KR20190088113A - Method for diagnosing cubicle based internet of things and system thereof - Google Patents

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KR20190088113A
KR20190088113A KR1020180000720A KR20180000720A KR20190088113A KR 20190088113 A KR20190088113 A KR 20190088113A KR 1020180000720 A KR1020180000720 A KR 1020180000720A KR 20180000720 A KR20180000720 A KR 20180000720A KR 20190088113 A KR20190088113 A KR 20190088113A
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정진교
문병선
박상서
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한국전력공사
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Abstract

Disclosed are a method for diagnosing a distribution board based on the internet of things (IoT), and a system thereof which can accurately and quickly determine abnormality by evaluating a degree of risk in a distribution board. The system for diagnosing a distribution board based on the IoT comprises: a data acquisition unit installed in a distribution board to detect a state of the distribution board through a plurality of detection units; and a control unit receiving a plurality of detection data detected from the data acquisition unit to analyze an abnormality occurrence with regard to each of detection data, and display and alert an analysis result.

Description

IoT 기반 배전반 진단방법 및 시스템{METHOD FOR DIAGNOSING CUBICLE BASED INTERNET OF THINGS AND SYSTEM THEREOF}[0001] DESCRIPTION [0002] METHOD FOR DIAGNOSING CUBICLE BASED INTERNET OF THINGS AND SYSTEM [0003] TECHNICAL FIELD [

본 발명은 IoT 기반 배전반 진단방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파, 극초단파, 가스, 열화상 및 연기를 감지하는 복합센서를 활용하여 배전반 내 위험도를 평가하여 이상 유무를 보다 정확하고 신속하게 판정할 수 있도록 한 IoT 기반 배전반 진단방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an IoT-based switchboard diagnostic method and system, and more particularly, to a method and system for diagnosing an IoT-based switchboard using a composite sensor for detecting ultrasound, microwave, gas, The present invention relates to an IoT-based switchboard diagnostic method and system.

일반적으로, 배전반(配電盤)은 발전소나 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치, 계기, 릴레이(계전기) 등을 일정하게 넣어 관리하는 장치를 말한다. 배전반은 주 회로용 배전반과 제어용 배전반이 있다. 사업용 또는 자가용 변전소의 주배전반은 주 회로용 배전반이고, 최신형 발전소 등에서 볼 수 있는 조작용 배전반은 제어용 배전반이다. 자가용 변전소의 배전반을 전면에서 보면, 고압 주회로의 차단기를 개폐하는 조작레버, 저압 주회로의 기중개폐기, 전압계, 전류계, 전력계, 적산 전력계, 와전류계전기 등이 있다. Generally, a switchboard (switchboard) refers to a device that constantly controls switches, instruments, relays (relays) for operation and control of a power plant or a substation, and operation of an electric motor. The switchboard has a main circuit switchboard and a control switchboard. The main switchboard of a business or private substation is the main switchboard, and the switchboard of modern power plants is the control switchboard. There are operating levers for opening and closing circuit breakers of high voltage main circuit, pneumatic switch of low voltage main circuit, voltmeter, ammeter, power meter, integrated power meter, eddy current relay and the like.

배전반의 형식으로는 개방형과 폐쇄형이 있는데, 개방형은 반의 뒷면을 보면 전기배선이나 스위치의 단자 등이 노출되어 보이는 것이고, 폐쇄형은 도장한 철판 상자 속에 모두 넣어져 있는 것인데, 외부에서 보이는 것은 최소한의 계기, 조작 버튼 등뿐이다. 개방형의 경우는 유닛의 치수가 표준화되어 있기 때문에, 변전소 등의 규모에 따라서 유닛의 수를 정한다. The type of switchboard is open type and closed type. In the case of open type, the back side of the panel shows exposed electrical wires and switch terminals, and the closed type is all put in a painted steel box. The instrument, the operation button, and so on. In the case of the open type, since the dimensions of the unit are standardized, the number of units is determined according to the scale of the substation and the like.

