KR20110139936A - Wireless lightning monitoring system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 낙뢰 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송전철탑에 낙뢰에 의한 지락사고가 발생된 경우 이를 검출하여 원격지의 관제센터에 설치되는 모니터링용 컴퓨터로 무선 통신 수단을 통하여 전송할 수 있도록 된 송전철탑용의 무선 낙뢰 모니터링 시스템에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 변전소 관제센터 및 이웃하는 송전철탑과 송전선으로 연결된 무선 낙뢰 모니터링 시스템에 있어서, 송전철탑의 위치정보와, 송전철탑 각각에 설치된 무선 낙뢰 모니터링 장치의 식별정보 및 상기 송전철탑에 대한 낙뢰 발생 이력을 관리하는 관리 데이터베이스; 낙뢰 관련 응용 프로그램이 탑재되고, 송전철탑에 낙뢰 발생 시 문자 메시지 서버와 연결되어 관리자에게 문자 메시지를 전송하는 모니터링 컴퓨터; 관리 데이터베이스 서버와, 모니터링 컴퓨터가 구비된 변전소 관제센터; 및 각각 고유의 식별자(ID)를 갖고 있으며, 송전철탑 각각에 구성되어 송전철탑에 낙뢰가 발생되는 경우 각각의 낙뢰정보와 상태정보를 인접한 다른 무선 낙뢰 모니터링 장치들로 자신의 고유 식별자 정보와 함께 무선 전송하는 다수의 무선 낙뢰 모니터링 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템을 제공한다.The present invention relates to a lightning monitoring system, and more particularly, a transmission system capable of detecting a ground fault caused by a lightning strike on a transmission tower and transmitting it through a wireless communication means to a monitoring computer installed in a remote control center. A wireless lightning monitoring system for a pylon. As described above, the present invention is a wireless lightning monitoring system connected to a substation control center and a neighboring transmission tower and a transmission line, wherein the location information of the transmission tower, identification information of a wireless lightning monitoring device installed in each transmission tower, and lightning for the transmission tower A management database for managing the occurrence history; A monitoring computer equipped with a lightning-related application and connected to a text message server when a lightning strike occurs in a transmission tower, to transmit a text message to an administrator; A substation control center equipped with a management database server and a monitoring computer; And a unique identifier (ID), each of which is configured in each of the transmission towers so that when lightning strikes occur in the transmission tower, the respective lightning information and status information are wirelessly transmitted to other adjacent wireless lightning monitoring devices together with their unique identifier information. Provided is a wireless lightning monitoring system comprising a plurality of wireless lightning monitoring device for transmitting.
Description
본 발명은 낙뢰 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송전철탑에 낙뢰에 의한 지락사고가 발생된 경우 이를 검출하여 원격지의 관제센터에 설치되는 모니터링용 컴퓨터로 무선 통신 수단을 통하여 전송할 수 있도록 된 송전철탑용의 무선 낙뢰 모니터링 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a lightning monitoring system, and more particularly, a transmission system capable of detecting a ground fault caused by a lightning strike on a transmission tower and transmitting it through a wireless communication means to a monitoring computer installed in a remote control center. A wireless lightning monitoring system for a pylon.
송전선로는 전력공급을 위하여 발전소에서 생산되는 전력을 변전소를 통하여 각 지역으로 공급하기 위한 전력시설로서 현대사회에서 송전시설의 사고는 장시간의 전력공급중단에 직접 연결되어 사회적으로도 증대한 영향을 미치게 된다． 한편, 지상에 설치되는 송전선로는 일정 거리마다 설치된 송전 철탑 등에 의하여 지지되며，이 송전선로는 전 지역에 걸쳐 광범위하게 시설되므로 바람，눈，비，낙뢰 등에 의한 위험에 노출되어 있다． 그리고，송전선로의 사고는 송전철탑에 낙뢰가 직격됨에 따라 송전선로가 손상되는 지락사고가 대부분을 차지하고 있으며，이러한 낙뢰에 의한 지락사고(이하，낙뢰사고라 함) 발생 시 신속한 조치가 필요하게 되고, 사고가 발생되지 않도록 순시점검 등을 통한 예방조치가 필요하게 된다.Transmission line is a power facility for supplying electric power produced by power plant to subregions through power substation for power supply. In modern society, accident of transmission facility is directly connected to long-time power supply interruption and has a social impact. do. On the other hand, transmission lines installed on the ground are supported by transmission towers installed at predetermined distances, and the transmission lines are widely installed throughout the region, and thus are exposed to wind, snow, rain, and lightning. In addition, most of the accidents in the transmission line are caused by lightning strikes on the transmission tower, which causes damage to the transmission line.In the event of a lightning strike (hereinafter referred to as a lightning strike), prompt measures are required. In order to prevent accidents, preventive measures such as instantaneous checks are necessary.
또한, 상기한 낙뢰사고에 의해 송전선이 단락된 경우 송전선에는 부하전류의 수배에서 수십 배에 달하는 다량의 전류가 흐르게 되고，이는 송전철탑에 설치된 승압기 등 전기기기의 항장력을 약화시켜 해당 전기기기의 이상동작을 초래하게 한다． 따라서， 송전철탑에 낙뢰사고가 발생된 경우 이를 신속히 검출하여 고장구간의 전기공급을 중단시키는 등 적절한 조치를 취할 필요가 있으며， 이를 위하여 순시원은 육안 또는 낙뢰표시장치를 이용하여 낙뢰사고 발생사실을 확인하여 송 전선로에 대한 지속적인 보수점검 작업을 수행하게 된다．
In addition, when a transmission line is shorted due to the lightning strike, a large amount of current flows in the transmission line several times to several tens of times of the load current, which weakens the tension of an electrical device such as a booster installed in the transmission tower, thereby causing an abnormality of the electrical device. Causes motion. Therefore, if a lightning strike occurs in a transmission tower, it is necessary to take appropriate measures such as detecting it quickly and stopping the supply of electricity to the fault zone. Check and carry out continuous maintenance check of transmission line.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 낙뢰통보 시스템을 설명하기로 한다.Hereinafter, a lightning notification system according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 송전철탑용 낙뢰통보시스템을 설명하기 위한 도면이다. 종래 기술에 따른 송전철탑용 낙뢰통보 시스템은 대한민국 특허 10-0388361호(2003년 06월 09일 등록)로써, 도 1에 도시된 바와 같이 송전철탑에 설치되어 낙뢰 발생정보를 송신하는 송신기(10)와, 낙뢰 발생 여부의 확인을 위하여 송전철탑 순시원이 휴대하는 수신기(20)로 구성되어 있다. 이때, 순시원이 수신기(20)를 별도로 구비하도록 구성되어 있다． 1 is a view for explaining a lightning notification system for a transmission tower according to the prior art. The lightning notification system for a transmission tower according to the prior art is Korean Patent No. 10-0388361 (registered on June 09, 2003), which is installed in a transmission tower as shown in FIG. 1 and transmits
또한 그 또 다른 응용의 형태로 송전철탑에 설치되는 송신기의 무선 전파의 도달거리를 벗어나지 않는 범위의 거리에 중계 수신 장치를 설치하고 중계 수신 장치를 관리자가 상주하는 관제센터에 위치하는 중앙감시반과 유선 네트워크를 통하여 접속함으로써 관제센터에서 낙뢰가 발생한 송전철탑의 위치를 확인할 수 있는 시스템 구성을 제안하고 있다． In another application, a relay receiver is installed at a distance not exceeding the reach of the radio wave of the transmitter installed in the transmission tower, and the central monitoring board and the wired relay receiver are located in the control center where the manager resides. By connecting through a network, the control center proposes a system configuration that can identify the location of transmission towers where lightning strikes occurred.
