KR102615084B1 - IoT system for monitoring underground power line - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게로는, 지하에 매설되는 전선관 속에 전력케이블이 포설되는 지하 배전선로에서, 전선관의 침하로 인하여 전력케이블이 손상되는 2차 사고를 방지하기 위하여, IoT 센서를 이용하여 지중 배전선로를 감시하되 장거리에 걸쳐서 포설된 지중 배전선로 전 구간을 감시할 수 있는 IoT 시스템에 관한 것이다. 본 발명에서는, 감지선의 일단에 연결된 IoT 감지모듈이 일정 시간 간격으로 감지선에 전압을 인가하여 얻어내는 데이터로 전선관의 침하여부와 침하지점까지의 거리를 판단하고, 판단결과와 자신의 식별코드를 포함하는 경보신호를 생성하여 사물인터넷 통신을 통하여 송출하며, 하나의 맨홀에서 생성되는 경보신호가 다른 맨홀에 있는 IoT감지모듈로 전송되어 중계 송출되기 때문에 장거리 지중 배전선로의 전 구간에 대하여 감시시스템을 구축할 수 있다.The present invention relates to an IoT system for monitoring long-distance underground distribution lines. More specifically, in underground distribution lines where power cables are laid in conduit buried underground, IoT sensors are used to monitor underground distribution lines in order to prevent secondary accidents in which power cables are damaged due to sinking of the conduit. However, it is about an IoT system that can monitor the entire section of underground distribution lines laid over long distances. In the present invention, an IoT sensing module connected to one end of a sensing line determines the distance between the sinking part of the conduit and the sinking point using data obtained by applying voltage to the sensing line at regular time intervals, and provides the judgment result and its own identification code. An alarm signal is generated and transmitted through Internet of Things communication, and since the alarm signal generated in one manhole is transmitted to the IoT detection module in another manhole and relayed, a monitoring system is installed for all sections of the long-distance underground distribution line. It can be built.
Description
본 발명은 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게로는, 지하에 매설되는 전선관 속에 전력케이블이 포설되는 지하 배전선로에서, 전선관의 침하로 인하여 전력케이블이 손상되는 2차 사고를 방지하기 위하여, IoT 센서를 이용하여 지중 배전선로를 감시하되, 장거리에 걸쳐서 포설된 지중 배전선로 전 구간을 종합적으로 감시할 수 있는 IoT 시스템에 관한 것이다. 본 발명에서는, 감지선의 일단에 연결된 IoT 감지모듈이 일정 시간 간격으로 감지선에 전압을 인가하여 얻어내는 데이터로 전선관의 침하여부와 침하지점까지의 거리를 판단하고, 판단결과와 자신의 식별코드를 포함하는 경보신호를 생성하여 사물인터넷 통신을 통하여 송출하며, 하나의 맨홀에서 생성되는 경보신호가 다른 맨홀에 있는 IoT감지모듈로 전송되어 중계 송출되기 때문에 장거리 지중 배전선로의 전 구간에 대하여 감시시스템을 구축할 수 있다.The present invention relates to an IoT system for monitoring long-distance underground distribution lines. More specifically, in underground distribution lines where power cables are laid in conduit buried underground, IoT sensors are used to monitor underground distribution lines in order to prevent secondary accidents in which power cables are damaged due to sinking of the conduit. However, it is about an IoT system that can comprehensively monitor all sections of underground distribution lines laid over long distances. In the present invention, an IoT sensing module connected to one end of a sensing line determines the distance between the sinking part of the conduit and the sinking point using data obtained by applying voltage to the sensing line at regular time intervals, and provides the judgment result and its own identification code. An alarm signal is generated and transmitted through Internet of Things communication, and since the alarm signal generated in one manhole is transmitted to the IoT detection module in another manhole and relayed, a monitoring system is installed for all sections of the long-distance underground distribution line. It can be built.
지중 배전선로는 여러 가지 형태로 구축되는데, 지하에 전력케이블을 직접 매설하는 직매식 배전선로, 지하에 전선관로를 매설한 후 전선관에 전력케이블을 넣는 관로식 배전선로, 지하 공동구나 지하 전력구를 만들고 공동구나 전력구 내에 설치된 케이블 행거 위에 전력케이블을 포설하는 암거식 배전선로 등 다양한 방식이 사용된다. 최근들어서는 도시의 설계단계에서부터 지하 공동구나 지하 전력구를 만들어 포설하는 암거식 배전선로가 늘어나고는 있지만 아직도 상당 부분의 지중 배전선로는 관로식 즉, 땅속에 매립되는 전선관을 이용한 전력 관로에 전력케이블을 포설하는 방식을 사용하게 된다. 특히 단거리 배전선로나 구내선로 등에서는 거의 대부분을 관로식으로 설치하게 된다. Underground distribution lines are constructed in various forms, including direct-buried distribution lines that bury power cables directly underground, duct-type distribution lines that bury power cables underground and then insert power cables into the conduit, and underground utility or underground power conduits. A variety of methods are used, such as a culvert-type distribution line that creates and lays power cables on cable hangers installed within a utility or power conduit. Recently, there has been an increase in the number of culvert-type distribution lines that are installed by constructing and installing underground utility or underground power outlets from the design stage of the city, but a significant portion of underground distribution lines are still duct-type, that is, power cables are connected to power conduits using conduits buried in the ground. The laying method is used. In particular, short-distance distribution lines or intra-premises lines are mostly installed in a duct type.
그러나 관로식에는 지하배관이 필수적인데, 전력 관로를 비롯한 상하수관 등과 같은 지하배관들은 다양한 이유로 침하 위험에 노출되어 있다. 지하 배관은 토사 이동 등 다양한 이유로 인하여 침하가 되는데, 그중 흙이나 토사의 이동은 지하 배관 침하의 일반적인 원인 중 하나이다. 토사의 이동이라 함은 지하 구조물 주변의 토양이 흔들리거나 침식되는 것을 의미하는데, 이는 지하 배관이나 지하 공작물을 불안정하게 만들고, 점점 더 깊은 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 도로나 지하철의 건설이나 건물 신축을 위한 터파기 공사 등 지하 공사 활동도 지하 배관 침하의 주요 원인이 된다. However, underground pipes are essential for the duct system, and underground pipes such as power pipes and water and sewage pipes are exposed to the risk of subsidence for various reasons. Underground pipes subside for various reasons, such as soil movement, among which movement of soil or soil is one of the common causes of underground pipe subsidence. Earth movement refers to the shaking or erosion of the soil around underground structures, which can destabilize underground pipes or underground structures and cause them to move to deeper and deeper locations. In addition, underground construction activities such as road or subway construction or excavation work for new building construction are also a major cause of underground pipe subsidence.
그리고 지하수의 수위 변동으로 지하 배관의 침하를 초래할 수도 있다. 지하수의 과다한 추출 또는 여타의 원인으로 지하수가 갑자기 고갈되면 지하수가 차지하던 공간이 빈 공간으로 되면서 그 위의 지반이 급격하게 침하하는 현상이 일어나는데 이로 인하여 지하 배관이 지면에서 점점 아래 쪽으로 이동할 수 있고 심한 경우 싱크홀 등이 발생하여 노출된 상태에서 침하 및 파손될 수 있다. 이뿐만 아니라 지진 또는 지반 이동도 지하 배관에 영향을 줄 수 있다. Additionally, fluctuations in groundwater levels may cause subsidence of underground pipes. When groundwater is suddenly depleted due to excessive extraction or other causes, the space occupied by groundwater becomes empty and the ground above it rapidly subsides. This causes underground pipes to gradually move downward from the ground, causing severe damage. In this case, sinkholes, etc. may occur, causing subsidence and damage in an exposed state. In addition, earthquakes or ground movements can also affect underground pipes.
이러한 다양한 이유로 인해 지하 배관은 쉽게 침하 할 수 있으며, 이는 전력케이블, 통신케이블, 수도관로 등을 포함한 다양한 지하 인프라에 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 지하 구조물의 설계, 관리는 물론 유지보수에도 주의를 기울여야 하며 상시적인 감시활동이 요구된다. 특히 지중 배전선로의 경우 전선관이 침하하여 전선관이 변형되거나 파손되면 이로 인하여 내부에 포설된 전력케이블의 손상이나 파손 또는 이로인한 화재 등과 같은 2차 사고를 유발하게 되어 각별한 주의가 요망된다. For these various reasons, underground pipes can easily sink, which can cause problems in various underground infrastructure, including power cables, communication cables, and water pipes. Therefore, attention must be paid to the design, management, and maintenance of underground structures, and constant monitoring activities are required. In particular, in the case of underground distribution lines, if the conduit subsides and is deformed or damaged, this can cause secondary accidents such as damage or damage to the power cables laid inside or fire, so special caution is required.
도 1에는 전선관에 포설되는 일반적인 지중 배전선로의 평면도가 도시되어 있다. 도 1에서 보는 바와 같이 지중 배전선로는 지하에 설치된 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이를 연결하는 전선관(20)이 매설되고, 상기 전선관(20)에 전력케이블(30)이 포설되는 구조이다. 이와 같은 지중 배전선로는 먼저 상기 맨홀(10)과 상기 전선관(20)을 지하에 설치하는 공사를 수행한 뒤, 상기 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이의 전선관에 와이어를 넣어 상기 맨홀(10)의 한쪽에서 와이어의 끝에 상기 전력케이블(30)을 연결하고 반대쪽에서 와이어를 당김으로써, 상기 전력케이블(30)이 전선관에 딸려 들어가서 포설될 수 있게 된다. Figure 1 shows a plan view of a typical underground distribution line installed in a conduit. As shown in Figure 1, the underground distribution line has a structure in which a manhole 10 installed underground and a conduit 20 connecting the manholes 10 are buried, and a power cable 30 is laid in the conduit 20. . Such an underground distribution line first performs construction to install the manhole 10 and the conduit 20 underground, and then inserts a wire into the conduit between the manhole 10 and the manhole 10. ) By connecting the power cable 30 to the end of the wire on one side and pulling the wire on the other side, the power cable 30 can be installed by entering the conduit.
그런데, 상기 전력케이블(30)의 길이가 한정되어 있기 때문에, 중간에 상기 전력케이블(30) 상호 간의 접속 개소(31)가 발생하며, 상기 접속 개소(31)는 대부분 상기 맨홀(10) 안에 위치하게 된다. 상기 접속 개소(31)에서 상기 전력케이블(30) 상호 간을 연결할 때는 연결 슬리브(미도시) 등을 사용하기도 하고, 케이블 헤드(미도시) 등을 이용하거나 기타 여러 가지 접속 장치들을 이용하여 연결하기도 한다.However, since the length of the power cable 30 is limited, a connection point 31 between the power cables 30 occurs in the middle, and the connection point 31 is mostly located within the manhole 10. I do it. When connecting the power cables 30 to each other at the connection point 31, a connection sleeve (not shown), etc. may be used, a cable head (not shown), etc. may be used, or various other connection devices may be used to connect them. do.
그리고 지반이 정상적인 상태에서는 상기 전선관(20)은 상기 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이에 지표면(G.L)과 평행하게 거의 수평 상태로 매립되어 있다. 물론 상기 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이에 고저 차이가 있으면 경사지게 매립되지만, 이 또한 지표면(G.L)과 평행하게 경사진 직선 상태를 유지하게 된다. 그러나 싱크홀(35) 등이 발생하여 상기 전선관(20)이 침하 하면 상기 전선관(20)이 아래쪽을 향하여 변형되어 구부러지고, 이에 따라 상기 전선관(20) 안에 들어있는 상기 전력케이블(30)도 변형된다.And when the ground is normal, the conduit 20 is buried between the manhole 10 and the manhole 10 in an almost horizontal state parallel to the ground surface G.L. Of course, if there is a difference in elevation between the manhole 10 and the manhole 10, it is buried at an angle, but this also maintains a straight line inclined parallel to the ground surface (G.L.). However, when a sinkhole 35 or the like occurs and the conduit 20 sinks, the conduit 20 is deformed and bent downward, and the power cable 30 contained in the conduit 20 is also deformed accordingly. do.
그러나 도 1의 중간 부분에서 보는 바와 같이 상기 전선관(20a) 및 상기 전력케이블(30a)이 변형되어 직선에서 곡선으로 변하게 되면, 그 경로가 길어지기 때문에 상기 전선관(20a) 및 상기 전력케이블(30a)에는 양쪽에서 잡아당기는 힘에 의하여 인장력이 발생하게 되는데, 이때 상기 전선관(20a)의 경우 주름관 등을 사용하기 때문에 신축성이 있어서 다소 늘어나기도 하겠지만, 침하가 심해지면 상기 전선관(20a)이 파손될 수도 있다. 그리고 상기 전력케이블(30a)의 경우에는 상기 전선관(20a)에 비하여 신축성이 부족하기 때문에 상기 전력케이블(30a)에는 상당한 인장력이 발생하게 되며, 이에 따라 상기 전력케이블(30a)의 파손 위험이 높아지게 된다. 특히 상기 접속 개소(31)는 인장력에 대하여 약하기 때문에 연결 슬리브나 케이블 헤드 등에 장력이 가해져서 파손될 위험이 매우 높아지고 이로 인하여 상기 연결 개소(31a)에서 단선, 합선 또는 지락 등의 2차 사고 발생 위험이 높아지게 된다. However, as shown in the middle part of FIG. 1, when the conduit 20a and the power cable 30a are deformed and change from a straight line to a curved line, the path becomes longer, so the conduit 20a and the power cable 30a Tensile force is generated by pulling force from both sides. At this time, in the case of the conduit (20a), since corrugated pipes, etc. are used, it is elastic and may stretch somewhat, but if the settlement becomes severe, the conduit (20a) may be damaged. In addition, in the case of the power cable (30a), because it lacks elasticity compared to the conduit (20a), a significant tensile force is generated in the power cable (30a), thereby increasing the risk of damage to the power cable (30a). . In particular, since the connection point 31 is weak against tensile force, there is a very high risk of damage due to tension applied to the connection sleeve or cable head, which increases the risk of secondary accidents such as disconnection, short circuit, or ground fault at the connection point 31a. It becomes higher.
이같이 지중 배전선로의 지하 전선관 침하는 심각한 2차 사고를 발생시키기 때문에 평상시에 각별한 관심을 가지고 감시 및 모니터링하고 점검할 필요성이 있다. 지하 배관을 감시할 수 있는 기술로는 지표면을 관찰하는 기술이 있는데, 지하 관로가 침하하면 지표면에 변화가 나타날 수 있고, 이러한 변화는 지표면의 허용 오차 범위 내에서 측정되는데, 지표면 간격 측정을 통해 침하를 감지할 수 있게 된다. 이는 지표면 위에 설치된 마커나 마커의 위치를 추적하는 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 사용하여 이루어질 수 있다. 또한, 침하가 발생하면 지하 관로의 경사도에 변화가 생길 수 있는데, 경사계를 사용하여 수평면을 기준으로 한 경사의 변화를 감지함으로써 지하관로의 침하를 간접적으로 파악할 수 있는 기술도 있다. 그러나 이와 같은 방법들은 도로 등과 같이 차량이나 사람의 통행이 빈번한 장소의 경우에는 사용이 불가능 할 뿐만 아니라, 수많은 마커와 경사계를 설치하고 이를 감시해야 하기 때문에 아주 특정한 장소가 아니면 적용이 불가능한 실정이다,Since the sinking of underground conduit pipes of underground distribution lines can cause serious secondary accidents, there is a need to monitor, monitor, and inspect them with special attention on a regular basis. A technology that can monitor underground pipes includes a technology that observes the ground surface. When an underground pipe subsides, changes may appear in the ground surface, and these changes are measured within the tolerance range of the ground surface. Subsidence is measured by measuring ground surface intervals. can be detected. This can be accomplished using markers installed on the earth's surface or a Global Navigation Satellite System (GNSS) that tracks the location of the marker. In addition, when subsidence occurs, there may be a change in the slope of the underground pipe. There is also a technology that can indirectly determine the settlement of the underground pipe by detecting the change in slope based on the horizontal plane using an inclinometer. However, these methods are not only impossible to use in places with frequent traffic of vehicles or people, such as roads, but also require installing and monitoring numerous markers and inclinometers, so they cannot be applied except in very specific places.
그리고 레이저 스캐닝이나 3D 스캐닝 기술로 지하관로의 형상과 위치를 정밀하게 측정하여 감시하는 기술도 있는데, 이는 레이저 스캐너를 사용하여 지하 관로 주변의 지형을 스캔하고, 3D 모델을 생성하여 침하 여부를 확인할 수 있게 된다. 그러나 이는 상시 감시가 불가능하고 침하 사고 발생이 의심되는 경우 등과 같이 특별한 경우에나 사용할 수 있는 방법이다.There is also a technology that precisely measures and monitors the shape and location of underground pipes using laser scanning or 3D scanning technology. This uses a laser scanner to scan the terrain around the underground pipe and creates a 3D model to check for subsidence. There will be. However, this is a method that can only be used in special cases, such as when regular monitoring is impossible and a subsidence accident is suspected.
또한, 지하관로의 변위를 직접 측정하는 방법이 있는데, 지하 관로의 변위를 측정하기 위해 변위 측정 장치를 지하 관로에 설치하는 방법이다. 이 변위 측정 장치는 지하 관로 내에 설치되거나 지하관로 주변에 설치되어 변위를 감지하고 기록하는 방법으로 감시하게 된다. 그러나 이 또한 침하가 우려되는 지하관로의 전 구간에 걸쳐서 변위 측정 장치를 설치하지 않는 한 정확한 감시가 힘들고, 비용도 많이 들기 때문에, 특별한 관리가 요구되는 지하관로가 아닌 한 적용이 어렵다는 문제점이 있다. Additionally, there is a method of directly measuring the displacement of the underground pipe, which involves installing a displacement measuring device in the underground pipe to measure the displacement of the underground pipe. This displacement measuring device is installed in or around an underground pipe and monitors it by detecting and recording the displacement. However, this also has the problem of being difficult to apply unless it is an underground pipe that requires special management because it is difficult to accurately monitor and is expensive unless a displacement measuring device is installed throughout the entire section of the underground pipe where there is a risk of subsidence.
구체적으로 이와 관련된 종래기술로서, 한국 공개특허 제10-2018-0102898호(2018. 09. 18), 변형 및 파손징후 구분 감지용 센서 및 센싱 방법과 그 제조 방법이 있는데, 이는 센서의 전기저항값을 이용하여 구조물이 변형되는 것을 감지할 수 있는 센서 소자에 관한 것이다. 그리고 한국 등록특허 제10-2171735호(2020.10.29)는 변형 또는 부동침하 모니터링 기능을 갖는 관로 보수용 반전 튜브 및 이를 이용한 반전 관로 보수 장치에 관한 것으로서, 광섬유 센서를 이용하여 변형이나 부동 침하를 감지하는 장치에 관한 것이다. 또한, 한국 등록특허 제10-0983015(2010.09.17)은 공동주택의 배전용 지중 전선의 파손감지장치에 관한 것으로서, 와이어와 압력감지 센서를 이용하여 지중 전선의 파손을 감지하는 장치에 관한 것이다.Specifically, as a prior art related to this, there is Korean Patent Publication No. 10-2018-0102898 (2018. 09. 18), a sensor and sensing method for detecting deformation and damage signs, and a manufacturing method thereof, which includes the electrical resistance value of the sensor. It relates to a sensor element that can detect deformation of a structure using . And Korean Patent No. 10-2171735 (2020.10.29) relates to an inversion tube for pipe repair with a deformation or floating settlement monitoring function and an inversion pipe repair device using the same, which detects deformation or floating settlement using an optical fiber sensor. It is about a device that does. In addition, Korean Patent No. 10-0983015 (2010.09.17) relates to a device for detecting damage to underground electric wires for distribution in apartment complexes, and relates to a device that detects damage to underground electric wires using a wire and a pressure sensor.
한편, MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)는 사물인터넷 통신을 위한 경량 프로토콜로서, 제한된 네트워크 대역폭과 클라이언트 디바이스 자원을 가진 환경에서 동작하는 인터넷 프로토콜이다. MQTT는 IoT(Internet of Things)와 M2M(Machine-to-Machine) 통신을 위해 설계되었으며, 저전력 디바이스 및 제한된 네트워크 연결을 가진 장치들 간에 데이터를 신속하게 전송하기 위해 사용된다. 그리고 MQTT는 클라이언트/서버 모델을 기반으로 동작하며, 발행-구독(Publish-Subscribe) 메시징 패턴을 사용한다. 이 패턴에서 발행자(Publisher)는 특정 주제(topic)에 대한 메시지를 발행하고, 구독자(Subscriber)는 관심 있는 주제를 구독하여 해당 주제에 대한 메시지를 수신하게 된다. Meanwhile, MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) is a lightweight protocol for IoT communication and is an Internet protocol that operates in an environment with limited network bandwidth and client device resources. MQTT is designed for Internet of Things (IoT) and Machine-to-Machine (M2M) communications and is used to quickly transfer data between low-power devices and devices with limited network connectivity. And MQTT operates based on the client/server model and uses the publish-subscribe messaging pattern. In this pattern, the publisher publishes messages about a specific topic, and the subscriber subscribes to the topic of interest and receives messages about that topic.
