KR102621607B1 - Magnetic measuring device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항공장애표시구에 의한 송전선의 손상상태를 확인하기 위한 자기장 측정장치에 있어서, 송전선의 길이방향으로 일정거리 이격된 두 개 이상의 자기장 센서, 상기 자기장 센서가 삽입 고정되는 바디를 포함하며 상기 바디를 송전선을 따라 이동하며 상기 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치에 관한 것이다.The present invention provides a magnetic field measuring device for checking the damage state of a power transmission line caused by an aviation obstruction indicator, comprising two or more magnetic field sensors spaced a certain distance apart in the longitudinal direction of the power transmission line, and a body into which the magnetic field sensors are inserted and fixed. It relates to a magnetic field measuring device that moves a body along a transmission line and measures the damage state of the transmission line through irregular changes in the magnetic field measured by the magnetic field sensor.
Description
본 발명은 송전선의 손상상태를 확인하는 자기장 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 상세하게는 자기장 센서를 이용하여 항공장애표시구에 의한 송전선의 손상상태를 측정하는 자기장 측정장치 및 측정방법이다.The present invention relates to a magnetic field measuring device and method for checking the damage state of a power transmission line, and more specifically, to a magnetic field measuring device and measurement method for measuring the damage state of a power transmission line caused by an aviation obstacle indicator using a magnetic field sensor.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0308150호 "선로용 항공장애표시구"(등록일 2003.03.07)와 같이 송전선에 설치되는 항공장애표시구는 주간에 항공기 운전자에게 송전선로가 있다는 것을 알려주기 위한 것으로써 충돌위험 등 돌발상황을 회피하기 위한 시설물이다. Aviation obstruction indicators installed on power transmission lines, such as Korea Registered Utility Model Publication No. 20-0308150 "Aviation Obstruction Indicator for Lines" (registration date 2003.03.07), are intended to inform aircraft drivers during the day of the presence of transmission lines, preventing collisions. It is a facility to avoid unexpected situations such as danger.
송전선은 알루미늄피복강심알루미늄연선(ACSR/AW)[Concentric-Lay-Stranded Aluminum Conductors Aluminum-Clad Steel Reinforced]으로 항공장애표시구와 접하는 송전선의 양단은 자중에 의한 인장력, 자연현상에 의한 수축팽창, 풍압의 영향에 의한 반복 굽힘현상으로 응력(스트레스)이 집중되어 송전선 내부 보강용 소선강심과 외부 알루미늄연선이 변형 또는 절단되는 결함이 발생한다. The transmission line is an aluminum-clad aluminum stranded cable (ACSR/AW) [Concentric-Lay-Stranded Aluminum Conductors Aluminum-Clad Steel Reinforced], and both ends of the transmission line in contact with the aviation obstacle indicator are subject to tension due to its own weight, expansion and contraction due to natural phenomena, and wind pressure. Due to repeated bending due to the influence, stress is concentrated, causing defects such as deformation or cutting of the steel core for internal reinforcement of the transmission line and the external aluminum strand.
일반적으로 항공장애표시구가 설치된 송전선의 점검은 송전검사원이 직접 접근하여 손상상태를 육안으로 점검하고 있으나, 항공장애표시구와 접하는 송전선의 양단에서 송전선의 내부 강심 중 일부 소선강심이 늘어나거나 끊어지는 손상, 또는 외부 알루미늄연선이 늘어나거나 끊어지는 현상이 발생할 경우에도 항공장애표시구의 결합부가 손상부위를 덮고 있어 육안으로 손상상태 점검과 검출이 불가능한 실정이다.In general, when inspecting a transmission line with an aviation obstacle indicator installed, a transmission inspector approaches directly and checks the damage state with the naked eye. However, at both ends of the transmission line in contact with the aviation obstacle indicator, some of the internal cores of the transmission line are damaged by stretching or breaking. , or even if the external aluminum strand is stretched or broken, the joint part of the aviation hazard indicator covers the damaged area, making it impossible to inspect and detect the damage with the naked eye.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 송전선의 손상부위의 자기장변화를 검출하여 손상상태 및 절단상태를 측정할 수 있는 자기장 측정장치 및 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was created to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a magnetic field measuring device and measuring method that can measure the damaged state and cut state by detecting changes in the magnetic field at the damaged part of the transmission line.
