KR20030062030A - 전력선 접근 경보장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선 접근 경보장치에 관한 것으로서, 크레인에 있어서, 상기 크레인이 전력선에 접근시 상기 전력선 주변에 발생되는 60Hz 전자계 주파수를 감지하여 그에 따른 감지신호를 발생하는 센서부와; 그 센서부의 감지신호를 데이터로 사용하기 위해 소정 크기로 증폭하고 노이즈를 제거하는 신호처리부와; 그 신호처리부로부터 출력되는 감지신호를 입력받고 내부에 저장되는 접근 거리별 데이터와 비교하여 상기 센서부와 전력선사이의 거리데이터를 생성하는 마이컴제어부; 및 그 마이컴제어부의 거리데이터를 유무선신호로 변조하는 알에프송수신모듈1;를 구비하는 송신장치와, 상기 송신장치의 유무선신호를 수신받아 상기 거리데이터로 복조하는 알에프송수신모듈2와; 그 거리데이터를 입력받아 내부연산을 통해 상기 접근 거리에 따른 제어데이터를 생성 및 출력하는 중앙처리부와; 그 제어데이터에 따라 접근거리별로 가변 경보음을 출력하는 음원출력부; 및 상기 중앙처리부의 제어데이터에 따라 접근거리별로 위치를 확인하기 위해 하나 이상 설치되어 점등되는 램프표시부;를 구비하는 수신장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전력선 접근 경보장치 {POWER LINE DETECTOR}

본 발명은 전력선 접근 경보장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 크레인에 부착되어 전력선의 접근 거리별로 크레인의 운전자에게 경보 신호를 경보 램프 및 경보음으로 전달해주는 크레인용 활선접근 경보기에 관한 것이다.

감전사고는 산업재해중에서도 비중이 매우 높은 안전사고로서 해마다 100건이상 발생하며 이중 55%이상이 전력선 근처에서의 작업도중이나 합선, 혼촉에 의한 사고로 집계되고 있다.

그러나 이와같은 상황에서도 별도의 안전장치나 전력선에 접근시 위험을 알려주는 경보장치 등이 없이 안전교육이나 개인용 보호구 등에 의존하고 있으므로 건설현장이나 전력선 작업 현장 등에서 수많은 인명들이 감전사고의 위험에 노출되어 있다. 특히 크레인의 경우는 별도의 보호장치가 전무한 상태로서 해마다 그 사고횟수가 증가하고 있는 추세이다.

따라서, 전력선 접근시 작업자에게 위험경고를 할 수 있는 기기 및 장치의 필요성이 급증하고 있는 상태이나 아직까지 이에 적합한 제품 개발 사례는 없다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 빈번히 발생하는 고정식크레인 또는 이동식 차량에 장착된 크레인의 전력선혼촉사고로 인한 인적, 물적 손해를 예방하고 작업장의 안전을 유지할 수 있는 전력선 접근 경보장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 크레인 외의 유사차량 즉 고가사다리차, 펌프카, 버킷카 등에도 적용 가능한 제품으로 공사용 이동차량 전반적으로 발생가능한 전력선로 혼촉으로 인한 안전사고를 예방하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 송신장치의 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 송신장치의 작동 순서를 나타내는 흐름도이고,

도 3은 본 발명에 따른 수신장치의 구성도이며,

도 4는 본 발명에 따른 수신장치의 작동 순서를 나타내는 흐름도이다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 개략적인 송신장치의 장착상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전원부1 12 : 전원표시부1

