KR20070023506A

KR20070023506A - 상용전원과 안전전압에서 이용 가능한 가로등 제어장치

Info

Publication number: KR20070023506A
Application number: KR1020060035517A
Authority: KR
Inventors: 곽재영
Original assignee: (주)세오전자
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-02-28

Abstract

본 발명은 원격지 여러 장소에 설치되어 있는 수많은 각각의 가로등의 점등상태를 관리하고, 전체 또는 개별 제어가 가능한 가로등 제어장치이며, 중앙제어장치(서버 컴퓨터), 분전함 제어장치, 가로등주 제어장치의 3가지가 포함되어 구성되어 있다.

본 발명의 가로등 제어 장치는 기존의 여러가지 종류의 가로등 관제 시스템과는 다르게 다음과 같은 특징이 있다. 첫째, 중앙제어장치에 여러가지 인터페이스장치나 통신장치를 사용하지 않고 서버 컴퓨터에서 직접 인터망을 통하여 분전함 제어장치와 데이터를 주고 받을 수 있도록 하였다. 이렇게 함으로써, 각 가로등의 동작상태를 관리하고 개별 또는 전체 가로등의 제어에 필요한 제어명령을 하달하는 부분이다.

둘째, 분전함 제어장치는 내부에 2가지의 통신 모듈을 가지고 있는데, CDMA모뎀을 이용 인터넷망에 접속하여, 중앙제어장치의 서버컴퓨터와 접속하여 여러개 가로등의 점등 소등에 필요한 제어명령을 전달받거나, 각각의 가로등의 동작상태를 중앙 제어장치(서버컴퓨터)에 전달하는 역할을 수행하며, 내부의 전력선 통신 모듈을 이용하여 가로등주 제어장치의 전력선 통신모듈과 데이터 송수신을 담당한다. 또한, 가로등이 점등되는 시간에는 분전함에 상용전원을 인가하여 가로등을 점등 시키고, 가로등이 점등되지 않는 시간에는 분전함에 30V 이하의 안전전압을 인가하여 선로의 현재상태를 점검할 수 있다.

세째, 가로등주 제어장치는 전력선 통신 모듈을 이용하여 분전함 제어장치의 전력선 통신모듈과 데이터 송수신을 수행하여, 개별 가로등의 동작상태나 선로 상태를 보고하거나, 중앙제어장치(서버 컴퓨터)의 제어명령을 분전함 제어장치를 통하여 전달 받는다.

기존의 장치는 야간 시간, 즉 가로등주의 가로등이 점등되는 시간에만 분전함에서 전력선로에 상용전압을 인가하여 가로등을 점등시키고, 주간 또는 에너지 절약 차원에서 가로등을 격등으로 소등시에는 일반적으로 이러한 전력선로의 전원을 완전히 차단 시키는데 비하여,

고안한 장치는 야간 시간, 즉 가로등주의 가로등이 점등되는 시간에는 분전함에서 전력선로에 상용전압을 인가하여 가로등을 점등시키고, 주간 소등시 또는 에너지 절약 차원에서 가로등을 격등으로 소등시에는, 사람에게 감전의 위험이 없는 30V 이하의 안전전압을 전력선로에 인가하여, 실시간으로 선로상의 누설전류, 단선, 합선등의 전력선로의 상태를 감시할 수 있도록 한 장치이다.

본 발명의 장치는 이렇게 항상 전력선로에 전압이 인가되는 상태이므로 가로등주 제어장치가 24시간 동작 가능하여, 장마철의 누전상태 또는 도로공사로 인한 선로의 파손상태등을 실시간으로 감시할 수 있으므로 감전피해를 사전에 예방할 수 있다. 이렇게 함으로써, 가로등이 동작되지 않는 시간에도 안전전압이 가로등용 선로에 인가되어 선로 합선, 누전, 단선등의 여러가지 고장상황을 분전함 제어장치에서 쉽게 파악하여 중앙 제어장치로 통보할 수 있다.

가로등 제어장치, 가로등주 제어장치, 안전전압, 중앙 제어장치, CDMA통신, 전력선 통신, 컨트롤부

Description

상용전원과 안전전압에서 이용 가능한 가로등 제어장치{Control Device of Street Lighting Using in Commercial voltage and Safe Voltage}

[도 1]은 가로등 제어장치에서 분전함 제어장치의 블럭도를 나타내고 있다.

(80)은 컨트롤부를 나타내고 있다.

(90)은 안전전압 인가장치를 나타내고 있다.

(110)은 타이머 장치를 나타내고 있다.

(120)은 수동/자동 선택 스위치를 나타내고 있다.

(130)은 마그네틱 스위치(MC) 장치의 수동 동작 버튼을 나타내고 있다.

(100)은 컨트롤부에서 마그네틱 스위치의 제어신호선을 나타내고 있다.

(200)은 컨트롤부에서 마그네틱 스위치 2차측에 연결된 전원선으로 30V이하의 안전전압을 전력선로에 인가하고, 전력선 통신을 담당하는 전원선이다.

