KR102600722B1 - Ai 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반 및 이를 이용한 감시 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용되는 메인 센서로 열화상센서를 사용하고 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 연기센서를 추가 포함하여 AI기능부를 통해 궤적 입력 기능 등을 제공하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반에 관한 것이다.

Description

AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반 및 이를 이용한 감시 방법{Surveillance Method using a Distribution Board with AI-based Overheating Prevention and Remote Monitoring Function}
본 발명은 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용되는 메인 센서로 열화상센서를 사용하고 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 연기센서를 추가 포함하여 AI기능부를 통해 궤적 입력 기능 등을 제공하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반에 관한 것이다.
수배전반이란 일반적으로 전력공급자로부터 전력을 수전하여 수용가나 수용시설에 맞도록 강압 또는 승압하여 배전하는 설비를 말한다.
이러한 수배전반 내부에 수납되는 전력기기들은 시간이 경과되면서 노후화가 진행되고 이에 따라 접촉 불량, 절연파괴 등이 발생하게 된다.
그리고 유지보수 미흡으로 도체에 먼지나 이물질이 쌓이게 되면 절연상태의 불량이나 전기적 사고 위험성이 높아지게 되고, 이 때 아크, 과열, 소음 등 사고의 징후가 나타나게 되는데 이를 방치하는 경우 대형사고로 이어질 위험성이 있다.
수배전반에서의 사고는 대부분이 비정상적인 방전이 원인이 되며, 비정상적인 방전에 의하여 아크, 화재, 폭발 등으로 이어지게 된다.
종래의 수배전반에서는 비정상적인 방전에 의해서 아크가 발생된 것을 검출할 경우, 사고가 확산되는 것을 방지하기 위하여 주 회로를 차단하는 기능을 포함하고 있다. 그런데, 비정상적인 방전에 의한 아크는 아크에너지의 크기에 따라 주 회로의 차단이 필요하나, 아크 크기가 심각한 사고가 아닌 미미한 아크에너지 발생의 경우는 주회로를 차단하여서는 아니 된다.
그러나 종래의 수배전반은 아크에너지의 크기와 무관하게 아크가 감지되기만 하면 주 회로를 차단함으로써 주회로의 차단이 불필요한 경우까지 주 회로를 차단하게 되어 정전사고가 발생하는 등 시스템 운용에 손실로 작용을 하게 되는 문제가 있었다.
한편, 아크는 갑자기 발생하는 경우도 있지만, 대부분의 경우 발생 전에 사전 징후가 나타난다. 이러한 징후는 간헐적으로 발생이 되지만 지속적인 형태로 나타나는 것이 일반적이다. 따라서 이러한 징후를 보이는 아크의 발생 상황을 진단하고 추세를 분석하여 아크가 발생될 가능성을 예측할 수 있는 시스템이 요구되고 있는 실정이다
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 열화상센서, 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 연기센서를 추가 포함하여 AI기능부를 통해 궤적 입력 기능 등을 제공하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 수배전반에 있어서, 상기 수배전반 내에 설치되는 센서부; 상기 센서부를 통해 과열 정보를 전달받아 특정치와 비교하여 알람하는 과열 방지 기능 및 원격감시 프로토콜을 통해 원격지에서 감시하는 원격감시기능을 갖는 AI 기능부;를 포함하며, 상기 수배전반내 온도센싱 이동체로 특정부위의 온도를 계측하는 기능을 가지고 복수개의 센서로 위험요소를 모니터링하고 음성경보를 해준다.
상기 센서부는 열화상센서, 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 및 연기센서 중 하나 이상이다.
상기 인체 감지 센서를 통해 수배전반 주변에 사람이 있는지 감지하여, 권한이 없는 사람이 수배전반에 접근을 시도하거나 작업자가 실수로 제한 구역에 들어갔을 수 있는 경우를 감지하고, 상기 아크 센서는 느슨한 연결, 손상된 절연 또는 단락과 같은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있는 수배전반 내 아크 오류의 존재를 감지하고, 상기 아크 결함을 조기에 감지함으로써 결함이 심각한 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 수배전반을 차단한다.
상기 AI 기능부는, X축 및 Y축 RC 모터 및 모터 드라이버, X축 및 Y축 이동체 및 메인 컨트롤러를 제공하는 이동 제어 모듈; 전압 감지, 문 열림, CO2 및 화염 감지, 인체 감지용 센서를 통해 안전 관리 및 AI 음성 경보 장치를 제공하는 안전 기능 모듈; 및 유무선 전송용 통신 유닛을 통해 원격 제어 장치와 통신을 위한 프로토콜 변환기를 제공하는 커뮤니케이션 모듈;을 포함한다.
본 발명에 따르면 궤적입력 기능을 활용하여 카메라의 캠 렌즈를 추가하여 설정된 경로에 따라 온도 모니터링하는 수배전반내부 영상 모니터링 기능을 추가한다.
상기 카메라의 영상은 수배전반 외부에서 모니터링 허브를 통해 확인 가능하며, 동일한 영상을 스마트폰앱으로도 실시간 확인이 가능하고, 상기 경고 알람중 경광등 알람에 대해 cam 화면을 통해서도 확인이 가능하다.
