상기 측정단계는 자기장 센서(100)로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 측정단계(S200)는 상기 제2센서 유닛(120)으로 상기 송전선(600)의 손상 시작점을 검출하고 상기 제1센서 유닛(110)으로 상기 송전선의 손상 종료점을 검출하는 손상길이 측정단계(S210)와 상기 인코더(400)에 의해 상기 손상 시작점에서 상기 항공장애표시구의 결합부(510)까지의 길이를 측정하여 상기 송전선의 손상위치를 측정하는 손상위치 측정단계(S220)를 포함하며 상기 손상길이 측정단계와 상기 손상위치 측정단계는 동시에 진행된다.

상기 제2바디(220)의 길이(D1)은 상기 항공장애표시구의 결합부의 길이(D2)보다 길거나 같다.

도 3은 송전선의 손상상태의 사진과 그에 따른 자기장의 변화을 보여주는 그래프이다. 도 3과 같이 송전선(600)의 소선의 손상상태에 따라 자기장의 크기는 불규칙하게 나타난다. 송전선(600)의 내부 소선의 일부가 절단된 상태일 때(도 3, 좌측)와 상기 소선이 완전히 절단된 상태일 때(도 3, 우측)는 상기 전자파는 불규칙하고 급격하게 변하는 현상을 보인다. 반면 송전선의 정상부위(도 3, 중간)에서는 상기 자기장이 불규칙한 변화 없이 안정적인 것을 확인할 수 있다. 본 발명은 이러한 자기장의 성질을 이용하여 육안으로 확인할 수 없는 송전선의 손상부위를 측정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

또한, 상기 제1센서 유닛(110)과 상기 제2센서 유닛(120)은 측정하고자 하는 상기 송전선(600)의 원주방향으로 배치되어 있기 때문에 상기 송전선(600)의 각각의 소선이 일부 절단되었을 때 절단위치의 센서와 인접위치의 센서에 의해 취득되는 자기장의 변화가 별도로 검출되기 때문에 상기 송전선(600)의 일부 절단 또는 전체 절단을 센서에서 검출되는 신호의 개수로 판정이 가능하며, 이로써 부분손상과 전체손상 여부를 검출할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 자기장 센서
200 : 바디
300 : 손잡이
400 : 인코더
500 : 항공장애표시구
600 : 송전선
110 : 제1센서 유닛
120 : 제2센서 유닛
210 : 제1바디
220 : 제2바디
510 : 항공장애표시구 결합부
D1 : 제2바디 길이
D2 : 항공장애표시구 결합부 길이

Claims (8)

1. 항공장애표시구가 설치된 송전선의 손상상태를 확인하기 위한 자기장 측정장치에 있어서,
   상기 송전선의 길이방향으로 일정거리 이격된 두 개 이상의 자기장 센서;
   상기 자기장 센서가 삽입 고정되는 바디; 를 포함하고,
   상기 바디는, 상기 송전선을 감싸도록 내측이 반원기둥 형상인 제1바디;와
   항공장애표시구의 결합부를 감싸도록 내측이 반원기둥 형상인 제2바디;를
   포함하며,
   상기 자기장 센서는, 상기 제1바디의 선단에 고정되어 상기 송전선의 손상 종료점을 검출하는 제1센서 유닛;과
   상기 제2바디의 선단에 고정되어 상기 송전선의 손상 시작점을 검출하는 제2센서 유닛; 을 포함하며,
   상기 제1센서 유닛과 상기 제2센서 유닛은 상기 송전선의 길이방향으로 이격되어 위치하여, 상기 손상 시작점 및 손상 종료점으로부터 손상 길이를 측정하도록 되고, 또한 상기 손상 시작점에서 상기 항공장애표시구의 결합부까지의 길이를 측정하여 상기 송전선의 손상위치를 측정하도록 되며,
   상기 바디가 송전선을 따라 이동하며 상기 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상길이 및 손상 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2바디는 상기 제1바디의 선단에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 자기장 측정장치는
   상기 바디에 장착되어 상기 바디의 이동을 돕는 손잡이;
   상기 송전선의 손상위치를 측정하는 인코더;
   상기 측정장치에 의해 측정된 측정데이터가 전송되는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2바디의 길이는 상기 항공장애표시구의 결합부의 길이보다 길거나 같은 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1센서 유닛은
   상기 송전선의 중심축을 향하며 상기 송전선의 둘레방향으로 등거리 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2센서 유닛은
   상기 송전선의 중심축을 향하며 상기 송전선의 둘레방향으로 등거리 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 자기장 측정장치를 이용한 자기장 측정방법에 있어서,
   송전선을 따라 항공장애표시구 방향으로 자기장 측정장치를 이동시키는 이동단계;
   상기 자기장 측정장치로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 측정단계;
   상기 측정단계에서 취득한 측정데이터를 제어부로 송신하는 송신단계; 를 포함하며
   상기 측정단계는 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 측정단계는
   제2센서 유닛으로 상기 송전선의 손상 시작점을 검출하고 제1센서 유닛으로 상기 송전선의 손상 종료점을 검출하는 손상길이 측정단계;
   인코더에 의해 상기 손상 시작점에서 항공장애표시구의 결합부까지의 길이를 측정하여 상기 송전선의 손상위치를 측정하는 손상위치 측정단계; 를 포함하며
   상기 손상길이 측정단계와 상기 손상위치 측정단계는 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 자기장 측정방법.

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