그리고 MQTT에는 브로커(Broker)라는 개념이 있는데, MQTT 브로커는 클라이언트들 간의 연결을 중개하고 메시지를 전달하는 역할을 한다. MQTT 브로커와 Publish 디바이스 사이에는 none TCP/IP 환경에서 작동하게 된다. 그러나, MQTT 브로커와 서버 또는 Subscribe 디바이스 사이에는 간단하고 효율적인 메시지 전달을 위해 TCP/IP 프로토콜 위에서 동작한다. 이를 통해 작은 패킷 크기와 최소한의 대역폭을 사용하여 효율적인 통신이 가능하게 된다. 또한, MQTT는 연결 지향적이며, 저전력 디바이스를 위한 기능들을 제공하여 에너지 소모를 최소화하고 안정적인 통신을 가능하게 하는 장점이 있다. MQTT와 관련되는 선행기술로는 한국 등록특허 제10-2129456호(2020.07.02) 등이 있는데, 이는 사물인터넷 환경에서의 MQTT 프로토콜 기반 서버 시스템에 관한 것이다. 다만, 기존의 MQTT는 다수의 클라이언트 디바이스와 다수의 브로커들 사이에 주고 받는 수많은 메시지를 전제로 하는 M2M 기반 통신에 최적화되어 있기 때문에 비교적 소수의 클라이언트 디바이스와 소수의 브로커들 사이에서 많지 않은 메시지 전송을 위해서는 다소간의 커스터마이징이 필요하다.And in MQTT, there is a concept called a broker, which mediates connections between clients and delivers messages. It operates in a none TCP/IP environment between the MQTT broker and the publish device. However, it operates on the TCP/IP protocol for simple and efficient message delivery between the MQTT broker and the server or subscribe device. This enables efficient communication using small packet sizes and minimal bandwidth. In addition, MQTT is connection-oriented and has the advantage of providing functions for low-power devices to minimize energy consumption and enable stable communication. Prior technology related to MQTT includes Korean Patent No. 10-2129456 (2020.07.02), which concerns an MQTT protocol-based server system in an Internet of Things environment. However, because the existing MQTT is optimized for M2M-based communication that presupposes numerous messages exchanged between a large number of client devices and a large number of brokers, only a small number of messages are transmitted between a relatively small number of client devices and a small number of brokers. This requires some customization.
한편, 일반적으로 사물인터넷 통신에는 무선통신망도 많이 사용되지만, 유선 통신망을 사용하여 사물인터넷(IoT)을 구현하는 기술도 다양하게 있다. 이러한 기술은 신뢰성, 대역폭, 전력 소모 등을 고려하여 여러 산업분야에 응용되어 적용되는데, 이러한 통신방식으로는 이더넷(Ethernet), 전력선 통신(Power Line Communication, PLC), DSL(Digital Subscriber Line), 광섬유(Fiber Optic) 등이 있다. Meanwhile, wireless communication networks are generally used in IoT communication, but there are also various technologies for implementing the Internet of Things (IoT) using wired communication networks. These technologies are applied to various industrial fields considering reliability, bandwidth, power consumption, etc. These communication methods include Ethernet, Power Line Communication (PLC), DSL (Digital Subscriber Line), and optical fiber. (Fiber Optic), etc.
그 중 이더넷(Ethernet)은 가장 일반적인 유선 네트워크 기술로, 구리선이나 광섬유 케이블을 사용하여 데이터를 전송하게 된다. 이더넷은 네트워크 기기들을 연결하여 데이터 통신을 가능하게 하며, 사물인터넷에서도 이더넷을 사용하여 기기 간의 연결과 데이터 전송을 수행하는 경우가 많다. 최근에는 PoE((Power over Ethernet)라는 프로토콜도 나타나면서 한 가닥의 데이터선으로 IoT센서에 전력까지 전송하는 기술도 개발되어 활용되고 있다. PoE로 사물인터넷을 구현하는 선행기술로는 한국 등록특허 제10-2546893호(2023. 06. 23)가 있다.Among them, Ethernet is the most common wired network technology and transmits data using copper wires or optical fiber cables. Ethernet connects network devices to enable data communication, and the Internet of Things often uses Ethernet to connect devices and transmit data. Recently, a protocol called PoE (Power over Ethernet) has emerged, and technology to transmit power to IoT sensors through a single data line has also been developed and utilized. The prior technology for implementing the Internet of Things using PoE is a Korean registered patent. There is No. 10-2546893 (June 23, 2023).
전력선 통신(Power Line Communication, PLC)은 전기 배전망의 전선을 이용하여 데이터를 전송하는 기술이다. PLC는 전력선을 통해 데이터를 전송하므로 별도의 통신 인프라 구축이 필요 없고, 주로 가정, 상업 및 산업용 전력망에서 사용되는데, PLC를 사용하여 사물인터넷 기기들을 연결하고 데이터를 전송할 수 있다. PLC로 사물인터넷을 구현하는 선행기술로는 한국 등록특허 제10-2083114(2020. 04. 23)가 있다. Power Line Communication (PLC) is a technology that transmits data using wires in the electric distribution network. PLC transmits data through power lines, so there is no need to build a separate communication infrastructure. It is mainly used in home, commercial, and industrial power grids. PLC can be used to connect IoT devices and transmit data. Prior technology for implementing the Internet of Things with PLC includes Korea Registered Patent No. 10-2083114 (April 23, 2020).
그리고 DSL(Digital Subscriber Line)은 전화선을 통해 고속 인터넷 연결을 제공하는 기술이다. DSL은 전화선에 높은 주파수 대역을 사용하여 데이터를 전송하므로, 기존의 전화 인프라를 활용하여 사물인터넷 기기들을 연결할 수 있게 되는데, DSL은 주로 가정이나 사무실에서 사용되며, IoT 장치들도 DSL을 통해 인터넷에 연결되어 데이터를 주고받을 수 있다. 또한 광섬유(Fiber Optic)는 빛을 이용하여 데이터를 전송하는 기술로, 고속 대역폭과 멀티모드 또는 싱글모드 전송을 제공한다. 광섬유는 긴 거리의 통신에 적합하며, 대량의 데이터를 처리해야 하는 IoT 환경에 적합한 기술이다. 이러한 위의 기술들은 사물인터넷에서 유선 통신망을 사용하여 다양한 장치들을 연결하고 데이터를 전송하는 방법을 제공한다. 산업 자동화, 스마트 홈, 스마트 도시 등 다양한 분야에서 유선 통신망을 기반으로 한 IoT 솔루션들이 개발되고 적용되고 있다.And DSL (Digital Subscriber Line) is a technology that provides high-speed Internet connections through phone lines. DSL transmits data using a high frequency band on a phone line, making it possible to connect IoT devices using existing phone infrastructure. DSL is mainly used in homes and offices, and IoT devices are also connected to the Internet through DSL. You can connect and exchange data. Additionally, Fiber Optic is a technology that transmits data using light, providing high-speed bandwidth and multi-mode or single-mode transmission. Optical fiber is suitable for long-distance communication and is a technology suitable for the IoT environment where large amounts of data must be processed. These above technologies provide a method to connect various devices and transmit data using a wired communication network in the Internet of Things. IoT solutions based on wired communication networks are being developed and applied in various fields such as industrial automation, smart homes, and smart cities.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 관로형 지하 배전선로에서, 전선관의 침하로 인하여 전력케이블이 손상되는 2차 사고를 방지하기 위하여, IoT센서가 포함된 감지선에 전압을 인가하여 얻어내는 IoT센서 데이터로 지중배전선로의 전 구간에 걸쳐 관로침하를 감시할 수 있는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention, which was created to solve the above-mentioned problems, applies voltage to the detection line containing the IoT sensor in order to prevent secondary accidents in which power cables are damaged due to sinking of the conduit in a conduit-type underground distribution line. The purpose is to provide a long-distance underground distribution line monitoring IoT system that can monitor pipe settlement throughout the entire section of the underground distribution line using the obtained IoT sensor data.
본 발명은 또한 지중 배전선로의 지하 관로가 침하하기 시작되는 초기 단계에서 침하 발생 여부를 신속하고 정확하게 감지해 낼 수 있도록, 감지선에서 송출하는 IoT센서 데이터로 관로침하를 감시할 수 있는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides a long-distance underground system that can monitor pipeline subsidence using IoT sensor data transmitted from a detection line, so that subsidence can be quickly and accurately detected at the initial stage when the underground pipeline of an underground distribution line begins to subside. The purpose is to provide a distribution line monitoring IoT system.
본 발명은 또한 지중 배전선로의 관로 침하가 감지되었을 때, 침하 위치를 정확하게 찾아서 관리자 등에게 제공할 수 있는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also aims to provide a long-distance underground distribution line monitoring IoT system that can accurately find the location of the subsidence and provide it to managers, etc. when the subsidence of the underground distribution line pipe is detected.
본 발명은 또한 레이저 스캐닝이나 3D 스캐닝 기술 또는 다수의 변위 센서를 이용한 변위 측정 등과 같이 비용이 많이 들고 복잡한 방법을 사용하지 않더라도, 경제적인 비용으로 비교적 간단하게 구축할 수 있는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides IoT for monitoring long-distance underground distribution lines that can be constructed relatively simply at an economical cost, even without using expensive and complex methods such as laser scanning, 3D scanning technology, or displacement measurement using multiple displacement sensors. The purpose is to provide a system.
본 발명은 또한 여러 가닥의 복잡한 감지 회선을 사용하지 않고, 단 두 가닥의 감지선 만을 이용하여 지중 배전선로의 침하를 알려줄 수 있는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also aims to provide a long-distance underground distribution line monitoring IoT system that can report subsidence of an underground distribution line using only two sensing lines, rather than using multiple complex sensing lines.
본 발명은 또한, 지중 배전선로의 관로가 침하하는 경우 사물인터넷 통신을 통하여 감시서버에 알려줄 수 있는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also aims to provide a long-distance underground distribution line monitoring IoT system that can notify the monitoring server through Internet of Things communication when the pipe of the underground distribution line sinks.
본 발명은 또한, 장거리에 걸쳐서 지중 배전선로가 포설되어 있을 때, 감지선을 통하여 경보신호를 중계하도록 함으로써 별도의 사물인터넷 인프라가 없이도 장거리 지중 배전선로의 전 구간에 걸쳐서 관로 침하를 감시할 수 있는 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also allows for monitoring pipe subsidence throughout the entire section of a long-distance underground distribution line without a separate IoT infrastructure by relaying an alarm signal through a detection line when an underground distribution line is laid over a long distance. The purpose is to provide an IoT system for monitoring long-distance underground distribution lines.
본 발명은 또한 사물인터넷 통신 프로토콜을 최적화하여 통신하도록 함으로써, 지중 배전선로의 침하 여부를 신속하고 정확하게 알려줄 수 있는 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also aims to provide a long-distance underground distribution line monitoring IoT system that can quickly and accurately inform whether the underground distribution line has subsided by optimizing and communicating with the Internet of Things communication protocol.
본 발명은 또한 사물인터넷 감지모듈의 전원이 고갈되어 통신이 불가능한 상태로 된 이후에도, 감시서버에서 지중 배전선로의 침하를 일 수 있는 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is also to provide a long-distance underground distribution line monitoring IoT system that can monitor the subsidence of the underground distribution line from the monitoring server even after the power of the Internet of Things detection module is depleted and communication is impossible.
본 발명은 또한 감시모듈의 작동에 따른 전력 소비를 최소화할 수 있게 하여, 작동 전원으로 배터리를 사용하는 경우 배터리의 수명을 길게 함으로써, 감시모듈의 점검 및 정비에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 장거리 지중 배전선로 감시 IoT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also makes it possible to minimize power consumption due to the operation of the monitoring module, thereby prolonging the life of the battery when using a battery as an operating power source, thereby reducing the time and cost required for inspection and maintenance of the monitoring module. The purpose is to provide an IoT system for monitoring long-distance underground distribution lines.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상술한 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명은, 관로식 지하 배전선로에서 전선관(20)의 침하로 인하여 발생하는 전력케이블(30)의 손상을 사전에 예방하기 위하여, IoT센서를 이용하여 장거리 지중 배전선로의 관로 침하를 감시하는 시스템으로서, 상기 전력케이블(30)과 같이 상기 전선관(20)의 내부에 포설되되, 두 가닥으로 되어 있고 일정 한도를 초과하는 인장력이 가해지면 한 가닥 이상이 단선되며, 복수의 제1센서(110)가 제1길이(d) 간격으로 병렬 연결되어 있는 감지선(100); 인접한 두 개의 맨홀(10) 사이에 포설되는 하나의 감지선(100) 양단 중 일단에서 상기 두 가닥 사이를 전기적으로 단락시키는 단락 커넥터(200); 제2센서(410)를 포함하며, 상기 하나의 감지선(100) 양단 중 상기 단락 커넥터(200)가 연결된 쪽의 반대쪽에 연결되어, 상기 감지선(100)의 상태에 따라 상기 제1센서(110) 및 상기 제2센서(410)에 인가되는 전압을 각각 달리 인가할 수 있는 센서전압 제어모듈(400); 상기 센서전압 제어모듈(400)에 연결되며, 상기 제1센서(110) 및 상기 제2센서(410)에서 보내주는 신호를 이용하여 상기 전선관(20)의 침하 여부 및 침하지점까지의 거리()를 판단하고, 상기 전선관(20)의 침하로 판단되는 경우 자신의 식별코드 및 상기 침하지점까지의 거리()를 포함하는 경보신호를 생성하여 송출하는 IoT 감지모듈(300); 및 상기 IoT 감지모듈(300)이 송출하는 상기 경보신호를 수신할 수 있으며, 상기 경보신호를 수신하는 경우 상기 경보신호를 송출한 IoT 감지모듈(300)의 설치장소 및 상기 침하지점까지의 거리()를 포함하는 침하정보를 생성하여 관리자가 알 수 있도록 표출하는 감시서버(500);를 포함하되, 상기 복수의 제1센서(110) 각각은 제1전압()이 인가되면 자신의 ID가 포함된 제1신호()를 생성하여 송출하며, 상기 제2센서(410)는 제2전압()이 인가되면 자신의 ID가 포함된 제2신호()를 생성하여 송출하며, 상기 IoT 감지모듈은, - 상기 제1신호(), 상기 제2신호() 및 다른 IoT 감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 상기 하나의 감지선(100)을 통하여 수신할 수 있는 신호수신부(310); - 상기 센서전압 제어모듈(400)에 전압을 인가할 수 있는 전원인가부(340); - 상기 제2신호()를 이용하여 상기 전선관(20)의 침하 여부를 판단하고, 상기 제1신호() 및 상기 제1길이(d)를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 판단하는 제어부(350); - 상기 제어부(350)에서 상기 전선관(20)의 침하로 판단하는 경우 상기 경보신호를 제1시간 간격으로 반복하여 생성하는 신호생성부(320); 및 - 상기 하나의 감지선(100)이 아닌, 같은 맨홀 내에 있는 다른 감지선(100c)과 연결되며, 상기 신호생성부가 생성하는 경보신호 또는 다른 IoT 감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 상기 다른 감지선(100c)을 통하여 사물인터넷 통신으로 송출하는 신호송출부(330);를 포함하며, 상기 제어부(350)는, - 상기 전원인가부(340)를 제어하여 제2시간 간격으로 제3시간동안 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()을 인가하며, - 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되는 동안, 상기 신호수신부(310)에서 상기 제2신호()가 수신되는 경우 상기 전선관(20)의 침하로 판단하고, - 상기 전선관(20)의 침하로 판단하는 경우, 상기 신호수신부(310)에서 동시에 수신되는 상기 제1신호()의 개수 및 상기 제1길이(d)를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 판단하며, - 상기 신호수신부(310)에서 상기 다른 IoT감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 수신하는 경우에는 이를 상기 신호송출부(330)를 통하여 중계 송출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템으로 하는 것이 바람직하다.The present invention, which was created to achieve the above-mentioned purpose, uses an IoT sensor to prevent damage to the power cable 30 caused by sinking of the conduit 20 in a duct-type underground distribution line. It is a system that monitors the subsidence of a distribution line pipe, and is installed inside the conduit 20 like the power cable 30. It is made of two strands, and when a tensile force exceeding a certain limit is applied, one or more strands are disconnected. , a detection line 100 in which a plurality of first sensors 110 are connected in parallel at intervals of a first length d; A shorting connector (200) for electrically short-circuiting the two strands at one end of a sensing line (100) installed between two adjacent manholes (10); It includes a second sensor 410, and is connected to the side opposite to the side to which the short-circuit connector 200 is connected among both ends of the one sensing line 100, and detects the first sensor ( 110) and a sensor voltage control module 400 capable of applying different voltages to the second sensor 410; It is connected to the sensor voltage control module 400 and uses signals sent from the first sensor 110 and the second sensor 410 to determine whether the conduit 20 has settled and the distance to the point of settlement ( ), and if it is determined that the conduit 20 has settled, its identification code and the distance to the sinking point ( ) an IoT detection module 300 that generates and transmits an alarm signal including; And the alarm signal transmitted by the IoT detection module 300 can be received, and when the alarm signal is received, the installation location of the IoT detection module 300 that transmitted the alarm signal and the distance to the subsidence point ( ); a monitoring server 500 that generates subsidence information including and displays it so that the manager can see it; wherein each of the plurality of first sensors 110 has a first voltage ( ) is applied, the first signal containing its ID ( ) is generated and transmitted, and the second sensor 410 generates and transmits the second voltage ( ) is approved, a second signal containing its ID ( ) is generated and transmitted, and the IoT detection module, - the first signal ( ), the second signal ( ) and a signal receiver 310 capable of receiving an alarm signal transmitted by another IoT detection module 300b through the one detection line 100; - A power application unit 340 capable of applying voltage to the sensor voltage control module 400; - The second signal ( ) is used to determine whether the conduit 20 has settled, and the first signal ( ) and the distance to the sinking point using the first length (d) ( ) a control unit 350 that determines; - A signal generator 320 that repeatedly generates the warning signal at first time intervals when the control unit 350 determines that the conduit 20 has settled; And - It is connected not to the one detection line 100, but to another detection line 100c in the same manhole, and transmits an alarm signal generated by the signal generator or an alarm signal transmitted by another IoT detection module 300b. It includes a signal transmitting unit 330 that transmits through Internet of Things communication through another detection line 100c, and the control unit 350 controls the power application unit 340 to transmit a third signal at a second time interval. The second voltage ( ) is applied, and - the second voltage ( ) is applied, the second signal ( ) is received, it is determined that the conduit 20 has settled, - if it is determined that the conduit 20 has settled, the first signal simultaneously received from the signal receiver 310 ( ) and the distance to the sinking point using the first length (d) ( ), and - when the signal receiver 310 receives an alarm signal transmitted by the other IoT detection module 300b, it is controlled to relay and transmit it through the signal transmitter 330. , it is desirable to use an IoT system to monitor long-distance underground distribution lines.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 감지선(100) 중에 단선이 발생한 단선 개소(X)가 있는 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되면, - 상기 제2센서(410)의 양단에는 상기 제2전압()이 인가되고, - 상기 복수의 제1센서(110) 각각의 양단에는 전압이 인가되지 않으며, 상기 감지선(100) 중에 상기 단선 개소(X)가 있는 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되면, - 상기 제2센서(410)의 양단에는 상기 제2전압() 보다 낮은 제3전압() 인가되고, - 상기 복수의 제1센서(110) 중 상기 단선 개소(X)와 상기 센서전압 제어모듈(400) 사이에 있는 제1센서(110)들 양단에는 상기 제1전압()이 인가되며, - 상기 복수의 제1센서(110) 중 상기 단선 개소(X)와 상기 단락 커넥터(200) 사이에 있는 제1센서(110)들 양단에는 전압이 인가되지 않는 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.In addition to the above-described features, the present invention also provides the sensor voltage control module 400 with the second voltage ( ) is applied, - at both ends of the second sensor 410, the second voltage ( ) is applied, - no voltage is applied to both ends of each of the plurality of first sensors 110, and the sensor voltage control module 400 operates in a state where the disconnection point (X) is present among the sensing lines 100. To the second voltage ( ) is applied, - at both ends of the second sensor 410, the second voltage ( ) lower third voltage ( ) is applied, and - the first voltage ( ) is applied, and - voltage is not applied to both ends of the first sensors 110 between the disconnection point (X) and the shorting connector 200 among the plurality of first sensors 110. , it is also desirable to use an IoT system to monitor long-distance underground distribution lines.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 센서전압 제어모듈(400)은, - 상기 감지선(100)의 두 가닥 사이에 연결되는 제너다이오드(420); 및 - 상기 제너다이오드(420)의 일단과 상기 IoT 감지모듈(300) 사이에 연결되는 제너저항(430);을 더 포함하되, 상기 제2센서(410)는 상기 제너저항(430)의 양단에 병렬로 연결되며, 상기 제1전압은, 상기 감지선(100)이 단선된 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되면 상기 제너다이오드(420)의 양단에 인가되는 제너전압()과 같으며, 상기 제3전압()은, 상기 제2전압()에서 상기 제너전압()을 뺀 전압()인 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.In addition to the features described above, the sensor voltage control module 400 includes a Zener diode 420 connected between two strands of the sensing line 100; and - a Zener resistor 430 connected between one end of the Zener diode 420 and the IoT detection module 300, wherein the second sensor 410 is connected to both ends of the Zener resistor 430. It is connected in parallel, and the first voltage is applied to the sensor voltage control module 400 when the sensing line 100 is disconnected. ) is applied, the Zener voltage ( ), and the third voltage ( ) is the second voltage ( ), the Zener voltage ( ) minus the voltage ( ), it is also desirable to use an IoT system for monitoring long-distance underground distribution lines.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 전선관(20)의 침하로 판단되는 경우 상기 제어부(350)는, 상기 침하 위치까지의 거리()를 다음과 같이 계산하되,In addition to the above-described features, the present invention also provides that, when it is determined that the conduit 20 has sunk, the control unit 350 controls the distance to the sinking position ( ) is calculated as follows,
n은 상기 신호수신부(310)에서 수신되는 상기 제1신호()의 개수이며, d는 상기 제1길이인 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.n is the first signal received from the signal receiver 310 ( ) is the number, and d is the first length. It is also desirable to use a long-distance underground distribution line monitoring IoT system.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 하나의 감지선(100) 양단 중 일단에는 어느 한 지점이 상기 전선관(20)에 고정되는 고정부(160)를 가지며, 상기 하나의 감지선(100)의 외피에는, 제2길이 간격으로 단턱부(150)를 가지되, 상기 단턱부(150)는, 상기 고정부(160) 쪽으로 갈수록 지름이 커지는 원뿔대 모양인 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템으로 하거나, 상기 전선관(20)은, 상기 전력케이블(30)이 포설되는 주 관로(22)와는 별개로, 길이 방향을 따라서 외주면과 내주면 사이를 관통하거나 외주면 밖에 결합되는 보조관로(25)를 가지며, 상기 감지선(100)은, 상기 전력케이블(30)과 같이 상기 주 관로(22)에 포설되지 아니하고, 상기 보조관로(25)에 별도로 포설되며, 상기 하나의 감지선(100) 전체는, 상기 보조관로(25)의 내주면(26)에 부착되어 고정되는 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.In addition to the above-described features, the present invention also has a fixing part 160 at one end of both ends of the one sensing line 100, which is fixed to the conduit 20, and the one sensing line 100 ), the outer shell of which has step portions 150 at second length intervals, wherein the step portions 150 are shaped like truncated cones whose diameter increases toward the fixing portion 160. In a monitoring IoT system, the conduit (20) is an auxiliary conduit (25) that penetrates between the outer circumference and the inner circumference along the longitudinal direction or is coupled to the outside of the outer circumference, separately from the main conduit (22) in which the power cable (30) is installed. ), the detection line 100 is not installed in the main pipe 22 like the power cable 30, but is installed separately in the auxiliary pipe 25, and the single detection line 100 It is also desirable to use the entire system as a long-distance underground distribution line monitoring IoT system, which is characterized by being attached and fixed to the inner peripheral surface 26 of the auxiliary pipe 25.