14 : 센서부 16 : 어드레스설정부

18 : 마이컴제어부 20 : 알에프송수신모듈1

22 : 안테나1 24 : 신호처리부

26 : 전원부2 28 : 전원표시부2

30 : 안테나2 32 : 알에프송수신모듈2

34 : 송신장치설정부 36 : 중앙처리부

38 : 음원출력부 40 : 램프표시부

42 : 신호 출력부 A : 송신장치

본 발명은 전력선 접근 경보장치에 관한 것으로서, 크레인에 있어서, 상기 크레인이 전력선에 접근시 상기 전력선 주변에 발생되는 60Hz 전자계 주파수를 감지하여 그에 따른 감지신호를 발생하는 센서부와; 그 센서부의 감지신호를 데이터로 사용하기 위해 소정 크기로 증폭하고 노이즈를 제거하는 신호처리부와; 그 신호처리부로부터 출력되는 감지신호를 입력받고 내부에 저장되는 접근 거리별 데이터와 비교하여 상기 센서부와 전력선사이의 거리를 분석 및 처리하여 거리데이터를 생성하는 마이컴제어부; 및 그 마이컴제어부의 거리데이터를 외부로 송신하기 위해 유무선신호로 변조하는 알에프송수신모듈1;를 구비하는 송신장치와, 상기 송신장치의 유무선신호를 수신받아 상기 거리데이터로 복조하는 알에프송수신모듈2와; 그 알에프송수신모듈2의 거리데이터를 입력받아 내부연산을 통해 상기 접근 거리에 따른 제어데이터를 생성 및 출력하는 중앙처리부와; 그 중앙처리부의 제어데이터에 따라 접근거리별로 가변 경보음을 출력하는 음원출력부; 및 상기 중앙처리부의 제어데이터에 따라 접근거리별로 위치를 확인하기 위해 하나 이상 설치되어 점등되는램프표시부;를 구비하는 수신장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 송신장치는 제품번호 및 장치번호를 설정하기 위한 것으로 스위치류 또는 기타 디지탈방식에 의한 어드레스설정부를 구비하고, 상기 수신장치는 상기 하나이상의 송신장치의 제품번호 및 수량을 설정하기 위한 송신장치설정부를 구비하여, 상기 송신장치 수량에 따른 순차적인 접근신호를 상기 수신장치로부터 송신하면 이를 상기 하나 이상의 송신장치에서 수신하여 어드레스설정부 설정과 일치하면, 그 송신장치의 센서부 동작으로 인한 거리데이터를 외부로 송신하고 이를 상기 수신장치로 수신하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신장치는 상기 이동차량의 크레인에 하나 이상 설치되며, 상기 송신장치의 전원을 온/오프하기 위한 별도 또는 수신부에 취부되는 리모콘을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 수신장치는 상기 송신장치로부터의 거리데이터가 위험 거리이면 이에 따라, 상기 크레인의 작동을 제어하기 위해 상기 중앙처리부의 제어신호에 의해 스위칭 동작하는 신호 출력부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전력선 접근 경보장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

도1은 본 발명에 따른 송신장치의 구성도이고, 도2는 본 발명에 따른 송신장치의 작동 순서를 나타내는 흐름도이고, 도3은 본 발명에 따른 수신장치의 구성도이며, 도4는 본 발명에 따른 수신장치의 작동 순서를 나타내는 흐름도이며, 도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 개략적인 송신장치의 장착상태도이다.

도 1 및 도 5에 따르면, 송신장치(A)는 크레인의 일측면에 소정갯수가 설치되며, 수신장치와 데이터를 송수신하게 된다.

송신장치는 회로의 구동을 위한 전원을 투입하는 전원부1(10)와, 그 전원부1(10)의 전원투입여부를 확인이 가능한 전원표시부1(12), 크레인과 전력선의 접근 거리를 측정 및 감지하기 위한 센서부(14), 하나이상 설치되는 상기의 송신장치를 구분하기 위한 어드레스설정부(16), 상기 센서부(14) 및 어드레스설정부(16)의 데이터 및 그에 따른 연산 및 제어를 담당하는 마이컴제어부(18), 외부와 유무선으로 데이터 통신을 하기 위해 데이터를 변조 및 복조하는 알에프송수신모듈1(20), 그리고 자체 안테나1(22)로 구성된다.

상기 전원부1(10)는 교체 충전이 가능한 밧데리를 사용하며, 차량의 12V 또는 24V 전원을 별도의 정전압회로에 의해 감압하여 상기 송신장치의 투입전원으로 병행하여 사용가능하다.