이러한 배전반은 기기 제작사, 절연특성, 전기적 특성이 다양하고, 사고유형도 다양한 형태로 나타난다. 예를 들어, 배전반을 구성하는 장치들의 열적 열화, 전기적 열화, 기계적 열화, 환경적 열화 등에 기인하여 기계 강도가 감소하거나, 산화 등에 의해 절연 두께가 감소하게 되어, 배전반 내부에서 방전을 일으켜 사고로 이어지는 경우가 많았다. Such switchboards vary in device manufacturer, insulation characteristics, and electrical characteristics, and various types of accidents. For example, mechanical strength is reduced due to thermal deterioration, electrical deterioration, mechanical deterioration, environmental deterioration, and the like of the devices constituting the switchboard, and insulation thickness is reduced by oxidation or the like, There were many cases.

따라서, 배전반의 이상 징후를 상시 감시할 수 있는 예방진단방법이 끊임없이 요구되어 왔다.Therefore, there has been a constant demand for a preventive diagnostic method that can always monitor an abnormal symptom of the switchboard.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1722074호(2017.04.11. 공고, 전자파를 이용하여 배전반을 진단하는 배전반 진단 장치 및 방법)에 개시되어 있다. BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 1722074 (published on Nov. 11, 2017, an apparatus and method for an electric panel diagnosis of an electric panel using an electromagnetic wave).

이와 같이 배전반의 이상 징후를 상시 감시하기 위해 하나의 단일센서를 통해 감지할 경우 다양한 형태의 이상 징후에 대해 복합적으로 판단할 수 없어 진단의 정확성이 저하되는 문제점이 있다. In this way, in order to monitor abnormality of the switchboard at all times, when it is detected through one single sensor, various types of abnormality indications can not be determined in a complex manner.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 초음파, 극초단파, 가스, 열화상 및 연기를 감지하는 복합센서를 활용하여 배전반 내 위험도를 평가하여 이상 유무를 보다 정확하고 신속하게 판정할 수 있도록 한 IoT 기반 배전반 진단방법 및 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a composite sensor for detecting ultrasound, microwave, gas, The present invention provides a method and system for diagnosing an IoT-based power distribution board.

본 발명의 일 측면에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템은, 배전반 내에 설치되어 배전반의 상태를 다수의 감지부를 통해 감지하는 데이터 취득부; 및 데이터 취득부로부터 감지된 다수의 감지 데이터를 입력받아 각각의 감지 데이터에 대한 이상 발생을 분석하고, 분석결과를 디스플레이하고 경고하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an IoT-based switchboard diagnostic system comprising: a data acquisition unit installed in an ASSEMBLY for sensing the status of an ASSEMBLY through a plurality of sensors; And a controller for receiving a plurality of sensing data sensed by the data acquiring unit, analyzing an abnormality of each sensed data, and displaying and warning the analysis result.

본 발명에서 데이터 취득부는, 아크발생에 따른 설정대역의 초음파 신호를 감지하는 초음파 감지부; 부분방전에 의한 극초단파 대역의 신호를 감지하는 극초단파 감지부; 열화로 발생되는 가스를 감지하는 가스 감지부; 과열 현상을 측정하기 위한 열화상 촬영부; 및 과열로 발생되는 연기를 감지하는 연기 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the data acquisition unit may include an ultrasonic wave sensing unit for sensing an ultrasonic signal in a preset band corresponding to an arc generation; A microwave detector for detecting a signal of an ultra-high frequency band due to the partial discharge; A gas sensing unit for sensing gas generated by deterioration; A thermal imaging unit for measuring an overheating phenomenon; And a smoke sensing unit for sensing smoke generated by overheating.

본 발명에서 가스 감지부는, 이산화탄소, 일산화탄소, 염화수소, 염소, 메탄 및 에틸렌 중 적어도 어느 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the gas sensing unit senses at least one of carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen chloride, chlorine, methane, and ethylene.

본 발명은 감지 데이터와 제어부에서의 분석결과를 디스플레이하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized by further comprising a display unit for displaying the sensed data and the analysis result in the control unit.

본 발명은 제어부에서의 분석결과에 따라 이상 징후가 발생한 경우 경고하는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is further characterized by a warning unit for warning when an abnormal symptom occurs according to the analysis result in the control unit.

본 발명은 제어부의 작동상태 및 분석결과를 원격으로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized by further comprising a communication unit for remotely transmitting an operation state and an analysis result of the control unit.

