KR102532518B1 - 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치 - Google Patents

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Abstract

변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치는 지하에 매설되는 지중 케이블에서 발생되는 이상 전류, 화재, 습도 상태를 감지하여 지중 케이블을 외부로 이동시켜 지중 케이블의 파손, 전소 문제를 빠르게 복구할 수 있다.
본 발명은 변압기를 지하에 매설 시 발생하는 지중 케이블, 변압기에서 발생되는 열 방출이나 습기 제거를 위하여 압축공기의 분사나 오수 배출을 용이하게 하여 변압기가 지하에 매설될 수 있는 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 지중 케이블과 변압기가 지중에 매설되는 경우, 화재가 발생하는 경우, 초기에 화재 발생을 감지하여 화재 스팟으로 불활성 가스를 분사하고, 필요에 따라 지중 케이블을 외부로 노출시켜 고장을 미연에 방지할 수 있고, 이에 따라 지중 케이블, 변압기 파손으로 인한 피해 확산을 방지할 수 있다.

Description

변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치{Fixing Apparatus for Underground Cable Installed Transformer}
본 발명은 변전 기술 분야 중 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 지하에 매설되어 변전소와 연결되는 지중 케이블에서 발생되는 이상 전류, 화재, 습도 상태를 감지하여 지중 케이블을 외부로 이동시켜 지중 케이블의 파손, 전소 문제를 빠르게 복구하는 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 전기선이나 통신선 등의 전선은 통상적으로 전주를 이용하여 공중 설치되는 것이 보편적이었다. 그러나 상기와 같은 전주와 공중의 전선으로 인해 도시 미관을 해치는 문제점으로 인해 지중 매설 형태의 지중 케이블로 교체 시공하거나 신설 시공하는 추세이다.
한편, 발전소에서 생산된 전력은 고압으로 변환된 후 변전소로 전달되고, 변전소에서 비교적 낮은 전압으로 변환되어 다시 전달되는 과정을 반복한다. 변전소는 일반적으로 도시나 공단 등 인근에 위치하고 미관 보호를 위하여 지중에 매설된 케이블에 연결되어 전달되는 것이 보통이다.
이하의 설명에서 지하와 지중은 같은 의미이고 문맥에 적합하게 선택적으로 사용하기로 한다.
일반적으로 기존의 지중 케이블 시공법에는 직매식과 관로식 그리고 전력구식으로 크게 나눌 수 있다.
직매식과 관로식은 전선관의 사용 유무에 따라 다를 뿐 그 시공형태가 유사하다.
지중 케이블은 지중에 매설되기 때문에 습도로 인하여 케이블 자체에 문제가 발생하거나, 외부 가압으로 피복이 벗겨져 화재가 발생하여도 외부에서 감지하기 어려우며, 지중 케이블 결합된 모든 장치가 전소될 때까지 파악하기 어려운 문제점이 있다.
지중에 매설된 지중 케이블은 다양한 문제가 발생하여도 문제가 발생된 영역을 ?O기도 어렵고, 빠른 복구를 기대하기 어려운 것이 현실이다.
따라서, 변압기에 연결된 지중 케이블은 케이블에 문제가 발생하면, 변압기의 손상으로 인하여 주변 상가와 주택에 전기 공급이 중단되는 사태가 발생할 수도 있다.
대한민국 특허등록번호 제10-2292482호(등록일: 2021년 08월 17일), 발명의 명칭: "지중배전선로의 케이블 고정장치"
이와 같은 종래기술의 문제점과 필요성을 해결하기 위하여, 본 발명은 지하에 매설되는 지중 케이블에서 발생되는 이상 전류, 화재, 습도 상태를 감지하여 지중 케이블을 외부로 이동시켜 지중 케이블의 파손, 전소 문제를 빠르게 복구하는 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치(100)은 지중 케이블(102)를 탑재한 케이블지지대(103)가 지중 매설된 케이블 맨홀(101); 상기 케이블 맨홀(101)의 천장면이 슬라이딩 개폐되는 구조로 천장면을 좌우측에 길이 방향의 제1 랙기어(124)와 제2 랙기어(134)로 형성하고, 상기 제1, 2 랙기어(124, 134)에 서로 맞물려 기어 치합하는 제1, 2 피니언기어(125, 135)를 격벽(122, 132)의 일측에 결합하고, 상기 제1, 2 피니언기어(125, 135)의 회전축(미도시)에 제1 구동모터(126)와 제2 구동모터(136)를 결합하는 제1 도어구조체(120)와 제2 도어구조체(130); 상기 지중 케이블(102)를 탑재한 케이블지지대(103)의 후면에 형성되고, 위쪽으로 길게 연장되어 있는 직육면체 형상의 베이스 본체(111)와, 상기 베이스 본체(111)는 중공부(111a)의 중심에 제1 스크류(115)가 수직으로 세워지고, 상기 제1 스크류(115)의 하단에 제1 베벨기어(117)를 결합하고, 상기 제1 베벨기어(117)에 수직 방향으로 제2 베벨기어(118)를 기어 치합되어 맞물려 있고, 상기 제2 베벨기어(118)를 구동모터(119a)의 회전축(119)에 결합하고, 상기 제1 스크류(115)는 길이 방향으로 길게 형성하여 일정 형상의 제1 이동블록부(116)를 관통하여 결합하고, 상기 제1 이동블록부(116)는 일측면으로부터 연장되어 상기 케이블지지대(103)를 탑재하는 평판 형태의 안착부(116a)를 결합하는 리프트 모듈(110); 상기 지중 케이블(102)에 끼워지는 링 형태의 링결착구(210)와, 상기 지중 케이블(102)에서 감지된 이상 전류에 따라 전류를 센싱하여 센싱된 전류값을 제어부(107)로 전송하는 컨트롤러(230)로 이루어진 전류 감지 센서장치(200); 및 상기 전류 감지 센서장치(200)로부터 수신된 상기 지중 케이블(102)의 