KR20170110205A

KR20170110205A - 제어부와 표시부 분리형 철도 led 신호기

Info

Publication number: KR20170110205A
Application number: KR1020160033970A
Authority: KR
Inventors: 이종현; 유형섭; 성병현; 조정연
Original assignee: 주식회사 세화
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-10-11
Also published as: KR101868072B1

Abstract

본 발명은 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시부에는 별도의 1계 LED와 2계 LED를 분리하여 1계 LED 수명이 다하였을 때 2계 LED로 수동 전환할 수 있고, 표시부와 제어부를 이격시켜 고장 부분만을 교체할 수 있으며, 제어부가 지상에 설치되어 지상에서도 보수할 수 있고, 제어부 부품이 상호 색등간 호환이 되어 동일 제어 부품으로 교체할 수 있으면서 안전사고 미리 예방을 위한 데이터베이스 축적이 가능한 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기에 관한 것이다.
본 발명은 표시부와 상기 표시부와 이격되어 설치되는 제어부를 포함한 제어부함으로 구성되며, 상기 표시부는 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 제1 황색모듈; 상기 제1 황색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 적색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 적색모듈; 상기 적색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 녹색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 녹색모듈; 상기 녹색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 제2 황색모듈;로 구성된다.
그리고 메인전원의 공급이 차단이 되어 신호를 점등 할 수 없을 때 배터리를 이용하여 적색 LED를 점등 하는 전원공급모듈로 구성된다.

Description

제어부와 표시부 분리형 LED 신호기{LED type light signal device with separated control component and display component}

본 발명은 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시부에는 LED를 1계 LED와 2계 LED로 분리하여 1계 LED가 수명이 다하였을 때 2계 LED로 자동 또는 수동 전환할 수 있고, 표시부와 제어부를 이격시켜 고장 부분만을 교체할 수 있으며, 제어부를 지상에 설치하여 지면에서 보수할 수 있고, 제어부 부품은 색등간에 서로 호환이 가능하여 동일 제어부품으로 교체할 수 있는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기에 관한 것이다.

그리고 메인전원의 공급이 차단이 되어 신호를 점등 할 수 없을 때에는 제어부내에 구비되어 있는 전원공급모듈 배터리를 이용하여 적색 LED를 점등 하는 신호기에 관한 것이다.

일반적으로 LED를 사용하는 등기구는 LED를 구동하기 위한 구동제어부가 있고, LED에 의해 빛을 발하는 발광부(표시부)로 구성되어 있다. LED의 수명을 약 5~6년으로 보았을 때 LED를 점등시키기 위해 점등전원을 공급하는 LED 구동제어부의 수명은 이에 훨씬 못 미치는 실정이다. 그래서 LED는 정상이나 점등전원을 공급하는 LED제어부의 수명이 다함으로써 LED가 점등되지 않고 수명이 짧아지는 문제가 있다. 그리고 수명이 짧아짐으로 인해서 천정 등 높은 현장에서 설치되어 유지보수가 매우 어려운 경우에 유지보수 주기가 빨라져 유지보수비용이 증가하는 문제가 있다.

철도신호에 적용하는 LED 신호기는 제어부와 표시부를 커넥터로 연결하여 일체화되어 있으나, 열차통과시 과도한 진동 또는 낙뢰 등으로 인하여 표시소자인 LED가 소손되거나 단자이완이 발생할 수 있으므로 현장여건에 따라 점검이 필요하며, LED로 구성된 표시부에 비해 고장빈도가 많은 제어부의 고장발생 시 보수자가 신호기 기주에 높이 올라가 어렵게 보수를 하고 있다. 이러한 유지보수는 높은 곳에서 작업하는 보수자에게 큰 부담으로 작용하고 있으며, 특히 눈비 등으로 인한 미끄러짐의 위험이 늘 수반되고 있다. 또한, 제어부와 표시부가 일체로 구성되어 있어 제어부남의 고장시에도 제어부와 표시부 전체를 교체함으로써 자원낭비의 불합리성이 있고 유지보수 비용이 크게 증가되고 있다.

따라서 표시부에 비해 고장빈도가 잦은 제어부 고장시 유지보수를 위해 신호기 기주의 높은 곳을 올라가지 않고 지면에서 안전하게 작업함으로써 유지보수자의 위험도를 낮추며, 표시부 또는 제어부 고장시 각 해당 부품만 교체함으로써 보수의 효율성을 높이고 자원의 손실을 줄일 수 있는 제품이 필요하게 되었다.