본 발명의 일 측면에 따른 IoT 기반 배전반 진단방법은, 제어부가 데이터 취득부로부터 다수의 감지 데이터를 입력받는 단계; 제어부가 다수의 감지 데이터 중 어느 하나 이상에서 설정값 이상의 트리거가 발생하는지 판단하는 단계; 및 제어부가 트리거의 발생여부에 따라 입력된 감지 데이터 각각에 대해 이상 발생 상태를 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an IoT-based switchboard diagnostic method comprising: receiving a plurality of sensing data from a data acquisition unit; Determining whether at least one of a plurality of sensing data triggers a set value or more of a trigger; And analyzing an abnormality occurrence state of each of the sensed data input according to whether the trigger is generated or not.

본 발명에서 감지 데이터를 입력받는 단계는, 데이터 취득부로부터 아크발생에 따른 설정대역의 초음파 신호, 부분방전에 의한 극초단파 신호, 열화로 인해 발생되는 가스 감지신호, 열화상 및 과열로 발생되는 연기신호를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of receiving the sensing data may include receiving the sensed data from the data acquisition unit, wherein the ultrasound signal of the preset band according to the arc generation, the ultrasound signal by the partial discharge, the gas sensing signal generated by the deterioration, And a control unit.

본 발명에서 가스 감지신호는, 이산화탄소, 일산화탄소, 염화수소, 염소, 메탄 및 에틸렌 중 적어도 어느 하나 이상의 신호인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the gas sensing signal is at least one of carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen chloride, chlorine, methane and ethylene.

본 발명은 제어부가 이상 발생 상태의 분석결과를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that the control unit further comprises a step of displaying an analysis result of an abnormality occurrence state.

본 발명은 제어부가 분석결과에 따라 이상 징후가 발생한 경우 경고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is further characterized in that the control unit is further provided with a step of warning when an abnormal symptom occurs according to the analysis result.

본 발명은 제어부가 작동상태 및 분석결과를 원격으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that the control unit further comprises a step of remotely transmitting an operation state and an analysis result.

본 발명의 일 측면에 따른 IoT 기반 배전반 진단방법 및 시스템은 초음파, 극초단파, 가스, 열화상 및 연기를 감지하는 복합센서를 활용하여 배전반 내 위험도를 평가하여 이상 유무를 보다 정확하고 신속하게 판정할 수 있도록 하며, 간헐적으로 발생되는 신호에 대해서도 복합센서를 통해 종합적으로 이상 유무를 판단할 수 있을 뿐만 아니라 IoT 기반으로 원격 진단이 가능하도록 할 수 있다. An IoT-based switchboard diagnostic method and system according to an aspect of the present invention can evaluate the risk in the switchboard using a composite sensor that detects ultrasonic waves, microwaves, gas, heat, and smoke to determine the abnormality more accurately and quickly In addition, the intermittent signal can be used to determine whether there is an abnormality in a comprehensive manner through the use of a compound sensor, as well as enabling remote diagnosis based on IoT.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 초음파 감지부를 감지결과를 나타낸 예시 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 극초단파 감지부의 분석결과를 나타낸 예시 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 가스 감지부의 가스 발생패턴을 나타낸 예시 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 열화상 촬영부의 열화상을 나타낸 예시 화면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 연기 감지부의 감지위치를 나타낸 예시 화면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a block diagram illustrating an IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary graph showing the detection result of the ultrasonic sensor in the IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary graph showing an analysis result of a microwave detector in an IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary graph showing a gas generation pattern of the gas sensing unit in the IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view showing a thermal image of a thermal imaging unit in an IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary screen showing a detection position of the smoke sensing unit in the IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an IoT-based switchboard diagnostic method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 IoT 기반 배전반 진단방법 및 시스템을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an IoT-based switchboard diagnostic method and system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템을 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 초음파 감지부를 감지결과를 나타낸 예시 그래프이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 극초단파 감지부의 분석결과를 나타낸 예시 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 가스 감지부의 가스 발생패턴을 나타낸 예시 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 열화상 촬영부의 열화상을 나타낸 예시 화면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템에서 연기 감지부의 감지위치를 나타낸 예시 화면이다. FIG. 1 is a block diagram illustrating an IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exemplary graph illustrating detection results of an ultrasonic sensor in an IoT-based switchboard diagnostic system according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exemplary graph showing an analysis result of a microwave detection unit in an IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 5 is an exemplary view showing a thermal image of a thermal imaging unit in the IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a graph illustrating an IoT based on an IoT based on an embodiment of the present invention. 5 is an exemplary screen showing the detection position of the smoke detection unit in the switchboard diagnostic system.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 시스템은, 데이터 취득부(10) 및 제어부(20)를 비롯하여 표시부(30), 경고부(40) 및 통신부(50)를 포함한다. 1, the IoT-based switchboard diagnostic system according to an embodiment of the present invention includes a data acquisition unit 10 and a control unit 20, a display unit 30, a warning unit 40, and a communication unit 50, .

