KR20070050701A - 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전차선 아크(arc)발생위치 추적시스템에 관한 것이다. 본 발명은 전철, 지하철, 고속철 등의 전동차 지붕상부에 아크감지기와 카메라를 내장한 지붕탑재부를 설치하고 전동차의 전차선에서 발생되는 아크의 세기 및 영상을 전동차 측정실로 전송하고, 아크가 발생된 전차선의 위치 및 아크 발생 상태를 영상 화면으로 확인할 수 있는 아크발생위치표시부로 구성된다.
본 발명은 전기차량과 집전장치간의 동적 부합성을 검측하여 전차선에서 발생하는 아-크발생량, 아크 지속시간 등을 실시간으로 측정 분석하여 영상으로 파악할 수 있기 때문에 전차선로 정밀보수에 활용을 할 수 있고, 전동차의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
전차선, 지붕탑재부, 아크감지기, 광전변환부, 아크발생위치표시부
Description
도 1은 본 발명의 전차선의 아크발생 위치 추적시스템 개념도.
도 2는 본 발명의 지붕탑재부의 사시도.
도 3은 본 발명의 지붕탑재부 시스템 구성도.
도 4는 전동차내 측정실 시스템 구성도.
도 5는 본 발명의 아크발생위치 표시부 블럭도.
도 6은 주행위치별 아크측정 결과 그래프.
도 7은 시간단위별 아크측정 결과 그래프.
도 8은 아크측정 결과를 나타내는 메인화면의 구성도.
도 9는 아크측정 결과를 나타내는 상세화면의 구성도.
도 10은 아크발생 동영상 탐색 및 재생을 보여주는 화면 구성도.
<도면의 주요 구성에 대한 부호 설명>
1 : 전동차 2 : 전차선
3 : 집전장치 5 : 지붕탑재부
10 : 함체부 16 : 조명등
18 : GPS안테나 22 : 아크감지기
30 : 광전변환부 31 :메인콘트롤러
34 : 메인서버 36 : 비디오인코더
40 :마이크로프로세서 42 : 신호처리회로
50 :전송부 60 : 아크발생위치표시부
본 발명은 전동차 전차선의 아크(arc)발생위치 추적시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 전동차의 전차선에서 발생하는 아크(arc)발생 위치를 정확하게 찾아내어서 전동차 측정실에 전송하여 아크 발생을 추적하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 전철, 지하철, 고속철 등의 전동차 지붕탑재부에 아크감지기와 카메라를 내장한 지붕탑재부를 설치하여 전동차에 동력을 전달하는 전차선에서 발생된 아크의 세기 및 영상을 전동차 측정실로 전송하여 아크가 발생된 전차선의 위치 및 아크 발생 상태를 영상화면으로 확인할 수 있는 전동차 전차선의 아크발생 위치를 감시하고 추적하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지하철, 지상철, 일반국철 및 고속철 등의 전동차(또는 전기기관차)에 전차선은 약 50m구간마다 설치된 트러스(Truss)형태의 철제지지대 및 내민보(Cantilever)또는 엇가고 가선시스템(Oblique Encumbrance Catenary System)에 고 정되고, 전동차의 집전장치(Pantagraph)와 접촉하여 전력을 공급하는 전차선으로 구성되어 있다.
그러나 이러한 전차선은 전동차의 집전장치 사이에 마찰이나 아크발생시 충격(이선상태 : Separation)에 의한 기계적 마모 및 집전에 수반하여 발생하는 아크로 인하여 전기적 마모가 발생한다.
한편 지하구간에서는 쇳가루, 먼지, 콘크리트부스러기와 결로현상으로 발생되는 물방울, 각종 이물질 등의 오염물질들이 전차선에 축적되어 전동차의 집전장치와 접촉될 때 전차선에 상처(Scratch)를 발생시키고 이러한 상처 및 표면부식이 아크를 발생시키는 문제를 야기한다. 아울러 지상철, 국철구간중 전철구간, 고속철구간의 지상구간에서는 눈, 비. 표면결빙, 먼지 돌가루, 흙가루,쇳가루,나뭇잎등이 주행 중 차량측방후방에서 발생하는 음압(Negative Pressure)으로 인하여 미세오염물질이 흡착되며 이러한 물질들은 특히 터널 입출구, 및 터널구간내에서 또는 대도심지 지상철에서 극히 심각하게 아크발생으로 연결된다.
