KR102555049B1 - 배전함 관리 시스템 - Google Patents

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오재태
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Abstract

실외 구역에 설치되는 배전함을 관리하는 시스템은, 상기 배전함 몸체의 내부에서 체결되고, 스위치가 구비된 복수의 차단기를 포함하는 회로 모듈; 상기 회로 모듈에 설치되어 내측 진동 감지 신호를 생성하는 내측 진동 센서; 상기 배전함 몸체의 외측에 설치되어 외측 진동 감지 신호를 생성하는 적어도 하나의 외측 진동 센서; 및 상기 복수의 차단기 각각의 이상 여부를 판단하는 제어 모듈;을 포함하되, 상기 복수의 차단기 각각에 대하여, 상기 제어 모듈은, 상기 스위치의 턴 오프 신호를 상기 차단기로 전송하는 제1 과정을 수행하고, 미리 설정된 시간 구간에서 감지된 상기 내측 및 외측 진동 감지 신호를 수신하는 제2 과정을 수행하고, 상기 내측 및 외측 진동 감지 신호에 기초하여 상기 차단기의 점검용 정보를 산출하는 제3 과정을 수행한다.

Description

배전함 관리 시스템{Distribution box management system}
본 발명의 실시예들은 배전함 내부에 설치되는 복수의 차단기의 이상 여부를 정확하게 판단하고, 관리자가 배전함을 용이하게 관리하도록 가이드 정보를 제공하는 차단기 관리 시스템에 관한 것이다.
배전함 내에는 전력변환 및 전달, 계측 등을 위한 다수의 전력기기들이 배치되어 있다. 특히, 전력기기들 중 차단기는 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전함 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호하는 전력기기이다.
한편, 배전함의 장기간 구동에 의해, 배전함의 내부에 체결된 차단기의 체결 상태가 약화되어, 차단기가 이탈하는 위험이 발생할 수 있다. 이 경우, 차단기가 배치된 선로의 손상이나 단선 등이 발생하여, 선로와 연결된 부하들로의 전력 공급이 예기치 않게 중단되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 특정 선로의 차단을 위해, 관리 서버 또는 배전함 내의 제어 모듈이 차단기의 스위치를 오프시키는 제어 신호를 출력할 수 있다. 그러나, 차단기의 스위치 자체가 고장나거나 차단기가 제어 신호를 정상적으로 수신하지 못하는 경우, 스위치가 정상 동작을 수행하지 못하여 사고가 발생될 위험이 있다.
본 발명의 목적은 배전함 내부에 설치되는 복수의 차단기의 이상 여부를 정확하게 판단하고, 관리자가 배전함을 용이하게 관리하도록 가이드 정보를 제공하는 차단기 관리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 실외 구역에 설치되는 배전함을 관리하는 시스템은, 상기 배전함 몸체의 내부에서 체결되고, 스위치가 구비된 복수의 차단기를 포함하는 회로 모듈; 상기 회로 모듈에 설치되어 내측 진동 감지 신호를 생성하는 내측 진동 센서; 상기 배전함 몸체의 외측에 설치되어 외측 진동 감지 신호를 생성하는 적어도 하나의 외측 진동 센서; 및 상기 복수의 차단기 각각의 이상 여부를 판단하는 제어 모듈;을 포함하되, 상기 복수의 차단기 각각에 대하여, 상기 제어 모듈은, 상기 스위치의 턴 오프 신호를 상기 차단기로 전송하는 제1 과정을 수행하고, 미리 설정된 시간 구간에서 감지된 상기 내측 및 외측 진동 감지 신호를 수신하는 제2 과정을 수행하고, 상기 내측 및 외측 진동 감지 신호에 기초하여 상기 차단기의 점검용 정보를 산출하는 제3 과정을 수행한다.
본 발명에 따르면, 배전함 내부에 설치되는 복수의 차단기의 이상 여부를 정확하게 판단하고, 관리자가 배전함을 용이하게 관리하도록 가이드 정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
　도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전함 관리 시스템의 개략적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 회로 모듈의 일반적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모듈의 개략적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전함 관리 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에서 설명하는 기준 신호 및 판단용 신호의 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 볼트의 형상을 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 이미지 및 수정된 회로 이미지의 일례를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
　도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전함 관리 시스템(1)의 개략적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 배전함 관리 시스템(1)은 배전함(10), 관리 서버(20) 및 관리자 단말 장치(30)를 포함할 수 있다.
배전함(10)는 태양광 발전 설비 등에 포함된 배전함과 같이 실외 구역에 설치될 수 있으며, 배전함 몸체(11), 회로 모듈(12), 복수의 진동 센서(13), 복수의 카메라(14) 및 제어 모듈(15)를 포함할 수 있다. 복수의 진동 센서(13)는 내측 진동 센서(131) 및 적어도 하나의 외측 진동 센서(132)를 포함할 수 있다.
배전함 몸체(11)는 배전함(10)의 외관을 구성할 수 있으며, 도어(미도시)를 포함할 수 있다.