또한 철도신호기의 보안과 안전을 위해 표시부의 LED를 1계와 2계로 분리하여 평상시에는 1계로 사용하고, 1계의 고장시 자동으로 2계로 절체되어 사용되도록 함으로써 제품의 신뢰도를 향상시키며, 필요시 보수자가 1계에서 2계로 수동전환 시킴으로써 보수의 효율성 향상과 안전사고를 예방할 수 있는 제품이 필요하게 되었다.

한국공개특허 제2011-0087973호 한국등록특허 제1515366호 한국등록특허 제0468890호 한국등록특허 제0914037호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하나의 PCB판으로 구성된 표시부와 다른 하나의 PCB판으로 구성된 제어부의 고장시 해당 표시부 또는 제어부만을 각각 교체할 수 있고, 제어부를 신호기 상부의 표시부로부터 일정 거리 이격시켜 신호기주 하단부에 설치하여 제어부의 유지보수 시 신호기 상부로 올라가지 않고서도 지면에서 수리가 가능한 제어부와 표시부가 분리된 구조의 분리형 LED 신호기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 제어부와 표시부는 색등간에 상호 호환되어 어느 하나에 제어부가 고장시 다른 색등용의 제어부 부품으로 대체할 수 있고, 다수개의 LED를 1계와 2계로 분리하여 평상시 1계로 사용하다 1계의 고장 등 위급 시 자동으로 2계로 전환되어 표시가 가능한 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 표시부의 소등율에 따라 1계/2계 선택 스위치로 1계/2계를 자동으로 선택할 수 있을 뿐만 아니라 보수자의 선택에 따라 수동으로 전환함으로써 열차안전운전을 확보할 수 있게 한 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 제어부함 내에 배터리와 충전부를 구비하여 신호점등전원이 공급되지 않으면 적색 LED 모듈에 전원을 공급하여 적색 LED를 점등하고 열차에 위험을 알려 열차안전운전을 확보할 수 있게 한 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 표시부; 상기 표시부와 분리되어 이격 설치되는 제어부로 구성되되, 상기 표시부는 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 황색모듈; 상기 황색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 적색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 적색모듈; 상기 적색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 녹색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 녹색모듈;로 구성되어, 상기 제어부가 1계 각각의 황색모듈, 적색모듈, 또는 녹색모듈의 LED 수명이 다하였을 때 2계 각각의 황색모듈, 적색모듈, 또는 녹색모듈로 전환하여 표시하고, 상기 제어부는 상기 표시부와 일정 거리 이격시켜 신호기 기주의 하단의 제어부함 내에 설치하고, 상기 표시부는 신호기 기주의 상단에 설치하여, 고장상황에 따라 상기 신호기 기주를 올라가지 않고 하단의 지면에서 상기 제어부함의 수리가 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 표시부는 상기 녹색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 제2 황색모듈을 더 구비하고, 상기 제어부가 1계 각각의 제1황색모듈, 적색모듈, 녹색모듈, 또는 제2 황색모듈의 LED 수명이 다하였을 때 2계 각각의 제1 황색모듈, 적색모듈, 녹색모듈, 또는 제2 황색모듈로 전환하여 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 주간 및 야간에 각각 주변 밝기에 따라 변화하는 CDS의 신호에 따라 표시부의 밝기를 조정 가능하도록 제어부에 연결해주는 CDS연결부; 상기 표시부의 밝기를 조정하는 가변저항을 포함하여 각 색등별로 상기 표시부에 전류 공급량을 조절하여 상기 표시부의 밝기를 조절하는 LED밝기 조절 저항; 주심, 공통, 및 부심의 단자 연결을 위한 단자대 연결 컨넥터; 상기 제어부의 내부 설정 변경 또는 배선 변경 후 설정을 초기화하는 리셋 스위치; 상기 주심 및 부심의 점등 상태, 소등 상태, 또는 전원 정상의 상태를 표시하는 표시램프; 삽입형 계전기 방식 또는 그룹형 계전기 방식에 따라 선택하는 스위치, 상기 표시부의 주간 밝기 조정과 야간 밝기를 조정하는 스위치, 및 예비용 스위치를 포함하는 절체 스위치; 상기 표시부의 소등율에 따라 1계/2계 선택 스위치로 1계/2계를 선택할 수 있는 1계/2계 선택스위치; 상기 1계/2계 전환 표시용 표시 LED; 상기 표시부의 LED 단자대 연결을 위한 LED 단자대 연결 컨넥터; 상기 절체 스위치를 대용하는 절체 스위치 대용 컨넥터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 주심, 공통, 부심 라인에 연결되고, 평상시 주심라인으로 전류를 흐르게 하며 LED의 소등률이 일정치를 넘게 되면 주심라인을 차단하여 부심라인으로 전류를 공급받는 주부심 전환부; 전류검지 계전기를 동작시키기 위한 동작전류 및 유지전류를 발생시키는 정전류 발생부; 외부 노이즈나 전압변동에 대해 1차전원을 안정화시키기 위해 전원필터, 정류부, 스위칭전원부를 포함하는 1차전원부; 상기 1차전원부와 2차전원부를 절연하여 연결시키는 절연트랜스; 상기 1차 전원으로부터 안정화된 제어전원과 LED 공급전원을 발생시키기 위해 정전압전원부, 전류측정부, PWM 구동부를 포함하는 2차전원부; 주변상태와 내부상태에 따라 LED부를 제어하는 LED제어부; 온도검지, 주야간검지, LED전류검지, LED전압검지 정보를 입력 받는 입력부; LED신호기가 적용되는 삽입형 또는 그룹형 계전기방식과 주변이 밝은 지역 또는 어두운 지역에 따라 설정할 수 있는 절체스위치; 표시부인 LED부의 소등율에 따라 LED를 1계, 2계 선택할 수 있게 하는 1계/2계 선택 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부에 적용되는 시스템에 따라 설정되는 절체스위치는, 상기 제어부에 적용되는 소등검지 계전기가 삽입형 또는 그룹형인지를 선택하는 1번 절체 스위치; 상기 표시부가 설치된 주변환경에 따라 CDS가 동작하지 않은 주간 상황에서 하방향으로 위치시키면 정상 밝기가 감소되는 2번 절체 스위치; 상기 표시부가 설치된 주변환경에 따라 CDS가 동작한 야간 상황에서 하방향으로 위치시키면 정상 밝기가 감소되는 3번 절체 스위치; 스위치를 상방향으로 위치시키면 시험 모드로 동작하며 주야간 자동변환을 하지 않고 주간으로만 동작하며 LED 소등상태에 따른 주부심 전환을 하지 않도록 하는 4번 예비스위치;를 포함한다.