일정거리(약50m)마다 설치되어 있는 현수지지대에 지지되어 있는 전차선은 최초 설치시 인장강도가 일정하다 하더라도 계절에 따른 온도의 변화에 의해 처짐 현상이 발생하고, 처짐 현상이 일어날 때 전동차의 집전장치와 접촉하면 과도하게 마찰이 일어나고 동시에 아크가 발생해 전차선을 파손, 절단시키는 원인이 되기도 하였다.
이와 같이 전차선에 상처가 발생하거나 마모가 일어날 때 전차선 표면의 화학적 부식은 가중되고 부식에 의한 전차선 가닥소손은 단면의 축소, 또는 집전장치 와 미세 충돌을 일으키며 작은 아크에서 큰 아크로 발전하고 아크강도의 허용치를 초과하면 전차선이 절단되는 결과로 이어지고 안전사고를 유발하는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 전차선과 집전장치의 슈(shoe)사이에서 발생하는 아크를 측정구간내에서 미세아크부터 평균 주행시 발생하는 아크 및 보수요구 수준의 아크 발생(Arc허용치이상치)을 실시간 감시하고, 발생된 아크정보를 근거로 전차선 유지 보수에 활용하고, 전차선내 정확한 아크 발생 위치 데이타를 근거로 전차선 아크발생 위치를 추적하는 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기차량과 집전장치간의 동적 부합성을 검측하여 이선에 의한 아-크발생량 및 아크 지속시간 등을 실시간으로 측정 분석하여 전차선로 정밀보수에 활용을 할 수 있는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적을 구현하기 위한 본 발명은 전동차 전차선의 아크를 측정하는 장치에 있어서, 아크감지기와 카메라를 포함한 함체부와 상기 함체부내에 내장되고 상기 아크감지기에서 측정한 데이타를 입력하여 광신호로 변경하는 광전변환부를 포함하는 지붕탑재부와, 전동차 측정실내에 위치하고 상기 광전변환부로부터 광신호를 입력받아 전동차 측정실로 전송하는 전송부과, 전동차 측정실내에 위치하고 아크가 발생된 전차선의 위치 및 아크 발생 상태를 영상화면으로 확인할 수 있는 아크발생위치표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 함체부는 절연체로 된 철재패드부와 프레임지지대에 의하여 지지 결합되고, 상기 함체부의 상부에는 최소한 1개 이상의 조명등과, 온도/습도센서와, GPS안테나가 장착되고, 상기 함체의 내부에는 아크 영상을 촬영하는 카메라 및 아크의 빛을 감지하는 아크감지기를 내장하는 것을 특징으로 한다.
상기 함체의 측면에는 패널로 설치되는 내부 동작상태를 확인할 수 있는 투명창과, 상기 함체의 하부에 진동흡수장치 및 냉각팬유니트가 순차적으로 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 전송부은 지붕탑재부로부터 데이타를 수신하는 메인컨트롤러와, 메인 콘트롤러에서 수신된 데이타들을 탑재 어플리케이션을 통하여 가공, 저장, 표시하는 메인서버와, 광전변환부를 통하여 들어온 영상데이타의 노이즈를 제거하고, 비디오인코더로 전송하는 영상필터와, 수신된 영상신호를 MPEG-4로 압축하여 메인서버로 전송하는 비디오인코더로 구성되고, 속도기록계에 관련되는 속도펄스검출부는 실제 동력장치에서 주행한 속도 등을 메인서버로 전송하여 저장하고 표시하며, 가선 전압/전류 측정기에서 수신된 데이타와 UPS의 감시 및 제어 데이타는 메인 컨트롤러로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 아크발생위치표시부는 아크발생을 감지하는 아크감지기와, 감지결과를 신호 처리하는 신호처리회로와, 이 결과를 연산 처리하는 마이크로프로세서와, 자 외선광량표시부에 표시하는 표시장치로 구성된다.