이상 전류가 기설정된 기준 전류 레벨별로 이상 여부를 판단하고, 화재 발생 가능성이 높은 전류 레벨인 경우, 상기 제1 구동모터(126)와 상기 제2 구동모터(136)에 모터 구동 신호를 전송하고, 이에 따라 상기 제1 랙기어(124)와 상기 제2 랙기어(134)가 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 이동하고, 상기 케이블 맨홀(101)의 천장면을 개방되고, 이어서, 모터 구동 신호를 생성하여 상기 구동모터(119a)로 전송하고, 상기 제1 스크류(115)가 회전되면, 상기 제1 이동블록부(116)와 안착부(116a)는 상기 제1 스크류(115)을 따라 상승하여 상기 지중 케이블(102)이 상기 케이블 맨홀(101)의 개방된 천장면을 통과하여 외부로 노출된다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 지중 케이블에서 발생되는 이상 전류, 화재, 습도 상태를 감지하여 지중 케이블을 외부로 이동시켜 지중 케이블의 파손, 전소 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 변압기를 지하에 매설 시 발생하는 지중 케이블, 변압기에서 발생되는 열 방출이나 습기 제거를 위하여 압축공기의 분사나 오수 배출을 용이하게 하여 변압기가 지하에 매설될 수 있는 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 지중 케이블과 변압기가 지중에 매설되는 경우, 화재가 발생하는 경우, 초기에 화재 발생을 감지하여 화재 스팟으로 불활성 가스를 분사하고, 필요에 따라 지중 케이블을 외부로 노출시켜 고장을 미연에 방지할 수 있고, 이에 따라 지중 케이블, 변압기 파손으로 인한 피해 확산을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신도시 지중배전선로에 접속된 변압기 화재 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지중 케이블 모듈을 승하강하는 리프트 모듈의 구성을 나타낸 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 전기적으로 연결된 구성장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전류 감지 센서장치의 구성을 나타낸 도면이다.
그리고
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화재 신호를 감지하여 화재를 진압할 수 있는 내부 장치를 설명하기 위한 도면이다.
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.
지중에 매설된 지중 케이블은 다양한 문제가 발생하여도 문제가 발생된 영역을 ?O기도 어렵고, 변압기에 연결된 지중 케이블은 케이블에 문제가 발생하면, 변압기의 손상으로 인하여 주변 상가와 주택에 전기 공급이 중단되는 사태가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 지중 케이블에서 발생되는 이상 전류, 화재, 습도 상태를 감지하여 지중 케이블을 외부로 이동시켜 지중 케이블의 파손, 전소 문제를 빠르게 복구하는 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치를 제공한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지중 케이블 모듈을 승하강하는 리프트 모듈의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 전기적으로 연결된 구성장치를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전류 감지 센서장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치(100)은 지중 케이블(102)이 케이블지지대(103)에 거치되어 케이블 맨홀(101)에 지중 매설된다.
지중 케이블(102)은 변압기(미도시) 일측에 서로 접속된 상태를 갖는다.
그레이티 설치대(104)는 지중 케이블(102)에 대한 설치 바닥면의 역할을 수행하고, 이와 동시에 그레이팅 자체의 복수의 격자 패널로 인해 우수한 배수 작용을 수행한다.
지중 케이블(102)의 주변에 우수가 유입되는 경우, 그 침출수 및 우수는 그레이팅 설치대(104)를 통해 하부의 저수공간(160)으로 낙하되고, 배수관(161)을 통해 집수정(미도시)으로 흘러 배출된다.
리프트 모듈(110)은 지중 케이블(102)를 탑재한 케이블지지대(103)의 후면에 형성되어 지중 케이블(102)를 지지하고, 위쪽으로 길게 연장되어 있는 직육면체 형상의 베이스 본체(111)를 포함한다.
리프트 모듈(110)은 베이스 본체(111)로부터 하단에서 좌우 방향으로 연장되는 바(Bar) 형상의 제1 지지대(112)를 형성하고, 제1 지지대(112)의 양끝단에서 직각으로 절곡하여 지중 케이블(102)의 둘레를 감싸는 형태의 제2 지지대(113)와 제3 지지대(114)를 형성한다.
베이스 본체(111)는 상하 이동장치가 배치되어 상하 방향으로 상승과 하강할 수 있는 비어 있는 공간인 중공부(111a)를 형성한다.
베이스 본체(111)는 중공부(111a)의 중심에 제1 스크류(115)가 수직으로 세워지고, 제1 스크류(115)의 하단에 제1 베벨기어(117)를 결합하고, 제1 베벨기어(117)에 수직 방향으로 제2 베벨기어(118)를 기어 치합되어 맞물려 있고, 제2 베벨기어(118)를 구동모터(119a)의 회전축(119)에 결합한다.
제1 스크류(115)는 직선 형상으로 일정한 길이로 형성하고, 제1 이동블록부(116)를 관통하도록 길이 방향으로 길게 형성된다.
제1 스크류(115)는 길이 방향으로 길게 형성하여 일정 형상의 제1 이동블록부(115)를 관통하여 결합한다.
