KR20100138248A - 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시장이나 상가의 전기안전을 관리하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 시장이나 상가의 개개의 상점에서 발생할 수 있는 전기재해를 광통신망을 활용하여 지역별 분전반이나 수배전반의 전기설비에서 전기로 인한 화재나 감전의 위험을 사전에 예방하는 시스템이다.
본 발명은 지역별로 설비된 수배전반과 분전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템에 있어서, 상기 수배전반과 분전반에 네트워크로 연결되어 상기 수배전반과 분전반에서 검출된 데이터가 수신되어 저장되는 지역별 로컬서버; 상기 로컬서버와 네트워크로 연결되어 상기 로컬서버에 수신된 데이터를 퍼지추론 기술을 통해 분석하여 전기화재 예측지수를 생성하여 상기 로컬서버에 저장하는 전기화재 예측부; 및 상기 로컬서버와 네트워크로 연결되어 상기 로컬서버에 저장된 데이터를 실시간으로 전달받아 데이터를 웹을 통해 관리하는 관리서버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템을 제시한다.
본 발명의 광통신망을 이용한 전기안전감시시스템에 의해 실시간으로 지역별 수배전반 및 분전반의 합선, 과전류, 아크, 누설전류 등의 실시간 데이터와 상기 데이터를 통해 분석된 화재발생예측지수를 통해 전기안전을 관리할 수 있는 효과가 있다.
Figure P1020090056684
분전반, 광통신, 포토커플러, 전기화재 예측부, 간선보호부

Description

지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템{ The electric-safety monitoring system managing state of the local leakage curcuit breaker and distributing board}
본 발명은 시장이나 상가의 전기안전을 관리하기 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 시장이나 상가 등의 개개의 상점에서 발생할 수 있는 전기재해를 광통신망을 활용하여 지역별 분전반이나 수배전반의 전기설비에서 전기로 인한 화재나 감전의 위험을 사전에 예방하는 시스템이다.
통상적으로 전기화재의 주요원인은 합선, 과전류, 아크, 누설전류 등이다. 전기화재의 발생을 줄이기 위한 지속적인 노력으로 분전반이나 수배전반에는 합선, 과전류, 누전이 발생시에 전원공급을 차단함에 따라 화재사고를 방지할 수 있는 차단기와 같은 개별장비의 설비가 이루어지고 있다.
그러나, 아크와 누설전류 상태를 상시로 관리자를 통해 감시하도록 하여, 미리 전기화재가능성을 예측할 수 있는 시스템은 아직 미흡한 실정이다.
특히, 아크에 따른 전기화재는 화재통계의 분류방법에 의하면 다른 전기화재의 원인에 비하여 그 중요성이 부각되어 있지않고, 또한 아크감지 기술개벌에 소극 적이었기 때문에 현실적으로 아크에 따른 화재의 예방은 사실상 전무한 상태이다.
그러나, 전기화재 조사상의 난점으로 인하여 아크로 인한 상당 부분의 전기화재가 다른 원인으로 판정되어 통계처리되고 있어 실제적으로는 더 많은 사고 점유율을 나타내고 있을 것으로 추정되고 있다.
이러한 전기화재를 줄이기 위해서는 아크의 전기적 신호특징과 과전류, 누설전류, 과전압 등의 신호를 추출하고 이를 토대로 전기화재의 징후가 있는 전기설비에 대해서 신속한 조치를 함으로써 전기화재를 예방할 수 있을 것이다.
아크, 과전류, 과전압, 누설전류 등에 대한 객관적이고 과학적인 데이터를 확보하고, 이를 토대로 전기화재 전조를 평가하고 적절한 조치를 취할 수 있는 시스템이 요구되는 실정이다.
또한, 종래의 분전반이나 수배전반에 설치된 배선용차단기를 보게 되면, 내부에 마이크로스위치를 장착하여 차단기내부의 상태를 전송하고 있다.
도 1은 종래의 분전반에 설치된 전원상태를 검출하기 위한 마이크로 스위치가 장착된 3상식 배선용 차단기를 도시한 것으로서, 도시된 바를 참조하면 배선용차단기에는 마이크로 스위치를 내장되어 있다.
보다 자세하게 설명하면, 종래의 3상용 배선용차단기에는 마이크로 스위치를 사용하여 차단기 내부의 기구부를 이용하여 마이크로 스위치의 접점을 ON/OFF 함으로써 차단기가 동작된다.
또한, 배선용차단기에는 이러한 동작상태를 외부신호로 송신하여 관리자가 감시할 수 있도록 원격감시기능을 추가하여 구성하고 있다. 다시 말해, 상기 마이크로 스위치는 이상상태가 발생하여 트립이 발생하였음을 나타내는 경보신호를 발생시켜 외부의 관리자측에 경보신호를 보내어 차단기가 트립되었음을 알리게 된다.
그러나, 마이크로 스위치(10)가 장착된 배선용차단기의 경우 좁은 공간상에 마이크로 스위치의 장착이 쉽지 않으며, 배선용차단기의 설치 공수 증가에 따른 비용이 상승되며, 기구부의 구동 방향 마찰에 의한 접점 손실이 우려되고 있다.