그러나 상기한 구성의 송전철탑용 낙뢰통보시스템은 순시원이 수신기(20)를 휴대하고 낙뢰사고가 발생한 송전철탑에 설치된 송신기(10)의 무선전파 도달 거리 이내의 범위에 위치하는 경우에만 송신기(10)로부터의 데이터의 수신이 가능해진다. 그러므로, 낙뢰사고가 발생한 송전 철탑의 위치 확인을 위해서는 순시원의 접근이 반드시 요구되기 때문에 야간 및 접근이 어려운 악천후 시에는 낙뢰사고 발생 철탑의 위치 확인이 사실상 어렵다는 문제가 있었다． However, the lightning notification system for a transmission tower of the above-described configuration may be used only when the instantaneous member carries the
그리고 중계수신기 및 중앙감시반을 이용하는 또 다른 응용의 경우에도 송전철탑용 낙뢰통보시스템을 구성하기 위하여 추가적으로 중계수신기 및 중앙감시반을 설치하여야 하며，이 두 장치를 유선 통신 케이블을 통하여 접속시켜야 하는데，이를 위한 선로의 포설은 지형적으로 설치가 용이한 도심 지역을 제외하면 사실상 이러한 네트워크의 구성은 거의 불가능하다는 문제가 있었다.In addition, in the case of another application using a relay receiver and a central monitoring board, an additional relay receiver and a central monitoring board must be installed to construct a lightning notification system for a transmission tower, and these two devices must be connected through a wired communication cable. The laying of the track had the problem that the construction of such a network was virtually impossible except for the urban area which is easy to install in the topography.
마지막으로，선로의 포설이 가능한 경우라고 하더라도 선로 포설에는 막대한 비용이 소요되는 문제가 있었다． 따라서 종래 제안된 시스템은 구축 및 운영상에서 현실정이 많이 부족한 문제점이 있었다．
Lastly, even if it was possible to lay the tracks, there was a problem that the laying of the rails would be enormous. Therefore, the conventionally proposed system has a problem of lacking a lot of reality in construction and operation.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 송전철탑에 낙뢰에 의한 지락사고가 발생된 경우 이를 검출하여 원격지의 관제센터에 설치되는 모니터링용 컴퓨터로 무선 통신 수단을 통하여 전송할 수 있도록 된 송전철탑용의 무선 낙뢰 모니터링 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention is to solve all the disadvantages and problems of the prior art as described above, the present invention is a monitoring computer that is installed in a remote control center to detect the ground fault caused by lightning strikes in the transmission tower It is an object of the present invention to provide a wireless lightning monitoring system for a transmission tower that can be transmitted through a wireless communication means.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변전소 관제센터 및 이웃하는 송전철탑과 송전선으로 연결된 무선 낙뢰 모니터링 시스템에 있어서, 송전철탑의 위치정보와, 송전철탑 각각에 설치된 무선 낙뢰 모니터링 장치의 식별정보 및 상기 송전철탑에 대한 낙뢰 발생 이력을 관리하는 관리 데이터베이스; 낙뢰 관련 응용 프로그램이 탑재되고, 송전철탑에 낙뢰 발생 시 문자 메시지 서버와 연결되어 관리자에게 문자 메시지를 전송하는 모니터링 컴퓨터; 관리 데이터베이스 서버와, 모니터링 컴퓨터가 구비된 변전소 관제센터; 및 각각 고유의 식별자(ID)를 갖고 있으며, 송전철탑 각각에 구성되어 송전철탑에 낙뢰가 발생되는 경우 각각의 낙뢰정보와 상태정보를 인접한 다른 무선 낙뢰 모니터링 장치들로 자신의 고유 식별자 정보와 함께 무선 전송하는 다수의 무선 낙뢰 모니터링 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템을 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a wireless lightning monitoring system connected to a substation control center and a neighboring transmission tower by a transmission line, the location information of the transmission tower, identification information of a wireless lightning monitoring device installed in each transmission tower and A management database for managing a history of lightning strikes for the transmission tower; A monitoring computer equipped with a lightning-related application and connected to a text message server when a lightning strike occurs in a transmission tower, to transmit a text message to an administrator; A substation control center equipped with a management database server and a monitoring computer; And a unique identifier (ID), each of which is configured in each of the transmission towers so that when lightning strikes occur in the transmission tower, the respective lightning information and status information are wirelessly transmitted to other adjacent wireless lightning monitoring devices together with their unique identifier information. Provided is a wireless lightning monitoring system comprising a plurality of wireless lightning monitoring device for transmitting.
여기서, 무선 낙뢰 모니터링 장치 IEEE 표준 802.15.4 방식의 무선 통신 방식의 무선통신을 수행하는 것이 바람직하다.
Here, it is preferable that the wireless lightning monitoring apparatus performs wireless communication of the wireless communication method of the IEEE standard 802.15.4 method.
그리고, 무선 낙뢰 모니터링 시스템은, 변전소 관제센터와 송전철탑 각각에 구비된 무선 낙뢰 모니터링 장치간 광섬유 케이블이 더 설치됨이 바람직하다.
In addition, the wireless lightning monitoring system, it is preferable that the optical fiber cable between the substation control center and the wireless lightning monitoring device provided in each of the transmission tower.
또한, 송전철탑 및 무선 낙뢰 모니터링 시스템은 그룹별로 관리됨이 바람직하다.
In addition, the transmission tower and the wireless lightning monitoring system is preferably managed by groups.
한편, 무선 낙뢰 모니터링 장치는 송전철탑의 낙뢰를 감지하는 낙뢰 감지 회로부와, 낙뢰감지회로부에서 감지된 낙뢰감지신호를 디지털 신호처리하고 무선통신수단을 이용하여 이웃하는 무선 낙뢰 모니터링 장치를 통해 변전소 관제센터로 전송하는 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신부 및 낙뢰 감지 회로부와 상기 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신 사이에 구성되어 낙뢰 감지 회로부의 감지신호를 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신부로 광학적으로 전송하는 옵토아이솔레이터로 구성됨이 바람직하다.
On the other hand, the wireless lightning monitoring device is a substation control center through a digital signal processing of the lightning detection circuit unit for detecting a lightning strike of the transmission tower, and the lightning detection signal detected by the lightning detection circuit unit and the neighboring wireless lightning monitoring device using a wireless communication means Digital signal processing and wireless data transmission and reception unit and the lightning detection circuit unit and the digital signal processing and wireless data transmission and transmission is an opto-isolator for optically transmitting the detection signal of the lightning detection circuit unit to the digital signal processing and wireless data transmission and reception unit Preferably configured.
그리고, 낙뢰 감지 회로부는 송전철탑에 낙뢰사고가 발생한 경우 낙뢰로 인해 송전철탑으로 유입되는 고전류로부터 2차 전류를 유도하는 낙뢰 전류 감지 코일과, 낙뢰 전류 감지 코일에 유도된 2차 전류에 비례하는 크기의 전위차를 발생시키는 유도전압 발생회로와, 유도전압 발생회로의 전압 신호 전달 시 다음 단의 각 회로의 소자를 보호하기 위하여 일정 크기 이상의 전압 신호를 제거하는 서지 제한 회로와, 서지 제한 회로를 통과한 낙뢰로 인한 유도전압신호를 일정한 크기를 가지는 직류 신호로 변환하는 전파 정류 회로 및 평활회로를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
The lightning detection circuit unit has a lightning current sensing coil for inducing a secondary current from a high current flowing into the transmission tower due to a lightning strike when a lightning strike occurs in the transmission tower, and a magnitude proportional to the secondary current induced in the lightning current sensing coil. An induction voltage generating circuit for generating a potential difference of a voltage, a surge limiting circuit for removing a voltage signal having a predetermined magnitude or more to protect the elements of each circuit in the next stage when a voltage signal is transmitted to the induced voltage generating circuit, and a surge limiting circuit It is preferable to include a full-wave rectifier circuit and a smoothing circuit for converting the induced voltage signal due to the lightning strike into a DC signal having a certain magnitude.