(300)은 센서장치부에서 CT와 연결되는 부분이다.

(400)은 센서장치부에서 ZCT와 연결되는 부분이다.

기존의 가로등 관제 시스템 또는 가로등 제어 시스템에 관한 고안은, 중앙관제 시스템에서 분전함에 설치된 가로등 점멸 제어장치로 가로등 제어 주파수대역의 반송파에 특정 데이터를 싣어보내는 단방향 VHF방식과, 양방향 VHF방식이 대부분 이었으며, 최근에 일부 CDMA방식과 전력선 통신방식을 이용한 방식이 개발되었다.

기존의 CDMA모듈이나 모뎀을 이용한 CDMA방식에 있어서, 이들 대부분의 시스템은 크게 2개 장치로 구성되어 있다. 첫째가 중앙제어장치이고, 이러한 중앙제어장치는 중앙 제어장치내에 장착된 CDMA 모뎀을 이용하여 각 로컬에 설치된 분전함 점멸제어장치의 CDMA 모뎀과 데이터를 송수신하고, 이러한 데이터를 컴퓨터로 전송하는 역할을 수행하며, 둘째가 가로등 점멸 제어장치인데, 가로등 점멸 제어장치는 여러지역에 위치한 분전함 내에 설치되어 있고, 중앙제어장치로부터 가로등의 점등과 소등에 대한 명령을 전달받아 분함내의 점멸기를 온,오프 제어하고, 분전함내 점멸기의 동작상태와 각 분전함의 전압값, 전류값, 누설전류값등을 중앙 제어장치로 전송하는 방식이고, 이러한 방식은 각각의 개별적인 가로등을 제어하지 않고 분전함별로 제어하거나 분전함의 분기별로 제어하는 방식이다.

예를들어, 이러한 방식에서 1개의 분전함에 2개의 분기가 있고, 각 분기마다 10개의 가로등주가 연결되어 있을 경우 전체 가로등은 20개가 되며, 전체 가로등 20개에 전원을 인가하는가 인가하지 않는가에 따라서 점등과 소등이 결정되며, 혹은 1개 분기에만 전원을 인가하면 절반인 10개만 점등 되며, 부분적으로 5개 또는 원하는 가로등만 점등 또는 소등 제어하는것은 불가능하다.

기존의 전력선(PLC)통신을 이용한 양방향 VHF방식은, 3개 시스템으로 구성되어 있다.

첫째가 중앙제어장치이고, 이러한 중앙제어장치는 장치내에 장착된 VHF 모뎀을 이용하여 각 로컬에 설치된 분전함 점멸제어장치의 VHF 모뎀과 데이터를 송수신하고 이러한 데이터를 컴퓨터로 전송하는 역할을 수행하며,

둘째가 분전함 제어장치인데, 분전함 제어장치는 여러지역에 위치한 분전함 내에 설치되어 있고, 중앙제어장치의 VHF 모뎀으로부터 가로등의 점등과 소등에 대한 명령을 전달받아 분함내의 점멸기를 온,오프 제어하고, 분전함내 점멸기의 동작상태와 각 분전함의 전압값, 전류값, 누설전류값등을 중앙 제어장치로 전송하는 역할을 수행하며,

세째가 가로등 제어장치인데, 각각의 가로등에 전력선모뎀을 포함하는 제어기를 설치하여 가로등 점멸제어장치와 전력선을 이용하여 데이터를 송수신하는 역할을 수행하는 방식이고, 이러한 VHF 방식은 통신 에러가 많은 단점이 있어서, 이에 대한 보완책이 필요한 실정이다.

상기 CDMA방식과 전력선 통신방식을 이용한 방식의 2가지 경우에 있어서, 주간 또는 에너지 절약을 위하여 가로등이 소등되는 시간대에는 선로가 단선되거나 합선되는 등의 여러가지 선로의 고장 상태를 파악할 수 없고, 전력선로에 다시 전 원이 인가되어 가로등을 점등해야만 선로의 상태를 파악할 수 있다는 단점이 있다.

지피에스 신호수신 및 양방향 원격통신을 이용한 가로등관리장치(출원번호 : 20-2003-0012941)의 고안에서는 시스템의 운영프로그램을 내장하고 구동하는 제어컴퓨터와; 상기 제어 컴퓨터와 연결 구성되어 무선 통신을 통하여 정보를 상호 교환가능한 원격통신부와; 제어컴퓨터와 연결 구성된 상용의 GPS수신기 등으로 구성되어 있는 시스템으로써, 각각의 가로등주에는 제어장치나 감시장치를 연결하지 않고, 상기 컴퓨터와 원격통신부를 이용하여 통신하는 방식으로 인터넷망을 이용하는 본 고안과는 다른 차별화된 방식이며, 안전 전압을 이용하지 않는 점에서도 다른 방식이다.

가로등 제어장치(출원번호 : 20-2003-0019317)의 고안에서는, 조도센서와 타임스위치가 겸용되면서 누전차단기능(또는 감전보호기능)을 가지는 제어수단을 구성한 후 이를 가로등의 외부 둘레면에 설치하여 동작시키는 방식으로써, 중앙관제 시스템이나 분전함 제어장치, 가로등주 제어장치가 없는 방식으로, 본 고안과는 다른 방식이다.