즉, 송전선 내부에 있는 소선강심은 자성체재질로 제작된 소선으로 응력이 발생할 경우 자기장의 변화가 비가역적으로 발생하는 자기-탄성효과가 존재한다. 특히 송전선의 경우 풍향의 크기와 방향의 변화, 외부온도의 변화 등으로 반복하중과 피로현상의 누적으로 자기탄성효과에 의한 손상발생부위의 자기장 크기가 더욱 증가하고 이러한 자기장의 크기를 비파괴적으로 검출하여 손상부위를 조기에 검출하여 파급손상현상을 예방하는 자기장 측정장치 및 측정방법을 제공하고자 한다. In other words, the wire core inside the transmission line is made of a magnetic material, and when stress occurs, there is a magneto-elastic effect in which the change in the magnetic field occurs irreversibly. In particular, in the case of power transmission lines, the magnitude of the magnetic field in the area where damage occurs due to the magnetoelastic effect increases further due to the accumulation of repetitive load and fatigue phenomenon due to changes in the size and direction of the wind direction and changes in external temperature, and the magnitude of this magnetic field is detected non-destructively. Therefore, we aim to provide a magnetic field measurement device and measurement method that detects damaged areas early and prevents ripple damage.
아울러 종래와 같이 검사자가 육안점검으로 발견할 수 없는 항공장애표시구와 송전선의 인접부에서 내부손상 발생할 경우, 자기장 측정장치로 손상상태의 검출과 위치를 측정하여 송전선의 건전성 검사범위 한계를 해결하기 위한 수단을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, if internal damage occurs in the vicinity of the transmission line and the aviation trouble indicator that cannot be detected through visual inspection by the inspector as in the past, the magnetic field measurement device is used to detect and measure the location of the damage to solve the limitation of the transmission line soundness inspection range. The purpose is to provide the means.
본 발명은 항공장애표시구에 의한 송전선의 손상상태를 확인하기 위한 자기장 측정장치에 있어서, 송전선의 길이방향으로 일정거리 이격된 두 개 이상의 자기장 센서, 자기장 센서가 삽입 고정되는 바디를 포함하며, 바디를 송전선을 따라 이동하며 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치이다.The present invention provides a magnetic field measuring device for checking the damage state of a power transmission line caused by an aviation obstruction indicator, comprising two or more magnetic field sensors spaced a certain distance apart in the longitudinal direction of the power transmission line, and a body into which the magnetic field sensors are inserted and fixed, and the body. It is a magnetic field measuring device that moves along a transmission line and measures the damage state of the transmission line through irregular changes in the magnetic field measured by a magnetic field sensor.
본 발명에 따르면 항공장애표시구와 송전선의 접속부 및 인접부의 응력(스트레스)집중에 의한 인장이나 굽힘, 수축팽창 등 불균일하게 발생되는 자기장의 크기를 정량적으로 측정하여, 열화, 균열, 절손 등을 검출할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to detect deterioration, cracks, breaks, etc. by quantitatively measuring the size of the magnetic field generated unevenly, such as tension, bending, contraction and expansion due to stress concentration at the connection and adjacent parts of the aviation obstruction indicator and the power transmission line. There is a possible effect.
또한, 본 발명은 자기장(플럭스게이트)센서를 이용하여 항공장애표시구 인접지점까지 송전선 및 항공장애표시구의 결합부를 감싸며 자기장의 크기를 연속적으로 측정할 수 있어, 측정이 어려운 항공장애표시구의 인접부의 송전선도 공구를 제거하지 않고 내부 결함을 신속하고 원활하게 측정할 수 있다.In addition, the present invention uses a magnetic field (fluxgate) sensor to continuously measure the size of the magnetic field by surrounding the joint of the transmission line and the aviation obstacle indicator to a point adjacent to the aviation obstacle indicator, so that the size of the magnetic field can be continuously measured in the adjacent area of the aircraft obstacle indicator, which is difficult to measure. Internal defects in power transmission lines can also be measured quickly and smoothly without removing tools.
도 1은 본 발명에 따른 자기장 측정장치의 구성 및 측정방법을 보여주는 개략도(부분 확대도)이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기장 측정장치의 사시도(a)와 측면도(b)이다.
도 3은 송전선의 손상상태의 사진과 그에 따른 자기장의 변화를 보여주는 그래프이다.1 is a schematic diagram (partially enlarged view) showing the configuration and measurement method of a magnetic field measuring device according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view (a) and a side view (b) of the magnetic field measuring device according to the present invention.