배전함 몸체(11)의 내부에는 내측 진동 센서(131)가 내장된 회로 모듈(12), 복수의 카메라(14) 및 제어 모듈(15)이 설치될 수 있다. 그리고, 배전함 몸체(11)의 외벽에는 적어도 하나의 외측 진동 센서(132)가 설치될 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어 모듈(15)은 배전함 몸체(11)의 외측에 설치될 수도 있다. 또한, 도 1에 도시되지 않았지만, 배전함 몸체(11)에는 릴레이, 계측기 등이 더 설치될 수 있다.
회로 모듈(12)은 배전함(10)의 메인 구성일 수 있다.
도 2는 회로 모듈(12)의 일반적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 회로 모듈(12)은 복수의 차단기(121)를 포함할 수 있다. 복수의 차단기(121) 각각은 배전함 몸체(11)의 내부에서 볼트에 의해 체결될 수 있다. 일례로, 복수의 차단기(121)는 배전함 몸체(11)에 배치된 슬롯(slot) 등에 체결되어 고정 설치될 수 있다.
복수의 차단기(121)는 메인 차단기(121a) 및 복수의 서브 차단기(121b)를 포함할 수 있다. 메인 차단기(121a)는 배전함(10)의 전체 전력 흐름을 차단할 수 있고, 복수의 서브 차단기(121b)는 분기 선로 각각의 전력 흐름을 차단할 수 있다.
복수의 차단기(121) 각각은 선로에 과전류, 과전압, 부족전압, 단락, 지락 등의 요소가 검출되는 경우 선로를 차단함으로써, 배전함(10) 및 이와 연결된 부하나 각종 시스템을 보호할 수 있다. 복수의 차단기(121)는 분기 선로들 각각에 하나씩 대응하여 배치됨으로써, 대응하는 선로의 차단 동작을 수행할 수 있다. 복수의 차단기(121) 각각은 ACB(air circuit breaker), MCCB(molded case circuit breaker), MCB(molded circuit breaker) 등으로 구현될 수 있다.
복수의 차단기(121) 각각은 스위치(122)를 포함할 수 있다. 스위치(122)가 오프되는 경우 분기 선로가 차단되어 전력 공급이 중단되고, 스위치(122)가 온 되는 경우 분기 선로에 전력 공급이 재개될 수 있다. 한편, 차단기(121)의 스위치(122)는 후술할 제어 모듈(15)로부터 수신되는 제어 신호에 기초하여 턴 온 또는 턴 오프될 수 있고, 관리자의 수동 조작을 통해 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다.
스위치(122)는 물리적인 또는 기계적인 스위치로서, 스위치(122)가 턴 온 상태에서 턴 오프 상태로 전환되는 경우, 스위치(122)의 위치가 이동되면서 진동을 발생시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 복수의 진동 센서(13)는 배전함(10)의 내부 및 외부에서 발생한 진동을 감지할 수 있다. 복수의 진동 센서(13)는 가속도 센서 등의 MEMS 센서로서 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 진동 센서(13)는 내측 진동 센서(131) 및 적어도 하나의 외측 진동 센서(132)를 포함할 수 있다. 내측 진동 센서(131)는 스위치(122)의 위치 이동 시 발생된 진동을 감지하여 내측 진동 감지 신호를 생성할 수 있다. 외측 진동 센서(132)는 외부 풍력을 받는 배전함 몸체(11)의 적어도 하나의 외벽 각각에 설치될 수 있고, 외부 풍력에 의한 배전함 몸체(11)의 진동을 감지하여 외측 진동 감지 신호를 생성할 수 있다.
복수의 카메라(14) 각각은 배전함 몸체(11) 중 전면에 배치된 도어의 내벽에 설치될 수 있다. 복수의 카메라(14) 각각은 복수의 차단기(121)의 체결에 대한 영상을 촬영할 수 있으며, 이를 위해 카메라(14)는 조명 장치를 포함할 수 있다.
구체적으로, 배전함 몸체(11)의 내부에서의 복수의 차단기(121) 각각의 설치 위치에 기초하여 복수의 차단기(121)는 복수의 차단기 그룹으로 그룹핑될 수 있고, 복수의 카메라(14) 각각은 대응되는 차단기 그룹에 대한 영상을 촬영할 수 있다. 즉, 복수의 카메라(14)의 개수는 복수의 차단기 그룹의 개수와 대응될 수 있다.
제어 모듈(15)은 회로 모듈(12), 복수의 진동 센서(13) 및 복수의 카메라(14)와 유선 또는 무선 통신 방식에 따라 연결되어 회로 모듈(12), 복수의 진동 센서(13) 및 복수의 카메라(14)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 모듈(15)는 수신된 정보를 관리 서버(20)로 전송할 수 있다. 또한, 제어 모듈(15)는 관리 서버(20)으로부터 배전함(10)의 구성요소(12, 13, 14)에 대한 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초하여 배전함(10)의 구성요소(12, 13, 14)를 제어하거나, 상기 제어 명령을 직접 생성하여 배전함(10)의 구성요소(12, 13, 14)를 제어할 수도 있다.
한편, 배전함(10)은 제어 모듈(15)과 연결되는 관리자 인터페이스(미도시)를 포함할 수 있다. 관리자 인터페이스(미도시)는 배전함 몸체(11)의 외측에 구비되어 배전함(10)의 동작 상태와 관련된 각종 정보를 수신하여 표시될 수 있다. 또한, 관리자 인터페이스는 관리자로부터 배전함(10)의 동작과 관련된 각종 명령이나 요청 등을 수신하고, 수신된 명령이나 요청을 제어 모듈(15)로 전송할 수 있다.