상기 표시부의 소등율에 따라 1계/2계 선택 스위치로 1계/2계를 보수자가 수동으로 선택할 수 있는 1계/2계 선택스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 LED 점멸시 장애 발생 항목은 점멸시 입력전압이 정격 범위내에서 동작하는지이고, 상기 LED 소등시 장애 발생 항목은 전원공급장치의 휴즈 용량을 점검하는 것을 특징으로 한다.

상기 비정상 현시의 경우 삽입형 계전기와 그룹형 계전기의 구분에 따라 유니트나 계전기 그룹의 점검의 경우 현시조건을 형성하는 장치들의 동작상태 점검하는 것을 특징으로 한다.

또한 제어부함 내에 LED신호기 모듈의 전원공급 상태를 별도의 검측모듈로 파악하여 신호점등전원이 공급되지 않으면 배터리의 전원으로 적색 LED 모듈에 전원을 공급하여 적색 LED를 점등하고 열차에 위험을 알려 열차안전운전을 확보할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 저전력 소비 구조로 구성되며, 제어부와 표시부가 모듈화 되어 있어 간단한 조작으로 기존의 모든 신호설비에 적용이 가능하고, 반영구적 수명의 LED 광원을 사용하여 표시부 또는 제어부 고장시 해당 부품만 교체할 수 있어 유지보수 비용을 최소화할 수 있다.

또한 본 발명은 제어부와 표시부를 분리 설치하여 표시부에 비해 수명이 짧은 제어부의 고장발생 시 신호기를 올라가지 않고 지상에서 수리가 가능하며, 제어부는 상호 색등간 호환되어 제어부 고장시 동일 제어부 부품으로 교체할 수 있어 보수의 효율성을 높일 수 있다.

또한 본 발명은 다수개의 LED를 1계와 2계로 나누어 구성하여 위급시 전환 표시를 통해 지속적인 신호 현시가 가능하며, 1계의 LED가 부분 소손 시 보수자가 수동으로 전환할 수 있어 철도 신호 체계의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 제어부 고장 상황에 따른 데이터베이스 축적을 통해 잠재 위험이 있는 현장의 상황에 대한 보고서를 즉시 전체 점검자가 공유하여 미리 대비할 수 있도록 하여 안전사고 등을 미리 예방하여 인적 및 물적 자원의 피해를 절감할 수 있다.