Figure 3 is a graph showing a photograph of the damaged state of a transmission line and the resulting change in magnetic field.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. This example is provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shapes of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description. It should be noted that the same configuration may be indicated by the same reference numeral in each drawing. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention are omitted.
본 발명은 항공장애표시구(500)에 의한 송전선의 손상상태를 확인하기 위한 자기장 측정장치에 있어서, 송전선의 길이방향으로 일정거리 이격된 두 개 이상의 자기장 센서(100), 상기 자기장 센서가 삽입 고정되는 바디(200)를 포함하며 상기 바디를 송전선(600)을 따라 이동하며 상기 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치에 관한 것이다.The present invention is a magnetic field measuring device for checking the damage state of a power transmission line caused by an aviation obstruction indicator (500), including two or more magnetic field sensors (100) spaced a certain distance apart in the longitudinal direction of the power transmission line, and the magnetic field sensors are inserted and fixed. It relates to a magnetic field measuring device that includes a body 200 and moves the body along a transmission line 600 and measures the damage state of the transmission line through irregular changes in the magnetic field measured by the magnetic field sensor.
도 1은 본 발명에 따른 자기장 측정장치의 구성 및 측정방법을 보여주는 개략도(부분 확대도)이고, 도 2는 상기 자기장 측정장치의 사시도(a)와 측면도(b)이다. 도 1과 도 2를 참고하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. Figure 1 is a schematic diagram (partially enlarged view) showing the configuration and measurement method of the magnetic field measuring device according to the present invention, and Figure 2 is a perspective view (a) and a side view (b) of the magnetic field measuring device. The present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
상기 자기장 센서(100)는 플럭스 게이트 센서일 수 있다.The magnetic field sensor 100 may be a flux gate sensor.
상기 바디(200)는 상기 송전선을 감싸도록 내측이 반원기둥 형상으로 형성된 제1바디(210), 상기 항공장애표시구의 결합부(510)를 감싸도록 내측이 반원기둥 형상으로 형성된 제2바디(220)를 포함하며 상기 제1바디의 선단에 상기 제2바디가 위치한다.The body 200 includes a first body 210 whose inner side is formed in the shape of a semi-cylindrical column to surround the transmission line, and a second body 220 whose inner side is formed in a semi-cylindrical shape to surround the coupling portion 510 of the aviation obstacle indicator. ), and the second body is located at the tip of the first body.
상기 자기장 측정장치는 상기 바디(200)에 장착되어 상기 바디의 이동을 돕는 손잡이(300), 상기 송전선의 손상위치를 측정하는 인코더(400), 상기 측정장치에 의해 측정된 측정데이터가 전송되는 제어부를 더 포함한다. 상기 인코더와 상기 제어부는 케이블로 연결될 수 있다.The magnetic field measuring device is mounted on the body 200 and includes a handle 300 to help move the body, an encoder 400 to measure the damaged position of the power transmission line, and a control unit to which measurement data measured by the measuring device is transmitted. It further includes. The encoder and the control unit may be connected with a cable.
상기 자기장 센서(100)는 상기 제1바디(210)의 선단에 고정되는 제1센서 유닛(110), 상기 제2바디(220)의 선단에 고정되는 제2센서 유닛(120)을 포함하며 상기 제1센서 유닛과 상기 제2센서 유닛은 상기 송전선(600)의 길이방향으로 등거리 이격되어 위치하며, 상기 제1센서 유닛과 상기 제2센서 유닛은 각각 상기 송전선의 중심축을 향하며 상기 송전선의 둘레방향으로 등거리 이격되어 위치한다.The magnetic field sensor 100 includes a first sensor unit 110 fixed to the tip of the first body 210, and a second sensor unit 120 fixed to the tip of the second body 220. The first sensor unit and the second sensor unit are located equidistantly apart in the longitudinal direction of the transmission line 600, and the first sensor unit and the second sensor unit each face the central axis of the transmission line and the circumferential direction of the transmission line. are located equidistantly apart.