제1 스크류(115)는 둘레 방향을 따라 나사홈이 전조 또는 연삭 방식으로 가공된다.
제1 이동블록부(116)는 내부에 너트부(미도시)를 형성하고, 제1 스크류(115)가 너트부의 중심 부분을 관통하여 결합된다.
제1 이동블록부(116)의 너트부는 중심 부분을 제1 스크류(115)가 결합되도록 전후면을 관통하는 관통공을 형성하고, 관통공의 내주면에 제1 스크류(115)의 외주면에 형성된 나사홈과 대응하는 나사산이 형성된다.
제1 스크류(115)는 제1 이동블록부(116)의 너트부의 관통공에 끼워져서 나사홈과 나사산이 나사 결합을 한다.
제1 이동블록부(116)는 일측면으로부터 연장되어 평판 형태의 안착부(116a)를 결합한다.
안착부(116a)는 직육면체 형상으로 제2 지지대(113)와 제3 지지대(114)의 사이의 공간에 배치되고, 상부면에 케이블지지대(103)를 탑재한다.
구동모터(119a)의 구동에 따라 제1 스크류(115)가 회전되면, 제1 이동블록부(116)와 안착부(116a)는 제1 스크류(115)을 따라 승강 또는 하강할 수 있다.
케이블 맨홀(101)은 양쪽의 내측벽에 상하 방향의 제1 측부 분사 수단과 제2 측부 분사 수단이 설치되고, 제1 측부 분사 수단은 일정한 간격마다 불활성 가스를 분사하는 제1 분사 노즐(141)이 형성되며, 제2 측부 분사 수단은 일정한 간격마다 불활성 가스를 분사하는 제2 분사 노즐(151)이 형성된다.
제1 분사 노즐(141)은 끝단으로 갈수록 상부 방향으로 기울어진 형태의 제1 노즐구(141a)와 끝단으로 갈수록 수평 방향으로 형성된 제2 노즐구(141b) 및 끝단으로 갈수록 하부 방향으로 기울어진 형태의 제3 노즐구(141c)를 포함하고, 제1 노즐구(141a), 제2 노즐구(141b), 제3 노즐구(141c)로부터 연장되어 일측에서 타측으로 갈수록 직경이 넓어지는 배출구(141d)를 형성한다.
제2 분사 노즐(151)은 제1 분사 노즐(141)과 동일한 구조로 형성된다.
이러한 노즐 구조로 인하여 제1 분사 노즐(141)과 제2 분사 노즐(151)은 불활성 가스 분사의 각도를 다양하게 구성하여 케이블 맨홀(101)의 내부 공간 전체에 분무하도록 한다.
제1 분사 노즐(141)은 일면에 제1 분사 통로(142)를 결합하여 연통되어 있다. 제2 분사 노즐(151)은 일면에 제2 분사 통로(152)를 결합하여 연통되어 있다.
제1 분사 통로(142)에는 불활성 가스를 공급하는 제1 가스탱크(144a)에 연결하고, 제2 분사 통로(152)에는 불활성 가스를 공급하는 제2 가스탱크(154a)에 연결한다.
제1 압축 공기 공급부(140)는 제1 공기탱크(144) 및 제1 송풍기(147)를 포함한다. 제2 압축 공기 공급부(150)는 제2 공기탱크(154) 및 제2 송풍기(157)를 포함한다.
제1 공기탱크(144)는 공기를 일정 압력으로 압축할 수 있는 제1 공기 압축기(미도시)를 구비하고, 압축공기를 저장하고 있다.
제2 공기탱크(154)는 공기를 일정 압력으로 압축할 수 있는 제2 공기 압축기(미도시)를 구비하고, 압축공기를 저장하고 있다.
제1 가스탱크(144a)는 화재를 진압하기 위한 불활성 가스를 저장하고, 제1 분사 통로(142)와 제1 통로(143)에 의해 연결되어 있고, 제2 가스탱크(154a)는 화재를 진압하기 위한 불활성 가스를 저장하고, 제2 분사 통로(152)와 제2 통로(153)에 의해 연결되어 있다.
제1 통로(143)에는 통로 상에 불활성 가스를 선택적으로 공급할 수 있는 제1 토출량 제어밸브(145)가 설치된다.
제2 통로(153)에는 통로 상에 불활성 가스를 선택적으로 공급할 수 있는 제2 토출량 제어밸브(155)가 설치된다.
제1, 2 송풍기(147, 157)는 공기를 흡입하는 팬(미도시)과, 팬의 회전축에 결합하여 회전력을 발생시켜 제공하는 모터(미도시)를 포함한다.
제1 송풍기(147)의 유입측은 외부에 연통되는 제1 배기덕트(147a)에 연결되고, 제1 송풍기(147)의 배출측은 제1 공기탱크(144)의 일측에 제1 연결덕트(146)와 연결한다.
제1 송풍기(147)는 제1 연결덕트(146)에 의해 제1 공기탱크(144)에 공기를 공급하는 역할을 수행한다.
제1 공기탱크(144)는 케이브 맨홀(101)에 공기를 공급하며, 일정한 압력으로 공기를 충전하는 역할을 수행한다.
제1 공기탱크(144)는 공기를 흐르는 제3 공기 통로(148)에 의해 저수공간(160)과 연결된다. 제3 공기 통로(148)는 저수공간(160)를 관통하고, 제3 공기 통로(148) 상에 공기를 선택적으로 공급할 수 있는 제3 토출량 제어밸브(149)가 설치된다.