광역 가로등 시스템(출원번호 : 10-2003-0006213)의 고안에서는, 중앙통제장치와, 다수의 선로로 전기를 배전하는 다수의 배전반으로 구성되고, 상기 배전반에 구비된 배선용 차단기 및 누전차단기를 전원차단 또는 전원연결상태로 전환시키 는 액츄에이터와, 가로등 연결용 선로에 각각 장착되어 선로의 절연저항측정을 통해 누전을 감지하는 절연저항측정기와, 가로등 연결용 선로에 신호파를 발진시키고 반사되어 돌아오는 반사파를 검출 및 처리하여 누전 및 단선위치를 측정하는 선로감시기를 포함하는 방식으로써, 배전반에서의 누전과 단선 위치 측정방식에 관한 것으로, 가로등주 제어장치나 분전함 제어장치등의 구성에 있어서도 본 고안과는 다른 방식이다.

전력선 통신을 이용한 가로등 제어장치(출원번호 : 10-2003-0031831)의 고안에서는, 하나의 가로등 중앙분전반이 제어할 수 있는 전송 제한 거리 이내에 중계기를 설치하여 거리제한 없이 전력선 통신방식으로 가로등 제어를 할 수 있도록 한 전력선 통신을 이용한 가로등 제어장치에 관한 것으로, 전력선 통신의 최대 유효 거리 범위 이내에 있는 임의의 등주제어기의 PLC모뎀에는 상기 마스터 모뎀과 각 등주제어기의 PLC모뎀과의 통신 정보를 중계하는 중계기가 더 포함하는 방식에 관한 것이며, 안전전압과 중계기가 필요하지 않는 본 고안과는 다른 방식이다.

가로등 관제 시스템 및 그 방법(출원번호 : 10-2002-0076689)의 발명은,

호스트컨트롤러부와 서브컨트롤러부, 그리고 가로등 컨트롤러부로 구성된 방식이며, 제어신호를 입력하고 관리 및 보수하도록 제어하는 호스트 컨트롤러의 제어신호와 상기 가로등을 보수하는 자의 휴대폰의 제어신호 중 어느 하나에 의해 다수개의 가로등을 전부 또는 부분적으로 점/소등되도록 제어하는 방식이며, 상기 호 스트 컨트롤러 및 상기 가로등 컨트롤러 사이에 상기 유무선 통신망과 상기 전력선 통신망으로 연결되며, 상기 가로등을 보수하는 자의 휴대폰의 제어신호에 의해 상기 가로등 컨트롤러의 동작을 제어하는 서브 컨트롤러로 구성된 방식으로, 본 고안의 구성에서의 가로등주 제어장치가 없는 점과, 분전함 제어장치등의 구성 및 안전전압 사용등에 있어서도 본 고안과는 다른 방식이다. 또한 고장을 판단하는 방식이 다수개의 가로등에서 사용한 전력량을 기준으로 설정된 전력량과 비교하여 차이가 있을시에 고장을 판단하는 방식으로, 본 고안에서는 각 가로등의 누설전류 데이터나 분전함내의 각 분기별 누설전류 데이터등을 직접 중앙제어장치(서버 컴퓨터)로 전송하는 방식으로 차이가 있다.

이동통신을 이용한 가로등 제어방법(출원번호 : 10-2003-0032856)의 발명은, 중앙 관제센터에 가로등 제어명령용 서버와 이동통신 단말기로 구성되어 있고, 분전함에 가로등제어부와 가로등 점소등 구동부로 가로등 모니터링부, 이동통신 모뎀으로 구성되어 있고, 가로등 제어명령용 서버가 이동통신 단말기의 통해, 상기 제어명령에 해당되는 가로등 분전함의 전화번호를 확인하여 다이얼링하고, 가로등 분전함이 착신할 경우에 상기 제어명령에 따라 중앙 관제센터와 가로등 분전함이 이동통신을 이용하여 상호간에 소정의 데이터를 전송하면서 중앙 관제센터가 가로등의 현재상태를 모니터링하고, 점등 및 소등 명령을 가로등 분전함으로 제공하여 가로등을 점등 및 소등시키도록 하는 방식으로,

중앙관제 센터에 이동통신 단말기를 이용하여 분전함 장치와 데이터를 송수 신 하는 점에서 본 고안이 서버 컴퓨터가 직접 인터넷망에 연결되어 명령을 수행하는점에서 차이가 있으며, 가로등주 제어장치가 없는점에서도 차이가 있으며, 안전전압 사용등의 점에서도 차이가 있다.

1. 기존의 중앙제어장치는 컴퓨터와 별도의 통신장치 또는 장치내에 장착된 CDMA 모뎀을 이용하여, 각 로컬에 설치된 분전함 제어장치의 CDMA 모뎀과 데이터를 송수신하고 이러한 데이터를 컴퓨터로 전송하는 역할을 수행하였는데, 본 고안에서는 이러한 별도의 통신장치를 생략하고, 서버 컴퓨터에서 직접 인터넷망을 연결하여 분전함 제어장치의 CDMA 모뎀과 통신을 수행하는 방식의 가로등 제어장치를 고안하였다.