본 발명은 또한 상술한 특징들에 더하여, 상기 사물인터넷 통신은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 프로토콜을 사용하는 IoT통신이며, 상기 경보신호를 중계하는 MQTT 브로커(600);를 더 포함하며, 상기 신호송출부(330)는 상기 경보신호를 상기 다른 감지선(100c)를 통하여 상기 MQTT 브로커(600)에 송출하며, 상기 감시서버(500)는 상기 MQTT 브로커(600)를 통하여 상기 경보신호를 수신하며, 상기 경보신호에는, - 침하로 인하여 통신이 중단되었다는 뜻을 담은 메시지가 포함된 LWT(Last Will Testament)와 - 계층구조로 된 배전선로 명칭과 상기 식별코드를 결합시켜, 급전선명/간선명/지선명/분기선명/식별코드의 형태를 가지는 Topic을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템으로 하는 것도 바람직하다.The present invention also provides that, in addition to the above-described features, the IoT communication is IoT communication using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, and further includes an MQTT broker 600 that relays the alarm signal, and the signal The transmitter 330 transmits the alarm signal to the MQTT broker 600 through the other detection line 100c, and the monitoring server 500 receives the alarm signal through the MQTT broker 600. , the above warning signal includes - LWT (Last Will Testament), which contains a message indicating that communication has been interrupted due to subsidence, and - the name of the distribution line in a hierarchical structure and the above identification code are combined to supply line name/trunk line name/ It is also desirable to use a long-distance underground distribution line monitoring IoT system characterized by including a topic in the form of branch line name/branch line name/identification code.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 일정 한도를 초과하는 인장력이 가해지면 단선되는 감지선을 전선관의 내부에 넣음으로써, 전선관이 침하하여 전선관이 변형되면, 이로 인해 감지선 양단에 걸리는 인장력에 의하여 감지선이 단선되도록 함과 아울러 감지선의 단선 여부를 감시하는 IoT 감지모듈이 감지선을 감시하다가 감지선이 단선되면 경보신호를 생성하도록 하였기 때문에, 전선관의 침하가 시작되면, 전력케이블이 손상되기 전에, 전선관의 침하를 신속하고 정확하게 감지해 낼 수 있는 효과가 있다.As discussed above, the present invention inserts a detection wire that breaks when a tensile force exceeding a certain limit is applied into the inside of the conduit, so that when the conduit sinks and the conduit is deformed, it is detected by the tensile force applied to both ends of the detection wire. In addition to ensuring that the wire is disconnected, the IoT detection module, which monitors the detection wire for disconnection, monitors the detection wire and generates an alarm signal when the detection wire is disconnected. Therefore, when the conduit begins to sink, before the power cable is damaged, It has the effect of quickly and accurately detecting the settlement of the conduit.
또한, 본 발명에 포함된 감지선은 두 가닥으로 되어 있으며 일정 한도를 초과하는 인장력이 가해지면 한 가닥 이상이 단선되는 구성이며, 인접한 두 개의 맨홀 사이에 포설되는 하나의 감지선 양단 중 한쪽 단에는 두 가닥 사이를 전기적으로 단락시키는 단락 커넥터를 포함하고 있고, 반대쪽에는 IoT센서의 일종인 제2센서를 포함하는 센서전압 제어모듈이 연결되며, 센서전압 제어모듈에는 IoT감지모듈이 연결되는 구성을 가지고 있다, 그리고, IoT감지모듈에 포함된 제어부가 제2시간 간격으로 전원인가부를 제어하여 센서전압 제어모듈에 전압을 인가하면서, 전압을 인가하는 동안 제2센서에서 제2신호()를 송출하지 않는 경우 전선관의 침하로 판단하는 구성도 가지고 있다. 따라서, 다수의 변위 감지 센서나 고가의 스캐너 등과 같은 비싸고 복잡한 장치가 없이도 간단한 구성을 통하여 전선관의 침하를 감지하여 경보할 수 있는 효과가 있다.In addition, the sensing wire included in the present invention is made of two strands, and when a tensile force exceeding a certain limit is applied, one or more strands are broken, and one of the two ends of the sensing wire installed between two adjacent manholes is It includes a shorting connector that electrically shorts the two strands, and on the other side, a sensor voltage control module including a second sensor, a type of IoT sensor, is connected, and the IoT detection module is connected to the sensor voltage control module. And, the control unit included in the IoT detection module controls the power application unit at second time intervals to apply voltage to the sensor voltage control module, and while applying the voltage, the second sensor emits a second signal ( ) is not transmitted, it also has a configuration that determines the sinking of the conduit. Therefore, it is possible to detect and warn of sinking of a conduit through a simple configuration without the need for expensive and complicated devices such as multiple displacement detection sensors or expensive scanners.
또한, 본 발명에 포함된 감지선에는, IoT센서의 일종인 제1센서가 제1길이(d) 간격으로 병렬 연결되어 있으며, 센서전압 제어모듈은 감지선의 상태에 따라 제1센서 및 상기 제2센서에 인가되는 전압을 각각 달리 인가할 수 있는 구성이다. 그리고, 제1센서 각각은 제1전압()이 인가되면 자신의 ID가 포함된 제1신호()를 생성하여 송출하는 구성이다. 이에 더하여 제어부는 제2시간 간격으로 제3시간 동안 센서전압 제어모듈(400)에 제2전압()을 인가하도록 전원인가부를 제어하는데, 센서전압 제어모듈(400)은 감지선에 단선이 발생하면 감지선의 두 가닥 사이에 제1전압()이 인가하도록 되어 있다.In addition, in the detection line included in the present invention, a first sensor, which is a type of IoT sensor, is connected in parallel at an interval of a first length (d), and the sensor voltage control module detects the first sensor and the second sensor according to the state of the detection line. It is a configuration that can apply different voltages to each sensor. And, each of the first sensors has a first voltage ( ) is applied, the first signal containing its ID ( ) is created and transmitted. In addition, the control unit applies the second voltage ( ) is controlled to apply power, and when a disconnection occurs in the sensing line, the sensor voltage control module 400 generates a first voltage ( ) is approved.
따라서 제어부는 센서전압 제어모듈(400)에 제2전압()을 인가하는 동안 신호수신부를 통하여 동시에 수신되는 제1신호()의 개수 및 제1길이(d)를 이용하여 침하지점까지의 거리()를 판단할 수 있으며, 이를 포함한 경보신호를 감시서버에 송출하는 특징을 가지고 있다. 그러므로 감시서버에서 IoT 감지모듈의 식별코드와 침하지점까지의 거리()를 이용하여 전선관이 침하 위치를 신속하고 정확하게 찾아낼 수 있게 되며, 이에 따라 관리자 등은 전선관이 침하된 정확한 위치를 찾아 필요한 조치를 시행할 수 있게 되는 효과가 있다. Therefore, the control unit applies the second voltage ( ) is simultaneously received through the signal receiver while applying the first signal ( ) and the distance to the settlement point using the first length (d) ( ) and has the feature of sending an alarm signal including this to the monitoring server. Therefore, the distance from the monitoring server to the identification code of the IoT detection module and the subsidence point ( ), it is possible to quickly and accurately find the location of the conduit sinking, which has the effect of allowing managers, etc. to find the exact location where the conduit has sunk and take necessary measures.
또한 본 발명은, 감지선의 상태에 따라 제1센서 및 제2센서에 인가되는 전압을 각각 달리 인가할 수 있는 센서전압 제어모듈을 가지고 있기 때문에, 감지선에 단선 개소(X)가 없는 상태에서 센서전압 제어모듈에 제2전압()이 인가되면, 제2센서의 양단에는 제2전압()이 인가되고, 복수의 제1센서 각각의 양단에는 전압이 인가되지 않으며, 단선 개소(X)가 있는 상태에서 제2전압()이 인가되면, 제2센서의 양단에는 제2전압() 보다 낮은 제3전압() 인가되고, 단선 개소(X)와 센서전압 제어모듈 사이에 있는 제1센서들 양단에는 제1전압()이 인가되며, 단선 개소(X)와 단락 커넥터 사이에 있는 제1센서들 양단에는 전압이 인가되지 않는 특징을 구현할 수 있게 된다. 즉, 감지선의 단선 여부에 따라 제1센서 및 제2센서에 인가되는 전압을 각각 달리 인가할 수 있으므로 제1센서 및 제2센서에서 송출되는 신호로 전선관이 침하여부와 침하지점까지의 거리()를 신속하고 정확하게 판단할 수 있게 된다.In addition, since the present invention has a sensor voltage control module that can apply different voltages to the first sensor and the second sensor depending on the state of the sensing line, the sensor The second voltage ( ) is applied, the second voltage ( ) is applied, no voltage is applied to both ends of each of the plurality of first sensors, and the second voltage ( ) is applied, the second voltage ( ) lower third voltage ( ) is applied, and the first voltage ( ) is applied, and it is possible to implement the feature that no voltage is applied to both ends of the first sensors between the disconnection point (X) and the short circuit connector. In other words, the voltage applied to the first sensor and the second sensor can be applied differently depending on whether the sensing line is disconnected, so the signal sent from the first sensor and the second sensor is used to determine the distance between the conduit settlement and the subsidence point ( ) can be determined quickly and accurately.
예를 들어, 전선관이 침하 하지 않으면 감지선에 단선 개소(X)가 없기 때문에 제2센서의 양단에는 제2전압()이 인가되어 제2신호()가 송출되고, 이에 따라 제어부는 전선관이 침하 하지 않은 것으로 판단하며, 침하가 생겨 감지선에 단선 개소(X)가 발생하면 제2센서의 양단에는 제2전압() 보다 낮은 제3전압() 인가되기 때문에 제2신호()가 송출되지 않게 되고, 이에 따라 제어부는 전선관이 침하한 것으로 판단하게 된다. For example, if the conduit does not sink, there is no disconnection point (X) in the sensing line, so the second voltage ( ) is applied and the second signal ( ) is transmitted, and the control unit determines that the conduit has not settled accordingly. If settlement occurs and a disconnection point (X) occurs in the detection line, a second voltage ( ) lower third voltage ( ) is applied, so the second signal ( ) is not transmitted, and the control unit determines that the conduit has sunk.
그리고 전선관이 침하 하지 않아 감지선에 단선 개소(X)가 없으면 제1센서의 양단에는 전압이 인가되지 않아 제1신호()가 송출되지 않으며, 전선관이 침하하여 단선 개소(X)가 발생하면 단선 개소(X) 이전에 있는 제1센서 양단에는 제1전압()이 인가되므로 제1신호()가 송출된다. 따라서 제어부는 제1신호()의 개수 및 제1길이(d)를 이용하여 침하지점까지의 거리()를 판단할 수 있게 된다. 이에 따라 전선관의 침하 여부와 침하지점까지의 거리()를 오류 없이 신속하고 정확하게 판단할 수 있는 효과가 있다. And, if the conduit does not sink and there is no disconnection point (X) in the sensing line, voltage is not applied to both ends of the first sensor and the first signal ( ) is not transmitted, and if the conduit sinks and a disconnection point (X) occurs, the first voltage ( ) is applied, so the first signal ( ) is transmitted. Therefore, the control unit sends the first signal ( ) and the distance to the settlement point using the first length (d) ( ) can be determined. Accordingly, whether the conduit has settled and the distance to the point of settlement ( ) has the effect of being able to judge quickly and accurately without error.
본 발명은 또한, 센서전압 제어모듈이 감지선의 상태에 따라 제1센서 및 제2센서에 인가되는 전압을 각각 달리 인가할 수 있는 위와 같은 구성을 구현 함에 있어, 하나의 제너다이오드와 하나의 제너저항만 필요로 하므로, 간단하고 경제적인 비용으로 감시시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention also implements the above configuration in which the sensor voltage control module can apply different voltages to the first sensor and the second sensor depending on the state of the sensing line, using one Zener diode and one Zener resistor. Since it only requires a simple and economical cost, it is effective in providing a surveillance system.
또한, 본 발명에 포함된 IoT 감지모듈의 신호수신부는 자신이 연결된 센서전압 제어모듈의 제2센서 및 이에 연결된 감지선의 제1센서가 송출하는 제2신호() 제1신호()를 수신하면서, 이와 더불어 다른 IoT 감지모듈이 송출한 경보신호도 수신할 수 있으며, 신호송출부는, “신호수신부가 연결된 감지선이 아닌, 같은 맨홀 내에 있는 다른 감지선”과 연결되어 경보신호를 송출하며, 다른 IoT감지모듈이 송출한 경보신호를 신호수신부에서 수신하는 경우 제어부는 이를 신호송출부를 통하여 중계 송출하도록 제어하는 특징도 가진다. 따라서, 하나의 IoT 감지모듈에서 송출한 경보신호가 감지선 및 다른 IoT 감지모듈을 통하여 계속하여 순차적으로 유선으로 중계되어 지중 배전선로 중 게이트웨이나 MQTT 브로커가 설치된 맨홀에까지 도달할 수 있게 되고, 게이트웨이나 MQTT 브로커에서는, 중계 수신한 경보신호를 감시서버에 전송할 수 있게 된다. 그러므로 본 발명에서는 맨홀이나 전선관 안에 별도의 사물인터넷 인프라가 없이도 지중 배전선로의 전 구간에 대한 감시를 수행하는 종합적인 배전선로 감시시스템을 제공할 수 있게 된다.In addition, the signal receiver of the IoT detection module included in the present invention receives the second signal transmitted by the second sensor of the sensor voltage control module to which it is connected and the first sensor of the detection line connected to it ( ) 1st signal ( ), it can also receive alarm signals transmitted by other IoT detection modules, and the signal transmitter is connected to “another detection line in the same manhole, not the detection line to which the signal receiver is connected” to send an alarm signal. When the signal receiver receives the alarm signal sent by another IoT detection module, the control unit also has the feature of controlling it to relay and transmit it through the signal transmitter. Therefore, the alarm signal transmitted from one IoT detection module continues to be sequentially relayed by wire through the detection line and other IoT detection modules, allowing it to reach the manhole where the gateway or MQTT broker is installed in the underground distribution line. In the MQTT broker, the relayed alarm signal can be transmitted to the monitoring server. Therefore, the present invention can provide a comprehensive distribution line monitoring system that monitors all sections of underground distribution lines without a separate IoT infrastructure in manholes or conduits.
본 발명은 또한 전선관에, 전력케이블이 포설되는 주 관로와는 별개로, 길이 방향을 따라서 외주면과 내주면 사이를 관통하거나 외주면 밖에 결합되는 보조관로를 가지며, 감지선은, 전력케이블과 같이 상기 주 관로에 포설되지 아니하고 보조관로에 별도로 포설되는 특징을 가질 수도 있는데, 이 경우 하나의 감지선 전체는, 보조관로의 내주면에 부착되어 고정되는 특징도 가지므로, 전선관의 침하로 인하여 전선관에 변형이 생기면 그 변형이 생기는 바로 그 지점에서 감지선을 잡아당기는 인장력이 최대로 발생하게 된다. 따라서, 전선관의 변형이 생기면 변형이 생긴 그 지점에서 감지선이 단선되므로 전선관의 침하위치를 즉시 정확하게 감지해 낼 수 있는 효과가 있다. The present invention also has an auxiliary pipe that penetrates between the outer circumference and the inner circumference along the longitudinal direction or is coupled to the outside of the outer circumference, separately from the main conduit through which the power cable is laid, in the conduit, and the detection line is connected to the main conduit like the power cable. It may have the characteristic of being installed separately in the auxiliary pipe instead of being installed in the auxiliary pipe. In this case, one entire sensing wire has the characteristic of being attached and fixed to the inner circumferential surface of the auxiliary pipe, so if the conduit is deformed due to settlement of the conduit, it may occur. At the very point where deformation occurs, the maximum tensile force pulling the sensing wire occurs. Therefore, when there is deformation of the conduit, the detection wire is disconnected at the point where the deformation occurs, which has the effect of immediately and accurately detecting the sinking position of the conduit.
본 발명은 또한, 감지선을 전력케이블과 같이 포설하는 경우에 있어서, 맨홀과 맨홀 사이에 포설되는 하나의 감지선 양단 중 일단의 종단부에는 어느 한 지점이 전선관에 고정된 고정부를 가지고 있으며, 하나의 감지선 외피에는 제2길이 간격으로 단턱부가 형성되되, 단턱부는 고정부쪽으로 갈수록 지름이 커지는 원뿔대 모양인 것을 특징을 가지고 있기 때문에, 전선관의 침하로 인하여 전선관에 변형이 생기면 그 변형이 생기는 바로 그 지점에서 감지선을 잡아당기는 인장력이 최대로 발생하게 된다. 따라서, 전선관의 변형이 생기면 변형이 생긴 그 지점에서 감지선이 단선되므로 전선관의 침하위치를 즉시 정확하게 감지해 낼 수 있는 효과가 있다. The present invention also provides that, in the case of laying a sensing line together with a power cable, one of the two ends of a sensing line installed between manholes has a fixing part fixed to the conduit at one point, Steps are formed on the outer shell of one sensing wire at second length intervals, and since the steps are characterized by a truncated cone shape with a diameter that increases toward the fixed part, if there is deformation in the conduit due to the sinking of the conduit, the deformation occurs immediately. At that point, the maximum tensile force pulling the sensing wire occurs. Therefore, when there is deformation of the conduit, the detection wire is disconnected at the point where the deformation occurs, which has the effect of immediately and accurately detecting the sinking position of the conduit.
또한, 본 발명에 포함된 IoT 감지모듈은 경보신호를 사물인터넷 통신을 통하여 송출하는데, 본 발명에 사용된 사물인터넷 통신 프로토콜은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 프로토콜을 사용하게 되며, 이에 따라 IoT 감지모듈은 경보신호를 MQTT 브로커에 송출하며, 감시서버는 MQTT 브로커를 통하여 경보신호를 수신하게 되는데, 경보신호에 포함된 LWT(Last Will Testament)에는, “침하로 인하여 통신이 중단되었다”라는 뜻을 담은 메시지가 포함되는 구성을 가지고 있기 때문에, IoT 감시모듈이 경보신호의 반복적인 송출로 인하여 자신의 전원이 고갈되어 경보신호의 송출이 중단됐다 하더라도 감시서버에서는 그 중단된 사유를 알 수 있게 되는 효과가 있다.In addition, the IoT detection module included in the present invention transmits an alarm signal through Internet of Things communication. The IoT communication protocol used in the present invention uses the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, and accordingly, the IoT detection module transmits an alarm signal to the MQTT broker, and the monitoring server receives the alarm signal through the MQTT broker. The LWT (Last Will Testament) included in the alarm signal contains the meaning “communication was interrupted due to subsidence.” Because it has a structure that includes a message, even if the IoT monitoring module's power is depleted due to repeated transmission of the alarm signal and the transmission of the alarm signal is stopped, the monitoring server has the effect of being able to know the reason for the interruption. there is.
또한, 경보신호에 포함된 Topic에는, 계층구조로 된 배전선로 명칭과 상기 IoT 감지모듈의 식별코드를 결합시켜 급전선명/간선명/지선명/분기선명/식별코드의 형태로 포함되기 때문에 수많은 IoT 감지모듈로부터 메시지를 수신하는 상기 감시서버 입장에서는 상태코드가 error인 Topic만을 찾아내어 해당 배전선로에서 해당 식별코드를 가진 IoT감시모듈의 설치 위치를 찾아낼 수 있기 때문에 전선관이 침하된 배전선로 및 그 위치를 신속하게 찾아낼 수 있게 된다. 이뿐만 아니라 특정한 간선이나 지선 전체의 침하 현황을 파악한다든가 또는 특정 시기별로 침하가 발생한 전체현황을 파악하는 것 등이 가능해진다. In addition, the topic included in the alarm signal is included in the form of feeder line name/main line name/branch line name/branch line name/identification code by combining the name of the hierarchically structured distribution line and the identification code of the IoT detection module, so there are numerous IoT From the perspective of the monitoring server that receives the message from the detection module, it is possible to find only the Topic with an error status code and find the installation location of the IoT monitoring module with the corresponding identification code in the distribution line. Therefore, the distribution line where the conduit has sunk and the You can quickly find the location. In addition, it becomes possible to determine the subsidence status of a specific main line or branch line as a whole, or to determine the overall status of subsidence at specific times.
