KR20090131242A - 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가공 배전 선로 전력 설비에서 발생된 불량 개소를 검출하기 위한, 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템으로서, 전주 상의 전력 설비 설치 영역 향하여 조준가능하며, 조준된 방향의 전력 설비 설치 영역으로부터 발생되는 초음파 신호를 검출하기 위한 영역 검출기; 전주 상의 전력 설비 설치 영역에 배치된 각각의 전력 설비를 향하여 조준가능하며, 조준된 해당 전력 설비로부터 발생하는 초음파 신호를 검출하는 정밀 검출기; 상기 영역 검출기 및 상기 정밀 검출기에 연결되며, 상기 영역 검출기 및 정밀 검출기로부터 제공되는 초음파 신호를 수신하여 증폭하고 선택된 초음파 대역에 해당하는 신호로 필터링하며, 선택된 초음파 대역에 해당하는 초음파 신호의 수신 여부를 점검자가 알 수 있게 표시하는 표시부를 구비하고, 수신된 신호를 저장가능한 형태로 제공하는 초음파 수신 장치; 및 상기 저장된 초음파 신호를 파형을 분석하여 측정 개소의 불량 여부 및 이상 유형을 판단할 수 있게 분석 파형을 제공하는 분석 장치를 포함하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템 및 방법을 제공한다.
불량 개소, 초음파, 파형 분석

Description

초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING THE DEGRADED COMPONENT IN THE OVERHEAD DISTRIBUTION LINE USING ULTRASONIC WAVES}
본 발명은 가공 배전 선로의 전력 설비에서 애자 불량, 기기 불량, 접속재 불량 등과 같은 가공 배전 선로 전력 설비의 불량을 효과적으로 탐지할 수 있는, 초음파를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
가공 배전 전력 설비는 배전 선로 주변의 환경 변화 또는 설비 불량에 따른 파손 등에 의해 안정성이 훼손될 수 있으므로, 지속적인 점검과 안전위해요소의 제거 및 설비 교체 등의 관리를 필요로 한다.
우리나라의 경우에도 가공 배전 선로 설비의 고장을 예방하기 위하여 다양한 방법의 순시 점검 방식이 이용되고 있는데, 배전 선로 순시원을 통해 육안으로 점검하는 배전 선로 순시 방법, 활선 상태에서 활선 버켓 트럭을 타고 활선 배전 설비에 접근하여 육안 및 포크형 현수 애자 분담 전압 측정기를 사용하여 분담전압을 측정하는 활선 기별 점검 방법, 전력 설비에서 열화가 진행될 때 발생되는 열을 측 정하여 배전 선로의 고장을 예방하기 위한 열화상 카메라 측정 방법, RFI (RADIO FREQUENCY INTERFERENCE)를 이용한 순시 방법이 이용되고 있다.
그러나 현실적으로 육안에 의한 방법은 전력설비가 가공에 존재하며 지상으로부터 10m 이상의 거리를 두고 있기 때문에 육안으로 설비의 이상을 측정하는 것은 불가능하다.
또한 활선 기별점검 방법은 활선 작업자가 활선 버켓 트럭을 타고 점검을 하기 때문에 가까운 거리의 설비는 육안으로 보는 것은 가능하지만 애자와 애자 사이의 좁은 지역이나 점검자로부터 반대편에 존재하는 미세한 균열 등의 경우에는 점검하는 것이 매우 어렵다. 그리하여 부실 점검으로 인하여, 활선 기별 점검을 한 구역에서도 전력 사고가 일어나는 것이 현실이다. 또한 활선 기별점검은 점검에 많은 시간이 소요되며 상대적으로 더 많은 비용이 소모되므로 비효율적인 측면이 있다.