저수공간(160)을 관통한 제3 공기 통로(148)의 끝단에는 일정 각도로 비스듬하게 형성되어 압축공기를 저수공간(160)의 내측면에 분사하도록 하는 제1 분사구(148a)를 포함한다.
제2 공기탱크(154)는 공기를 흐르는 제4 공기 통로(158)에 의해 저수공간(160)과 연결된다. 제4 공기 통로(158)는 저수공간(160)를 관통하고, 제4 공기 통로(158) 상에 공기를 선택적으로 공급할 수 있는 제4 토출량 제어밸브(159)가 설치된다.
저수공간(160)을 관통한 제4 공기 통로(158)의 끝단에는 일정 각도로 비스듬하게 형성되어 압축공기를 저수공간(160)의 내측 벽면에 분사하도록 하는 제2 분사구(158a)를 포함한다.
제1 분사구(148a)와 제2 분사구(158a)의 형태는 저수공간(160)에 쌓인 침출수나 오수, 기타 쓰레기 등이 내려가지 않는 것을 방지하기 위하여 저수공간(160)의 내측 벽면에 공기를 강하게 분사한다.
제2 송풍기(157)의 유입측은 외부에 연통되는 제2 배기덕트(157a)에 연결되고, 제2 송풍기(157)의 배출측은 제2 공기탱크(154)의 일측에 제2 연결덕트(156)와 연결한다.
제2 송풍기(157)는 제2 연결덕트(156)에 의해 제2 공기탱크(154)에 공기를 공급하는 역할을 수행한다.
제2 공기탱크(154)는 케이브 맨홀(101)에 공기를 공급하며, 일정한 압력으로 공기를 충전하는 역할을 수행한다.
제1 토출량 제어밸브(145), 제2 토출량 제어밸브(155), 제3 토출량 제어밸브(149) 및 제4 토출량 제어밸브(159)는 솔레노이드 밸브의 형태로 구성하나, 이에 한정되지 않으며, 에어 펌프 등 다양한 수단으로 구성할 수 있다.
케이블 맨홀(101)은 천장면이 슬라이딩 개폐되는 구조로 제1 도어구조체(120)와 제2 도어구조체(130)를 포함한다.
제1 도어구조체(120)는 내부에 제1 상부 격벽(121)과 제1 하부 격벽(122)으로 나누어 그 사이에 길이 방향의 일정한 제1 공간부(123)을 형성하고, 제1 공간부(123)에 수평 방향으로 제1 랙기어(124)를 배치하고, 제1 랙기어(124)에 서로 맞물려 기어 치합하는 제1 피니언기어(125)를 제1 하부 격벽(122)의 일측에 결합하고, 제1 피니언기어(125)의 회전축(미도시)에 제1 구동모터(126)를 결합한다.
본 발명의 제1 피니언기어(125)는 회전축에 제1 구동모터(126)를 직접 결합하는 구성이지만, 이에 한정하지 않으며, 회전축에 기어박스(미도시)를 결합하고, 기어박스의 일측에 제1 구동모터(126)를 결합하는 구성으로 형성할 수도 있다.
제1 구동모터(126)의 회전에 따라 제1 피니언기어(125)가 회전되고, 제1 랙기어(124)는 제1 피니언기어(125)의 회전에 따라 제1 공간부(123)를 삽입과 이탈을 반복한다.
제2 도어구조체(130)는 내부에 제2 상부 격벽(131)과 제2 하부 격벽(132)으로 나누어 그 사이에 길이 방향의 일정한 제2 공간부(133)을 형성하고, 제2 공간부(133)에 수평 방향으로 제2 랙기어(134)를 배치하고, 제2 랙기어(134)에 서로 맞물려 기어 치합하는 제2 피니언기어(135)를 제2 하부 격벽(132)의 일측에 결합하고, 제2 피니언기어(135)의 회전축(미도시)에 제2 구동모터(136)를 결합한다.
본 발명의 제2 피니언기어(135)는 회전축에 제2 구동모터(136)를 직접 결합하는 구성이지만, 이에 한정하지 않으며, 회전축에 기어박스(미도시)를 결합하고, 기어박스의 일측에 제2 구동모터(136)를 결합하는 구성으로 형성할 수도 있다.
제2 구동모터(136)의 회전에 따라 제2 피니언기어(135)가 회전되고, 제2 랙기어(134)는 제2 피니언기어(135)의 회전에 따라 제2 공간부(133)를 삽입과 이탈을 반복한다.
제1 랙기어(124)와 제2 랙기어(134)는 양쪽으로 슬라이딩하여 케이블 맨홀(101)의 천장면을 개폐한다.
온도센서(105)는 케이블 맨홀(101)의 내부공간의 실내 온도를 측정하는 센서이고, 화재 감지 센서(106)는 케이블 맨홀(101)의 내부공간의 화재 신호를 감지하는 센서이다. 온도센서(105)와 화재 감지 센서(106)는 케이블 맨홀(101)의 내부공간에 다양한 위치에 하나 이상으로 설치할 수 있다.
제어부(107)는 온도센서(105), 화재 감지 센서(106), 디스플레이부(108), 스피커(109), 제1 토출량 제어밸브(145), 제2 토출량 제어밸브(155), 제3 토출량 제어밸브(149) 및 제4 토출량 제어밸브(159), 구동모터(119a), 제1 구동모터(126), 제2 구동모터(136)에 전기적으로 연결되어 있다.
디스플레이부(108)와 스피커(109)는 케이블지지대(103)의 외주면 일측에 설치될 수 있다.