2. 발명한 장치는 크게 중앙제어장치(서버 컴퓨터와 인터넷), 분전함 제어장치, 가로등주 제어장치의 3부분으로 구성된다.

3. 발명한 장치의 중앙제어장치에는 서버컴퓨터와 인터망으로만 구성하였으며, 각각의 분전함내에 장착되는 분전함 제어장치에는 CDMA 모뎀과 전력선 통신이 가능한 모듈을 이용하였으며, 이러한 통신모듈을 제어하는 컨트롤부, 타이머 장치, 자동/수동 스위치, 안전전압을 인가할수 있는 안전전압인가장치 등으로 구성되어 있으며, 가로등주 제어장치는 분전함 제어장치와 전력선 통신을 담당하는 전력선 통신 모듈부, 전력선 통신 모듈부의 동작 제어을 담당하는 전력선 통신용 마이컴부, 등주제어명령 처리용 마이컴부, 전력선 통신용 마이컴부와 등주제어명령 처리용 마이컴부가 이상 동작하거나 동작이 정지될때, 자동으로 이를 감지하여 마이컴부에 리셋 명령을 하달하여 장치를 초기화하는 자기복구 마이컴부, 여러개의 가로등주에 고유번호(ID)를 부여할 수 있는 고유번호(ID) 설정부, 일반 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하) 모두에서 등주제어기가 동작 가능하도록 전원을 공급해주는 상용전압 안전전압 공용 전원부, 각각의 개별 가로등주의 사용 전류값을 감지하는 CT부, 각각의 개별 가로등주의 사용 누설전류값을 감지하는 ZCT부, 등주 제어장치에서 사용하는 상용전압 안전전압 공용 전원부(450)와 가로등용 안정기등에서 발생하는 전원 노이즈를 제거하는 필터부, 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 입력되고, CT와 ZCT를 연결하는 입력부, 입력되는 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 가로등용 안정기로 바로 연결되어 동작하거나 등주제어장치의 제어명령에 의해 동작하는가를 선택하는 모드변환부, 모드변환부의 선택에 따라서 가로등용 안정기에 연결 시키거나 등주제어기로 연결 시키는 역할을 담당하는 출력제어부, 가로등용 램프의 현재 상태를 감시하여 램프의 점등 소등 또는 램프 이상유무를 감지하여 등주 제어명령 처리용 마이컴부에 전달하는 램프감지부로 구성되는 시스템이다.

4. 발명한 장치는 각 개별 가로등주의 램프 점소등상태와 안정기의 동작상태, 개별 가로등주의 선로 상태, 선로의 누설전류값을 분전함내에 설치된 분전함 제어장치와, 중앙제어장치인 컴퓨터에서 관측하고 전체적 통합제어와 각각 개별적 제어가 모두 가능하다.

5. 발명한 장치는, 가로등을 점등하지 않는 낮시간 동안에는 분전함 제어장 치에서, 선로 점검을 위하여 30V 이하의 안전전압을 선로에 인가할 수 있도록 하였으며, 이렇게 함으로써 분전함 제어장치와 가로등주 제어장치 사이에서 가로등이 점등되지 않는 낮 시간 동안에도 상호간 통신이 가능하며, 선로의 단선과 누전상태를 지속적으로 감시할 수 있다.

6. 발명한 장치의 중앙제어장치(서버컴퓨터)는 여러곳에 소재한 여러개의 분전함 제어장치의 동작상태 및 가로등 각각의 동작상태에 대한 데이터를 저장하여 보관하고, 허가된 사람은 외부의 컴퓨터에서 인터넷망을 이용하여 서버컴퓨터에 접속하여 데이터를 관리하고 제어가 가능한 장치이다.

7. 발명한 장치는 중앙제어장치의 명령이 가장 우선하며, 명령이 없을 경우에는 분전함 제어장치는 현재 시스템의 상태를 정확하게 판단하고, 분전함 제어장치 내부의 등주 제어명령 처리용 마이컴부에서 자체적으로 현재의 날짜에서의 일출 일몰에 대한 연산을 수행하여, 가로등의 점소등시간을 자동으로 제어할 수 있는 장치이다.

[도 1]은 분전함 제어장치의 블럭도이다.

(80)은 분전함 제어장치에서 각종장치의 동작의 제어명령과 연산을 수행하는 컨트롤부이다.

(90)은 주간에 가로등이 소등되어 있을때 선로를 감시하기 위하여 선로상에 30V 이하의 전압을 인가하는 안전전압 인가 장치이다.

(110)은 분전함 제어장치가 고장시에 수동으로 정해진 시간에 가로등을 점등 시키기 위한 수동 타이머 장치를 나타내고 있다.

(120)은 수동/자동 선택 스위치를 나타내고 있다.