한편, 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부는 옵토아이솔레이터의 출력 단자로부터의 과도 전압을 제한하는 클립퍼 회로와, 클립퍼 회로로부터 과도 전압이 제한되어 전송된 송전철탑에 유입되는 낙뢰 전류로 인한 2차 유도 전압에 따른 외부 인터럽트를 발생시키고, 외부 인터럽트 유발 후 정상 상태로 동작하던 무선 낙뢰 모니터링 장치의 상태 메시지를 낙뢰 발생 상태로 변경하고，무선 데이터 패킷을 통하여 현재의 배터리 전압과 낙뢰 발생 상태 메시지 정보를 변전소 관제센터의 모니터링 컴퓨터로 전송하는 프로세서와, 프로세서에서 전송하고자 하는 메시지 정보와 이웃하는 무선 낙뢰 모니터링 장치에서 수신된 메시지 정보를 무선 송수신하기 위한 무선 송수신 모듈과, 무선 송수신 모듈에서 송수신되는 신호를 증폭하기 위한 무선 전력 증폭기와, 프로세서와 무선 송수신 모듈에 클럭을 발생하는 클럭신호 발생회로 및 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부에 전원을 공급하는 전원회로를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
On the other hand, the digital signal processing and wireless data transmission / receiving unit includes a clipper circuit for limiting the transient voltage from the output terminal of the opto-isolator, and secondary induction due to the lightning current flowing into the transmission tower with limited transient voltage from the clipper circuit. Generates an external interrupt according to the voltage, changes the status message of the wireless lightning monitoring device operating in the normal state after triggering the external interrupt to the lightning occurrence state, and transmits the current battery voltage and the lightning strike status message information through the wireless data packet. A processor for transmitting to the monitoring computer of the control center, a wireless transmission and reception module for wirelessly transmitting and receiving the message information to be transmitted from the processor and the message information received from the neighboring wireless lightning monitoring device, and amplifying signals transmitted and received by the wireless transmission and reception module Wireless for Amplifier, including a processor and a clock signal generating circuit for generating a clock to the wireless transceiver module and a power supply circuit that supplies power to the digital signal processor and a wireless data transmitting and receiving unit is preferably configured.
한편, 모니터링 컴퓨터는, 낙뢰 발생 메시지를 그래픽 기반과 텍스트 기반의 조회 테이블로 나타내고, 낙뢰 발생 시 낙뢰 사고 발생 정보를 화면상에 메시지창으로 출력함이 바람직하다.
On the other hand, it is preferable that the monitoring computer displays the lightning occurrence message as a graphic-based and text-based lookup table, and outputs the lightning accident occurrence information as a message window on the screen when the lightning strike occurs.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention has the following effects.
첫째, 송전철탑에 낙뢰사고가 발생된 경우 이를 원격지의 관제 센터에 설치되는 모니터링용 컴퓨터로 무선 낙뢰 모니터링 장치 상호 간에 형성되는 무선 네트워크를 이용하여 전송하거나 송전철탑의 OPGW의 광섬유 케이블을 통하여 유선으로도 전송할 수 있어서 추가적인 망구축이 불필요하므로 시스템 도입이 대단히 용이한 효과가 있다.First, if a lightning strike occurs in a transmission tower, it is a monitoring computer installed in a remote control center and transmitted using a wireless network formed between wireless lightning monitoring devices, or wired through an optical fiber cable of OPGW of a transmission tower. Since it can be transmitted, no additional network construction is necessary, so the introduction of the system is very easy.
둘째, 시스템 관리자는 원격지인 관제센터에서 해당 송전 철탑의 낙뢰사고 발생사실을 실시간으로 확인할 수 있고，사고 조치를 담당하는 관련자에게 SMS 메시지를 이용하여 낙뢰 발생 사실을 통보하므로 관련자들의 위치에 구애받음 없이 사고 발생 사실을 인지할 수 있도록 하므로 낙뢰 사고 발생 사실의 인지에서부터 사고조치까지의 시간을 단축시키는 효과가 있다． Second, the system administrator can check the occurrence of lightning accidents of the transmission tower in remote control center in real time, and notify the person in charge of the accident by using SMS message to the person in charge of the accident, regardless of the location of the people involved. Since the fact that an accident occurred can be recognized, it is effective to shorten the time from the recognition of the lightning accident occurrence to the action of the accident.
셋째，무선 낙뢰 모니터링 장치의 동작전원 상태도 파악하여 변전소 상황실의 모니터링 컴퓨터로 전송함으로써 장치의 이상 유무 및 장치의 동작 상태를 실시간으로 파악하게 하여 관리의 편의를 제공하는 효과가 있다．
Third, by detecting the operating power status of the wireless lightning monitoring device and transmitting it to the monitoring computer in the substation situation room, it is effective to provide the convenience of management by identifying the abnormality of the device and the operation status of the device in real time.
도 1은 종래 기술에 의한 송전철탑용 낙뢰통보시스템을 나타내는 도면，
도 2는 본 발명 제1실시예에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 구성을 나타내는 도면，
도 3은 본 발명 제2실시예에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 구성을 나타내는 도면，
도 4는 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 무선 낙뢰 모니터링 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 블록 구성도,
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 컴퓨터 응용프로그램의 화면 구성의 제 1 내지 제 3 실시예를 설명하기 위한 도면，
도 8은 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 데이터베이스 시스템에서 낙뢰 모니터링 장치와 낙뢰 모니터링 장치가 설치되는 송전철탑과의 대응 관계를 관리하기 위한 테이블 구성의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 데이터베이스 시스템에서 낙뢰 발생 이력과 해당 송전철탑의 대응 관계를 관리하기 위한 테이블 구성의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 장치의 내부에 취부되는 마이크로 컨트롤러의 전체적인 수행 작업의 절차를 설명하기 위한 마이크로 컨트롤러 펌웨어 흐름도를 나타내는 도면，
도 11은 무선 낙뢰 모니터링 장치에서 낙뢰가 발생하였을 경우，낙뢰 발생 상황을 처리하기 위하여 마이크로 컨트롤러 내부에서 이루어지는 인터럽트 처리 절차를 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a lightning notification system for a transmission tower according to the prior art;
2 is a diagram showing the configuration of a wireless lightning monitoring system according to a first embodiment of the present invention;
3 is a view showing the configuration of a wireless lightning monitoring system according to a second embodiment of the present invention;
4 is a block diagram illustrating an internal configuration of a wireless lightning monitoring device of a wireless lightning monitoring system according to the present invention;
5 to 7 are views for explaining the first to third embodiments of the screen configuration of the computer application of the wireless lightning monitoring system according to the present invention;
8 is a view for explaining an embodiment of a table configuration for managing the correspondence between the lightning monitoring device and the transmission tower in which the lightning monitoring device is installed in the database system of the wireless lightning monitoring system according to the present invention;
FIG. 9 is a view for explaining an embodiment of a table configuration for managing a correspondence relationship between a history of lightning occurrence and a corresponding transmission tower in a database system of a wireless lightning monitoring system according to the present invention; FIG.