또한 본 발명은 LED 신호기모듈의 공급 상태를 파악하여 신호점등전원이 공급되지 않으면 배터리의 전원으로 적색 LED 모듈에 전원을 공급하여 적색 LED를 점등하고 열차에 위험을 알려 안전사고 등을 미리 예방하여 인적 및 물적 자원의 피해를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기의 표시부 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기의 제어부 구성을 보여주는 도면이다.
도 4 a,b는 본 발명의 일실시예에 따라 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기의 제어부와 표시부를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 신호기 외함(표시부) - 제어함 연결 케이블 결선도(a)와 제어함 외부 연결 케이블 결선도(b)를 보여준다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 기본 설정 스위치, LED부 색상에 따른 설정 값 등을 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 방수 상태와 배선 상태를 점검한 표시부(100)와 상기 표시부(100)와 이격되어 설치되는 제어부(200)로 구성되고, 상기 표시부(100)는 기호등기구 함체 내에 수용되며, 제어부는 제어함(250) 내에 수용된다.

도 2에 도시된 바와 같이 표시부(100)는 하나의 인쇄 회로기판에 형성되는 1계 LED 180개 및 2계 LED 180개(1), 단자대 연결 컨넥터(2), 1계/2계 표시 LED(3) 등으로 구성되어 각 색등별 색상을 표시한다.

본 발명은 일실시예로서, 상기 표시부는 선로의 신호체계에 따라 다르게 배치될 수 있다. 통상 3현시 또는 4현시 신호기에 있어서의 표시부는 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 황색모듈; 상기 황색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 적색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 적색모듈; 상기 적색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 녹색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 녹색모듈;로 구성된다. 한편, 5현시 신호기에서 상기 표시부(100)는 도 1과 같이 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 제1 황색모듈; 상기 제1 황색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 적색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 적색모듈; 상기 적색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 녹색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 녹색모듈; 상기 녹색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 제2 황색모듈;로 구성되게 된다.

상기 제어부는 표시부의 1계 각각의 황색모듈, 적색모듈, 또는 녹색모듈의 LED 수명이 다하였을 때 2계 각각의 황색모듈, 적색모듈, 또는 녹색모듈로 전환하여 표시한다, 상기 제어부는 상기 표시부와 일정 거리 이격시켜 신호기 기주의 하단의 제어부함 내에 설치되고, 상기 표시부는 신호기 기주의 상단에 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 2에서 표시부(100)의 황색, 적색 및 녹색의 각 모듈은 인쇄 회로기판에 2단자 고휘도 황색 LED를 1계 180개와 2계 180개를 구비하고, 2단자 고휘도 적색 LED를 1계 180개와 2계 180개를 구비하며, 2단자 고휘도 녹색 LED를 1계 180개와 2계 180개를 구비하고, 2단자 고휘도 황색 LED를 1계 180개와 2계 180개를 구비한다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 제어부(200)는 상기 표시부(100)와 일정 거리 이격되어 설치되며, 다른 하나의 인쇄 회로기판에 형성되는 데, 주간 및 야간에 각각 주변 밝기에 따라 변화하는 CDS의 신호에 따라 표시부의 밝기를 조정 가능하도록 제어부(200)에 연결해주는 CDS연결부(4), 상기 표시부의 밝기를 조정하는 가변저항을 포함하여 각 색등별로 상기 표시부에 전류 공급량을 조절하여 상기 표시부의 밝기를 조절하는 LED밝기 조절 저항(5), 주심, 공통, 및 부심의 단자 연결을 위한 단자대 연결 컨넥터(21), 상기 제어부의 내부 설정 변경 또는 배선 변경 후 설정을 초기화하는 리셋 스위치(6), 상기 주심 및 부심의 점등 상태, 소등 상태, 또는 전원 정상의 상태를 표시하는 표시램프(7), 상기 제어부에 적용되는 삽입형 계전기 방식 또는 그룹형 계전기 방식에 따라 선택하는 스위치, 상기 표시부의 주간 밝기 조정과 야간 밝기를 조정하는 스위치, 및 예비용 스위치를 포함하는 절체 스위치(8), 상기 표시부의 소등율에 따라 1계/2계 선택 스위치로 1계/2계를 선택할 수 있거나 보수자가 수동으로 선택할 수 있는 1계/2계 선택스위치(9), 상기 1계/2계 전환 표시용 표시 LED(31), 상기 표시부의 LED 단자대 연결을 위한 LED 단자대 연결 컨넥터(22), 상기 절체 스위치를 대용하는 절체 스위치 대용 컨넥터(23) 등으로 구성되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예로서, 제어부(200)는 입력전원으로 DC 40~60V, AC 40~60V 를 겸용으로 사용이 가능하며 내부에서는 정전압 전원장치에 의해 DC 12~18V로 변환하여 표시부(100)인 LED부(59)에 안정된 전원을 공급한다.

