KR20150043729A - 낙뢰 경보, 예방 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 낙뢰의 발생 여부를 경보하고, 낙뢰발생 전에 전자설비를 차단시켜 낙뢰로부터 보호하며, 낙뢰발생 시에는 MOV의 손상을 예측할 수 있는 낙뢰 경보, 예방 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 주요구성은, 건물의 최상단 또는 외측면에 설치되어 대지 중의 전계값을 측정하는 대지전계측정센서(100)와, 측정된 전계값을 제공받는 낙뢰 경보장치(200)로 이루어지며, 낙뢰 경보장치(200)는, 대지전계측정센서(100)와 통신하면서 실시간으로 측정된 전계값에 대한 정보를 제공받아 저장하는 전계 확인부(210)와; 낙뢰경보신호에 대응되는 기준 전계값에 대한 정보를 저장하고 있으며, 전계 확인부(210)에서 실시간으로 제공받은 전계값를 저장된 기준 전계값과 비교하여 측정된 전계값이 기준 전계값 이상인 경우에 낙뢰경보신호를 발생시키는 낙뢰 경보신호 발생부(220)와; 전자설비 또는 전자설비에 전원을 공급하는 전원단자가 연결된 전자설비 연결부(230)와; 낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 낙뢰경보신호로서 낙뢰발생경보신호가 발생되면 전자설비 연결부(230)에 연결된 전자설비의 전원계통 또는 신호계통을 차단시키는 부하차단부(240)와; 외부의 관리장치와 통신하거나 또는 등록된 관리자 단말기와 통신하면서 낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 발생된 낙뢰경보신호를 제공하는 낙뢰 경보부(250);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

낙뢰 경보, 예방 시스템{SYSTEM FOR WARNING THUNDERBOLT AND PREVENTION}
본 발명은 낙뢰 경보 시스템에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 낙뢰의 발생 여부를 경보하고, 낙뢰발생 전에 전자설비를 차단시켜 낙뢰로부터 보호하며, 낙뢰발생 시에는 MOV의 손상을 예측할 수 있는 낙뢰 경보, 예방 시스템에 관한 것이다.
낙뢰는 뇌운이 가진 전하를 공기절연파괴를 통해 대지로 방출하는 현상이며, 이 과정에서 전자장이 발생하여 대기중을 전파하게 된다. 낙뢰발생의 위치를 분석하는 기술은 뇌운의 활동과 이동경로, 낙뢰의 발생을 예지하여 건축물과 전력설비에서 낙뢰에 의한 피해방지 대책의 수단으로 적용되고 있다.
종래의 낙뢰 경보 시스템은, 임의이 구역에 낙뢰 감지기를 설치하고, 낙뢰 발생 시, 설치된 낙뢰 감지기로부터 수집된 각종 낙뢰 정보를 처리 및 분석하여, 낙뢰 경보 또는 낙뢰 정보를 실시간으로 해당 관리기관에 전송할 수 있도록 구성되어 있다.
그러나 종래의 낙뢰 경보 시스템은 각 구역에 설치된 낙뢰 감지기가 적어도 한 번 이상 발생된 낙뢰에 대한 정보를 수집할 수 있기 때문에 낙뢰가 발생하기 이전에는 낙뢰 경보가 이루어질 수 없어, 낙뢰에 대한 신속한 대처가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 낙뢰의 발생 여부를 경보하고, 낙뢰발생 전에 전자설비를 차단시켜 낙뢰로부터 보호하며, 낙뢰발생 시에는 MOV의 손상을 예측할 수 있는 낙뢰 경보, 예방 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 낙뢰 경보, 예방 시스템은, 건물의 최상단 또는 외측면에 설치되어 대지 중의 전계값을 측정하는 대지전계측정센서(100)와, 대지전계측정센서(100)를 통해 측정된 전계값을 제공받는 낙뢰 경보장치(200)로 이루어지며,
낙뢰 경보장치(200)는, 대지전계측정센서(100)와 통신하면서 실시간으로 측정된 전계값에 대한 정보를 제공받아 저장하는 전계 확인부(210)와; 낙뢰경보신호에 대응되는 기준 전계값에 대한 정보를 저장하고 있으며, 전계 확인부(210)에서 실시간으로 제공받은 전계값를 저장된 기준 전계값과 비교하여 측정된 전계값이 기준 전계값 이상인 경우에 낙뢰경보신호를 발생시키는 낙뢰 경보신호 발생부(220)와; 건물 또는 시설에서 사용되는 전자설비 또는 전자설비에 전원을 공급하는 전원단자(300)가 연결된 전자설비 연결부(230)와; 낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 낙뢰경보신호로서 낙뢰발생경보신호가 발생되면 전자설비 연결부(230)에 연결된 전자설비의 전원계통 또는 신호계통을 차단시키는 부하차단부(240)와; 외부의 관리장치와 통신하거나 또는 등록된 관리자 단말기와 통신하면서 낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 발생된 낙뢰경보신호를 제공하는 경보부(250);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 기준 전계값은 기준 낙뢰예상 전계값, 기준 낙뢰 전계값으로 설정되고, 낙뢰경보신호는 낙뢰예비경고신호, 낙뢰발생경보신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 부하차단부(240)는 전자설비 연결부에 연결된 전자설비 또는 전원단자(300)의 연결라인을 차단시키는 전자스위치인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 부하차단부(240)는 부하차단신호를 발생시키고, 전자설비 연결부(230)에 등록된 전자설비에 발생된 부하차단신호를 전송할 수도 있다.