10 is a view showing a microcontroller firmware flow chart for explaining the procedure of the overall performance of the microcontroller mounted inside the wireless lightning monitoring device according to the present invention;
FIG. 11 is a flowchart illustrating an interrupt processing procedure performed in the microcontroller to handle a lightning occurrence situation when a lightning strike occurs in the wireless lightning monitoring apparatus.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
In addition, although the term used in the present invention is selected as a general term that is widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, since the meaning is described in detail in the description of the relevant invention, It is to be understood that the present invention should be grasped as a meaning of a term that is not a name of the present invention. Further, in describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and which are not directly related to the present invention will be omitted. This is for the sake of clarity of the present invention without omitting the unnecessary explanation.
도 2는 본 발명 제1실시예에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 본 발명 제1실시예에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템은 도 2에 나타낸 바와 같이, 변전소 관제센터(110, 120 : 100)와, 관리 데이터베이스 서버(210, 220 : 200)와, 모니터링 컴퓨터(310, 320 : 300)와, 문자 메시지 서버(410, 420 : 400)와, 송전철탑(510, 520, 530, 540, 550 : 500) 각각에 구비된 무선 낙뢰 모니터링 장치(610, 620, 630, 640, 650 : 600)로 구성된다.2 is a view showing the configuration of a wireless lightning monitoring system according to a first embodiment of the present invention. The wireless lightning monitoring system according to the first embodiment of the present invention, as shown in Figure 2, the substation control center (110, 120: 100), the management database server (210, 220: 200), and the monitoring computer (310, 320) : 300, the text message server (410, 420: 400), and the transmission line tower (510, 520, 530, 540, 550: 500), the wireless lightning monitoring device (610, 620, 630, 640, 650) respectively provided : 600).
여기서, 변전소 관제센터(110)(120)는 각각 관리 데이터베이스 서버(210)(220)와, 모니터링 컴퓨터(310)(320)가 구비된다. Here, the
관리 데이터베이스(210)(220)는 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550)의 위치정보와, 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550) 각각에 설치된 무선 낙뢰 모니터링 장치(610)(620)(630)(640)(650)의 식별정보 및 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550)에 대한 낙뢰 발생 이력을 관리한다.The
모니터링 컴퓨터(310)(320)는 낙뢰 관련 응용 프로그램이 탑재되고, 문자 메시지 서버(410)(420)와 연결되어 관리자(순시원)에게 문자 메시지를 전송한다.Monitoring
송전철탑(510)(520)(530)(540)(550)은 변전소 관제센터(110)(120) 및 이웃하는 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550)과 송전선으로 연결된다. Transmission towers 510, 520, 530, 540, 550 are used as transmission lines with substation control centers 110, 120 and neighboring transmission towers 510, 520, 530, 540, 550. Connected.
무선 낙뢰 모니터링 장치(610)(620)(630)(640)(650)는 각각 고유의 식별자(ID)를 갖고 있으며, 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550)에 낙뢰가 발생되는 경우 각각의 낙뢰정보와 상태정보를 인접한 무선 낙뢰 모니터링 장치들로 자신의 고유 식별자 정보와 함께 전송한다. 이러한 무선 낙뢰 모니터링 장치(610)(620)(630)(640)(650)는 지그비(ZigBee)와 같은 IEEE 표준 802.15.4 방식의 무선 통신 방식을 이용할 수 있다.The wireless
여기서, 지그비를 간단히 설명하면 무선 네트워크 기술 중 하나인 무선 사설망(Wireless Personal Area Network, 이하 WPAN이라 한다)에는 저전력, 저비용, 저속이 특징인 2.4 GHz 기반의 홈 오토메이션 및 데이터 통신을 위한 지그비(Zigbee)가 있다. Here, the Zigbee is briefly described as one of the wireless network technologies, the Wireless Personal Area Network (WPAN), which is a Zigbee for 2.4 GHz-based home automation and data communication that is characterized by low power, low cost, and low speed. There is.
지그비는 개인 무선 네트워크 규격으로서, IEEE 802.15.4 에서 표준화가 진행되었으며, 표준안을 참조하면 지그비는 2.4GHz, 915MHz, 868MHz의 주파수 대역을 사용하며, 주파수 별로 250kbps(2.4GHz ISM 대역에서 16개의 채널), 40kbps/20kbps(915MHz 대역에서 10개의 채널/ 868MHz 대역에서 1개의 채널) 전송 속도를 가지며, 하나의 무선 네트워크에 최대 255 대까지의 기기를 연결하여, 실내외에 대규모 무선 센서 망을 구성할 수 있다.ZigBee is a private wireless network standard, standardized in IEEE 802.15.4, and referring to the standard, ZigBee uses the frequency bands of 2.4GHz, 915MHz, and 868MHz, and 250kbps per frequency (16 channels in 2.4GHz ISM band). It has a transmission speed of 40kbps / 20kbps (10 channels in 915MHz band / 1 channel in 868MHz band), and can connect a maximum of 255 devices to one wireless network to configure a large-scale wireless sensor network indoors and out. .
지그비는 블루투스 또는 UWB(ultra WideBand)와 같은 다른 WPAN 기술과 대비할 때, 초저전력(5mW) 소비가 가능하며 무선 송수신 회로의 구성이 단순하여 가장 저렴한 칩셋 가격으로 구현할 수 있다는 장점이 있으며, 센서 네트워크와 같은 버티컬 애플리케이션 영역에서 경쟁력 있는 단거리 무선 통신 기술이다.ZigBee has the advantage of being able to consume ultra low power (5mW) compared to other WPAN technologies such as Bluetooth or Ultra WideBand (UWB) and the simple configuration of wireless transceiver circuits at the lowest chipset price. It is a competitive short-range wireless communication technology in the same vertical application area.
따라서, 지그비로 서브 무선통신 장치를 구성하는 경우 별도의 설비없이 유선에 비해 저가의 설치비로 구성할 수 있음은 물론, 문제가 발생할 경우 유선 시스템(데이터 로거 등)에 비해 교체가 간편하고 애드 혹(Ad-Hoc) 및 멀티 홉(Multi-Hop)을 이용하므로 센서 네트워크의 재구성이나 시스템 애플리케이션 재설치를 무선으로 용이하게 처리할 수 있다. 또한 무선 데이터의 송수신 거리 70 내지 100m 이고, 최대 300m까지 가능하다.
Therefore, when configuring a sub-wireless communication device with ZigBee, it is possible to configure a low-cost installation cost compared to wired without any additional equipment, and in the event of a problem, it is easier to replace than an wired system (data logger, etc.) and ad hoc ( Ad-Hoc and Multi-Hop make it easy to wirelessly reconfigure sensor networks or reinstall system applications. In addition, the transmission and reception distance of the wireless data is 70 to 100m, it is possible up to 300m.