이하 본 발명의 실시예를 도면을 근거로 상세하게 설명한다.
도 1은 전동차 전차선의 아크발생 위치를 추적하는 시스템을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 지붕탑재부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 지붕탑재부 시스템 구성도이며, 도 4는 전동차내 측정실의 시스템 구성도이다. 도 5는 본 발명의 아크발생위치표시부의 블럭도이다. 도 6은 주행위치별 아크측정 결과 그래프이고, 도 7은 시간단위별 아크측정 결과 그래프이다. 도 8은 아크측정 결과를 나타내는 메인화면의 구성도이고, 도 9는 아크측정 결과를 나타내는 상세화면의 구성도이고, 도 10은 아크발생을 나타내는 동영상 탐색 및 재생을 보여주는 화면 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전동차(1)위에 집전장치(3)가 설치되고, 상기 집전장치(3)는 전차선(2)으로부터 전기를 집전하게 된다. 상기 전차선(2)은 전동차의 집전장치(3)사이에 기계적 마찰이나 아크발생에 의하여 수반하여 허용치 이상의 아크(arc)가 발생되므로 이를 탐지하기 위하여 아크감지기와 카메라를 내장한 지붕탑재부(5)를 전동차(1)의 지붕위에 설치한다. 상기 지붕탑재부(5)는 상행용 지붕탑재부(6)와 하행용 지붕탑재부(7)로 구분하여 전동차(1)위에 일정한 간격으로 집전장치(3)의 근처에 한 쌍으로 설치된다.
본 발명의 지붕탑재부(5)는 전동차(1) 또는 전기 기관차에 적용되며, 전기차량과 집전장치간의 동적 부합성을 검측하여 전차선(2)에서 발생하는 아-크발생량, 지속시간 등을 실시간으로 측정 분석하여 영상으로 아크 발생 위치 및 현상을 파악할 수 있기 때문에 전차선로 정밀보수에 활용된다.
도 2는 본 발명의 지붕탑재부(5)의 사시도이다.
본 발명은 아크감지기(22)와 카메라(21)를 포함한 함체부(10)와, 상기 함체부(10)내에 내장되고 상기 아크감지기(22)에서 측정한 데이타를 입력하여 광신호로 변경하는 광전변환부(30)로 구성되는 지붕탑재부(5)와, 전동차 측정실내에 위치하고 상기 광전변환부(30)로부터 광신호를 입력받아 전동차 측정실로 전송하는 전송부(50)과, 전동차 측정실내에 위치하고 아크가 발생된 전차선의 위치 및 아크 발생 상태를 영상화면으로 확인할 수 있는 아크발생위치표시부(60)로 구성된다.
상기 함체부(10)는 절연체로 된 철재패드부(13)와 프레임지지대(15)에 의하여 지지 결합되고, 상기 함체부(10)의 상부에는 최소한 1개 이상의 조명등(16)과, 온도/습도센서(17)와, GPS안테나(18)가 장착되고, 상기 함체의 내부에는 아크 영상을 촬영하는 카메라(21) 및 아크의 빛을 감지하는 아크감지기(22)를 내장하는 것을 특징으로 한다.
상기 함체부(10)의 하부에 냉각팬유니트(14)를 접착시키고, 상기 함체(10)의 측면에는 내부 동작상태를 확인할 수 있는 투명창(20)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 지붕탑재부(5)의 출력은 측정실 내부에 설치된 아크발생위치표시부(60)의 영상화면에 아크 세기 및 현상이 표시된다.
본 발명의 실시예로 사용하는 아크감지기(22)는 Firesoft 모델 2000EX-HS형 방폭형 아크감지기를 사용하며, 상기 아크감지기의 감지거리는 30M, 시야각은 90도, 감지속도는 0.2초 이내이고, 2개의 광학센서감지를 할 수 있는 자외선/적외선 겸용의 UV-IR high speed형이다.