바람직하게, 낙뢰 경보장치(200)는 낙뢰가 발생되어 뇌전류가 유입되면 서지보호기(SPD)로부터 유입된 뇌전류에 대한 정보를 제공받아 저장하는 낙뢰정보 확인부(260)와; 저장된 뇌전류에 대한 정보를 분석하여 낙뢰의 발생회수, 실시간 낙뢰전류값, 누적된 전류값 등에 대한 각각의 정보를 기 등록된 표준 정보들과 비교하여 서지보호기 또는 MOV의 고장율에 대한 정보를 확인하는 고장율 예측부(270);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 뇌전류에 대한 정보는 서지보호기에 설치된 CT에서 측정된 정보를 제공받는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 고장율 예측부(270)는 뇌전류에 대한 정보가 교체시기에 해당되는 표준정보에 해당되면 외부의 관리장치 또는 관리자 단말기에게 서지보호기 또는 MOV의 교체신호를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 낙뢰 경보, 예방 시스템은 뇌운의 발달함에 의해서 대지 중의 전계값을 확인하여 낙뢰발생 전에 전자설비 또는 전원단자로 공급되는 전원계통 또는 신호계통을 차단시켜 뇌전류에 의해 손상하고, 유입된 뇌전류에 대한 정보를 확인하여 서지보호기 또는 MOV의 고장율을 확인하여 교체할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 낙뢰 경보, 예방 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 낙뢰 경보장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 낙뢰 경보, 예방 과정을 나타낸 플로차트.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 낙뢰 경보, 예방 시스템을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 낙뢰 경보, 예방 시스템은 대지전계측정센서(100)와 낙뢰 경보장치(200)로 이루어지며, 건물 또는 시설에서 사용되는 전자설비 또는 전자설비에 전원을 공급하는 전원단자(300)가 연결된다.
대지전계측정센서(100)는 대지 중의 전계값을 감지하기 위한 수단으로, 건물의 최상단 또는 외측면에 설치되는 것이 바람직할 수 있다. 대지전계측정센서(100)는 뇌운과 대지 사이의 전위차로 코로나 전류를 발생시키는 10㎛ 이하의 침형(needle type) 전극이다. 대지전계측정센서(100)를 통해 감지된 전계값은 실시간으로 낙뢰 경보장치(200)로 제공된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 낙뢰 경보장치(200)는 전계 확인부(210), 낙뢰 경보신호 발생부(220), 전자설비 연결부(230), 부하차단부(240), 낙뢰 경보부(250), 낙뢰정보 확인부(260), 고장율 예측부(270) 및 서지보호기(280)를 구비한다.
전계 확인부(210)는 대지전계측정센서(100)와 통신하면서 실시간으로 측정된 전계값에 대한 정보를 제공받아 저장한다.
낙뢰 경보신호 발생부(220)는 낙뢰경보신호에 대응되는 기준 전계값에 대한 정보를 저장하고 있으며, 전계 확인부(210)에서 실시간으로 제공받은 전계값를 저장된 기준 전계값과 비교하여 측정된 전계값이 기준 전계값 이상인 경우에 낙뢰경보신호를 발생한다. 이러한 기준 전계값은 기준 낙뢰예상 전계값, 기준 낙뢰 전계값으로 설정되고, 낙뢰경보신호는 낙뢰예비경고신호, 낙뢰발생경보신호 등이 발생되는 것이 바람직하다. 이때, 기준 낙뢰예상 전계값은 약 6KV/㎡인 것이 바람직하고, 기준 낙뢰 전계값은 약 10KV/㎡~30KV/㎡인 것이 바람직하다.
