KR102536635B1 - A method for detecting the fastening state of a fastening part using an image processing-based switchgear monitoring device - Google Patents

A method for detecting the fastening state of a fastening part using an image processing-based switchgear monitoring device Download PDF

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Abstract

본 발명은 체결부의 헤드부에 표식을 형성하여 표식의 회전각도를 영상을 통해 확인하여 부스바를 결합하는 체결부의 체결상태를 실시간 모니터링되도록 하여 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 영상 처리기반의 수배전반 감시장치 및 이를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법을 제공한다. 본 발명은 체결부의 헤드부에 표시부를 형성하여 표시부의 회전각도를 영상을 통해 확인하여 부스바를 결합하는 체결부의 체결상태를 실시간 모니터링되도록 하여 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다. 특히, 체결부의 헤드부에 표시되는 표시부를 이등변 삼각형상으로 형성하여 무게중심과 밑변을 연결함으로써 체결부의 회전각도를 0°~ 360°로 검출할 수 있기때문에 체결부의 풀림 길이를 용이하게 산정할 수 있어 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention forms a mark on the head of the fastening part, checks the rotation angle of the mark through an image, and monitors the fastening state of the fastening part that couples the busbar in real time to safely manage the switchgear. An image processing-based switchgear monitoring device And it provides a method for detecting the fastening state of the fastening part using the same. The present invention has an effect of safely managing the switchgear by forming a display unit on the head of the fastening unit, checking the rotation angle of the display unit through an image, and monitoring the fastening state of the fastening unit coupling the busbar in real time. In particular, since the rotation angle of the fastening part can be detected as 0° to 360° by forming the display part displayed on the head of the fastening part in an isosceles triangle shape and connecting the center of gravity and the base, it is possible to easily calculate the loosening length of the fastening part. It has the effect of enabling the safe management of switchgear.

Description

영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법{A method for detecting the fastening state of a fastening part using an image processing-based switchgear monitoring device}A method for detecting the fastening state of a fastening part using an image processing-based switchgear monitoring device}

본 발명은 영상 처리기반의 수배전반 감시장치 및 이를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 체결부의 헤드부에 표식을 형성하여 표식의 회전각도를 영상을 통해 확인하여 부스바를 결합하는 체결부의 체결상태를 실시간 모니터링되도록 하여 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 영상 처리기반의 수배전반 감시장치 및 이를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image processing-based switchgear monitoring device and a method for detecting the fastening state of a fastening unit using the same, and more specifically, to a coupling unit by forming a mark on the head of the fastening unit and confirming the rotation angle of the mark through an image. The present invention relates to a video processing-based switchgear monitoring device that enables real-time monitoring of the fastening state of a fastening part to safely manage a switchgear and a method for detecting the fastening state of a fastening part using the same.

일반적으로 배전반(고압배전반, 저압배전반), 분전반, MCC(전동기 제어반)은 집단거주지역, 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트, 지하철, 화학단지, 제철소 등의 광범위한 전력 수용가에 설치되어 특고압의 전력을 해당 설비들에 요구되는 레벨의 전압으로 변환하여 공급하는데 사용된다.In general, switchboards (high voltage switchboard, low voltage switchboard), switchboard, and MCC (motor control panel) are widely used in residential areas, buildings, schools, factories, ports, airports, water and sewage treatment plants, substations, heavy industrial plants, subways, chemical complexes, and steel mills. It is installed at the power consumer and is used to convert the extra-high voltage power into the level of voltage required for the relevant facilities and supply it.

이와 같은 배전반, 분전반, MCC에 포함되는 전기설비의 사고는 전기 사용의 증가에 따라, 인명 피해 및 재산 피해는 물론 국가 경제에도 큰 피해를 줄 수 있는 화재의 주요 요인이 되고 있다. 전기설비 사고의 대표적인 원인으로는 부스바 접속부의 열화에 의한 사고, 부스바의 접점 및 연결 부위에서의 접촉 불량에 의한 사고, 부스바 접속부의 과열 현상에 의한 사고 등으로 구분될 수 있으며, 특히 고전압/고전류 상태에서 부스바 접촉부의 이상 발생은 매우 위험한 상황을 초래할 수 있고, 작업자나 검사자가 매우 중요하게 생각하는 요소이나 빈번하게 사고가 발생하고 있는 것이 현실이다.Accidents in electrical facilities included in such switchboards, distribution boards, and MCCs have become a major factor in fires that can cause great damage to the national economy as well as human life and property damage due to the increase in electricity use. Representative causes of electrical equipment accidents can be classified into accidents due to deterioration of busbar connections, accidents due to poor contact at the contact points and connections of busbars, and accidents due to overheating of busbar connections. In particular, high voltage / Abnormal occurrence of the busbar contact in a high current state can cause a very dangerous situation, and it is a factor that workers and inspectors consider very important, but accidents occur frequently.

이에 따라, 부스바 접촉부의 모니터링을 통해 전기설비 사고가 방지되도록 하는 기술이 개발되고 있는데, 이와 관련하여 특허문헌 1의 "고,저압 부스바 무선 감시기능을 가진 수배전반", 특허문헌 2의 "부스바의 접속부 열화 진단 기능을 가지는 고압반, 저압반, 분전반 및 모터 제어반" 등이 안출되어 있다.Accordingly, a technology is being developed to prevent electrical equipment accidents through monitoring of the busbar contact. In this regard, Patent Document 1 "high and low voltage busbar wireless monitoring function" High-voltage board, low-pressure board, distribution board, and motor control board having a function of diagnosing deterioration of the connection part of the bar" have been devised.

그러나 상기와 같은 종래의 부스바 접촉부 모니터링 기술의 경우, 부스바를 결합시키는 볼트의 미체결이나 체결 불량 또는 정상체결 상태에서의 이물질의 끼임으로 인한 접촉불량 등을 원인으로 한 부스바 접촉부의 비정상적인 온도상승이나 진동을 검출하여 부스바 접촉부의 정상여부를 판별하는 것으로, 부스바를 결합시키는 볼트의 미체결이나 체결불량 상태를 간접적으로 검출하는 것임에 따라 부스바 접촉부 모니터링의 정밀도와 정확성을 높이는데 한계가 있었다.However, in the case of the conventional busbar contact part monitoring technology as described above, the abnormal temperature rise of the busbar contact part caused by non-fastening or poor fastening of the bolts connecting the busbars or poor contact due to foreign matter being caught in the normal fastening state. It is to determine whether the busbar contact part is normal or not by detecting vibration, and it indirectly detects the non-fastening or poor fastening of the bolt connecting the busbar, so there is a limit to improving the precision and accuracy of monitoring the busbar contact part. .

