KR102586024B1 - 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템 - Google Patents

인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 기술은 전신주에 설치된 전기시설물에 대하여 실시간 감시를 통해 화재 등과 같은 비상상황이 발생시 신속하게 유지보수를 실행할 수 있는 감시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일측이 전신주에 설치되는 설치부재와, 상기 설치부재 타측단 상면부에 구비되어 변압기와 전기배전케이블 간의 화재 여부를 제어부에서 확인하기 위한 제1촬영정보를 제공하는 제1카메라부재 및 상기 설치부재 타측단 하면부에 구비되어 지상에서 발생하는 범죄 여부를 제어부에서 확인하기 위한 제2촬영정보를 제공하는 제2카메라부재를 포함하되, 제어부는 제1촬영정보를 분석하여 화재가 변압기나 전기배전케이블에 화재가 발생하였음이 확인되면 관리서버를 통해 화재가 진압될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템{AI-based wire monitoring device for transformers and utility poles}
본 발명은 배전 기술 분야 중 인공지능(AI) 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 전신주에 설치된 전기시설물에 대한 장애, 화재 등과 같은 문제 발생 여부를 실시간 감시하여 신속하고 안전하게 후속조치 또는 유지보수를 실행하므로 전기공급 중단과 같은 비상사태를 빠르게 회복하면서 주변을 함께 감시하여 방범 안전지역으로 조성하는 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 변전소로부터 보내진 전기는 전주과 완철을 매개로 설치되는 가공배전라인을 통해 각 수용가로 배전된다.
이때, 전주에는 변압기가 설치되고, 변압기로부터 인출된 인출배전라인을 통해 전기가 각 수용가에 공급된다.
전주에는 애자, 변압기, 완철, 각종 배전선로 등의 전기시설물이 복잡하게 설치되어 있고, 각종 가공배전선로는 정리가 원만하지 않은 경우 거미줄처럼 엉켜지면서 흔들리고 장력변화에 의하여 늘어지는 것이 일반적이다.
변압기에는 과열방지를 위하여 절연유로 채워지며 변압기 운용과정에서 발생하는 과전류, 과전압, 쇼트, 번개 등으로 스파크가 발생할 수 있고, 스파크에 의한 작은 불씨가 절연유에 옮겨붙는 경우 화재가 발생하게 되며, 기름에 붙은 불은 진화가 어려운 것이 일반적이다.
한편, 변압기는 전주(전신주)의 높은 위치에 설치되므로 화재가 발생하여도 외부에서 쉽게 확인 또는 감지와 화재진압이 비교적 어려우며, 모든 장치가 전소될때까지 파악, 진압이 어렵기 때문에 변압기와 접속된 배전선로의 손상으로 인하여 주변 상가, 주택 등에 전기 공급이 중단되는 사태가 발생하는 문제가 있다.
국내등록특허 제10-2469961호(공고일:2022.11.25.) 국내등록특허 제10-0441193호(공고일:2004.11.03.) 국내등록특허 제10-2412331호(공고일:2022.06.20.)
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 발명은 전신주(전주)에 구비되고 설치된 전기시설물에 대한 화재 여부를 실시간으로 감시 및 확인하여 장애 발생시 신속하게 유지보수를 실행하고 전기공급중단과 같은 비상사태에 빠르게 대응하여 피해를 최소한으로 할 수 있는 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템을 제공하는 것이 추구하는 목적 중에 하나이다.
한편, 본 발명은 전신주에 설치된 전기시설물을 감시하면서 주변을 함께 감시하여 전신주 주변을 방범 안전지역으로 조성하는 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템을 제공하는 것이 추구하는 목적 중에 하나이다.
상술한 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명의 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템은 일측단이 전신주(10)의 외면에 설치되는 설치부재(100); 상기 설치부재(100) 타측단 상면부에 구비되어 변압기와 전기배전케이블의 화재 여부를 제어부(400)의 해당 제어신호에 의하여 상기 제어부(400)에서 확인하도록 팬틸트줌 제어하여 촬영된 제1촬영정보로 제공하는 제1카메라부재(200); 및 상기 설치부재(100) 타측단 하면부에 구비되어 지상에서 발생하는 범죄 여부를 상기 제어부(400)의 해당 제어신호에 의하여 상기 제어부(400)에서 확인하도록 팬틸트줌 제어하여 촬영된 제2촬영정보로 제공하는 제2카메라부재(300); 를 포함하되, 상기 제어부(400)는 제1촬영정보를 분석하여 변압기나 전기배전케이블에 화재가 발생한 것으로 확인되면 관리서버(500)에 통보하여 화재 진압을 요청하는 구성으로 이루어진다.