상기 캠 렌즈는 온도센싱 이동체에 추가되고, 모니터 허브와 스마트폰앱에서 수배전반 내부화면 실시간으로 확인한다.
상기 수배전반을 열어보지 않고서도 원격지에서 즉시 내부 확인이 가능하여, 수배전반내 소동물 침입으로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 수배전반에 인체 감지 센서를 추가하면 배전반 주변에 사람이 있는지 감지할 수 있어, 권한이 없는 사람이 배전반에 접근을 시도하거나 작업자가 실수로 제한 구역에 들어갔을 수 있는 경우에 특히 유용할 수 있다.
또한 본 발명의 아크 센서는 느슨한 연결, 손상된 절연 또는 단락과 같은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있는 배전반 내 아크 오류의 존재를 감지할 수 있다. 아크 결함을 조기에 감지함으로써 결함이 심각한 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 배전반을 차단할 수 있다.
또한 본 발명의 먼지 센서는 배전반 내에 쌓인 먼지 및 기타 이물질을 감지할 수 있다. 이것은 배전반의 성능을 유지하고 화재나 전기적 오작동의 위험을 줄이는 데 중요할 수 있다.
마찬가지로 연기 감지기는 배전반 내 연기의 존재를 감지할 수 있다. 이는 관리자에게 화재 가능성을 경고하고 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 중요한 안전 기능일 수 있다.
배전반에 열화상 센서를 추가하면 배전반 내의 다양한 구성 요소의 온도를 모니터링할 수 있다. 이는 과부하 또는 구성 요소 오작동과 같은 잠재적인 문제를 나타낼 수 있는 비정상적인 온도를 감지하는 데 유용할 수 있다.
전반적으로 이러한 센서의 조합은 잠재적인 문제를 조기에 감지하고 관리자에게 적절한 조치를 취하도록 경고함으로써 배전반의 안전과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 궤적입력 기능을 활용하여 입력된 궤적에 따라 그 궤적에 해당되는 온도만을 모니터링하여 효율적인 모니터링이 가능하도록 하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 구현하는 구성요소를 보여주는 사진 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 구현하는 구성요소 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 구현하는 구성요소 간의 관계를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 구현하는 구성요소 간의 관계를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 AI기능부가 카메라를 이동시키기 위해 궤적입력 기능을 사용하는 과정 등을 보여주는 도면이다.
도 6은 AI기능부는 학습 결과에 따라 카메라 이동 방향 조정을 요청하는 과정 등을 보여주는 도면이다.
도 7은 사용자(또는 관리자)가 경로를 설정하고 궤적 입력 기능을 통해 수배전반으로 특정 궤적을 전송하는 과정 등을 보여주는 도면이다.
도 8은 AI기능부가 경로를 설정하고 궤적 입력 기능을 통해 수배전반으로 학습된 궤적을 전송하는 과정 등을 보여주는 도면이다.
상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 복수개의 센서부(b)를 포함하는 수배전반 내(a)의 상태를 원격지에서 감시하는 원격감시기능(c, d)를 포함한다.
본 발명은 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반에 있어서, 상기 수배전반 내에 설치되는 센서부; 상기 센서부를 통해 과열 정보를 전달받아 특정치와 비교하여 알람하는 과열 방지 기능 및 원격감시 프로토콜(예 : 모드버스 프로토콜)을 통해 원격지에서 감시하는 원격감시기능을 갖는 AI 기능부;를 포함한다.
AI 기능부는 수배전반내 이차원 온도센싱 이동체로 특정부위의 온도를 계측하는 기능을 가지고 각종 센서(인체감지, 먼지, 연기)로 위험요소를 모니터링하고 음성경보를 해주는 기능을 더 포함할 수 있는 데, 추가적인 기능을 위해 상기 센서부는 열화상센서, 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 및 연기센서 중 하나 이상을 포함한다.
여기에, 인체 감지 센서를 추가하면 수배전반 주변에 사람이 있는지 감지할 수 있다.
이것은 권한이 없는 사람이 수배전반에 접근을 시도하거나 작업자가 실수로 제한 구역에 들어갔을 수 있는 경우에 특히 유용할 수 있다.
아크 센서는 느슨한 연결, 손상된 절연 또는 단락과 같은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있는 수배전반 내 아크 오류의 존재를 감지할 수 있다.
따라서 AI 기능부는 아크 센서를 통해 아크 결함을 조기에 감지함으로써 결함이 심각한 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 수배전반을 차단할 수 있다.
센서 모듈(16)이 장착된 상기 온도센싱 이동체에 포함되는 이동 제어 모듈(17)은 X축 및 Y축 RC 모터 및 모터 드라이버와 X축 및 Y축 이동체(각 축 별로 회전만 가능) 및 메인 컨트롤러를 제공한다.
안전 기능 모듈(18)은 전압 감지, 문 열림, CO2 및 화염 감지, 인체 감지용 센서를 통해 안전 관리 및 AI 음성 경보 장치를 제공하는 모듈이다.
대화 모듈(19)은 유무선 전송용 통신 유닛을 통해 원격 제어 장치와 통신을 위한 프로토콜 변환기를 제공한다.
