KR20040093196A - 가로등의 이상상태 점검장치 및 점검방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가로교통의 안전과 보안을 위하여 가로를 따라서 설치한 조명시설인 가로등과 이 가로등에 전원을 공급하기 위해 배선되어 있는 선로 등의 구조가 배선불량이나 침수로 인한 누전 또는 감전 등 여러 유형의 이상유무를 판별할 수 있도록 한 가로등의 이상상태 점검장치 및 점검방법에 관한 것이다.

도시의 광역화에 비례하여 가로등의 설치 개수가 늘어나고 있으며, 이러한 가로등은 도심 전체의 매우 넓은 장소에 분포됨으로 인하여 점등과 소등은 물론 보수유지에 많은 예산과 인력이 소요되고 있는 실정이다.

최근에는 누전이나 침수로 인한 가로등의 감전사고가 크게 문제되고 있는 실정에서 가로등에 대한 정확한 점검의 필요성이 대두되고 있다.

하지만 특별한 외부 측정장치가 없는 시점에서 대부분의 가로등 점검을 단순한 내부 누설 전류만을 측정하고 있어 외부에서 가로등의 이상 및 안전 유무를 판단하기 힘들다. 또한 가로등의 이상에 대한 판정 또한 구체적인 규정이나 한계치가 드러난 것이 없기 때문에 정확한 판정과 함께 그에 맞는 장치의 개발이 필요한 실정이다.

가로등이 전기적으로 안전한가를 판별하는 방법으로는 가로등 금속 표면으로 이루어진 가로등 주에 누설전류가 흐르는가의 여부와 사람과의 접촉이 이루어질 수 있는 금속부분의 충전상태에 있지는 않는가 하는 점과 가로등의 점멸 상태와 전원 공급상태에 관계없이 낮은 접지저항이 작용하여 안전사고에 대비하고 있는가 하는점을 들 수 있다.

따라서 본 발명에서는 외부에서 가로등의 이상 및 안전유무를 정확히 판별할 수 있도록 하여 안전사고를 사전에 예방하도록 한 것이다.

Description

가로등의 이상상태 점검장치 및 점검방법{Abnormal situations checking chapter of street lamp and checking method}

본 발명은 가로등의 이상상태 점검장치 및 점검방법에 관한 것으로, 특히 가로교통의 안전과 보안을 위하여 가로를 따라서 설치한 조명시설인 가로등과 이 가로등에 전원을 공급하기 위해 지중에 배선되어 있는 선로 등의 구조가 배선불량이나 침수로 인한 누전 또는 감전 등 여러 유형의 이상유무를 휴대하는 중에 판별하여 안전사고에 대비하면서 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 가로등의 이상상태 점검장치 및 점검방법에 관한 것이다.

일반적으로 요즈음에는 도시의 광역화에 비례하여 가로등의 설치 개수가 늘어나고 있으며, 이러한 가로등은 도심 전체의 매우 넓은 장소에 분포됨으로 인하여 점등과 소등은 물론 보수유지에 많은 예산과 인력이 소요되고 있는 실정이다.

더구나 최근에는 누전이나 침수로 인한 가로등의 감전사고가 크게 문제되고 있는 실정에서 가로등에 대한 정확한 점검의 필요성이 더욱 대두되고 있다.

하지만 특별한 외부 측정장치가 없는 시점에서 대부분의 가로등 점검을 단순한 내부 누설 전류만을 측정하고 있어 외부에서 가로등의 이상 및 안전 유무를 판단하기 힘들다. 또한 가로등의 이상에 대한 판정 또한 구체적인 규정이나 한계치가 드러난 것이 없기 때문에 정확한 판정과 함께 그에 맞는 장치의 개발이 필요한 실정이다.

가로등이 전기적으로 안전한가를 판별하는 방법으로는 가로등 금속 표면으로 이루어진 가로등 주에 누설전류가 흐르는가의 여부와 사람과의 접촉이 이루어질 수 있는 금속부분의 충전상태에 있지는 않는가 하는 점과 가로등의 점멸 상태와 전원 공급상태에 관계없이 낮은 접지저항이 작용하여 안전사고에 대비하고 있는가 하는 점을 들 수 있다.

현재 가로에 설치되어 있는 가로등은 도 1에 도시한 바와 같이,

가로등 주(2)의 내부 공간(3)을 통과하는 전선(4)(5)을 거쳐 공급되는 전원에 의하여 상단에 결합된 전등기구(1)가 점등하도록 하되,

상기 가로등 주(2)의 지면(8) 밑으로 저압의 교류 선로(9)가 6가닥 2회선(A상, B상, C상, A상, B상, C상) 포설 혹은 매설되어 별도의 전원장치(7)로부터의 전원을 공급할 수 있도록 있고,

상기의 6선의 교류 선로(9) 중 서로 다른 2선에 상기의 전선(4)(5)을 연결하여 이를 통해 가로등에 전원이 공급되도록 한다.

상기의 공급되는 전원은 가로등 주(2)의 내부 공간(3)에서 전선(4)(5)을 통해서 전등기구(1)로 공급된다.