도 1은 본 발명이 적용되는 지중 배전선로를 옆에서 보는 측 단면도이다.
도 2는 본 발명에 포함된 감지선의 개념을 설명하기 위한 지중 배전선로의 측 단면도이다.
도 3은 본 발명에 포함된 감지선의 다양한 실시예를 보여주기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 포함되는 감지선, IoT감지모듈, 센저전압 제어모듈 및 단락 커넥터 상호간의 연결관계를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 포함된 IoT 감지모듈의 상세구성을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에서 다른 감지선을 통하여 경보신호를 중계하는 개념을 도시한 것이다.
도 7은 전선관의 침하 및 침하지점까지의 거리를 판단하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 포함된 감지선의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에서 보조관로에 포설된 감지선의 단선원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에서 Topic에 포함하기 위해 배전선로 명칭을 계층구조화한 사례를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 적용되는 MQTT프로토콜의 개념도를 도시한 것이다.Figure 1 is a side cross-sectional view of an underground distribution line to which the present invention is applied.
Figure 2 is a side cross-sectional view of an underground distribution line to explain the concept of the sensing line included in the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing various embodiments of the sensing line included in the present invention.
Figure 4 shows the connection relationship between the sensing line, IoT sensing module, sensor voltage control module, and shorting connector included in the present invention.
Figure 5 shows the detailed configuration of the IoT detection module included in the present invention.
Figure 6 illustrates the concept of relaying an alarm signal through another detection line in the present invention.
Figure 7 is a diagram for explaining the concept of determining the settlement of a conduit and the distance to the point of settlement.
Figure 8 shows another embodiment of the sensing line included in the present invention.
Figure 9 is a diagram for explaining the principle of disconnection of the sensing line installed in the auxiliary pipe in the present invention.
Figure 10 shows an example of hierarchical structure of distribution line names for inclusion in the Topic in the present invention.
Figure 11 shows a conceptual diagram of the MQTT protocol applied to the present invention.
이하에서 상술한 목적과 특징이 분명해지도록 본 발명을 상세하게 설명할 것이며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련한 공지기술 중 이미 그 기술 분야에 익히 알려져 있는 것으로서, 그 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail so that the above-mentioned purpose and features become clear, so that those skilled in the art will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In addition, when describing the present invention, if a detailed description of the known technology related to the present invention is already well known in the technical field, and it is judged that the detailed description of the known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be provided. Decided to omit it.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 실시 예들에 대한 설명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시 예들을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In addition, the terms used in the present invention are general terms that are currently widely used as much as possible, but in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning is described in detail in the description of the relevant invention, so it is a simple term. We would like to make it clear that the present invention should be understood by the meaning of the term, not by its name. Terms used in the description of the embodiments are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the embodiments. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
실시 예들은 여러 가지 형태로 변경을 가할 수 있고 다양한 부가적 실시 예들을 가질 수 있는데, 여기에서는 특정한 실시 예들이 도면에 표시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나 이는 실시 예들을 특정한 형태에 한정하려는 것이 아니며, 실시 예들의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경이나 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. The embodiments can be modified in various forms and have various additional embodiments, where specific embodiments are shown in the drawings and related detailed descriptions are described. However, this is not intended to limit the embodiments to a specific form, and should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the embodiments.
다양한 실시 예들에 대한 설명 가운데 “제1”, “제2”, “첫째” 또는“둘째”등의 표현들이 실시 예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분 짓기 위해 사용될 수 있다. In the description of various embodiments, expressions such as “first,” “second,” “first,” or “second” may modify various elements of the embodiments, but do not limit the elements. For example, the above expressions do not limit the order and/or importance of the corresponding components. The above expressions can be used to distinguish one component from another.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 본 발명이 적용되는 지중 배전선로를 옆에서 바라다 특 단면도이다. 도 1에서 보는 바와 같이 지중 배전선로는 지하에 설치된 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이를 연결하는 전선관(20)이 매설되고, 상기 전선관(20) 내부에 전력케이블(30)이 포설되는 구조이다. 이와 같은 지중 배전선로는 먼저 맨홀(10)을 설치하고 맨홀(10)과 맨홀(10)사이에 전선관(20)를 매설한 후, 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이의 전선관(20)에 풀링용 와이어(미도시)를 넣어 한쪽 맨홀(10)에서 와이어의 끝에 전력케이블(30)을 연결하고 반대쪽 맨홀(10)에서 풀링머신(미도시)으로 와이어를 당김으로써, 전력케이블(30)이 전선관(20) 안에 딸려 들어가서 포설될 수 있게 된다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. Figure 1 is a special cross-sectional view from the side of an underground distribution line to which the present invention is applied. As shown in Figure 1, the underground distribution line has a structure in which a manhole 10 installed underground and a conduit 20 connecting the manhole 10 are buried, and a power cable 30 is laid inside the conduit 20. am. Such an underground distribution line first installs a manhole (10), buries a conduit (20) between the manholes (10), and then installs a conduit (20) between the manholes (10) and the manhole (10). By inserting a pulling wire (not shown) to connect the power cable (30) to the end of the wire in one manhole (10) and pulling the wire from the opposite manhole (10) to a pulling machine (not shown), the power cable (30) is It can be attached to the conduit (20) and installed.
그런데, 전력케이블(30)은 그 길이가 한정되어 있기 때문에, 중간에 전력케이블(30) 상호 간의 접속 개소(31)가 다수 발생하며, 접속 개소(31)는 대부분 맨홀(10) 안에 위치하게 된다. 맨홀(10)의 접속 개소(31)에서 전력케이블(30) 상호 간을 연결할 때는 연결 슬리브(미도시) 등을 사용하기도 하고, 케이블 헤드(미도시) 등을 이용하거나 기타 여러 가지 접속 장치들을 이용하여 연결하기도 한다.However, since the power cable 30 is limited in length, many connection points 31 between the power cables 30 occur in the middle, and most of the connection points 31 are located within the manhole 10. . When connecting the power cables 30 to each other at the connection point 31 of the manhole 10, a connection sleeve (not shown), etc. may be used, a cable head (not shown), etc. may be used, or various other connection devices may be used. It can also be connected.
한편, 지표면(G.L) 내부의 지반이 정상적인 상태에서 전선관(20)은, 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이에 지표면(G.L)과 평행하게 거의 수평 상태로 매립되어 있다. 물론 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이에 고저 차이가 있으면 경사지게 매립되지만, 이 또한 지표면(G.L)과 평행하게 경사진 직선 상태를 유지하게 된다. 그러나, 도 1의 중간 부분에서 보는 바와 같이 싱크홀(35) 등이 발생하여 전선관(20a)이 침하 하면 상기 전선관(20a)이 아래쪽을 향하여 변형되어 구부러지고, 이에 따라 상기 전선관(20a) 안에 들어있는 상기 전력케이블(30a)도 변형된다.Meanwhile, when the ground inside the ground surface G.L. is normal, the conduit 20 is buried between the manholes 10 and the manhole 10 in an almost horizontal state parallel to the ground surface G.L. Of course, if there is a difference in elevation between the manhole 10 and the manhole 10, it is buried at an angle, but this also maintains a straight line inclined parallel to the ground surface (G.L.). However, as shown in the middle part of FIG. 1, when a sinkhole 35 or the like occurs and the conduit 20a sinks, the conduit 20a is deformed and bent downward, and thus enters the conduit 20a. The power cable 30a is also deformed.
이렇게 전선관(20a) 및 전력케이블(30a)이 변형되어 곡선으로 변하게 되면, 그 경로가 길어지기 때문에 전선관(20a) 및 전력케이블(30a)의 양단에는 변형된 부분쪽에서부터 잡아 당겨지는 힘, 즉 인장력이 발생하게 되는데, 이때 전선관(20)의 경우 주름관 등을 사용하기 때문에 신축성이 있어서 다소 늘어나기도 하겠지만(그러나, 침하가 심해지면 파손된다), 전력케이블(30a)의 경우에는 전선관(20a)에 비하여 신축성이 부족하기 때문에 전력케이블(30) 양단에는 상당한 인장력이 발생하게 되며, 이에 따라 상기 전력케이블(30a)의 파손 위험이 높아지게 된다. 그리고 접속 개소(31a)는 상기 인장력에 대하여 특히 약하기 때문에 연결 슬리브나 케이블 헤드 등에 장력이 가해져서 파손될 위험이 매우 높아지고 이로 인하여 접속 개소(31a)가 있는 맨홀(10a)에서는 단선, 합선 또는 지락 등의 2차 사고 발생 위험이 높아지게 된다. When the conduit (20a) and the power cable (30a) are deformed and changed into curves, the path becomes longer, so a force that is pulled from the deformed part, that is, a tensile force, is applied to both ends of the conduit (20a) and the power cable (30a). This occurs. At this time, in the case of the conduit 20, since corrugated pipes, etc. are used, it has elasticity and may stretch somewhat (however, it is damaged when the settlement becomes severe). However, in the case of the power cable 30a, compared to the conduit 20a, Because of the lack of elasticity, significant tensile force is generated at both ends of the power cable 30, thereby increasing the risk of damage to the power cable 30a. In addition, since the connection point 31a is particularly weak against the above-described tensile force, the risk of damage due to tension applied to the connection sleeve or cable head is very high, and as a result, disconnection, short circuit, or ground fault occurs in the manhole 10a where the connection point 31a is located. The risk of secondary accidents increases.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 지하에 매설되는 전선관(20)에 전력케이블(30)이 포설되는 관로식 지중 배전선로에서, 상기 전선관(20)의 침하로 인하여 상기 전력케이블(30)이 손상되는 2차 사고를 방지하기 위한 감시시스템으로서, 상기 전선관(20) 안에 상기 전력케이블(30)과 같이 감지선(100)을 넣고, 상기 전선관(20)의 침하에 따라 상기 감지선(100)이 당겨져서 단선되도록 하고, IoT 감지모듈(300)이 이를 감지하여 경보신호를 발생시켜 사물인터넷 통신으로 감시서버(500)에 송출하도록 구성된다. 본 발명에 의한 감지선(100)의 개념이 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. The present invention, created to solve this problem, is a duct-type underground distribution line in which a power cable 30 is laid in a conduit 20 buried underground, due to the sinking of the conduit 20, causing the power cable ( As a monitoring system to prevent secondary accidents in which 30) is damaged, a detection line 100 is inserted into the conduit 20 like the power cable 30, and the detection line 100 is detected according to the sinking of the conduit 20. (100) is pulled to cause a disconnection, and the IoT detection module (300) detects this, generates an alarm signal, and transmits it to the monitoring server (500) through Internet of Things communication. The concept of the detection line 100 according to the present invention is shown in Figures 2 and 3.
본 발명에 포함되는 감지선(100)은, 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 상기 전력케이블(30)과 같이 상기 전선관(20)의 내부에 포설되도록 하되, 두 가닥으로 되어 있고 일정 한도를 초과하는 인장력, 즉 양쪽에서 잡아당겨지는 힘이 가해지면 중간이 쉽게 단선될 수 있는 소재의 전선으로 하는 것이 바람직하다. 도 2 및 도 3(a)에서 보는 바와 같이 상기 감지선(100)은, 상기 전력케이블(30)과 같이 상기 전선관(20)의 내부에, 상기 전력케이블(30)과 평행하게 같은 방향을 따라서 놓이도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 토사의 이동이나 싱크홀(35) 등에 의하여 지반이 침하하고 이에 따라 상기 전선관(20)도 침하하여 도 2의 중간 부분에서 보는 바와 같이 상기 전선관(20a)이 변형되어 곡선으로 변하게 되면, 상기 전선관(20a) 안에 놓여 있던 상기 감지선(100a)에는 상기 일정 한도를 초과하는 인장력 즉, 양쪽으로 잡아 당겨지는 힘이 작용하게 되고, 이에 따라 상기 감지선(100a)에는 단선(X)이 발생하도록 하는 것이 바람직하다(이하에서는 상기 단선(X)이 발생한 장소를 단선 개소(X)로 지칭한다). 여기서 상기 ‘일정 한도’는, 상기 전선관(20a)의 침하로 인하여 변형될 때 상기 전선관(20a)이 어느 정도 늘어나도 되는 ‘길이의 허용범위’를 감안하여, 상기 감지선(100a)이 상기 ‘길이의 허용범위’를 벗어나면 끊어지도록 상기 인장력의 한도를 정하는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 2 and 3, the detection line 100 included in the present invention is installed inside the conduit 20 like the power cable 30, but is made of two strands and exceeds a certain limit. It is desirable to use a wire made of a material that can be easily broken in the middle when a tensile force, that is, a pulling force from both sides, is applied. As shown in Figures 2 and 3(a), the detection line 100 is located inside the conduit 20 like the power cable 30, along the same direction parallel to the power cable 30. It is advisable to let it sit. In addition, when the ground subsides due to movement of soil or sinkholes 35, and the conduit 20 also subsides accordingly, and the conduit 20a is deformed and turns into a curve as shown in the middle part of FIG. 2, the conduit 20a A tensile force exceeding the certain limit, that is, a force pulling to both sides, is applied to the sensing line (100a) placed inside (20a), causing a break (X) to occur in the sensing line (100a). (hereinafter, the place where the disconnection (X) occurs is referred to as the disconnection point (X)). Here, the 'certain limit' refers to the 'permissible length range' within which the conduit (20a) can be extended to some extent when it is deformed due to sinking of the conduit (20a), so that the detection line (100a) is It is desirable to set a limit to the above-mentioned tensile force so that it breaks if it exceeds the ‘permissible length range’.
상기 감지선(100)은 도 3(a)에서 보는 바와 같이 상기 전력케이블(30)과 같이 놓여지는 것이 바람직하기 때문에, 상기 전선관(20) 안에는 상기 감지선(100)이 상기 전력케이블(30)에 의하여 눌리거나 끼인 곳이 다수 발생하게 된다. 따라서 상기 전선관(20)이 변형되기 시작하면, 상기 감지선(100)의 양 끝단인 양쪽 맨홀(10) 부근에서부터 잡아당기는 인장력이 발생하기 전에, 상기 전선관(20)이 변형되는 장소에서 부분적인 인장력이 먼저 발생하게 되고, 이에 따라 상기 전선관(20)이 가장 많이 변형되는 곳에서 가장 먼저 상기 단선 개소(X)가 발생할 확률이 높게 된다. 경우에 따라서는 상기 감지선(100)의 여기저기에 상기 단선 개소(X)가 다수 발생할 수도 있다. 이렇게 상기 전선관(20)이 침하하여 상기 감지선(100)에서 상기 단선 개소(X)가 발생되면 상기 IoT 감지모듈(300)에서 이를 감지하여 상기 전선관(20)의 침하 했다는 사실과 상기 전선관(20)의 침하지점을 계산하여 이를 경보신호에 담아 감시서버(500)로 송출하도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 맨홀(10)에 인출된 상기 감지선(100) 중 하나의 일단에는 상기 IoT 감지모듈(300) 및 상기 센서전압 제어모듈(400)을 설치하도록 하고, 그 반대쪽 감지선(100)에는 단락 커넥터(200)를 부착하도록 하는 것이 바람직한데, 본 발명에서는 상기 경보신호를 송출함에 있어 다른 IoT 감지모듈(300)과 이에 연결된 다른 감지선(100)까지 이용하며, 이를 통하여 감시서버(500)에까지 중계할 수 있게 된다. 이를 위하여 상기 IoT 감지모듈(300)과 반대쪽에 있는 감지선에 연결된 단락 커넥터(200) 사이에는 신호송출선(338)을 통하여 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 신호송출선(338)의 중간에는 상기 경보신호의 원활한 송출을 위하여 커플링 콘덴서 등으로 이루어 진 커플링수단(339)을 포함하는 것도 바람직하다. 상기 경보신호의 중계에 관한 상세한 내용은 후술하기로 한다.Since the detection line 100 is preferably placed together with the power cable 30 as shown in FIG. 3(a), the detection line 100 is placed within the conduit 20 along with the power cable 30. This results in many places being pressed or stuck. Therefore, when the conduit 20 begins to deform, before the tensile force pulling from the vicinity of both manholes 10, which are both ends of the sensing line 100, is generated, a partial tensile force occurs at the place where the conduit 20 is deformed. This occurs first, and accordingly, there is a high probability that the disconnection point (X) will occur first in the place where the conduit 20 is most deformed. In some cases, multiple disconnection points (X) may occur here and there on the sensing line 100. When the wire conduit 20 sinks in this way and the disconnection point ( It is desirable to calculate the sinking point of ) and send it to the monitoring server 500 by including it in an alarm signal. To this end, as shown in FIG. 2, the IoT detection module 300 and the sensor voltage control module 400 are installed on one end of one of the detection lines 100 drawn out from the manhole 10, It is desirable to attach a short-circuit connector 200 to the opposite detection line 100. In the present invention, in transmitting the alarm signal, another IoT detection module 300 and another detection line 100 connected to it are used. , Through this, it is possible to relay to the monitoring server 500. For this purpose, it is desirable to connect the IoT detection module 300 and the shorting connector 200 connected to the detection line on the opposite side through a signal transmission line 338. In addition, it is also desirable to include a coupling means 339 made of a coupling condenser or the like in the middle of the signal transmission line 338 for smooth transmission of the warning signal. Details regarding the relaying of the warning signal will be described later.
한편, 도 3(b) 및 도 3(c)에는 본 발명에서 상기 감지선(100)을 다른 방법으로 포설하는 실시예들이 도시되어 있다. 본 실시예들에 사용되는 전선관(20)은 보조관로(25)를 가지는 전선관(20)이다. 즉, 상기 전선관(20)에 상기 전력케이블(30)이 들어가는 주 관로(22)와는 별개로, 상기 감지선(100)이 삽입될 수 있는 보조관로(25)를 형성하고, 상기 보조관로(25)에 상기 감지선(100)이 내장되도록 하며, 상기 전선관(20)의 침하에 따라 상기 전선관(20) 및 상기 보조관로(25)가 변형되고, 이로 인해 상기 감지선(100)에 인장력이 발생하여 당겨져서 상기 감지선(100)이 단선되도록 하는 실시예이다. 따라서 상기 전선관(20)의 길이 방향을 따라서 외주면과 내주면 사이를 관통하는 방식으로 상기 보조관로(25)를 형성하거나, 상기 전선관(20)의 외주면 밖에 결합, 고정하는 방식으로 상기 보조관로(25)를 형성하는 것도 바람직하다. 도 3(b)는 상기 보조관로(25)가 외주면과 내주면 사이를 관통하는 실시예이며, 도 3(c)는 외주면 밖에 돌출 결합되는 보조관로(25)를 가지는 실시예이다.Meanwhile, Figures 3(b) and 3(c) show embodiments in which the sensing line 100 is laid in different ways in the present invention. The conduit 20 used in these embodiments is a conduit 20 having an auxiliary conduit 25. That is, apart from the main conduit 22 through which the power cable 30 enters the conduit 20, an auxiliary conduit 25 into which the detection line 100 can be inserted is formed, and the auxiliary conduit 25 ) so that the sensing line 100 is built into the conduit 20, and as the conduit 20 settles, the conduit 20 and the auxiliary conduit 25 are deformed, thereby generating a tensile force in the sensing line 100. This is an embodiment in which the sensing line 100 is disconnected by being pulled. Therefore, the auxiliary conduit 25 is formed by penetrating between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface along the longitudinal direction of the conduit 20, or the auxiliary conduit 25 is formed by coupling and fixing it to the outside of the outer circumferential surface of the conduit 20. It is also desirable to form . Figure 3(b) shows an embodiment in which the auxiliary pipe 25 penetrates between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, and Figure 3(c) shows an embodiment in which the auxiliary pipe 25 protrudes outside the outer peripheral surface.
이같이 보조관로(25)를 가지는 실시예에서 상기 전선관(20)을 매설할 때는, 상기 보조관로(25)가 상기 전선관(20)의 아래쪽에 위치하도록 매설하는 것이 바람직하다. 이렇게 시공하는 경우 상기 전선관(20)이 침하 하여 곡선으로 변형되면 상기 전선관(20)이 아래로 구부러져서 아래쪽의 길이가 더 늘어나게 되므로 상기 보조관로(25) 안에 내장된 상기 감지선(100)에 인장력이 더욱 강하게 작용하므로 상기 감지선(100)이 단선되는 정확도를 높일 수 있게 된다. 도 3(b)나 도 3(c)에서 보는 바와 같이 상기 감지선(100)은, 상기 보조관로(25)에 내장되어 상기 전력케이블(30)과 평행하게 같은 방향을 따라서 놓이게 된다. 그리고 토사의 이동이나 싱크홀 등에 의하여 지반이 침하하는 경우, 도 2의 중간 부분에서 보는 바와 같이 상기 전선관(20)이 침하 및 변형되어 곡선으로 변하게 되고, 상기 보조관로(25) 또한 변형되어 곡선으로 변하게 된다. 그리고 상기 전선관(20) 안에 놓여 있던 상기 감지선(100)의 양단에는 상기 일정 한도를 초과하는 인장력이 작용하게 되어 단선 개소(X)가 발생한다. When burying the conduit 20 in this embodiment having the auxiliary conduit 25, it is preferable to bury the auxiliary conduit 25 so that it is located below the conduit 20. In the case of construction in this way, when the conduit (20) sinks and is deformed into a curve, the conduit (20) bends downward and the length of the lower part increases, so a tensile force is applied to the detection wire (100) built into the auxiliary conduit (25). Since this acts more strongly, the accuracy of disconnection of the detection line 100 can be increased. As shown in Figure 3(b) or Figure 3(c), the detection line 100 is built into the auxiliary pipe 25 and is placed parallel to the power cable 30 and along the same direction. Additionally, when the ground subsides due to movement of soil or sinkholes, the conduit 20 subsides and deforms to become curved, as shown in the middle part of FIG. 2, and the auxiliary conduit 25 is also deformed to become curved. It changes. In addition, a tensile force exceeding the certain limit is applied to both ends of the sensing line 100 placed in the conduit 20, resulting in a disconnection point (X).