주부심 전환부(52)는 주심, 공통, 부심 라인(51)에 연결되고, 평상시 주심라인으로 전류를 흐르게 하며 LED의 소등률이 30%를 넘게 되면 주심라인을 차단하여 부심라인으로 전류를 공급받도록 전환한다.

정전류 발생부(53)는 전류검지 계전기를 동작시키기 위한 동작전류 및 유지전류를 발생시킨다.

1차전원부(54)는 외부 노이즈나 전압변동에 대해 1차전원을 안정화시키기 위해 전원필터(541), 정류부(542), 스위칭전원부(543) 등을 포함한다.

절연트랜스(55)는 1차전원부(54)와 2차전원부(56)를 절연하여 연결시킨다.

2차전원부(56, 57)는 1차 전원으로부터 안정화된 제어전원과 LED 공급전원을 발생시키기 위해 정전압전원부, 전류측정부, PWM 구동부 등을 포함한다.

LED제어부(62, 63)는 주변상태와 내부상태에 따라 LED광원부를 최적의 상태로 제어하기 위해 제어칩(62)과 제어출력(63)으로 나뉘어 구성된다.

입력부(60)는 전압, 전류, 온도, 밝기 등의 센서 정보를 입력받기 위해 온도검지부(601), 주야간검지부(602), LED전류검지부(603), LED전압검지부(604) 등을 포함한다.

절체스위치(61)은 LED신호기가 적용되는 시스템(삽입형 또는 그룹형 계전기방식)과 주변환경(주변이 밝은 지역 또는 어두운 지역)에 따라 설정한다.

1계/2계 선택 스위치(58)는 표시부(100)인 LED부(59)의 소등율(예를 들어 30%)에 따라 LED를 1계,2계 자동으로 선택할 수 있는 스위치이다.

또는 LED소등율에 따라 사용자가 1계, 2계를 수동으로 선택할 수 있는 특징을 갖는데, 이는 종래 신호기가 전체 LED 중 일부 몇 개만 소등되어도 기관사로부터 고장을 알리는 무전이 수신되어 신호기의 신뢰성을 떨어뜨리는 일이 종종 발생된다. 따라서 본 발명에서는 LED의 소등율이 30%에 도달하여 자동으로 절체되기 전에 2~3개의 LED만 소등되어도 보수자가 수동으로 절체시키고 필요에 따라 보수를 함으로써 보수의 효율성 및 신뢰도 향상에 크게 기여할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 신호기 외함 단자대 제어함 단자대 연결 케이블 결선도(a)와 제어함 외부 연결 케이블 결선도(b)를 보여주며, 신호기 외함 단자대와 제어함 단자대가 상호간 케이블로 연결되고 제어함 단자대가 외부 전원케이블에 연결된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제어부에는 적용되는 시스템에 따라 절체스위치를 설정하도록 되어 있다.

삽입·그룹 스위치인 1번 절체 스위치(41)는 적용되는 소등검지 계전기가 삽입형, 즉 LMR계전기를 교체 설치한 시스템이라면 상방향으로 위치시키며, 이때에는 LED모듈의 소모 전류가 120~160mA로 최소전류로 사용한다.

또한 적용되는 소등검지 계전기가 그룹형, 즉 F-24 계열의 그룹계전기를 사용하는 시스템이라면 1번 절체 스위치(41)를 하방향으로 위치시키며, 이때에는 LED모듈의 소모 전류가 175~280mA로 최대전류로 사용한다.

주간 밝기 조정 스위치인 2번 절체 스위치(42)는 LED 신호기가 설치된 주변환경에 따라 CDS가 동작하지 않은 주간 상황에서 하방향으로 위치시키면 정상 밝기의 약 30%가 감소된다.