(100)은 컨트롤부에서 마그네틱 스위치 1과 2의 제어신호선을 나타내고 있다.

(200)은 컨트롤부에서 안전전압을 인가하는 전원선이며, 전력선 통신선로로도 사용하고 있다.

(300)은 전류감지센서(CT)에서 컨트롤부로 전류값을 전송하는 데이터 신호선이며, 각각의 누전차단기부 하단에 접속하여 구성한다.

(400)은 누설전류감지센서(ZCT)에서 컨트롤부로 누설전류값을 전송하는 데이터 신호선이며, 각각의 누전차단기부 하단에 접속하여 구성한다.

[도 2]는 분전함 내부의 전체 구성도이다.

(10)은 인가되는 공급전원을 온오프하는 메인 전원차단기 이다.

(20), (30)은 컨트롤부에서의 제어신호에 따라서 온오프 동작을 수행하는 마크네틱 스위치이다.

(40), (50), (60), (70)은 누전시에 자동으로 전원을 차단하는 누전차단기이다.

(500)은 분전함내의 스위치를 제어하고 중앙제어장치와의 통신을 통하여 데 이터를 송수신하고, 가로등주 제어장치와 통신을 수행하는 분전함 제어장치 이다.

(140)은 누전차단기 하단에 위치하여 각각 분기별로 가로등을 연결할 수 있는 부하측이다.

[도 3]은 분전함 제어장치의 컨트롤부의 블럭도이다.

(150)은 컨트롤부의 현재 동작상태를 보여주는 디스플레이부이다.

(160)은 중앙제어장치(서버컴퓨터)와 인터넷망을 이용하여 데이터를 송수신하는 CDMA 모뎀부이다.

(170)은 가로등주 제어장치와 전력선을 통하여 데이터를 송수신하기 위한 전력선 통신 모듈부이다.

(180)은 CDMA 모뎀부의 통신상태를 실시간으로 감시하는 CDMA 모뎀 통신감지용 마이컴부 이다.

(190)은 전력선 통신 모듈부의 통신상태를 실시간으로 감시하는 전력선 통신 감지용 마이컴부 이다.

(210)은 컨트롤장치의 여러가지 제어명령을 담당하는 컨트롤장치 제어명령 마이컴부 이다.

(220)은 CDMA 모뎀 통신감지용 마이컴부(180)와 전력선 통신 감지용 마이컴부(190), 그리고 컨트롤장치 제어명령 마이컴부(210)의 이상동작이나 장치 동작정지시에 이를 감지하여 자동으로 리셋하여 장치를 복구하는 자기복구용 마이컴부 이다.

(230)은 CT를 이용하여 전류감지를 수행하고, ZCT를 이용하여 누설전류를 감지하기 위한 센서감지부 이다.

(240)은 정전을 감지하고 평상시에 밧데리를 충전하고, 정전시에 밧데리의 전원을 이용할 수 있도록 하는 충전회로부 이다.

(250)은 밧데리부 이다.

(260)은 전원공급을 담당하는 전원장치부 이다.

(270)은 전원의 노이즈를 차단하는 필터부 이다.

(280)은 분전함 점멸기의 동작을 제어하는 출력 제어부이고, 안전전압 인가 장치(90), 수동 타이머 장치(110), 수동/자동 선택 스위치(120), 마그네틱 스위치(MC) 장치의 수동 동작 버튼(130), 마그네틱 스위치 1과 2의 제어신호선(100), 전력선 통신선로와 안전전압을 인가하는 전원선(200)과 연결된다.

[도 4]는 가로등주 제어장치의 블럭도이다.

(410)은 분전함 제어장치와 전력선 통신을 담당하는 전력선 통신 모듈부이다.

(415)는 전력선 통신용 마이컴부 이다.

(420)은 등주제어명령 처리용 마이컴부 이다.

(430)은 전력선 통신용 마이컴부(415)와 등주제어명령 처리용 마이컴부(420)가 이상 동작하거나 동작이 정지될때, 자동으로 이를 감지하여 마이컴부에 리셋 명령을 하달하여 장치를 초기화하는 자기복구용 마이컴부 이다.

(440)은 여러개의 가로등주에 고유번호(ID)를 부여할 수 있는 고유번호(ID) 설정부이다.

(450)은 일반 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하) 모두에서 가로등주 제어장치가 동작 가능하도록 전원을 공급해주는 상용전압 안전전압 공용 전원부 이다.

(460)은 각각의 개별 가로등주의 사용 전류값을 감지하는 CT부 이다.

(470)은 각각의 개별 가로등주의 사용 누설전류값을 감지하는 ZCT부 이다.

(480)은 등주 제어장치에서 사용하는 상용전압 안전전압 공용 전원부(450)와 가로등용 안정기등에서 발생하는 전원 노이즈를 제거하는 필터부이다.

(490)은 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 입력되고, CT와 ZCT를 연결하는 입력부 이다.

(491)은 입력되는 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 가로등용 안정기로 바로 연결되어 동작하거나 등주제어장치의 제어명령에 의해 동작하는가를 선택하는 모드변환부 이다.