또한, 마이크로 스위치(10)는 단상용 누전차단기와 같은 소규모의 차단기에는 사실상 장착이 힘들어서, 누전차단기의 상태에 대해 정확하게 검출하는 기능을 갖춘 분전반은 전무한 상태이다.
또한, 배선용차단기와는 달리 분전반을 통해 다수로 배치설비되는 누전차단기별로 마이크로 스위치를 장착하여 이를 통해 외부로 신호를 전달하기 위한 라인설비를 갖추어진 분전반을 구성하는 것 또한 가격상승과 설비상의 난점으로 인해 사실상 불가능한 문제점을 갖고 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 지역별 수배전반 및 분전반의 합선, 과전류, 아크, 누설전류 등의 실시간 데이터와 상기 데이터를 통해 분석된 화재발생예측지수를 통해 전기안전을 관리하는 광통신망 시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 마이크로스위치가 장착되지 않고도 차단기의 부하측과 전원측의 전원상태를 감시할 수 있는 회로차단기를 장착한 지역별 분전반과 수배전반을 갖춘 전기안전 관리용 통신망 시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 지역별 화재발생 가능성에 대한 감시가 용이하며, 즉각적으로 대처할 수 있는 전기안전 관리용 통신망 시스템을 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지역별로 설비된 수배전반과 분전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템에 있어서, 상기 수배전반과 분전반에 네트워크로 연결되어 상기 수배전반과 분전반에서 검출된 데이터가 수신되어 저장되는 지역별 로컬서버; 상기 로컬서버와 네트워크로 연결되어 상기 로컬서버에 수신된 데이터를 퍼지추론 기술을 통해 분석하여 전기화재 예측지수를 생성하여 상기 로컬서버에 저장하는 전기화재 예측부; 및 상기 로컬서버와 네트워크로 연결되어 상기 로컬서버에 저장된 데이터를 실시간으로 전달받아 데이터를 웹을 통해 관리하는 관리서버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 수배전반과 분전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템을 제시한다.
상기 수배전반에서 상기 분전반으로 이어지는 간선에서 전류센서를 통해 전류의 입출력차값을 검출하여 네트워크를 통해 상기 로컬서버에 상기 입출력차값을 전송하는 간선보호부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 분전반은, 상기 분전반에서 내장된 회로차단기를 통해 전기안전관련 데이터를 검출하고 디지털화하여 분석하는 데이터검출부; 상기 분전반의 전류 및 전압데이터를 설정된 기준전압 및 기준전류 데이터와 상호 비교하여 위험아크여부를 판단하여 상기 데이터검출부로 데이터를 송신하는 아크검출부; 상기 데이터검출부에서 시리얼 인터페이스를 통해 분석된 데이터를 받아 상기 로컬서버로 네트워크를 통해 전송하는 통신부; 및 상기 데이터검출부에서 검출된 데이터와 상기 아크검출부를 통해 수신된 데이터를 근거리 통신으로 전달받아 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 회로차단기에는 회로차단기의 전원측 단자에 연결되어 전원측의 전원을 입력받아 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 도통되는 트랜지스터의 단자에서 출력되는 신호를 수신하여 전원측의 전원상태를 감지하는 전원측 포토커플러, 회로차단기의 부하측 단자에 연결되어 부하측의 전원을 입력받아 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 도통되는 트랜지스터의 단자에서 출력되는 신호를 수신하여 부하측의 전원상태를 감지하는 부하측 포토커플러 및 상기 전원측과 부하측 포토커플러의 신호를 송출하는 신호출력단자를 포함하여 구성되며, 상기 데이터검출부에는 상기 회로차단기를 통해 전원공급상태를 판단하기 위해서 상기 전원측과 부하측 포토커플러의 신호를 전달받는 검출단자를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 통신부에는, 상기 데이터검출부와 데이터를 양방향으로 송수신하기 위한 시리얼 인터페이스; 상기 로컬서버로 네트워크를 연결하기 위한 이더넷 컨트롤러; 외부의 센서기기로부터 데이터를 수신하는 RF수신부; 및 수신된 데이터를 시리얼데이터 또는 이더넷데이터로 변환하는 메인컨트롤러;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 관리서버에는, 상기 로컬서버로부터 지역별 분전반과 수배전반의 데이터를 전달받아 저장하며, 상기 저장된 데이터를 기반으로 지역별 분전반과 수배전반의 상태를 내장된 웹어플리케이션을 통해 웹상에 표시하는 감시서버; 상기 감시서버에 전달된 데이터를 기반으로 네트워크를 통해 관리자단말기에 SMS를 전송하는 SMS서버; 및 상기 감시서버에 전달된 데이터를 기반으로 이상 징후가 나타난 분전반을 파악하여 원격으로 해당 분전반의 전원을 관리하는 원격 파워서버;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 감시서버에는 지리정보시스템과 결합한 전기안전지도어플리케이션이 내장되어 상기 웹어플리케이션과 연동되면서 지역별 분전반과 수배전반의 상태를 전기안전지도를 통해 시각적인 알람으로 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 감시서버의 웹어플리케이션에는 타이머알람기능이 내장되어 시간타이머가 동작하고 있는 상태에서 지역별 분전반과 수배전반의 상태에 대해 감시서버에 알림 메시지를 전달받아 상기 웹상의 전기안전지도에 알람 하이라이트로 표시되도 록 구성될 수 있다.