상기 전원부1(10)의 전원투입여부를 엘이디(LED) 등의 램프를 이용하여 송신장치의 회로 내로 전원이 투입되고 있는 지의 상태를 확인할 수 있는 전원표시부(12)가 구비되어 있으며, 상기 전원부1(10)의 전원투입은 리모콘에 의해 전원투입신호에 의해 회로가 동작하도록 구성하며, 상기 리모콘은 별도로 구비할수도 있으나 수신부에 취부됨이 바람직하다.

통상 전력선은 교류전압을 송신하게 되는데 이때 교류전압은 동기화되어 있는 60Hz의 주파수를 가지는 전압이며, 전력선의 주변에는 이로 인한 전계 및 자계 주파수가 발생하게 된다. 이를 측정하는 센서부(14)는 전자계를 감지할 수 있는 전자계 감지센서를 사용하여 상기한 바와 같은 60Hz의 주파수만을 감지하게 되며, 그에 따른 감지신호를 마이컴제어부(18)로 전송하게 된다. 이때 센서부(14)를 통해 감지된 감지신호의 크기는 매우 미약하므로 이를 소정크기로 증폭하는 오피엠프(OP-AMP) 등을 이용하는 증폭 회로와 노이즈를 제거하는 노이즈필터회로로 이루어진 신호처리부(24)를 통과시켜 상기의 마이컴제어부(18)로 전송하게 되는 것이다.

상기 제품번호 및 장치번호를 설정하기 위한 것으로 스위치류 또는 기타 디지털방식에 의한 어드레스설정부(16)는 딥스위치로 구성되어도 무방하다.

도 5는 송신장치(A)가 크레인의 붐대(B)에 설치된 상태를 보여 준다.

크레인의 붐대(B)는 필요에 따라 다단으로 절첩 및 펼침이 이루어짐으로 송신장치를 어느 특정위치에 1개만 설치할 경우에는 송신장치(A)를 중심으로 센서의 감지반경(r)에 따르는 크레인 경보 영역이 한정되어 그 이외의 크레인 붐대(B) 부분이 가공선로(22.9kV)(C)에 접촉하더라도 활선접근경보가 발생되지 않는다. 이를 방지하기 위하여 도 5에 도시된 바와 같이, 송신부의 감지반경에 해당하는 거리마다 송신부를 설치하는 것이 바람직하다. 미설명부호 (b)는 로프이다.

이와 같이, 송신장치가 하나 이상 설치되므로 각각 고유한 제품번호 및 송신장치번호를 설정하기 위해 어드레스설정부(16)가 구비되므로 그 어드레스설정부(16)의 딥스위치 조작에 따라 송신장치와 데이터 송수신시 고유장치번호에 따른 개별 데이터 송수신이 가능하게 된다.

이하, 도 1 내지 도 2에 따른 송신장치의 동작 흐름을 살펴본다.

송신장치에 전원부1로부터의 전원이 투입(100)되면, 전원표시부1의 램프가 점등(102)되므로 사용자는 이를 시각을 통해 확인가능하다. 전원투입에 의해 어드레스설정부(16)의 딥스위치 설정으로 인한 제품번호와 장치번호를 체크(104)한다. 같은 제품번호에서 최대 설정 가능한 송신장치의 수량은 4개이므로 송신장치의 장치번호는 1∼4이다. 상기 송신장치는 어드레스설정부의 딥스위치를 증설함에 따라 용이하게 증가시킬 수 있다.

다음으로 시험스위치의 입력이 있었는지를 판단(106)하게 되고 시험 스위치의 입력이 없으면 전계센서에서 출력되는 신호를 입력받고(108), 데이터를 분석 처리하여 이에 해당하는 데이터를 생성(110)시킨다. 이와 같은 상태하에서 알에프송수신모듈2는 수신장치로부터 전송되는 신호를 감시(112)하며, 전송된 신호가 딥스위치에 의하여 설정된 제품번호 및 송신장치의 장치번호와 일치하는지의 여부를 체크(114)한다. 수신장치로부터 전송된 신호가 딥스위치에 의하여 설정된 제품번호 및 송신장치의 장치번호와 일치하면 상기 생성된 데이터를 통신모듈을 이용하여 수신장치로 전송(116)한다. 일치하지 않으면 상기 시험스위치 입력 여부를 판단하는 단계(106)로 분기한다. 시험스위치가 입력되면, 1차(118), 2차(120) 및 3차(122)경보를 발생하는 모의시험을 통해 송신장치의 정상 작동 유무를 체크한다.