(492)는 모드변환부(491)의 선택에 따라서 가로등용 안정기에 연결 시키거나 등주제어기로 연결 시키는 역할을 담당하는 출력제어부 이다.

(493)은 가로등용 램프의 현재 상태를 감시하여 램프의 점등 소등 또는 램프 이상유무를 감지하여 등주 제어명령 처리용 마이컴부(420)에 전달하는 램프감지부 이다.

[도 5]는 전체 가로등 장치의 시스템 구성도이다.

(510)은 인터넷망을 이용하여 분전함 제어장치로 제어명령을 전달하고, 각 가로등주의 개별 동작상태를 관리하는 중앙제어장치(서버 컴퓨터)이다.

(520)은 분전함 제어장치와 중앙제어장치(서버 컴퓨터) 사이의 데이터 전송통로인 인터넷망이다.

(530)은 각 가로등의 동작상태를 중앙제어장치(서버 컴퓨터)로 전달하고 또는 중앙제어장치(서버 컴퓨터)의 제어명령을 각 가로등주 제어장치로 전달하는 역할을 담당하는 분전함 제어장치이다.

(540)은 여러지역에 설치되어 있는 가로등주 이다.

본 발명의 가로등 제어장치의 동작은 다음과 같다.

분전함 제어장치 컨트롤부의 컨트롤장치 제어명령 마이컴부(210)에서, 1년 365일의 일출시간과 일몰시간에 대한 데이터를 계산하고 저장하고 있어서, 매일 매일의 일몰시간이 되면, 마그네틱 스위치(20, 30)에 온(ON) 제어신호를 전송하여 전원선에 전원을 인가하고, 자동으로 전력선통신 모듈부(170)를 통하고 가로등주 제어장치의 전력선 통신 모듈부(410)를 통하고 전력선 통신용 마이컴부(415)와 등주제어명령 처리용 마이컴부(420)를 통하여 점등 명령을 전달하여 램프를 점등시키고, 일출시간이 되면 다시 자동으로 전력선통신 모듈부(170)를 통하고 가로등주 제어장치의 전력선 통신 모듈부(410)를 통하고 전력선 통신용 마이컴부(415)와 등주제어명령 처리용 마이컴부(420)를 통하여 가로등주 제어장치에게 소등 명령을 전달하여 램프를 소등시킨다. 이때, 각각의 가로등주 제어장치를 구분할 수 있도록 각각의 가로등주 제어장치의 고유번호 설정부(440)에서 장치의 고유번호를 설정하고, 이렇게 설정된 이들 가로등주의 총갯수에 대한 데이터는, 분전함 제어장치 컨트롤부의 컨트롤장치 제어명령 마이컴부(210)에도 동시에 저장하여 가로등주 제어장치와 상호 통신이 가능하다.

일출시간이 되어 램프가 소등된 후, 분전함 제어장치 컨트롤부의 컨트롤장치 제어명령 마이컴부(210)에서는, 다시 안전전압 인가장치(90)에게 동작 명령을 전송하게 되고, 분전함과 가로등주 사이의 전원선에는 상용전원(통상 220V)이 공급되다가 30V 이하의 안전전압이 공급되며, 가로등주 제어장치에도 30V 이하의 안전전압이 공급된다. 이때, 가로등주 제어장치는 고용전원부(450)에 의하여 30V 이하의 전원에도 동작 가능하며, 가로등주 제어장치 고장시에는 모드변환부(491)를 이용하여 가로등주 제어장치 없이 안정기를 동작 시킨다. 또한, 분전함 제어장치에서 고장 발생시에는, 수동/자동 선택스위치(120)를 수동으로 전환하면, 설정된 타이머의 시간에 따라서 가로등주의 램프는 점등 또는 소등된다.

이렇게 분전함 제어장치가 상용전원이나 안전전압에서 동작중에는, 선로에 흐르는 전류값은 전류감지센서(300)를 이용하여 감지할 수 있으며, 선로의 누설전류값은 누설전류감지센서(400)를 이용하여 감지하고 중앙제어장치로 데이터를 전송한다. 또한, 누설전류값이 누전차단기(40, 50, 60, 70)의 허용값을 넘어서면 자동으로 전원을 차단한다.

발명한 장치에서는, 위와 같이 가로등이 소등되는 주간 시간에도 안전전압을 선로에 인가함으로써, 선로를 상시 감시할 수 있으며, 선로에 누설전류나 단선고장이 발생시, 즉시 이러한 사실을 감지하고 조치를 취할 수 있으나, 기존의 장치나 발명에서는 주간에 선로고장이 발생하여도 야간에 램프를 점등시키기 전까지는 선로의 고장에 대한 정보를 알수가 없었던 단점이 있었다. 또한, 분전함 제어장치에서 CDMA 모뎀 감지용 마이컴(180)과, 전력선 통신감지 마이컴(190)을 이용하여 CDMA 모뎀의 동작상태와 전력선 통신 모듈의 동작상태를 24시간 항상 감시하며, 이들 모뎀의 동작상태는 분전함 제어장치 컨트롤부의 자기복구용 마이컴부(220)을 이용하여 다시 감시하는 2중의 감시체계를 갖추고 있다.