데이터 취득부(10)는 배전반 내에 설치되어 배전반의 상태를 다수의 감지부를 통해 감지하여 제어부(20)에 제공한다. 이때 데이터 취득부(10)는, IoT 기반의 센서 네트워크를 구축하여 다수의 배전반에 설치되어 유무선으로 감지한 감지 데이터를 제어부(20)에 제공할 수도 있다. The data acquisition unit 10 is installed in the switchboard to sense the state of the switchboard through a plurality of sensing units and provide the control unit 20 with the state of the switchboard. At this time, the data acquisition unit 10 may construct an IoT-based sensor network and provide sensing data sensed by wired / wireless lines to a control unit 20 installed in a plurality of switchboards.

여기서, 데이터 취득부(10)는 초음파 감지부(102), 극초단파 감지부(104), 가스 감지부(106), 열화상 촬영부(108) 및 연기 감지부(110)를 포함할 수 있다. The data acquisition unit 10 may include an ultrasonic sensing unit 102, a microwave sensing unit 104, a gas sensing unit 106, a thermal imaging unit 108, and a smoke sensing unit 110.

초음파 감지부(102)는 절연물이 열화되거나 결함이 발생하여 아크가 발생할 때 생성되는 20 ~ 200 kHz 대역의 초음파 신호를 감지하여 제어부(20)에 제공함으로써 아크 발생을 판단하도록 할 수 있다. The ultrasonic sensor 102 senses an ultrasonic signal in a frequency band of 20 to 200 kHz that is generated when an insulator is deteriorated or an arc is generated due to a defect, and provides the ultrasonic signal to the controller 20 to determine an arc occurrence.

도 2에 도시된 바와 같이 초음파 신호를 기반으로 단자 이상인 경우 (가)와 같은 경우 24 kHz와 38 kHz에서 다소 높게 측정되고, 변압기 부싱인 경우 (나)와 같이 35 kHz와 47 kHz에서 다소 높게 측정되고 있다. As shown in FIG. 2, in the case of (a) above the terminals based on the ultrasonic signal, the measurement is somewhat higher at 24 kHz and 38 kHz, and in the case of the transformer bushing, the measurement is somewhat higher at 35 kHz and 47 kHz .

극초단파 감지부(104)는 부분방전에 의한 극초단파 대역인 500 ~ 1,500 MHz 대역의 극초단파 신호를 감지하여 제어부(20)에 제공함으로써 부분방전 상태를 판단하도록 할 수 있다. The microwave detector 104 may sense the microwave signal in the band of 500 to 1,500 MHz, which is the microwave band due to the partial discharge, and provide the microwave signal to the controller 20 to determine the partial discharge state.

도 3에 도시된 바와 같이 극초단파 신호의 펄스 데이터를 분석하여 부분방전 상태를 판단할 수 있다. The partial discharge state can be determined by analyzing the pulse data of the microwave signal as shown in FIG.

가스 감지부(106)는 배전반 내의 단자 풀림이나 변류기의 2차 단자 개방으로 인해 과열될 경우 폴리에틸렌, 염화비닐, 클로로프렌 등의 케이블 재질에 따라 연소 시 발생되는 NH3(암모니아), Nox(질소산화물), 벤젠, 연기, 이산화탄소(CO2) 가스가 발생하는 원리를 이용하여, 이산화탄소, 일산화탄소, 염화수소, 염소, 메탄 및 에틸렌 중 적어도 어느 하나 이상을 감지하여 제어부(20)에 제공함으로써, 설비의 이상 전조를 판단하도록 할 수 있다. When the gas sensing part 106 is overheated due to the terminal loops in the switchboard or the secondary terminal of the current transformer, NH 3 (ammonia), Nox (nitrogen oxide), etc. generated during combustion, depending on the cable materials such as polyethylene, vinyl chloride, and chloroprene, At least one or more of carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen chloride, chlorine, methane and ethylene is detected and provided to the control unit 20 by using the principle of generating hydrogen gas, benzene, smoke and carbon dioxide (CO 2 ) . ≪ / RTI >