열화상 카메라 측정 방법은 전력 설비에서 열화가 진행될 때 발생되는 열을 측정하여 고장을 예방하는 것이기 때문에 열이 발생되지 않는 설비의 경우에는 적출이 불가능하다. 실제로 배전 설비의 특별고압(22,900v)의 선로에서는 대부분의 경우에 애자류의 균열에서 열이 발생되지 않는다. 또한 이물의 접촉이나 볼트의 풀림의 경우에도 열이 발생되지 않으므로 효과적인 검출 방안이라고 말할 수 없다.
RFI를 이용한 순시 방법은 도심지나 공장이 밀집된 지역 등의 경우에는 주변의 주파수 잡음이 너무나 심하기 때문에 전력 설비에서 나오는 노이즈와 구별이 어렵고 구별한다 하여도 고장 가능성이 있는 설비를 정확하게 구별하는 것이 불가 능하다. 또한 파형의 분석이 불가능하기 때문에 고장의 유형의 파악이나 정도의 파악이 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소에 발생하는 초음파를 탐지하여 전력 설비의 불량 개소를 효과적으로 검출할 수 있는 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 가공 배전 선로에서 주상 승주 작업 없이 가공 배전 전력 설비의 불량 개소를 효과적으로 검출할 수 있는 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 가공 배전 선로 전력 설비에서 발생된 불량 개소를 검출하기 위한, 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템으로서, 전주 상의 전력 설비 설치 영역 향하여 조준가능하며, 조준된 방향의 전력 설비 설치 영역으로부터 발생되는 초음파 신호를 검출하기 위한 영역 검출기; 전주 상의 전력 설비 설치 영역에 배치된 각각의 전력 설비를 향하여 조준가능하며, 조준된 해당 전력 설비로부터 발생하는 초음파 신호를 검출하는 정밀 검출기; 상기 영역 검출기 및 상기 정밀 검출기에 연결되며, 상기 영역 검출기 및 정밀 검출기로부터 제공되는 초음파 신호를 수신하여 증폭하고 선택된 초음파 대역에 해당하는 신호로 필터링하며, 선택된 초음파 대역에 해당하는 초음파 신호의 수신 여부를 점검자가 알 수 있게 표시하는 표시부를 구비하고, 수신된 신호를 저장가능한 형태로 제공하는 초음파 수신 장치; 및 상기 저장된 초음파 신호를 파형을 분석하여 측정 개소의 불량 여부 및 이상 유형을 판단할 수 있게 분석 파형을 제공하는 분석 장치를 포함하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 영역 검출기는 원뿔 형태로 단면이 점차로 작아지는 형태로 연장되는 나팔 타입의 하우징과, 상기 하우징의 밑면에 내주면의 연장 방향을 따라 방사 방향으로 설치되는 복수개의 초음파 센서를 구비하여, 주변 노이즈가 차단된 상태로 조준된 영역으로부터 오는 초음파 신호를 수신할 수 있게 구성되며,
상기 영역 검출기의 하우징은 중심축으로부터 5° 내지 6° 범위 내의 각으로 벌어지는 원뿔 형태이다.