이때 가로등 주(2)와 내부 전선(4)(5)의 사이, 가로등 주(2)와 전등기구(1)의 사이에 별다른 안전장치가 되어있지 않기 때문에 누전 등 사고가 일어나기 쉽다.

또한 가로등 주(2) 내부의 공간(3)은 밖에서 보기 힘든 구조로 되어있기 때문에 누전 등 사고가 일어나기 쉽다. 또한 가로등 주(2)의 내부는 밖에서 보기 힘든 구조로 되어있어 내부의 이상 유무를 판단하기 어렵게 되어있다.

즉 가로등의 전등기구(1)에 전원을 공급하는 과정에서 어쩔 수 없이 전선을 상호 연결하는 작업을 수행할 수밖에 없고 이러한 작업과정에서 절연처리가 미숙하거나 사용시간이 지속되면서 절연이 불량하게 되므로 안전의 위험이 존재하였다.

그러나 상기와 같은 종래 가로등의 이상유무를 점검할 장비가 제대로 구비되어 있지 않고 단순히 가로등의 지면 측에 설치된 누전차단기만이 가로등의 안전장치로 구비되어 있는 실정이다.

만약 누전차단기의 고장으로 선로를 차단하지 못하게 될 경우나 배선 한쪽이 가로등 주에 이어진 상태에서 침수 등의 현상이 함께 발생하게 될 경우 감전사고의 가능성이 매우 커지게 된다.

그 일 예로, 2001년 여름에 서울 시내에 내린 집중호우 때 가로등 주변에서 발생한 전선의 누전으로 인하여 발생된 감전사고로 수십 명의 사상자가 발생되는 등 해마다 감전사고가 증가되는 실정에 있으나, 관련법규의 미비와 관리체계의 한계로 인하여 별다른 대안책이 없어서 적절한 조치를 취하지 못한 채 방치를 하게 되는 결과가 초래되었다.

현재 많은 곳에서 이에 대한 대안책으로 원격 설비식 자동제어 시스템에 대해 언급하고 있지만, 가로등 설치규모가 워낙 방대하기 때문에 원격시스템으로 할 경우 그 설치시간과 비용이 매우 클 것으로 생각된다.

또한 원격시스템은 가로등의 점멸과 에너지 측면에서 효율적인 운전에 기여할 목적으로 설치, 운전되는 설비로서 가로등 안전에 관한 부분을 책임질 수는 없었다.

한편, 종래의 접지저항 측정법에 의하여는 접지저항을 측정하고자 하는 대상 설비에 전원이 공급되어 운전 중인 상태에서는 적용이 불가능하고, 운전 중인 가로등을 대상으로 접지저항을 측정하는 것 역시 가로등이 운전 중이거나 혹은 점등상태 혹은 꺼진 상태이더라도 전압이 인가된 상태에서는 종래의 방법으로 접지저항을 측정 할 수 없었다.

이러한 현상 때문에 접지저항을 측정하려면 측정하고자 하는 대상의 전기설비를 무압 상태로 하여야 하는 불편이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 가로등에 사람이 접촉할 시 감전 등 안전사고를 예방하고 가로등 내부의 문제점을 외부 점검기 만으로 확인할 수 있게 하고 간단한 조작만으로 가로등의 이상 유무를 확인할 수 있는 휴대용 가로등 점검 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가로등에 간단히 부착함으로써 가로등 주의 충전 상태를 확인하여 충전전압이 높게 측정되면 가로등 주와 지면과의 전압차이가 큰 경우이므로 사람이 가로등에 접촉 시 가로등의 충전전압에 의해 감전 등 안전사고가 날 수 있음을 알려주도록 한다.

현재까지 일어난 대부분의 감전사고는 대부분이 이러한 이유로 발생된 것으로 판단된다.

또한, 가로등에 간단한 취부로 가로등 내에 흐르는 누설전류의 양을 확인 할 수 있게 하여 가로등 내의 절연상태와 가로등의 정상동작 유무를 확인 할 수 있도록 한다.

가로등이 정상 동작 할 경우 누설전류가 존재하지 않지만, 누설전류가 크게 측정된다는 것은 가로등 내부를 지나는 배선이 잘못되었을 가능성이 있으므로 누설전류의 값이 기준치와 비교하여 차이가 날 경우 내부를 점검하지 않고도 외부에서도 이상상태임을 판단 할 수 있게 된다.