야간 밝기 조정 스위치인 3번 절체 스위치(43)는 LED 신호기가 설치된 주변환경에 따라 CDS가 동작한 야간 상황에서 하방향으로 위치시키면 정상 밝기의 약 30%가 감소된다.

4번 예비스위치(44)를 상방향으로 위치시키면 LED모듈은 시험 모드로 동작한다. 이 때 주야간 자동변환을 하지 않고 주간으로만 동작하며 LED 소등상태에 따른 주부심 전환을 하지 않는다.

상기 LED 신호등 설치시 유의 사항으로 한가지 예를 들어 방수상태확인의 경우 기구 내부에 물이 들어간 것이 확인된다면 기판에 묻은 물을 제거하면 원상복구가 되며 복구가 안 될 때에는 예비품으로 교체해야 하고 예비품의 교체가 어려울 때에는 절체스위치의 4번 예비 스위치(44)를 상방향으로 올리면 비상동작을 하여 일시적인 기능을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 항목점검요령 주기를 살펴보면, LED모듈의 경우 LED 소등상태 점검이 년1회 육안점검으로 실시하고, 제어모듈의 경우 1) CDS상태 점검은 년1회 야간동작 점검과 CDS보호캡 변형여부 점검이 필요하며, 2) 단자 이완 여부는 년1회 주심,부심,공통단자 점검이 필요하고, 3) 입력전압 측정은 년1회 정격전압이 입력되도록 조정하는 것이 필요하며, 4) 절체스위치 점검은 년1회 절체스위치의 설정이 올바른지 점검할 필요가 있다.

기타 점검 주기로서는, 신호기구 방수상태점검이 년2회로 폭우나 폭설시 누수여부 점검과 후면 덮개의 고정장치 잠금상태 점검이 필요하고, 신호기구 취부너트 이완 점검은 년1회 상부 및 하부 취부 볼트, 너트 점검이 필요하다.

장애 발생 항목별 조치요령은 1) LED 점멸시 입력전압이 정격 범위내에서 동작하는지 점검하는 데, 입력전원을 발생시키는 전원트랜스에 대한 전압강하분을 감안하여 평상 점등시보다 높게 조정하는 것이 필요하다. LED 제어모듈의 절체스위치의 설정 점검은 삽입형 계전기와 그룹형 계전기의 구분에 따라 1번 절체 스위치(41)를 설정한다.

2) LED 소등시에는 전원공급장치의 휴즈를 점검하는데 그룹형 계전기를 사용하는 방식에서는 전구보다 약간 높은 전류가 점등 순간에 발생하기 때문에 휴즈 용량을 점검한다. 내부 리셋스위치 조작의 경우는 낙뢰나 순간적인 전원충격으로 일시적 소등이 발생할 경우이고, LED 제어모듈 소손점검의 경우는 심한 누수나 직격뢰에 의한 소손을 점검하는 것이다.

3) 비정상 현시에서 LED 제어모듈의 절체스위치의 설정 점검의 경우 삽입형 계전기와 그룹형 계전기의 구분에 따라 1번 절체 스위치(41)를 설정하는 것이 바람직하다. 유니트나 계전기 그룹의 점검의 경우 현시조건을 형성하는 장치들의 동작상태 점검한다.

한편 고장 상황을 보수하는 유지 보수자는 각 단말기에 점검 어플리케이션을 설치하고, 화면에 표시된 점검 항목 메뉴를 터치한 경우 해당 점검 대상, 점검 주기를 상세하게 설명한 사진 화면이 팝업되어 표시되고, 다시 두 번 클릭할 경우 해당 장애 발생 항목별 조치요령이 팝업되어 표시된다. 이 때 추가적으로 본 발명에 따른 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기 내부에 각 LED 상태를 점검할 수 있는 점검 모듈과 통신 모듈을 추가로 설치할 수도 있다.

또한 본 발명은 제어부 고장 상황에 따른 항목점검요령 주기와 LED 점멸시, LED 소등시, 비정상 현시의 경우 장애 발생 항목별 조치요령에 대한 데이터베이스 축적을 통해 잠재 위험이 있는 현장의 상황에 대한 보고서의 점검 항목에 "정상" 또는 "보수 필요"에 대한 정보를 입력할 수 있도록 할 수 있다.