관리 서버(20)는 배전함(10)의 정보를 통합적으로 관리할 수 있다. 제어 모듈(15) 또는 관리 서버(20)는 관리자 단말 장치(30)와 통신 연결되어 배전함(10)의 동작과 관련된 각종 정보를 관리자 단말 장치(30)로 전송할 수 있다. 또한, 제어 모듈(15) 또는 관리 서버(20)는 관리자 단말 장치(30)로부터 배전함(10)의 구성요소(12, 13, 14)를 제어하는 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 기초한 제어 신호를 생성하여 배전함(10)의 구성요소(12, 13, 14)로 전송할 수도 있다.
관리자 단말 장치(30)는 관리자가 소지한 단말 장치일 수 있다. 일례로, 관리자 단말 장치(30)는 스마트 폰 등과 같은 스마트 기기일 수 있다.
한편, 배전함(10)의 장기간 동작에 따라 차단기(121)의 체결 상태가 약화될 수 있고, 이에 따라 차단기(121)가 슬롯으로부터 이탈하는 위험이 발생할 수 있다. 이 경우, 차단기(121)가 배치된 선로의 손상이나 단선 등이 발생하여, 선로와 연결된 부하들로의 전력 공급이 중단되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 특정 선로의 차단을 위해, 제어 모듈(15) 또는 관리 서버(20)가 특정 선로에 배치된 차단기(121)의 스위치를 오프시키는 제어 신호를 출력할 수 있다. 차단기(121)가 제어 신호를 정상적으로 수신하지 못하거나, 스위치(122) 자체에 고장이 발생하는 경우, 스위치(122)가 턴 오프되지 못하는 오류가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전함 관리 시스템(1)은 차단기(121)의 이탈 위험이나 스위치(122)의 이상 동작을 감지하여 관리자에게 실시간으로 알림을 제공함으로써, 상술한 문제점의 발생을 최소화할 수 있다.
이하, 하기의 도면들을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전함 관리 시스템(1)의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모듈(15)의 개략적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제어 모듈(15)는 통신부(151), 메모리(152) 및 프로세서(153)를 포함할 수 있다.
통신부(151)는 배전함(10)의 구성요소(12, 13, 14), 관리 서버(20) 및 관리자 단말 장치(30)와 통신을 가능하게 하는 적어도 하나의 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
메모리(152)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리일 수 있고, 제어 모듈(15)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령어 또는 데이터를 저장할 수 있다. 특히, 메모리(152)는 제어 모듈(15)에서 수행되는 컴퓨터 프로그램 내지 기록 매체에 관계된 명령어 또는 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(153)는 중앙처리장치, 애플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(153)는 제어 모듈(15)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 특히, 프로세서(153)는 복수의 차단기(121) 각각의 이상 여부를 판단할 수 있다.
이하, 제어 모듈(15)에서 수행되는 차단기(121)의 이상 여부 판단 동작을 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전함 관리 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
배전함 관리 방법은 복수의 차단기(121) 각각에 대해 순차적으로 수행될 수 있다. 이 경우, 메인 차단기(121a)에 대해 배전함 관리 방법이 먼저 수행되고, 복수의 서브 차단기(121b)에 대해 배전함 관리 방법이 나중에 수행될 수 있다. 이에 따라, 배전함 관리 방법이 수행될 때의 화재, 오류 등이 방지될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 특정 차단기(121)에서 수행되는 배전함 관리 방법을 상세하게 설명한다. 이 때, 특정 차단기(121)가 턴 온 상태에 있는 것으로 가정한다.
단계(S41)에서, 제어 모듈(15)은 스위치(122)의 턴 오프 신호를 차단기(121)로 전송할 수 있다. 이 경우, 턴 오프 신호에 기초하여 스위치(122)가 턴 오프 상태로 전환될 수 있으며, 차단기(121)에서 진동이 발생될 수 있다.
단계(S42)에서, 제어 모듈(15)은 미리 설정된 시간 구간에서 감지된 진동 감지 신호를 복수의 진동 센서(13)에서 수신할 수 있다.
구체적으로, 상기 시간 구간은 스위치(122)의 턴 오프 신호가 수신된 시점을 시작 시점으로 하고, 미리 설정된 시간 길이를 가질 수 있다.
또한, 내측 진동 센서(131)는 스위치(122)가 턴 오프 상태로 전환되는 경우에 발생하는 내부 진동을 감지할 수 있다. 그리고, 외측 진동 센서(132)는 배전함 몸체(11)에 외부 풍력이 인가되는 경우 발생하는 배전함 몸체(110)의 진동, 즉 외부 진동을 감지할 수 있다. 한편, 외부 풍력의 인가로 인해 발생된 외부 진동은 회로 모듈(12)에 전달되므로, 내측 진동 센서(131)는 외부 진동 역시 감지할 수 있다. 즉, 내측 진동 센서(131)는 내부 진동 및 외부 진동을 모두 감지할 수 있고, 외측 진동 센서(132)는 외부 진동만을 감지할 수 있다.