특히 부스바의 볼트 체결과정에서 작업자가 적당히 체결하고 나중에 다시 체결하기위해 작업을 미룬후 재작업이 이루어지지 않아 볼트가 50~75% 수준에서만 체결되어 있는 경우가 많은데, 볼트 체결을 전혀 하지 않은 경우에는 육안으로 쉽게 구분할 수있어 점검과정에서 용이하게 발견하여 작업보완을 수행할 수 있지만, 50~75% 수준에서 체결된 볼트의 경우에는 육안으로 체결여부의 구분이 어려워 점검과정에서 발견하지 못하고 지나치게 될 우려가 높고, 이에 따라 사고의 직접적인 원인이 될 가능성이 높으므로, 볼트 체결도를 정량적으로 검출할 필요가 있었다.In particular, in the process of fastening the bolts of the busbar, there are many cases in which the bolts are tightened only at the level of 50 to 75% because the worker tightens properly and postpones the work to tighten again later, and then rework is not performed. However, in the case of bolts tightened at 50-75%, it is difficult to distinguish whether or not they are fastened with the naked eye, so they may not be found during the inspection process. Since there is a high concern and thus a high possibility of being a direct cause of an accident, it is necessary to quantitatively detect the degree of bolt fastening.

상술한 문제점으로 인해 본 출원인은 특허문헌 3의 "부스바 접촉부 감시장치"를 등록받았는 바, 특허문헌 3의 감시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 이웃하는 부스바를 결합시키는 체결볼트의 헤드부에 배치되어 체결볼트의 조임동작에 따라 탄성변형되는 스프링와셔의 높이값 관련정보가 부스바 상태검출모듈에 의해 정량적으로 검출(볼트 체결도를 정량적으로 검출)되고, 스프링와셔 높이값 관련정보로부터 부스 접촉부 현재 상태가 정량적으로 판별되면서 부스바 접촉부의 정상여부가 실시간 모니터링됨으로써 부스바 접촉부 모니터링의 정밀도와 정확성가 향상될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.Due to the problems described above, the present applicant has registered the "busbar contact part monitoring device" of Patent Document 3, and the monitoring device of Patent Document 3 is the head of a fastening bolt that couples adjacent busbars to each other as shown in FIG. The information related to the height value of the spring washer, which is disposed in and elastically deformed according to the tightening operation of the fastening bolt, is quantitatively detected (quantitatively detects the degree of bolt fastening) by the busbar state detection module, and from the information related to the height value of the spring washer It is characterized in that the precision and accuracy of monitoring the busbar contact can be improved by quantitatively determining the current state of the contact and monitoring the normality of the bus bar contact in real time.

상기의 부스바 접촉부 감시장치는 부스바를 결합시키는 체결볼트의 체결상태를 효과적으로 검출하여 부스바의 접촉부를 감시하는 효과는 있지만, 장시간 사용에 따라 스프링 와셔가 탄성 변형되는 문제점이 있어 스프링 와셔를 주기적으로 교체해야 하는 번거로움이 있으며, 배전반중 고압배전반에 사용시에는 센서부와 부스바접촉부위의 이격거리 문제로 센서부가 과도하게 커져야하는 문제점이 있다.The busbar contact part monitoring device effectively detects the tightening state of the fastening bolts that couple the busbars and has the effect of monitoring the contact part of the busbar. There is a problem of having to replace it, and when used in a high-voltage switchboard among switchboards, there is a problem in that the sensor part has to be excessively large due to the separation distance between the sensor part and the busbar contact part.

한편, 본 출원인은 상기의 문제점을 해결하기 위해 특허문헌 4의 "영상 처리기반의 수배전반 감시장치"를 출원 후 등록받았는 바, 특허문헌 4의 감시장치는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 이웃하는 부스바(20)를 관통하는 체결볼트(31)와; 상기 체결볼트(31)의 나사부(311))에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(20)의 체결을 유도하는 체결너트(32)와; 상기 부스바(20)와 체결너트(32) 사이에 배치되는 스프링와셔(33)를 포함하는 체결부(30)를 갖고, 상기 체결볼트(31)의 헤드부(312)의 상면 또는 체결너트(32)에는 기준표시선(34)이 표시되고, 감시수단(40)은 상기 기준표시선(34)의 회전각도를 영상을 통해 검출하여 컨트롤러(50)로 전송하고, 상기 컨트롤러(50)는 전송받은 상기 기준표시선(34)의 회전각도를 분석하여 상기 체결볼트(31)의 풀림 길이를 실시간으로 모니터링 하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in order to solve the above problems, the present applicant applied for and registered the "video processing-based switchgear monitoring device" of Patent Document 4, and the monitoring device of Patent Document 4 is adjacent to each other as shown in FIG. 2. A fastening bolt 31 penetrating the bar 20; a fastening nut 32 inserted into the screw part 311 of the fastening bolt 31 and inducing fastening of adjacent busbars 20; It has a fastening part 30 including a spring washer 33 disposed between the bus bar 20 and the fastening nut 32, and the upper surface of the head part 312 of the fastening bolt 31 or the fastening nut ( 32), the reference mark line 34 is displayed, and the monitoring means 40 detects the rotation angle of the reference mark line 34 through an image and transmits it to the controller 50, and the controller 50 detects the rotation angle of the reference mark line 34 through an image. It is characterized in that the loosening length of the fastening bolt 31 is monitored in real time by analyzing the rotation angle of the reference mark line 34.

상기의 감시장치는 체결볼트에 기준표시선을 표시하여 기준표시선의 회전각도를 영상을 통해 체결부의 체결상태를 실시간으로 모니터링하여 수배전반을 안전하게 관리할 수 있는 효과는 있지만, 기준표시선이 일자형상의 선으로 체결볼트에 표시되어 있어 180° 이내의 경우는 회전각도를 용이하게 검출할 수 있는 반면 180° 이상일 경우 용이하게 회전각도를 검출하지 못하고 오류가 발생하는 문제점이 있었다. 즉, 180°를 0°와 동일하게 인식하여 180° 이상의 회전각도를 검출하는데 어려움이 있었다.The above monitoring device has the effect of safely managing the switchboard by displaying the reference mark line on the fastening bolt and monitoring the fastening state of the fastening part in real time through an image of the rotation angle of the reference mark line, but the reference mark line is a straight line. Since it is marked on the fastening bolt, the rotation angle can be easily detected if it is within 180°, but if it is more than 180°, the rotation angle cannot be easily detected and an error occurs. That is, it is difficult to detect a rotation angle of 180° or more by recognizing 180° as the same as 0°.

따라서, 본 출원인은 체결부의 회전각도가 180° 이상일 경우에도 회전각도를 용이하게 검출하여 체결부의 체결상태를 실시간으로 검출할 수 있도록 하는 기술을 제안하게 되었다.Therefore, the present applicant has proposed a technique for detecting the fastening state of the fastening part in real time by easily detecting the rotation angle of the fastening part even when the rotation angle is 180° or more.