본 발명에 의하면, 상기 정밀 검출기는 접시형 안테나 형상의 음파 포집부; 및 상기 음파 포집부의 중앙부에 돌출된 집속부에 상기 음파 포집부를 향해 설치되는 초음파 센서; 및 상기 음파 포집부가 전주 상의 소정의 전력 설비를 향하여 조준될 수 있도록 하는 조준부를 포함하여, 조준된 전력 설비로부터 오는 초음파 신호를 검출할 수 있게 구성된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 가공 배전 선로 전력 설비에서 발생된 불량 개소를 검출하기 위한, 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법으로서, 수신된 초음파 신호를 제공받아 선택된 대역의 초음파 신호의 발생 여부를 표시할 수 있는 초음파 수신 장치 및 상기 초음파 수신 장치와 연결되어 사용되고 전주 상의 전력 설비 설치 영역으로부터 오는 초음파 신호를 검출할 수 있게 하는 영역 검 출기를 점검 차량에 탑재하고, 점검 차량이 이동하는 상태에서 점검자가 상기 영역 검출기를 전주들 상의 전력 설비 설치 영역들을 조준하여 초음파 신호가 검출되는 전력 설비 설치 영역을 탐지하는 이동 검출 단계; 상기 이동 검출 단계에서 초음파 신호가 검출된 경우, 점검 차량이 정지되고, 정지 상태에서 초음파 신호가 검출된 전력 설비 설치 영역에 포함된 각각의 전력 설비를 조준하면서 각 전력 설비로부터 나오는 초음파 신호를 검출하는 정지 검출 단계; 및 상기 정지 검출 단계에서 검출된 초음파 신호들을 분석하여 초음파 신호의 파형에 따라 불량 개소, 상기 불량 개소의 이상 유형을 판단하는 불량 개소 분석 단계;를 포함하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 이동 검출 단계는 원뿔 형태로 단면이 점차로 작아지는 형태로 연장되는 나팔 타입의 하우징과, 상기 하우징의 밑면에 내주면의 연장 방향을 따라 방사 방향으로 설치되는 초음파 센서를 구비하는 영역 검출기를 이용하고, 점검자가 상기 하우징의 개구를 전주 상의 전력 설비 영역을 조준하면서 점검 차량의 이동이 이루어진다.
본 발명에 의하면, 상기 이동 검출 단계에서, 상기 점검 차량은 점검의 대상이 되는 전력 설비 설치 영역들로부터 20m 반경 내에 위치하도록 차량이 이동하면서 검출이 이루어진다.
본 발명에 의하면, 상기 정지 검출 단계는, 접시형 안테나 형상의 음파 포집부; 및 상기 음파 포집부의 중앙부에 돌출된 집속부에 상기 음파 포집부를 향해 설치되는 초음파 센서; 및 상기 음파 포집부가 전주 상의 소정의 전력 설비를 향하여 조준될 수 있도록 하는 조준부를 포함하여 구성된 정밀 검출기가 사용되되, 상기 이동 검출 단계에서 초음파가 검출된 전력 설비 설치 영역 내의 각 전력 설비 및 전력 설비 주변 영역에 대한 초음파를 검출하며, 상기 불량 개소 분석 단계에서 상기 정지 검출 단계에서 검출된 각각의 초음파 파형을 분석 및 서로 비교함으로써, 불량 개소, 상기 불량 개소의 이상 유형을 판단한다.
본 발명에 의하면, 상기 불량 개소 분석 단계는, 초음파 신호의 분석된 파형으로부터 전력 설비를 정상 상태, 아크 방전 상태, 코로나 방전 상태 또는 트래킹 상태로 판단한다.
본 발명에 의하면 전주 상의 전력 설비의 불량 유무 및 이상 유형을 주상 작없이 정밀하게 판단할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의하면, 불량이 있는 전력 설비가 위치된 전력 설비 설치 영역의 검출 작업이 점검 차량에 탑승한 상태로 이루어지는 것이 가능하므로, 더욱 신속하게 전력 설비의 불량 개소를 찾기 위한 점검 작업이 이루어질 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5 는 본 발명에 따른 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 가공 배전 선로의 전력 설비에서 현수 애자, LP 애자, 내오손용 결합 애자 불량과 같은 애자 불량, 개폐기, 리클로져, 변압기 불량 등과 같은 기기 불량, 조류 둥지, 접속 부위를 덮는 커버 내부의 습기 등과 같은 이물질 접촉에 의한 불량을 전주에 승주 하는 작업 없이 지상에서 점검할 수 있도록 하기 위한 것이다. 가공 배전 선로의 전력 설비에서 애자 불량, 기기 불량, 접속 불량 등에 의해 방전 전류가 발생하는 경우 초음파 대역의 신호가 발생하는 데 본 발명은 이와 같은 가공 배전 선로의 불량 개소에서 발생하는 초음파를 이용하여 불량 개소를 검출할 수 있도록 구성된다.