상기 설치부재(100)는 개폐 가능하되 상기 제어부(400)가 내장 구비되어 설치되도록 속이 빈 함체의 형상을 하는 설치함(110); 상기 설치함(110)의 일측면에 적어도 하나 이상 구비되되 상기 전신주(10)의 외주면을 분리 가능하게 감싸는 클램프(120); 상기 설치함(110)을 관통할 수 있게 소정길이를 갖도록 형성되되 단부에는 상기 제1카메라부재(200)와 상기 제2카메라부재(300)가 구비된 연장봉(130); 및 상기 설치함(110) 내부 일측에 고정 설치되고 상기 제어부(400)의 해당 제어신호에 의하여 상기 연장봉(130)을 축방향으로 정회전 또는 역회전시키는 구동모터(140); 를 포함할 수 있다.
상기 제1카메라부재(200)는 열화상카메라이며, 상기 제2카메라부재(300)는 CCTV용 카메라이며, 상기 제어부(400)는 상기 제1촬영정보를 이미지프로세싱 방식과 인공지능 방식으로 각각 분석하고 화재가 발생한 것으로 분석되면 상기 구동모터(140)를 회전시켜 상기 제1카메라부재(200)가 변압기 또는 전기배전케이블의 화재 발생 위치를 확대 촬영하도록 제어하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 제1카메라부재와 제2카메라부재를 통해 전기시설물에 대한 화재발생 여부와 지상에서 발생하는 범죄 예방을 위한 방범에 필요한 촬영정보를 서로 다른 관리서버에 개별 전송하여 실시간으로 모니터링이 이루어지는 과정에서 해당 전기시설물에 화재 등과 같은 비상상황이 실시간으로 확인되면 제어부의 제어와 관리자의 제어를 통해 제2카메라부재가 전기시설물 방향을 촬영할 수 있도록 제어하고 상기 제2카메라부재가 촬영한 제3촬영정보를 통해 전기설물의 유지보수와 화재진압이 신속하게 구현될 수 있는 효과를 기대하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템에 대한 제어부를 나타낸 개념도.
그리고
도 3은 본 발명에 따른 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템의 작용관계도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 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. 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.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템(이하, 간략하게 '감시장치'라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
설명에 앞서, 하기에 기재되는 관리서버(500)는 전기시설물에 대한 유지보수의 권한이 있는 전력공사는 물론, 방범을 위한 경찰청 등의 기관을 의미한다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 감시장치(1)는 크게 설치부재(100), 제1카메라부재(200) 및 제2카메라부재(300)를 포함하되, 상기한 구성들 중 적어도 어느 하나는 관리서버(500)와 통신망을 통해 연결된 제어부(400)에 의해 제어될 수 있도록 한다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 설치부재(100)는 후에 설명하는 제1카메라부재(200)와 제2카메라부재(300)가 전신주(10)에 설치될 수 있도록 하기 위한 구성으로 설치함(110), 클램프(120), 연장봉(130) 및 구동모터(140)를 포함한다.
예컨대 설치함(110)은 합성수지 또는 부식방지용 코팅층이 면에 형성된 스틸재질을 이용하여 전체적으로 속인 빈 함체의 형상으로 성형되어 내부에 제어부(400)가 설치될 수 있도록 한다.
설치함(110) 외면에는 개폐 가능한 도어(미도시)가 경첩 등에 의해 회전가능한 구조를 갖도록 구비되어 제어부(400)의 유지보수가 가능하게 한다.
또한, 클램프(120)는 설치함(110) 일측에 길이방향으로 적어도 하나 이상이 형성되며, 기둥형상을 갖는 전신주(10) 외면을 감싸 상기 설치함(110)이 해당 전신주(10)에 고정 설치될 수 있도록 한다.
이를 위해, 클램프(120)는 드라이버 등과 같을 이용하여 볼트의 조임을 통해 전신주(10)에 설치함(110)이 고정설치될 수 있도록 밴드의 형상을 갖도록 한다.
한편, 본 발명에서의 클램프(120)는 밴드의 형상으로 전신주(10)와 설치함(110)이 서로 분리 가능하게 고정 설치될 수 있는 구조로 기재되어 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 상기 설치함(110) 일측에 형성된 고리(미도시)를 통해 케이블타이로 고정시키는 것도 가능하다.