본 발명의 실시예에 사용되는 조명등(16)은 메탈헬라이드등이 바람직하고, 상기 카메라(21)는 포커스 조절(Zoom in/ Zoom out)이 가능한 CCTV용카메라 또는 디지털카메라를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 전동차(1) 상부의 변화곡면의 부분별 곡률반경에 따라 지붕탑재부(5)는 고정식으로 철제(SUS)패드부(13)위에 BOX식 함체가 결합되어 있다. 지붕탑재부(5)내 각 부품 및 시스템 4U 표준랙에 각 모듈(Module)로서 탈, 장착이 용이하도록 구성하고 방수와장함체에 내장된다.
아울러 함체를 개방하지 않고서 각 Module의 동작상태를 파악할 수 있는 구조가 되도록 함체측면에 동작상태를 확인할 수 있는 소형 패널내부로 부착하고 투명창(20)을 통해 동작상태를 확인하도록 할 수 있게 한다.
지붕탑재부(5)는 함체부(10)와 전동차 차량과 전기적으로 절연되도록 진동방지 및 절연효과를 동시에 구현할 수 있는 절연 재질을 사용한다.
특히, 아울러 아크의 세기와 위치를 아크감지장치는 아크를 감지할 수 있는 아크감지기(22)와, 현상을 촬영하는 카메라(21) 및 GPS안테나(18)로 구성되고, 전동차(1)주행시 외부의 온도, 습도를 측정키 위해 온도/습도센서(17)를 설치하여 아크 발생 당시 상황에 대한 기후조건을 실시간 모니터링토록 한다. GPS안테나(18)는 위성항법기능으로 아크 발생위치를 추적할 수 있는 주행정보를 제공하고 차륜차축 탑재부의 타코펄스(Tacho Pulse)검출부를 통해 검출된 주행정보와 상호비교분석 할 수 있게 설계한다. 전동차의 주행시 아크감지기(22)의 손상을 방지하기 위하여 투명한 석영이나 사파이어 랜즈를 아크감지기(22)의 전면에 부착하고, 카메라(21)의 경우 전면에 강화유리 덮개를 설치하여 보호한다.
도 3은 본 발명의 지붕탑재부(5)시스템 구성도이다. 지붕탑재부(5)에 포함되는 아크감지기(22)와 카메라(21), 온도/습도센서(17), GPS안테나(18)에 의하여 탐지하는 데이타는 모두 광전변환부(30)에 입력하게 하고, 아크감지기(22)에서는 광신호가 입력된다. 이외에 공지의 전원공급장치(24)와 온도습도조절장치(25)가 별도로 설치된다.
각 장비들은 19인치 랙(rack)안에 모듈형태로 내장된다. 특히 아크감지기(22), 온도 및 습도센서(17)에서 측정된 데이타는 RS-232/422/485의 데이타 형태로 전광변환장치(30)로 입력되어 광신호로 변환되는 것이 특징이다. GPS안테나(18)의 데이타는 RS-232 형태로 광전변환부(30)에 입력되어 광신호로 변환되고, 디지털카메라(21)의 영상신호와 줌/포커스 제어신호는 광전변환부(30)에 입력되어 광신호로 변환된다. 조명등(16)의 on/off 제어는 릴레이(23)를 통해서 광전변환부(30)에 입력되어 광신호로 변환된다.
도 4는 전동차내 측정실 시스템 구성도이다. 측정실의 전송부은 지붕탑재부(5)의 광전변환부(30)로부터 데이타를 수신하는 측정실내의 광전변환부(30)와, 메인컨트롤러(31)와, 메인 콘트롤러(31)에서 수신된 데이타들을 탑재 어플리케이션을 통하여 가공, 저장, 표시하는 메인서버(34)와, 광전변환부(30)를 통하여 들어온 영상데이타의 노이즈를 제거하고, 비디오인코더(36)로 전송하는 영상필터(35)와, 수신된 영상신호를 MPEG-4로 압축하여 메인서버(34)로 전송하는 비디오인코더(36)로 구성된다. 본 발명의 실시예의 전송시스템 신호 흐름을 설명한다.