한편, 도 4에는 본 발명에 의한 감지선(100), 센서전압 제어모듈(400), IoT 감지모듈(300), 단락 커넥터 (200) 및 복수의 제1센서(110)에 대한 연결 관계가 도시되어 있다. 본 발명에 의한 감지선(100)은 도 4(b) 및 도 4(c)에서 보는 바와 같이 두 가닥(101)의 전선으로 되어 있으며, 상기 전력케이블(30)과 같이 상기 전선관(20)의 내부에 포설되거나 상기 보조관로(25) 내에 포설되되, 일정 한도를 초과하는 인장력이 가해지면 한 가닥 이상이 단선되며, 상기 감지선(100)을 구성하는 상기 두 가닥(101)의 전선 사이에는 복수의 제1센서(110)들이 제1길이(d) 간격으로 병렬 연결되도록 하는 것이 바람직하다. Meanwhile, Figure 4 shows the connection relationship between the sensing line 100, the sensor voltage control module 400, the IoT sensing module 300, the shorting connector 200, and the plurality of first sensors 110 according to the present invention. It is done. The detection line 100 according to the present invention is made of two wires 101, as shown in FIGS. 4(b) and 4(c), and is connected to the conduit 20 like the power cable 30. It is installed inside or within the auxiliary pipe 25, but when a tensile force exceeding a certain limit is applied, one or more wires are disconnected, and a plurality of wires are connected between the two wires 101 constituting the sensing wire 100. It is desirable to connect the first sensors 110 in parallel at intervals of the first length d.
그리고 상기 복수의 제1센서(110) 각각은, 상기 두 가닥(101) 사이에 제1전압()이 인가되면 작동되어 자신의 ID가 포함된 제1신호()를 생성한 후 상기 하나의 감지선(100)을 통하여 반복하여 송출하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제1센서(110) 각각은 자신의 고유 ID를 가지고 있으면서 상기 제1전압()이 인가되면 자신에게 부여된 고유의 tag ID를 포함하는 신호를 생성해 내는 태그 칩(tag chip)으로 하는 것도 바람직하다. 그러나 본 발명에 포함되는 상기 제1센서(110)는 상기 감지선(100)에 연결되어 상기 감지선(100)으로 신호를 송출하기 때문에 무선 송출수단까지 가질 필요는 없다. 여기서 상기 제1전압()은 상기 복수의 제1센서(110) 각각을 작동시킬 수 있는 작동전압으로서, 상기 복수의 제1센서(110) 각각은 상기 제1전압() 보다 낮은 전압에서는 작동하지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다.And each of the plurality of first sensors 110 has a first voltage ( ) is applied, it operates and sends the first signal containing its ID ( ) is generated and then repeatedly transmitted through the single detection line 100. Each of the first sensors 110 has its own unique ID and the first voltage ( ), it is also desirable to use a tag chip that generates a signal containing a unique tag ID assigned to the tag when the signal is applied. However, since the first sensor 110 included in the present invention is connected to the sensing line 100 and transmits a signal to the sensing line 100, it is not necessary to have a wireless transmission means. Here, the first voltage ( ) is an operating voltage that can operate each of the plurality of first sensors 110, and each of the plurality of first sensors 110 is connected to the first voltage ( ) It is desirable to configure it so that it does not operate at lower voltages.
상기 제1길이(d)는 상기 전선관(20)의 침하 위치를 용이하게 찾기 위하여 정하는 간격으로서 10 ~ 30m 사이에서 정하는 것도 가능하며, 좀 더 정밀한 판단을 위해서는 10m 미만으로 정하는 것도 가능하다. 그리고 상기 복수의 제1센서(110) 각각은, 그 내부저항이 높을수록 바람직하며 더욱 바람직하게는 무한대(∞)에 가까운 것이 좋다. 또한, 상기 제1신호()를 송출하기 위한 작동전류 또한 가급적 최소화하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 복수의 제1센서(110) 각각은, 상기 제1신호()를 무선으로 송출하지 아니하고 상기 감지선(100)을 통하여 유선으로 송출하기 때문에 송출전력을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.The first length (d) is an interval determined to easily find the sinking position of the conduit 20, and can be set between 10 and 30 m. For more precise judgment, it can also be set at less than 10 m. In addition, the internal resistance of each of the plurality of first sensors 110 is preferably higher, and more preferably close to infinity (∞). In addition, the first signal ( ) It is also desirable to minimize the operating current to transmit as much as possible. In the present invention, each of the plurality of first sensors 110 receives the first signal ( ) is not transmitted wirelessly but is transmitted wired through the detection line 100, so there is an advantage in that transmission power can be minimized.
상기 감지선(100)은, 상기 전력케이블(30)에 흐르는 전류에 의한 유도전류 영향을 저감시키기 위하여, 금속성 그물망 또는 금속 박막으로 된 차폐막(120)으로 상기 두 가닥(101)의 전선을 감싼 쉴드선(Shielded Cable)으로 하는 것이 바람직하다. 이와 더불어 인접한 두 개의 맨홀(10) 사이에 포설되는 하나의 감지선(100)은 그 양단에서 접지수단(121)을 통하여 상기 차폐막(120)을 접지시키도록 하는 것이 더욱 바람직하다.The detection line 100 is a shield line wrapped around the two wires 101 with a shielding film 120 made of a metallic mesh or a thin metal film in order to reduce the influence of induced current caused by the current flowing in the power cable 30. (Shielded Cable) is preferable. In addition, it is more desirable to ground the shielding film 120 through grounding means 121 at both ends of a single sensing line 100 installed between two adjacent manholes 10.
그리고 인접한 두 개의 맨홀(10) 사이에 포설되는 하나의 감지선(100)의 양단 중 한쪽 끝(일단)에는 상기 두 가닥 사이를 전기적으로 단락시키는 단락 커넥터(200)를 상기 두 가닥 사이에 연결하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하나의 감지선(100)의 양단 중 상기 단락 커넥터(200)가 연결된 쪽의 반대쪽에는, 센서전압 제어모듈(400)이 연결되도록 하는 것이 바람직한데, 상기 센서전압 제어모듈(400)에는 제2센서(410)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제2센서(110)는 제2전압()이 인가되면 자신의 ID가 포함된 제2신호()를 생성하여 송출하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 더불어 상기 센서전압 제어모듈(400)은 상기 감지선(100)의 상태에 따라 상기 제1센서(110) 및 상기 제2센서(410)에 인가되는 전압을 각각 달리 인가할 수 있도록 하는 구성으로 하는 것이 더욱 바람직하다.And at one end (one end) of a single sensing line 100 installed between two adjacent manholes 10, a shorting connector 200 that electrically shorts the two strands is connected between the two strands. It is desirable to do so. In addition, it is preferable that the sensor voltage control module 400 be connected to the opposite end of the one sensing line 100 to the side to which the short-circuiting connector 200 is connected. It is desirable to include a second sensor 410. And, the second sensor 110 has a second voltage ( ) is approved, a second signal containing its ID ( ) is more desirable to generate and transmit. In addition, the sensor voltage control module 400 is configured to apply different voltages to the first sensor 110 and the second sensor 410 depending on the state of the sensing line 100. It is more desirable to do so.
상기 제2센서(410) 또한 자신의 고유 ID를 가지고 있으면서 상기 제2전압()이 인가되면 자신에게 부여된 고유의 tag ID를 포함하는 신호를 생성해 내는 태그 칩(tag chip)으로 하는 것도 바람직하다. 그러나 본 발명에 포함되는 상기 제2센서(410) 또한 상기 감지선(100)에 연결되어 상기 감지선(100)으로 신호를 송출하기 때문에 무선 송출수단까지 가질 필요는 없다. 여기서 상기 제2전압()은 상기 제2센서(410)를 작동시킬 수 있는 작동전압이며, 상기 제2센서(410)는 상기 제2전압() 보다 낮은 전압에서는 작동하지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다.The second sensor 410 also has its own unique ID and the second voltage ( ), it is also desirable to use a tag chip that generates a signal containing a unique tag ID assigned to the tag when the signal is applied. However, since the second sensor 410 included in the present invention is also connected to the sensing line 100 and transmits a signal to the sensing line 100, it is not necessary to have a wireless transmission means. Here, the second voltage ( ) is an operating voltage that can operate the second sensor 410, and the second sensor 410 is connected to the second voltage ( ) It is desirable to configure it so that it does not operate at lower voltages.
상기 센서전압 제어모듈(400) 중 상기 하나의 감지선(100)에 연결된 쪽의 반대쪽에는 IoT 감지모듈(300)이 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 센서전압 제어모듈(400)은 상기 IoT 감지모듈(300)과 상기 감지선(100) 사이에 연결되는 형상이 된다. 그리고 상기 IoT 감지모듈(300)은 상기 제1센서(110) 및 상기 제2센서(410)에서 보내주는 신호를 이용하여 상기 전선관(20)의 침하 여부 및 침하지점까지의 거리()를 판단하고, 상기 전선관(20)의 침하로 판단되는 경우 자신의 식별코드 및 상기 침하지점까지의 거리()를 포함하는 경보신호를 생성한 후 통신망(700)을 통하여 원격지에 있는 감시서버(500)에 송출하는 구성으로 하는 것이 바람직하다,It is preferable that the IoT detection module 300 is connected to the opposite side of the sensor voltage control module 400 connected to the one detection line 100. Therefore, the sensor voltage control module 400 is connected between the IoT detection module 300 and the detection line 100. And the IoT detection module 300 uses signals sent from the first sensor 110 and the second sensor 410 to determine whether the conduit 20 has settled and the distance to the point of settlement ( ), and if it is determined that the conduit 20 has settled, its identification code and the distance to the sinking point ( ) It is desirable to generate an alarm signal containing and then transmit it to the monitoring server 500 in a remote location through the communication network 700.
상기 경보신호에는 배전선로 정보, 상태코드 또는 침하 등에 대한 판단시각까지 포함하도록 하는 것도 바람직하다. 그리고 상기 통신망(700)은 유선통신망도 가능하고, 무선 통신망으로 하는 것도 가능하다. 더욱 바람직하게는 유선이든 무선이든 사물인터넷(IoT) 통신망으로 하는 것이 좋다.It is also desirable for the warning signal to include distribution line information, status code, or judgment time for subsidence, etc. Additionally, the communication network 700 can be a wired communication network or a wireless communication network. More preferably, it is better to use an Internet of Things (IoT) communication network, whether wired or wireless.
한편, 상기 IoT 감지모듈(300)은 상기 감지선(100)으로부터 얻어지는 데이터를 이용하여 상기 전선관(20)의 침하 여부를 판단하다가, 침하로 판단되지 않는 경우에도 식별코드, 정상코드 및 판단시각을 포함하는 점검신호를 생성하여 통신망(700)을 통하여 감시서버(500)에 송출하도록 하는 것도 바람직하다. 이렇게 하는 경우 상기 IoT 감지모듈(300)이 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 상기 감시서버(500)가 알아낼 수 있다.Meanwhile, the IoT detection module 300 uses the data obtained from the detection line 100 to determine whether the conduit 20 has settled, and even when it is not judged to have settled, it uses the data obtained from the detection line 100 to determine the identification code, normal code, and judgment time. It is also desirable to generate an inspection signal that includes and transmit it to the monitoring server 500 through the communication network 700. In this case, the monitoring server 500 can find out whether the IoT detection module 300 is operating normally.
상기 IoT 감지모듈(300)이 송출하는 상기 경보신호 및 상기 점검신호는 상기 감시서버(500)가 상기 통신망(700)을 통하여 수신할 수 있는데, 상기 감시서버(500)가 상기 경보신호를 수신하는 경우에는, 상기 경보신호에 포함된 식별코드와 상기 침하지점까지의 거리()를 이용하여 침하 위치를 파악하고 상기 침하 위치를 포함하는 침하정보를 생성하여 관리자 등이 알수 있게 표출하는 것이 바람직하다. 상기 침하정보를 표출하는 표출수단은 LCD 모니터 등과 같은 디스플레이 수단도 바람직하지만, 경보신호를 음성 등으로 표출하는 것도 가능하며, 지중 배전선로의 관리자 등의 휴대전화에 통보할 수 있는 통신수단으로 하는 것도 바람직하다The alarm signal and the inspection signal transmitted by the IoT detection module 300 can be received by the monitoring server 500 through the communication network 700, where the monitoring server 500 receives the warning signal. In this case, the identification code included in the alarm signal and the distance to the sinking point ( ), it is desirable to determine the settlement location and generate settlement information including the settlement location and display it so that managers, etc. can see it. The display means for expressing the subsidence information is preferably a display means such as an LCD monitor, but it is also possible to express the warning signal by voice, etc., and a communication means that can be notified to the mobile phone of an underground distribution line manager, etc. desirable
한편, 도 5에는 본 발명에 포함된 상기 IoT 감지모듈(300)의 상세구성과 함께 상기 센서전압 제어모듈(400) 및 상기 감지선(100)과의 연결관계 등이 도시되어 있다. 도 5에서 보는 바와 같이 상기 IoT 감지모듈(300)에는 신호수신부(310), 전원 인가부(340), 제어부(350), 신호생성부(320) 및 신호송출부(330)를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.Meanwhile, Figure 5 shows the detailed configuration of the IoT detection module 300 included in the present invention, as well as the connection relationship between the sensor voltage control module 400 and the detection line 100. As shown in FIG. 5, the IoT detection module 300 includes a signal reception unit 310, a power application unit 340, a control unit 350, a signal generation unit 320, and a signal transmission unit 330. desirable.
그중 상기 신호수신부(310)는, 상기 하나의 감지선(100)을 통하여 상기 복수의 제1센서(110) 각각 및 상기 제2센서(410)에서 송출하는 상기 제1신호() 및 상기 제2신호()를 수신할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 신호수신부(310)는 신호수신선(318)을 통하여 상기 감지선(100)의 두 가닥(101) 중 하나 이상과 연결될 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 경우에 따라서는 상기 신호수신선(318) 중간에 상기 제1신호() 및 상기 제2신호()의 원활한 수신을 위해 커플링 콘덴서 등과 같은 커플링수단(319)를 포함하도록 하는 것도 바람직하다. 이와 더불어 상기 신호수신부(310)는 다른 IoT 감지모듈(300b)이 송출한 경보신호도 상기 하나의 감지선(100)을 통하여 수신할 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 상기 신호수신부(310)는 상기 제1신호(), 상기 제2신호() 및 다른 IoT 감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 상기 하나의 감지선(100)을 통하여 수신할 수 있는 수단으로 하는 것이 바람직하다.Among them, the signal receiver 310 transmits the first signal ( ) and the second signal ( ) is desirable to be able to receive. Therefore, it is desirable that the signal receiving unit 310 be connected to one or more of the two strands 101 of the sensing line 100 through the signal receiving line 318. In some cases, the signal receiving line 318 may be connected to the middle of the signal receiving line 318. To the first signal ( ) and the second signal ( ), it is also desirable to include a coupling means 319 such as a coupling condenser for smooth reception. In addition, it is more desirable for the signal receiver 310 to be able to receive an alarm signal transmitted by another IoT detection module 300b through the single detection line 100. That is, the signal receiver 310 receives the first signal ( ), the second signal ( ) and other IoT detection modules (300b), it is desirable to use a means that can receive the alarm signal transmitted through the single detection line (100).
상기 전원인가부(340)는, 상기 센서전압 제어모듈(400)에 전압을 인가할 수 있는 구성으로 하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 전원인가부(340)는 전압인가선(348)을 통하여 상기 센서전압 제어모듈(400)에 연결하는 것이 바람직하다. 후술하겠지만, 상기 전원인가부(340)는 상기 제어부(350)의 제어에 의하여 상기 센서전압 제어모듈(400)에 전압을 인가하게 되는데, 상기 제어부(350)는 상기 상기 센서전압 제어모듈(400)에 전압을 인가하는 동안에만 상기 전원인가부(340)가 상기 센서전압 제어모듈(400)에 연결되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.The power application unit 340 is preferably configured to apply voltage to the sensor voltage control module 400. For this purpose, the power application unit 340 is configured to apply voltage to the sensor voltage control module 400 through the voltage application line 348. It is preferable to connect to the sensor voltage control module 400. As will be described later, the power application unit 340 applies voltage to the sensor voltage control module 400 under the control of the control unit 350, and the control unit 350 controls the sensor voltage control module 400. It is more preferable that the power application unit 340 is connected to the sensor voltage control module 400 only while applying voltage.
한편 상기 신호생성부(320)는, 상기 제어부(350)에서 상기 전선관(20)의 침하로 판단하는 경우 상기 경보신호를 제1시간 간격으로 반복하여 생성하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 신호생성부(320)에서 상기 경보신호가 생성될 때마다 상기 신호송출부(330)는 상기 경보신호를 통신망(700)을 통하여 송출하도록 하는 것이 바람직한데, 상기 신호송출부(330)는 “상기 하나의 감지선(100)이 아닌, 같은 맨홀 내에 있는 다른 감지선(100c)”과 연결되도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고 상기 신호생성부가 생성하는 경보신호 뿐만 아니라, 다른 IoT 감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 상기 다른 감지선(100c)을 통하여 사물인터넷 통신으로 송출하도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 경우 상기 신호송출부(330)와 상기 다른 감지선(100b) 사이를 연결하는 신호송출선(338)의 중간에는 경보신호의 원활한 송출을 위해 커플링 콘덴서 등과 같은 커플링수단(339)을 포함하도록 하는 것도 바람직하다.Meanwhile, the signal generating unit 320 is preferably configured to repeatedly generate the warning signal at first time intervals when the control unit 350 determines that the conduit 20 has settled. In addition, it is preferable that whenever the warning signal is generated in the signal generating unit 320, the signal transmitting unit 330 transmits the warning signal through the communication network 700. It is more desirable to be connected to “another detection line (100c) within the same manhole, rather than the one detection line (100).” In addition, it is more desirable to transmit not only the alarm signal generated by the signal generation unit but also the alarm signal transmitted by another IoT detection module (300b) through IoT communication through the other detection line (100c). In this case, a coupling means 339 such as a coupling condenser is included in the middle of the signal transmission line 338 connecting the signal transmission unit 330 and the other detection line 100b to ensure smooth transmission of the alarm signal. It is also desirable to do so.
여기서 상기 제1시간은, 1분 또는 5분 등과 같이 상기 IoT 감지모듈(300)의 작동 전원의 상태, 소모율 및 고갈시간 등을 감안하여 너무 과도한 전력 소비가 일어나지 않는 범위 안에서 적정하게 정할 수 있다. 그리고 상기 제1시간은 상기 경보신호가 처음 생성되었을 때부터 시간이 지날수록 점점 더 긴 시간으로 하는 것도 바람직하다. 이렇게 하는 경우 상기 IoT 감지모듈(300)의 작동 전원이 한정되어 있는 경우에 침하에 대한 조치가 될 때까지 보다 오랜 시간 동안 지속적으로 상기 경보신호를 송출할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 IoT감지모듈의 작동을 위한 전원은 교체형 배터리를 사용하는 것도 바람직하며, 상기 맨홀 내에 별도로 공급되는 상용전원으로 하는 것도 가능하다.Here, the first time can be appropriately set, such as 1 minute or 5 minutes, within a range that does not cause excessive power consumption, taking into account the status, consumption rate, and depletion time of the operating power of the IoT sensing module 300. Also, it is preferable that the first time becomes longer as time passes from when the warning signal is first generated. In this case, when the operating power of the IoT detection module 300 is limited, the warning signal can be continuously transmitted for a longer period of time until measures against subsidence are taken. In addition, it is desirable to use a replaceable battery as the power source for operating the IoT detection module, and it is also possible to use a commercial power supply separately supplied within the manhole.