또한, 연장봉(130)은 도시한 바와 같이, 상술한 설치함(110) 타측단(바람직하게는 도어의 외면)에 소정의 길이를 갖도록 형성되어 그 단부에 제1카메라부재(200)와 제2카메라부재(300)가 함께 설치될 수 있도록 한다.
제1카메라부재(200)와 제2카메라부재(300)는 제어부(400)의 해당 제어신호에 의하여 각각 팬/틸트/줌(pan/tilt.zoom) 제어되는 구성이며, 제어부(400)는 내장된 운용 프로그램과 운용 데이터에 의하여 각각 촬영된 제 1 촬영정보와 제 2 촬영정보를 알려진 이미지 프로세싱 방식으로 분석하고 알려진 인공지능 방식으로 처리하여 화재 발생 여부를 분석 확인한다. 또한, 제어부(400)는 촬영된 제 1 촬영정보와 제 2 촬영정보를 각각 일정한 기간 동안, 일례로 30 일 또는 60 일 동안 기록 저장하므로 방범 예방 및 확인을 위한 자료로 활용될 수 있다.
이를 위해, 연장봉(130) 단부에는 원판 형상의 설치판이 형성될 수 있으며, 상기 설치판 상면부에는 제1카메라부재(200)가 설치되어 변압기나 전기배전케이블의 화재 여부를 촬영할 수 있도록 하며, 하면부에는 제2카메라부재(300)가 설치되어 지상에서 발생하는 불특정 다수인의 동향을 촬영하여 범죄 예방에 일조할 수 있도록 한다.
설치판과 대칭되는 위치의 연장봉(130) 단부는 설치함(110) 내측으로 관통 삽입되어 구동모터(140)에 의해 회전이 가능한 구조를 갖도록 한다.
하여, 후에 설명하는 제1카메라부재(200)를 통해 제어부(400)로 전송된 제1촬영정보로 화재가 발생하였음을 관리서버(500)에서 모니터링 등을 통해 확인하면 관리자는 구동모터(140)가 동작할 수 있게 제어부(400)를 제어하여 제2카메라부재(300)로 화재 현장을 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 제1카메라부재(200)는 상술한 설치판 상면부에 설치되되 변압기나 전기배전케이블 방향을 촬영한 제1촬영정보가 제어부(400)를 통해 관리서버(500)에 전송되어 모니터링될 수 있도록 한다.
여기서, 본 발명에서의 제1카메라부재(200)는 피사체가 발산하는 적외선(열선)을 가시화(可視化)시켜 화상을 구성하는 통상의 열화상 카메라를 의미하며, 이러한 카메라의 특징을 통해 제어부(400)로 전송된 제1촬영정보를 이용하여 변압기나 전기배전케이블의 누전 등으로 인한 화재 발생 여부를 확인할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 제2카메라부재(300)는 상술한 설치판 하면부에 설치되되 지상을 오고가는 불특정 다수인을 촬영한 제2촬영정보가 제어부(400)를 통해 관리서버(500)에 전송되어 모니터링될 수 있도록 한다.
여기서, 본 발명에서의 제2카메라부재(300)는 특정 건축물이나 시설물에서 특정 수신자를 대상으로 유선 또는 특수 무선 전송로를 이용해 화상을 전송할 수 있는 CCTV(closed circuit television)용 카메라를 의미하며, 이러한 카메라의 특징을 통해 제어부(400)로 전송된 제2촬영정보를 이용하여 지상에서의 발생할 수 있는 범죄를 확인할 수 있도록 한다.
상기한 구성들의 유기적 결합을 통해 일예로 제1카메라부재(200)에서 촬영한 제1촬영정보는 전력공사인 관리서버(500)로 제2카메라부재(300)에서 촬영된 제2촬영정보는 경찰청인 관리서버(500)에 개별 전송될 수 있도록 제어부(400)를 구성하는 송수신부(410)를 통해 전송된다.
이 과정에서, 제1촬영정보을 모니터링으로 변압기나 전기배전케이블에 화재가 발생하였음을 관리자가 확인하게 되면 해당 관리자는 제어부(400)를 통해 구동모터(140)를 동작시켜 제2카메라부재(300)가 변압기방향으로 촬영할 수 있도록 연장봉(130)을 회전시켜 상기 제2카메라부재(300)를 통한 화재영상인 제3촬영정보를 통해 실시간 확인을 실행한다.