본 발명에 따른 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템을 이루는 초음파 수신 장치(10)를 설명하고 있는 도 1 및 도 2 를 참조하면, 초음파 수신장치는 그 내부에 수신 회로(12), 증폭회로(14), 필터회로(16), 연산장치(18) 및 배터리등을 포함한다. 그리고 기능의 조정 및 다른 장치들과의 연결을 위해, 전면으로 디스플레이(20), 장치의 온/오프 동작을 제어하는 전원 스위치(22), 주변 밝기를 감지하여 디스플레이의 밝기를 자동으로 조절하기 위한 CDS(24), 컴퓨터(25)와의 데이터 전송을 위한 단자(26), 영역 검출기 및 정밀 검출기와 연결되어 음파 입력을 받기 위한 음파 입력 단자(28), 메모리 카드 등과 같은 기억 장치(29)를 끼울 수 있는 슬롯(30), 스피커(31) 음량을 조절하기 위한 음량 조절 스위치(32), 이어폰(33) 연결을 위한 이어폰 연결 단자(34), 초음파 수신 장치 내부의 배터리 충전을 위한 충전 단자(36), 외부 입력 단자(AUX)(38), 메뉴 및 세부 설정을 선택할 수 있는 회전식 스위치(40), 선택된 메뉴 및 세부 설정 상태를 저장하기 확인 스위치(42)를 포함한다.
초음파 수신 장치(10)는 영역 검출기는 정밀 검출기로부터 제공되는 초음파 신호를 수신하여 증폭하고 선택된 대역에 해당하는 신호로 필터링하여, 선택된 대역에 해당하는 초음파 신호의 수신 여부를 점검자가 알 수 있게 디스플레이(20), 스피커(미도시) 등을 통해 표시한다. 초음파 수신 장치(10)의 연산 장치(18)는 장치의 제반 적인 동작을 조절하며 수신된 초음파 신호를 외장 또는 내장 기억장치에 저장하고, 연결된 컴퓨터 장치에 해당 신호를 제공한다.
도 3 을 참조하면, 본 발명에 따른 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템의 영역 검출기(50)를 도시하고 있다. 영역 검출기(50)는 초음파 수신장치(10)의 음파 입력 단자(28)를 통해 연결되어 사용되며, 점검 차량을 이용하여 가공 배전 선로를 순시할 때, 전주 상의 전력 설비 설치 영역을 향해 조준되며 그 영역으로부터 오는 초음파 신호를 수신하기 위해 사용된다.
본 발명에 따른 영역 검출기(50)는 원뿔 형태로 단면이 점차로 작아지는 형태로 연장되는 나팔 타입의 하우징(52)과, 상기 하우징(52)의 밑면에 내주면의 연장 방향을 따라 방사 방향으로 즉, 중심축보다 외측 방향을 향하도록 경사지게 배치되는 3개의 초음파 센서(54)를 포함하여 형성된다. 영역 검출기(50)는 케이블(56)을 통해 초음파 수신 장치(10)의 음파 입력 단자(28)에 연결된다.
차량을 이용하여 빠른 속도로 이동하면서 초음파를 측정하는 경우 통상의 장비로는 주변 노이즈와 불량 개소로부터 발생하는 초음파를 구별하는 것이 불가능하다. 예를 들면 차량을 이용해 이동시 차량 속도에 따른 바람소리, 도심지 내의 차량 소음, 주변 공장 또는 초음파를 발생시키는 곤충 등이 만들어 음파와 배전 전력 설비의 불량 개소로부터 발생하는 초음파의 구별이 어렵다.
그러나 본 발명에 따른 영역 검출기는 나팔 형태의 하우징을 구비한 형태이므로, 하우징의 개구 방향으로 진행되어 오는 음파는 개구 내로 진행되어 초음파 센서에 의해 검출되지만, 나팔 형태의 하우징의 측면으로 진행되어 음파 등은 하우징에 의해 차단되어 초음파 센서에 도달되지 않거나 미약하게 검출하게 된다. 즉, 나팔 형태의 하우징의 개구 방향으로 진행되어온 음파의 진행은 허용하고 주변 방향으로 진행되어온 음파를 차단하는 노이즈 여과 기능을 하게 된다.