그리고 가로등의 운전상태와 상관없이 접지저항을 측정 할 수 있도록 함으로써 전력설비와 통신설비의 전력을 안정적으로 공급하기 위해 기본이 되는 설비 점검인 접지저항을 간단하게 측정하여 전력설비의 안정운전과 통신설비의 고장감소에 영향을 미치게 됨은 물론, 올바른 접지가 유지되도록 하여 가로등 주에 충전전압이 생길 경우 지면으로 빠지게 하는 역할을 할 수 있도록 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가로등 점검장치에 의한 가로등 충전상태 측정방법은 전위극과 보조 전위극에서 받은 값을 고 입력 임피던스를 통하여 지면과 가로등 사이의 전압을 측정하여 그 값을 변환부를 통해 디지털화 시켜서제어부에서 그 값을 받아 가로등의 충전상태와 충전정도를 측정하여 디스플레이시키는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 의한 누설전류 측정방법은 누설전류 측정부를 통해 홀(HALL)센서에서 가로등 내부에 흐르는 그 값을 디지털화 시켜서 제어부에 전해주고, 제어부에서는 전류정보에 따라 누설전류를 연산한 값을 디스플레이시키는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명에 의한 가로등과 지면 사이의 접지저항을 측정하기 위한 방법은 사용자에 의해 인가하고자 하는 별도의 주파수 및 전류를 미리 설정하도록 하고, 이 설정된 별도의 주파수 및 전류에 따라 측정하고자 하는 전류극에 전원을 인가하여 전류극 사이의 전류를 측정하여 위상보정된 전류정보를 출력하도록 하고, 일정전위 이상의 고 입력 임피던스를 통하여 가로등과 지면의 두 전위극 사이의 전위를 측정하여 전위측정부에서 위상보정된 전위정보를 출력하도록 함으로써 변환부에서 디지털화 된 전류정보 및 전위정보를 동시에 샘플링하여 제어부에서 신호처리된 전류정보 및 전위정보에 따라 접지저항을 디스플레이부에서 표시하도록 함을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 일반적으로 설치되어 있는 가로등의 전체적인 계략도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등 점검장치의 구성을 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명의 전원부에 관한 구성을 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명의 전류측정부에 관한 구성을 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명의 전위측정부에 관한 구성을 나타낸 개략도.

도 6은 본 발명의 변환부에 관한 구성을 나타낸 개략도.

도 7은 본 발명의 제어부에 관한 구성을 나타낸 개략도.

도 8은 본 발명의 표시부에 관한 구성을 나타낸 개략도.

도 9는 가로등 주에 사람이 접촉한 상태를 도시한 개략도.

도 10은 본 발명의 가로등 점검장치를 이용하여 가로등 주의 충전상태를 측정하기 위한 가로등 점검장치의 연결상태를 나타낸 개략도.

도 11은 본 발명의 가로등 점검장치를 이용하여 가로등 주의 누설전류를 측정하기 위한 가로등 점검장치의 연결상태를 나타낸 개략도.

도 12는 본 발명의 가로등 점검장치를 이용하여 가로등의 접지저항을 측정하기 위한 가로등 점검장치의 연결상태를 나타낸 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 전원부 12 : 누설전류 측정부

13 : 전류측정부 14 : 전위측정부

15 : 변환부 16 : 제어부

17 : 표시부

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 가로등의 이상상태 점검장치 및 점검방법은 가로등 주의 충전전압을 측정하여 감전 사고를 예방하는 방법과, 가로등 내부에 흐르는 누설전류를 측정하여 외부에서도 가로등의 이상 유무를 확인할 수 있게 하는 방법 및 가로등의 운전 상태와 상관없이 접지저항을 측정하여 가로등의 접지가 올바르게 되는 가를 판단할 수 있게 하는 방법들을 제공하도록 한 것으로서,

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 가로등의 이상상태 점검장치는,

측정하고자 하는 대상과 내부 시스템에 전원을 인가하기 위한 전원부(11)와,

누설전류 측정부(12)에서 오는 전류 정보와 전류극(C1) 및 보조 전류극(C2)에 흐르는 전류를 측정하는 전류측정부(13)와,

내부의 주파수저지회로를 통해 가로등을 흐르는 누설전류와 노이즈를 최대한 제한하면서 오프셋 저지회로에 의해 불안정에 의한 오차와 직류성분을 제거한 후 위상보정회로를 통하여 전류와 전압 사이의 위상차를 정확히 측정하고 보조 전위극(P2)에서 전위극(P1)으로 입력되는 전압의 위상을 보정하도록 한 전위측정부(14)와,

상기의 전류측정부(13)를 통해 검출된 전류정보와 전위측정부(14)를 통해 검출된 전압정보를 디지털화하는 변환부(15)와,

저장된 충전전압계산 알고리즘과 누설전류 측정 알고리즘 및 임피던스계산 알고리즘을 통하여 주파수와 전압정보 및 전류정보 등의 정보를 측정한 후 이를 표시부(17)에 디스플레이하도록 제어하는 제어부(16)들로 구성한 것이다.

도 3은 전원부에 관한 상세한 구성을 도시한 것으로서,

본 장치는 이동이 간편해야 하기 때문에 외부로부터의 전원공급이 아닌 내부 충전지(21)를 사용하여 자체적으로 전원을 공급하여야 한다.

이때 충전지(21)의 경우 그 용량이 내부 시스템을 충분히 작동시킬 수 있고또 평상시에는 외부전력으로 충전을 시켜서 반영구적으로 사용이 가능하게 한다. 충전지(21)에서 나오는 전압은 절연회로(22)를 통해서 충전 시 외부 전원 또는 충전기와 전체 시스템간의 절연을 통해서 장치 내부를 보호한다.