가로등주 제어장치에서는 CT부(460)를 이용하여 개별 가로등주의 사용전류값을 감지하며, ZCT부(470)를 이용하여 개별 가로등주의 누설전류값을 감지하며, 등주 제어명령 처리용 마이컴부(420)과, 전력선 통신감지 마이컴(415)을 이용하여 가로등주의 동작상태와 전력선 통신 모듈의 동작상태를 24시간 항상 감시하며, 이들 모뎀의 동작상태는 가로등주 제어장치의 자기복구용 마이컴부(430)를 이용하여 다시 감시하는 2중의 감시체계를 갖추고 있다. 이렇게 각각의 감지부를 이용하여 누설전류, 단선, 안정기 고장, 램프 고장과 같은 상황 발생시에 가로등주 제어장치는, 전 력선 통신 모듈부(410)를 통하고 전력선 통신용 마이컴부(415)와 등주제어명령 처리용 마이컴부(420)를 통하여, 분전함 제어장치 컨트롤부의 전력선통신 모듈부(170)를 통하고 제어명령 마이컴부(210)를 통하여, 분전함 제어장치의 컨트롤부의 CDMA 모뎀(160)을 이용, 인터넷망을 통하여 중앙제어장치(서버 컴퓨터)에게 고장명령을 전달한다. 이러한 절차로 전체 가로등 제어장치와 시스템이 동작한다.

그러나, 중앙제어장치(서버컴퓨터)에서 임의의 시간에 관리자가 분전함 제어장치의 컨트롤부의 CDMA 모뎀(160)을 이용, 인터넷망을 통하여 분전함 제어장치 컨트롤부의 컨트롤장치 제어명령 마이컴부(210)로 점등 또는 소등 명령을 전송하면, 분전함 제어장치는 다음 점등 또는 소등 시간까지는 가장 우선적인 명령으로 인식하여 중앙제어장치의 명령을 수행한다.

본 발명의 가로등 제어장치에서 분전함 제어장치는 내부에 2가지의 통신 모듈을 가지고 있는데, CDMA모뎀을 이용 인터넷망에 접속하여, 중앙제어장치의 서버컴퓨터와 접속하여 여러개 가로등의 점등 소등에 필요한 제어명령을 전달받거나, 각각의 가로등의 동작상태를 중앙 제어장치(서버컴퓨터)에 전달하는 역할을 수행하며, 내부의 전력선 통신 모듈을 이용하여 가로등주 제어장치의 전력선 통신모듈과 데이터 송수신을 담당한다. 또한, 가로등이 점등되는 시간에는 분전함에 상용전원을 인가하여 가로등을 점등 시키고, 가로등이 점등되지 않는 시간에는 분전함에 30V 이하의 안전전압을 인가하여 선로의 현재상태를 점검할 수 있다.

또한, 가로등주 제어장치는 전력선 통신 모듈을 이용하여 분전함 제어장치의 전력선 통신모듈과 데이터 송수신을 수행하여, 개별 가로등의 동작상태나 선로 상태를 보고하거나, 중앙제어장치(서버 컴퓨터)의 제어명령을 분전함 제어장치를 통하여 전달 받을 수 있다.

이를 이용하여, 분전함 제어장치와 중앙제어장치(서버 컴퓨터)에서는 가로등주 제어장치를 이용하여, 야간에 가로등의 램프가 점등시에 각 개별 가로등주의 램프 점등 소등 상태와 안정기의 동작상태, 개별 가로등주의 누설전류값에 대한 정보를 얻을 수 있다.

주간 소등시 또는 에너지 절약 차원에서 가로등을 격등으로 소등시에는, 사람에게 감전의 위험이 없는 30V 이하의 안전전압을 전력선로에 인가하여, 실시간으로 선로상의 누설전류, 단선, 합선등의 전력선로의 상태를 감시할 수 있도록 한 장치이다. 이렇게 함으로써, 본 고안은 항상 전력선로에 전압이 인가되는 상태이므로 가로등주 제어장치가 24시간 동작 가능하여, 장마철의 누전상태 또는 도로공사로 인한 선로의 파손상태등을 실시간으로 감시할 수 있으므로 감전피해를 사전에 예방할 수 있다. 이렇게 함으로써, 가로등이 동작되지 않는 시간에도 안전전압이 가로등용 선로에 인가되어 선로 합선, 누전, 단선등의 여러가지 고장상황을 분전함 제어장치에서 쉽게 파악하여 중앙 제어장치로 통보할 수 있다.

분전함 제어장치에서 CDMA 모뎀을 이용하여 인터넷망을 접속하여 중앙관제장치의 서버컴퓨터로, 여러 개소의 분전함의 동작상태 및 이러한 분전함에 연결된다수의 가로등의 동작상태에 대한 데이터를 전송하고, 서버 컴퓨터는 이들 각각의 데이터를 분석하여 현재 시스템의 각 부분 또는 전체의 동작상태에 대한 제어명령을 판단하여 분전함 제어장치로 명령을 전송할 수 있는 가로등 제어장치이다. 또한, 분전함 제어장치에서는 현재 시스템의 상태를 정확하게 판단하여 중앙제어장치의 명령이 없을 경우에도 분전함 제어장치 자체적으로 가로등의 점등과 소등 상태를 제어할 수 있는 장치이다.