제어부(107)는 온도센서(105)와 화재 감지 센서(106)로부터 온도값과 화재 감지 신호값을 측정하여 주기적으로 저장하고, 온도값과 화재 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상인지 판단한다.
제어부(107)는 온도값과 화재 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 제1 토출량 제어밸브(145)와 제2 토출량 제어밸브(155)로 제어밸브 구동 신호를 전송하여 제1 가스탱크(144a)와 제2 가스탱크(154a)의 불활성 가스가 케이블 맨홀(101)의 내부 공간으로 공급되어 화재를 진압한다.
이어서, 제어부(107)는 온도값과 화재 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 제1 구동모터(126)와 제2 구동모터(136)에 모터 구동 신호를 전송한다. 이에 따라 제1 랙기어(124)와 제2 랙기어(134)가 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 이동하고, 케이블 맨홀(101)의 천장면을 개방한다.
이어서, 제어부(107)는 모터 구동 신호를 생성하여 구동모터(119a)로 전송한다. 이어서, 제1 스크류(115)가 회전되면, 제1 이동블록부(116)와 안착부(116a)는 제1 스크류(115)을 따라 상승한다.
케이블 맨홀(101)의 천장면이 개방되고, 지중 케이블(102)은 외부로 노출될 수 있다.
지중 케이블(102)이 케이블 맨홀(101)의 외부로 이탈되면, 제어부(107)는 디스플레이부(108)를 제어하여 사람들이 접근을 방지하는 경고 신호를 발광 신호로 출력하고, 스피커(109)를 제어하여 위험 신호를 음성 신호로 출력한다. 디스플레이부(108)는 케이블지지대(103)의 측면 일측에 설치될 수 있다.
케이블 맨홀(101)의 천장면이 개방되면, 외부 공기가 케이블 맨홀(101)의 내부 공간으로 유입되어 온도를 조절할 수 있다.
제어부(107)는 제1 공기탱크(144)와 제2 공기탱크(154)의 압력 조절장치(미도시)에 전기적으로 연결되고, 제1 공기탱크(144)와 제2 공기탱크(154)의 압력값을 조정할 수도 있고, 제1 송풍기(147)와 제2 송풍기(157)를 구동시켜 제1 공기탱크(144)와 제2 공기탱크(154)로 공기를 공급할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전류 감지 센서장치(200)는 지중 케이블(102)에 끼워지도록 2개의 반원이 합쳐진 형태로 링 형태의 링결착구(210)와, 작업자가 손으로 누르면 링결착구(210)의 반원이 두 개로 분리되어, 지중 케이블(102)의 둘레에 장착이 용이한 버튼부재(220)와, 지중 케이블(102)에서 감지된 이상 전류에 따라 전류를 센싱하여 센싱된 전류값을 제어부(107)로 전송하는 컨트롤러(230)를 포함한다. 전류 감지 센서장치(200)는 지중 케이블(102)의 주요 포인트에 일정 간격마다 설치될 수 있다.
컨트롤러(230)는 전류의 흐름 상태의 값과 이상 전류시의 값을 기억시켜 고장발생시 데이터를 분석하는데 사용된다.
제어부(107)는 전류 감지 센서장치(200)로부터 수신된 지중 케이블(102)의 이상 전류가 기설정된 기준 전류 레벨별로 이상 여부를 판단한다.
제어부(107)는 화재 발생 가능성이 높은 전류 레벨인 경우, 제1 구동모터(126)와 제2 구동모터(136)에 모터 구동 신호를 전송하고, 이에 따라 제1 랙기어(124)와 제2 랙기어(134)가 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 이동하고, 케이블 맨홀(101)의 천장면을 개방된다. 이어서, 제어부(107)는 모터 구동 신호를 생성하여 구동모터(119a)로 전송하고, 제1 스크류(115)가 회전되면, 제1 이동블록부(116)와 안착부(116a)를 제1 스크류(115)을 따라 상승하여 지중 케이블(102)이 케이블 맨홀(101)의 개방된 천장면을 통과하여 외부로 노출된다.
케이블 맨홀(101)의 천장면이 개방되고, 지중 케이블(102)은 외부로 노출될 수 있다. 추후, 정비사에 의해 지중 케이블(102)의 상태를 점검할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화재 신호를 감지하여 화재를 진압할 수 있는 내부 장치를 설명하기 위한 도면이다.
회전 카메라부(180)는 케이블 맨홀(101)의 상단 일측에 설치되고, 지중 케이블(102)를 탑재한 케이블지지대(103)의 전체 영역을 촬영하여 영상 정보를 획득한다.
회전 카메라부(180)는 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.
카메라 구동부(181)는 회전 카메라부(180)에 전기적으로 연결되어 회전 카메라부(180)로부터 획득한 영상 정보를 영상 처리하여 제어부(107)로 전송한다.
제어부(107)는 객체 탐지부(182)와 연동하여 영상 정보를 분석하여 화재 객체를 탐지한다.
객체 탐지부(182)는 객체 분류를 위해 Softmax가 아닌 다양한 독립 로지스틱을 사용하고, 컨볼루션 레이어를 이용하여 특징 학습이 수행한다.
객체 탐지부(182)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(182)는 영상 정보에서 객체(화재)가 존재할 것으로 추정되는 영역을 추출하고, 추출된 영역으로부터 특징을 나타내는 특징맵을 추출한다.
객체 탐지부(182)는 추출한 특징맵을 기초로 영상에서 화재 객체의 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(185)는 딥러닝 학습부(186), 판별부(187) 및 학습부(188)를 포함한다.