특허문헌 1 : 국내등록특허공보 제10-1336888호(2013년 11월 28일 등록) 고,저압 부스바 무선 감시기능을 가진 수배전반Patent Document 1: Korean Registered Patent Publication No. 10-1336888 (registered on November 28, 2013) Switchgear with wireless monitoring function for high and low voltage busbars 특허문헌 2 : 국내등록특허공보 제10-1329182호(2013년 11월 07일 등록) 부스바의 접속부 열화 진단 기능을 가지는 고압반, 저압반, 분전반 및 모터 제어반Patent Document 2: Korean Registered Patent Publication No. 10-1329182 (registered on November 07, 2013) High-voltage panel, low-voltage panel, distribution panel, and motor control panel with a function of diagnosing deterioration of the connection part of the busbar 특허문헌 3 : 국내등록특허공보 제10-1645286호(2016년 07월 28일 등록) 부스바 접촉부 감시장치Patent Document 3: Korean Patent Publication No. 10-1645286 (registered on July 28, 2016) Busbar Contact Monitoring Device 특허문헌 4 : 국내등록특허공보 제10-1847971호(2018년 04월 05일 등록) 영상 처리기반의 수배전반 감시장치Patent Document 4: Korean Registered Patent Publication No. 10-1847971 (registered on April 05, 2018) Image processing based switchgear monitoring device

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 체결부의 헤드부에 표식을 형성하여 표식의 회전각도를 영상을 통해 확인하여 부스바를 결합하는 체결부의 체결상태를 실시간 모니터링되도록 하여 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 새로운 형태의 영상 처리기반의 수배전반 감시장치 및 이를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Therefore, the present invention has been proposed to improve such conventional problems, and by forming a mark on the head of the fastening part, checking the rotation angle of the mark through an image, real-time monitoring of the fastening state of the fastening part that couples the busbar to the switchgear. It is a task to be solved to provide a new type of video processing-based switchgear monitoring device and a method for detecting the fastening state of a fastening unit using the same for safe management.

특히, 체결부의 헤드부에 형성되는 표식을 삼각형상으로 형성하여 무게중심과 밑변을 연결함으로써 체결부의 회전각도를 0°~ 360°로 검출할 수 있기때문에 체결부의 풀림 길이를 용이하게 산정할 수 있어 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 새로운 형태의 영상 처리기반의 수배전반 감시장치 및 이를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In particular, since the rotation angle of the fastening part can be detected as 0° to 360° by forming the mark formed on the head of the fastening part in a triangular shape and connecting the center of gravity and the base, the loosening length of the fastening part can be easily calculated. It is a task to be solved to provide a new type of image processing-based switchgear monitoring device and a method for detecting the fastening state of a fastened part using the same, which enables safe management of switchgear.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반)을 포함하는 전기제어장치(100)에 구비되는 부스바(20)와; 서로 이웃하는 상기 부스바(20)를 관통하고, 헤드부(312)에 삼각형의 표식(34)이 형성된 체결볼트(31)를 갖고, 상기 체결볼트(31)의 나사부(311))에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(20)의 체결을 유도하는 체결너트(32)를 갖는 체결부(30)와; 상기 체결부(30)의 체결상태를 영상을 통해 감시하는 감시수단(40)과; 상기 감시수단(40)에 의해 감지된 상기 체결부(30)의 체결상태를 전달받아 저장 및 분석하는 컨트롤러(50)와; 상기 컨트롤러(50)에서 저장 및 분석한 상기 체결부(30)의 체결상태를 표시하기 위한 표시수단(60)을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the characteristics of the present invention for achieving the above object, the bus bar 20 provided in the electric control device 100 including a distribution board, a distribution board, and an MCC (motor control panel); It has a fastening bolt 31 that penetrates the busbar 20 adjacent to each other and has a triangular mark 34 formed on the head part 312, and is inserted into the threaded part 311 of the fastening bolt 31 to each other. a fastening part 30 having a fastening nut 32 for inducing fastening of neighboring busbars 20; Monitoring means 40 for monitoring the fastening state of the fastening part 30 through an image; a controller 50 for receiving, storing, and analyzing the fastening state of the fastening part 30 detected by the monitoring means 40; It is characterized in that it includes a display means (60) for displaying the fastening state of the fastening part (30) stored and analyzed by the controller (50).

본 발명에 따른 영상처리 기반의 안전장치가 적용된 수배전반을 이용한 체결부의 체결상태 검출방법에서 상기 체결부(30)의 헤드부(312)에 형성된 표식(34)의 영역을 검출하는 제1단계(S100)와; 상기 표식(43)의 무게중심을 검출하는 제2단계(S200)와; 상기 제2단계에서 검출된 무게중심에서 상기 표식(34)의 각 꼭지점까지의 거리를 계산하여 밑변을 검출하는 제3단계(S300)와; 상기 제2단계에서 검출된 무게중심과 상기 제3단계에서 검출된 밑변을 연결하여 '┻'모양을 형성하는 제4단계(S400)와; 상기 제4단계에서 형성된 무게중심과 밑변을 연결하는 선의 기울기를 측정하여 상기 체결부(30)의 회전각도를 검출하는 제5단계(S500)와; 상기 체결부(30)의 회전각도를 통해 상기 체결부(30)의 풀림 길이를 산정하는 제6단계(S600)와; 상기 제6단계에서 산정된 상기 체결부(30)의 풀림 길이가 정상적인 체결상태가 아니라고 판단될 경우 표시수단(60)을 통해 출력하는 제7단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first step of detecting the area of the mark 34 formed on the head part 312 of the fastening part 30 in the method of detecting the fastening state of the fastening part using the switchgear to which the image processing-based safety device is applied according to the present invention (S100). )and; A second step (S200) of detecting the center of gravity of the mark 43; a third step (S300) of detecting the base by calculating the distance from the center of gravity detected in the second step to each vertex of the mark 34; A fourth step (S400) of forming a '┻' shape by connecting the center of gravity detected in the second step and the base detected in the third step; a fifth step (S500) of detecting a rotational angle of the fastening part 30 by measuring an inclination of a line connecting the center of gravity and the base formed in the fourth step; A sixth step (S600) of calculating the loosening length of the fastening part 30 through the rotation angle of the fastening part 30; It is characterized in that it includes a seventh step (S700) of outputting through the display means 60 when it is determined that the loosening length of the fastening part 30 calculated in the sixth step is not in a normal fastening state.

이와 같은 본 발명에 따른 영상처리 기반의 안전장치가 적용된 수배전반을 이용한 체결부의 체결상태 검출방법에서 상기 제2단계(S200)에서 상기 표식(34)의 무게중심은 컴퓨터 비전의 OpenCV(Open Source Computer Vision) 라이브러리를 활용하여 무게중심을 검출하는 것을 특징으로 한다.In the method for detecting the fastening state of the fastening part using the switchgear to which the image processing-based safety device is applied according to the present invention, the center of gravity of the mark 34 in the second step (S200) is OpenCV (Open Source Computer Vision of computer vision). ) library to detect the center of gravity.

이상과 같이 본 발명에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치 및 이를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법에 의하면, 체결부의 헤드부에 표시부를 형성하여 표시부의 회전각도를 영상을 통해 확인하여 부스바를 결합하는 체결부의 체결상태를 실시간 모니터링되도록 하여 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the video processing-based switchgear monitoring device and the method for detecting the fastening state of the fastening unit using the same according to the present invention, a display unit is formed on the head of the fastening unit, and the rotation angle of the display unit is checked through an image to couple the busbar. It has the effect of enabling the safe management of the switchgear by monitoring the fastening state of the parts in real time.