지붕탑재부(10)에서 수신된 데이타는 광전변환부(30)를 통하여 메인컨트롤러(31)에 전송되고, 가선 전압/전류 측정기(32)에서 수신된 데이타와 UPS(33)의 감시 및 제어 데이타는 메인 컨트롤러(31)로 전송된다. 영상필터(35)는 광전변환부(30)를 통하여 들어온 영상데이타의 노이즈를 제거하고, 비디오인코더(36)로 전송한다.
비디오인코더(36)는 수신된 영상신호를 MPEG-4로 압축하여 메인서버(34)로 전송한다. 차륜/차축 탑재부에 설치된 속도기록계에 연결된 속도펄스검출부(37)는 실제 동력장치에서 주행한 속도 등을 메인서버(34)로 전송하여 저장하고 표시(display)한다. 상기 메인서버(34)는 메인 콘트롤러(31)에서 수신된 데이타들을 탑재 어플리케이션을 통하여 가공· 저장· 표시한다. 차륜/차축탑재부는 GPS(위성항법장치)와 별도로 실제 동력장치에서 주행한 레일 위에서의 실제 값으로 속도를 측정하고, 현 위치를 파악하기 위한 Tacho Pulse 검출부로 구성한다.
속도펄스검출부(37)는 차륜정보단자로부터 정보를 받으며 차륜정보 단자와 전기적으로 절연되고 검출부의 이상동작에 대한 영향을 받지 않는 구조로 구성한다.
도 5는 본 발명의 아크발생위치표시부의 블럭도이다.
전동차의 전차선에서 발생하는 아크는 미세하지만 전구간에 걸쳐 발생한다. 이 경우 미세한 아크라도 반드시 아크센서에 감지되며 강도는 전차선의 상태에 따라 강, 약이 나타나며 이는 열차의 속도와도 관계가 있다. 즉 접촉하는 면의 충격의 정도로서 빠른 속도와 접촉면의 마모정도, 와이어(wire)가닥의 돌출, 소손정도에 따라 아크량은 커질 수 있다. 아크의 세기와 위치를 아크감지장치는 아크를 감지할 수 있는 아크감지기(22)와, 현상을 촬영하는 카메라(21)로 구성되고, 측정된 아크 감지 결과를 처리하는 신호처리회로(42)와, 신호를 입력하여 연산 처리하는 마이크로프로세서(40)와, 자외선광량을 표시하는 표시부(46)에 의하여 측정된 결과는 RS-232C 또는 기타 통신수단에 의하여 출력된 데이타는 외부로 출력된다. 이 출력 데이타는 자외선 광량변화의 상대치로 아크 관련 자외선 광량데이타, 자외선 광량 파형, 일정레벨 스파크 감지 통보 등으로 영상화면을 표시하는 표시장치(60)에 표시된다.
도 5에서 전원공급장치(41)의 전원은 고압 DC컨버터(43)를 통하여 아크감지기(22)에 전원을 공급하고, 동시에 신호처리회로(42)에도 전원을 공급한다. 상기 자외선 광량표시부(46)는 필요에 따라서 선택적으로 설치된다.
도 6과 도 7은 아크측정 결과를 나타내는 그래프이다.
모든 아크정보는 아크세기의 기준치(설정치)이상은 모두 영상화면으로 모니터링된다. 이때 거리별 측정값, 즉 측정 km와 공시제공km(영업km)와의 오차를 보정하고 차량의 주행위치는 GPS에서 분석된 측정구간내 측정 주행거리를 보정된 영업 km와 자동 연산하여 오차범위가 줄어든 최적의 위치(Arc 발생위치)를 산출해 낼 수 있다. 전동차가 시발지점(측정시작점)에서 출발순간부터 아크감지기(22)로 아크 감시기준치(한국철도공사의 선정기준)이하라도 미세한 아크는 전차선의 상태에 따라 감지 및 기록된다. 이때 도 6은 주행위치별 아크발생 크기를, 도 7은 시간 단위별 아크발생 크기 등 측정 항목별 측정프로그램의 운영에 따라 모니터 화면에 표시된다. 이때 상기 각종 측정 그래프는 색을 달리하여 칼라프린트로 출력하고 아크 크기는 허용치 이상일 경우 일정 레벨을 두어 유지보수가 시급한 상태(ABCD급)별 상황을 판단하도록 구분할 수 있다.