도 3은 본 발명 제2실시예에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 본 발명 제2실시예에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템은 도 3에 나타낸 바와 같이, 변전소 관제센터(110)(120)와, 관리 데이터베이스 서버(210)(220)와, 모니터링 컴퓨터(310)(320)와, 문자 메시지 서버(410)(420)와, 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550) 각각에 구비된 무선 낙뢰 모니터링 장치(610)(620)(630)(640)(650) 및 변전소 관제센터(110)(120)와 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550) 각각에 구비된 무선 낙뢰 모니터링 장치(610)(620)(630)(640)(650)를 연결하는 광섬유 케이블(800)을 포함하여 구성된다. 3 is a view showing the configuration of a wireless lightning monitoring system according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the wireless lightning monitoring system according to the second embodiment of the present invention includes a
여기서, 변전소 관제센터(110)(120)와, 관리 데이터베이스 서버(210)(220)와, 모니터링 컴퓨터(310)(320)와, 문자 메시지 서버(410)(420)와, 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550) 각각에 구비된 무선 낙뢰 모니터링 장치(610)(620)(630)(640)(650) 구성은 도 2에 나타낸 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. Here, the
한편, 광섬유 케이블(800)은 무선 낙뢰 모니터링 장치(610)(620)(630)(640)(650)와는 별도의 유선 선로를 제공하기 위한 것으로, 광섬유 케이블(800)은 예를 들면 광복합가공지선(OPGW)으로 구성하여 유선과 무선이 복합적으로 사용되는 무선 낙뢰 모니터링 시스템을 구성할 수 있도록 한 것이다. 이러한 유선과 무선을 복합적으로 구성하는 경우, 보다 신뢰도 높은 시스템으로 운용할 수 있다． On the other hand, the
또한, 본 발명 제 2 실시예에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템에서는 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550)과, 송전철탑(510)(520)(530)(540)(550) 각각의 무선 낙뢰 모니터링 장치(610)(620)(630)(640)(650)를 그룹별로 나눠 변전소 관제센터(110)(120)에서 그룹별로 관리하도록 할 수 있다. 도 3에서는 제 1, 제 2 및 제 3 송전철탑(510)(520)(530)을 제 1 변전소 관제센터(110)에서 제 1 그룹(710)으로 관리하고, 제 n-1, 제 n 송전철탑(540)(550)을 제 2 변전소 관제센터(110)에서 제 2 그룹(720)으로 관리하는 것을 도시하고 있다.
In addition, in the wireless lightning monitoring system according to the second embodiment of the present invention, transmission towers 510, 520, 530, 540, 550, transmission towers 510, 520, 530, 540, 550 Each of the wireless
도 4는 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 무선 낙뢰 모니터링 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 블록 구성도이다. 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 무선 낙뢰 모니터링 장치는 도 4에 나타낸 바와 같이, 낙뢰 감지 회로부(6100)와 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신부(6200)로 구성된다． 여기서, 낙뢰 감지 회로부(6100)는 송전철탑의 낙뢰를 감지한다. 그리고, 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신부(6200)는 낙뢰 감지 회로부(6100)에서 감지된 낙뢰를 디지털 신호처리하고 무선 데이터로 하여 이웃하는 무선낙뢰모니터링 장치를 통해 변전소 관제센터로 전송한다. 한편, 낙뢰 감지 회로부(6100)와, 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신부(6200) 사이에는 옵토아이솔레이터(6300)가 구성된다. 여기서, 옵토아이솔레이터(6300)란 전기적 접속없이 발광부(에미터)와 수광부(리시이버)사이에 전기 신호를 전달하는 전자소자를 말하는데, 발광부에서 방사된 빛은 비가시광선(즉, 적외선)일수도 있고 가시광선일 수도 있다. 한편 옵토아이솔레이터로 입력되는 신호는 발광부를 점등시키게 되고, 이렇게 되면 수광부는 발광부로부터 보내져온 빛을 감지한 다음 그에 비례한 출력신호를 발생시키게 된다. 이렇게 하여 출력신호가 입력장치와 출력장이 사이에 아무런 직접적인 전기적연결 없이도 입력신호를 따르게 되어 있어서, 입력부가 출력부에 대하여 전기적이라기보다는 광학적으로 짝지워진 소자이다.
4 is a block diagram illustrating an internal configuration of a wireless lightning monitoring device of a wireless lightning monitoring system according to the present invention. The wireless lightning monitoring apparatus of the wireless lightning monitoring system according to the present invention is composed of a lightning
여기서, 낙뢰 감지 회로부(6100)는 낙뢰 전류 감지 코일，유도전압 발생회로(6110), 서지 제한 회로(6120)，전파 정류 회로(6130)，평활회로(6140)，클립퍼 회로(6150)로 구성된다.Here, the lightning
낙뢰 전류 감지 코일은 낙뢰사고가 발생한 경우 낙뢰로 인한 고전류가 송전철탑으로 유입되는 경우, 고전류로부터 2차 전류를 유도하고, 유도전압 발생회로(6110)는 낙뢰 전류 감지 코일에 유도된 2차 전류에 비례하는 크기의 전위차를 발생시킨다.The lightning current sensing coil induces secondary current from the high current when the high current due to lightning enters the transmission tower in case of a lightning accident, and the induction
서지 제한 회로(6120)는 다음 단으로 전압 신호를 전달할 때 각 회로의 소자를 보호하기 위하여 일정 크기 이상의 전압 신호를 제거한다.The
전파 정류 회로(6130)와 평활회로(6140)는 서지 제한 회로(6120)를 통과한 낙뢰로 인한 유도전압신호를 일정한 크기를 가지는 직류 신호로 변환한다.The full-
클립퍼 회로(6150)는 변환된 직류 전압을 일정한 레벨이 되도록 제한하여 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부(6200)로의 신호 전달을 위한 옵토아이솔레이터(6300)로 인가한다． The clipper circuit 6150 limits the converted DC voltage to a constant level and applies it to the opto-
그리고, 클립퍼 회로(6160)의 출력 신호는 종속 연결된 옵토아이솔레이터(6300) 입력 단자로 인가된다． 이때, 옵토아이솔레이터(6300)로 인가된 신호는 내부의 LED를 점등시켜 옵토아이솔레이터(6300)로 입력된 신호에 의하여 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부(6200)로의 신호 스위칭을 유발시킨다.The output signal of the clipper circuit 6160 is applied to the cascaded opto-
한편, 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부(6200)는 클립퍼 회로(6210)，프로세서(6220)，클럭 신호 발생 회로(6230)，전원회로(6240)，무선 송수신 모듈(6250) 및 무선 전력 증폭기(6260)로 구성된다． 여기서, 클럭 신호 발생 회로(6230)는 프로세서(6220)와 연결되는 제 1 클럭 신호 발생 회로(6231)와, 무선 송수신 모듈(6250)과 연결되는 제 2 클럭 신호 발생 회로(6232)로 구성된다. 그리고, 전원회로(6240)는 배터리/DC 아답터(6241)와, 전원변환회로(6242)로 구성된다.Meanwhile, the digital signal processing and wireless data transmission /
클립퍼 회로(6210)는 옵토아이솔레이터(6300)의 출력 단자와 프로세서(6220)의 입력단자 사이에 위치하여 옵토아이솔레이터(6300)로부터의 신호 스위칭에 의한 과도 전압을 제한하여 프로세서(6220)의 입력 단자를 보호하는 역할을 수행한다.The
프로세서(6220)는 송전철탑에 유입되는 낙뢰 전류로 인한 2차 유도 전압이 프로세서(6220)의 입력 단자로 인가되어 외부 인터럽트를 유발시키면，정상 상태로 동작하던 낙뢰 모니터링 장치(600)의 상태 메시지를 낙뢰 발생 상태로 변경하고，무선 데이터 패킷을 통하여 현재의 배터리 전압과 낙뢰 발생 상태 메시지 정보를 변전소 관제센터(100)의 모니터링 컴퓨터(300)로 전송한다. When the secondary voltage induced by the lightning current flowing into the transmission tower is applied to the input terminal of the
한편, 프로세서(6220)와 연결되는 제 1 클럭 신호 발생 회로(6231)와, 무선 송수신 모듈(6250)과 연결되는 제 2 클럭 신호 발생 회로(6232)는 각각 프로세서(6220)와 무선 송수신 모듈(6250)로 동기신호를 공급한다.Meanwhile, the first clock signal generation circuit 6321 connected to the
배터리/DC 아답터(641)와, 전원변환회로(6242)로 구성되는 전원회로(6240)는 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부(6200)에 전원을 공급한다.The
무선 전력 증폭기(6260)는 이웃하는 다른 무선 낙뢰 모니터링 장치(600)로 전송할 낙뢰 모니터링 장치(600)의 상태 메시지 정보를 전송하기 위하여 무선신호를 증폭한다．
The
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 컴퓨터 응용프로그램의 화면 구성의 제 1 내지 제 3 실시예를 설명하기 위한 도면이다.5 to 7 are views for explaining the first to third embodiments of the screen configuration of the computer application of the wireless lightning monitoring system according to the present invention.