Claims

상용전압과 안전전압에서 이용 가능한 가로등 제어장치는 중앙제어장치(서버 컴퓨터), 분전함 제어장치, 가로등주 제어장치로 구성되어 있으며,

중앙 제어장치는 서버컴퓨터로 구성되며, 인터넷망에 직접 접속하여 분전함 제어장치의 CDMA 모뎀부를 통하여 분전함 제어장치와 상호 통신을 수행하며 데이터를 송수신 하며,

분전함 제어장치는 분전함내 각종장치의 동작의 제어명령과 연산을 수행하는 컨트롤부, 주간에 가로등이 소등되어 있을때 선로의 합선, 단선, 누설전류값 등에 관한 데이터를 측정하여, 선로상태를 감시하기 위하여 선로상에 30V 이하의 전압을 인가하는 안전전압 인가 장치, 분전함 제어장치가 고장시에 수동으로 정해진 시간에 가로등을 점등 시키기 위한 수동 타이머 장치, 수동/자동 선택 스위치부, 마그네틱 스위치(MC) 장치의 수동 동작 버튼부등으로 구성되며,

가로등주 제어장치는 분전함 제어장치와 전력선 통신을 담당하는 전력선 통신 모듈부, 전력선 통신 모듈부의 동작 제어을 담당하는 전력선 통신용 마이컴부, 등주제어명령 처리용 마이컴부, 전력선 통신용 마이컴부와 등주제어명령 처리용 마이컴부가 이상 동작하거나 동작이 정지될때, 자동으로 이를 감지하여 마이컴부에 리셋 명령을 하달하여 장치를 초기화하는 자기복구 마이컴부, 여러개의 가로등주에 고유번호(ID)를 부여할 수 있는 고유번호(ID) 설정부, 일반 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하) 모두에서 등주제어기가 동작 가능하도록 전원을 공급해 주는 상용전압 안전전압용 전원장치부, 각각의 개별 가로등주의 사용 전류값을 감지하는 CT부, 각각의 개별 가로등주의 사용 누설전류값을 감지하는 ZCT부, 등주 제어장치에서 사용하는 상용전압 안전전압용 전원장치부와 가로등용 안정기등에서 발생하는 전원 노이즈를 제거하는 필터부, 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)의 전원부와, CT와 ZCT를 연결하는 입력부, 입력되는 상용전압(보통 220V 이상)과 안전전압(30V 이하)이 가로등용 안정기로 바로 연결되어 동작하는 모드와 가로등주 제어장치의 제어명령에 의해 동작하는 모드를 선택하는 모드변환부, 모드변환부의 선택에 따라서 가로등용 안정기에 연결 시키거나 등주제어기로 연결 시키는 역할을 담당하는 출력제어부, 가로등용 램프의 현재 상태를 감시하여 램프의 점등 소등 또는 램프 이상유무를 감지하여 등주 제어명령 처리용 마이컴부에 전달하는 램프감지부로 구성되는 가로등 제어장치.
상기 가로등 제어장치에서,

분전함내 각종 장치의 동작과 제어명령을 수행하는 분전함 제어장치의 컨트롤부는, 컨트롤부의 현재 동작상태를 보여주는 디스플레이부, 중앙제어장치(서버컴퓨터)와 인터넷망을 이용하여 데이터를 송수신하는 CDMA 모뎀부, 가로등주 제어장치와 전력선을 통하여 데이터를 송수신하기 위한 전력선 통신 모듈부, CDMA 모뎀부의 통신상태를 실시간으로 감시하는 CDMA 모뎀 통신감지용 마이컴부, 전력선 통신 모듈부의 통신상태를 실시간으로 감시하는 전력선 통신 감지용 마이컴부, 컨트롤부의 여러가 지 제어명령을 담당하는 컨트롤장치 제어명령 마이컴부, CDMA 모뎀 통신감지용 마이컴부와 전력선 통신 감지용 마이컴부, 그리고 컨트롤장치 제어명령 마이컴부의 이상동작이나 동작정지시에, 이를 감지하여 자동으로 리셋하여 장치를 복구하는 자기복구용 마이컴부, CT를 이용하여 전류감지를 수행하고, ZCT를 이용하여 누설전류를 감지하기 위한 센서감지부, 정전을 감지하고 평상시에 밧데리를 충전하고 정전시에 밧데리의 전원을 이용할 수 있도록 하는 충전회로부, 밧데리부, 전원공급을 담당하는 전원장치부, 전원의 노이즈를 차단하는 필터부, 분전함 점멸기의 동작을 제어하는 출력 제어부로 구성되어 있으며, 이러한 분전함 제어장치의 컨트롤부를 포함하는 가로등 제어장치.