특히, 체결부의 헤드부에 표시되는 표시부를 이등변 삼각형상으로 형성하여 무게중심과 밑변을 연결함으로써 체결부의 회전각도를 0°~ 360°로 검출할 수 있기때문에 체결부의 풀림 길이를 용이하게 산정할 수 있어 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.In particular, since the rotation angle of the fastening part can be detected as 0° to 360° by forming the display part displayed on the head of the fastening part in an isosceles triangle shape and connecting the center of gravity and the base, it is possible to easily calculate the loosening length of the fastening part. It has the effect of enabling the safe management of switchgear.

도 1 및 도 2는 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치의 기본 구성블록도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치에서 체결부의 체결상태를 보여주는 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태를 검출하는 방법을 나타낸 블럭도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태를 검출하는 방법에서 각도를 검출하는 구성을 보여주는 도면이다.1 and 2 are diagrams for explaining the prior art;
3 is a basic configuration block diagram of a video processing-based switchgear monitoring device according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a view showing the fastening state of the fastening part in the video processing-based switchgear monitoring device according to a preferred embodiment of the present invention;
5 is a block diagram showing a method for detecting a fastening state of a fastening part using an image processing-based switchgear monitoring device according to a preferred embodiment of the present invention;
6 is a diagram showing a configuration for detecting an angle in a method for detecting a fastening state of a fastening part using an image processing-based switchgear monitoring device according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 도 3 내지 도 6에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings, and the same reference numerals are given to components performing the same functions in FIGS. 3 to 6. On the other hand, in the drawings and detailed description, detailed descriptions and illustrations of specific technical configurations and actions of elements not directly related to the technical features of the present invention are omitted, and only the technical configurations related to the present invention are briefly shown or explained.

도 3 및 4를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치(10)는 부스바(20), 체결부(30), 감시수단(40), 컨트롤러(50) 및 표시수단(60)을 포함하여 이루어지는 것으로, 감시수단(40)을 통해 체결부(30)의 체결상태 및 전기제어장치(100)의 안전상태를 감시하여 전기제어장치(100)를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.3 and 4, the video processing-based switchgear monitoring device 10 according to a preferred embodiment of the present invention includes a bus bar 20, a fastening unit 30, a monitoring means 40, a controller 50 and It is composed of a display means 60, and monitors the fastening state of the fastening part 30 and the safety state of the electric control device 100 through the monitoring means 40 to monitor the electric control device 100 in real time. It is characterized in that it allows.

부스바(20)는 전기제어장치(100)에 구비되는 것으로, 부스바(20)에 구비되는 전기제어장치(100)는 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반) 등이 될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 수배전반 감시장치(10)는 고전압/고전류 조건의 배전반, 분전반 등에 적용되는 것으로, 동 부스바(20)와 같이 전도성 물질에 적용가능한 구성으로 이루어지게 된다.The busbar 20 is provided in the electric control device 100, and the electric control device 100 provided in the busbar 20 may be a switchboard, a distribution board, MCC (motor control panel), and the like. In this way, the switchgear monitoring device 10 according to the present invention is applied to a switchboard, a switchboard, etc. under high voltage/high current conditions, and has a configuration applicable to conductive materials like the busbar 20.

체결부(30)는 서로 이웃하는 부스바(20a, 20b)를 관통하는 체결볼트(31)와, 체결볼트(31)의 나사부(311))에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(30)의 체결을 유도하는 체결너트(32)와, 부스바(20)와 체결너트(32) 사이에 배치되는 스프링와셔(33)를 포함하여 이루어진다.The fastening part 30 is inserted into the fastening bolt 31 penetrating the busbars 20a and 20b adjacent to each other and the screw part 311 of the fastening bolt 31 to fasten the adjacent busbars 30 to each other. It includes a fastening nut 32 that guides and a spring washer 33 disposed between the bus bar 20 and the fastening nut 32.

한편, 체결부(30)에는 체결부(30)의 체결상태를 감시할 수 있도록 삼각형의 표식(34)이 형성되어 진다. 표식(34)은 체결볼트(31)의 헤드부(312)의 상면에 표시된다. 표식(34)은 체결볼트(31)의 헤드부(312)에 미리 표시되어 부스바(20)를 관통하여 체결될 수 있지만, 체결볼트(31)가 부스바(20)를 관통하여 체결된 후 체결볼트(31)의 헤드부(312)에 표시할 수 있을 것이다.On the other hand, a triangular mark 34 is formed on the fastening part 30 so that the fastening state of the fastening part 30 can be monitored. Mark 34 is displayed on the upper surface of the head portion 312 of the fastening bolt (31). The mark 34 may be previously marked on the head portion 312 of the fastening bolt 31 and fastened through the bus bar 20, but after the fastening bolt 31 penetrates the bus bar 20 and is fastened It will be able to mark on the head part 312 of the fastening bolt 31.

표식(34)은 이등변 삼각형으로 형성하는 것은 무게중심에서 각 꼭지점 까지의 거리를 구할수 있고, 이를 통해 밑변을 찾아낼수 있다. 즉, 밑변을 찾아 낸 후 컴퓨터 비전의 OpenCV(Open Source Computer Vision) 라이브러리에서 'ㅗ' 자형상을 만들수가 있다. 'ㅗ' 자의 2점이 만나는 지점의 위치를 파악 가능함으로써 0~360도 측정이 가능하기 때문이다.When the mark 34 is formed as an isosceles triangle, the distance from the center of gravity to each vertex can be obtained, and the base can be found through this. That is, after finding the base, a 'ㅗ' shape can be created in the OpenCV (Open Source Computer Vision) library of computer vision. This is because it is possible to measure from 0 to 360 degrees by identifying the location of the point where two points of the character 'ㅗ' meet.

만약, 표식(34)을 정삼각형의 경우, 무게중심에서 각변까지의 거리가 동일함으로 밑변을 구할수 없어서 일자로 선을 그었을 때와 동일한 현상이 발생하여 0~180도 까지만 측정이 가능하기 때문에 표식(34)은 이등변 삼각형으로 구성하는 것이다.If the mark 34 is an equilateral triangle, since the distance from the center of gravity to each side is the same, the base cannot be obtained, so the same phenomenon as when a line is drawn with a date occurs, and since it is possible to measure only from 0 to 180 degrees, the mark ( 34) is composed of isosceles triangles.

감시수단(40)은 체결부(30)의 체결상태를 영상을 통해 감시하기 위한 것으로, 카메라로 이루어진다. 이때, 카메라는 적외선 카메라를 사용하도록 한다.The monitoring means 40 is for monitoring the fastening state of the fastening part 30 through an image, and is composed of a camera. At this time, the camera uses an infrared camera.

한편, 감시수단(40)의 카메라는 전기제어장치(100)의 내부에 복수개로 설치되고, 체결부(30)를 감시시 감시거리는 0.3m~1.5m 인 것이 바람직하다.On the other hand, a plurality of cameras of the monitoring means 40 are installed inside the electric control device 100, and it is preferable that the monitoring distance is 0.3m to 1.5m when monitoring the fastening part 30.