우선, 도 5는 평상시의 모니터링 컴퓨터(300)의 화면 상태이다. 여기서, 도 5 내의 1 내지 70의 각각의 송전철탑 식별자(ID)이다. First, FIG. 5 shows a screen state of the usual monitoring computer 300. Here, it is each transmission tower identifier ID of 1-70 in FIG.
낙뢰 사고가 발생하지 않은 정상적인 경우，각각의 송전첩탑(500)에 설치되어 있는 무선 낙뢰 모니터링 장치(600)는 현재의 구동 배터리의 전압과 낙뢰가 발생하지 않은 정상 상태 메시지를 무선 데이터 패킷을 통하여 변전소 관제센터(100)의 모니터링 컴퓨터(300)로 전송한다. 이러한 화면이 도 5에 나타낸 상태이다. 한편, 이를 수신한 모니터링 컴퓨터(300)의 응용 프로그램에서는 도6 내지 도7에 도시한 바와 같이 무선 메시지를 수신한 송전철탑의 무선낙뢰 모니터링 장치(600)로부터의 무선 메시지 수신 여부를 두 가지 수단을 통하여 용이하게 확인할 수 있도록 한다． 한 가지 방법은 도 6에 나타낸 바와 같이, 해당 노드를 서로 다른 두 가지 색을 이용한 점멸 처리(도 6의 4, 26 및 52 참조)를 통하여 해당 송전철탑(500)에 설치되어 있는 무선 낙뢰 모니터링 장치(600)의 상태를 손쉽게 확인할 수 있도록 하는 것이다. 다른 한 가지 방법은 응용 프로그램의 화면 우측 테이블에 무선 패킷을 통하여 수신되는 내용을 표시함으로써 관리자는 도 6에서와 같은 그래픽 기반의 정보 표현 수단과 텍스트 기반의 조회 테이블을 활용함으로써 상세한 상태 정보를 즉각적으로 파악할 수 있게 한다.In a normal case in which a lightning strike has not occurred, the wireless
송전철탑에 유입되는 낙뢰 전류로 인한 2차 유도 전압이 프로세서(6220)의 입력 단자로 인가되어 외부 인터럽트를 유발시키면，정상 상태로 동작하던 낙뢰 모니터링 장치(600)의 프로세서(600)는 상태 메시지를 낙뢰 발생 상태로 변경하고，무선 데이터 패킷을 통하여 현재의 배터리 전압과 낙뢰 발생 상태 메시지 정보를 변전소 관제센터(100)의 모니터링 컴퓨터(300)로 전송한다. When the secondary induced voltage due to the lightning current flowing into the transmission tower is applied to the input terminal of the
한편, 낙뢰 발생 상태 정보를 수신한 모니터링 컴퓨터(300)에 내장된 응용 프로그램은 도 7에 도시된 바와 같이 해당 송전철탑에서의 낙뢰 사고 발생 정보를 화면상에 메시지창을 통해 출력함으로서 관리자가 낙뢰 사고 발생 상황을 즉각적으로 인지할 수 있도록 한다．On the other hand, the application program embedded in the monitoring computer 300 receiving the lightning occurrence status information outputs the lightning accident occurrence information in the transmission tower through the message window on the screen as shown in FIG. Ensure immediate awareness of what is happening.
그리고, 낙뢰 사고 발생 사실을 사고 처리 관련자에게 SMS 문자 서비스를 통하여 해당 정보를 송신함으로써 장소에 구애받지 않고 낙뢰 사고에 대한 대응조치를 수행할 수 있도록 한다．
In addition, by sending the relevant information to the incident handling person through the SMS text service, the response to the lightning accident can be performed regardless of the place.
도 8은 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 데이터베이스 시스템에서 낙뢰 모니터링 장치와 낙뢰 모니터링 장치가 설치되는 송전철탑과의 대응 관계를 관리하기 위한 테이블 구성의 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 데이터베이스 시스템에서 낙뢰 모니터링 장치와 낙뢰 모니터링 장치가 설치되는 송전철탑과의 대응 관계는 도 8에 나타낸 바와 같이 송전탑(송전철탑) 식별번호(No.)에 따른 낙뢰감지기(무선 낙뢰 모니터링 장치) 그룹 식별자(ID) 와 낙뢰 감지기(무선 낙뢰 모니터링 장치) 노드 식별자(ID)로 구성될 수 있다. 도 8에서는 송전탑 1 내지 3번이 같은 그룹 식별자로 구성되지만 각각의 낙뢰감지기의 노드 식별자는 0, 1 및 2로 상이함을 알 수 있다.
8 is a view for explaining an embodiment of a table configuration for managing the correspondence between the lightning monitoring device and the transmission tower in which the lightning monitoring device is installed in the database system of the wireless lightning monitoring system according to the present invention. In the database system of the wireless lightning monitoring system according to the present invention, the correspondence between the lightning monitoring device and the transmission tower where the lightning monitoring device is installed is shown in FIG. 8, according to the transmission tower (transmission tower) identification number (No.). (Wireless lightning monitoring device) group identifier (ID) and lightning detector (wireless lightning monitoring device) node identifier (ID). In FIG. 8, although transmission towers 1 to 3 are configured with the same group identifier, it can be seen that the node identifiers of the lightning detectors are different from 0, 1, and 2.
도 9는 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 데이터베이스 시스템에서 낙뢰 발생 이력과 해당 송전철탑의 대응 관계를 관리하기 위한 테이블 구성의 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 시스템의 데이터베이스 시스템에서 낙뢰 발생 이력과 해당 송전철탑의 대응 관계를 관리하기 위한 테이블 구성의 실시예를 설명하기 위한 도면은 도 9에 나타낸 바와 같이 송전탑 번호에 따른 낙뢰 발생일 정보와 낙뢰 발생 시간 정보로 구성될 수 있다.
9 is a view for explaining an embodiment of a table configuration for managing the correspondence relationship between the history of lightning occurrence and the corresponding transmission tower in the database system of the wireless lightning monitoring system according to the present invention. In the database system of the wireless lightning monitoring system according to the present invention, a view for explaining an embodiment of a table configuration for managing a correspondence relationship between a lightning strike history and a corresponding transmission tower is shown in FIG. 9. Information and lightning occurrence time information.
도 10은 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 장치의 내부에 취부되는 마이크로 컨트롤러의 전체적인 수행 작업의 절차를 설명하기 위한 마이크로 컨트롤러 펌웨어 흐름도를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 무선 낙뢰 모니터링 장치의 내부에 취부되는 마이크로 컨트롤러의 전체적인 수행 작업의 절차를 설명하기 위한 마이크로 컨트롤러 펌웨어 흐름은 도 10에 나타낸 바와 같이, 송전철탑(600)에 무선 낙뢰모니터링 장치(600)를 설치한 후, 마이크로 컨트롤 유닛(MCU), 즉 프로세서(6220) 설정을 초기화한다(S100).FIG. 10 is a diagram illustrating a microcontroller firmware flowchart for explaining a procedure of an overall performing operation of the microcontroller mounted inside the wireless lightning monitoring device according to the present invention. As shown in FIG. 10, the microcontroller firmware flow for explaining the procedure of the overall performance of the microcontroller mounted inside the wireless lightning monitoring device according to the present invention is a wireless
이어, 타이머를 시작한다(S120).Then, the timer starts (S120).