다음은 상기 자기장 측정장치를 이용한 자기장 측정방법으로, 상기 송전선(600)을 따라 항공장애표시구(500) 방향으로 상기 자기장 측정장치를 이동시키는 이동단계(S100), 상기 자기장 측정장치로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 측정단계(S200), 상기 측정단계에서 취득한 측정데이터를 상기 제어부로 송신하는 송신단계(S300)를 포함하며, 상기 측정단계는 자기장 센서(100)로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상상태를 측정하는 것을 특징으로 한다.The following is a magnetic field measurement method using the magnetic field measurement device, a moving step (S100) of moving the magnetic field measurement device in the direction of the aviation obstruction indicator 500 along the transmission line 600, and the magnetic field measurement device is used to measure the magnetic field of the transmission line. It includes a measurement step (S200) of measuring the damage state, a transmission step (S300) of transmitting the measurement data acquired in the measurement step to the control unit, and the measurement step is caused by irregular changes in the magnetic field measured by the magnetic field sensor 100. It is characterized by measuring the damage state of the transmission line.
상기 측정단계(S200)는 상기 제2센서 유닛(120)으로 상기 송전선(600)의 손상 시작점을 검출하고 상기 제1센서 유닛(110)으로 상기 송전선의 손상 종료점을 검출하는 손상길이 측정단계(S210)와 상기 인코더(400)에 의해 상기 손상 시작점에서 상기 항공장애표시구의 결합부(510)까지의 길이를 측정하여 상기 송전선의 손상위치를 측정하는 손상위치 측정단계(S220)를 포함하며 상기 손상길이 측정단계와 상기 손상위치 측정단계는 동시에 진행된다.The measurement step (S200) is a damage length measurement step (S210) in which the damage start point of the transmission line 600 is detected by the second sensor unit 120 and the damage end point of the transmission line is detected by the first sensor unit 110. ) and a damage location measurement step (S220) of measuring the damage location of the transmission line by measuring the length from the damage start point to the coupling portion 510 of the aviation obstacle indicator using the encoder 400, and the damage length The measurement step and the damage location measurement step are carried out simultaneously.
상기 제2바디(220)의 길이(D1)은 상기 항공장애표시구의 결합부의 길이(D2)보다 길거나 같다.The length (D1) of the second body (220) is longer than or equal to the length (D2) of the coupling portion of the aviation hazard indicator.
도 3은 송전선의 손상상태의 사진과 그에 따른 자기장의 변화을 보여주는 그래프이다. 도 3과 같이 송전선(600)의 소선의 손상상태에 따라 자기장의 크기는 불규칙하게 나타난다. 송전선(600)의 내부 소선의 일부가 절단된 상태일 때(도 3, 좌측)와 상기 소선이 완전히 절단된 상태일 때(도 3, 우측)는 상기 전자파는 불규칙하고 급격하게 변하는 현상을 보인다. 반면 송전선의 정상부위(도 3, 중간)에서는 상기 자기장이 불규칙한 변화 없이 안정적인 것을 확인할 수 있다. 본 발명은 이러한 자기장의 성질을 이용하여 육안으로 확인할 수 없는 송전선의 손상부위를 측정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.Figure 3 is a graph showing a photograph of the damaged state of a transmission line and the resulting change in magnetic field. As shown in FIG. 3, the size of the magnetic field appears irregularly depending on the damage state of the wire of the transmission line 600. When a portion of the internal wire of the transmission line 600 is cut (FIG. 3, left) and when the wire is completely cut (FIG. 3, right), the electromagnetic waves show irregular and rapid changes. On the other hand, it can be seen that the magnetic field is stable without irregular changes at the normal part of the transmission line (Figure 3, middle). The present invention relates to an apparatus and method for measuring damaged areas of power transmission lines that cannot be confirmed with the naked eye using the properties of such magnetic fields.
또한, 상기 제1센서 유닛(110)과 상기 제2센서 유닛(120)은 측정하고자 하는 상기 송전선(600)의 원주방향으로 배치되어 있기 때문에 상기 송전선(600)의 각각의 소선이 일부 절단되었을 때 절단위치의 센서와 인접위치의 센서에 의해 취득되는 자기장의 변화가 별도로 검출되기 때문에 상기 송전선(600)의 일부 절단 또는 전체 절단을 센서에서 검출되는 신호의 개수로 판정이 가능하며, 이로써 부분손상과 전체손상 여부를 검출할 수 있다.In addition, since the first sensor unit 110 and the second sensor unit 120 are arranged in the circumferential direction of the transmission line 600 to be measured, when each wire of the transmission line 600 is partially cut, Since changes in the magnetic field acquired by the sensor at the cutting position and the sensor at the adjacent position are detected separately, partial or complete cutting of the transmission line 600 can be determined based on the number of signals detected by the sensor, thereby preventing partial damage and Total damage can be detected.