도 4 을 참조하면 통상의 한국 전력 공사의 고압 전주 설비의 설치형태를 도시하고 있다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 일반적으로 차량의 통해 이동하면서 나팔 형태의 영역 검출기를 전주 상단의 전력 설비 설치 위치를 조준하면서 측정하는 경우 검출거리는 20m 정도가 된다. 한편 고압 전주에서 전력 설비는 전주와 교차하는 방향으로 배치되는 가로보에 설치되는 데, 그 설치 위치는 대략 3.5m 내지 4m 의 범위에 설치된다. 따라서 나팔 형식의 하우징은 중심축으로부터 대략적으로 5°내지 6° 범위 내의 각도로 벌어진 형태의 나팔 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 인하여 본 발명에 따른 영역 검출기는 그 크기를 작게 할 수 있으며, 주변의 영향을 차단할 수 있게 된다. 초음파 측정자 즉, 점검자는 측정하고자 하는 전력 설비가 있는 위치로 영역 검출기(50)를 간단하게 조준할 수 있으며, 주변 노이즈의 영향이 최소화되기 때문에 측정자가 차량을 이용하여 빠른 속도로 이동하는 중에서도 배전 설비로부터 나오는 초음파 신호를 검출하는 것이 가능하게 된다. 3 방향의 초음파 검출 센서의 배치로 인해 검출 기능이 향상되며 검출 범위 내에서 좀더 정확한 판별이 가능하게 된다.
도 5 는 본 발명에 따른 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템의 정밀 검출기(60)를 도시하고 있다. 정밀 검출기(60)는 초음파 수신 장치(10)에 연결되어 사용되며 검출된 신호를 초음파 수신장치에 보낸다. 정밀 검출기(60)는 영역 검출기를 이용하여 초음파가 검출되는 영역 즉, 불량 개소가 포함되는 전력 설비 설치 영역을 발견한 경우에 영역 중에 구체적으로 어떠한 전력 설비에 불량이 발생하였는지 그리고 이상 유형은 무엇인지를 검출하기 위하여 사용된다.
정밀 검출기(60)는 접시형 안테나 형상의 음파 포집부(62), 상기 음파 포집부(62)의 중앙부에 돌출된 집속부(64)에 상기 음파 포집부(62)를 향해 설치되는 초음파 센서(66)와, 음파 포집부(62)의 중앙 부분 및 상기 집속부(64)를 관통하여 형성되는 관통홀(68)로 구성되며, 케이블을 통해 초음파 수신장치에 연결된다.
관통홀(68)이 가늠자 기능을 하여 측정자가 원하는 위치로 정밀 검출기(60)를 조준할 수 있게 한다. 측정자는 관통홀(68)을 통해 전주 위의 전력 설비를 조준하여 초음파 신호를 감지하는 데, 이때 각각의 전력 설비 개소뿐만 아니라 그 주변을 조준하여 여러 소스로부터 나오는 초음파 신호를 감지하다. 이와 같이 주변의 복수 개의 개소로부터의 초음파 신호를 감지하여 서로 비교하는 과정을 통해 불량을 나타내는 초음파 신호의 소스 즉, 불량 개소의 정확한 위치 판단이 가능하게 된다.
영역 검출기(50) 및 정밀 검출기(60)를 통해 전달받은 초음파 신호를 초음파 수신 장치(10)를 통해 저장되며, 저장된 초음파 신호는 분석 프로그램을 탑재한 분석 장치에 의해 분석된다. 분석 장치는 통상의 컴퓨터 장치(24)(도 1 참조)이다.