도 4에 도시된 바와 같이 상황에 따른 특정 가스의 발생 패턴을 분석하여 설비의 예상 고장 현상을 저장하여 빅데이터화 할 수 있다. As shown in FIG. 4, by analyzing the generation pattern of the specific gas according to the situation, the expected failure phenomenon of the facility can be stored and the big data can be obtained.

열화상 촬영부(108)는 과열 현상이 발생된 위치를 촬영하여 열화상을 제어부(20)에 제공함으로써 절연물 열화 시 과열 부위를 측정할 수 있도록 한다. The thermal imaging unit 108 photographs the position where the overheating phenomenon has occurred and provides the thermal image to the control unit 20 so that the overheated area can be measured during deterioration of the insulation.

도 5에 도시된 바와 같이 절연물 내부의 열화시 국부 과열상태를 열화상으로 촬영하여 기준 화상과 비교하여 과열 위치를 파악하고 온도를 표시할 수 있다. As shown in FIG. 5, when the inside of the insulator deteriorates, the local overheating state can be photographed as a thermal image, compared with the reference image, and the overheat position can be grasped and the temperature can be displayed.

연기 감지부(110)는 과열로 발생되는 연기를 감지하여 제어부(20)에 제공함으로서 화재 발생여부를 감지할 수 있도록 한다. The smoke detection unit 110 detects smoke generated by overheating and provides the detected smoke to the control unit 20 so that it can detect whether a fire has occurred or not.

도 6에 도시된 바와 같이 연기 감지부(110)가 설치된 위치에 따라 연기를 감지하여 화재 발생 위치를 파악할 수 있다. As shown in FIG. 6, the position of the smoke detection unit 110 can be detected to detect a fire occurrence position.

제어부(20)는 데이터 취득부(10)로부터 감지된 아크 발생으로 인한 초음파 신호, 부분방전에 의한 극초단파 신호, 열화로 인해 발생되는 가스의 가스 감지신호, 국부과열에 따른 열화상 및 과열로 발생되는 연기신호를 입력받아 각각의 감지 데이터에 대한 이상 발생을 분석하고, 분석결과를 디스플레이하고 경고할 뿐만 아니라 원격으로 전송하여 원격 진단 시스템을 구축할 수 있도록 한다. The control unit 20 generates an ultrasonic signal due to the arc generated from the data acquisition unit 10, a microwave signal due to the partial discharge, a gas sensing signal of gas generated due to deterioration, a thermal image due to local overheating, Smoke signal is received, analysis of abnormality of each sensing data is analyzed, and the analysis result is displayed and warned, as well as remotely transmitted to construct a remote diagnosis system.

이때 제어부(20)는 데이터 취득부(10)로부터 다수의 감지 데이터를 입력받으면서 다수의 감지 데이터 중 어느 하나 이상에서 설정값 이상의 트리거가 발생할 경우, 트리거가 발생된 시점에서 입력된 감지 데이터를 기반으로 이상 발생 상태를 분석한다. At this time, the control unit 20 receives a plurality of detection data from the data acquisition unit 10, and when a trigger of a set value or more occurs in any one or more of the plurality of detection data, Analyze the occurrence of anomalies.

이와 같이 트리거가 발생한 시점에 입력된 감지 데이터는 저장하여 이상 발생 상태를 분석하고, 나머지 데이터는 삭제함으로써 제어부(20)의 처리 부하를 줄일 수 있도록 한다. The detection data inputted at the time when the trigger is generated is stored to analyze the abnormality occurrence state, and the remaining data is deleted, so that the processing load of the control unit 20 can be reduced.