이와 같은 감시수단(40)은 체결부(30)의 체결볼트(31)의 헤드부(312)에 표시된 기준표시선(34)을 집중적으로 감시하면서 기준표시선(34)이 설정된 위치에서 회전하면 이를 검출하여 컨트롤러(50)로 전송하게 된다.Such monitoring means 40 intensively monitors the reference mark line 34 displayed on the head part 312 of the fastening bolt 31 of the fastening part 30 and detects it when the reference mark line 34 rotates at the set position. and transmitted to the controller 50.

한편, 감시수단(40)은 부스바(20)와 전기제어장치(100)의 온도를 검출하기 위한 온도검출센서(41)를 더 포함하여 이루어지고, 온도검출센서(41)는 부스바(20)와 전기제어장치(100)의 내부온도를 검출하여 컨트롤러(50)로 전달하게 된다.On the other hand, the monitoring means 40 further includes a temperature detection sensor 41 for detecting the temperature of the bus bar 20 and the electric control device 100, and the temperature detection sensor 41 is the bus bar 20 ) and the internal temperature of the electric control device 100 are detected and transmitted to the controller 50.

또한, 감시수단(40)은 부스바(20)가 구비되는 전기제어장치(100)의 내부온도를 검출하는 내부온도 검출센서(42)를 더 포함하고, 후술하는 컨트롤러(50)는 내부온도 검출센서(42)와 연결되어 전기제어장치(100)의 내부온도정보를 전달받고, 전기제어장치(100)의 내부온도정보와 부스바 현재온도정보로부터 상기 체결부(30)의 체결상태를 검출하여 출력시키게 된다.In addition, the monitoring means 40 further includes an internal temperature detection sensor 42 for detecting the internal temperature of the electric control device 100 provided with the bus bar 20, and the controller 50 to be described later detects the internal temperature. It is connected to the sensor 42 to receive the internal temperature information of the electric control device 100, and detects the fastening state of the fastening part 30 from the internal temperature information of the electric control device 100 and the current temperature information of the bus bar. will output

그리고, 감시수단(40)은 전기제어장치(100)의 진동을 감지하기 위한 진동검출센서(43)를 더 포함하여 이루어지고, 진동검출센서(43)는 가속도 센서, 자이로 센서 중 어느 하나 이상이 설치되어 질 수 있을 것이다.In addition, the monitoring means 40 further includes a vibration detection sensor 43 for detecting vibration of the electric control device 100, and the vibration detection sensor 43 is any one or more of an acceleration sensor and a gyro sensor. will be able to install.

이와 같은 진동검출센서(43)는 지진 등으로 인해 진동이 발생하면 이를 컨트롤러(50)로 전달하게 된다.Such a vibration detection sensor 43 transmits vibration to the controller 50 when vibration occurs due to an earthquake or the like.

컨트롤러(50)는 감시수단(40)을 통해 체결부(30)의 체결상태를 전달받아 저장 및 분석하고, 이를 표시수단(60)을 통해 출력하게 된다. 컨트롤러(50)는 체결부(30)의 현재 체결상태가 비정상으로 판별될 시 비정상 알람신호를 생성하여 표시수단(60)을 통해 출력한다. 이때, 비정상 알람신호는 경보음, LED 점멸 신호 등이 이용될 수 있다.The controller 50 receives the fastening state of the fastening part 30 through the monitoring means 40, stores and analyzes it, and outputs it through the display means 60. The controller 50 generates an abnormal alarm signal when it is determined that the current fastening state of the fastening part 30 is abnormal, and outputs it through the display means 60 . At this time, the abnormal alarm signal may be an alarm sound, an LED flashing signal, or the like.

컨트롤러(50)에서 감시수단(40)을 통해 전달받은 체결부(30)의 체결상태 즉, 체결볼트(31)의 풀림 길이를 산정하는 방법은 체결볼트의 헤드부에 형성된 표식이 회전한 위치를 감시수단(40)으로부터 전달받아 회전된 각도를 확인한다. 이후, 회전된 각도가 확인되면 체결볼트(31)의 피치(나사 간격)을 곱하면 체결볼트(31)의 풀림 길이를 구할 수 있을 것이다. 즉, 체결볼트(31)의 피치는 아래 [표 1]에서 보는 바와 같이 정해진 규격이므로 체결볼트(31)의 규격만 확인하면 체결볼트(31)의 풀림 길이는 용이하게 산정할 수 있을 것이다.The method of calculating the fastening state of the fastening part 30, that is, the loosening length of the fastening bolt 31, transmitted from the controller 50 through the monitoring means 40, is the rotation position of the mark formed on the head of the fastening bolt. It is received from the monitoring means 40 and the rotated angle is confirmed. Then, when the rotated angle is confirmed, the loosening length of the fastening bolt 31 can be obtained by multiplying the pitch (screw interval) of the fastening bolt 31 . That is, since the pitch of the fastening bolts 31 is a set standard as shown in [Table 1] below, the loosening length of the fastening bolts 31 can be easily calculated by checking the standard of the fastening bolts 31.

호칭designation 피치(P)Pitch (P) M 1M1 0.250.25 M 1.2M 1.2 M 1.6M 1.6 0.350.35 M 2M2 0.40.4 M 2.5M 2.5 0.450.45 M 3M3 0.50.5 M 4M4 0.70.7 M 5M 5 0.80.8 M 6M6 1One M 8M8 1.251.25 M 10M 10 1.51.5 M 12M-12 1.751.75 M 16M-16 22 M 20M 20 2.52.5 M 24M-24 33 M 30M 30 3.53.5 M 36M-36 44 M 42M42 4.54.5 M 48M-48 55 M 56M-56 5.55.5 M 64M-64 66

상술한 바와 같이 체결볼트(31)의 풀림 길이를 구하는 식은 아래와 같다.As described above, the equation for obtaining the loosening length of the fastening bolt 31 is as follows.

{체결볼트의 풀림 길이 = (체결볼트의 회전각도/360) * 체결볼트의 피치}{Unwind length of fastening bolt = (rotation angle of fastening bolt/360) * pitch of fastening bolt}

일예로 12m/m 체결볼트(31)의 풀림 길이를 산정하여 보면, 12m/m 체결볼트(31)의 피치는 1.75이고, 체결볼트(31)의 표식(34)의 회전각도가 30°이면 체결볼트(31)의 풀림 길이는 아래와 같다.For example, when calculating the loosening length of the 12 m/m fastening bolt 31, the pitch of the 12 m/m fastening bolt 31 is 1.75, and the rotation angle of the mark 34 of the fastening bolt 31 is 30 °. The loosening length of the bolt 31 is as follows.

체결볼트의 풀림길이 = (30/360)*1.75mm = 0.15mm 이다.The loosening length of the fastening bolt = (30/360)*1.75mm = 0.15mm.

상술한 바와 같이 컨트롤러(50)에서 체결부(30)의 체결볼트(31)의 풀림 길이를 산정하고, 이를 분석한 후 설정된 정상적인 체결상태가 아니라고 판별되면 이를 표시수단(60)을 통해 출력하도록 하여 실시간으로 체결부(30)의 체결상태를 모니터링할 수 있을 것이다.As described above, the controller 50 calculates the loosening length of the fastening bolt 31 of the fastening part 30, analyzes it, and outputs it through the display means 60 when it is determined that the set normal fastening state is not The fastening state of the fastening part 30 can be monitored in real time.