예를 들어 본 발명에 따른 AI 기반 과열 방지 및 원격 감시 기능을 갖는 수배전반 및 이를 이용한 감시 방법에 대해 설명하면,
전기설비 내부의 온도를 감지하는 온도 센서와, 사용자 명령을 수신하는 적외선 수신부, 그리고 각 센서의 이동을 제어하는 X축 모터, Y축 모터, 모터 구동부(이동체) 등이 포함된다.
상기 전기설비들에 각각 하나씩 배치되어 상기 전기설비들의 외부에 위치한 원격조정장치에 의해 설정된 다각도 궤적에 따라, 상기 전기설비들 내부의 온도를 적외선을 통해 이차원적으로 감지하여 전송하는 복수의 온도센싱 이동체와;
그리고, 다른 실시예로서, 상기 전기설비들 내부에 장착되는 각각의 온도센싱 이동체들은, 상기 원격조정장치로부터 적외선 형태로 전송되는 사용자 명령을 수신하는 적외선수신부와; 상기 적외선수신부를 통해 수신된 사용자 명령에 따라 이동하면서, 해당 전기설비의 내부 온도 및 상기 전기설비 내부에 설치된 부품들의 표면 온도를 감지하는 온도센서부와; 상기 온도센서부를 좌우로 회전 이동시키는 X축RC(Radio Controlled)모터와; 상기 온도센서부를 상하로 회전 이동시키는 Y축 모터와; 상기 온도센서부가 상기 적외선수신부를 통해 수신된 사용자 명령에 따라 다각도 회전 이동되도록 상기 X축 모터 및 상기 Y축 모터를 구동하는 모터구동부와; 상기 전기설비의 내부 표준온도 및 상기 온도센서부의 궤적이 저장된 저장부와; 상기 전기설비 내부에 장착되어, 상기 전기설비 내부에서 전기 통전 유무를 확인하는 전압검출용 센서와, 도어의 열림과 닫힘을 감지하는 문열림검출용 센서와, CO2 및 화염을 감지하는 화염감지용 센서와, 상기 전기설비들 내부에 사람이 접근하는 것을 감지하는 인체 감지용 센서와, 상기 전기설비들 내부에 사람이 접근하는 정도를 감지하는 인체 감지용 적외선센서로부터 전송되는 센싱정보를 수집하는 센싱정보수집부와; 상기 온도센서부를 통해 감지된 온도정보 및 상기 센싱정보수집부를 통해 수집된 센싱정보들을 상기 내부통신부로 유무선통신을 통해 전송하는 이동통신부와; 상기 적외선수신부를 통해 수신된 사용자 명령에 따라 상기 온도센서부가 이동되도록 상기 모터구동부를 제어하고, 상기 온도센서부를 통해 감지된 온도를 상기 저장부에 저장된 표준온도와 비교하여, 상기 온도센서부를 통해 감지된 온도가 상기 표준온도와 같거나 상기 표준온도보다 큰 경우 이에 대응되는 과열온도정보를 전송하도록 상기 이동통신부를 제어하는 이동제어부;를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 이동체(10)에 대해 살펴보면, 상기 온도 검출 센서를 Y축으로 순차적으로 이동시킬 수 있도록 하는 Y축 이동체(12); 상기 Y축 이동체를 제어하는 Y축 이동체 드라이브(14);를 포함한다.
상기 회전 지지대를 X축으로 순차적으로 이동시키는 X축 이동체(11); 상기 X축 이동체를 제어하는 X축 이동체 드라이브(13); 상기 X축이동체 드라이브와 Y축 이동체 드라이브의 이동각 및 이동 시간을 제어하는 AI 기능부(15); 상기 AI 기능부(15)와 통신을 가능하게 하는 프로토콜 변환기;를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 과열 방지 및 원격감시 기능을 갖는 수배전반과 이를 이용한 감시 방법을 살펴보면, 온도 검출 센서, 회전 지지대, Y축 이동체, Y축 이동체 드라이브, X축 이동체, X축 이동체 드라이브, 주제어부, 프로토콜 변환기, 안전관리 및 인공지능형 음성경보장치, 2차원 온도센싱 장치 등 중에서 하나 이상의 구성을 사용하여 감시할 수도 있다.
다른 실시예로서, 본 발명은 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반 및 이를 이용한 감시 방법에 관한 것으로서, 수배전반비 내부의 온도를 적외선 센서를 통해 이차원적으로 감지하여 전송하는 X축, Y축 이동체(11, 12)와, 이를 중계하여 UI로 표시하는 모니터링 시스템 등으로 구성된다. 이를 통해, 수배전반 내의 잠재적인 과열 문제를 조기에 감지하고, 관리자가 적절한 조치를 취하여 안전과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 시스템은 습도 센서를 포함하여 수배전반 내 습기 수준을 감지할 수 있다. 특히 고습 지역에서 유용하며, 과도한 습기는 전기 결함과 단락을 일으킬 수 있다. 습기 수준이 높아지면 센서가 조기에 경고함으로써 관리자가 예방 조치를 취할 수 있도록 돕는다.