따라서 본 발명은 제어부 고장 상황에 따른 데이터베이스 축적을 통해 잠재 위험이 있는 현장의 상황에 대한 보고서를 즉시 전체 점검자가 공유하여 미리 대비할 수 있도록 하여 안전 사고와 현장 사고를 미리 예방하여 인적 및 물적 자원의 피해를 절감할 수 있다.

결론적으로, 상술한 구성을 통해 본 발명은 CDS연결부(4), LED밝기 조절 저항(5) 등을 통한 저전력 소비 구조로 구성되며, 제어부(200)와 표시부(100)가 모듈화 되어 있어 간단한 조작으로 기존의 모든 신호설비에 적용이 가능하고, 반영구적 수명의 각 색등별 LED를 1계 180개와 2계 180개를 구비하여 사용하고, 표시부 또는 제어부 고장시 해당 부품만 교체할 수 있어 유지보수 비용을 최소화할 수 있다.

또한 본 발명은 제어부와 표시부를 분리하여 설치하여 고장상황에 따라 제어부는 신호기를 올라가지 않고 지상에 설치되어 안전한 수리가 가능하며, 제어부와 표시부는 상호 1계 LED 180개 및 2계 LED 180개(1) 색등간 호환되어 제어부 고장시 동일 제어부 부품으로 사용할 수 있어 보수의 효율성을 높일 수 있다.

또한 본 발명은 1계 LED 180개 및 2계 LED 180개(1)로 나뉜 다수개의 LED를 사용하여 위급시 전환 표시를 통해 지속적인 신호 현시가 가능하다.

1 : 1계 LED 180개 및 2계 LED 180개
2 : 단자대 연결 컨넥터
3 : 1계/2계 표시 LED
4 : CDS연결부
5 : LED밝기 조절 저항
6 : 리셋 스위치
7 : 표시램프
8 : 절체 스위치
9 : 1계/2계 선택스위치
21 : 단자대 연결 컨넥터
22 : LED 단자대 연결 컨넥터
23 : 절체 스위치 대용 컨넥터
200 : 제어부
31 : 표시 LED
41 : 1번 절체 스위치
42 : 2번 절체 스위치
43 : 3번 절체 스위치
44 : 4번 예비스위치
51 : 주심, 공통, 부심 라인
52 : 주부심 전환부
53 : 정전류 발생부
54 : 1차전원부
541 : 전원필터
542 : 정류부
543 : 스위칭전원부
55 : 절연트랜스
56, 57 : 2차전원부
58 : 1계/2계 선택 스위치
59 : LED부
60 : 입력부
61 : 절체스위치
62 : 제어칩
63 : 제어출력
601 : 온도검지부
602 : 주야간검지부
603 : LED전류검지부
604 : LED전압검지부