단계(S43)에서, 제어 모듈(15)은 진동 감지 신호에 기초하여 차단기(121)의 점검용 정보를 산출할 수 있다.
여기서, 점검용 정보는, 차단기(121)가 정상적으로 동작하는 경우와 대응되는 제1 점검용 정보와, 차단기(121)가 비정상적으로 체결되는 경우와 대응되는 제2 점검용 정보와, 차단기(121)가 비정상적으로 동작하는 경우와 대응되는 제3 점검용 정보를 포함할 수 있다.
이하, 단계(S43)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 단계(S43)의 세부적인 흐름도를 도시한 도면이다.
단계(S431)에서, 제어 모듈(15)은 적어도 하나의 외측 진동 센서(132) 각각에서 생성된 적어도 하나의 외측 진동 감지 신호 중 최대 세기를 가지는 제1 외측 진동 감지 신호를 선택할 수 있다.
단계(S432)에서, 제어 모듈(15)은 배전함 몸체(11)의 두께 및 배전함 몸체(11)를 구성하는 금속의 진동 감쇠율에 기초하여 제1 외측 진동 감지 신호의 세기를 보정할 수 있다.
단계(S433)에서, 제어 모듈(15)은 내측 진동 감지 신호와 보정된 제1 외측 진동 감지 신호에 대해 감산 연산을 수행하여 판단용 신호를 생성할 수 있다.
단계(S431) 내지 단계(S433)에 대해 세부적으로 설명하면 다음과 같다.
후술하는 바와 같이, 제어 모듈(15)은 스위치(122)가 턴 오프 상태로 전환되는 경우 발생하는 진동에 기초하여 차단기(121)의 정상 여부를 판단하는 점검용 정보를 산출할 수 있다. 이 때, 배전함(10)은 실외 구역에 설치되므로, 외풍에 의해 배전함 몸체(11)에 진동이 추가적으로 발생할 수 있으며, 추가적으로 발생하는 진동은 측정 노이즈로 작용하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 모듈(15)은 위한 단계(S431) 내지 단계(S433)를 수행함으로써 측정 노이즈를 제거할 수 있다.
구체적으로, 배전함(10)은 실외 구역에 설치되므로, 배전함 본체(10)의 적어도 하나의 외벽에는 외풍이 인가될 수 있으며, 이에 따라 적어도 하나의 외측 진동 센서(132)는 외부 진동을 감지할 수 있다. 한편, 일반적으로 외풍은 하나의 방향으로 흐른다. 이 때, 적어도 하나의 외측 진동 센서(132)에서 감지된 외측 진동 감지 신호를 모두 이용하여 후술할 점검용 정보를 산출하는 경우 오류가 발생될 수 있다. 따라서, 단계(S431)에서, 제어 모듈(15)은 적어도 하나의 외측 진동 감지 신호 중에서 외풍이 흐르는 방향과 대응되는, 즉 최대 세기를 가지는 제1 외측 진동 감지 신호를 선택할 수 있다. 이를 통해, 점검용 정보의 산출 오류가 방지될 수 있다.
또한, 특정 방향으로 흐르는 외부 풍력은 배전함 몸체(11)로 부딪힌 후 배전함 몸체(11)의 내부에 설치된 회로 모듈(12)로 전달될 수 있다. 이 때, 배전함 몸체(11) 자체로 인하여, 외부 풍력에 인한 진동의 세기는 배전함 몸체(11)의 내부로 전달된 진동의 세기보다 클 수 있다. 따라서, 단계(S432)에서, 제어 모듈(15)은 배전함 몸체(11)의 두께 및 배전함 몸체(11)를 구성하는 금속의 진동 감쇠율에 기초하여 제1 외측 진동 감지 신호의 세기를 보정할 수 있다. 금속의 진동 감쇠율은 미리 정의된 값일 수 있다. 이에 따라, 배전함(10) 내부로 전달되는 외부 진동의 세기를 보다 정확하게 측정함으로써 점검용 정보를 보다 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 내측 진동 센서(131)에서 생성된 내측 진동 감지 신호는, 스위치(122)의 턴 오프 상태로 전환된 경우 발생하는 내부 진동과 외부 풍력에 의해 발생하는 배전함 몸체(11)의 외부 진동을 모두 포함할 수 있고, 외측 진동 센서(132)에서 생성된 외측 진동 감지 신호는 배전함 몸체(11)의 외부 진동만을 포함할 수 있다. 따라서, 단계(S433)에서, 제어 모듈(15)은 내측 진동 감지 신호와 보정된 제1 외측 진동 감지 신호에 대해 감산 연산을 수행하여 판단용 신호를 산출할 수 있다.
다음으로, 단계(S434)에서, 제어 모듈(15)은 미리 설정된 기준 신호와 판단용 신호의 세기 차이가 미리 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 기준 신호는, 외풍이 불지 않을 때 차단기(121)가 턴 오프 상태로 전환되는 경우에 발생하는 진동 신호일 수 있으며, 미리 정의되어 상술한 메모리(152)에 저장될 수 있다. 즉, 기준 신호는 스위치(122)가 정상적으로 동작하는 경우에 발생하는 진동 신호일 수 있다. 일례로, 제어 모듈(15)은 복수의 특정 시점들에서의 신호 세기 비교, 복수의 주파수들에서의 게인 비교, 기준 신호와 판단용 신호의 위상 비교 등을 이용하여 기준 신호와 판단용 신호를 비교할 수 있다. 도 6에서는 기준 신호의 일례를 도시하고 있다.