도 8은 아크측정 결과를 나타내는 메인화면의 구성도이다.
도 8의 화면 구성에 대하여 각 부호별로 그 내용을 설명한다. ① 영상화면 출력 : 비디오 인코더에서 받은 영상을 디스플레이/ 최대 4분할 지원, ② 데이타 디스플레이 : 각 센서와 장비에서 받은 데이타를 수치로 출력, ③ 각 센서와 장비데이타의 그래프 현시 목록 : 각 장비에 대한 데이타 단위 및 메뉴표시, ④ 임계 값 및 이벤트 발생 설정과 X, Y 축에 대한 조건 변경 탭: 시간, 거리 및 그래프 디스플레이를 위한 설정 값 조절, ⑤ 그래프 현시 : 설정된 데이타 값을 그래프로 표시, ⑥ 현재 구성된 설정 값 정보 표시 ⑦ 서브메뉴 연결 탭: 환경설정, 영상설정, PIP, GPS, 출력, 기타 부가기능 연동 탭, ⑧ 데이타 상세 분석 탭 : 현 데이타 및 녹화된 데이타의 전체 및 부분 분석 모듈 연동 탭, ⑨ 영상 분석 및 녹화 모듈 연동 탭: 녹화 및 캡쳐 데이타 분석 및 검색을 표시한다. 참고로 도 8의 "② 데이타 디스플레이"중에 맨우측 "속도"는 GPS안테나(18)에 의해 측정된 전동차의 주행속도이고 맨 좌측 "주행속도"는 전동차 타코메타(주행속도계)가 측정한 전동차 주행속도이다. "냉각팬 정상작동"은 기기 내부의 열을 냉각하기 위하여 냉각팬의 작동 상태를 표시하기 위하여 현시 화면에 상시로 표시한다. 즉, 아크감지기에서 허용치 이상의 아크가 발생되면, GPS안테나에 정보를 전달하고, GPS에서 측정한 주행거리와 타코메타에서 측정한 주행거리와 오차를 보정한 값을 영상화면에 표시한다.
도 9는 아크측정 결과를 나타내는 상세화면의 구성도이다.
도 9의 화면 구성에 대하여 각 부호별로 그 내용을 설명한다. ① 현재 설정 값에 대한정보, ② 설정된 요구 조건에 따른 그래프 상세 표시, ③수신된 데이타에 대한 수치 표시(온도, 습도, 가선전압, 가선전류, 현 위치, 주행속도, ARC측정값, 현재시각 등), ④ 수신데이타의 종류 선택(온도, 습도, 가선전압, 가선전류, 현 위치, 주행속도, ARC측정값, 현재시각 등), ⑤ 영상데이타 표시, ⑥ 그래프 저장 및 영상데이타 저장 버튼, ⑦서브메뉴: 상세서브메뉴 연동 및 메인 화면 이동 버튼을 나타낸다.
도 10은 아크발생을 나타내는 동영상 탐색 및 재생을 보여주는 화면 구성도이다. 도 10의 화면 구성에 대하여 각 부호별로 그 내용을 설명한다.
① 아크 발생시 녹화된 아크 표출 및 분석을 위한 영상 데이타, ② 아크 발생시 측정되는 각 파라미터 출력 및 선택 탭, ③ 검색 및 재생속도 제어탭, ④ 줌, 포커스 및 현재 영상 표출 값 표시, ⑤ 영상제어 (줌, 포커스, Full/Half 화면)버 튼/라이트 제어, ⑥ 상위 메뉴 및 서브메뉴 버튼, ⑦ 그래프 표출 및 수치데이타 표출 연동 버튼, ⑧8. 아크 감지시 주변 환경 데이타 표시, ⑨기타정보 및 파라미터를 표시한다.