제어부(107)는 딥러닝 학습부(186), 판별부(187) 및 학습부(188)에 전기적으로 연결되어 있다.
저장부(183)는 제어부(107)로부터 객체 탐지부(182)로부터 추출된 다양한 객체 영상을 수신하여 저장한다. 객체 영상은 화재 영상을 포함할 수 있다.
신경망 처리부(185)는 입력으로 객체 영상을 입력하고, 출력으로 객체 영상에 대응하는 화재 결과 정보를 출력할 수 있다.
저장부(183)는 복수의 화재 영상을 딥러닝 기법으로 학습하여 데이터베이스화하여 저장하고 있다.
딥러닝 학습부(186)는 저장부(183)에 저장된 학습 데이터를 이용하여 신경망을 통해 학습시킬 수 있다.
딥러닝 학습부(186)는 학습 데이터로부터 특징값을 검출할 수 있으며, 화재 영상의 학습 결과에 기초하여 신경망에 적용되는 연결 가중치를 조정할 수 있다.
딥러닝 학습부(186)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(186)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 정보를 인식하는데 활용될 수 있다.
딥러닝 학습부(186)는 입력층, 히든층 및 출력층으로 구성되어 임피던스값을 입력층에 입력시키고, 입력된 객체 영상과 이에 대응하는 화재 영상 정보를 출력층으로 출력되도록 신경망을 학습시킬 수 있다.
딥러닝 학습부(186)는 저장부(183)로부터 수신한 학습 데이터인 화재 객체 영상에서 특징값을 검출하고, 특징값을 이용하여 신경망을 학습시킬 수 있다.
다시 말해, 딥러닝 학습부(186)는 화재 객체 영상으로부터 특징 벡터들을 검출하고, 검출된 특징 벡터들을 이용하여 신경망을 학습시킬 수 있다.
판별부(187)는 딥러닝 학습부(186)로부터 신경망의 인식 모델을 수신하여 저장하고, 제어부(107)로부터 객체 영상을 수신하고, 신경망의 인식 모델을 이용하여 수신한 객체 영상에 대응하는 화재 영상 여부를 판별한다.
판별부(187)는 수신한 객체 영상을 양자화하여 특징값들을 추출하고, 추출된 특징값들을 딥러닝 학습부(186)에서 학습된 학습 데이터의 특징 벡터들과 비교하여 객체 영상에 대응하는 화재 영상 결과 여부를 제어부(107)로 전송한다.
학습부(188)는 제어부(107)의 제어에 따라 객체 영상이 판별되지 않는 경우, 새로운 객체 영상으로 신경망의 인식 모델을 이용하여 학습하도록 제어할 수 있다.
제어부(107)는 신경망 처리부(185)로부터 화재 영상 결과를 수신하는 경우, 제1 토출량 제어밸브(145)와 제2 토출량 제어밸브(155)로 제어밸브 구동 신호를 전송하여 제1 가스탱크(144a)와 제2 가스탱크(154a)의 불활성 가스가 케이블 맨홀(101)의 내부 공간으로 공급되어 화재를 진압한다.
이어서, 제어부(107)는 온도값과 화재 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 제1 구동모터(126)와 제2 구동모터(136)에 모터 구동 신호를 전송한다. 이에 따라 제1 랙기어(124)와 제2 랙기어(134)가 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 이동하고, 케이블 맨홀(101)의 천장면을 개방한다.
이어서, 제어부(107)는 모터 구동 신호를 생성하여 구동모터(119a)로 전송한다. 이어서, 제1 스크류(115)가 회전되면, 제1 이동블록부(116)와 안착부(116a)는 제1 스크류(115)을 따라 상승한다.
케이블 맨홀(101)의 천장면이 개방되고, 지중 케이블(102)은 외부로 노출될 수 있다. 추후, 정비사에 의해 지중 케이블(102)의 상태를 점검할 수 있다.