만약, 기준 신호와 판단용 신호의 세기 차이가 임계치를 초과하지 않는 경우, 단계(S435)에서, 제어 모듈(15)은 차단기(121)가 정상적으로 동작하는 것으로 판단하여 제1 점검용 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 정상 상태는 차단기(121)의 체결이 양호하여 이탈 위험이 없고 스위치(122)가 정상적으로 동작하는 상태를 의미할 수 있다.
즉, 제1 시점(T1)에서 스위치(122)가 턴 오프된 경우, 진동이 발생할 수 있다. 상기 진동은 시간이 경과함에 따라 점차 약해지고, 소정 시간 이후에는 진동이 더 이상 발생하지 않을 수 있다. 차단기(121)가 이탈되지 않고, 스위치(122)가 정상적으로 동작하는 경우, 판단용 신호는 도 6의 기준 신호와 유사한 형태를 가질 수 있으며, 제어 모듈(15)은 제1 점검용 정보를 산출할 수 있다.
반대로, 기준 신호와 판단용 신호의 세기 차이가 임계치를 초과하는 경우, 단계(S436)에서, 제어 모듈(15)은 상술한 시간 구간 내의 특정 시점에서 판단용 신호의 세기가 기준 신호에서 도출된 기준 세기 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 기준 세기는 미리 설정될 수 있다.
만약, 특정 시점에서 판단용 신호의 세기가 기준 세기 이상인 경우, 단계(S437)에서, 제어 모듈(15)은 차단기(121)가 비정상적으로 체결되는 것으로 판단하여 제2 점검용 정보를 산출할 수 있다. 반대로, 특정 시점에서 판단용 신호의 세기가 기준 세기 미만인 경우, 단계(S438)에서, 제어 모듈(15)은 차단기(121)가 비정상적으로 체결되는 것으로 판단하여 제2 점검용 정보를 산출할 수 있다.
구체적으로, 제어 모듈(15)은 판단용 신호의 특정 시점에서의 세기와 기준 세기를 비교함으로써, 차단기(121)의 이탈 위험 또는 스위치(122)의 미동작을 판단할 수 있다.
특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 판단용 신호의 크기가 제1 및 제2 시점(T1, T2) 모두에서 기준 크기보다 작은 경우, 내부 진동이 발생되지 않으며, 스위치(122)는 턴 온 상태를 유지하는 것으로 판단할 수 있다. 이는 스위치(122)의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단될 수 있다. 따라서, 제어 모듈(15)은 제2 점검용 정보를 산출할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 판단용 신호의 크기가 제1 및 제2 시점(T1, T2) 모두에서 기준 크기보다 큰 경우, 차단기(121)의 이탈로 인해 추가 내부 진동이 발생되었음을 확인할 수 있다. 따라서, 제어 모듈(15)은 제3 점검용 정보를 산출할 수 있다.
요컨대, 본 발명에 따른 배전함 관리 시스템은 차단기(121)의 스위치(122) 동작 시 발생하는 진동에 기초하여, 차단기(121)의 정상 체결 여부 및 정상 동작 여부를 판단할 수 있으며, 단계(S431) 내지 단계(S433)를 더 수행하여 측정의 정확성을 증가시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어 모듈(15)은 복수의 카메라(14) 중 차단기(121)가 속하는 제1 차단기 그룹과 대응되는 제1 카메라(14)에서 촬영된 차단기(121)의 제1 영상에 더 기초하여 제2 점검용 정보를 산출할 수 있다.
즉, 상기에서 설명한 측정 노이즈와 더불어 의도치 않는 추가 측정 노이즈가 발생될 수 있다. 이 경우, 차단기(121)가 정상적으로 체결되었음에도 불구하고, 판단용 신호와 기준 신호와의 비교 결과, 차단기(121)가 비정상적으로 체결된 것으로 잘못 판단될 수 있다. 따라서, 제어 모듈(15)는 제1 영상에 더 기초하여 차단기(121)의 정상 체결에 대한 2차적 판단을 더 수행할 수 있다.
이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
배전함(10)는 관리자에 의해 주기적으로 점검될 수 있고, 차단기(121)는 복수의 볼트에 의해 배전함(10)의 내부에 체결될 수 있다. 특히, 관리자는 차단기(121)의 체결 여부를 점검할 수 있고, 특정 볼트가 풀리는 경우, 관리자는 해당 볼드를 조일 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 볼트(900)는 십자 삽입홈(911)이 헤드(910)를 포함할 수 있다. 이 때, 십자 삽입홈(911)의 4개의 단부 중 어느 하나의 단부와 인접하여 볼트(900)의 회전을 식별하기 위한 점(dot, 912)이 표시될 수 있다.
상술한 내용에 기초하여 제어 모듈(15)이 판단용 신호와 기준 신호와의 비교 및 제1 영상에 기초하여 제2 점검용 정보를 산출하는 내용을 설명하면 다음과 같다.