상기 절연회로(22)에 의해 독립적으로 직류전원을 공급받는 직류발생회로(23)는 내부회로에 동작전원을 인가하도록 한다.

상기의 변환부(15)를 통해 인가되는 신호를 전달받는 선형신호 증폭회로(24)는 선형적으로 증폭하게 된다.

상기의 선형신호 증폭회로(24)는 접지저항을 측정할 경우에 신호를 증폭하도록 하고 충전 전압이나 누설전류를 측정할 경우에는 신호를 증폭할 필요가 없어 경유하지 않도록 한다.

접지저항을 측정할 때에는 운전 중인 설비 접지극의 대지전위를 포함하는 주파수와 간섭을 일으키지 않는 주파수를 갖는 독립전원을 통해 전류극(C1) 및 보조 전류극(C2)에 전류를 인가할 수 있게 된다.

또한 상기의 전원부(11)에서 발생한 전압은 직류발생회로(23)를 통해서 내부의 모든 부품에 필요한 전원을 공급하도록 구성한 것이다.

도 4는 전류측정부의 상세한 구성을 도시한 것으로서,

본 장치는 누설전류 측정부(12)로부터 입력되는 전류 정보와 전류극(C1) 및 보조 전류극(C2)에 흐르는 전류를 측정하도록 한다.

접지저항을 측정할 경우 일반적으로 대지의 성질에 따라 일정한 전압을 인가하여도 흐르는 전류의 크기가 변화하므로 상기의 전류측정부(13)는 이렇게 전류의변화 분에 대해서 전류 측정값이 변하지 않고 대지에 흐르는 전류에 영향을 주지 않기 위해서 완전 절연된 전류센서를 사용한다.

누설전류를 측정할 경우에도 누설전류 측정부(12)에서 실제 현장에서 측정한 전류 중 대기 내 자계와 전계의 영향으로 섞인 노이즈 성분을 제거한 뒤 변류기(31)를 지나게 된다.

이렇게 검출된 전류 정보는 연산증폭기(32)에서 증폭되어 상기의 변환부(15)에서 받아들여 질 수 있는 최대값 이하로 증폭되도록 한다.

이렇게 증폭된 전류 정보는 오프셋보정회로(33)에 의해서 상기 전원부(11)의 불평형값과 불안정한 문제점을 해결하고 직류성분이 제거되도록 한다.

이렇게 직류 성분이 제거된 전류정보는 내부 회로에 의해서 위상이 변하게 되므로 전압과 전류 사이의 관계를 정확히 측정하기 위해서 위상보정회로(34)를 경유하도록 구성한 것이다.

도 5는 전위측정부의 상세한 구성을 도시한 것으로서,

전위측정부(14)는 가로등 점검 방법 중 가로등 주(2)의 충전상태를 측정하는 경우와 접지저항 측정하는 경우에 이용한다.

가로등 주(2)의 충전상태를 측정하기 위해서 사용되는 전위극(P1)은 접지저항에서도 그대로 사용하지만 모드 변경을 통해서 측정하고자 하는 값은 제어부(16)에서 다르게 받아들이게 된다.

전위극(P1)을 통해서 받아들이는 전압 정보를 정확히 측정하는 것은 충전전압을 측정할 때나 접지저항을 측정할 때 정확히 측정할 수 있도록 하는 아주 중요한 요소이다.

따라서, 전위극의 입력임피던스를 10¹²Ω이상이 되도록 하여 전위가 인가선에 영향 없이 정확하게 측정될 수 있도록 함으로써 전위 측정에 오차를 최소화하는 특징을 갖는다.

전위를 정확히 측정하기 위한 가장 필수적인 조건은 전위 측정단자인 전위극(P1)과 보조전위극(P2) 사이의 입력 임피던스를 원칙적으로는 무한대로 하는 것이다.

이러한 조건에 부응하기 위해 연산증폭기를 전압 폴로어회로로 결합한 고입력 임피던스 회로(41)를 구비하여 입력임피던스가 10¹²Ω이상이 되도록 한다.

따라서, 전위극(P1) 및 보조전위극(P2)을 구성하는 전선에는 전위의 전압이 걸리지 않고 입력저항이 큰 입력단에 전부 걸리게 함으로서 전위를 측정하는데 오차를 최소화하는 특징을 갖고 있다.

전위측정부(14)에는 주파수저지회로(42)를 구비하여 가로등을 흐르는 누설전류와 노이즈를 최대한 제한하도록 한다.

그리고, 오프셋 저지회로(43)를 통해 전원의 불안정에 의한 오차와 직류성분을 제거하도록 한다.

또한, 위상보정회로(44)를 구비하여 전류와 전압 사이의 위상차를 정확히 측정하여 입력되는 전압의 위상을 보정한 후 변환부(15)로 출력할 수 있도록 구성한 것이다.