상기 웹어플리케이션의 타이머알람기능은 지역별 분전반과 수배전반의 상태를 알람 하이라이트로 나타낸 전기안전지도를 일정주기로 리플레시기능을 포함하여 지역별 수배전반과 분전반의 상태를 일정주기로 반복시켜 표시하도록 구성될 수 있다.
상기 전기안전지도에 표시된 지역에 문제가 발생하였을 경우 상기 감시서버는 상기 SMS서버에 요청하여 해당 지역 관리자단말에게 알림메시지를 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 SMS서버가 해당 지역 관리자단말의 위치를 추적하기 위해, 상기 관리서버에는 GIS 또는 FMS 시스템이 장착된 관리자단말기의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 GIS 또는 FMS 서버가 더 구축될 수 있다.
상기 감시서버에는 전기안전지도어플리케이션을 지원하는 지역별 수배전반과 분전반의 전기설비 단선결선도가 내장될 수 있다.
상기 감시서버는 상기 웹에 접근요청하는 인증정보에 따라 상기 전기안전지도어플리케이션을 통해 기설정된 권한별 전기안전지도를 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 의한 지역별로 설비된 수배전반과 분전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫 번째로, 본 발명의 광통신망을 이용한 전기안전감시시스템에 의해 실시간 으로 지역별 수배전반 및 분전반의 합선, 과전류, 아크, 누설전류 등의 실시간 데이터와 상기 데이터를 통해 분석된 화재발생예측지수를 통해 전기안전을 관리할 수 있는 효과가 있다.
두 번째로, 포토커플러가 부하측과 전원측에 각각 장착되며 원격신호를 수신할 수 있는 회로차단기를 내장한 분전반을 통해 마이크로스위치가 장착되지 않고도 차단기의 부하측과 전원측의 전원상태를 감시하면서 분전반의 전체 전원상태를 감시하며, 이상전류가 발생되는 경우에 관리서버의 원격파워서버를 통해 원격관리할 수 있는 효과가 있다.
세 번째로, 본 발명에 구성된 간선보호부로부터 수신된 데이터와 전자지도를 결합한 어플리케이션을 내장한 관리서버를 통해 보다 용이하게 전체지역을 감시할 수 있으며 또한 화재발생 가능성이 있는 분전반등에 있어서 원격파워서버와 SMS서버를 통해 즉각적인 대처를 할 수 있는 효과가 있다.
이하. 본 발명인 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.에 관해 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전기안전감시시스템을 개략화한 전체 구성도로서, 도시된 바를 참조하면 지역별로 시장이나 상가에 설비된 수배전반과 분전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템을 나타내고 있으며, 수배전반(100)과 상가내의 분전반(200)은 광통신 네트워크망을 통해 지역별 시장이나 상가내의 로컬서버(300)와 연결되어 데이터를 로컬서버(300)로 전송한다.
다시 설명하면, 지역별 로컬서버(300)는 상기 수배전반(100)과 분전반(200)에 네트워크로 연결되어 상기 분전반(200)과 수배전반(100)에서 검출된 데이터를 수신하여 저장한다.
상기 수배전반(100)에는 내부에 내장된 수배전반진단부(미도시)를 구성하여, 수배전반에서 접속부의 이상에 의한 아크발생신호, 수배전반의 전기설비에서 발생하는 부분방전신호등을 검출하여 검출된 신호관련 데이터를 상기 로컬서버(300)에 전송하여 전기설비의 이상유무를 사전에 진단할 수 있도록 한다.
상기 로컬서버(300)와 네트워크로 연결되는 전기화재 예측부(400)는 상기 로컬서버(300)에 수신된 데이터를 분석하게 된다.
이를 위해, 전기화재 예측부(400)는 퍼지추론 기술을 통해 전기화재 예측지수를 생성하여 각 지역별 시장이나 상가내 분전반의 위험상태를 수치화시킨 수치값을 상기 로컬서버(300)에 저장한다.
본 발명에 구성된 관리서버(500)는 상기 로컬서버(300)와 네트워크로 연결되어 상기 로컬서버(300)에 저장된 데이터를 실시간으로 전달받아 전기안전에 관련한 상황정보 데이터를 웹을 통해 관리하게 된다.
또한, 상기 수배전반(100)에서 상기 분전반(200)으로 이어지는 부하와 직접 연결되지 않는 전력선인 간선에는 간선보호부(600)를 구성하여 상기 간선에서 전류센서, 이를 테면 CT를 장착하여 CT를 통해 전류의 입출력차값을 검출하여 네트워크를 통해 상기 로컬서버(300)에 상기 입출력차값을 전송함으로써 전기화재를 사전에 예방할 수 있는 데이터를 로컬서버(300)로 전송하게 된다.