전자설비 연결부(230)는 건물 또는 시설에서 사용되는 전자설비 또는 전자설비에 전원을 공급하는 전원단자(300)가 연결된다.
부하차단부(240)는 낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 낙뢰경보신호로서 낙뢰발생경보신호가 발생되면 전자설비 연결부(230)에 연결된 전자설비의 전원계통 또는 신호계통을 차단시킨다. 부하차단부(240)는 전자설비 연결부에 연결된 전자설비 또는 전원단자(300)의 연결라인을 차단시키는 전자스위치인 것이 바람직하다. 이에 따라 부하차단부(240)에서 낙뢰발생경보신호가 수신되면 전자설비 연결부(230)에 연결된 전자설비 또는 전원단자(300)로 공급되는 전원계통 또는 신호계통을 차단시켜 낙뢰가 발생되어 유입되는 뇌전류에 의한 파손을 원천적으로 방지할 수 있다. 이때, 부하차단부(240)는 부하차단신호를 발생시키고, 전자설비와 통신하면서 부하차단신호를 전송하여 전자설비에서 외부연결을 차단하게 할 수도 있다.
낙뢰 경보부(250)는 외부의 관리장치와 통신하거나 또는 등록된 관리자 단말기와 통신하면서 낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 발생된 낙뢰경보신호를 제공한다. 이에 따라 외부의 관리장치 또는 관리자는 낙뢰경보신호인 낙뢰예비경고신호, 낙뢰발생경보신호에 따라 적절한 조치를 취할 수 있다.
낙뢰정보 확인부(260)는 낙뢰가 발생되어 뇌전류가 유입되면 서지보호기(280, SPD)로부터 유입된 뇌전류에 대한 정보를 제공받아 저장한다. 유입된 뇌전류에 대한 정보는 서지보호기(280)에 설치된 CT에서 측정된 정보를 제공받아 저장하는 것이 바람직하다.
고장율 예측부(270)는 저장된 뇌전류에 대한 정보를 분석하여 낙뢰의 발생회수, 실시간 낙뢰전류값, 누적된 전류값 등에 대한 각각의 정보를 기 등록된 표준 정보들과 비교하여 서지보호기 또는 MOV의 고장율에 대한 정보를 확인한다. 고장율 예측부(270)는 뇌전류에 대한 정보가 교체시기에 해당되는 표준정보에 해당되면 관리자는 서지보호기 또는 MOV를 교체할 수 있다.
이하, 도 3의 플로차트를 참조하여 본 발명에 따른 낙뢰 경보, 예방 시스템에서 낙뢰의 경보, 예방 과정에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 낙뢰 경보장치(200)와 통신하는 대지전계측정센서(100)에서 전계값이 측정되면(단계 S101), 낙뢰 경보장치(200)의 전계 확인부(210)는 제공받은 전계값에 대한 정보를 저장하면서 실시간으로 낙뢰 경보신호 발생부(220)로 제공한다(단계 S102).
낙뢰 경보신호 발생부(220)는 실시간으로 제공받은 전계값를 기 저장되어 있는 기준 전계값과 비교하면서(단계 S103) 뇌운이 발달함에 따라 실시간으로 측정된 전계값이 기준 낙뢰예상 전계값에 도달하면 낙뢰예비경고신호를 발생시키고(단계 S104), 뇌운이 더욱 발달함에 따라 측정된 전계값이 기준 낙뢰 전계값에 도달하면 낙뢰발생경보신호를 발생시킨다(단계 S105).
낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 발생된 낙뢰예비경고신호 또는 낙뢰발생경보신호가 발생되면 낙뢰 경보부(250)는 낙뢰에 대비할 수 있도록 외부의 관리장치로 제공되거나 또는 등록된 관리자 단말기에게 제공된다.
그리고, 낙뢰발생경보신호가 발생되면 부하차단부(240)는 전자설비 연결부(230)에 연결된 전자설비의 전원계통 또는 신호계통을 직접 차단시킨다(단계 S106). 이에 따라 부하차단신호를 수신한 전원단자는 해당 전자설비로 공급되는 전원계통 또는 신호계통을 차단시켜 낙뢰발생시 뇌전류에 의한 파손을 원천적으로 방지할 수 있다. 이때, 부하차단부(240)는 부하차단신호를 발생시키고, 전자설비와 통신하면서 부하차단신호를 전송하여 전자설비에서 외부연결을 차단하게 할 수도 있다.