도 6은 가로등 점검장치의 변환부의 상세한 구성을 도시한 것으로서,

본 장치는 전류측정부(13)를 통해 검출된 전류정보와 전위측정부(14)를 통해 검출된 전압정보를 디지털화하도록 한다.

상기의 전류측정부(13)로부터 인가되는 전류정보는 전류변환회로(51)를 거치면서 디지털화한다.

상기의 전위측정부(14)로부터 인가되는 전압정보는 전위변환회로(52)를 거치면서 디지털화한다.

상기의 전류변환회로(51) 및 전위변환회로(52)로부터 각각 전압정보 및 전류정보를 동시에 입력받는 동시변환회로(53)에서는 이를 동시에 신호처리하여 전기적으로 위상차가 최소화 되도록 한다.

또한 제어부(16)의 신호발생부(68)(도 7)에서 발생한 주파수에 대한 크기를 나타내는 디지털 신호를 파형변환회로(54)에서 아날로그신호로 변환하여 전원부(11)에 전달하도록 한다.

즉 상기의 변화부(15)는 전위측정부(14) 및 전류측정부(13)로부터 인가되는 전압정보와 전류정보를 이용하여 위상차를 계산할 때 전압정보와 전류정보를 동시에 샘플링하면서 정확한 위상정보를 계산할 수 있도록 한다.

이를 위해 전류변환회로(51) 및 전위변환회로(52)는 16비트 A/D 변환기를 통하여 전류정보와 전압정보를 각각 디지털 신호로 변환한다. 그리고 동시변환회로(53)는 전류변환회로(51) 및 전위변환회로(52)로부터 각각 인가되는 신호를 32비트의 프로세서로 받아들임으로서 동시에 전압정보와 전류정보의 시간차없이 디지털화한다. 상기의 동시변환회로(53)로부터 인가된 신호는 제어부(16)로 출력한다.

또한 상기의 파형변환회로(54)는 제어부(16)로부터 인가되는 신호를 변환하여 전원부(11)로 인가되도록 구성한 것이다.

도 7은 가로등 점검장치의 제어부의 내부 구성을 도시한 것으로서,

전체 시스템을 제어하며 각 방법에 맞게 시스템에 명령을 내려 정보를 취득하기 위하여 제어부(16)에서는 상기의 변환부(15)로부터 디지털필터(61)를 경유하여 전달되는 정보들을 위상계산 알고리즘(62)이나 주파수계산 알고리즘(63)에 적용하도록 하여 그 값을 계산한 후 측정 방법에 따라 충전전압계산 알고리즘(64)과 누설전류 측정 알고리즘(65) 또는 임피던스계산 알고리즘(66)에 보내어 원하는 결과의 값을 얻도록 한다.

그리고 계산된 주파수와, 전압정보 및 전류정보 등 가로등 점검장치에서 표시해야 할 모든 정보가 표시부(17)에 디스플레이되도록 하기 위하여 표시구동부(67)로 제어신호를 출력되도록 구성한 것이다.

도 8은 표시부를 포함하는 외부 구성을 나타낸 것으로서,

제어부(16)에서 표시부(17)의 LCD(71)를 통해 가로등 점검 장치가 가지는 세 가지 측정 방법에 대한 표시를 하도록 하기 위하여 모드 변경 버튼(72)을 한번씩 온시킬 때마다 측정 방법에 대한 표시의 변경이 수행된다. 그리고 실행(EXE) 버튼(73)으로 측정이 시작되도록 제어부(16)에 선택사양이 전달된다. 측정된 내용은 LCD(71)를 통해서 사용자에게 시각적인 정보를 제공하게 된다.

그리고 상기의 모드 변경 버튼(72)에 의하여 가로등 주의 충전 전압, 가로등에 흐르는 누설전류 또는 가로등의 접지저항을 선택하면 선택된 모드에 따라 LED(74)(75)(76)가 각각 점등되어 외부에서 알 수 있도록 한다.

즉, 표시부(17)는 가로등 주의 충전 전압, 가로등에 흐르는 누설전류, 가로등의 접지저항의 측정값을 LCD(71)에 디스플레이하고, 측정 방법에 대한 결과 중에서 모드 변경 버튼(72)으로 하나를 선택하면 LCD(71)에 디스플레이할 수 있는 측정값의 종류를 LED(74)(75)(76)을 통해 표시하도록 구성한 것이다.

이와 같이 구성한 본 발명의 가로등의 이상상태 점검장치 및 점검방법은 가로교통의 안전과 보안을 위하여 가로를 따라서 설치한 조명시설인 가로등과 이 가로등에 전원을 공급하기 위해 배선되어 있는 선로 등의 구조가 배선불량이나 침수로 인한 누전 또는 감전 등 여러 유형의 이상유무를 판별할 수 있도록 한 것으로서,

정상적으로 설치된 가로등에 충전 전압이 존재할 때 사람이 접촉할 경우의 상황도 가로등에서 충전전압과 누설전류가 존재하지 않게 된다.