상기 관리서버(500)에는 상기 로컬서버(300)로부터 지역별 분전반(200)과 수배전반(100)의 데이터를 전달받아 저장하며 상기 저장된 데이터를 기반으로 지역별 분전반과 배전반의 상태를 내장된 웹어플리케이션을 통해 웹상에 표시하는 감시서버(520)와 상기 감시서버에 전달된 데이터를 기반으로 네트워크를 통해 관리자단말기에 SMS를 전송하는 SMS서버(540) 및 상기 감시서버에 전달된 데이터를 기반으로 이상 징후가 나타난 분전반을 파악하여 원격으로 해당 분전반의 전원을 관리하는 원격 파워서버(560)를 포함하여 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 각 지역별 시장이나 상가내에 설비된 분전반의 구성도를 나타내며, 도 4는 본 발명에 따른 각 지역별 시장이나 상가내에 설비된 분전반의 내부 블럭도를 나타내며, 도 5는 본 발명에 따른 각 지역별 시장이나 상가내에 설비된 분전반에 내장된 회로차단기를 통해 전원상태를 검출, 관리하는 블록구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 각 지역별 시장이나 상가내에 설비된 분전반의 통신부의 동작블록도를 나타낸다.
도시된 바를 참조하면, 지역별 분전반(200)에는 내장된 회로차단기(210)를 통해 전기안전관련 데이터를 검출하고 디지털화하여 분석하는 데이터검출부(220), 상기 분전반의 전류 및 전압데이터를 설정된 기준전압 및 전류 데이터와 상호 비교 하여 위험아크여부를 판단하여 상기 데이터검출부로 데이터를 송신하는 아크검출부(230), 상기 데이터검출부에서 시리얼 인터페이스를 통해 분석된 데이터를 받아 상기 로컬서버로 네트워크를 통해 전송하는 통신부(240), 상기 데이터검출부에서 검출된 데이터와 상기 아크검출부를 통해 수신된 데이터를 근거리 통신으로 전달받아 디스플레이하는 디스플레이부(250)를 포함하여 구성된다.
상기 분전반에는 SMPS부(260)가 별도로 구성되어 상기 데이터검출부(220), 아크검출부(230), 통신부(240), 디스플레이부(250)에 직류전원과 교류전원을 공급하게 된다.
분전반(200)에 내장된 회로차단기(210)를 통해 전원공급상태를 판단하기 위해서, 상기 데이터검출부(220)에서 회로차단기(210)에 내장된 영상변류기(ZCT)를 통해 누전과 아크, 누설전류 등을 검출하고, 회로차단기(210)에 내장된 다수의 검출센서(CT, ZCT)에서 출력되는 신호를 수신하여 과전류등과 같은 전원이상상태를 감지한다.
또한, 각각의 회로차단기(210)의 전원공급상태를 감지하도록 회로차단기의 전원측과 부하측 전원공급상태를 감지하는 포토커플러 한쌍(210a, 210b)이 회로차단기에 내장되면서, 회로차단기(210)에는 상기 전원측과 부하측 포토커플러의 신호를 송출하는 신호출력단자(210c)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 데이터검출부(220)에는 상기 회로차단기를 통해 전원공급상태를 판단하기 위해서 상기 전원측과 부하측 포토커플러(210a, 210b)의 신호를 전달받는 시리얼 인터페이스로서 검출단자(220a)를 포함하여 구성된다.
상기의 전원측 포토커플러(210a)는 회로차단기의 전원측 단자에 연결되어 전압이 인가되어 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 베이스전압이 인가되어 도통되는 트랜지스터로 구성된다.
상기 데이터검출부(220)의 검출단자(220a)는 상기 트랜지스터의 커넥터단자나 에미터단자에서 출력되는 신호를 수신하여 전원측의 전원상태를 감지하게 된다.
또한, 부하측 포토커플러(210b)도 회로차단기의 부하측에 연결되어 전원을 입력받아 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 베이스전압이 인가되어 도통되는 트랜지스터로 구성되며, 검출단자(220a)는 상기 트랜지스터의 커넥터단자나 에미터단자에서 출력되는 신호를 수신하여 부하측의 전원상태를 감지하게 된다.
상기 전원측 포토커플러(210a)에는 전원이 공급되는 상기 전원측단과 다이오드사이 라인에 직렬로 풀업저항역할을 하는 저항을 구성하여 입력되는 신호레벨을 일정하게 유지하도록 한다.
다시 말해, 풀업저항역할을 하는 저항을 통해 전원측 단에서 다이오드에 인가되는 전압이 일정하게 유지되도록 하며, 이를 통해 전원측에서 인가되는 전압을 일정하게 유지하는 역할을 하게 됨으로써 비정상적인 전압이 인가되면서 발생될 수 있는 포토커플러의 오동작과 회로파괴 등을 방지한다.