또한, 컨트롤러(50)는 감시수단(40)의 온도검출센서(41)로부터 부스바(20)의 현재온도정보를 전달받게 된다. 이와 같은 컨트롤러(50)는 부스바 현재온도정보로부터도 체결부(30)의 현재 상태를 검출하여 체결부(30) 상태정보를 생성하여 출력시키게 된다. 이때 컨트롤러(50)는 기준 온도값을 설정하여 기준 온도값을 초과하는 부스바 현재온도정보가 입력될 시 이를 체결부(30) 비정상으로 판별하여 비정상 알람신호를 생성하여 출력할 수 있다.In addition, the controller 50 receives current temperature information of the bus bar 20 from the temperature detection sensor 41 of the monitoring means 40. Such a controller 50 detects the current state of the fastening part 30 from the busbar current temperature information and generates and outputs the fastening part 30 state information. At this time, the controller 50 may set a reference temperature value, and when current busbar temperature information exceeding the reference temperature value is input, it may be determined that the fastening part 30 is abnormal, and an abnormal alarm signal may be generated and output.

이와 같이 정량적인 체결부(30)의 체결상태 검출과 더불어 부스바 현재온도 검출을 통해 이중으로 체결부(30)의 정상여부가 판별되도록 하여 체결부(30)의 모니터링 효율과 모니터링 작업안정성의 증대가 도모될 수 있다.In this way, in addition to detecting the fastening state of the fastening part 30 quantitatively, the normality of the fastening part 30 is double determined through the detection of the current temperature of the bus bar, thereby increasing the monitoring efficiency and monitoring work stability of the fastening part 30 can be promoted.

또한, 컨트롤러(50)는 전기제어장치(100)의 내부온도정보를 전달받게 된다. 이와 같은 컨트롤러(50)는 전기제어장치(100) 내부온도정보와 부스바(20) 현재온도정보로부터 체결부(30)의 현재 상태를 검출하여 체결부(30)의 상태정보를 생성하여 출력시키게 된다.In addition, the controller 50 receives the internal temperature information of the electric control device 100. Such a controller 50 detects the current state of the fastening part 30 from the internal temperature information of the electric control device 100 and the current temperature information of the bus bar 20, and generates and outputs the state information of the fastening part 30. do.

그리고, 컨트롤러(50)는 감시수단(40)의 진동검출센서(43)를 통해 감지된 진동을 전달받아 기설정된 진동값 이상으로 판별될 시 이상 신호를 생성하여 표시수단(60)을 통해 출력하도록 한다. 즉, 진동검출센서(43)에서 진동이 감지되면 이를 컨트롤러(50)에 전달하게 되고, 컨트롤러(50)는 체결부(30)의 체결상태를 집중적으로 확인하게 되며, 이를 통해 전기제어장치(100)의 이상 유무를 효과적으로 확인할 수 있도록 하여 표시수단(60)을 통해 이상 유무를 사용자에게 즉시 전달하여 사용자는 이상 발견시 즉시 상황에 따른 대처를 하도록 한다.Then, the controller 50 receives the vibration detected through the vibration detection sensor 43 of the monitoring means 40 and generates an abnormal signal when it is determined to be greater than or equal to a predetermined vibration value and outputs it through the display means 60. do. That is, when vibration is detected by the vibration detection sensor 43, it is transmitted to the controller 50, and the controller 50 intensively checks the fastening state of the fastening part 30, and through this, the electric control device 100 ) to effectively check whether or not there is an abnormality, and immediately conveys the abnormality to the user through the display means 60 so that the user can immediately take action according to the situation when an abnormality is found.

한편, 컨트롤러(50)는 도시하지 않았지만, 사용자가 소지한 단말기 및 유,무선을 통해 외부의 관리서버와 통신할 수 있을 것이다.On the other hand, although the controller 50 is not shown, it will be able to communicate with the external management server through a terminal owned by the user and wired or wireless.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태를 검출하는 방법을 나타낸 블럭도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태를 검출하는 방법에서 각도를 검출하는 구성을 보여주는 도면이다.5 is a block diagram showing a method for detecting a fastening state of a fastening unit using an image processing-based switchgear monitoring device according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a video processing-based switchgear according to a preferred embodiment of the present invention. It is a drawing showing the configuration of detecting the angle in the method of detecting the fastening state of the fastening part using the monitoring device.

도 5 및 도 6을 참고하여 영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태를 검출하는 방법을 설명하면, 영역을 검출하는 제1단계, 무게중심을 검출하기 위한 제2단계, 밑변을 검출하기 위한 제3단계, '┻'모양을 형성하기 위한 제4단계, 회전각도를 검출하기 위한 제5단계, 풀림 길이를 산정하기 위한 제6단계, 표시수단(60)에 출력하기 위한 제7단계를 포함하여 이루어진다. 여기서, 제1단계는 감시수단(40)에서 촬영한 이미지를 컨트롤러(50)에 전달하고, 제2단계에서 제6단계는 컨트롤러(50)에서 담당하며, 제7단계는 표시수단(60)에서 담당하게 된다.Referring to FIGS. 5 and 6, a method of detecting the fastening state of a fastening part using an image processing-based switchgear monitoring device will be described. The 3rd step for making a '┻' shape, the 4th step for forming a '┻' shape, the 5th step for detecting the rotation angle, the 6th step for calculating the unwinding length, the 7th step for outputting to the display means 60 made including Here, the first step is to transfer the image captured by the monitoring means 40 to the controller 50, the second to sixth steps are in charge of the controller 50, and the seventh step is to the display means 60 will be in charge

제1단계는 영역을 검출하는 단계로써, 감시수단(40)인 카메라는 체결부(30)의 체결볼트(31)의 헤드부(312)를 촬영하고, 촬영된 이미지는 컨트롤러(50)로 전달되어 진다. 이미지를 전달받은 컨트롤러(50)는 체결볼트(31)의 헤드부(312)에 형성된 삼각형으로 형성되는 표식(34)의 영역을 검출하고, 이후 제2단계인 표식(34)의 무게중심을 검출한다. 이때, 무게중심을 검출시에는 컴퓨터 비전의 OpenCV(Open Source Computer Vision) 라이브러리를 활용하여 무게중심을 검출하게 된다.The first step is a step of detecting the area, and the camera, which is the monitoring means 40, photographs the head 312 of the fastening bolt 31 of the fastening part 30, and the photographed image is transmitted to the controller 50. it becomes The controller 50 receiving the image detects the area of the mark 34 formed in a triangle formed on the head 312 of the fastening bolt 31, and then detects the center of gravity of the mark 34 in the second step. do. At this time, when detecting the center of gravity, the center of gravity is detected using OpenCV (Open Source Computer Vision) library of computer vision.