이 경우 사람이 도 9에 도시한 바와 같이 가로등에 접촉하더라도 사람에게 아무런 영향을 끼치지 않는다. 하지만 가로등 주(2)에 충전 전압이 걸린 상태라면 지면과의 전압차에 의해서 가로등에 접촉한 사람에게 전류가 흐르게 되어 감전사고가 일어날 수 있게 된다.

그러므로 본 발명 가로등의 이상상태 점검장치를 이용하여 가로등 주의 충전전압 측정과 누설전류 측정 및 접지저항 측정을 동시에 수행하는 점검방법을 상세히 기술하면 다음과 같다.

도 10은 본 발명의 가로등 측정장치를 이용하여 가로등 주의 충전상태를 측정하는 상태를 도시한 것으로서,

전위극(P1)을 가로등 주(2)의 표면에 고정장치(81)에 연결하고 보조전위극(P2)을 지면에 접지봉(82)을 통하여 접지시킨 상태에서 사용자가 표시부(17)의 모드 변경 버튼(72)을 통해 충전상태 측정모드로 변경시키고 실행 버튼(73)을 누르게 되면 제어부(16)에서 충전상태를 측정하는 모드로 전환된다.

즉, 제어부(16)는 전위극(P1)과 보조전위극(P2) 사이의 전위를 가로등 점검장치의 전위측정부(14)를 통하여 측정한 후, 검출된 전압정보를 변환부(15)에서 디지털화하여 제어부(16)로 전달함으로써 위상계산 알고리즘(62)과 임피던스계산 알고리즘(66)을 통하여 주파수와 전압정보를 측정한 후 이를 표시부(17)에 디스플레이하도록 한다.

그러므로 충전전압이 높게 측정되면 가로등 주와 지면과의 전압차이가 크다는 것을 의미하고, 이때 사람이 가로등 주(12)에 접촉하게 되면 충전 전압에 의해서 감전사고가 일어날 수 있다.

현재까지 일어난 대부분의 감전사고는 대부분이 이러한 이유로 발생된 것으로 판단된다.

도 11은 본 발명의 가로등 측정장치를 이용하여 누설전류를 측정하기 위한 상태를 도시한 것으로서,

가로등에 간단한 결선으로 가로등 내에 흐르는 누설전류의 양을 확인할 수있게 하여 가로등 내의 절연 불량과 가로등의 정상 상태 동작 유무를 확인할 수 있도록 한다.

가로등 주(2) 표면의 고정장치(81)에 가로등 점검장치의 누설전류 측정부(12)를 연결한 상태에서 사용자가 표시부(17)의 모드 변경 버튼(72)을 통해 누설전류 측정모드로 변경시키고 실행 버튼(73)을 누르게 되면 제어부(16)에서 누설전류측정의 모드로 전환한다.

가로등 주(2) 표면의 고정장치(81)에 연결한 가로등 점검장치의 누설전류 측정부(12) 내의 홀(Hall센서)에서는 가로등 내부의 흐르는 전류를 유도전류로 받아내어 외부에서도 장착이 가능하기 때문에 탈부착이 간단하게 이루어질 수 있다. 정상적인 경우 누설전류는 존재하지 않는다.

상기의 누설전류 측정부(12)로부터의 유도전류를 측정한 값은 전류측정부(13)에서 전류정보의 상태로 측정되어 전위측정부(14)를 통해 전압정보로 된 후 변환부(15)에서 디지털화하여 제어부(16)에 저장된 충전전압계산 알고리즘(64)과 누설전류 측정 알고리즘(65) 및 임피던스계산 알고리즘(66)을 통하여 전류정보를 측정한 후 이를 표시부(17)에 디스플레이하도록 한다.

그러나 누설전류가 크게 측정된다는 것은 가로등 내부 선로의 절연이 불량할 가능성이 있는 것이다. 이렇게 누설전류의 값이 기준치와 비교하여 차이가 날 경우에는 내부의 회로를 점검하지 않고서도 외부에서 이상유무를 판단할 수 있게 된다. 점검결과 이상으로 진단되는 경우 가로등 내부 선로의 절연상태를 점검하여 전선교체 등의 조치를 취함으로써 안전하고에 대비할 수 있다.

도 12는 본 발명의 가로등 측정장치를 이용하여 가로등의 접지저항을 측정하는 상태를 도시한 것으로서,

가로등 주(2)의 표면에 결합한 고정장치(81)에 전위극(P1)과 전류극(C1)을 연결한 상태에서 접지봉(82)(83)을 통하여 보조전위극(P2)과 보조전류극(C2)이 각각 접지되도록 한 상태에서 사용자가 표시부(17)의 모드 변경 버튼(72)을 통해 접지저항 측정 모드로 변경시키고 실행 버튼(73)을 누르게 되면 제어부(16)에서 접지저항을 측정하기 위한 모드로 전환한다.

전류측정부(13)에서 전류정보와 주파수신호를 제어부(16)의 신호발생부(68)로 보내어 정현파로 발생시켜 변환부(15)로 보내도록 한다.