판단용 신호의 세기가 기준 세기보다 크지만 미리 설정된 임계 시간 구간(일례로, 15일) 이후에 배전함(10)의 최근 점검이 수행된 제1 상황이 발생된 경우, 제어 모듈(15)은 제1 카메라(14)로 촬영 개시 신호를 전송하지 않고 차단기(121)가 비정상적으로 체결된 것으로 판단하여 제2 점검용 정보를 산출할 수 있다.
즉, 최근 점검이 수행되고 난 후, 일례로 15일이 경과한 상황에서 판단용 신호의 세기가 기준 세기보다 큰 것으로 판단되는 경우, 시간의 경과로 인해 차단기(121)의 체결이 풀린 것으로 유추될 수 있다. 따라서, 제어 모듈(15)은 제1 영상을 참고하지 않고, 차단기(121)가 비정상적으로 체결된 것으로 판단하여 제2 점검용 정보를 산출할 수 있다.
또한, 판단용 신호의 세기가 기준 세기보다 크면서 임계 시간 구간 이전에 배전함의 최근 점검이 수행된 제2 상황이 발생되는 경우, 제어 모듈(15)은, 제1 카메라(14)로 촬영 개시 신호를 전송하고, 제1 카메라(14)에서 촬영된 차단기(121)의 제1 영상을 수신하고, 배전함(121)의 최근 점검 직후에 촬영된 차단기(121)의 이전 영상인 제2 영상과 차단기(121)의 제1 영상을 비교하여 점(912)의 표시 위치의 이동 여부를 판단할 수 있다.
즉, 최근 점검이 수행되고 난 후, 일례로 15일이 경과하지 않는 시점에서 판단용 신호의 세기가 기준 세기보다 큰 것으로 판단되는 경우, 최근의 점검으로 인해 차단기(121)의 체결이 풀리지 않았고 추가 측정 노이즈가 발생될 가능성이 있는 것으로 판단될 수 있다. 따라서, 제어 모듈(15)은 제1 카메라(14)로부터 수신된 제1 영상과 최근 점검 직후에 촬영된 차단기(121)의 이전 영상인 제2 영상을 비교하여 점(912)의 표시 위치의 이동 여부를 판단할 수 있다.
만약, 점(912)이 미리 설정된 임계 각도 이상으로 회전하여 이동한 경우, 차단기(121)가 비정상적으로 체결되는 것으로 판단하여 제2 점검용 정보를 산출할 수 있다. 반대로, 점(912)이 임계 각도 이상으로 회전하여 이동하지 않는 경우, 단계(S431) 내지 단계(S436)를 다시 수행하여 차단기(121)가 비정상적으로 체결되는지 여부를 다시 판단할 수 있다.
요컨대, 제어 모듈(15)는 제1 영상을 더 이용함으로써 차단기(121)의 비정상적 체결 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
다시, 도 4를 참조하면, 단계(S44)에서, 제어 모듈(15)은 점검용 정보를 관리 서버(20)에 전송할 수 있다.
한편, 관리 서버(20)는 점검용 정보를 관리자에게 제공할 수 있다.
관리 서버(20)는 배전함(10)을 포함하는 복수의 배전함(10)과 통신 연결되어 복수의 배전함(10)을 관리하고, 복수의 배전함(10)의 회로 모듈(12) 각각에 대한 회로 이미지들을 저장할 수 있다.
도 10은 회로 모듈(12)의 회로 이미지의 일례를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 회로 이미지에는, 배전함(10)에 포함된 복수의 차단기(121)의 타입(일례로, MCCB 3P, 225/150A), 복수의 차단기(121)의 체결 형태(일례로, 볼트의 체결 상태) 및 복수의 차단기(121) 사이의 배선 관계가 표현될 수 있다.
특히, 제2 점검용 정보와 대응되는 제1 메시지 또는 제3 점검용 정보와 대응되는 제2 메시지가 관리 서버(20)로 수신되는 경우, 관리자는 배전함(10)에 방문하여 점검 행위를 수행할 수 있다. 이 때, 관리 서버(20)는 관리자의 점검 행위를 가이드하기 위한 정보를 관리자 단말 장치(30)로 전송할 수 있고, 이를 통해 관리자는 점검 행위를 용이하게 수행할 수 있다. 이에 대해 세부적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 관리 서버(20)는 저장된 회로 이미지들 중 해당 배전함(10)의 회로 이미지를 독출할 수 있다. 이는 도 10에 도시된 회로 이미지일 수 있다.
다음으로, 관리 서버(20)는 이미지 분석에 기초하여 배전함(121)의 회로 이미지에 표현된 복수의 차단기(121) 중 제1 또는 제2 메시지에 대응되는 차단기(121)를 검색할 수 있다.
즉, 상기에서 설명한 배전함 관리 방법은 복수의 차단기(121) 각각에 대해 순차적으로 수행될 수 있으므로, 순차적인 카운팅 횟수와 이미지 분석을 통해 제1 또는 제2 메시지에 대응되는 차단기(121)를 검색할 수 있다.