Claims

표시부;
상기 표시부와 분리되어 이격 설치되는 제어부로 구성되되,
상기 표시부는 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 황색모듈;
상기 황색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 적색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 적색모듈;
상기 적색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 녹색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 녹색모듈;로 구성되어, 상기 제어부가 1계 각각의 황색모듈, 적색모듈, 또는 녹색모듈의 LED 수명이 다하였을 때 2계 각각의 황색모듈, 적색모듈, 또는 녹색모듈로 전환하여 표시하고,
상기 제어부는 상기 표시부와 일정 거리 이격시켜 신호기 기주의 하단의 제어부함 내에 설치하고, 상기 표시부는 신호기 기주의 상단에 설치되는 것을 특징으로 하는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기.
표시부;
상기 표시부와 분리되어 이격 설치되는 제어부로 구성되되,
상기 표시부는 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 제1 황색모듈;
상기 제1 황색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 적색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 적색모듈;
상기 적색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 녹색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 녹색모듈;
상기 녹색모듈 하부에 소정의 간격으로 설치되고 인쇄회로기판에 2단자 황색 LED 다수 개가 1계와 2계로 구성되는 제2 황색모듈;로 구성되어, 상기 제어부가 1계 각각의 제1 황색모듈, 적색모듈, 녹색모듈, 또는 제2 황색모듈의 LED 수명이 다하였을 때 2계 각각의 제1 황색모듈, 적색모듈, 녹색모듈, 또는 제2 황색모듈로 전환하여 표시하고,
상기 제어부는 상기 표시부와 일정 거리 이격시켜 신호기 기주의 하단의 제어부함 내에 설치하고, 상기 표시부는 신호기 기주의 상단에 설치되는 것을 특징으로 하는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는 주간 및 야간에 각각 주변 밝기에 따라 변화하는 CDS의 신호에 따라 표시부의 밝기를 조정 가능하도록 제어부에 연결해주는 CDS연결부;
상기 표시부의 밝기를 조정하는 가변저항을 포함하여 각 색등별로 상기 표시부에 전류 공급량을 조절하여 상기 표시부의 밝기를 조절하는 LED밝기 조절 저항;
상기 표시부의 주심, 공통, 및 부심의 단자 연결을 위한 단자대 연결 컨넥터;
상기 제어부의 내부 설정 변경 또는 배선 변경 후 설정을 초기화하는 리셋 스위치;
상기 주심 및 부심의 점등 상태, 소등 상태, 또는 전원 정상의 상태를 표시하는 표시램프;
삽입형 계전기 방식 또는 그룹형 계전기 방식에 따라 선택하는 스위치, 상기 표시부의 주간 밝기 조정과 야간 밝기를 조정하는 스위치, 및 예비용 스위치를 포함하는 절체 스위치;
상기 1계/2계 전환 표시용 표시 LED;
상기 표시부의 LED 단자대 연결을 위한 LED 단자대 연결 컨넥터; 및
상기 절체 스위치를 대용하는 절체 스위치 대용 컨넥터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 주심, 공통, 부심 라인에 연결되고, 평상시 주심라인으로 전류를 흐르게 하며 LED의 소등률이 일정치를 넘게 되면 주심라인을 차단하여 부심라인으로 전류를 공급받는 주부심 전환부;
전류검지 계전기를 동작시키기 위한 동작전류 및 유지전류를 발생시키는 정전류 발생부;
외부 노이즈나 전압변동에 대해 1차전원을 안정화시키기 위해 전원필터, 정류부, 스위칭전원부를 포함하는 1차전원부;
상기 1차전원부와 2차전원부를 절연하여 연결시키는 절연트랜스;
상기 1차 전원으로부터 안정화된 제어전원과 LED 공급전원을 발생시키기 위해 정전압전원부, 전류측정부, PWM 구동부를 포함하는 2차전원부;
주변상태와 내부상태에 따라 LED부를 제어하는 LED제어부;
온도검지, 주야간검지, LED전류검지, LED전압검지 정보를 입력 받는 입력부; 및
LED신호기가 적용되는 삽입형 또는 그룹형 계전기방식과 주변이 밝은 지역 또는 어두운 지역에 따라 설정할 수 있는 절체스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기.
제3항에 있어서,
상기 제어부에 적용되는 시스템에 따라 설정되는 절체스위치는,
상기 제어부에 적용되는 소등검지 계전기가 삽입형 또는 그룹형인지를 선택하는 1번 절체 스위치;
상기 표시부가 설치된 주변환경에 따라 CDS가 동작하지 않은 주간 상황에서 하방향으로 위치시키면 정상 밝기가 감소되는 2번 절체 스위치;
상기 표시부가 설치된 주변환경에 따라 CDS가 동작한 야간 상황에서 하방향으로 위치시키면 정상 밝기가 감소되는 3번 절체 스위치; 및
스위치를 상방향으로 위치시키면 시험 모드로 동작하며 주야간 자동변환을 하지 않고 주간으로만 동작하며 LED 소등상태에 따른 주부심 전환을 하지 않도록 하는 4번 예비스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기.
제4항에 있어서,
상기 표시부의 소등율에 따라 1계/2계 선택 스위치로 1계/2계를 보수자가 수동으로 선택할 수 있는 1계/2계 선택스위치;를 포함하는 것을 특징을 하는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기.
제5항에 있어서,
상기 LED 점멸시 장애 발생 항목은 점멸시 입력전압이 정격 범위 내에서 동작하는지 이고, 상기 LED 소등시 장애 발생 항목은 전원공급장치의 휴즈 용량을 점검하는 것을 특징으로 하는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기.
제5항에 있어서,
상기 비정상 현시의 경우 삽입형 계전기와 그룹형 계전기의 구분에 따라 유니트나 계전기 그룹의 점검의 경우 현시조건을 형성하는 장치들의 동작상태 점검하는 것을 특징으로 하는 제어부와 표시부 분리형 LED 신호기.
제1항에 있어서,
상기 제어부에 적용되는 시스템에 따라 별도의 전원공급을 위해 리튬 배터리와 충전부, LED 신호기로 공급되는 전원을 감시하는 감시부, 전원을 공급하는 절체부가 구비된 전원공급 모듈.