진동 센서는 수배전반 내에서 비정상적인 진동을 감지할 수 있다. 이는 느슨한 연결 또는 고장난 부품의 징후일 수 있으며, 심각한 손상이나 안전 위험을 초래할 수 있다. 센서가 비정상적인 진동을 조기에 감지하면 관리자가 손상이 일어나기 전에 조치를 취할 수 있다.
마지막으로, 전력 품질 센서를 수배전반에 추가할 수도 있는 데, 이를 통해 전기 공급의 품질을 모니터링할 수 있다.
전력 품질 센서는 전압 변동, 공명, 그리고 기타 전기적 이상을 감지할 수 있다. 전력 품질을 모니터링함으로써 센서는 잠재적인 문제를 감지하고 관리자가 예방 조치를 취하여 손상이나 안전 위험을 회피할 수 있도록 돕는다.
또한, 상술한 실시예에서 사용되는 이전에 언급된 센서 외에도, 수배전반의 안전성과 신뢰성을 향상시키기 위해 추가할 수 있는 다른 종류의 센서가 있다.
그 중 하나는 습도 센서로, 수배전반 내의 습도 수준을 감지할 수 있다. 고습지역에서 특히 유용하며, 과도한 습기는 전기 고장 및 단락을 유발할 수 있다. 센서는 고습도 수준을 조기에 감지하여 잠재적인 위험을 피하기 위해 예방 조치를 취할 수 있도록 관리자에게 경고할 수 있다.
수배전반 내 이상 진동을 감지할 수 있는 진동 센서도 고려할 가치가 있다.
이는 느슨한 연결 또는 고장난 부품의 징후일 수 있으며, 즉시 처리되지 않으면 심각한 손상 또는 안전 위험으로 이어질 수 있다.
진동 센서는 AI기능부(15)와 함께 이상 진동을 조기에 감지하여 관리자가 손상이 발생하기 전에 수정 조치를 취할 수 있도록 경고할 수 있다.
마지막으로, 전력 품질 센서를 수배전반에 추가하여 전기 공급의 품질을 모니터링할 수 있다. 이 센서는 전압 변동, 공진, 그리고 수배전반 성능에 영향을 미칠 수 있는 기타 전기 이상을 감지할 수 있다. 전력 품질을 모니터링함으로써 센서는 잠재적인 문제에 대해 관리자에게 경고하고, 손상 또는 안전 위험을 피하기 위한 예방 조치를 도와줄 수 있다.
따라서, 수배전반에 다양한 센서를 추가하는 것은 잠재적인 문제를 조기에 감지하고 적절한 조치를 취하도록 관리자에게 경고함으로써 수배전반의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이는 발생할 수 있는 손상 또는 안전 위험을 예방하는 데 도움이 될 수 있다.
도 2와 도 4에 도시된 바와 같이 구체적으로 살펴보면, 본 발명은 수배전반 내에 설치되는 센서부(15); 상기 센서부(15) 또는 카메라(30)를 통해 과열 정보를 전달받아 특정치와 비교하여 알람하는 과열 방지 기능 및 원격감시 프로토콜(예 : 모드버스 프로토콜)을 통해 원격지에서 감시하는 원격감시기능을 갖는 AI 기능부(15);를 포함한다.
상기 센서부(15)는 열화상센서, 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 및 연기센서 중 하나 이상이다.
수배전반에 인체 감지 센서를 추가하면 배전반 주변에 사람이 있는지 감지할 수 있다. 이것은 권한이 없는 사람이 배전반에 접근을 시도하거나 작업자가 실수로 제한 구역에 들어갔을 수 있는 경우에 특히 유용할 수 있다.
수배전반에 설치되는 센서부에는 열화상, 인체 감지, 아크, 먼지, 연기 중 하나 이상의 센서가 포함됩니다. 이를 통해 과열 정보를 수집하고, 특정치와 비교하여 알람을 울리는 과열 방지 기능과 모드버스 프로토콜을 통해 원격 감시하는 기능을 갖는 AI 기능부가 구성된다.
따라서 수배전반에 인체 감지 센서를 추가하면 수배전반 주변에 사람이 있는지 감지할 수 있다. 이것은 권한이 없는 사람이 수배전반에 접근을 시도하거나 작업자가 실수로 제한 구역에 들어갔을 수 있는 경우에 특히 유용할 수 있다.
일실시예로서 본 발명은 수배전반 내에 설치되는 센서부; 및 상기 센서부를 통해 과열 정보를 전달받아 특정치와 비교하여 알람하는 과열 방지 기능 및 원격감시 프로토콜을 통해 원격지에서 감시하는 원격감시기능을 갖는 AI 기능부;를 포함한다.
상기 센서부는 열화상센서, 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 및 연기센서 중 하나 이상이다.
본 발명의 궤적입력 기능을 활용하기 위해 캠 렌즈를 추가(CCTV) 하여 설정된 경로에 따라 온도 모니터링하는 이동체의 움직임에 수배전반내부 영상 모니터링 기능을 추가 한다.
또한 카메라를 통한 영상은 수배전반 외부에서 모니터링 허브를 통해 확인 가능하며, 동일한 영상을 스마트폰앱으로도 실시간 확인이 가능하고, 상기 경고 알람중 경광등 알람에 대해 cam 화면을 통해서도 확인이 가능하도록 하였다.