계속하여, 관리 서버(20)는 검색된 차단기(121)를 나머지 차단기(121)와 서로 다르게 표현하도록 배전함(121)의 회로 이미지를 수정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차단기(121)의 비정상적 체결과 대응되는 제1 메시지의 수신 시, 관리 서버(20)는 검색된 차단기(121)를 다르게 표현하도록 하면서 차단기(121)의 타입을 강조하도록 배전함(121)의 회로 이미지를 수정할 수 있다. 이는 도 11에 도시된 바와 같다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 차단기(121)의 비정상적 동작과 대응되는 제2 메시지의 수신 시, 관리 서버(20)는 검색된 차단기(121)를 다르게 표현하도록 하면서 차단기(121)의 체결 형태를 강조하도록 배전함(10)의 회로 이미지를 수정할 수 있다. 이는 도 12에 도시된 바와 같다.
이 후, 관리 서버(20)는 수정된 배전함(121)의 회로 이미지와 대응되는 URL(uniform resource locator)를 생성할 수 있다.
한편, 배전함(10)의 도어의 외측에는 URL과 대응되는 QR 코드가 부착될 수 있다. 이 경우, 관리자는 관리자 단말 장치(30)를 이용하여 QR 코드를 인식하여 수정된 배전함의 회로 이미지를 제공받을 수 있다. 수정된 배전함의 회로 이미지는 관리자 단말 장치(30)의 디스플레이부에 표시될 수 있다. 관리자는 표시된 배전함(10)의 회로 이미지에 기초하여 배전함(10)의 관리 점검을 수행할 수 있다.
요컨대, 상술한 내용에 따르면, 배전함(10)의 어떠한 요소가 점검할 대상인지 여부를 관리자가 직관적으로 인식할 수 있으며, 이에 따라, 관리자는 배전함(10)의 관리 점검을 용이하게 수행할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (4)

  1. 실외 구역에 설치되는 배전함을 관리하는 시스템에 있어서,
    배전함 몸체;
    상기 배전함 몸체의 내부에서 체결되고, 스위치가 구비된 복수의 차단기를 포함하는 회로 모듈;
    상기 회로 모듈에 설치되어 내측 진동 감지 신호를 생성하는 내측 진동 센서;
    외부 풍력을 받는 상기 배전함 몸체의 적어도 하나의 외측에 설치되어 외측 진동 감지 신호를 생성하는 적어도 하나의 외측 진동 센서; 및
    상기 복수의 차단기 각각의 이상 여부를 판단하는 제어 모듈;을 포함하되,
    상기 복수의 차단기 각각에 대하여, 상기 제어 모듈은, 상기 스위치의 턴 오프 신호를 상기 차단기로 전송하는 제1 과정을 수행하고, 미리 설정된 시간 구간에서 감지된 상기 내측 및 외측 진동 감지 신호를 수신하는 제2 과정을 수행하고, 상기 내측 및 외측 진동 감지 신호에 기초하여 상기 차단기의 점검용 정보를 산출하는 제3 과정을 수행하고,
    상기 복수의 차단기는 메인 차단기 및 복수의 서브 차단기를 포함하고, 상기 메인 차단기에 대해 상기 제1 내지 제3 과정이 수행되고 난 후 상기 복수의 서브 차단기에 대해 순차적으로 상기 제1 내지 제3 과정이 수행되고,
    상기 미리 설정된 시간 구간은 상기 스위치의 턴 오프 신호가 수신된 시점을 시작 시점으로 하고, 미리 설정된 시간 길이를 가지며,
    상기 제어 모듈은, 상기 제3 과정에서,
    상기 적어도 하나의 외측 진동 센서 각각에서 생성된 적어도 하나의 상기 외측 진동 감지 신호 중 최대 세기를 가지는 제1 외측 진동 감지 신호를 선택하고,
    상기 배전함 몸체의 두께 및 상기 배전함 몸체를 구성하는 금속의 진동 감쇠율에 기초하여 상기 제1 외측 진동 감지 신호의 세기를 보정하고,
    상기 내측 진동 감지 신호와 상기 보정된 제1 외측 진동 감지 신호에 대해 감산 연산을 수행하여 판단용 신호를 생성하고,
    상기 판단용 신호의 세기와 미리 설정된 기준 신호를 비교하여 상기 차단기의 정상 동작 여부 또는 상기 배전함 몸체에서의 상기 차단기의 정상 체결 여부를 판단하되,
    상기 미리 설정된 기준 신호와 상기 판단용 신호의 세기 차이가 미리 설정된 임계치를 초과하지 않는 경우, 상기 차단기가 정상적으로 동작하는 것으로 판단하여 제1 점검용 정보를 산출하고,
    상기 미리 설정된 시간 구간 내의 특정 시점에서 상기 판단용 신호의 세기가 상기 미리 설정된 기준 신호에서 도출된 기준 세기 이상인 경우, 상기 차단기가 비정상적으로 체결되는 것으로 판단하여 제2 점검용 정보를 산출하고,
    상기 미리 설정된 시간 구간 내의 특정 시점에서 상기 판단용 신호의 세기가 상기 기준 세기 미만인 경우, 상기 차단기가 비정상적으로 동작하는 것으로 판단하여 제3 점검용 정보를 산출하는,
    배전함 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배전함 몸체의 전면에 배치된 도어의 내벽에 설치되는 복수의 카메라를 더 포함하되,