도 3에 따르면, 수신장치는 전원부2(26)와, 그 전원투입여부를 확인가능한 전원표시부2(28)와, 상기 송신장치와 데이터를 유무선으로 송수신하는 안테나2(30)와, 그 안테나2(30)를 통해 수신된 데이터를 변조 및 복조하는 알에프송수신모듈2(32)와, 상기 하나 이상의 송수신장치의 제품번호 및 송신장치의 수량을 설정하기 위한 송신장치설정부(34)와, 데이터 연산을 하는 중앙처리부(36)와, 그 중앙처리부의 제어데이터에 따라 경보음을 출력하는 음원출력부(38)와, 상기 중앙처리부(36)의 제어데이터에 따라 하나 이상 설치되어 점등되는 램프표시부(40)와, 상기 중앙처리부(36)의 제어데이터에 의해 상기 크레인의 동작을 제어하기 위한 신호 출력부(42)로 구성된다.

상기 전원부2(26)와 전원표시부2(28) 및 알에프송수신모듈2(32)는 상기 송신장치의 전원부1(10)과 전원표시부1(12) 및 알에프송수신모듈1(20)의 구성과 동일한 구성이다.

상기와 같은 구성으로 전원이 투입되어 송신장치와 수신장치가 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신하게 되는데, 활선작업을 위해 차량에 설치되어 있는 크레인 또는 고정식 크레인을 조작시에 전력선 부근에 상기 크레인이 근접하게 됨에 따라 상기 전력선과 크레인 사이의 거리는 가까워지게 되고 이를 계속하여 상기 송신장치가 거리를 감지부를 통해 감지하고 그 감지데이터를 알에프송수신모듈1(20)을 통해 송신하게 된다. 이와같이 송신장치로부터 송신된 데이터를 수신하는 수신장치는 일정거리 이상 거리가 가까워지면 램프표시부(40)의 램프는 단위시간당 점멸횟수가 많아지고 상기 음원출력부(38)로 출력되는 경고음은 그 주기를 짧게 하여 출력시켜 주게 된다. 이와같이 작동하던중 위험 거리에 도달하면 이를 감지하여 더이상 크레인이 사용자의 제어에만 의존하지 않고 멈춰 설 수 있도록 상기 중앙처리부(36)의 거리 연산에 의해 상기 신호 출력부(42)에 제어신호를 투입하여 전력선과의 안전거리가 유지되도록 크레인의 동작을 제어한다.

상기 알에프송신 또는 수신모듈은 통신모듈로 처리하여 필요시 유선 또는 무선신호방식으로 적절하게 선택적으로 사용한다.

이하, 도 3 내지 도 4에 따른 수신장치의 동작 흐름을 살펴본다.

수신장치에 전원이 투입(200)되면 수신장치의 전원표시부의 램프가 점등(202)된다. 그리고 송신장치설정부의 딥스위치조작에 의해 설정되어 있는 제품번호와 송신장치의 수량을 체크(204)한다. 이때 같은 제품번호에서 최대 설정 가능한 송신장치의 수량은 4개이며, 용이하게 증설이 가능하다. 그리고 각각의 송신장치에 데이터 요청을 위한 신호인 제품번호 및 송신장치의 장치번호를 알에프송수신모듈2를 통해 외부로 송신(206)한다. 송신장치 호출 후에는 송신장치에서 입력되는 신호를 입력받아서 호출된 송신장치의 번호 즉 제품 및 송신장치의 장치번호를 확인(208)하여, 송신장치로부터 전송된 데이터가 없으면 에러정보를 출력(210)하고, 전송데이터가 있으면 수신된 데이터를 분석(212)하여 그 데이터가 기 설정되어 있는 3차(214), 2차(216) 및 1차(218)의 경보설정치와 비교하여 해당하는 3차(220), 2차(222) 및 1차(224) 경보상태 및 제품번호와 송신장치의 장치번호에 해당하는 신호를 출력한다. 만약 제품번호와 더불어 송신장치의 수량이 4인 경우는 송신장치1부터 송신장치4까지 순차적으로 호출 및 수신한다. 상기 경보 출력은 램프의 점멸횟수 및 경보음의 주기를 각각 다르게 함으로서 각각의 경보 표시가 가능하게 된다. 상기 경보 표시방법은 램프의 점멸횟수 뿐만아나라 하나이상의 램프를 병렬로 설치하여 레벨메타 방식으로 표시함이 바람직하다. 상기 수신된 데이터가 1차 경보설정치이하일 경우에는 음원출력부의 부저음과 램프표시부의 램프 및 신호 출력부의 동작을 정지(226)한다.