예를 들어 카메라의 영상은 수배전반 외부에서 모니터링 허브를 통해 확인 가능하며, 동일한 영상을 스마트폰앱으로도 실시간 확인이 가능하고, 상기 모니터링 중 경고 알람에 대해 디스플레이 화면을 통해서도 확인하고, 상기 디스플레이 화면에서 직접 궤적입력 기능을 활용하여 특정 궤적의 확인이 가능하다.
상기 디스플레이 화면에서 직접 궤적입력 기능은 수배전반에 인체 감지 센서와 함께 인체 이동 궤적에 따른 트레이싱 기능을 활용하여 수배전반 주변에 사람이 있는지 감지할 수 있다.
이것은 권한이 없는 사람이 수배전반에 접근을 시도하거나 작업자가 실수로 제한 구역에 들어갔을 수 있는 경우에 특히 유용할 수 있다.
이러한 궤적입력 기능은 AI기능부(15)를 통해 이루어짐이 바람직하며, cam 화면을 통해서도 궤적을 입력하거나 확인이 가능하다.
추가적으로 상기 수배전반에 설치되는 센서부에는 열화상, 인체 감지, 아크, 먼지, 연기 중 하나 이상의 센서가 포함된다. 이를 통해 과열 정보를 수집하고, 특정치와 비교하여 알람을 울리는 과열 방지 기능과 모드버스 프로토콜을 통해 원격 감시하는 기능을 갖는 AI 기능부가 구성된다.
한편, 아크 센서는 느슨한 연결, 손상된 절연 또는 단락과 같은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있는 수배전반 내 아크 오류의 존재를 감지할 수 있다.
AI기능부(15)를 통해 아크 결함을 조기에 감지함으로써 결함이 심각한 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 AI기능부(15)가 수배전반을 차단하도록 제어 명령할 수 있다.
또한, 본 발명은 수배전반 내에 설치되는 센서부; 상기 센서부를 통해 과열 정보를 전달받아 특정치와 비교하여 알람하는 과열 방지 기능 및 원격감시 프로토콜(예 : 모드버스 프로토콜)을 통해 원격지에서 감시하는 원격감시기능을 갖는 AI 기능부;를 포함한다.
상기 센서부는 열화상센서, 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 및 연기센서 중 하나 이상인 것 이 외에도, AI 기능부(15)에 의해 기능이 확정되어 수배전반에 추가할 수 있는 다른 유형의 센서가 있다.
습도 센서는 AI 기능부(15)에 의해 습도 정보가 학습된 후, 수배전반 내 습기 수준을 감지할 수 있다.
고습 지역에서 특히 유용하며, 과도한 습기는 전기 결함과 단락을 일으킬 수 있다. 습기 수준이 높아지면 센서가 조기에 경고함으로써 수배전반 관리자가 예방 조치를 취할 수 있도록 돕는다.
또한, AI 기능부(15)에 의해 진동 정보가 학습된 후, 진동 센서는 수배전반 내에서 비정상적인 진동을 감지할 수 있다. 이는 느슨한 연결 또는 고장난 부품의 징후일 수 있으며, 심각한 손상이나 안전 위험을 초래할 수 있다. 센서가 비정상적인 진동을 조기에 감지하면 관리자가 손상이 일어나기 전에 조치를 취할 수 있다.
일실시예로서 본 발명은 수배전반 내에 설치되는 다양한 센서를 이용하여 과열 방지 및 원격감시 기능을 갖는 AI 기능부(15)를 구현하기 위해, 열화상 센서, 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 연기센서, 습도 센서, 진동 센서, 전력 품질 센서 등 다양한 종류의 센서를 활용하여 수배전반 내의 온도, 습기, 진동, 전압 등 다양한 정보를 수집하고 분석하여 잠재적인 문제를 예방할 수 있다.
특히, AI 기능부(15)에 의해 습도 정보가 학습된 후, 습도 센서는 고습 지역에서 특히 유용하며, 과도한 습기는 전기 결함과 단락을 일으킬 수 있다. 습기 수준이 높아지면 센서가 조기에 경고함으로써 관리자가 예방 조치를 취할 수 있도록 돕는다.
마지막으로, 전력 품질 센서를 수배전반에 추가하여 전기 공급의 품질을 모니터링할 수 있다. 이 센서는 전압 변동, 공명, 그리고 기타 전기적 이상을 감지할 수 있다. 전력 품질을 모니터링함으로써 센서는 잠재적인 문제를 감지하고 관리자가 예방 조치를 취하여 손상이나 안전 위험을 회피할 수 있도록 돕는다.
요약하면, 수배전반에 여러 가지 센서를 추가하여 잠재적인 문제를 조기에 감지하고 관리자가 적절한 조치를 취할 수 있도록 경고함으로써 수배전반의 안전과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이는 발생할 수 있는 모든 손상이나 안전 위험을 예방하는 데 도움이 된다.
열화상 센서
본 발명에 열화상 센서를 포함하는 수배전반은 안전과 신뢰성을 향상시키는데 매우 유용하다.
수배전반은 건물 전기 시스템의 핵심 부품 중 하나이다. 따라서 수배전반 내의 잠재적인 문제를 조기에 감지하여 안전과 신뢰성을 유지하는 것이 매우 중요하다.