본 발명은 불량 개소의 이상 유형에 따라 수신된 초음파 신호가 독특한 유형의 파형을 나타내는 것으로부터 배전 설비의 불량 여부 및 이상 유형을 파악한다. 분석 프로그램은 수신되어 초음파 수신장치에 저장된 신호를 Wavelet Transform을 이용하여 노이즈 대역에서 발생한 신호를 필터링 한 후 FFT(Fast Fourier Transform) 로 분석한다. 검출된 초음파 신호를 Time series 에 따라 분석함으로써 전력 설비의 불량 개소를 검출할 수 있다.
도 6 내지 도 9 는 분석된 초음파 신호의 파형을 도시하고 있다.
도 6 는 불량이 발생하지 않은 상태의 정상 파형을 보여주고 있으며, 도 7 은 아크(Arc) 방전이 발생되고 있을 때의 파형을 보여주며, 도 8 은 코로나(corona) 방전시의 파형을 보여주며, 도 9 는 트래킹(Tracking) 발생시의 파형을 보여주고 있다.
먼저, 정상 파형의 도 6 를 참조하면, 시간의 경과에 일정한 유형의 파형이 검출되며, 진폭의 변화가 거의 없다. 도 7 을 참조하면, 정상파형을 나타내는 도 6 과 비교할 때, 아크가 발생할 때마다 파형의 진폭이 커지고, 아크 발생 되지 않을 때는 코로나 방전시와 유사한 파형이 나타난다. 도 8 을 참조하면, 코로나 방전의 경우에는 애자의 표면에 전로가 형성되어 표면 방전이 일어나는 경우로서 도 6 의 아크 방전시의 파형보다 작은 진폭의 파형이 연속적으로 나타나는 것을 알 수 있다. 도 9 을 참조하면, 트래킹은 이미 코로나가 상당기간 진행되면서 애자의 균열이 진행되므로 코로나 방전시의 파형보다 큰 진폭의 파형이 연속적으로 나타나는 것을 알 수 있다.
이와 같이 검출된 파형을 분석함으로 불량 개소의 발생 여부, 불량 개소의 이상 유형 및 진행 정도를 판단할 수 있게 되는 것이다.
이하 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법을 설명한다.
도 10 은 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법의 순서도이다.
도면을 참조하면, 먼저, 수신된 초음파 신호를 제공받아 선택된 대역의 초음파 신호의 발생 여부를 표시할 수 있는 초음파 수신 장치 및 상기 초음파 수신 장치와 연결되어 사용되며 전주 상의 전력 설비 설치 영역으로부터 오는 초음파 신호를 검출할 수 있는 영역 검출기를 차량에 탑재하고(S10), 배전 선로를 따라 점검 차량을 타고 이동하면서 초음파를 검출하게 된다(S20). 점검 차량을 바람직하게는 약 30 Km/h 속도로, 전력 설비로부터 20m 반경 내에서 이동하게 되며, 점검자는 영역 검출기의 개구를 전주 상의 전력 설비 설치 영역을 향하여 조준하면서 점검이 이루어진다.
도 11 은 점검자가 영역 검출기(50)를 전력 설비 설치 위치를 조준한 상태로 점검 차량이 이동하면서 점검이 이루어지는 과정을 보여주는 도면이다.
이때 점검자는 초음파 수신장치의 보다 정밀한 검출을 위해 초음파 수신장치에 헤드셋을 연결하여 착용하고 청취 가능한 형태로 변환된 음향으로부터 초음파 신호를 감지함과 아울러 초음파 수신장치의 디스플레이 상에 표시되는 파형으로부터 초음파 신호의 감지 여부를 점검하게 된다.
영역 감출기는 상술한 바와 같이 원뿔 형태로 하단으로 갈수록 단면이 점차로 작아지는 나팔 타입의 하우징을 가지므로, 겨냥 방향 외의 방향으로부터 오는 주변 노이즈가 차단되는 상태로 조준 방향으로부터 진행되어온 초음파를 감지할 수 있게 된다.