표시부(30)는 다수의 감지 데이터와 제어부(20)에서의 분석결과를 디스플레이하여 사용자가 배전반의 진단 상태를 모니터링할 수 있도록 한다. The display unit 30 displays a plurality of sensed data and an analysis result of the controller 20 so that the user can monitor the diagnostic status of the switchboard.

경고부(40)는 제어부(20)에서의 분석결과에 따라 이상 징후가 발생한 경우 경고함으로써 배전반의 이상 상태를 사전에 인지하여 사전 조치를 취할 수 있도록 한다. The warning unit (40) warns when an abnormal symptom occurs according to the analysis result in the control unit (20), so that the warning unit (40) can recognize the abnormal condition of the switchboard and take precaution.

통신부(50)는 제어부(20)의 작동상태 및 분석결과를 원격으로 전송함으로써 IoT 기반으로 원격 진단 시스템을 구축할 수 있도록 한다. The communication unit 50 remotely transmits the operation state of the controller 20 and the analysis result, thereby making it possible to construct a remote diagnosis system based on IoT.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반 배전반 진단 시스템에 따르면, 초음파, 극초단파, 가스, 열화상 및 연기를 감지하는 복합센서를 활용하여 배전반 내 위험도를 평가하여 이상 유무를 보다 정확하고 신속하게 판정할 수 있도록 하며, 간헐적으로 발생되는 신호에 대해서도 복합센서를 통해 종합적으로 이상 유무를 판단할 수 있을 뿐만 아니라 IoT 기반으로 원격 진단이 가능하도록 할 수 있다. As described above, according to the IoT-based switchboard diagnostic system according to the embodiment of the present invention, the risk in the switchboard can be evaluated by using a composite sensor for detecting ultrasonic waves, microwaves, gas, It is possible to make a quick judgment, and it is also possible to judge the abnormality of the intermittently generated signals through the composite sensor in a comprehensive manner, and also to enable the remote diagnosis based on the IoT.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating an IoT-based switchboard diagnostic method according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 배전반 진단방법에서는, 제어부(20)가 데이터 취득부(10)로부터 다수의 감지 데이터를 입력받는다(S10). As shown in FIG. 7, in the IoT-based switchboard diagnostic method according to the embodiment of the present invention, the controller 20 receives a plurality of sensed data from the data acquisition unit 10 (S10).

여기서, 다수의 감지 데이터는 아크발생에 따른 설정대역의 초음파 신호, 부분방전에 의한 극초단파 신호, 열화로 인해 발생되는 가스 감지신호, 열화상 및 과열로 발생되는 연기신호를 포함할 수 있다. Here, the plurality of sensing data may include an ultrasonic signal in a predetermined band due to an arc, a microwave signal due to a partial discharge, a gas sensing signal generated due to deterioration, a thermal image, and a smoke signal generated by overheating.

이때 가스 감지신호는 이산화탄소, 일산화탄소, 염화수소, 염소, 메탄 및 에틸렌 중 적어도 어느 하나 이상의 신호인 것을 특징으로 한다. The gas sensing signal may be at least one of carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen chloride, chlorine, methane, and ethylene.

S10 단계에서 다수의 감지 데이터를 입력받으면서, 제어부(20)는 입력되는 다수의 감지 데이터 중 어느 하나 이상에서 설정값 이상의 트리거가 발생하는지 판단한다(S20). In step S10, the control unit 20 determines whether a trigger value greater than a preset value is generated in any one or more of the plurality of input sensed data (S20).

S20 단계에서 트리거가 발생하는지 판단하여 트리거가 발생하지 않은 경우, 제어부(20)는 S10 단계로 리턴하여 감지 데이터를 입력받는다. If it is determined in step S20 that a trigger has not occurred, the control unit 20 returns to step S10 to receive the sensed data.

반면, S20 단계에서 트리거가 발생하는지 판단하여 트리거가 발생한 경우, 제어부(20)는 트리거가 발생한 시점의 감지 데이터에 대해 각각 이상 발생 상태를 분석한다(S30). On the other hand, if it is determined in step S20 that a trigger is generated and the trigger is generated, the controller 20 analyzes the abnormality occurrence state of each detected data when the trigger occurs (step S30).