그 다음, 무한 루프를 구동한다(S140).Then, the infinite loop is driven (S140).
이어, 타이머가 만료되지 않은 경우 타이머 카운터를 1씩 증가시킨다(S160).Subsequently, if the timer has not expired, the timer counter is incremented by one (S160).
타이머 카운터가 1이 되면(S180), 배터리 전압을 확인한다(S220). 그리고, 카운터가 1이 아니면 타이머 카운터가 2이면, 낙뢰가 발생하였는지 판단한다(S260).When the timer counter reaches 1 (S180), the battery voltage is checked (S220). If the counter is not 1 and the timer counter is 2, it is determined whether a lightning strike has occurred (S260).
판단결과(S260), 낙뢰가 발생하였다면 낙뢰 발생 카운터가 변경되었는지 판단한다(S280). If it is determined in S260 that a lightning strike has occurred, it is determined whether a lightning strike counter is changed (S280).
판단결과(S280), 카운터가 변경되지 않았다면, 낙뢰 미발생 카운터를 1증가시킨다(S300). As a result of the determination (S280), if the counter has not been changed, the lightning non-occurrence counter is increased by one (S300).
그 다음, 낙뢰 미발생 카운터가 설정된 개수가 N이 되었는지를 판단한다(S320).Next, it is determined whether the set number of lightning non-occurrence counters is N (S320).
판단결과(S320), 낙뢰 미발생 카운터가 N이 되었다면 낙뢰감지상태 메시지를 낙뢰발생에서 낙뢰 미발생으로 변경하고, 낙뢰 발생 카운터와 낙뢰 미발생 카운터를 초기화한다(S340).As a result of the determination (S320), when the non-lightning counter is N, the lightning detection status message is changed from the lightning occurrence to the non-lightning occurrence, and the lightning occurrence counter and the non-lightning counter are initialized (S340).
그 다음 낙뢰가 발생하지 않았거나(S260), 낙뢰 발생 카운터가 변경되었거나(S280), 낙뢰미발생 카운터가 N이 아닌 경우(S320)와, 낙뢰감지상태 메시지를 낙뢰발생에서 낙뢰 미발생으로 변경하고, 낙뢰 발생 카운터와 낙뢰 미발생 카운터를 초기화한다음(S340), 무선 송신 데이터를 프레이밍한다(S360).If there is no lightning (S260), or if the lightning strike counter is changed (S280), or if the non-lightning counter is not N (S320), then change the lightning detection status message from lightning strike to lightning strike. After initializing the lightning occurrence counter and the non-lightning counter (S340), the radio transmission data is framed (S360).
이어서, 타이머 카운터를 초기화하고(S380), 무선 데이터를 송신한다(S400). 그리고 이와 같은 동작을 무한 반복한다.
Next, the timer counter is initialized (S380), and wireless data is transmitted (S400). And this operation is repeated indefinitely.
도 11은 무선 낙뢰 모니터링 장치에서 낙뢰가 발생하였을 경우，낙뢰 발생 상황을 처리하기 위하여 마이크로 컨트롤러 내부에서 이루어지는 인터럽트 처리 절차를 설명하기 위한 흐름도를 나타내는 도면이다. 무선 낙뢰 모니터링 장치에서 낙뢰가 발생하였을 경우，낙뢰 발생 상황을 처리하기 위하여 마이크로 컨트롤러 즉, 프로세서(6220)내부에서 이루어지는 인터럽트 처리 절차는 도 11에 나타낸 바와 같이, 낙뢰발생 인터럽트가 트리거되면(S500), 외부 인터럽트를 디세이블시킨다(S520).FIG. 11 is a flowchart illustrating an interrupt processing procedure performed in the microcontroller to handle a lightning occurrence situation when a lightning strike occurs in the wireless lightning monitoring apparatus. When a lightning strike occurs in the wireless lightning monitoring apparatus, an interrupt processing procedure performed inside the microcontroller, that is, the
이어, 외부 인터럽트 플래그를 클리어한다(S540).Subsequently, the external interrupt flag is cleared (S540).
그 다음 낙뢰 발생 카운터가 0인가를 판단한다(S560).Then, it is determined whether the lightning strike counter is 0 (S560).
판단결과(S560), 낙뢰 발생 카운터가 0이 아니면, 낙뢰감지 상태메시지를 낙뢰 미발생에서 낙뢰발생으로 변경한다(580).As a result of the determination (S560), if the lightning strike counter is not 0, the lightning detection status message is changed from non-lightning to lightning strike (580).
이어서, 낙뢰발생 카운터를 1증가시킨다(S600).Next, the lightning strike counter is increased by one (S600).
그리고, 외부 인터럽트를 이네이블 시킨다(S620).Then, the external interrupt is enabled (S620).
그리고 인터럽트로 복귀한다(S640).
The process returns to the interrupt (S640).
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Although the present invention has been described by way of example as described above, the present invention is not necessarily limited to these examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the examples disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these examples. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
110, 120 : 변전소 관제센터 210, 220 : 관리 데이터베이스 서버
310, 320 : 모니터링 컴퓨터 410, 420 : 문자 메시지 서버
510, 520, 530, 540, 550 : 송전철탑
610, 620, 630, 640, 650 : 무선 낙뢰 모니터링 장치
800 : 광섬유 케이블
6100 : 낙뢰 감지 회로부 6110 : 유도전압 발생회로
6120 : 서지 제한 회로 6130 : 전파정류회로
6140 : 평활회로 6150 : 클립퍼회로
6200 : 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부
6210 : 클립퍼 회로 6200 : 프로세서
6230 : 클럭 신호 발생 회로 6231 : 제 1 클럭 신호 발생 회로
6232 : 제 2 클럭 신호 발생 회로 6240 : 전원회로
6241 : 배터리/DC 아답터 6242 : 전원변환회로
6250 : 무선 송수신 모듈 6260 : 무선 전력 증폭기110, 120:
310, 320: monitoring
510, 520, 530, 540, 550: Transmission tower
610, 620, 630, 640, 650: wireless lightning monitoring device
800: fiber optic cable
6100: lightning detection circuit 6110: induction voltage generating circuit
6120: surge limiting circuit 6130: full wave rectifier circuit
6140: smoothing circuit 6150: clipper circuit
6200: digital signal processing and wireless data transmission and reception unit
6210: Clipper Circuit 6200: Processor
6230: clock signal generation circuit 6231: first clock signal generation circuit
6232: second clock signal generation circuit 6240: power supply circuit
6241: battery / DC adapter 6242: power conversion circuit
6250: wireless transmit / receive module 6260: wireless power amplifier
Claims (8)
상기 송전철탑의 위치정보와, 상기 송전철탑 각각에 설치된 무선 낙뢰 모니터링 장치의 식별정보 및 상기 송전철탑에 대한 낙뢰 발생 이력을 관리하는 관리 데이터베이스;
낙뢰 관련 응용 프로그램이 탑재되고, 상기 송전철탑에 낙뢰 발생 시 문자 메시지 서버와 연결되어 관리자에게 문자 메시지를 전송하는 모니터링 컴퓨터;
상기 관리 데이터베이스 서버와, 모니터링 컴퓨터가 구비된 변전소 관제센터; 및
각각 고유의 식별자(ID)를 갖고 있으며, 상기 송전철탑 각각에 구성되어 상기 송전철탑에 낙뢰가 발생되는 경우 각각의 낙뢰정보와 상태정보를 인접한 다른 무선 낙뢰 모니터링 장치들로 자신의 고유 식별자 정보와 함께 무선 전송하는 다수의 무선 낙뢰 모니터링 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템.