상기 제어부(350)는, 상기 IoT 감지모듈(300)에 포함된 구성요소들의 작동을 제어하고, 상기 제2신호()를 이용하여 상기 전선관(20)의 침하 여부를 판단하고, 상기 제1신호() 및 상기 제1길이(d)를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 판단하는 구성이다. 상기 제어부(350)는 또한, 상기 전원인가부(340)를 제어하여 제2시간 간격으로 제3시간 동안 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()을 인가하도록 하면서, 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되는 동안, 상기 신호수신부(310)에서 상기 제2신호()가 수신되지 않는 경우 상기 전선관(20)의 침하로 판단하고, 상기 전선관(20)의 침하로 판단하는 경우, 상기 신호수신부(310)에서 동시에 수신되는 상기 제1신호()의 개수 및 상기 제1길이(d)를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 판단하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제어부(350)는, 상기 신호수신부(310)에서 상기 다른 IoT감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 수신하는 경우에는 이를 상기 신호송출부(330)를 통하여 중계 송출하도록 제어하는 것이 바람직하다, The control unit 350 controls the operation of components included in the IoT detection module 300 and transmits the second signal ( ) is used to determine whether the conduit 20 has settled, and the first signal ( ) and the distance to the sinking point using the first length (d) ( ) is a configuration that determines. The control unit 350 also controls the power application unit 340 to apply the second voltage ( ) while applying the second voltage ( ) is applied, the second signal ( ) is not received, it is determined that the conduit 20 has settled, and if it is determined that the conduit 20 has settled, the first signal simultaneously received from the signal receiver 310 ( ) and the distance to the sinking point using the first length (d) ( ), it is desirable to determine. In addition, when the control unit 350 receives an alarm signal transmitted by the other IoT detection module 300b from the signal receiver 310, it is preferable to control the signal to be relayed and transmitted through the signal transmitter 330. do,
한편, 상술한 바와 같이 본 발명에는 상기 센서전압 제어모듈(400)을 포함하고 있다. 상기 센서전압 제어모듈(400)은 상기 하나의 감지선(100) 양단 중 상기 단락 커넥터(200)가 연결된 쪽의 반대쪽에 연결되어, 상기 감지선(100)의 상태에 따라 상기 제1센서(110) 및 상기 제2센서(410)에 인가되는 전압을 각각 달리 인가할 수 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다.Meanwhile, as described above, the present invention includes the sensor voltage control module 400. The sensor voltage control module 400 is connected to the side opposite to the side to which the short-circuit connector 200 is connected among both ends of the one sensing line 100, and detects the first sensor 110 according to the state of the sensing line 100. ) and the voltage applied to the second sensor 410 are preferably configured to be applied differently.
따라서 상기 감지선(100) 중에 단선이 발생한 단선 개소(X)가 없는 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되면, 상기 제2센서(410)의 양단에는 상기 제2전압()이 인가되고, 상기 복수의 제1센서(110) 각각의 양단에는 전압이 인가되지 않으며, 상기 감지선(100) 중에 상기 단선 개소(X)가 있는 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되면, 상기 제2센서(410)의 양단에는 상기 제2전압() 보다 낮은 제3전압() 인가되고, 상기 복수의 제1센서(110) 중 상기 단선 개소(X)와 상기 센서전압 제어모듈(400) 사이에 있는 제1센서(110)들 양단에는 상기 제1전압()이 인가되며, 상기 복수의 제1센서(110) 중 상기 단선 개소(X)와 상기 단락 커넥터(200) 사이에 있는 제1센서(110)들 양단에는 전압이 인가되지 않도록 하는 것이 바람직하다. Therefore, in a state where there is no disconnection point (X) where disconnection occurs among the sensing line 100, the second voltage ( ) is applied, the second voltage ( ) is applied, no voltage is applied to both ends of each of the plurality of first sensors 110, and the sensor voltage control module 400 is connected to the sensor voltage control module 400 with the disconnection point ( The second voltage ( ) is applied, the second voltage ( ) lower third voltage ( ) is applied, and the first voltage ( ) is applied, and it is desirable that voltage is not applied to both ends of the first sensors 110 between the disconnection point (X) and the short-circuit connector 200 among the plurality of first sensors 110.
이를 위하여 상기 센서전압 제어모듈(400)에는, 상기 감지선(100)의 두 가닥 사이에 연결되는 제너다이오드(420)와, 상기 제너다이오드(420)의 일단과 상기 IoT 감지모듈(300)의 전원인가부(340) 사이에 연결되는 제너저항(430)을 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제2센서(410)는 상기 제너저항(430)의 양단에 병렬로 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 감지선(100)이 단선된 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되어 상기 제너다이오드(420)의 양단에 인가되는 제너전압()은 상기 제1전압과 같게 하고, 상기 제3전압()은 상기 제2전압()에서 상기 제너전압()을 뺀 전압()과 같게 하는 것이 바람직하다. For this purpose, the sensor voltage control module 400 includes a Zener diode 420 connected between two strands of the sensing line 100, one end of the Zener diode 420, and a power source of the IoT sensing module 300. It is desirable to include a Zener resistor 430 connected between the applying units 340. Additionally, the second sensor 410 is preferably connected to both ends of the Zener resistor 430 in parallel. In addition, when the sensing line 100 is disconnected, the second voltage ( ) is applied to the Zener voltage ( ) is equal to the first voltage, and the third voltage ( ) is the second voltage ( ), the Zener voltage ( ) minus the voltage ( ) is desirable to be the same.
그리고 상기 전선관의 침하로 판단되는 경우 상기 제어부는, 상기 침하 위치까지의 거리()는 상기 신호수신부(310)에서 수신되는 상기 제1신호()의 개수(n)에 상기 제1길이(d)를 곱한 결과로 하는 것이 바람직하다().And when it is determined that the conduit has settled, the control unit determines the distance to the sinking position ( ) is the first signal received from the signal receiver 310 ( ) is preferably the result of multiplying the number (n) by the first length (d) ( ).
한편, 도 6에는, 하나의 IoT 감지모듈(300)에서 송출한 상기 경보신호나 상기 점검신호가 상기 감지선(100) 및 다른 IoT 감지모듈(300)을 통하여 계속하여 순차적으로 중계되어, 게이트웨이(미도시)나 상기 MQTT 브로커(600)에 도달할 수 있는 위치까지 중계될 수 있도록 하고, 상기 게이트웨이나 상기 MQTT브로커(600)에서는 중계 수신한 상기 경보신호나 상기 점검신호를 상기 감시서버(500)에 전송할 수 있게 하는 개념이 도시되어 있다. 이와 같이 본 발명은 상기 감지선(100)을 침하감지에 사용함과 동시에 유선통신망으로도 사용할 수 있으므로, 상기 감지선(100)으로 사물인터넷 중계신호를 보냄으로써, 지중 배전선로 내에 별도의 사물인터넷 인프라가 없이도 지중 배전선로의 전 구간에 대한 침하 감지를 종합적으로 수행할 수 있는 종합 감시시스템을 제공할 수 있게 된다. Meanwhile, in Figure 6, the alarm signal or the inspection signal transmitted from one IoT detection module 300 is continuously relayed sequentially through the detection line 100 and other IoT detection modules 300, and the gateway ( (not shown) or to a location where it can reach the MQTT broker 600, and the gateway or the MQTT broker 600 transmits the relayed alarm signal or the inspection signal to the monitoring server 500. A concept that enables transmission is shown. As such, the present invention can use the detection line 100 to detect subsidence and at the same time use it as a wired communication network, so by sending an IoT relay signal to the detection line 100, a separate IoT infrastructure is created within the underground distribution line. It is possible to provide a comprehensive monitoring system that can comprehensively detect subsidence for all sections of underground distribution lines without the need for a system.
즉, 상기 IoT 감지모듈(300) 중 하나인 300a에서 송출된 상기 경보신호 또는 상기 점검신호가 상기 다른 감지선(100b, 100c, 100d) 및 다른 IoT 감지모듈(300b, 300c, 300d)을 통하여 계속하여 순차적으로 유선으로 중계되어 게이트웨이나 상기 MQTT브로커(600)에 신호가 도달할 수 있는 위치까지 중계되고 상기 게이트웨이나 상기 MQTT브로커(600)에 도달한 신호는 상기 감시서버(600)에서 수신할 수가 있게 된다. 그러므로 본 발명에서는 지중 배전선로의 전 구간에 대한 침하 감지를 수행하는 종합적인 감시시스템을 제공할 수 있게 된다.That is, the alarm signal or the inspection signal transmitted from 300a, one of the IoT detection modules 300, continues through the other detection lines (100b, 100c, 100d) and other IoT detection modules (300b, 300c, 300d). It is sequentially relayed by wire to a location where the signal can reach the gateway or the MQTT broker 600, and the signal reaching the gateway or the MQTT broker 600 cannot be received by the monitoring server 600. There will be. Therefore, the present invention can provide a comprehensive monitoring system that detects settlement of all sections of the underground distribution line.
한편, 도 7에는 본 발명에서 전선관의 침하 및 침하지점까지의 거리를 판단하는 개념을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명에서 전선관의 침하 및 침하지점까지의 거리를 판단하는 원리를 설명한다. 도 7(a)는 상기 감지선(100)에 상기 단선 개소(X)가 발생하지 않은 상태를 도시한 것이고, 도 7(b)는 상기 감지선(100)에 상기 단선 개소(X)가 발생한 상태를 도시한 것이다. Meanwhile, Figure 7 shows a diagram to explain the concept of determining the settlement of the conduit and the distance to the point of settlement in the present invention. Hereinafter, the principle of determining the settlement of the conduit and the distance to the settlement point in the present invention will be explained with reference to FIG. 7. FIG. 7(a) shows a state in which the disconnection point It shows the state.
상술한 바와 같이 그리고, 도 7에서 보는 바와 같이 상기 센서전압 제어모듈(400)에는, 상기 감지선(100)의 두 가닥 사이에 연결되는 제너다이오드(420)를 포함하며, 상기 제너다이오드(420)의 일단에는 상기 IoT 감지모듈(300) 쪽으로 제너저항(430)이 연결되어 있다. 그리고 상기 제너저항(430)의 양단에는 상기 제2센서(410)가 병렬로 연결되어 있다. 그리고 상기 감지선(100)에는 상기 복수의 제1센서(110)가 상기 제1길이(d) 간격으로 병렬로 연결되어 있다.As described above and as shown in FIG. 7, the sensor voltage control module 400 includes a Zener diode 420 connected between two strands of the sensing line 100, and the Zener diode 420 At one end, a Zener resistor 430 is connected to the IoT detection module 300. And the second sensor 410 is connected in parallel to both ends of the Zener resistor 430. And the plurality of first sensors 110 are connected in parallel to the detection line 100 at intervals of the first length d.
먼저 도 7(a)와 같이 상기 감지선(100)에 상기 단선 개소(X)가 발생하지 않은 상태에서는, 즉 상기 전선관(20)이 침하하지 않은 정상상태에서는, 상기 제너다이오드(420)의 양단에 상기 감지선(100)의 두 가닥(101)이 연결되고 상기 감지선(100)의 두 가닥(101) 사이에는 상기 복수의 제1센서(110)가 연결되어 있지만, 상기 감지선(100)의 종단에는 상기 단락 커넥터(200)가 연결되어 상기 감지선(100)의 두 가닥(101) 사이를 단락시킨 상태이기 때문에, 상기 센서전압 제어모듈(400)의 입구 쪽 양단에 상기 제2전압()이 인가된다 하더라도 상기 제너다이오드(420)의 양단이 단락된 상태이므로 상기 제너다이오드(420)의 양단 전압은 0V가 된다.First, as shown in FIG. 7(a), in a state in which the disconnection point The two strands 101 of the sensing line 100 are connected and the plurality of first sensors 110 are connected between the two strands 101 of the sensing line 100. Since the short-circuiting connector 200 is connected to the end of the terminal to short-circuit the two strands 101 of the sensing line 100, the second voltage ( ) is applied, since both ends of the Zener diode 420 are short-circuited, the voltage across both ends of the Zener diode 420 becomes 0V.
그리고, 상기 센서전압 제어모듈(400)의 인가된 상기 제2전압()은 모두 상기 제너다이오드(420)와 직렬 연결된 상기 제너저항(430)에 인가되게 된다. 따라서 상기 제너저항(430)의 양단에 병렬로 연결된 상기 제2센서(410)의 양단에도 상기 제2전압()이 인가된다. 이에 따라 상기 제2센서(410)에는 상기 제2센서(410)를 작동시킬 수 있는 전압인 상기 제2전압()이 인가되는 것이므로, 상기 제2센서(410)는 자신의 ID가 포함된 제2신호()를 생성하여 송출하게 된다. 그러나 상기 제너다이오드(420)의 양단에 병렬로 연결된 상기 제1센서(110)의 경우, 작동전압이 인가되지 않은 상태이므로 아무 신호도 송출하지 못하게 된다. 그러므로 상기 제어부(350)는 상기 전선관(20)이 침하하지 않은 정상상태로 판단하는 것이다.And, the second voltage applied to the sensor voltage control module 400 ( ) are all applied to the Zener resistor 430 connected in series with the Zener diode 420. Therefore, the second voltage ( ) is approved. Accordingly, the second sensor 410 is supplied with the second voltage ( ) is applied, so the second sensor 410 sends a second signal containing its ID ( ) is generated and transmitted. However, in the case of the first sensor 110 connected in parallel to both ends of the Zener diode 420, no signal is transmitted because the operating voltage is not applied. Therefore, the control unit 350 determines that the conduit 20 is in a normal state without sinking.
그러나, 도 7(b)와 같이 상기 감지선(100)에 상기 단선 개소(X)가 발생한 상태에서는, 즉 상기 전선관(20)이 침하한 상태에서는, 상기 제너다이오드(420)의 양단에 상기 감지선(100)의 두 가닥(101)이 연결되고 상기 감지선(100)의 두 가닥(101) 사이에는 상기 복수의 제1센서(110)가 연결되어 있고, 상기 감지선(100)의 종단에는 상기 단락 커넥터(200)가 연결되어 있지만, 상기 감지선(100)의 단선으로 인하여 상기 단락 커넥터(200) 쪽은 개방되어 있고, 이에 따라 상기 제너다이오드(420)의 양단에 상기 복수의 제1센서(110)들만 연결된 상태가 된다. 따라서 상기 복수의 제1센서(110)들의 양단에 인가되는 전압은 상기 제너다이오드(420)에 걸리는 상기 제너전압()과 같은 전압이 걸리게 되고, 상기 제너저항(430) 양단에는 상기 제2전압()에서 상기 제너전압()을 뺀 전압()인 상기 제3전압()이 인가된다. However, as shown in FIG. 7(b), when the disconnection point The two strands 101 of the line 100 are connected, and the plurality of first sensors 110 are connected between the two strands 101 of the sensing line 100, and at the ends of the sensing line 100. Although the short-circuiting connector 200 is connected, the short-circuiting connector 200 is open due to disconnection of the sensing line 100, and accordingly, the plurality of first sensors are connected to both ends of the Zener diode 420. Only (110) are connected. Therefore, the voltage applied to both ends of the plurality of first sensors 110 is the Zener voltage applied to the Zener diode 420 ( ) is applied, and the second voltage ( ), the Zener voltage ( ) minus the voltage ( ), the third voltage ( ) is approved.
그리고, 상기 제너전압()은 상기 제1전압()과 같으므로, 상기 복수의 제1센서(110) 중 상기 단선 개소(X)와 상기 센서전압 제어모듈(400) 사이에 있는 제1센서(110)들 양단에는 상기 제1전압()이 인가되어 여기에 위치한 제1센서(110)들은 자신의 ID가 포함된 제1신호()를 생성하여 송출하게 된다. 그리고 상기 제너저항(430)의 양단에 병렬로 연결된 상기 제2센서(410) 양단에는 상기 제2센서(410)의 작동전압인 상기 제2전압() 보다 작은 상기 제3전압()이 인가되므로 상기 제2센서(410)는 작동하지 않게 된다. And, the Zener voltage ( ) is the first voltage ( ), so the first voltage ( ) is applied and the first sensor 110 located here receives the first signal containing its ID ( ) is generated and transmitted. And at both ends of the second sensor 410 connected in parallel to both ends of the Zener resistor 430, the second voltage, which is the operating voltage of the second sensor 410 ( ) The third voltage ( ) is applied, so the second sensor 410 does not operate.
그러므로 상기 제어부(350)는 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되는 동안 상기 제2신호()가 수신되지 않으므로, 상기 전선관(20)이 침하된 상태로 판단하고, 상기 제2전압()이 인가되는 동안 상기 신호수신부(310)에서 수신되는 상기 제1신호()의 개수(n)에 상기 제1길이(d)를 곱한 결과()를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 계산할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the control unit 350 controls the sensor voltage control module 400 to apply the second voltage ( ) is applied while the second signal ( ) is not received, it is determined that the conduit 20 is in a sinking state, and the second voltage ( ) is applied while the first signal ( ) The result of multiplying the number (n) by the first length (d) ( ) using the distance to the sinking point ( ) can be calculated.
예를 들어 도 7(b)에서처럼 두 개의 제1센서(110)에서 상기 제1신호()를 보내는 경우이며, 상기 제1거리(d)를 10m라 했을 때, 상기 침하지점까지의 거리()은 2 x 10 = 20m가 되므로, 이를 경보신호에 포함하여 송출하게 되며, 이를 수신한 상기 감시서버(500)에서는 상기 IoT감지모듈이 설치된 맨홀(10)로부터 20m에서부터 30m까지의 거리 내에서 상기 전선관(20)의 침하가 발생한 것으로 판단할 수 있게 된다. For example, as shown in Figure 7(b), the first signal ( ) is sent, and when the first distance (d) is 10m, the distance to the sinking point ( ) is 2 It can be determined that settlement of the conduit 20 has occurred.
한편, 지하 배전선로에서 전선관(20)의 침하는 급격하게 진행되는 경우는 드물고 서서히 진행되는 경우가 많으므로 침하 여부 판단을 위한 상기 제어부(350)의 상기 감지선(100)에 대한 전압인가 및 전압강하 측정은 너무 빈번하게 할 필요는 없다. 따라서 상기 제2시간을 1시간 내지 12시간 범위내에서 정하여 하루에 몇 번 정도만 판단하도록 하는 것도 가능하다. 그러나 배전선로가 처한 환경조건에 따라 신속한 발견을 원하는 경우 상기 제2시간을 더 짧게 하는 것도 가능하다.On the other hand, since the settlement of the conduit 20 in an underground distribution line rarely progresses rapidly and often progresses slowly, the voltage applied to the detection line 100 of the control unit 350 to determine whether or not the subsidence occurs. Drop measurements do not need to be done too frequently. Therefore, it is also possible to set the second time within the range of 1 to 12 hours and make the judgment only a few times a day. However, if rapid discovery is desired depending on the environmental conditions of the distribution line, it is possible to make the second time shorter.
이같이 본 발명은 간헐적으로, 하루에 몇 회 정도 상기 센서전압 제어모듈(400)에 전압을 인가하여 상기 제2센서(410)에서 송출하는 제2신호()를 확인하기만 하면 침하 여부를 판단할 수 있고, 침하가 아닌 것으로 판단된다면 다음의 제2시간이 도래하기 전까지는 더 이상의 별다른 액션을 수행할 필요가 없으므로 상기 IoT 감지모듈(300)의 전력 소비를 최소화할 수 있게 된다. 따라서 상기 IoT 감지모듈(300)의 작동 전원을 배터리로 하더라도 배터리가 교체되기까지의 시간을 충분히 늘릴 수 있으므로 상기 IoT 감지모듈(300)의 점검 및 정비에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다.In this way, the present invention applies a voltage to the sensor voltage control module 400 intermittently, several times a day, to transmit a second signal ( ), it is possible to determine whether there is sinking, and if it is determined that there is no sinking, there is no need to perform any further action until the next second time arrives, so the power consumption of the IoT detection module 300 can be minimized. Therefore, even if the operating power of the IoT detection module 300 is a battery, the time until the battery is replaced can be sufficiently extended, thereby reducing the time and cost required for inspection and maintenance of the IoT detection module 300. .
한편 상기 제어부(350)는, 상기 제2시간 간격으로 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()을 인가하는 시간은 상술한 바와 같이 상기 제3시간 동안인데, 상기 전선관(20)의 침하로 판단하는 경우, 상기 신호수신부(310)에서 동시에 수신한 상기 제1신호()의 개수(n) 및 상기 제1길이(d)를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 판단하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제3시간 동안 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()을 인가함으로써, 상기 전선관(20)이 침하된 상태라면 상기 복수의 제1센서(110)에서 상기 제1신호()를 송출하게 되는데, 이때 상기 제어부(350)는 상기 신호수신부(310)에서 동시에 수신되는 상기 제1신호()의 개수 및 상기 제1길이(d)를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 판단하는 것이다. 여기서 상기 제3시간은 상기 복수의 제1센서(110)에서 상기 제1신호()를 송출하고, 상기 신호수신부(310)에서 동시에 수신되는 상기 제1신호()의 개수를 카운트할 수 있는 정도의 시간 정도로만 해도 되므로 수 초 또는 수십 초 단위로 매우 짧게 하는 것도 가능하다. Meanwhile, the control unit 350 supplies the second voltage ( ) is applied during the third time as described above, and when it is determined that the conduit 20 has settled, the first signal simultaneously received from the signal receiver 310 ( ), the distance to the sinking point using the number (n) and the first length (d) ( ), it is desirable to determine. That is, the second voltage ( ) By applying, if the conduit 20 is in a sinking state, the first signal ( ) is transmitted, and at this time, the control unit 350 transmits the first signal ( ) and the distance to the sinking point using the first length (d) ( ) is to judge. Here, the third time is the first signal ( ) is transmitted, and the first signal ( ), so it is possible to make it very short, in units of several seconds or tens of seconds.
이같이 본 발명에서는 상기 IoT 감지모듈(300)이 침하 판단 등을 위한 작동시간을 최소화시킬 수 있고, 이에 따라 전력 소비를 최소화할 수 있게 되므로, 상기 IoT 감지모듈(300)의 점검 및 정비에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다. 즉, 상기 IoT감지모듈(300)의 작동은, 상기 전선관(20)의 침하 여부 판단을 위한 전압인가를 위해 수 시간당 한 번씩(제2시간 간격) 수 초 내지 수십 초 동안(제3시간동안) 가동이 필요할 정도일 뿐만 아니라 상기 전선관(20)의 침하로 판단되지 않는 경우에는 더 이상의 다른 작동이 필요 없고, 상기 전선관(20)의 침하로 판단된다 하더라도 상기 침하지점까지의 거리()를 판단함에 있어 필요한 액션은, 상기 제1센서(110)에서 송출하는 상기 제1신호()를 신호수신부(310)에서 수신하는 액션과 상기 경보신호의 송출만 더 필요하므로 배터리 소모 등을 최소화하여 작동시간을 최대화하고, 점검 및 정비시간을 단축시킬 수 있게 된다.In this way, in the present invention, the IoT detection module 300 can minimize the operating time for subsidence judgment, etc., and thereby minimize power consumption, so the amount of time required for inspection and maintenance of the IoT detection module 300 is reduced. You can save time and cost. That is, the operation of the IoT detection module 300 is performed once per hour (second time interval) for several to tens of seconds (during the third time) to apply voltage to determine whether the conduit 20 has settled. Not only is operation necessary, but if it is not determined that the conduit (20) has settled, no further operation is necessary, and even if it is determined that the conduit (20) has settled, the distance to the settlement point ( The action required to determine ) is the first signal transmitted from the first sensor 110 ( Since only the action of receiving ) from the signal receiver 310 and the transmission of the warning signal are required, it is possible to minimize battery consumption, maximize operating time, and shorten inspection and maintenance time.