마찬가지로, 상기 부하측 포토커플러(210b)에는 전원이 공급되는 상기 부하 측단과 다이오드 사이에 직렬로 풀업저항 역할을 하는 저항을 구성하여 입력되는 신호레벨을 일정하게 유지하도록 하여, 풀업저항 역할을 하는 저항을 통해 부하측 단자에서 다이오드에 인가되는 전압을 일정하게 유지되도록 하여 포토커플러의 오동작과 회로파괴 등을 방지한다.
상기 회로차단기(210)의 전원측과 부하측 포토커플러(210a, 210b)의 각각의 트랜지스터의 에미터단자나 컬렉터단자를 통해 각각 신호가 출력되어 상기 데이터검출부(220)의 검출단자(220a)를 통해 제어부(220b)에 입력되어 디지털변환된 후 디지털입출력기(220c)를 거쳐 마이크로프로세서(220d)를 통해 통신부(240)로 전송되도록 구성된다.
도 7은 본 발명에 따른 회로차단기의 전원상태가 데이터화된 도면으로서, 도시된 바는 전원측에서 전원이 공급되는 회로차단기에 있어, 상기 전원측 포토커플러(210a) 및 부하측 포토커플러(210b)에 각각 구성된 트랜지스터의 출력단을 커넥터단자로 설정하는 경우에 관한 데이터이다.
다시말해, 도시된 바는 전원측과 부하측 포토커플러(210a, 210b)의 각각의 트랜지스터의 커넥터단자를 통해 신호가 출력되는 경우의 통신부(240)를 통해 출력된 후 분석되면서 원격에서 수신된 데이터를 나타낸다.
먼저, 분전반이나 수배전반의 회로차단기에 정상적으로 전원이 투입되는 경우, 즉 전원측 단자와 부하측단자로부터 전원상태가 모두 High신호인 경우에는, 포 토커플러가 모두 동작하면서 각각의 트랜지스터의 커넥터단에서 출력신호를 검출하게 되면 모두 Low신호가 검출된다.
참고적으로, 포토커플러의 특성상 커넥터단에서 출력을 검출하면 포토커플러가 On될 때 Low신호가 나오며, 포토커플러가 Off 일때는 High신호가 나오게 된다.
따라서, 원격 관리자는 상기 데이터를 통해 부하측과 전원측 모두에 정상적인 전원이 공급되고 있음을 인지할 수 있다.
다음으로, 회로차단기가 트립동작을 하여 회로차단기의 접점이 오픈되는 경우 또는 부하측의 배선상태가 불량인 경우, 또는 강제트립신호를 발생시킨 경우에는, 전원측 포토커플러(210a)에서는 Low신호가 나오며, 부하측 포토커플러(210b)는 High신호가 나오게 된다.
따라서, 원격 관리자는 상기 데이터를 통해 회로차단기가 트립되면서 접점이 오픈되었거나 부하측의 배선불량이 있음을 인지할 수 있다.
다음으로, 분전반의 메인차단기(260)가 동작하는 경우처럼 회로차단기로 전원공급이 중단되는 경우 또는 전체적인 배선공급 라인이 불량인 경우에는, 회로차단기의 전원측과 부하측 모두에 전원이 공급되지 않는다.
이 경우에는 전원측 포토커플러(210a)에서는 High신호가 나오며, 부하측 포토커플러(210b)도 High신호가 나오게 된다.
따라서, 원격 관리자는 상기 데이터를 통해 분전반의 메인차단기(260)가 트 립되면서 접점이 오픈되었거나 분전반의 전체적인 배선상태가 불량임을 인지할 수 있다.
다만, 포토커플러의 특성상 바람직하게는, 전원측과 부하측의 포토커플러(210a, 210b)에 구성된 트랜지스터의 출력단을 에미터단자로 선택하여, 전원측과 부하측에 전원이 공급되는 경우에 High신호를 출력하고, 전원이 공급되지 않는 경우에 Low신호를 출력하도록 구성하는 것이 원격관리자가 분전반 또는 수배전반의 전원상태를 시각적으로 용이하게 파악될 것이다.
또한, 상기 디지털 입출력기(220c)는 상기 관리서버(400)의 원격 파워 서버(400)에서 수신된 원격신호를 전달받아 강제트립신호를 제어부(220b)에서 아날로그 신호로 변환시켜 회로차단기에 형성된 5번핀단자을 통해 출력되도록 하여, 상기 영상변류기(200)를 관통하는 전류를 발생시킴으로서 영상변류기를 관통하는 전류의 벡터합의 불평형상태를 발생시켜 회로차단기의 트립코일(미도시)에 전압을 인가하여 회로차단기의 접점을 오픈시키게 된다.
상기 통신부(240)에는 상기 데이터검출부(220)와 데이터를 양방향으로 송수신하기 위한 시리얼 인터페이스(240a)와 상기 로컬서버로 네트워크를 연결하기 위한 네트워크 어댑터 컨트롤러(240b), 외부의 센서기기로부터 데이터를 수신하는 RF수신부(240c) 및 수신된 데이터를 시리얼데이터 또는 이더넷데이터로 변환하는 메 인컨트롤러(240d)가 포함되어 구성된다.