열화상 센서는 수배전반의 다양한 구성 요소의 온도를 모니터링할 수 있다. 이는 과부하 또는 구성 요소 오작동과 같은 잠재적인 문제를 나타낼 수 있는 비정상적인 온도를 감지하는데 유용하다.
또한, 수배전반 내의 구성 요소 중에서 가장 높은 온도를 감지하여 과열 문제를 조기에 발견할 수 있다.
열화상 센서는 아크 결함을 조기에 감지함으로써 결함이 심각한 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 수배전반을 차단할 수 있다. 또한, 먼지 센서는 수배전반 내에 쌓인 먼지 및 기타 이물질을 감지하여 수배전반의 성능을 유지하고 화재나 전기적 오작동의 위험을 줄이는 데 중요하다.
마찬가지로, 연기 감지기는 수배전반 내 연기의 존재를 감지하여 관리자에게 화재 가능성을 경고하고 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 중요한 안전 기능이다.
예를 들어, 수배전반에 열화상 센서를 추가하여 수배전반 내의 다양한 구성 요소의 온도를 모니터링할 수 있다. 이는 과부하 또는 구성 요소 오작동과 같은 잠재적인 문제를 나타낼 수 있는 비정상적인 온도를 감지하는데 유용할 수 있다. 또한, 수배전반 내의 감지된 온도 정보를 기반으로 예측 유지 보수를 수행하는 시스템을 구축할 수 있다.
이는 예방적 유지 보수를 수행함으로써 수배전반의 수명을 연장하고 잠재적인 문제를 조기에 예방할 수 있다.
습도 센서는 수배전반 내 습기 수준을 감지할 수 있다. 이는 고습 지역에서 특히 유용하며, 과도한 습기는 전기 결함과 단락을 일으킬 수 있다. 습기 수준이 높아지면 센서가 조기에 경고함으로써 관리자가 예방 조치를 취할 수 있도록 돕는다.
또한, 진동 센서는 수배전반 내에서 비정상적인 진동을 감지할 수 있다. 이는 느슨한 연결 또는 고장난 부품의 징후일 수 있으며, 심각한 손상이나 안전 위험을 초래할 수 있다. 센서가 비정상적인 진동을 조기에 감지하면 관리자가 손상이 일어나기 전에 조치를 취할 수 있다.
마지막으로, 전력 품질 센서를 수배전반에 추가하여 전기 공급의 품질을 모니터링할 수 있다. 이 센서는 전압 변동, 공명, 그리고 기타 전기적 이상을 감지할 수 있다. 전력 품질을 모니터링함으로써 센서는 잠재적인 문제를 감지하고 관리자가 예방 조치를 취하여 손상이나 안전 위험을 회피할 수 있도록 돕는다.
즉, 수배전반에 여러 가지 센서를 추가하여 잠재적인 문제를 조기에 감지하고 관리자가 적절한 조치를 취할 수 있도록 경고함으로써 수배전반의 안전과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이는 발생할 수 있는 모든 손상이나 안전 위험을 예방하는 데 도움이 된다.
본 발명은 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반 및 이를 이용한 감시 방법에 관한 것으로서, 특히 수배전반에 열화상 센서를 추가하여 잠재적인 문제를 조기에 감지하고 관리자가 적절한 조치를 취할 수 있도록 경고함으로써 수배전반의 안전과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 습도, 진동, 전력 품질 센서를 추가하여 수배전반 내의 다양한 구성 요소의 온도, 습기, 진동, 전력 품질을 모니터링하여 예방적 유지 보수를 수행함으로써 수배전반의 수명을 연장하고 잠재적인 문제를 조기에 예방할 수 있다.
모니터링 기능(궤적 입력 기능)
일실시예에 따라 본 발명은 수배전반내 이차원 온도센싱 이동체로 특정부위의 온도를 계측하는 기능을 가지고 각종 센서(인체감지, 먼지, 연기 등)로 위험요소를 모니터링하고 음성경보를 해주는 기능에 대한 것으로, 여기에 다음의 기능을 추가할 수 있다.
본 발명에 따른 AI 기능부의 궤적입력 기능을 활용하기 위해 캠 렌즈를 추가(CCTV) 하여 설정된 경로에 따라 온도 모니터링하는 이동체의 움직임에 수배전반내부 영상 모니터링 기능을 추가할 수 있다.
이차원 온도센싱 이동체 카메라에 캠 렌즈를 추가하고, 모니터 허브와 스마트폰앱에서 수배전반 내부화면 실시간으로 확인할 수 있다.
종래 기술에서 사고등 알람 발생시 현장에 가서 수배전반을 열어야만 내부 확인이 가능했던 부분을 궤적 입력 기능 등을 통해 원격지에서 즉시 확인이 가능하도록 업그레이드하였다.
또한, AI 기능으로 학습한 쥐, 고양이 등 수배전반내 소동물 침입으로 인한 사고 발생 학습 내용을 미리 저장하여, 사고를 미연에 방지할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 궤적입력 기능을 활용하기 위해 캠 렌즈를 추가(CCTV) 하여 설정된 경로에 따라 온도 모니터링하는 이동체의 움직임에 수배전반내부 영상 모니터링 기능을 추가 한다.