In a wireless lightning monitoring system connected to a substation control center and neighboring transmission towers and transmission lines,
A management database for managing location information of the transmission tower, identification information of a wireless lightning monitoring device installed in each transmission tower, and a history of lightning occurrence for the transmission tower;
A monitoring computer equipped with a lightning-related application and connected to a text message server when a lightning strike occurs in the transmission tower to transmit a text message to an administrator;
A substation control center equipped with the management database server and a monitoring computer; And
Each has a unique identifier (ID), and is configured in each of the transmission tower, when a lightning strike occurs in the transmission tower, each lightning information and status information to other adjacent wireless lightning monitoring devices with their own unique identifier information Wireless lightning monitoring system comprising a plurality of wireless lightning monitoring device for wireless transmission.
상기 무선 낙뢰 모니터링 장치 IEEE 표준 802.15.4 방식의 무선 통신 방식의 무선통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The wireless lightning monitoring device wireless lightning monitoring system, characterized in that for performing wireless communication of the wireless communication method of the IEEE standard 802.15.4 method.
상기 무선 낙뢰 모니터링 시스템은,
상기 변전소 관제센터와 상기 송전철탑 각각에 구비된 무선 낙뢰 모니터링 장치간 광섬유 케이블이 더 설치됨을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The wireless lightning monitoring system,
Wireless lightning monitoring system, characterized in that the optical fiber cable between the substation control center and the wireless lightning monitoring device provided in each of the transmission tower.
상기 송전철탑 및 상기 무선 낙뢰 모니터링 시스템은 그룹별로 관리됨을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The transmission tower and the wireless lightning monitoring system is a wireless lightning monitoring system, characterized in that managed by group.
상기 무선 낙뢰 모니터링 장치는
상기 송전철탑의 낙뢰를 감지하는 낙뢰 감지 회로부와,
상기 낙뢰감지회로부에서 감지된 낙뢰감지신호를 디지털 신호처리하고 무선통신수단을 이용하여 이웃하는 상기 무선 낙뢰 모니터링 장치를 통해 상기 변전소 관제센터로 전송하는 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신부 및
상기 낙뢰 감지 회로부와 상기 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신 사이에 구성되어 상기 낙뢰 감지 회로부의 감지신호를 상기 디지털신호처리 및 무선데이터 송수신부로 광학적으로 전송하는 옵토아이솔레이터로 구성됨을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The wireless lightning monitoring device
A lightning detection circuit unit for detecting a lightning strike of the transmission tower;
Digital signal processing and wireless data transmission and reception unit for digitally processing the lightning detection signal detected by the lightning detection circuit unit and transmits to the substation control center through the adjacent wireless lightning monitoring device using a wireless communication means;
Wireless lightning monitoring system comprising an opto-isolator is configured between the lightning detection circuit unit and the digital signal processing and wireless data transmission and reception to optically transmit the detection signal of the lightning detection circuit unit to the digital signal processing and wireless data transmission and reception. .
상기 낙뢰 감지 회로부는
상기 송전철탑에 낙뢰사고가 발생한 경우 상기 낙뢰로 인해 상기 송전철탑으로 유입되는 고전류로부터 2차 전류를 유도하는 낙뢰 전류 감지 코일과,
상기 낙뢰 전류 감지 코일에 유도된 2차 전류에 비례하는 크기의 전위차를 발생시키는 유도전압 발생회로와,
상기 유도전압 발생회로의 전압 신호 전달 시 다음 단의 각 회로의 소자를 보호하기 위하여 일정 크기 이상의 전압 신호를 제거하는 서지 제한 회로와,
상기 서지 제한 회로를 통과한 낙뢰로 인한 유도전압신호를 일정한 크기를 가지는 직류 신호로 변환하는 전파 정류 회로 및 평활회로를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템.
The method of claim 5, wherein
The lightning detection circuit unit
A lightning current sensing coil for inducing a secondary current from a high current flowing into the transmission tower due to the lightning when a lightning accident occurs in the transmission tower;
An induced voltage generation circuit for generating a potential difference of a magnitude proportional to a secondary current induced in the lightning current sensing coil;
A surge limiting circuit for removing a voltage signal of a predetermined magnitude or more in order to protect a device of each circuit of a next stage when the voltage signal is transmitted to the induction voltage generating circuit;
Wireless lightning monitoring system comprising a full-wave rectifier circuit and a smoothing circuit for converting the induced voltage signal due to lightning through the surge limiting circuit into a DC signal having a predetermined size.
상기 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부는
상기 옵토아이솔레이터의 출력 단자로부터의 과도 전압을 제한하는 클립퍼 회로와,
상기 클립퍼 회로로부터 과도 전압이 제한되어 전송된 상기 송전철탑에 유입되는 낙뢰 전류로 인한 2차 유도 전압에 따른 외부 인터럽트를 발생시키고, 상기 외부 인터럽트 유발 후 정상 상태로 동작하던 상기 무선 낙뢰 모니터링 장치의 상태 메시지를 낙뢰 발생 상태로 변경하고，무선 데이터 패킷을 통하여 현재의 배터리 전압과 낙뢰 발생 상태 메시지 정보를 상기 변전소 관제센터의 상기 모니터링 컴퓨터로 전송하는 프로세서와,
상기 프로세서에서 전송하고자 하는 메시지 정보와 이웃하는 무선 낙뢰 모니터링 장치에서 수신된 메시지 정보를 무선 송수신하기 위한 무선 송수신 모듈과,
상기 무선 송수신 모듈에서 송수신되는 신호를 증폭하기 위한 무선 전력 증폭기와,
상기 프로세서와 무선 송수신 모듈에 클럭을 발생하는 클럭신호 발생회로 및
상기 디지털 신호 처리 및 무선 데이터 송수신부에 전원을 공급하는 전원회로를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템.
The method of claim 5, wherein
The digital signal processing and wireless data transmission and reception unit
A clipper circuit for limiting a transient voltage from an output terminal of the opto-isolator;
In the wireless lightning monitoring device which generates an external interrupt according to the secondary induced voltage due to the lightning current flowing into the transmission tower transmitted with limited transient voltage from the clipper circuit, and operates in a normal state after the external interrupt is triggered. A processor for changing a status message to a lightning occurrence state and transmitting current battery voltage and lightning generation status message information to the monitoring computer of the substation control center through a wireless data packet;
A wireless transmission / reception module for wirelessly transmitting and receiving message information to be transmitted by the processor and message information received from a neighboring wireless lightning monitoring device;
A wireless power amplifier for amplifying a signal transmitted and received by the wireless transmission / reception module;
A clock signal generation circuit for generating a clock to the processor and a wireless transmission / reception module;
Wireless lightning monitoring system, characterized in that it comprises a power supply circuit for supplying power to the digital signal processing and wireless data transceiver.
상기 모니터링 컴퓨터는,
상기 낙뢰 발생 메시지를 그래픽 기반과 텍스트 기반의 조회 테이블로 나타내고,
상기 낙뢰 발생 시 낙뢰 사고 발생 정보를 화면상에 메시지창으로 출력함을 특징으로 하는 무선 낙뢰 모니터링 시스템. The method of claim 1,
The monitoring computer,
The lightning occurrence message is represented by a graphic-based and text-based lookup table,
Wireless lightning monitoring system, characterized in that for outputting the lightning accident occurrence information in the message window on the screen.
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2010
- 2010-06-24 KR KR1020100060066A patent/KR101113406B1/en active IP Right Grant
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