보다 자세하게는, 상기 RF수신부(240c)는 Zigbee 네트워크 프로토콜을 기반으로 화재 및 침입을 감시하는 외부의 기기들과 무선으로 디지털신호를 데이터로 수신하게 된다.
즉, 상기 메인컨트롤러(240d)에는 외부의 기기들에서 수신된 무선데이터를 시리얼데이터형식으로 변경하여 분전반의 데이터검출부(220)로 보내주거나, 분전반의 주요정보를 시리얼통신으로 받아서 이더넷 통신으로 변경하여 로컬서버(400)로 보내는 역할을 하게 된다.
이하, 본 발명의 전기안전감시시스템의 작동상태에 대해 보다 자세하게 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 관리서버에 전기화재 예측부에서 측정한 전기화재 예측지수를 포함한 데이터가 디스플레이된 도면이다.
본 발명의 전기안전감시시스템은 전국의 시장(예를 들어 200~300개 상가)의 관리사무소에 각각 로컬서버(300)가 설치되어 있으면 그 시장의 수배전반, 간선, 분전반 등의 데이터가 로컬서버(300)를 통해 관리서버(500)로 전송되어 전기안전을 감시하고 관리하게 되어 있는 구조이다.
지역별 분전반(200)과 수배전반(100)에서 전송되어 로컬서버(300)에 저장된 데이터를 분석하여 전기화재예측부(400)에서 전기화재 전조신호를 퍼지추론기술을 통해 전기화재를 사전에 예측하는 전기화재 예측지수를 생성하고 로컬서버(300)에 저장하며, 저장된 전기화재 예측지수 데이터는 관리서버(500)로 전송된다.
도시된 바처럼, 지역별 분전반의 상태를 관리하는 관리서버(500)의 모니터링 화면에는 상기 전기화재예측부(400)에서 생성된 전기화재 예측지수가 도시되고 있다.
도 9는 본 발명에 따른 감시서버에 내장된 웹어플리케이션과 전기안전지도어플리케이션과 연동되어 동작하는 동작상태를 나타내는 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 관리서버에서 지역별 분전반의 상태를 감시하는 데이터를 디스플레이한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 관리서버에 전기안전지도를 구축하여 지역별 분전반의 상태를 디스플레이한 도면이며, 도 12는 본 발명에 따른 감시서버에 내장된 웹어플리케이션의 타이머알람기능을 디스플레이한 도면이다.
도시된 바를 참조하면, 상기 감시서버(520)에는 지역별 분전반 및 수배전반을 웹상에서 감시, 관리하기 위한 웹어플리케이션이 내장되며, 상기 웹어플리케이션은 또한 감시서버에 내장된 지리정보시스템과 결합한 전기안전지도어플리케이션과 연동하여 웹상에서 지역별 분전반 및 수배전반의 상태를 관리한다.
관리서버(500)가 운영하는 웹상에는 지역별지도가 표시되는데 전국 시장에 본 발명에 따른 전기안전감시시스템이 설치되었을 경우 예를 들어 한국전기안전공사 본사에서 대전의 000시장의 전기안전상황을 감시하고자 할때 해당 지역의 지도 가 표시되고 해당 지역의 시장 및 상가로 단계별로 들어가 확인할 수 있다.
관리서버(500)의 모니터링은 상기 웹어플리케이션과 연동된 전기안전지도어플리케이션을 통해 지역별 분전반과 배전반의 상태를 전기안전지도를 통해 시각적인 알람으로 제공하도록 구성되며, 상기 감시서버는 상기 웹에 접근요청하는 인증정보에 따라 상기 전기안전지도어플리케이션을 통해 기설정된 권한별 전기안전지도를 제공하도록 구성된다.
관리서버(500)에는 분전반 등의 데이터가 저장되어 있고, 웹페이지는 전송된 관리서버(500)의 데이터를 표시하게 되는데 이때 웹페이지의 한부분은 전자지도로 구성이 되어 지도를 표시하고, 지도에 정보를 표시하기 위하여 전기안전지도어플리케이션에서 웹어플리케이션에 문제가 발생한 상가의 지리정보를 요청하게 되면 웹어플리케이션은 전기안전지도어플리케이션으로 데이터를 전송하여 웹페이지에 문제가 발생한 상가의 지역과 정보를 표시하게 되는 구조이다.
알람지역표시는 전기안전감시시스템이 전국의 시장에 설치되었을 경우 전기안전에 문제가 발생한 시장에 대한 알람지역을 표시하는 것으로, 예를 들어 서울시 구로구에 있는 구로시장 000상점에서 이상이 발생하면 해당 지역의 지도를 표시하게 된다.
상기 감시서버의 웹어플리케이션에는 타이머알람기능이 내장되어 시간타이머가 동작하고 있는 상태에서 지역별 분전반과 수배전반의 상태에 대해 감시서버(520)에 알림 메시지를 전달받아 상기 웹상의 전기안전지도에 알람 하이라이트로 표시되도록 구성된다.
즉, 시간타이머가 동작하는 일정한 정해진 시간동안에 로커서버에서 실시간으로 수신된 알림메시지를 통해 관리서버가 운영하는 웹상에서 전기안전지도에 알람 하이라이트로 표시되도록 구성된다.