이상의 실시예에서는 본 발명을 크레인에 적용한 경우에 대하여 설명하였지만, 이는 크레인뿐만 아니라, 고가 사다리차와 펌프카 및 버킷카 등의 유사 차량 등 전력선 접근 경보장치를 적용할 수 있는 경우에는 어느 경우에라도 마찬가지로 적용될 수 있음은 자명할 것이다,

이상과 같이 본 발명의 권리범위는 크레인에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면 전력선로의 사고예방에 의한 송배전 선로 및 관련 기기의 사용 수명을 증대할 수 있는 효과가 있다.

또한, 안전사고를 사전에 미리 방지할 수 있으므로 귀중한 인명피해를 줄일수 있으며, 사고 발생으로 인한 사후 관리비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 고가 사다리차와 펌프카 및 버킷카 등의 유사 차량에도 적용 가능하므로 다양한 분야의 안전사고를 예방할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 크레인에 있어서,

   상기 크레인이 전력선에 접근시 상기 전력선 주변에 발생되는 60Hz 전자계 주파수를 감지하여 그에 따른 감지신호를 발생하는 센서부와; 그 센서부의 감지신호를 데이터로 사용하기 위해 소정 크기로 증폭하고 노이즈를 제거하는 신호처리부와; 그 신호처리부로부터 출력되는 감지신호를 입력받고 내부에 저장되는 접근 거리별 데이터와 비교하여 상기 센서부와 전력선사이의 거리를 분석 및 처리하여 거리데이터를 생성하는 마이컴제어부; 및 그 마이컴제어부의 거리데이터를 외부로 송신하기 위해 유무선신호로 변조하는 알에프송수신모듈1;를 구비하는 송신장치와,

   상기 송신장치의 유무선신호를 수신받아 상기 거리데이터로 복조하는 알에프송수신모듈2와; 그 알에프송수신모듈2의 거리데이터를 입력받아 내부연산을 통해 상기 접근 거리에 따른 제어데이터를 생성 및 출력하는 중앙처리부와; 그 중앙처리부의 제어데이터에 따라 접근거리별로 가변 경보음을 출력하는 음원출력부; 및 상기 중앙처리부의 제어데이터에 따라 접근거리별로 위치를 확인하기 위해 하나 이상 설치되어 점등되는 램프표시부;를 구비하는 수신장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선 접근 경보장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 송신장치는 제품번호 및 장치번호를 설정하기 위한 어드레스설정부를 구비하고, 상기 수신장치는 상기 하나이상의 송신장치의 제품번호 및 수량을 설정하기 위한 송신장치설정부를 구비하여, 상기 송신장치 수량에 따른 순차적인 접근신호를 상기 수신장치로부터 송신하면 이를 상기 하나 이상의 송신장치에서 수신하여 어드레스설정부 설정과 일치하면, 그 송신장치의 센서부 동작으로 인한 거리데이터를 외부로 송신하고 이를 상기 수신장치로 수신하는 것을 특징으로 하는 전력선 접근 경보장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 수신장치는 상기 송신장치로부터의 거리데이터가 위험 거리이면 이에 따라, 상기 크레인의 작동을 제어하기 위해 상기 중앙처리부의 제어신호에 의해 스위칭 동작하는 신호 출력부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선 접근 경보장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 송신장치는 상기 이동차량의 크레인에 하나 이상 설치되며, 상기 송신장치의 전원을 온/오프하기 위한 별도 또는 수신부에 취부되는 리모콘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 접근 경보장치.