또한 카메라를 통한 영상은 수배전반 외부에서 모니터링 허브를 통해 확인 가능하며, 동일한 영상을 스마트폰앱으로도 실시간 확인이 가능하고, 상기 특허의 경고 알람중 경광등 알람에 대해 cam 화면(도 1 c, d 참조)을 통해서도 확인이 가능하도록 하였다.
여기에서 이차원 온도센싱 이동체에 특정 렌즈를 추가하고, 모니터 허브와 스마트폰앱에서 수배전반 내부화면 실시간으로 확인할 수 있다.
도 5의 AI기능부(15)가 카메라를 이동시키기 위해 궤적입력 기능을 사용한다.
이를 위해 AI기능부(15)는 학습을 통해 카메라를 이동시키는 방향을 정한다.
이 방향은 트래킹 인풋 모듈(32)에 의한 궤적입력 기능에 의해 추적 데이터(tracking data)로 전환된다. 추적 데이터는 이동 컨트롤러(34)에게 보내진다.
이동 컨트롤러(34)는 추적 데이터를 기반으로 카메라 이동 방향을 조정하고, 이동이 완료되면 조정된 위치에서 카메라를 조작할 수 있다.
도 6의 AI기능부(15)는 학습 결과에 따라 카메라 이동 방향 조정을 요청하며, 이에 따라 카메라 제어 시스템(39)에서는 카메라에게 궤적 기록 시작 명령을 보내고, 카메라는 이에 대한 확인을 시스템에게 보낸다.
사용자는 이후 방향 입력을 하며, 입력에 대한 명령은 카메라 제어 시스템(39)에서 카메라(30)로 전송되고, 카메라(30)는 이에 대한 확인을 카메라 제어 시스템(39)에게 보낸다.
AI기능부(15)의 학습에 따른 방향 입력이 끝날 때까지 이 과정이 반복되며, 카메라(30)는 카메라 제어 시스템(39)으로부터 받은 궤적 정보를 시스템에게 전송한다.
이후 카메라 제어 시스템(39)은 카메라(30)를 새로운 위치로 이동시키며, 카메라(30)는 궤적 기록을 중단하고, 이동이 완료되었음을 사용자에게 알리게 된다.
도 7의 사용자(또는 관리자)가 경로를 설정하고 궤적 입력 기능을 통해 수배전반으로 특정 궤적을 전송한다. 수배전반(1)에서는 내부 온도 센서(21)를 사용하여 현재 온도를 측정하고, 측정 결과에 따라 영상 모니터링 장치(36)에게 모니터링 요청을 보내고, 영상 모니터링 장치(36)는 사용자에게 영상 모니터링 결과를 전송한다.
도 8의 AI기능부(15)가 경로를 설정하고 궤적 입력 기능을 통해 수배전반으로 학습된 궤적을 전송한다.
그리고 수배전반(1)에서는 내부 온도 센서(21)를 사용하여 현재 온도를 측정하고, 측정 결과에 따라 영상 모니터링 장치(36)에게 모니터링 요청을 보내고, 영상 모니터링 장치(36)는 AI기능부(15)에게 영상 모니터링 결과를 전송한다.
따라서, 종래 기술에서 사고등 알람 발생시 현장에 가서 수배전반을 열어야만 내부 확인이 가능했던 부분을 AI 기능부를 통해 원격 제어부에서 전달받아 원격지에서 즉시 확인이 가능하도록 업그레이드하였다.
또한 쥐, 고양이 등 수배전반내 소동물 침입으로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
예를 들어, 쥐, 고양이 등 수배전반내 소동물 침입에 대한 알람 상태 예측부를 통해 알람 이력에 따라 조건화된 최근 수배전반과 해당 알람 상태를 예측하는 단계;
시스템 동작 예측부가 알람 이력과 알람 상태를 조건으로 하는 토큰(tokens)으로 시스템 동작을 예측하는 단계;
쿼리 검색부가 시스템 동작에 데이터베이스로부터의 외부 정보가 필요한 경우 쿼리 모듈을 통해 후보들을 검색하고, 후보들 중 제약 조건을 만족하는 쿼리를 반환하는 단계;
시스템 응답 생성부가 알람 이력, 알람 상태 및 시스템 동작에 따라 토큰을 사용하여 시스템 응답을 생성하는 단계; 및
시스템 응답 생성부가 생성된 시스템 응답의 토큰을 쿼리 결과로 업데이트하는 단계;를 포함한다.
이 때, 상기 내부 온도 센서는 본 발명의 센서 장치에 포함시켜, 온도 센서가 특정 부품의 과열을 감지할 수 있고 센서 장치가 작은 동물의 침입을 감지할 수 있으므로 보다 포괄적으로 모니터링할 수 있다.
또한, AI기능부(15)는 AI 음성 경보 장치와 통합되어, AI를 사용하여 온도 및 침입(음성) 데이터를 모두 분석함으로써 시스템은 잠재적 경보 상태를 더 잘 예측하고 그에 따라 대응할 수 있다.