다시말해, 타이머 알람기능은 감시서버(520)에서 시간타이머가 동작하고 있는 상태에서 분전반등에서 아크와 같이 이상이 발생하였을 경우 감시서버(520)에 알림 메시지가 전송되고 웹상에는 그 알람이 화면에 나타나게 되며 이 알람은 전기안전지도에 알람 하이라이트로 표시가 되는데, 이때의 알림메시지에 대한 타임을 요청하는 것이다.
또한, 상기 웹어플리케이션의 타이머알람기능은 지역별 분전반과 배전반의 상태를 알람 하이라이트로 나타낸 전기안전지도를 일정주기로 리플레시기능을 포함하여 전체 지역별 수배전반과 분전반의 상태를 일정주기로 반복시켜 표시하도록 구성된다.
도 13은 본 발명에 따른 관리서버의 SMS서버의 동작상태도이다. 도시된 바처럼, 상기 전기안전지도에 표시된 지역에 문제가 발생하였을 경우 상기 감시서버(520)는 상기 SMS서버(540)에 요청하여 해당 지역 관리자단말에게 알림메시지를 전송하도록 구성되며, 앞서 기술한 바와 같이 상기 원격파워서버(560)는 상기 감시서버에 전달된 데이터를 기반으로 이상 징후가 나타난 분전반을 파악하여 원격으로 해당 분전반의 차단기를 강제트립하면서 전원을 관리하게 된다.
상기 SMS서버(540)가 해당 지역 관리자단말의 위치를 추적하기 위해, 상기 관리서버(500)에는 GIS 또는 FMS 시스템이 장착된 관리자단말기의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 GIS 서버(570) 또는 FMS서버(580)가 더 구축될 수 있다.
이 때, 상기 해당지역 관리자단말은 관리서버에 접속하는 경우에 접근요청하는 관리자단말의 기설정된 인증정보에 따라 상기 전기안전지도어플리케이션을 통해 기설정된 권한별 전기안전지도를 제공받도록 구성된다.
상기 감시서버에는 전기안전지도어플리케이션을 지원하는 지역별 수배전반과 분전반의 전기설비 단선결선도가 내장될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 관리서버에 전기안전지도를 구축하여 수배전반의 상태를 단선결선도를 구축하여 디스플레이한 도면이며, 도 15 내지 도 17은 본 발명에 따른 전기안전지도어플리케이션의 동작상태가 디스플레이된 도면이다.
도시된 바를 참조하면, 단선결선도는 지역별 분전반에 대해 지역별, 상가별로 보다 상세하게 구성된 단선 결선 데이터를 보여주도록 구성되고 있다.
이상 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
도 1은 종래의 분전반에 설치된 전원상태를 검출하기 위한 마이크로 스위치가 장착된 3상식 배선용 차단기를 도시한 것이다.
도 2 본 발명에 따른 전기안전감시시스템을 개략화한 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 각 지역별로 시장이나 상가내에 설비된 분전반의 구성도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 각 지역별로 시장이나 상가내에 설비된 분전반의 내부 블럭도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 각 지역별로 시장이나 상가내에 설비된 분전반에 내장된 회로차단기를 통해 전원상태를 검출, 관리하는 블록구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 각 지역별로 시장이나 상가내에 설비된 분전반의 통신부의 동작블록도를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 회로차단기의 전원상태가 데이터화된 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 관리서버에 전기화재 예측부에서 측정한 전기화재 예측지수를 포함한 데이터가 디스플레이된 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 감시서버에 내장된 웹어플리케이션과 전기안전지도어플리케이션과 연동되어 동작하는 동작상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 관리서버에 전기안전지도를 구축하여 지역별 분전반의 상태를 디스플레이한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 관리서버에 전기안전지도를 구축하여 수배전반의 상 태를 단선결선도를 구축하여 디스플레이한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 감시서버에 내장된 웹어플리케이션의 타이머알람기능을 디스플레이한 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 관리서버에서 지역별 분전반의 상태를 감시하는 데이터를 디스플레이한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 관리서버의 SMS서버의 동작상태도이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명에 따른 전기안전지도어플리케이션의 동작상태가 디스플레이된 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 기호의 설명*
100: 수배전반 200: 분전반
210: 회로차단기 210a: 전원측 포토커플러
210b: 부하측 포토커플러 210c: 신호출력단자
220: 데이터검출부 220a: 검출단자
220b: 제어부 220c: 디지털입출력기
220d: 마이크로프로세서 230: 아크검출부
240: 통신부 250: 디스플레이부
260: SMPS부
300: 지역별 로컬서버 400: 전기화재 예측부
500: 관리서버 520: 감시서버
540: SMS서버 560: 원격 파워서버
570: GIS서버 580: FMS서버

Claims (13)

  1. 지역별로 설비된 수배전반과 분전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템에 있어서,