제3단계는 제2단계에서 검출된 무게중심에서 표식(34)의 각 꼭지점까지의 거리를 계산하여 밑변을 검출하고, 제4단계는 제2단계에서 검출된 무게중심과 제3단계에서 검출된 밑변을 연결하여 '┻'모양을 형성한다.The third step calculates the distance from the center of gravity detected in the second step to each vertex of the mark 34 to detect the base, and in the fourth step, the center of gravity detected in the second step and the distance detected in the third step Connect the base to form a '┻' shape.

제5단계는 제4단계에서 형성된 무게중심과 밑변을 연결하는 선의 기울기를 측정하여 체결부(30)의 회전각도를 검출하고, 제6단계는 체결부(30)의 회전각도를 통해 체결부(30)의 풀림 길이를 산정한다. 여기서, 체결부(30)의 풀림 길이를 산정하는 방법은 상기에서 설명한 것으로 상세한 설명은 생략한다.The fifth step measures the slope of the line connecting the center of gravity and the base formed in the fourth step to detect the rotation angle of the fastening part 30, and the sixth step detects the rotation angle of the fastening part 30 through the fastening part ( Calculate the unwinding length of 30). Here, the method of calculating the loosening length of the fastening part 30 has been described above, and a detailed description thereof will be omitted.

제6단계에서 산정한 체결부(30)의 풀림 길이가 정상적인 체결상태가 아니라고 판단될 경우 표시수단(60)을 통해 출력한다.When it is determined that the loosening length of the fastening part 30 calculated in the sixth step is not in a normal fastening state, it is output through the display means 60.

이상과 같이 본 발명에 따른 영상 처리기반의 수배전반 감시장치 및 이를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법에 의하면, 체결부의 헤드부에 표시부를 형성하여 표시부의 회전각도를 영상을 통해 확인하여 부스바를 결합하는 체결부의 체결상태를 실시간 모니터링되도록 하여 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the video processing-based switchgear monitoring device and the method for detecting the fastening state of the fastening unit using the same according to the present invention, a display unit is formed on the head of the fastening unit, and the rotation angle of the display unit is checked through an image to couple the busbar. It has the effect of enabling the safe management of the switchgear by monitoring the fastening state of the parts in real time.

특히, 체결부의 헤드부에 표시되는 표시부를 이등변 삼각형상으로 형성하여 무게중심과 밑변을 연결함으로써 체결부의 회전각도를 0°~ 360°로 검출할 수 있기때문에 체결부의 풀림 길이를 용이하게 산정할 수 있어 수배전반을 안전하게 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.In particular, since the rotation angle of the fastening part can be detected as 0° to 360° by forming the display part displayed on the head of the fastening part in an isosceles triangle shape and connecting the center of gravity and the base, it is possible to easily calculate the loosening length of the fastening part. It has the effect of enabling the safe management of switchgear.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상처리 기반의 안전장치가 적용된 수배전반을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.As described above, the switchgear to which the image processing-based safety device according to the preferred embodiment of the present invention is applied is shown according to the above description and drawings, but this is only an example and does not deviate from the technical spirit of the present invention. It will be well understood by those skilled in the art that various changes and modifications are possible within.

10 : 영상 처리기반의 수배전반 감시장치
20 : 부스바 30 : 체결부
31 : 체결볼트 311 : 나사부
312 : 헤드부 32 : 체결너트
34 : 표식 40 : 감시수단
50 : 컨트롤러 60 : 표시수단
100 : 전기제어장치10: Video processing based switchgear monitoring device
20: bus bar 30: fastening part
31: fastening bolt 311: screw part
312: head part 32: fastening nut
34: mark 40: surveillance means
50: controller 60: display means
100: electric control device

Claims (3)