    상기 배전함 몸체의 내부에서의 상기 복수의 차단기 각각의 설치 위치에 기초하여 상기 복수의 차단기는 복수의 차단기 그룹으로 그룹핑되고, 상기 복수의 카메라 각각은 상기 복수의 차단기 그룹 중 대응되는 차단기 그룹에 대한 영상을 촬영하고,
    십자 삽입홈이 헤드에 형성된 볼트를 통해 상기 복수의 차단기가 체결되되, 상기 십자 삽입홈의 4개의 단부 중 어느 하나의 단부와 인접하여 상기 볼트의 회전을 식별하기 위한 점(dot)이 표시되고,
    상기 제어 모듈은, 상기 제3 과정에서,
    상기 복수의 카메라 중 상기 차단기가 속하는 제1 차단기 그룹과 대응되는 제1 카메라에서 촬영된 상기 차단기의 제1 영상에 더 기초하여 상기 제2 점검용 정보를 산출하되, 구체적으로,
    상기 판단용 신호의 세기가 상기 기준 세기보다 크고 미리 설정된 임계 시간 구간 이후에 상기 배전함의 최근 점검이 수행된 제1 상황에서, 상기 제어 모듈은 상기 제1 카메라로 촬영 개시 신호를 전송하지 않고 상기 차단기가 비정상적으로 체결된 것으로 판단하여 상기 제2 점검용 정보를 산출하고,
    상기 판단용 신호의 세기가 상기 기준 세기보다 크고 상기 미리 설정된 임계 시간 구간 이전에 상기 배전함의 최근 점검이 수행된 제2 상황에서, 상기 제어 모듈은 상기 제1 카메라로 촬영 개시 신호를 전송하고, 상기 제1 카메라에서 촬영된 상기 차단기의 제1 영상을 수신하고, 상기 배전함의 최근 점검 직후에 촬영된 상기 차단기의 제2 영상과 상기 차단기의 제1 영상을 비교하여 상기 점의 표시 위치의 이동 여부를 판단하되,
    상기 점이 미리 설정된 임계 각도 이상으로 회전하여 이동한 경우, 상기 차단기가 비정상적으로 체결되는 것으로 판단하여 상기 제2 점검용 정보를 산출하고
    상기 점이 상기 미리 설정된 임계 각도 이상으로 회전하여 이동하지 않는 경우, 상기 제1 내지 제3 과정을 다시 수행하여 상기 차단기가 비정상적으로 체결되는지 여부를 다시 판단하는,
    배전함 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배전함을 포함하는 복수의 배전함과 통신 연결되어 상기 복수의 배전함을 관리하고, 상기 복수의 배전함의 상기 회로 모듈 각각에 대한 회로 이미지들을 저장하는 관리 서버;를 더 포함하되,
    상기 회로 이미지들 각각에는 상기 복수의 배전함 중 대응되는 배전함에 포함된 상기 복수의 차단기의 타입, 상기 대응되는 배전함에서의 상기 복수의 차단기의 체결 형태 및 상기 복수의 차단기 사이의 배선 관계가 표현되고,
    상기 관리 서버는, 상기 제2 점검용 정보와 대응되는 제1 메시지 또는 상기 제3 점검용 정보와 대응되는 제2 메시지를 상기 배전함으로부터 수신하는 경우, 상기 회로 이미지들 중 상기 배전함의 회로 이미지를 독출하고, 이미지 분석에 기초하여 상기 배전함의 회로 이미지에 표현된 상기 복수의 차단기 중 상기 제1 또는 제2 메시지에 대응되는 상기 차단기를 검색하고, 검색된 상기 차단기를 상기 복수의 차단기 중 나머지 차단기와 서로 다르게 표현하도록 상기 배전함의 회로 이미지를 수정하되, 상기 제1 메시지의 수신 시 상기 차단기의 타입을 강조하도록 상기 배전함의 회로 이미지를 수정하고, 상기 제2 메시지의 수신 시 상기 차단기의 체결 형태를 강조하도록 상기 배전함의 회로 이미지를 수정하며, 상기 수정된 배전함의 회로 이미지와 대응되는 URL(uniform resource locator)를 생성하며,
    상기 배전함 몸체의 전면에 배치된 도어의 외측에는 상기 URL과 대응되는 QR 코드가 부착되고, 상기 배전함의 관리자는 관리자 단말 장치를 이용해 상기 QR 코드를 인식하여 상기 수정된 배전함의 회로 이미지를 상기 관리 서버로부터 제공받는,
    배전함 관리 시스템.
KR1020220131621A 2022-10-13 2022-10-13 배전함 관리 시스템 KR102555049B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101727743B1 (ko) * 2016-12-09 2017-05-02 (주) 동보파워텍 태양광 접속반 내부의 이상 감시진단 및 원격 모니터링 기능이 구비된 태양광발전 시스템
KR101812119B1 (ko) * 2017-06-21 2017-12-26 주식회사 에너솔라 고압 배전반, 저압 배전반, 분전반, 태양광 접속반, 모터 제어반, ess 설비의 하이브리드 종합 방재 시스템
KR20190113405A (ko) * 2018-03-28 2019-10-08 엘에스산전 주식회사 배전반 내 차단기 관리 시스템

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