한편, 상술한 바와 같이 상기 제어부(350)가 상기 전선관(20)의 침하 여부 및 상기 침하지점까지의 거리()를 판단할 때는 상기 신호수신부(310)가 수신한 상기 제1신호()의 개수에 상기 제1길이(d)를 곱하여 구하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 전선관(20)의 침하로 판단되는 경우 상기 제어부(350)는, 상기 침하지점까지의 거리()를 다음과 같이 계산하되, n은 상기 복수의 제1센서(110) 각각에서 송출되는 상기 제1신호()의 개수이며, d는 상기 제1길이로 하는 것이 바람직하다. On the other hand, as described above, the control unit 350 determines whether the conduit 20 will sink and the distance to the sinking point ( ) When determining the first signal received by the signal receiver 310 ( ) is preferably obtained by multiplying the number of the first length (d). That is, when it is determined that the conduit 20 has subsided, the control unit 350 determines the distance to the subsidence point ( ) is calculated as follows, where n is the first signal transmitted from each of the plurality of first sensors 110 ( ) is the number, and d is preferably set to the first length.
이때 만일 상기 제1거리(d)가 10m라고 하고 상기 신호수신부(310)가 수신한 상기 제1신호()의 개수가 2라 하면 상기 IoT 감지모듈(300) 및 상기 센서전압 제어모듈(400)이 설치된 맨홀(10)로부터 20m 떨어진 지점이 상기 침하 지점까지의 거리()가 되는 것이다. 그러나 이와 같이 구해진 상기 침하 지점까지의 거리()는 상기 단선 개소(X) 이전에 있는 제1센서(110)까지의 거리이기 때문에 실제 침하위치는 상기 침하지점까지의 거리()에서부터 상기 제1길이(d)를 더한 범위 내에 존재하게 된다. 그러나, 이러한 오차가 있다 하더라도, 상기 침하지점까지의 거리()에서부터 상기 제1길이(d) 범위 내에서 찾는 것이기 때문에 실제 침하지점을 용이하게 찾을 수가 있을 뿐만 아니라, 상기 제1길이(d)를 아주 짧게 하는 경우, 예를 들어 5m정도로 하게 되면, 상기 침하지점까지의 거리()는 실제 침하 위치와 거의 근사하게 된다.At this time, if the first distance (d) is 10m and the first signal received by the signal receiver 310 ( If the number of ) is 2, the point 20m away from the manhole 10 where the IoT detection module 300 and the sensor voltage control module 400 are installed is the distance to the sinking point ( ) will become. However, the distance to the sinking point obtained in this way ( ) is the distance to the first sensor 110 before the disconnection point (X), so the actual sinking position is the distance to the sinking point ( ) to the first length (d) plus the first length (d). However, even if there is this error, the distance to the sinking point ( Since it is searched within the range of the first length (d) from ), not only can the actual settlement point be easily found, but if the first length (d) is made very short, for example, about 5 m, the settlement Distance to point ( ) is very close to the actual sinking position.
그러나, 상기 복수의 제1센서(110) 중에서 상기 IoT 감지모듈(300) 및 상기 센서전압 제어모듈(400)이 설치된 맨홀(10)에 가장 가까운 제1센서(110)와 그 맨홀(10) 사이에서 상기 전선관(20)이 침하되어 상기 감지선(100)이 단선되는 경우도 있을 것이다. 이런 경우에는 상기 제2전압()이 상기 센서전압 제어모듈(400)에 인가되는 동안 상기 제2신호()를 수신하지 못하므로 상기 제어부(350)가 상기 전선관(20)의 침하로 판단하겠지만, 상기 신호수신부(310)에서는 상기 제1신호()도 역시 하나도 수신할 수 없는 상태가 된다. 그러므로, 상기 제2전압()이 상기 센서전압 제어모듈(400)에 인가되는 동안 상기 제2신호()를 수신하지 못하기 때문에 상기 전선관(20)의 침하로 판단했음에도 불구하고, 상기 신호수신부(310)에서 동시에 수신한 상기 제1신호()의 개수가 0인 경우에는 상기 IoT감지모듈(300) 설치장소로부터 상기 제1거리 이내에서 상기 전선관(20)이 침하한 것으로 판단하는 것도 바람직하다.However, among the plurality of first sensors 110, between the first sensor 110 closest to the manhole 10 where the IoT detection module 300 and the sensor voltage control module 400 are installed and the manhole 10 There may be cases where the conduit 20 sinks and the sensing line 100 is disconnected. In this case, the second voltage ( ) is applied to the sensor voltage control module 400 while the second signal ( ) is not received, so the control unit 350 determines that the conduit 20 has settled, but the signal receiver 310 receives the first signal ( ) is also in a state where it cannot receive anything. Therefore, the second voltage ( ) is applied to the sensor voltage control module 400 while the second signal ( ) Despite the fact that it was determined that the conduit 20 had settled because it could not receive the first signal ( ) is 0, it is also desirable to determine that the conduit 20 has sunk within the first distance from the installation location of the IoT detection module 300.
한편, 도 8에는 본 발명에 포함된 상기 감지선(100)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서 상기 맨홀(10)과 맨홀(10) 사이에 포설되는 상기 하나의 감지선(100)은, 그 양단 중 한쪽 종단부에는 어느 한 지점이 상기 전선관(20)에 고정되는 고정부(160)를 가지도록 하는 것이 바람직하다. 상기 고정부(160)는, 상기 하나의 감지선(100)에 인장력이 작용할 때 상기 하나의 감지선(100)의 일단이 반대쪽 맨홀(10) 쪽으로 딸려가지 않도록 고정시키는 것으로서, 상기 하나의 감지선(100)을 상기 전선관(20)의 내주면 중 한 곳에 새들이나 기타 적절한 결합 금구 등을 사용하여 고정하도록 하는 것이 바람직하다. Meanwhile, Figure 8 shows another embodiment of the sensing line 100 included in the present invention. In this embodiment, the single detection wire 100 installed between the manhole 10 and the manhole 10 has a fixing part at one end of both ends fixed to the conduit 20 ( 160), it is desirable to have it. The fixing part 160 is for fixing one end of the one sensing line 100 so that it is not pulled toward the opposite manhole 10 when a tensile force acts on the one sensing line 100. It is desirable to fix (100) on one of the inner peripheral surfaces of the conduit (20) using a saddle or other appropriate coupling fitting.
그리고, 도 8(b)에서 보는 바와 같이 상기 하나의 감지선(100)의 외피에는 제2길이 간격으로 단턱부(150)를 가지되, 상기 단턱부(150)는 상기 고정부(160)쪽으로 갈수록 지름이 커지는 원뿔대 모양으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명은 이와 같은 모양의 단턱부(150)를 가지기 때문에 상기 감지선(100)을 도 8(b)의 풀링방향으로 포설할 때는 원활하게 풀링될 수 있는 반면, 포설이 완료된 이후에는, 상기 원뿔대 모양의 하단에 형성되는 단턱으로 인하여 상기 풀링방향의 반대쪽으로는 끌려가지 않게 된다. 따라서 상기 감지선(100)은 상기 고정부(160)와 상기 단턱부(150) 각각과의 사이가 고정된 상태로 되며, 이에 따라 상기 전선관(20)의 침하로 변형이 생기게 되면 그 지점에 가장 큰 인장력이 작용하여 바로 그 지점이 단선될 수 있게 된다.And, as shown in FIG. 8(b), the outer skin of the one sensing line 100 has stepped portions 150 at second length intervals, and the stepped portions 150 are directed toward the fixing portion 160. It is desirable to have a truncated cone shape with gradually increasing diameter. Since the present invention has a stepped portion 150 of this shape, the sensing line 100 can be pulled smoothly when laid in the pulling direction of FIG. 8(b). However, after laying is completed, the frustum cone Due to the step formed at the bottom of the shape, it is not pulled in the opposite direction of the pulling direction. Therefore, the detection line 100 is fixed between the fixing part 160 and the step part 150, and accordingly, when deformation occurs due to the sinking of the conduit 20, it is located at the lowest point. A large tensile force is applied, causing the wire to break at that point.
상기 전선관(20)이 침하하여 상기 감지선(100)에 가라 앉는 힘(f1)이 작용할 때 도 8(c)에서 보는 바와 같이 가라 앉는 힘(f1)이 작용하는 지점을 중심으로 상기 고정부(160) 반대쪽에 있는 단턱부(150)는 그 단턱으로 인하여 상기 고정부(160)쪽으로 끌려가지 않고 고정되며, 상기 고정부(160)는 고정되어 있기 때문에 마치 양쪽이 고정되어 있는 상태에서 아래로 가라앉는 힘이 작용하는 형상이 되므로 상기 감지선(100)이 인장력(f2)에 의하여 단선된다. 따라서, 상기 전선관(20)의 침하로 인하여 상기 전선관(20)에 변형이 생기면 그 변형이 생기는 바로 그 지점에서 상기 감지선(100)을 양쪽으로 잡아당기는 인장력이 최대로 발생하게 된다. When the conduit 20 sinks and the sinking force f1 acts on the detection line 100, the fixing part ( 160) The step portion 150 on the opposite side is fixed without being pulled toward the fixing portion 160 due to the step, and since the fixing portion 160 is fixed, it moves down as if both sides are fixed. Since the shape is such that a sitting force acts, the sensing line 100 is disconnected by the tensile force f2. Therefore, if the conduit 20 is deformed due to the sinking of the conduit 20, the maximum tensile force pulling the sensing wire 100 to both sides is generated at the exact point where the deformation occurs.
예를 들어 도 8(c)에서처럼 침하에 의하여 가라앉는 힘(f1)에 의하여 상기 감지선(100)이 아래로 눌리면 바로 왼쪽에 있는 단턱부(150a)는 전력테이블(30)의 외피나 전선관(20)의 내주면과의 마찰력에 의하여 오른쪽으로 안 끌려 오려 할 것이고, 그 단턱부(150a)보다 더 왼쪽에 있는 단턱부들(미도시) 또한 오른쪽으로 당겨지는 힘에 저항하는 마찰력을 생성할 것이다. 그리고 맨 오른쪽에 있는 고정부(160)는 상기 감지선(100)이 왼쪽으로 안 끌려가게 단단히 잡아두고 있으므로, 침하에 의하여 상기 감지선(100)에 가라앉는 힘(f1)이 생기면, 가라앉는 힘(f1)이 생기는 위치의 바로 왼쪽의 단턱부(150a)가 고정되어 있고 반대쪽에선 맨 오른쪽의 고정부(160)가 고정된 상태이므로 아래쪽으로 가라앉는 힘(f1)이 작용하는 부분에서 양쪽으로 잡아당겨지는 힘(F2) 즉 인장력(F2)이 최대가 된다. 이는, 상기 고정부(160) 쪽에 있는 단턱부(150)들에도 마찰력이 작용되므로, 아래쪽으로 가라앉는 힘(f1)이 작용하는 위치에서 가장 가까운 오른쪽에 있는 단턱부(150) 이후에 작용하는 인장력 F2a는 F2보다는 작아지게 되며, 바로 왼쪽에 있는 단턱부(150a)의 왼쪽부분에도 상기 단턱부(150a)가 걸리는 힘에 의하여 그 인장력 F2b가 F2보다는 작아지기 때문이다.For example, as shown in Figure 8(c), when the detection line 100 is pressed down by the sinking force f1, the step portion 150a on the immediate left is exposed to the outer shell or conduit of the power table 30 ( It will try not to be pulled to the right due to the frictional force with the inner peripheral surface of the step 20), and the stepped portions (not shown) further to the left of the stepped portion 150a will also generate a frictional force that resists the force pulled to the right. And the fixing part 160 on the far right holds the detection line 100 tightly to prevent it from being dragged to the left, so when a sinking force (f1) is generated in the detection line 100 due to sinking, the sinking force Since the step portion (150a) immediately to the left of the position where (f1) occurs is fixed, and the rightmost fixing portion (160) is fixed on the other side, hold it on both sides at the area where the downward sinking force (f1) acts. The pulling force (F2), that is, the tensile force (F2), becomes maximum. This is because frictional force is also applied to the stepped portions 150 on the side of the fixing portion 160, so the tensile force that acts after the stepped portion 150 on the right side closest to the position where the downward sinking force f1 acts. F2a becomes smaller than F2, and the tensile force F2b becomes smaller than F2 due to the force applied to the stepped portion 150a on the left portion of the stepped portion 150a immediately to the left.
그러므로, 상기 전선관(20)의 변형이 생기면, 변형이 생긴 그 지점에서 상기 감지선(100)이 단선되므로 상기 IoT 감지모듈(300)에서는 상기 침하지점까지의 거리()를 정확하게 감지해 낼 수 있는 효과가 있다. 상기 제2길이는 상기 제1길이(d)와 동일하게 하는 것도 바람직하다. 이와 같이 상기 제2길이는 상기 제1길이(d)와 동일하게 하는 경우 상기 감지선(100)에 인장력(F)이 작용할 때, 상기 제1센서(110)들 사이 중간지점이 단선 개소(X)로 되기 때문에 상기 침하지점까지의 거리()를 이용하여 실제 침하지점을 용이하게 찾아낼 수 있게 된다.Therefore, when the conduit 20 is deformed, the sensing line 100 is disconnected at the point where the deformation occurs, so the IoT sensing module 300 detects the distance to the subsidence point ( ) has the effect of accurately detecting. It is also preferable that the second length is the same as the first length (d). In this way, when the second length is equal to the first length (d), when the tensile force (F) acts on the sensing line (100), the midpoint between the first sensors (110) is the disconnection point (X ), so the distance to the above sinking point ( ), it is possible to easily find the actual sinking point.
한편, 도 9에는 본 발명에 포함된 상기 전선관(20) 및 상기 감지선(100)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 발명에서는, 도 3을 참조하여 상술한 바와 같이 상기 전선관(20) 중 상기 전력케이블(30)이 들어가는 주 관로(22)와는 별개로, 감지선(100)이 삽입될수 있는 보조관로(25)를 가지는 실시예를 가지고 있다. 이 경우 상기 전선관(20)은, 상기 전력케이블(30)이 포설되는 주 관로(22)와는 별개로, 길이 방향을 따라서 외주면과 내주면 사이를 관통하거나 외주면 밖에 결합되는 보조관로(25)를 가지며, 상기 감지선(100)은, 상기 전력케이블(30)과 같이 상기 주 관로(22)에 포설되지 아니하고, 상기 보조관로(25)에 별도로 포설되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 이에 더 나아가서 도 9(a)에서 보는 바와 같이 상기 하나의 감지선(100) 전체는, 상기 보조관로(25)의 내주면(26)에 부착되어 고정되도록 하는 것이 바람직하다.Meanwhile, Figure 9 shows another embodiment of the conduit 20 and the sensing line 100 included in the present invention. In the present invention, as described above with reference to FIG. 3, apart from the main conduit 22 into which the power cable 30 enters among the conduit 20, an auxiliary conduit 25 into which the detection line 100 can be inserted is provided. There is an embodiment having . In this case, the electrical conduit (20) has an auxiliary conduit (25) that penetrates between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface along the longitudinal direction or is coupled to the outside of the outer circumferential surface, separately from the main conduit (22) through which the power cable (30) is laid, It is preferable that the detection line 100 is not installed in the main pipe 22 like the power cable 30, but is installed separately in the auxiliary pipe 25. Furthermore, as shown in FIG. 9(a), it is preferable that the entire single sensing line 100 is attached and fixed to the inner peripheral surface 26 of the auxiliary pipe 25.
상기 하나의 감지선(100)을 상기 보조관로(25)의 내주면(26)에 부착시키는 방법은 접착제 등의 접착수단을 사용하는 것도 가능하며 보조관로(25)에 꽉 끼워져서 고정되게 하는 것도 가능하다. 그리고 상기 전선관(20)의 제조 시 상기 보조관로(25)에 상기 감지선(100)이 부착되도록 내장시켜 일체형으로 제작하는 것도 가능하다.The method of attaching the single detection wire 100 to the inner peripheral surface 26 of the auxiliary pipe 25 can be done by using an adhesive means such as adhesive, or by tightly fitting it into the auxiliary pipe 25 and fixing it. do. In addition, when manufacturing the conduit 20, it is also possible to manufacture it as an integrated piece by embedding the detection line 100 so that it is attached to the auxiliary conduit 25.
이같이 하는 경우, 도 9(b)에서 보는 바와 같이 상기 전선관(20)이 침하하는 경우, 침하에 의하여 가라앉는 힘(f1)이 작용하여 특정 부위가 가라 앉으면 상기 감지선(100) 전체가 상기 보조관로(25)에 부착/고정된 상태에서 상기 보조관로(25)에도 아래로 가라앉는 힘이 작용하므로 상기 보조관로(25) 내부에 있는 상기 감지선(100)은 상기 전선관(20)이 침하하는 부위를 중심으로 양쪽으로 잡아당겨져서 끊어진 부분(170)이 발생하게 된다. In this case, when the conduit 20 sinks as shown in FIG. 9(b), a sinking force (f1) is applied due to the sinking, and when a specific part sinks, the entire detection line 100 is moved to the auxiliary position. Since a downward sinking force also acts on the auxiliary pipe 25 when attached/fixed to the conduit 25, the detection line 100 inside the auxiliary conduit 25 causes the conduit 20 to sink. It is pulled to both sides around the area, resulting in a broken part (170).
따라서, 상기 전선관(20)의 침하로 인하여 상기 전선관(20)에 변형이 생기면 그 변형이 생기는 바로 그 지점에서 상기 감지선(100)을 잡아당기는 인장력(F)이 최대로 발생하게 된다. 그러므로, 상기 전선관(20)의 변형이 생기면 변형이 생긴 그 지점에서 상기 감지선(100)이 단선되므로 상기 IoT 감지모듈(300)에서는 상기 침하 지점까지의 거리()를 정확하게 감지해 낼 수 있는 효과가 있다. Therefore, if the conduit 20 is deformed due to the sinking of the conduit 20, the maximum tensile force F pulling the sensing wire 100 is generated at the exact point where the deformation occurs. Therefore, when the conduit 20 is deformed, the sensing line 100 is disconnected at the point where the deformation occurs, so the IoT sensing module 300 detects the distance to the sinking point ( ) has the effect of accurately detecting.
한편, 상기 IoT 감지모듈(300)이 상기 감시서버(500)에 대하여 상기 경보신호 또는 점검신호를 송출할 때 사용되는 사물인터넷 통신은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 프로토콜을 사용하는 IoT통신으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 MQTT 프로토콜을 사용하게 되면, 급전선, 간선, 분기선, 지선 등이 존재하여 마치 나뭇가지 형상으로 된 매우 복잡한 구조를 가지고 있는 배전선로에서, 상기 IoT 감지모듈(300)이 상기 감시서버(500)에 대하여 상기 경보신호를 송출할 때 자신이 위치한 배전선로의 명칭을 도 10에서 보는 것처럼 ‘급전선명/간선명/지선명/분기선명’ 등과 같이 계층구조(hierarchy)로 표시할 수 있을 뿐만 아니라 거기에 자신의 식별코드를 더 포함하여 Topic으로 송출할 수 있게 된다. 그리고 Topic과 같이 송출하는 data에는 상태코드(error), 침하로 판단한 판단시각 등과 같이 상세정보도 포함시킬 수 있게 된다.Meanwhile, the IoT communication used when the IoT detection module 300 transmits the alarm signal or inspection signal to the monitoring server 500 is IoT communication using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol. desirable. When using the MQTT protocol in this way, in a distribution line that has a very complex structure like a tree branch with feed lines, main lines, branch lines, branch lines, etc., the IoT detection module 300 is connected to the monitoring server 500. When transmitting the above alarm signal, the name of the distribution line on which it is located can be displayed in a hierarchy, such as 'feeder line name/main line name/branch line name/branch line name', as shown in FIG. 10. You can send it to Topic by including your own identification code. In addition, the data transmitted with Topic can include detailed information such as status code (error) and judgment time of sinking.
이에 따라 수많은 IoT 감지모듈(300)로부터 상기 경보신호 또는 상기 점검신호를 수신하는 상기 감시서버(500) 입장에서는 상태코드가 error인 Topic만을 찾아내어 해당 배전선로에서 해당 식별코드를 가진 IoT 감시모듈(300)의 설치 위치를 찾아낼 수 있기 때문에 전선관(20)이 침하된 배전선로 및 그 위치를 신속하게 찾아낼 수 있게 된다. 뿐만 아니라 특정한 간선이나 지선 전체의 침하 현황을 파악한다든가 또는 특정 시기별로 침하가 발생한 전체현황을 파악하는 것 등이 가능해진다. 이 경우 상기 경보신호에 포함된 data에는 침하로 판단한 판단시각이 더 포함되는 것이 바람직하다.Accordingly, from the perspective of the monitoring server 500, which receives the alarm signal or the inspection signal from numerous IoT detection modules 300, only Topics with an error status code are found and an IoT monitoring module with the corresponding identification code is detected in the distribution line ( Since the installation location of 300) can be found, it is possible to quickly find the distribution line where the conduit 20 has sunk and its location. In addition, it becomes possible to determine the subsidence status of a specific main line or branch line as a whole, or to determine the overall status of subsidence at specific times. In this case, it is desirable that the data included in the warning signal further include the judgment time at which sinking was determined.