변환부(15)에서는 이 값을 아날로그화 되어 전원부(11)에 인가하여 전원이 공급되도록 한다. 전류측정부(13)와 전위측정부(14)는 인가되는 전원으로 각각의 전류극과 전위극 사이의 전류값과 전위값을 측정한다.

전류측정부(13)에서 전류정보의 상태로 측정된 전류값과 전위극(P1)과 보조전위극(P2) 사이의 전위를 전위측정부(14)를 통하여 측정한 전압값을 변환부(15)로 보내도록 한다.

변환부(15)에서는 이 값을 동시에 샘플링하여 신호처리하고 제어부(16)로 보내어 저장된 위상계산 알고리즘(62), 주파수계산 알고리즘(63), 충전전압계산 알고리즘(64), 누설전류 측정 알고리즘(65) 및 임피던스계산 알고리즘(66)을 통하여 접지저항을 연산한 후 이를 표시부(17)에 디스플레이하도록 한다.

그러므로 가로등 점검장치의 접지저항 측정은 전력설비와 통신설비의 전력을안정적으로 공급하기 위해 기본이 되는 설비작업으로 전력설비의 안정운전과 통신설비의 고장감소에 영향을 미치게 된다.

만약, 올바르게 접지가 연결되어 있다면 가로등에 충전전압이 생기지 않고 바로 접지선을 통해 대지로 흡수되므로 접지가 바르고 양호하게 연결되어 있는 것이 중요하다.

이상 기술한 바와 같이 본 발명의 가로등의 이상상태 점검장치 및 점검방법에 의하여서는 가로등과 이 가로등에 전원을 공급하기 위해 지중에 배선되어 있는 선로 등이 배선 불량과 침수로 인한 누전 및 감전 등의 안전사고에 대비하고 사고를 미연에 방지하기 위한 휴대용으로 가로등의 안전상태를 점검할 수 있다.

가로등에 간단한 부착만으로 가로등 주의 충전상태를 확인하여 사람이 가로등에 접촉 시 가로등의 충전전압에 의해 감전 등 안전사고가 나는 것을 사전에 예방할 수 있다.

가로등에 간단한 취부로 가로등 내에 흐르는 누설전류의 양을 확인하면서 가로등 내의 절연상태와 가로등의 정상동작 유무를 확인할 수 있다.

종래에는 접지저항을 측정하고자 하는 대상 설비가 전원이 공급되어 운전 중인 상태에서는 적용 불가능하였지만, 가로등의 운전여부에 관계없이 가로등 접지저항의 측정이 가능하도록 한다.

상기의 충전전압, 누설전류 및 접지저항을 하나의 측정장치로 구현 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 내부 충전지(21)로 전원을 인가하면서 변환부(15)로부터의 신호를 선형적으로 증폭하는 선형신호 증폭회로(24)를 포함하는 전원부(11)와,

   누설전류 측정부(12)에서 오는 전류 정보와 전류극(C1) 및 보조 전류극(C2)에 흐르는 전류를 측정하는 전류측정부(13)와,

   내부의 주파수저지회로를 통해 누설전류와 노이즈를 최대한 제한하면서 오프셋 저지회로에 의해 오차와 직류성분을 제거한 후 위상보정회로를 통하여 전류와 전압 사이의 위상차를 정확히 측정하고 보조 전위극(P2)에서 전위극(P1)으로 입력되는 전압의 위상을 보정하도록 한 전위측정부(14)와,

   상기의 전류측정부(13) 및 전위측정부(14)를 통해 검출된 전류정보와 전압정보를 전류변환회로(51) 및 전위변환회로(52)에서 디지털화되어 이들 전압정보 및 전류정보를 동시에 입력받는 동시변환회로(53)에서 동시에 신호처리하여 전기적으로 위상차가 최소화 되도록 하고 신호발생부(68)에서 발생한 주파수 크기를 나타내는 디지털 신호를 파형변환회로(54)에서 아날로그신호로 변환하여 전원부(11)에 전달하는 변환부(15)와,

   저장된 위상계산 알고리즘(62)이나 주파수계산 알고리즘(63)에서 계산한 후 측정 방법에 따라 충전전압계산 알고리즘(64)과 누설전류 측정 알고리즘(65) 또는 임피던스계산 알고리즘(66)을 통하여 주파수와 전압정보 및 전류정보를 측정한 후 이를 표시부(17)에 디스플레이하도록 하는 제어부(16)들로 구성하여서 됨을 특징으로 하는 가로등의 이상상태 점검장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 전류측정부(13)는 상기 누설전류 측정부(12)에서 실제 현장에서 측정한 전류 중 대기 내 자계와 전계의 영향으로 섞인 노이즈 성분을 제거하는 변류기(31)와,