    상기 수배전반과 분전반에 네트워크로 연결되어 상기 수배전반과 분전반에서 검출된 데이터가 수신되어 저장되는 지역별 로컬서버;
    상기 로컬서버와 네트워크로 연결되어 상기 로컬서버에 수신된 데이터를 퍼지추론 기술을 통해 분석하여 전기화재 예측지수를 생성하여 상기 로컬서버에 저장하는 전기화재 예측부; 및
    상기 로컬서버와 네트워크로 연결되어 상기 로컬서버에 저장된 데이터를 실시간으로 전달받아 데이터를 웹을 통해 관리하는 관리서버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수배전반에서 상기 분전반으로 이어지는 간선에서 전류센서를 통해 전류의 입출력차값을 검출하여 네트워크를 통해 상기 로컬서버에 상기 입출력차값을 전송하는 간선보호부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 분전반은,
    상기 분전반에서 내장된 회로차단기를 통해 전기안전관련 데이터를 검출하고 디지털화하여 분석하는 데이터검출부;
    상기 분전반의 전류 및 전압데이터를 설정된 기준전압 및 기준전류 데이터와 상호 비교하여 위험아크여부를 판단하여 상기 데이터검출부로 데이터를 송신하는 아크검출부;
    상기 데이터검출부에서 시리얼 인터페이스를 통해 분석된 데이터를 받아 상기 로컬서버로 네트워크를 통해 전송하는 통신부; 및
    상기 데이터검출부에서 검출된 데이터와 상기 아크검출부를 통해 수신된 데이터를 근거리 통신으로 전달받아 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 회로차단기에는 회로차단기의 전원측 단자에 연결되어 전원측의 전원을 입력받아 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 도통되는 트랜지스터의 단자에서 출력되는 신호를 수신하여 전원측의 전원상태를 감지하는 전원측 포토커플러, 회로차단기의 부하측 단자에 연결되어 부하측의 전원을 입력받아 발광하는 다이오드와 상기 다이오드가 발광할 때 도통되는 트랜지스터의 단자에서 출력되는 신호를 수신하여 부하측의 전원상태를 감지하는 부하측 포토커플러 및 상기 전원측 과 부하측 포토커플러의 신호를 송출하는 신호출력단자를 포함하여 구성되며,
    상기 데이터검출부에는 상기 회로차단기를 통해 전원공급상태를 판단하기 위해서 상기 전원측과 부하측 포토커플러의 신호를 전달받는 검출단자를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 통신부에는,
    상기 데이터검출부와 데이터를 양방향으로 송수신하기 위한 시리얼 인터페이스;
    상기 로컬서버로 네트워크를 연결하기 위한 이더넷 컨트롤러;
    외부의 센서기기로부터 데이터를 수신하는 RF수신부; 및
    수신된 데이터를 시리얼데이터 또는 이더넷데이터로 변환하는 메인컨트롤러;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 관리서버에는,
    상기 로컬서버로부터 지역별 분전반과 수배전반의 데이터를 전달받아 저장하며, 상기 저장된 데이터를 기반으로 지역별 분전반과 수배전반의 상태를 내장된 웹어플리케이션을 통해 웹상에 표시하는 감시서버;
    상기 감시서버에 전달된 데이터를 기반으로 네트워크를 통해 관리자단말기에 SMS를 전송하는 SMS서버; 및
    상기 감시서버에 전달된 데이터를 기반으로 이상 징후가 나타난 분전반을 파악하여 원격으로 해당 분전반의 전원을 관리하는 원격 파워서버;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 감시서버에는 지리정보시스템과 결합한 전기안전지도어플리케이션이 내장되어 상기 웹어플리케이션과 연동되면서 지역별 분전반과 수배전반의 상태를 전기안전지도를 통해 시각적인 알람으로 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 감시서버의 웹어플리케이션에는 타이머알람기능이 내장되어 시간타이머가 동작하고 있는 상태에서 지역별 분전반과 수배전반의 상태에 대해 감시서버에 알림 메시지를 전달받아 상기 웹상의 전기안전지도에 알람 하이라이트로 표시되도록 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 웹어플리케이션의 타이머알람기능은 지역별 분전반과 수배전반의 상태를 알람 하이라이트로 나타낸 전기안전지도를 일정주기로 리플레시기능을 포함하여 지역별 수배전반과 분전반의 상태를 일정주기로 반복시켜 표시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 전기안전지도에 표시된 지역에 문제가 발생하였을 경우 상기 감시서버는 상기 SMS서버에 요청하여 해당 지역 관리자단말에게 알림메시지를 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 SMS서버가 해당 지역 관리자단말의 위치를 추적하기 위해, 상기 관리서버에는 GIS 또는 FMS 시스템이 장착된 관리자단말기의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 GIS 또는 FMS 서버가 더 구축된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 감시서버에는 전기안전지도어플리케이션을 지원하는 지역별 수배전반과 분전반의 전기설비 단선결선도가 내장된 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 감시서버는 상기 웹에 접근요청하는 인증정보에 따라 상기 전기안전지도어플리케이션을 통해 기설정된 권한별 전기안전지도를 제공하는 것을 특징으로 하는 지역별로 설비된 분전반과 수배전반의 상태를 관리하는 전기안전감시시스템.
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