또한, 상기 수배전반내 이동이 가능하도록 설치된 온도센싱 이동체로 특정부위의 온도를 계측하는 기능을 가지고 복수개의 센서로 위험요소를 모니터링하고 음성경보를 해주며, 상기 카메라의 궤적 정보를 입력하는 궤적입력 기능을 활용하여 입력된 궤적에 따라 온도를 모니터링하는 기능은 시스템 응답 생성 장치와 통합될 수 있다. 이를 통해 실시간으로 모니터링하고 필요한 경우 경보를 생성하거나 시스템을 종료하는 것과 같은 잠재적 위험에 대한 즉각적인 대응이 가능하다.
또한, 상기 쿼리 검색부를 통해 내부 온도 및 침입 센서에서 관련 정보를 검색할 수 있어, 내부 및 외부 데이터를 기반으로 보다 정확하고 정보에 입각한 시스템 응답이 가능하다.
11 : X축 이동체(모터)
12 : Y축 이동체(모터)
13 : X축 이동체 드라이브
14 : Y축 이동체 드라이브
15 : AI 기능부

Claims (8)

  1. 수배전반에 있어서,
    상기 수배전반 내에 설치되는 열화상 센서 또는 카메라;
    상기 열화상 센서를 통해 과열 정보를 전달받아 특정치와 비교하여 알람하는 과열 방지 기능 및 원격감시 프로토콜을 통해 원격지에서 감시하는 원격감시기능을 갖는 AI 기능부;를 포함하며,
    상기 AI기능부를 통해 아크 결함을 조기에 감지함으로써 결함이 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 AI기능부(15)가 수배전반을 차단하도록 제어 명령하고,
    상기 AI기능부(15)가 습도 센서와 진동 센서와 CCTV에 의해 생성된 습도 정보와, 진동 정보와, 쥐와 고양이를 포함하는 수배전반내 소동물 침입으로 인한 사고 발생 정보의 학습을 통해 상기 카메라를 이동시키는 방향은 트래킹 인풋 모듈(32)에 의한 궤적입력 기능에 의해 전환된 추적 데이터(tracking data)가 이동 컨트롤러(34)에게 보내지고,
    상기 이동 컨트롤러(34)는 추적 데이터를 기반으로 카메라 이동 방향을 조정하고, 이동이 완료되면 조정된 위치에서 카메라를 조작하며,
    상기 수배전반내 이동이 가능하도록 설치된 온도센싱 이동체로 특정부위의 온도를 계측하는 기능을 가지고 복수개의 센서로 위험요소를 모니터링하고 음성경보를 해주며, 상기 AI 기능부는 카메라의 궤적 정보를 입력받는 궤적입력 기능을 활용하여 입력된 궤적에 따라 그 궤적에 해당되는 온도만을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 센서는 인체감지센서, 아크센서, 먼지센서, 및 연기센서 중 2 개 이상인 것을 특징으로 하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 인체 감지 센서를 통해 수배전반 주변에 사람이 있는지 감지하여, 권한이 없는 사람이 수배전반에 접근을 시도하거나 작업자가 실수로 제한 구역에 들어갔을 수 있는 경우를 감지하고,
    상기 아크 센서는 느슨한 연결, 손상된 절연 또는 단락을 포함하는 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있는 수배전반 내 아크 오류의 존재를 감지하고, 상기 아크 오류를 조기에 감지함으로써 결함이 손상을 일으키거나 안전 위험을 초래하기 전에 수배전반을 차단하는 것을 특징으로 하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 AI 기능부는,
    X축 및 Y축 RC 모터 및 모터 드라이버, 및 메인 컨트롤러를 포함하는 이동 제어 모듈;
    상기 이동 제어 모듈의 전압 감지, 문 열림, CO2 및 화염 감지, 및 인체 감지용 센서를 통해 안전 관리 및 AI 음성 경보 장치를 제공하는 안전 기능 모듈; 및
    상기 메인 컨트롤러가 유무선 전송용 통신 유닛을 통해 원격 제어 장치와 통신을 위한 프로토콜 변환기를 제공하는 커뮤니케이션 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반.
  5. 청구항 1의 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 이용한 방법에 있어서,
    카메라의 궤적 정보를 입력하는 궤적입력 기능을 활용하여 입력된 궤적에 따라 온도를 모니터링하는 수배전반 내부 영상 모니터링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 이용한 감시 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 카메라의 영상은 수배전반 외부에서 모니터링 허브를 통해 확인 가능하며, 동일한 영상을 스마트폰앱으로도 실시간 확인이 가능하고, 상기 모니터링 중 경고 알람에 대해 디스플레이 화면을 통해서도 확인하고, 상기 디스플레이 화면에서 직접 궤적입력 기능을 활용하여 특정 궤적의 확인이 가능한 것을 특징으로 하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 이용한 감시 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 카메라는 온도센싱 이동체에 추가되고, 모니터 허브와 스마트폰앱에서 수배전반 내부화면 실시간으로 확인하는 것을 특징으로 하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 이용한 감시 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 수배전반내부 영상 모니터링 기능에 따라 수배전반을 열어보지 않고서도 원격지에서 즉시 내부 확인이 가능하여, 수배전반 내 소동물 침입으로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 AI 기반 과열 방지 및 원격감시기능을 갖는 수배전반을 이용한 감시 방법.
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