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: 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치
110: 리프트 모듈 120: 제1 도어구조체
130: 제2 도어구조체 140: 제1 압축 공기 공급부
150: 제2 압축 공기 공급부
200: 전류 감지 센서장치

Claims (1)

  1. 지중 케이블(102)를 탑재한 케이블지지대(103)가 지중 매설된 케이블 맨홀(101);
    상기 케이블 맨홀(101)의 천장면이 슬라이딩 개폐되는 구조로 천장면을 좌우측에 길이 방향의 제1 랙기어(124)와 제2 랙기어(134)로 형성하고, 상기 제1, 2 랙기어(124, 134)에 서로 맞물려 기어 치합하는 제1, 2 피니언기어(125, 135)를 격벽(122, 132)의 일측에 결합하고, 상기 제1, 2 피니언기어(125, 135)의 회전축(미도시)에 제1 구동모터(126)와 제2 구동모터(136)를 결합하는 제1 도어구조체(120)와 제2 도어구조체(130);
    상기 지중 케이블(102)를 탑재한 케이블지지대(103)의 후면에 형성되고, 위쪽으로 길게 연장되어 있는 직육면체 형상의 베이스 본체(111)와, 상기 베이스 본체(111)는 중공부(111a)의 중심에 제1 스크류(115)가 수직으로 세워지고, 상기 제1 스크류(115)의 하단에 제1 베벨기어(117)를 결합하고, 상기 제1 베벨기어(117)에 수직 방향으로 제2 베벨기어(118)를 기어 치합되어 맞물려 있고, 상기 제2 베벨기어(118)를 구동모터(119a)의 회전축(119)에 결합하고, 상기 제1 스크류(115)는 길이 방향으로 길게 형성하여 일정 형상의 제1 이동블록부(116)를 관통하여 결합하고, 상기 제1 이동블록부(116)는 일측면으로부터 연장되어 상기 케이블지지대(103)를 탑재하는 평판 형태의 안착부(116a)를 결합하는 리프트 모듈(110);
    상기 지중 케이블(102)에 끼워지는 링 형태의 링결착구(210)와, 상기 지중 케이블(102)에서 감지된 이상 전류에 따라 전류를 센싱하여 센싱된 전류값을 제어부(107)로 전송하는 컨트롤러(230)로 이루어진 전류 감지 센서장치(200); 및
    상기 전류 감지 센서장치(200)로부터 수신된 상기 지중 케이블(102)의 이상 전류가 기설정된 기준 전류 레벨별로 이상 여부를 판단하고, 화재 발생 가능성이 높은 전류 레벨인 경우, 상기 제1 구동모터(126)와 상기 제2 구동모터(136)에 모터 구동 신호를 전송하고, 이에 따라 상기 제1 랙기어(124)와 상기 제2 랙기어(134)가 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 이동하고, 상기 케이블 맨홀(101)의 천장면을 개방되고, 모터 구동 신호를 생성하여 상기 구동모터(119a)로 전송하고, 상기 제1 스크류(115)가 회전되면, 상기 제1 이동블록부(116)와 안착부(116a)는 상기 제1 스크류(115)을 따라 상승하여 상기 지중 케이블(102)이 상기 케이블 맨홀(101)의 개방된 천장면을 통과하여 외부로 노출되는 제어부(107)를 포함하며,
    상기 케이블 맨홀(101)은 양쪽의 내측벽에 상하 방향의 제1 측부 분사 수단과 제2 측부 분사 수단이 설치되고, 상기 제1 측부 분사 수단은 일정한 간격마다 불활성 가스를 분사하는 제1 분사 노즐(141)이 형성하고, 내측벽에 상하 방향으로 형성된 제1 분사 통로(142)와, 상기 제2 측부 분사 수단은 일정한 간격마다 불활성 가스를 분사하는 제2 분사 노즐(151)이 형성하고, 내측벽에 상하 방향으로 형성된 제2 분사 통로(152)를 포함하고,
    상기 제1 분사 노즐(141)은 일면에 제1 분사 통로(142)에 의해 결합한 불활성 가스를 공급하는 제1 가스탱크(144a)에 결합되고, 상기 제2 분사 노즐(151)은 일면에 제2 분사 통로(152)에 의해 결합한 불활성 가스를 공급하는 제2 가스탱크(154a)에 결합하고, 상기 제1 가스탱크(144a)는 화재를 진압하기 위한 불활성 가스를 저장하고, 상기 제1 분사 통로(142)와 제1 통로(143)에 의해 연결되어 있고, 상기 제2 가스탱크(154a)는 화재를 진압하기 위한 불활성 가스를 저장하고, 상기 제2 분사 통로(152)와 제2 통로(153)에 의해 연결되고,
    온도센서(105)는 상기 케이블 맨홀(101)의 내부공간의 실내 온도를 측정하는 센서이고, 화재 감지 센서(106)는 상기 케이블 맨홀(101)의 내부공간의 화재 신호를 감지하는 센서이고,
    상기 제어부(107)는 온도값과 화재 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 상기 제1 통로(143)의 통로 상에 연결된 제1 토출량 제어밸브(145)와, 상기 제2 통로(153)의 통로 상에 연결된 제2 토출량 제어밸브(155)로 제어밸브 구동 신호를 전송하여 상기 제1 가스탱크(144a)와 상기 제2 가스탱크(154a)의 불활성 가스가 케이블 맨홀(101)의 내부 공간으로 공급되어 화재를 진압하며,
    상기 제1 분사 노즐(141)은 끝단으로 갈수록 상부 방향으로 기울어진 형태의 제1 노즐구(141a)와 끝단으로 갈수록 수평 방향으로 형성된 제2 노즐구(141b) 및 끝단으로 갈수록 하부 방향으로 기울어진 형태의 제3 노즐구(141c)를 포함하고, 상기 제1 노즐구(141a), 상기 제2 노즐구(141b), 상기 제3 노즐구(141c)로부터 연장되어 일측에서 타측으로 갈수록 직경이 넓어지는 배출구(141d)를 형성하고,
    상기 제2 분사 노즐(151)은 상기 제1 분사 노즐(141)과 동일한 구조로 형성되며,