   상기의 검출된 전류 정보를 증폭하여 상기의 변환부(15)에서 받아들여 질 수 있는 최대값 이하로 증폭되도록 하는 연산증폭기(32)와,

   상기의 전류 정보에 대해 상기 전원부(11)의 불평형값과 불안정한 문제점을 해결하고 직류성분이 제거되도록 하는 오프셋보정회로(33)와,

   상기의 전류정보에 대해 전압과 전류 사이의 관계를 정확히 측정하는 위상보정회로(34)들로 구성한 가로등의 이상상태 점검장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기의 전위측정부는 연산증폭기를 전압 폴로어회로로 결합하여 입력임피던스가 10¹²Ω이상이 되도록 하여 전위극(P1) 및 보조전위극(P2)을 구성하는 전선으로부터 전위를 측정하는데 오차를 최소화하는 고입력 임피던스 회로(41)와,

   가로등을 흐르는 누설전류와 노이즈를 최대한 제한하는 주파수저지회로(42)와,

   전원의 불안정에 의한 오차와 직류성분을 제거하도록 하는 오프셋 저지회로(43)와,

   전류와 전압 사이의 위상차를 정확히 측정하여 입력되는 전압의 위상을 보정한 후 변환부(15)로 출력되도록 하는 위상보정회로(44)들로 구성한 가로등의 이상상태 점검장치.
4. 전위극(P1)을 가로등 주(2)의 표면에 고정장치(81)에 연결하고 보조전위극(P2)을 지면에 접지봉(82)을 통하여 접지시키도록 하고,

   사용자가 표시부(17)의 모드 변경 버튼(72)을 통해 충전상태 측정모드로 선택한 후 실행 버튼(73)을 누르게 되면 제어부(16)에서 충전상태를 측정하는 모드로 전환하고,

   전위극(P1)과 보조전위극(P2) 사이의 전위를 가로등 점검장치의 전위측정부(14)를 통하여 측정한 후, 검출된 전압정보를 변환부(15)에서 디지털화하여 제어부(16)에 전달되도록 하고,

   상기 제어부(16)에서 위상계산 알고리즘(62)과 임피던스계산 알고리즘(66)을 통하여 주파수와 전압정보를 측정한 후 이를 표시부(17)에 디스플레이하도록 한 가로등의 이상상태 점검방법.
5. 가로등 주(2) 표면의 고정장치(81)에 가로등 점검장치의 누설전류 측정부(12)를 연결하고,

   사용자가 표시부(17)의 모드 변경 버튼(72)을 통해 누설전류 측정모드로 변경시킨 후 실행 버튼(73)을 누르게 되면 제어부(16)에서 누설전류측정의 모드로 전환하고,

   가로등 주(2) 표면의 고정장치(81)에 연결한 가로등 점검장치의 누설전류 측정부(12) 내의 홀(Hall센서)에서는 가로등 내부의 흐르는 전류를 유도전류로 받아내도록 하고,

   상기의 누설전류 측정부(12)로부터의 유도전류를 측정한 값은 전류측정부(13)에서 전류정보의 상태로 측정되어 전위측정부(14)를 통해 전압정보로 된 후 변환부(15)에서 디지털화하여 제어부(16)에 저장된 충전전압계산 알고리즘(64)과 누설전류 측정 알고리즘(65) 및 임피던스계산 알고리즘(66)을 통하여 전류정보를 측정한 후 이를 표시부(17)에 디스플레이하도록 한 가로등의 이상상태 점검방법.
6. 가로등 주(2)의 표면에 결합한 고정장치(81)에 전위극(P1)과 전류극(C1)을 연결한 상태에서 접지봉(82)(83)을 통하여 보조전위극(P2)과 보조전류극(C2)이 각각 접지되도록 하고,

   사용자가 표시부(17)의 모드 변경 버튼(72)을 통해 접지저항 측정 모드로 변경시키고 실행 버튼(73)을 누르게 되면 제어부(16)에서 접지저항을 측정하기 위한 모드로 전환하고,

   가로등 점검장치의 전류측정부(13)에서 전류정보와 주파수신호를 제어부(16)의 신호발생부(68)로 보내어 정현파로 발생시켜 변환부(15)로 보내도록 하고,

   변환부(15)에서는 이 값을 아날로그화 되어 전원부(11)에 인가하여 전원이 공급되도록 하고,

   전류측정부(13)와 전위측정부(14)는 인가되는 전원으로 각각의 전류극과 전위극 사이의 전류값과 전위값을 측정하고,

   전류측정부(13)에서 전류정보의 상태로 측정된 전류값과 전위극(P1)과 보조전위극(P2) 사이의 전위를 전위측정부(14)를 통하여 측정한 전압값을 변환부(15)로 보내도록 하고,

   변환부(15)에서는 이 값을 동시에 샘플링하여 신호처리하고 제어부(16)로 보내어 저장된 위상계산 알고리즘(62), 주파수계산 알고리즘(63), 충전전압계산 알고리즘(64), 누설전류 측정 알고리즘(65) 및 임피던스계산 알고리즘(66)을 통하여 접지저항을 연산한 후 이를 표시부(17)에 디스플레이하도록 한 가로등의 이상상태 점검방법.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기의 충전전압, 누설전류 및 접지저항을 하나의 가로등 점검장치에서 측정할 수 있도록 함을 특징으로 하는 가로등의 이상상태 점검방법.