이와 같이 트리거가 발생한 시점에 입력된 감지 데이터는 저장하여 이상 발생 상태를 분석하고, 나머지 데이터는 삭제함으로써 제어부(20)의 처리 부하를 줄일 수 있도록 한다. The detection data inputted at the time when the trigger is generated is stored to analyze the abnormality occurrence state, and the remaining data is deleted, so that the processing load of the control unit 20 can be reduced.

S30 단계에서 이상 발생 상태를 분석한 후 제어부(20)는 분석결과를 표시부(30)를 통해 디스플레이한다. 또한, 제어부(20)는 분석결과를 기반으로 이상 징후가 발생한 경우 경고부(40)를 통해 경고를 출력한다(S40). After analyzing the abnormality occurrence state in step S30, the controller 20 displays the analysis result through the display unit 30. In addition, the control unit 20 outputs a warning through the warning unit 40 when an abnormal symptom occurs based on the analysis result (S40).

여기서 분석결과를 기반으로 이상 징후를 판단할 때 제어부(20)는 절연물 열화 및 결함으로 아크발생시 발생되는 20 ∼ 200kHz 대역의 초음파 신호를 기반으로 아크 발생을 감지하여 검출값을 도 2와 같이 그래프로 표시하고, 절연물 내부의 부분 방전 시 발생되는 500 ∼ 1,500MHz 대역의 극초단파 신호를 감지하여 도 3과 같이 펄스 데이터를 분석하여 부분 방전을 감지하며, 절연물 열화 및 소손시 발생되는 NH3(암모니아), Nox(질소산화물), 벤젠, 연기, 이산화탄소(CO2) 가스를 감지하여 도 4와 같이 열화 상태에 따라 발생 패턴을 분석함으로써 설비의 예상 고장 현상을 파악하고, 절연물 내부의 열화시 국부과열 상태를 도 5와 같이 열화상을 기준화상과 비교하여 검출하여 과열개소의 발생 위치를 파악하고 온도를 표시하며, 내부 화재 발생으로 연기가 감지될 경우 도 6에 도시된 바와 같이 화재 발생 위치를 파악할 수 있도록 한다. When the abnormality is determined based on the analysis result, the controller 20 detects the arc generation based on the ultrasonic signal of 20 to 200 kHz band generated when the arc occurs due to deterioration of the insulation and defects, And detects the partial discharge by analyzing the pulse data as shown in FIG. 3 by detecting the microwave signal in the 500 to 1,500 MHz band generated during the partial discharge in the insulator, and detects NH 3 (ammonia), It detects the expected failure phenomenon of the facility by analyzing the pattern of occurrence according to the deterioration state as shown in FIG. 4 by sensing Nox (nitrogen oxide), benzene, smoke, and carbon dioxide (CO 2 ) As shown in FIG. 5, the thermal image is compared with the reference image to detect the location of occurrence of the overheat point, the temperature is displayed, and smoke is detected It is possible to grasp the location of the fire occurrence as shown in FIG.

또한, 경고부(40)를 통해 경고를 발생시켜 사전 조치를 취할 수 있도록 한다. In addition, a warning can be generated through the warning unit 40 so that a precaution can be taken.

한편, 간헐적인 이상 발생 신호에 대해 제어부(20)는 데이터 취득부(10)로부터 입력된 감지 데이터를 비교 분석하여 상호 관계 알고리즘을 통해 경고를 출력할 수도 있다. On the other hand, the control unit 20 may compare the sensed data input from the data acquisition unit 10 with an intermittent abnormality occurrence signal, and output a warning through a correlation algorithm.

한편, 제어부(20)는 통신부(50)를 통해 작동상태 및 분석결과를 원격으로 전송함으로써 IoT 기반의 원격 진단 시스템을 구축하도록 할 수도 있다. On the other hand, the control unit 20 may establish the IoT-based remote diagnosis system by remotely transmitting the operation status and the analysis result through the communication unit 50. [