이렇게 MQTT 프로토콜을 사용할 때는, 도 11(a)에서 보는 바와 같이 상기 IoT 감지모듈(300)과 상기 감시서버(500) 사이에서 상기 경보신호 또는 상기 점검신호를 중계하는 MQTT 브로커(600)를 더 포함하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 IoT 감지모듈(300)은 상기 경보신호를 상기 MQTT 브로커(600)에 송출하며, 상기 감시서버(500)는 상기 MQTT 브로커(600)를 통하여 상기 경보신호 또는 상기 점검신호를 수신하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 IoT 감지모듈(300)은 상기 경보신호 또는 상기 점검신호를 송출할 필요가 있는 경우 MQTT 프로토콜 상에서 Publisher가 되어 상기 MQTT 브로커(600)에 접속하여 topic과 data를 publish하면, 그 이후에 Subscriber인 상기 감시서버(500)가 상기 MQTT 브로커(600)에 접속하여 상기 IoT 감지모듈(300)이 publish 한 topic과 data를 subscribe 할 수 있게 되는 것이다. When using the MQTT protocol in this way, as shown in FIG. 11(a), an MQTT broker 600 that relays the alarm signal or the inspection signal between the IoT detection module 300 and the monitoring server 500 is further included. It is desirable to do so. And the IoT detection module 300 transmits the alarm signal to the MQTT broker 600, and the monitoring server 500 is configured to receive the alarm signal or the inspection signal through the MQTT broker 600. It is desirable. Accordingly, when the IoT detection module 300 needs to transmit the alarm signal or the inspection signal, it becomes a publisher on the MQTT protocol and connects to the MQTT broker 600 to publish topics and data, and then becomes a subscriber. The monitoring server 500 can connect to the MQTT broker 600 and subscribe to topics and data published by the IoT detection module 300.
또한, 상기 감시서버(500)가 Publisher가 되어 자신의 topic과 data를 publish하는 것도 가능하다. 다만 본 발명에서는 상기 IoT 감지모듈(300)은 Subscriber 역할만 수행하는 것이 바람직하므로 상기 감시서버(500)가 publish 한 topic과 data는 상기 IoT 감지모듈(300)이 subscribe 하도록 하기 위한 것이 아니라 다른 감시서버(500) 또는 관리자 단말기(미도시)가 subscribe 하도록 하기 위한 목적에서 publish 하는 것이 될 것이다. 상기 MQTT 브로커(600)는 특정한 디바이스나 장치에 임베디드하여 상기 IoT 감지모듈(300)에서도 신호가 도달할 수 있고 상기 감시서버(500)에서도 신호가 도달할 수 있는 위치에 설치하도록 하는 것이 바람직하다. Additionally, it is possible for the monitoring server 500 to become a publisher and publish its own topics and data. However, in the present invention, it is preferable that the IoT detection module 300 only performs the role of a subscriber, so the topics and data published by the monitoring server 500 are not intended to enable the IoT detection module 300 to subscribe, but are instead used by other monitoring servers. (500) Alternatively, it will be published for the purpose of allowing the administrator terminal (not shown) to subscribe. It is desirable to embed the MQTT broker 600 in a specific device or apparatus and install it in a location where signals can reach both the IoT detection module 300 and the monitoring server 500.
한편 상기 MQTT 프로토콜에 사용되는 일반적인 데이터 포맷과 달리 본 발명에 포함되는 상기 경보신호의 데이터포멧은 도 10(b)와 같이 커스터마이징 하여 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 QoS(Quality of Service)는 0으로 하는 것이 바람직하다. QoS를 0으로 하는 이유는, 침하로 판단되는 경우 상기 경보신호를 제1시간 간격으로 반복하여 생성하여 송출하도록 하였기 때문이다. 따라서 상기 경보신호를 송출할 때마다 상기 MQTT 브로커(600)에 publish 하기만 하면 된다. 즉, 상기 경보신호는 제1시간 간격으로 반복하여 생성하여 송출하기 때문에 상기 IoT 감지모듈(300)이 상기 경보신호를 송출할 때마다 그 경보신호를 자신에게 저장해 놓을(QoS=2) 필요도 없고, 송출할 때마다 TCP와 같은 handshake 과정을 수행할(QoS=2) 필요도 없기 때문이다. 불필요한 과부하만 유발할 따름이기 때문이다. Meanwhile, unlike the general data format used in the MQTT protocol, it is preferable to customize the data format of the alarm signal included in the present invention as shown in FIG. 10(b). Here, it is desirable to set QoS (Quality of Service) to 0. The reason why QoS is set to 0 is because when subsidence is determined, the warning signal is repeatedly generated and transmitted at first time intervals. Therefore, every time the alarm signal is transmitted, it is only necessary to publish it to the MQTT broker 600. In other words, since the alarm signal is repeatedly generated and transmitted at first time intervals, there is no need for the IoT detection module 300 to store the alarm signal (QoS = 2) each time it transmits the alarm signal. This is because there is no need to perform a handshake process like TCP (QoS=2) every time it is transmitted. This is because it only causes unnecessary overload.
그리고 상기 경보신호의 LWT(Last Will Testament)에는, 특별한 의미를 가지는 메시지를 포함하는 것이 바람직하다. MQTT 프로토콜에서 LWT는 유언장이라는 뜻으로 network가 끊어졌을 때 전달하는 말을 미리 보내는 것이다. 따라서 상기 IoT 감지모듈(300)이 상기 제1시간 간격으로 상기 경보신호를 송출하다가 상기 IoT 감지모듈(300)의 전원이 고갈되어 통신이 중단될 때를 대비하여 상기 LWT에는 “침하로 인하여 통신이 중단되었다”는 뜻을 담은 메시지(예 : “batt_out”)가 포함되도록 구성하는 것이 바람직하다. In addition, it is desirable that the LWT (Last Will Testament) of the warning signal includes a message with a special meaning. In the MQTT protocol, LWT means will, which means sending messages in advance when the network is disconnected. Therefore, in case the IoT detection module 300 transmits the alarm signal at the first time interval and the power of the IoT detection module 300 is depleted and communication is interrupted, the LWT contains the message “Communication is interrupted due to subsidence.” It is desirable to configure it to include a message (e.g. “batt_out”) that means “stopped.”
상술한 여러 가지 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Although the present invention has been described with the above-described various examples, the present invention is not necessarily limited to these examples, and may be modified and implemented in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these examples. The scope of protection of the present invention shall be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope thereof shall be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
10 맨홀 20 전선관
22 주 관로 25 보조관로
26 보조관로의 내주면 30 전력케이블
31 접속 개소 35 싱크홀
100 감지선
101 두 가닥의 전선 110 제1센서
120 차폐막 121 접지수단
150 단턱부 160 고정부
170 끊어진 부분
200 단락 커넥터
300 IoT 감지모듈
310 신호수신부 318 신호수신선
319 커플링수단 320 신호생성부
330 신호송출부 331 안테나
338 신호송출선 339 커플링수단
340 전원인가부 342 직렬저항
348 전압인가선 350 제어부
400 센서전압 제어모듈
410 제2센서 420 제너다이오드
430 제너저항
500 감시서버 600 MQTT 브로커
700 통신망10 Manhole 20 Conduit
22 main pipe 25 auxiliary pipe
26 Inner surface of auxiliary pipe 30 Power cable
31 Connection point 35 Sinkhole
100 detection line
101 Two strands of wire 110 First sensor
120 shielding film 121 grounding means
150 step part 160 fixed part
170 broken part
200 short circuit connector
300 IoT detection module
310 signal receiving unit 318 signal receiving line
319 Coupling means 320 Signal generation unit
330 Signal transmitter 331 Antenna
338 Signal transmission line 339 Coupling means
340 Power supply unit 342 Series resistance
348 Voltage supply line 350 Control unit
400 sensor voltage control module
410 2nd sensor 420 Zener diode
430 zener resistor
500 monitoring servers 600 MQTT brokers
700 communication network
Claims (7)
상기 전력케이블(30)과 같이 상기 전선관(20)의 내부에 포설되되, 두 가닥으로 되어 있고 일정 한도를 초과하는 인장력이 가해지면 한 가닥 이상이 단선되며, 복수의 제1센서(110)가 제1길이(d) 간격으로 병렬 연결되어 있는 감지선(100);
인접한 두 개의 맨홀(10) 사이에 포설되는 하나의 감지선(100) 양단 중 일단에서 상기 두 가닥 사이를 전기적으로 단락시키는 단락 커넥터(200);
제2센서(410)를 포함하며, 상기 하나의 감지선(100) 양단 중 상기 단락 커넥터(200)가 연결된 쪽의 반대쪽에 연결되어, 상기 감지선(100)의 상태에 따라 상기 제1센서(110) 및 상기 제2센서(410)에 인가되는 전압을 각각 달리 인가할 수 있는 센서전압 제어모듈(400);
상기 센서전압 제어모듈(400)에 연결되며, 상기 제1센서(110) 및 상기 제2센서(410)에서 보내주는 신호를 이용하여 상기 전선관(20)의 침하 여부 및 침하지점까지의 거리()를 판단하고, 상기 전선관(20)의 침하로 판단되는 경우 자신의 식별코드 및 상기 침하지점까지의 거리()를 포함하는 경보신호를 생성하여 송출하는 IoT 감지모듈(300); 및
상기 IoT 감지모듈(300)이 송출하는 상기 경보신호를 수신할 수 있으며, 상기 경보신호를 수신하는 경우 상기 경보신호를 송출한 IoT 감지모듈(300)의 설치장소 및 상기 침하지점까지의 거리()를 포함하는 침하정보를 생성하여 관리자가 알 수 있도록 표출하는 감시서버(500);를 포함하되,
상기 복수의 제1센서(110) 각각은 제1전압()이 인가되면 자신의 ID가 포함된 제1신호()를 생성하여 송출하며,
상기 제2센서(410)는 제2전압()이 인가되면 자신의 ID가 포함된 제2신호()를 생성하여 송출하며,
상기 IoT 감지모듈은,
- 상기 제1신호(), 상기 제2신호() 및 다른 IoT 감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 상기 하나의 감지선(100)을 통하여 수신할 수 있는 신호수신부(310);
- 상기 센서전압 제어모듈(400)에 전압을 인가할 수 있는 전원인가부(340);
- 상기 제2신호()를 이용하여 상기 전선관(20)의 침하 여부를 판단하고, 상기 제1신호() 및 상기 제1길이(d)를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 판단하는 제어부(350);
- 상기 제어부(350)에서 상기 전선관(20)의 침하로 판단하는 경우 상기 경보신호를 제1시간 간격으로 반복하여 생성하는 신호생성부(320); 및
- 상기 하나의 감지선(100)이 아닌, 같은 맨홀 내에 있는 다른 감지선(100c)과 연결되며, 상기 신호생성부가 생성하는 경보신호 또는 다른 IoT 감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 상기 다른 감지선(100c)을 통하여 사물인터넷 통신으로 송출하는 신호송출부(330);를 포함하며,
상기 제어부(350)는,
- 상기 전원인가부(340)를 제어하여 제2시간 간격으로 제3시간동안 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()을 인가하며,
- 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되는 동안, 상기 신호수신부(310)에서 상기 제2신호()가 수신되는 경우 상기 전선관(20)의 침하로 판단하고,
- 상기 전선관(20)의 침하로 판단하는 경우, 상기 신호수신부(310)에서 동시에 수신되는 상기 제1신호()의 개수 및 상기 제1길이(d)를 이용하여 상기 침하지점까지의 거리()를 판단하며,
- 상기 신호수신부(310)에서 상기 다른 IoT감지모듈(300b)이 송출한 경보신호를 수신하는 경우에는 이를 상기 신호송출부(330)를 통하여 중계 송출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템In order to prevent damage to the power cable (30) caused by sinking of the conduit (20) in a duct-type underground distribution line, it is a system that monitors the sinkage of the duct of a long-distance underground distribution line using an IoT sensor,
Like the power cable 30, it is installed inside the conduit 20, but is made of two strands, and when a tensile force exceeding a certain limit is applied, one or more strands are disconnected, and the plurality of first sensors 110 Detection lines (100) connected in parallel at intervals of 1 length (d);
A shorting connector (200) for electrically short-circuiting the two strands at one end of a sensing line (100) installed between two adjacent manholes (10);
It includes a second sensor 410, and is connected to the side opposite to the side to which the short-circuit connector 200 is connected among both ends of the one sensing line 100, and detects the first sensor ( 110) and a sensor voltage control module 400 capable of applying different voltages to the second sensor 410;
It is connected to the sensor voltage control module 400 and uses signals sent from the first sensor 110 and the second sensor 410 to determine whether the conduit 20 has settled and the distance to the point of settlement ( ), and if it is determined that the conduit 20 has settled, its identification code and the distance to the sinking point ( ) an IoT detection module 300 that generates and transmits an alarm signal including; and
The alarm signal transmitted by the IoT detection module 300 can be received, and when the alarm signal is received, the installation location of the IoT detection module 300 that transmitted the alarm signal and the distance to the subsidence point ( ) A monitoring server 500 that generates subsidence information including and displays it so that the manager can know,
Each of the plurality of first sensors 110 has a first voltage ( ) is applied, the first signal containing its ID ( ) is generated and transmitted,
The second sensor 410 is configured to apply a second voltage ( ) is approved, a second signal containing its ID ( ) is generated and transmitted,
The IoT detection module is,
- The first signal ( ), the second signal ( ) and a signal receiver 310 capable of receiving an alarm signal transmitted by another IoT detection module 300b through the one detection line 100;
- A power application unit 340 capable of applying voltage to the sensor voltage control module 400;
- The second signal ( ) is used to determine whether the conduit 20 has settled, and the first signal ( ) and the distance to the sinking point using the first length (d) ( ) a control unit 350 that determines;
- A signal generator 320 that repeatedly generates the warning signal at first time intervals when the control unit 350 determines that the conduit 20 has settled; and
- It is connected not to the one detection line 100, but to another detection line 100c in the same manhole, and transmits the alarm signal generated by the signal generator or the alarm signal transmitted by another IoT detection module 300b to the other detection line 100b. It includes a signal transmission unit 330 that transmits through IoT communication through the detection line 100c,
The control unit 350,
- Control the power application unit 340 to apply the second voltage ( ) is authorized,
- The second voltage ( ) is applied, the second signal ( ) is received, it is judged to be a sinking of the conduit (20),
- When it is determined that the conduit 20 has settled, the first signal simultaneously received from the signal receiver 310 ( ) and the distance to the sinking point using the first length (d) ( ), and
- When the signal receiver 310 receives an alarm signal transmitted by the other IoT detection module 300b, it is controlled to relay and transmit it through the signal transmitter 330. Surveillance IoT system
상기 감지선(100) 중에 단선이 발생한 단선 개소(X)가 있는 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되면,
- 상기 제2센서(410)의 양단에는 상기 제2전압()이 인가되고
- 상기 복수의 제1센서(110) 각각의 양단에는 전압이 인가되지 않으며,
상기 감지선(100) 중에 상기 단선 개소(X)가 있는 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되면,
- 상기 제2센서(410)의 양단에는 상기 제2전압() 보다 낮은 제3전압() 인가되고
- 상기 복수의 제1센서(110) 중 상기 단선 개소(X)와 상기 센서전압 제어모듈(400) 사이에 있는 제1센서(110)들 양단에는 상기 제1전압()이 인가되며
- 상기 복수의 제1센서(110) 중 상기 단선 개소(X)와 상기 단락 커넥터(200) 사이에 있는 제1센서(110)들 양단에는 전압이 인가되지 않는 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템According to paragraph 1,
In a state where there is a disconnection point (X) in the sensing line 100 where a disconnection occurs, the second voltage ( ) is approved,
- At both ends of the second sensor 410, the second voltage ( ) is approved
- No voltage is applied to both ends of each of the plurality of first sensors 110,
In the state where the disconnection point (X) is in the sensing line 100, the second voltage ( ) is approved,
- At both ends of the second sensor 410, the second voltage ( ) lower third voltage ( ) is authorized
- Among the plurality of first sensors 110, the first voltage ( ) is approved
- A long-distance underground distribution line, characterized in that no voltage is applied to both ends of the first sensors 110 between the disconnection point (X) and the short-circuit connector 200 among the plurality of first sensors 110. Surveillance IoT system
상기 센서전압 제어모듈(400)은,
- 상기 감지선(100)의 두 가닥 사이에 연결되는 제너다이오드(420); 및
- 상기 제너다이오드(420)의 일단과 상기 IoT 감지모듈(300) 사이에 연결되는 제너저항(430);을 더 포함하되,
상기 제2센서(410)는 상기 제너저항(430)의 양단에 병렬로 연결되며,
상기 제1전압은, 상기 감지선(100)이 단선된 상태에서 상기 센서전압 제어모듈(400)에 상기 제2전압()이 인가되면 상기 제너다이오드(420)의 양단에 인가되는 제너전압()과 같으며
상기 제3전압()은, 상기 제2전압()에서 상기 제너전압()을 뺀 전압()인 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템According to paragraph 2,
The sensor voltage control module 400,
- Zener diode 420 connected between the two strands of the sensing line 100; and
- A Zener resistor 430 connected between one end of the Zener diode 420 and the IoT detection module 300;
The second sensor 410 is connected in parallel to both ends of the Zener resistor 430,
The first voltage is the second voltage ( ) is applied, the Zener voltage ( ) and
The third voltage ( ) is the second voltage ( ), the Zener voltage ( ) minus the voltage ( ), a long-distance underground distribution line monitoring IoT system characterized by
상기 전선관(20)의 침하로 판단되는 경우 상기 제어부(350)는, 상기 침하 위치까지의 거리()를 다음과 같이 계산하되,
n은 상기 신호수신부(310)에서 수신되는 상기 제1신호()의 개수이며, d는 상기 제1길이인 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템According to paragraph 1,
When it is determined that the conduit 20 has sunk, the control unit 350 determines the distance to the sinking position ( ) is calculated as follows,
n is the first signal received from the signal receiver 310 ( ) is the number, and d is the first length, a long-distance underground distribution line monitoring IoT system
상기 하나의 감지선(100) 양단 중 일단에는 어느 한 지점이 상기 전선관(20)에 고정되는 고정부(160)를 가지며,
상기 하나의 감지선(100)의 외피에는, 제2길이 간격으로 단턱부(150)를 가지되,
상기 단턱부(150)는, 상기 고정부(160) 쪽으로 갈수록 지름이 커지는 원뿔대 모양인 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템According to any one of claims 1 to 4,
At one end of both ends of the single sensing line 100, there is a fixing part 160 that is fixed to the conduit 20 at one point,
The outer skin of the one detection line 100 has stepped portions 150 at second length intervals,
The step portion 150 is a truncated cone shape whose diameter increases toward the fixing portion 160, a long-distance underground distribution line monitoring IoT system.
상기 전선관(20)은, 상기 전력케이블(30)이 포설되는 주 관로(22)와는 별개로, 길이 방향을 따라서 외주면과 내주면 사이를 관통하거나 외주면 밖에 결합되는 보조관로(25)를 가지며
상기 감지선(100)은, 상기 전력케이블(30)과 같이 상기 주 관로(22)에 포설되지 아니하고, 상기 보조관로(25)에 별도로 포설되며,
상기 하나의 감지선(100) 전체는, 상기 보조관로(25)의 내주면(26)에 부착되어 고정되는 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템According to any one of claims 1 to 4,
The electrical conduit 20 has an auxiliary conduit 25 that penetrates between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface along the longitudinal direction or is coupled to the outside of the outer circumferential surface, separately from the main conduit 22 through which the power cable 30 is laid.
The detection line 100 is not installed in the main pipe 22 like the power cable 30, but is installed separately in the auxiliary pipe 25,
The entire single detection line 100 is attached to and fixed to the inner peripheral surface 26 of the auxiliary pipe 25, a long-distance underground distribution line monitoring IoT system.
상기 사물인터넷 통신은 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport) 프로토콜을 사용하는 IoT통신이며,
상기 경보신호를 중계하는 MQTT 브로커(600);를 더 포함하며,
상기 신호송출부(330)는 상기 경보신호를 상기 다른 감지선(100c)를 통하여 상기 MQTT 브로커(600)에 송출하며,
상기 감시서버(500)는 상기 MQTT 브로커(600)를 통하여 상기 경보신호를 수신하며,
상기 경보신호에는,
- 침하로 인하여 통신이 중단되었다는 뜻을 담은 메시지가 포함된 LWT(Last Will Testament)와
- 계층구조로 된 배전선로 명칭과 상기 식별코드를 결합시켜, 급전선명/간선명/지선명/분기선명/식별코드의 형태를 가지는 Topic을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장거리 지중 배전선로 감시 IoT시스템According to any one of claims 1 to 4,
The IoT communication is IoT communication using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol,
It further includes an MQTT broker 600 that relays the alarm signal,
The signal transmission unit 330 transmits the warning signal to the MQTT broker 600 through the other detection line 100c,
The monitoring server 500 receives the alarm signal through the MQTT broker 600,
In the above warning signal,
- LWT (Last Will Testament), which contains a message indicating that communication has been interrupted due to subsidence
- A long-distance underground distribution line monitoring IoT system characterized by combining the hierarchical distribution line name and the identification code and including a topic in the form of feeder line name/main line name/branch line name/branch line name/identification code.
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