삭제delete 영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법에 있어서, 상기 영상 처리기반의 수배전반 감시장치는 배전반, 분전반, MCC(전동기 제어반)을 포함하는 전기제어장치(100)에 구비되는 부스바(20)와;
서로 이웃하는 상기 부스바(20)를 관통하고, 헤드부(312)에 삼각형의 표식(34)이 형성된 체결볼트(31)를 갖고, 상기 체결볼트(31)의 나사부(311))에 끼워져 서로 이웃하는 부스바(20)의 체결을 유도하는 체결너트(32)를 갖는 체결부(30)와;
상기 체결부(30)의 체결상태를 영상을 통해 감시하는 감시수단(40)과;
상기 감시수단(40)에 의해 감지된 상기 체결부(30)의 체결상태를 전달받아 저장 및 분석하는 컨트롤러(50)와;
상기 컨트롤러(50)에서 저장 및 분석한 상기 체결부(30)의 체결상태를 표시하기 위한 표시수단(60)을 포함하는 것이며,
상기 감시수단(40)은 부스바(20)가 구비되는 전기제어장치(100)의 내부온도를 검출하는 내부온도 검출센서(42)를 더 포함하고, 컨트롤러(50)는 내부온도 검출센서(42)와 연결되어 전기제어장치(100)의 내부온도정보를 전달받고, 전기제어장치(100)의 내부온도정보와 부스바 현재온도정보로부터 상기 체결부(30)의 체결상태를 검출하여 출력시키게 되는 것이며,
상기 컨트롤러(50)는 감시수단(40)의 온도검출센서(41)로부터 부스바(20)의 현재온도정보를 전달받게 되는 것으로, 부스바 현재온도정보로부터도 체결부(30)의 현재 상태를 검출하여 체결부(30) 상태정보를 생성하여 출력시키게 되되, 컨트롤러(50)는 기준 온도값을 설정하여 기준 온도값을 초과하는 부스바 현재온도정보가 입력될 시 이를 체결부(30) 비정상으로 판별하여 비정상 알람신호를 생성하여 출력하는 것으로,
상기 컨트롤러(50)는 전기제어장치(100) 내부온도정보와 부스바(20) 현재온도정보로부터 체결부(30)의 현재 상태를 검출하여 체결부(30)의 상태정보를 생성하여 출력시키게 되며,
또한, 컨트롤러(50)는 감시수단(40)의 진동검출센서(43)를 통해 감지된 진동을 전달받아 기설정된 진동값 이상으로 판별될 시 이상 신호를 생성하여 표시수단(60)을 통해 출력하도록 하는 것으로 진동검출센서(43)에서 진동이 감지되면 이를 컨트롤러(50)에 전달하게 되고, 컨트롤러(50)는 체결부(30)의 체결상태를 확인하게 되며, 이를 통해 전기제어장치(100)의 이상 유무를 확인할 수 있도록 하여 표시수단(60)을 통해 이상 유무를 사용자에게 즉시 전달하여 사용자는 이상 발견시 즉시 상황에 따른 대처를 하게 하는 것이며,
상기 영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법은 상기 체결부(30)의 체결볼트(31) 헤드부(312)에 삼각형으로 형성된 표식(34)의 영역을 검출하는 제1단계(S100)와;
상기 표식(34)의 무게중심을 검출하는 제2단계(S200)와;
상기 제2단계에서 검출된 무게중심에서 상기 표식(34)의 각 꼭지점까지의 거리를 계산하여 밑변을 검출하는 제3단계(S300)와;
상기 제2단계에서 검출된 무게중심과 상기 제3단계에서 검출된 밑변을 연결하여 '┻'모양을 형성하는 제4단계(S400)와;
상기 제4단계에서 형성된 무게중심과 밑변을 연결하는 선의 기울기를 측정하여 상기 체결부(30)의 회전각도를 검출하는 제5단계(S500)와;
상기 체결부(30)의 회전각도를 통해 상기 체결부(30)의 풀림 길이를 산정하는 제6단계(S600)와;
상기 제6단계에서 산정된 상기 체결부(30)의 풀림 길이가 정상적인 체결상태가 아니라고 판단될 경우 표시수단(60)을 통해 출력하는 제7단계(S700)를 포함하는 것이되,
상기 체결부(30)에는 체결부(30)의 체결상태를 감시할 수 있도록 삼각형의 표식(34)이 형성되어 지되, 표식(34)은 체결볼트(31)의 헤드부(312)의 상면에 표시되는 것으로, 표식(34)은 체결볼트(31)의 헤드부(312)에 미리 표시되어 부스바(20)를 관통하여 체결되며,
표식(34)은 이등변 삼각형으로 형성하여, 무게중심에서 각 꼭지점 까지의 거리를 구할수 있고, 이를 통해 밑변을 찾아낼수 있는 것으로, 밑변을 찾아 낸 후 컴퓨터 비전의 OpenCV(Open Source Computer Vision) 라이브러리에서 'ㅗ' 자형상을 만드는 것으로, 'ㅗ' 자의 2점이 만나는 지점의 위치를 파악 가능함으로써 0~360도 측정이 가능한 것이며,
컨트롤러(50)에서 감시수단(40)을 통해 전달받은 체결부(30)의 체결상태인 체결볼트(31)의 풀림 길이를 산정하는 방법은 체결볼트의 헤드부에 형성된 표식이 회전한 위치를 감시수단(40)으로부터 전달받아 회전된 각도를 확인하며, 이후, 회전된 각도가 확인되면 체결볼트(31)의 피치(나사 간격)을 곱하면 체결볼트(31)의 풀림 길이를 구할 수 있는 것으로,
체결볼트(31)의 풀림 길이를 구하는 식은 하기와 같은 것을 특징으로 하는 영상 처리기반의 수배전반 감시장치를 이용한 체결부의 체결상태 검출방법.
{체결볼트의 풀림 길이 = (체결볼트의 회전각도/360) * 체결볼트의 피치}In the method for detecting the fastening state of a fastening unit using an image processing-based switchgear monitoring device, the image processing-based switchgear monitoring device is a bus bar provided in an electric control device 100 including a switchboard, a distribution board, and an MCC (motor control panel). (20) and;
It has a fastening bolt 31 that penetrates the busbar 20 adjacent to each other and has a triangular mark 34 formed on the head part 312, and is inserted into the threaded part 311 of the fastening bolt 31 to each other. a fastening part 30 having a fastening nut 32 for inducing fastening of neighboring busbars 20;
Monitoring means 40 for monitoring the fastening state of the fastening part 30 through an image;
a controller 50 for receiving, storing, and analyzing the fastening state of the fastening part 30 detected by the monitoring means 40;
It includes a display means 60 for displaying the fastening state of the fastening part 30 stored and analyzed by the controller 50,
The monitoring means 40 further includes an internal temperature detection sensor 42 for detecting the internal temperature of the electric control device 100 provided with the bus bar 20, and the controller 50 includes an internal temperature detection sensor 42 ) is connected to receive the internal temperature information of the electric control device 100, and detects and outputs the fastening state of the fastening part 30 from the internal temperature information of the electric control device 100 and the current temperature information of the bus bar will,
The controller 50 receives the current temperature information of the bus bar 20 from the temperature detection sensor 41 of the monitoring means 40, and the current state of the fastening part 30 is also determined from the current temperature information of the bus bar. It detects and generates and outputs the state information of the fastening part 30, but the controller 50 sets a reference temperature value, and when the busbar current temperature information exceeding the reference temperature value is input, it is classified as abnormal for the fastening part 30. By discriminating and generating and outputting an abnormal alarm signal,
The controller 50 detects the current state of the fastening part 30 from the internal temperature information of the electric control device 100 and the current temperature information of the bus bar 20, and generates and outputs state information of the fastening part 30. ,
In addition, the controller 50 receives the vibration detected through the vibration detection sensor 43 of the monitoring means 40 and generates an abnormal signal when it is determined to be greater than or equal to a predetermined vibration value and outputs it through the display means 60. By doing so, when vibration is detected by the vibration detection sensor 43, it is transmitted to the controller 50, and the controller 50 checks the fastening state of the fastening part 30, and through this, the electric control device 100 It is possible to check whether there is an abnormality or not, and immediately conveys the abnormality to the user through the display means 60 so that the user can immediately cope with the situation when an abnormality is found,
The method for detecting the fastening state of the fastening part using the video processing-based switchgear monitoring device is the first step of detecting the area of the mark 34 formed in a triangle on the head part 312 of the fastening bolt 31 of the fastening part 30 (S100) and;
A second step (S200) of detecting the center of gravity of the mark 34;
a third step (S300) of detecting the base by calculating the distance from the center of gravity detected in the second step to each vertex of the mark 34;
A fourth step (S400) of forming a '┻' shape by connecting the center of gravity detected in the second step and the base detected in the third step;
a fifth step (S500) of detecting a rotational angle of the fastening part 30 by measuring an inclination of a line connecting the center of gravity and the base formed in the fourth step;
A sixth step (S600) of calculating the loosening length of the fastening part 30 through the rotation angle of the fastening part 30;
It includes a seventh step (S700) of outputting through the display means 60 when it is determined that the loosening length of the fastening part 30 calculated in the sixth step is not in a normal fastening state,
A triangular mark 34 is formed on the fastening part 30 to monitor the fastening state of the fastening part 30, and the mark 34 is on the upper surface of the head part 312 of the fastening bolt 31. As shown, the mark 34 is previously marked on the head part 312 of the fastening bolt 31 and fastened through the bus bar 20,
The mark 34 is formed as an isosceles triangle, and the distance from the center of gravity to each vertex can be obtained, and the base can be found through this. After finding the base, in the OpenCV (Open Source Computer Vision) library of computer vision By making a 'ㅗ' shape, it is possible to measure 0 to 360 degrees by identifying the location of the point where two points of the 'ㅗ' character meet.
The controller 50 calculates the loosening length of the fastening bolt 31, which is the fastening state of the fastening part 30 transmitted through the monitoring means 40, by monitoring the rotated position of the mark formed on the head of the fastening bolt. It is received from the means 40 and the rotated angle is checked, and then, when the rotated angle is confirmed, the loosening length of the fastening bolt 31 can be obtained by multiplying the pitch (screw spacing) of the fastening bolt 31,
A method for detecting the fastening state of a fastening part using an image processing-based switchgear monitoring device, characterized in that the equation for obtaining the loosening length of the fastening bolt 31 is as follows.
{Unwind length of fastening bolt = (rotation angle of fastening bolt/360) * pitch of fastening bolt} 삭제delete
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