이러한 이동 검출 중에 초음파 신호가 감지된 점검 차량이 정지한다(S30). 점검자는 점검 차량으로부터 하차하고, 초음파 수신 장치의 음파 입력 단자로부터 영역 검출기(50)를 분리하고(S40), 정밀 검출기(60)를 연결한다(S50).
점검자는 초음파가 감지된 전력 설비 설치 영역이 잘 관찰되는 위치로 이동한 후, 전주 상단의 각각의 전력 설비를 조준하고 초음파 신호가 발생하는 초음파 신호 소스의 위치의 정밀 검출을 하게 된다(S60). 도 12 는 점검자가 정밀 검출기를 각 전력 설비를 조준하면서 초음파 신호를 수신하는 모습을 도시한 도면이다.
이때 초음파가 감지된 전력 설비 설치 영역 안의 각 전력 설비 뿐만 아니라 전력 설비 주변 영역에 대한 초음파를 함께 검출한다.
이와 같이 검출된 초음파 신호를 저장되며(S70), 분석 장치의 분석 프로그램이 기동하여(S80), 초음파 신호를 분석하게 된다(S90).
분선된 파형은 도 6 내지 도 9 에 도시된 형태 중 어느 하나 또는 어느 하나와 유사한 형태를 보이게 되며, 점검자는 이를 통해 전주의 전력 설비에서 불량 개소의 발생 여부, 불량 개소의 정밀한 위치 및 이상 유형을 판단할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템의 초음파 수신 장치의 설명하기 위한 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템의 초음파 수신 장치의 사시도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템의 영역 검출기를 도시한 도면이다.
도 4 는 한국 전력 공사의 고압 전주 전력 설비의 설치 형태 및 영역 검출기의 관계를 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템의 정밀 검출기를 도시한 도면이다.
도 6 는 전력 설비에서 불량이 발생하지 않은 상태의 파형을 보여 주는 도면이다.
도 7 은 전력 설비에서 아크 방전이 발생되고 있을 때의 파형을 보여주는 도면이다.
도 8 은 전력 설비에서 코로나 방전시의 파형을 보여주는 도면이다.
도 9 는 전력 설비에서 트래킹(Tracking) 발생시의 파형을 보여주는 도면이다.
도 10 은 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법의 순서도이다.
도 11 은 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법에서 이동 검출 단계를 보여주는 도면이다.
도 12 는 본 발명에 따른 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법에서 정밀 검출 단계를 보여주는 도면이다.

Claims (9)

  1. 가공 배전 선로 전력 설비에서 발생된 불량 개소를 검출하기 위한, 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템으로서,
    전주 상의 전력 설비 설치 영역 향하여 조준가능하며, 조준된 방향의 전력 설비 설치 영역으로부터 발생되는 초음파 신호를 검출하기 위한 영역 검출기;
    전주 상의 전력 설비 설치 영역에 배치된 각각의 전력 설비를 향하여 조준가능하며, 조준된 해당 전력 설비로부터 발생하는 초음파 신호를 검출하는 정밀 검출기;
    상기 영역 검출기 및 상기 정밀 검출기에 연결되며, 상기 영역 검출기 및 정밀 검출기로부터 제공되는 초음파 신호를 수신하여 증폭하고 선택된 대역에 해당하는 신호로 필터링하며, 선택된 대역에 해당하는 초음파 신호의 수신 여부를 점검자가 알 수 있게 표시하는 표시부를 구비하고, 수신된 신호를 저장가능한 형태로 제공하는 초음파 수신 장치; 및
    상기 저장된 초음파 신호를 파형을 분석하여 측정 개소의 불량 여부 및 이상 유형을 판단할 수 있게 분석 파형을 제공하는 분석 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역 검출기는 원뿔 형태로 단면이 점차로 작아지는 형태로 연장되는 나팔 타입의 하우징과, 상기 하우징의 밑면에 내주면의 연장 방향을 따라 방사 방향으로 설치되는 복수개의 초음파 센서를 구비하여, 주변 노이즈가 차단된 상태로 조준된 영역으로부터 오는 초음파 신호를 수신할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 영역 검출기의 하우징은 중심축으로부터 5° 내지 6° 범위 내의 각으로 벌어지는 원뿔 형태인 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 정밀 검출기는 접시형 안테나 형상의 음파 포집부; 및 상기 음파 포집부의 중앙부에 돌출된 집속부에 상기 음파 포집부를 향해 설치되는 초음파 센서; 및 상기 음파 포집부가 전주 상의 소정의 전력 설비를 향하여 조준될 수 있도록 하는 조준부를 포함하여,
    조준된 전력 설비로부터 오는 초음파 신호를 검출할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 시스템.