    공기를 일정 압력으로 압축할 수 있는 제1 공기 압축기(미도시)를 구비하고, 압축공기를 저장하는 제1 공기탱크(144) 및 제1 송풍기(147)로 이루어진 제1 압축 공기 공급부(140)를 더 포함하고,
    공기를 일정 압력으로 압축할 수 있는 제2 공기 압축기(미도시)를 구비하고, 압축공기를 저장하는 제2 공기탱크(154) 및 제2 송풍기(157)로 이루어진 제2 압축 공기 공급부(150)를 더 포함하고,
    상기 제1 공기탱크(144)는 공기를 흐르는 제3 공기 통로(148)에 의해 저수공간(160)과 연결되고, 상기 제3 공기 통로(148)는 상기 저수공간(160)를 관통하고, 상기 제3 공기 통로(148) 상에 공기를 선택적으로 공급할 수 있는 제3 토출량 제어밸브(149)가 설치되고, 상기 저수공간(160)을 관통한 상기 제3 공기 통로(148)의 끝단에는 일정 각도로 비스듬하게 형성되어 압축공기를 상기 저수공간(160)의 내측면에 분사하도록 하는 제1 분사구(148a)를 포함하고,
    상기 제2 공기탱크(154)는 공기를 흐르는 제4 공기 통로(158)에 의해 저수공간(160)과 연결되고, 상기 제4 공기 통로(158)는 저수공간(160)를 관통하고, 상기 제4 공기 통로(158) 상에 공기를 선택적으로 공급할 수 있는 제4 토출량 제어밸브(159)가 설치되고, 상기 저수공간(160)을 관통한 제4 공기 통로(158)의 끝단에는 일정 각도로 비스듬하게 형성되어 압축공기를 저수공간(160)의 내측 벽면에 분사하도록 하는 제2 분사구(158a)를 포함하며,
    상기 케이블 맨홀(101)의 상단 일측에 설치되고, 상기 지중 케이블(102)를 탑재한 케이블지지대(103)의 전체 영역을 촬영하여 영상 정보를 획득하는 회전 카메라부(180)와, 회전 카메라부(180)에 전기적으로 연결되어 회전 카메라부(180)로부터 획득한 영상 정보를 영상 처리하여 상기 제어부(107)로 전송하는 카메라 구동부(181)를 더 포함하고,
    상기 제어부(107)는 상기 영상 정보에서 객체(화재)가 존재할 것으로 추정되는 영역을 추출하고, 추출된 영역으로부터 특징을 나타내는 특징맵을 추출하고, 상기 추출한 특징맵을 기초로 영상에서 화재 객체의 존재가 추정되는 적어도 하나의 영역을 추출하는 객체 탐지부(182)와 연동하여 영상 정보를 분석하여 화재 객체를 탐지하고,
    상기 제어부(107)는 딥러닝 학습부(186), 판별부(187)를 포함한 신경망 처리부(185)에 전기적으로 연결되어 있고,
    상기 신경망 처리부(185)는 입력으로 객체 영상을 입력하고, 출력으로 객체 영상에 대응하는 화재 결과 정보를 출력하고,
    상기 딥러닝 학습부(186)는 저장부(183)에 저장된 학습 데이터를 이용하여 신경망을 통해 학습시키고, 입력층, 히든층 및 출력층으로 구성되어 임피던스값을 입력층에 입력시키고, 입력된 객체 영상과 이에 대응하는 화재 영상 정보를 출력층으로 출력되도록 신경망을 학습시키고,
    상기 판별부(187)는 상기 딥러닝 학습부(186)로부터 신경망의 인식 모델을 수신하여 저장하고, 상기 제어부(107)로부터 객체 영상을 수신하고, 신경망의 인식 모델을 이용하여 수신한 객체 영상에 대응하는 화재 영상 여부를 판별하고,
    상기 판별부(187)는 상기 수신한 객체 영상을 양자화하여 특징값들을 추출하고, 상기 추출된 특징값들을 상기 딥러닝 학습부(186)에서 학습된 학습 데이터의 특징 벡터들과 비교하여 객체 영상에 대응하는 화재 영상 결과 여부를 상기 제어부(107)로 전송하고,
    상기 제어부(107)는 신경망 처리부(185)로부터 화재 영상 결과를 수신하는 경우, 상기 제1 토출량 제어밸브(145)와 상기 제2 토출량 제어밸브(155)로 제어밸브 구동 신호를 전송하여 상기 제1 가스탱크(144a)와 상기 제2 가스탱크(154a)의 불활성 가스가 케이블 맨홀(101)의 내부 공간으로 공급되어 화재를 진압하고,
    상기 케이블지지대(103)의 외주면 일측에 디스플레이부(108)와 스피커(109)를 설치하고,
    상기 제어부(107)는 온도값과 화재 감지 신호값이 기설정된 제1 기준치 이상이라고 판단되는 경우, 상기 제1 구동모터(126)와 상기 제2 구동모터(136)에 모터 구동 신호를 전송하고, 이에 따라 상기 제1 랙기어(124)와 상기 제2 랙기어(134)가 서로 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 이동하고, 상기 케이블 맨홀(101)의 천장면을 개방하고, 모터 구동 신호를 생성하여 상기 구동모터(119a)로 전송하고, 상기 구동모터(119a)의 구동에 따라 상기 제1 스크류(115)가 회전되면, 상기 제1 이동블록부(116)와 안착부(116a)는 상기 제1 스크류(115)을 따라 상승하여 상기 지중 케이블(102)은 외부로 노출되고,
    상기 지중 케이블(102)이 상기 케이블 맨홀(101)의 외부로 이탈되면, 상기 제어부(107)는 상기 디스플레이부(108)를 제어하여 사람들이 접근을 방지하는 경고 신호를 발광 신호로 출력하고, 상기 스피커(109)를 제어하여 위험 신호를 음성 신호로 출력하고,
    상기 제어부(107)는 상기 제1 공기탱크(144)와 상기 제2 공기탱크(154)의 압력 조절장치(미도시)에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 공기탱크(144)와 상기 제2 공기탱크(154)의 압력값을 조정할 수도 있고, 상기 제1 송풍기(147)와 상기 제2 송풍기(157)를 구동시켜 상기 제1 공기탱크(144)와 상기 제2 공기탱크(154)로 공기를 공급하는 변전소에 연결되는 지중 케이블의 고정 안정장치.
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