이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the present invention described above are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, it will be understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the detailed description above. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims. In addition, the present invention should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
100 : 자기장 센서
200 : 바디
300 : 손잡이
400 : 인코더
500 : 항공장애표시구
600 : 송전선
110 : 제1센서 유닛
120 : 제2센서 유닛
210 : 제1바디
220 : 제2바디
510 : 항공장애표시구 결합부
D1 : 제2바디 길이
D2 : 항공장애표시구 결합부 길이100: magnetic field sensor
200: body
300: handle
400: Encoder
500: Aviation obstacle indicator
600: Transmission line
110: first sensor unit
120: Second sensor unit
210: first body
220: second body
510: Aviation obstacle indicator coupling part
D1: Second body length
D2: Aviation obstruction indicator joint length
Claims (1)
상기 송전선의 길이방향으로 일정거리 이격된 두 개 이상의 자기장 센서;
상기 자기장 센서가 삽입 고정되는 바디; 를 포함하고,
상기 바디는, 상기 송전선을 감싸도록 내측이 반원기둥 형상인 제1바디;
항공장애표시구의 결합부를 감싸도록 내측이 반원기둥 형상인 제2바디;
상기 송전선의 손상위치를 측정하는 인코더; 및
상기 자기장 측정장치에 의해 측정된 측정데이터가 전송되는 제어부;를 포함하며,
상기 자기장 센서는, 상기 제1바디의 선단에 고정되어 상기 송전선의 손상 종료점을 검출하는 제1센서 유닛;과
상기 제2바디의 선단에 고정되어 상기 송전선의 손상 시작점을 검출하는 제2센서 유닛; 을 포함하며,
상기 제1센서 유닛과 상기 제2센서 유닛은 상기 송전선의 길이방향으로 이격되어 위치하여, 상기 손상 시작점 및 손상 종료점으로부터 손상 길이를 측정하도록 되고, 또한 상기 손상 시작점에서 상기 항공장애표시구의 결합부까지의 길이를 측정하여 상기 송전선의 손상위치를 측정하도록 되며,
상기 제2센서 유닛은 상기 송전선의 중심축을 향하며 상기 송전선의 둘레방향으로 등거리 이격되어 위치하며,
상기 바디가 송전선을 따라 이동하며 상기 자기장 센서로 측정된 자기장의 불규칙 변화로 상기 송전선의 손상길이 및 손상 위치를 측정하는 것으로,
상기 자기장 센서에서 검출되는 신호의 개수로 상기 송전선의 일부 절단 또는 전체 절단을 판정하여 부분손상과 전체손상 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 자기장 측정장치.In a magnetic field measuring device for checking the damage state of a transmission line on which an aviation obstruction indicator is installed,
Two or more magnetic field sensors spaced a certain distance apart in the longitudinal direction of the transmission line;
A body into which the magnetic field sensor is inserted and fixed; Including,
The body includes: a first body whose inner side is shaped like a semi-cylindrical column to surround the transmission line;
A second body whose inner side is shaped like a semi-cylindrical column to surround the joint of the aviation obstacle indicator;
An encoder that measures the location of damage to the transmission line; and
It includes a control unit through which measurement data measured by the magnetic field measuring device is transmitted,
The magnetic field sensor is a first sensor unit fixed to the tip of the first body to detect a damage end point of the transmission line; and
a second sensor unit fixed to the tip of the second body to detect a damage starting point of the transmission line; Includes,
The first sensor unit and the second sensor unit are positioned spaced apart in the longitudinal direction of the transmission line to measure the damage length from the damage start point and damage end point, and also from the damage start point to the coupling portion of the aviation hazard indicator. The damaged location of the transmission line is measured by measuring the length of
The second sensor unit faces the central axis of the transmission line and is positioned at equal distances in the circumferential direction of the transmission line,
As the body moves along the transmission line, the damaged length and location of the damage in the transmission line are measured by irregular changes in the magnetic field measured by the magnetic field sensor,
A magnetic field measuring device characterized in that it detects partial damage or total damage by determining partial or complete cut of the transmission line based on the number of signals detected by the magnetic field sensor.
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