  5. 가공 배전 선로 전력 설비에서 발생된 불량 개소를 검출하기 위한, 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법으로서,
    수신된 초음파 신호를 제공받아 선택된 대역의 초음파 신호의 발생 여부를 표시할 수 있는 초음파 수신 장치 및 상기 초음파 수신 장치와 연결되어 사용되고 전주 상의 전력 설비 설치 영역으로부터 오는 초음파 신호를 검출할 수 있게 하는 영역 검출기를 점검 차량에 탑재하고, 점검 차량이 이동하는 상태에서 점검자가 상기 영역 검출기를 전주들 상의 전력 설비 설치 영역들을 조준하여 초음파 신호가 검출되는 전력 설비 설치 영역을 탐지하는 이동 검출 단계;
    상기 이동 검출 단계에서 초음파 신호가 검출된 경우, 점검 차량이 정지되고, 정지 상태에서 초음파 신호가 검출된 전력 설비 설치 영역에 포함된 각각의 전력 설비를 조준하면서 각 전력 설비로부터 나오는 초음파 신호를 검출하는 정지 검출 단계; 및
    상기 정지 검출 단계에서 검출된 초음파 신호들을 분석하여 초음파 신호의 파형에 따라 불량 개소, 상기 불량 개소의 이상 유형을 판단하는 불량 개소 분석 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이동 검출 단계는 원뿔 형태로 단면이 점차로 작아지는 형태로 연장되는 나팔 타입의 하우징과, 상기 하우징의 밑면에 내주면의 연장 방향을 따라 방사 방향으로 설치되는 초음파 센서를 구비하는 영역 검출기를 이용하고, 점검자가 상기 하우징의 개구를 전주 상의 전력 설비 영역을 조준하면서 점검 차량의 이동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동 검출 단계에서, 상기 점검 차량은 점검의 대상이 되는 전력 설비 설치 영역들로부터 20m 반경 내에 위치하도록 차량이 이동하면서 검출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 정지 검출 단계는, 접시형 안테나 형상의 음파 포집부; 및 상기 음파 포집부의 중앙부에 돌출된 집속부에 상기 음파 포집부를 향해 설치되는 초음파 센서; 및 상기 음파 포집부가 전주 상의 소정의 전력 설비를 향하여 조준될 수 있도록 하는 조준부를 포함하여 구성된 정밀 검출기가 사용되되, 상기 이동 검출 단계에서 초음파가 검출된 전력 설비 설치 영역 내의 각 전력 설비 및 전력 설비 주변 영역에 대한 초음파를 검출하며,
    상기 불량 개소 분석 단계에서 상기 정지 검출 단계에서 검출된 각각의 초음파 파형을 분석 및 서로 비교함으로써, 불량 개소, 상기 불량 개소의 이상 유형을 판단하는 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 불량 개소 분석 단계는, 초음파 신호의 분석된 파형으로부터 전력 설비를 정상 상태, 아크 방전 상태, 코로나 방전 상태 또는 트래킹 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 초음파 탐지를 이용한 가공 배전 선로 전력 설비의 불량 개소 검출 방법.
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