본 발명의 실시예에서 자외선의 대역대는 254ㅁ 25nm의 정상 자외선대와 극자외선대에 도달하는데 특히 외관(태양광, 탄화수소)계열의 화재원, 고휘도 투광 등에 대한 오보가 많을 수 있다. 따라서 열차가 운행되는 전구간내에 미세한 스파크만 모니터링하려면 IR(적외선대역대:4.3um)의 스파크감지 결과를 동시 분석하여 오직 아크의 자외선대역을 광량 미터로 아크강도 및 지속시간을 출력하면서 영상정보에 의한 확인으로 설정치(아크 허용치 이상의 Red상황)를 상회하는 이벤트만 그룹화하여 상세분석 보고서를 도출할 수 있으며, 이 보고서에 의해서 아크발생위치를 추적하게 된다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 간주한다.
본 발명에 의하면, 전기차량과 집전장치 간에 발생하는 아크를 측정하여 미세아크로부터, 평균 주행시 발생아크 및 보수요구 수준의 아크발생(아크허용치 이상치)을 실시간으로 감시하여 아크발생 위치를 정확하게 추적할 수 있다.
또한, 본 발명은 전차선에서 발생하는 아-크발생량, 지속시간 등을 실시간으로 측정분석하고, 이외에 GPS로 측정한 주행속도, 온도, 습도, 속도측정, 가선전압, 전류 값을 비교함으로서 발생된 아크정보 강도에 따른 전차선로 정밀보수에 활용을 할 수 있어서 전동차의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
Claims (8)
- 전동차 전차선의 아크를 측정하는 장치에 있어서, 아크감지기와 카메라를 포함한 함체부와, 상기 함체부내에 내장되고 상기 아크감지기에서 측정한 데이타를 입력하여 광신호로 변경하는 광전변환부를 포함하는 지붕탑재부와; 전동차 측정실내에 위치하고 상기 광전변환부로부터 광신호를 입력받아 전동차 측정실로 전송하는 전송부과; 전동차 측정실내에 위치하고 아크가 발생된 전차선의 위치 및 아크 발생 상태를 영상화면으로 확인할 수 있는 아크발생위치표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스1템.
- 제 1항에 있어서, 상기 지붕탑재부는 절연체로 된 철재패드부(13)와 프레임지지대(15)에 의하여 지지 결합되는 함체부(10)와, 상기 함체부(10)의 상부에는 최소한 1개 이상의 조명등(16)과, 온도/습도센서(17)와, GPS안테나(18)가 장착되고, 상기 함체의 내부에는 아크 영상을 촬영하는 카메라(21) 및 아크의 빛을 감지하는 아크감지기(22)를 내장하는 것을 특징으로 하는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 함체부(10)의 하부에 냉각팬유니트(14)를 접착시키는 것을 특징으로 하는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 함체(10)의 측면에는 내부 동작상태를 확인할 수 있는 투명창(20)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 함체(10)와 프레임지지대(15)사이에 진동흡수장치(19)를 부착하는 것을 특징으로 하는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 조명등(16)은 메탈헬라이드 등인 것을 특징으로 하는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템.
- 제 1항에 있어서, 전송부은 지붕탑재부(5)로부터 데이타를 수신하는 메인컨트롤러(31)와, 메인 콘트롤러(31)에서 수신된 데이타들을 탑재 어플리케이션을 통하여 가공, 저장, 표시하는 메인서버(34)와, 광전변환부(30)를 통하여 들어온 영상데이타의 노이즈를 제거하고, 비디오인코더(36)로 전송하는 영상필터(35)와, 수신 된 영상신호를 MPEG-4로 압축하여 메인서버(34)로 전송하는 비디오인코더(36)로 구성되고, 속도펄스검출부(37)에서 검출한 주행한 속도를 메인서버(34)로 전송하여 저장하고 표시하며, 가선 전압/전류 측정기(32)에서 수신된 데이타와 UPS(33)의 감시 및 제어 데이타는 메인 컨트롤러(31)로 전송하는 것을 특징으로 하는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템.
- 제 1항에 있어서, 아크발생위치표시부는 아크발생을 감지하는 아크감지기(22)에서 감지된 신호를 처리하는 신호처리회로(42)와, 그 결과를 입력하여 연산 처리하는 마이크로프로세서(40)와, 자외선광량을 표시하는 표시부(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차 전차선의 아크발생 위치 추적시스템.
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