이후, 관리자는 제3촬영정보의 모니터링에 의해 실제 화재가 발생하였음이 인식되면 소방서와 연계하여 화재 진압 및 전기시설물을 수리하기 위한 작업자를 현장으로 송출시켜 신속한 유지보수가 가능하게 한다.
한편, 본 발명에서 제어부(400)를 구성하는 분석부(420)는 제1촬영정보의 픽셀 변화 등과 같은 정보를 기반으로 화재가 발생하였음을 판단할 수 있으며, 이를 통해 관리자가 구동모터(140)를 제어하지 않고도 상기 제어부(400)에서 설정된 알고리즘에 의해 판단하여 상기 구동모터(140)를 동작시켜 제3촬영정보가 관리자에게 전송되도록 제어하는 것도 가능함에 유의한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 감시장치(1)는 종래와는 차별적으로 제1카메라부재(200)와 제2카메라부재(300)를 통해 전기시설물에 대한 화재발생 여부와 지상에서 발생하는 범죄 예방을 위한 방범에 필요한 촬영정보를 서로 다른 관리서버(500)에 개별 전송하여 실시간으로 모니터링이 이루어지는 과정에서 해당 전기시설물에 화재 등과 같은 비상상황이 실시간으로 확인되면 제어부(400)의 제어나 관리자의 제어를 통해 제2카메라부재(300)가 전기시설물 방향을 촬영할 수 있도록 구동모터(140)에 의해 회전하여 상기 제2카메라부재(300)로 촬영된 제3촬영정보를 통해 전기설물의 유지보수 및 화재진압이 신속하게 구현될 수 있는 효과를 기대하게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 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 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 설치부재 110: 설치함
120: 클램프 130: 연장봉
140: 구동모터 200: 제1카메라부재
300: 제2카메라부재 400: 제어부
410: 송수신부 420: 분석부
500: 관리서버

Claims (3)

  1. 일측단이 전신주(10)의 외면에 설치되는 설치부재(100);
    상기 설치부재(100) 타측단 상면부에 구비되어 변압기와 전기배전케이블의 화재 여부를 제어부(400)의 해당 제어신호에 의하여 상기 제어부(400)에서 확인하도록 팬틸트줌 제어하여 촬영된 제1촬영정보로 제공하는 제1카메라부재(200); 및
    상기 설치부재(100) 타측단 하면부에 구비되어 지상에서 발생하는 범죄 여부를 상기 제어부(400)의 해당 제어신호에 의하여 상기 제어부(400)에서 확인하도록 팬틸트줌 제어하여 촬영된 제2촬영정보로 제공하는 제2카메라부재(300); 를 포함하되,
    상기 제어부(400)는 제1촬영정보를 분석하여 변압기나 전기배전케이블에 화재가 발생한 것으로 확인되면 관리서버(500)에 통보하여 화재 진압을 요청하는 구성으로 이루어지며,
    상기 설치부재(100)는 개폐 가능하되 상기 제어부(400)가 내장 구비되어 설치되도록 속이 빈 함체의 형상을 하는 설치함(110)과, 상기 설치함(110)의 일측면에 적어도 하나 이상 구비되되 상기 전신주(10)의 외주면을 분리 가능하게 감싸는 클램프(120)와, 상기 설치함(110)을 관통할 수 있게 소정길이를 갖도록 형성되되 단부에는 상기 제1카메라부재(200)와 상기 제2카메라부재(300)가 구비된 연장봉(130) 및 상기 설치함(110) 내부 일측에 고정 설치되고 상기 제어부(400)의 해당 제어신호에 의하여 상기 연장봉(130)을 축방향으로 정회전 또는 역회전시키는 구동모터(140)를 포함하고,
    상기 제1카메라부재(200)는 열화상카메라이며, 상기 제2카메라부재(300)는 CCTV용 카메라이며, 상기 제어부(400)는 상기 제1촬영정보를 이미지프로세싱 방식과 인공지능 방식으로 각각 분석하고 화재가 발생한 것으로 분석되면 상기 구동모터(140)를 통해 상기 연장봉(130)을 회전시켜 상기 제1카메라부재(200)가 변압기 또는 전기배전케이블의 화재 발생 위치를 확대 촬영한 제3촬영정보를 관리서버(500)에 전송할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반 변압기와 전신주 케이블 연결감시 시스템.
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