한편, 낙뢰가 발생되어 뇌전류가 유입되면 낙뢰정보 확인부(260)는 서지보호기(280)로부터 유입된 뇌전류에 대한 정보를 제공받아 저장한다(단계 S107). 유입된 뇌전류에 대한 정보는 서지보호기(280)에 설치된 CT에서 측정된 정보를 제공받는다.
그 후, 고장율 예측부(270)는 저장된 뇌전류에 대한 정보를 분석하여 낙뢰의 발생회수, 낙뢰전류값, 누적된 전류값 등에 대한 각각의 정보를 기 등록된 표준 정보들과 비교하여 서지보호기 또는 MOV의 고장율에 대한 정보를 확인한다(단계 S108). 이때, 고장율 예측부(270)에 의하여 뇌전류에 대한 정보가 교체시기에 해당되면 고장율 예측부(270)는 서지보호기 또는 MOV를 교체할 수 있도록 외부의 관리장치 또는 관리자 단말기에게 교체신호를 전송하게 되는 것이다(단계 S109).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 대지전계측정센서 200 : 낙뢰 경보장치
210 : 전계 확인부 220 : 낙뢰 경보신호 발생부
230 : 전자설비 연결부 240 : 부하차단부
250 : 낙뢰 경보부 300 : 외부의 관리장치
310 : 관리자 단말기

Claims (7)

  1. 건물의 최상단 또는 외측면에 설치되어 대지 중의 전계값을 측정하는 대지전계측정센서(100)와, 대지전계측정센서(100)를 통해 측정된 전계값을 제공받는 낙뢰 경보장치(200)로 이루어지며,
    낙뢰 경보장치(200)는,
    대지전계측정센서(100)와 통신하면서 실시간으로 측정된 전계값에 대한 정보를 제공받아 저장하는 전계 확인부(210)와;
    낙뢰경보신호에 대응되는 기준 전계값에 대한 정보를 저장하고 있으며, 전계 확인부(210)에서 실시간으로 제공받은 전계값를 저장된 기준 전계값과 비교하여 측정된 전계값이 기준 전계값 이상인 경우에 낙뢰경보신호를 발생시키는 낙뢰 경보신호 발생부(220)와;
    건물 또는 시설에서 사용되는 전자설비 또는 전자설비에 전원을 공급하는 전원단자(300)가 연결된 전자설비 연결부(230)와;
    낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 낙뢰경보신호로서 낙뢰발생경보신호가 발생되면 전자설비 연결부(230)에 연결된 전자설비의 전원계통 또는 신호계통을 차단시키는 부하차단부(240)와;
    외부의 관리장치와 통신하거나 또는 등록된 관리자 단말기와 통신하면서 낙뢰 경보신호 발생부(220)에서 발생된 낙뢰경보신호를 제공하는 낙뢰 경보부(250);를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰 경보, 예방 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 기준 전계값은 기준 낙뢰예상 전계값, 기준 낙뢰 전계값으로 설정되고, 낙뢰경보신호는 낙뢰예비경고신호, 낙뢰발생경보신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰 경보, 예방 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 부하차단부(240)는 전자설비 연결부에 연결된 전자설비 또는 전원단자의 연결라인을 차단시키는 전자스위치인 것을 특징으로 하는 낙뢰 경보, 예방 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 부하차단부(240)는 부하차단신호를 발생시키고, 전자설비 연결부(230)에 등록된 전자설비에 발생된 부하차단신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 낙뢰 경보, 예방 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 낙뢰 경보장치(200)는, 낙뢰가 발생되어 뇌전류가 유입되면 서지보호기(SPD)로부터 유입된 뇌전류에 대한 정보를 제공받아 저장하는 낙뢰정보 확인부(260)와;
    저장된 뇌전류에 대한 정보를 분석하여 낙뢰의 발생회수, 실시간 낙뢰전류값, 누적된 전류값 등에 대한 각각의 정보를 기 등록된 표준 정보들과 비교하여 서지보호기 또는 MOV의 고장율에 대한 정보를 확인하는 고장율 예측부(270);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰 경보, 예방 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 뇌전류에 대한 정보는 서지보호기에 설치된 CT에서 측정된 정보를 제공받는 것을 특징으로 하는 낙뢰 경보, 예방 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서, 고장율 예측부(270)는 뇌전류에 대한 정보가 교체시기에 해당되는 표준정보에 해당되면 외부의 관리장치 또는 관리자 단말기에게 서지보호기 또는 MOV의 교체신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 낙뢰 경보, 예방 시스템.
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