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 IoT 기반 배전반 진단방법에 따르면, 초음파, 극초단파, 가스, 열화상 및 연기를 감지하는 복합센서를 활용하여 배전반 내 위험도를 평가하여 이상 유무를 보다 정확하고 신속하게 판정할 수 있도록 하며, 간헐적으로 발생되는 신호에 대해서도 복합센서를 통해 종합적으로 이상 유무를 판단할 수 있을 뿐만 아니라 IoT 기반으로 원격 진단이 가능하도록 할 수 있다. As described above, according to the IoT-based switchboard diagnostic method according to the embodiment of the present invention, the risk in the switchboard can be evaluated by using a composite sensor for detecting ultrasonic waves, microwaves, gas, It is possible to make a quick judgment, and it is also possible to judge the abnormality of the intermittently generated signals through the composite sensor in a comprehensive manner, and also to enable the remote diagnosis based on the IoT.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 데이터 취득부 20 : 제어부
30 : 표시부 40 : 경고부
50 : 통신부 102 : 초음파 감지부
104 : 극초단파 감지부 106 : 가스 감지부
108 : 열화상 촬영부 110 : 연기 감지부10: data acquisition unit 20:
30: Display section 40: Warning section
50: communication unit 102: ultrasonic wave sensing unit
104: microwave detection unit 106: gas detection unit
108: thermography part 110: smoke detection part

Claims (12)

배전반 내에 설치되어 배전반의 상태를 다수의 감지부를 통해 감지하는 데이터 취득부; 및
상기 데이터 취득부로부터 감지된 다수의 감지 데이터를 입력받아 각각의 상기 감지 데이터에 대한 이상 발생을 분석하고, 분석결과를 디스플레이하고 경고하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단 시스템.
A data acquisition unit installed in the switchboard and sensing the state of the switchboard through a plurality of sensors; And
And a controller for receiving a plurality of sensing data sensed by the data acquisition unit, analyzing an abnormality of each sensing data, and displaying and warning the analysis result.
제 1항에 있어서, 상기 데이터 취득부는,
아크발생에 따른 설정대역의 초음파 신호를 감지하는 초음파 감지부;
부분방전에 의한 극초단파 대역의 신호를 감지하는 극초단파 감지부;
열화로 발생되는 가스를 감지하는 가스 감지부;
과열 현상을 측정하기 위한 열화상 촬영부; 및
과열로 발생되는 연기를 감지하는 연기 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단 시스템.
The data processing apparatus according to claim 1,
An ultrasound sensing unit for sensing an ultrasound signal in a predetermined band according to an arc occurrence;
A microwave detector for detecting a signal of an ultra-high frequency band due to the partial discharge;
A gas sensing unit for sensing gas generated by deterioration;
A thermal imaging unit for measuring an overheating phenomenon; And
And a smoke detection unit for detecting smoke generated by overheating.
제 2항에 있어서, 상기 가스 감지부는, 이산화탄소, 일산화탄소, 염화수소, 염소, 메탄 및 에틸렌 중 적어도 어느 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단 시스템.
The system of claim 2, wherein the gas sensing unit senses at least one of carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen chloride, chlorine, methane, and ethylene.
제 1항에 있어서, 상기 감지 데이터와 상기 제어부에서의 분석결과를 디스플레이하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단 시스템.
The system of claim 1, further comprising a display unit for displaying the sensing data and the analysis result of the control unit.
제 1항에 있어서, 상기 제어부에서의 분석결과에 따라 이상 징후가 발생한 경우 경고하는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단 시스템.
The system of claim 1, further comprising a warning unit for alerting an abnormal symptom according to an analysis result of the control unit.
제 1항에 있어서, 상기 제어부의 작동상태 및 분석결과를 원격으로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단 시스템.
The system of claim 1, further comprising a communication unit for remotely transmitting an operation state and an analysis result of the control unit.
제어부가 데이터 취득부로부터 다수의 감지 데이터를 입력받는 단계;
상기 제어부가 다수의 상기 감지 데이터 중 어느 하나 이상에서 설정값 이상의 트리거가 발생하는지 판단하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 트리거의 발생여부에 따라 입력된 상기 감지 데이터 각각에 대해 이상 발생 상태를 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단방법.
The control unit receiving a plurality of sensing data from the data acquisition unit;
Determining whether at least one of the plurality of sensing data triggers a set value or more of a trigger; And
And analyzing an abnormality occurrence state of each of the sensed data inputted according to whether the trigger is generated or not.
제 7항에 있어서, 상기 감지 데이터를 입력받는 단계는, 상기 데이터 취득부로부터 아크발생에 따른 설정대역의 초음파 신호, 부분방전에 의한 극초단파 신호, 열화로 인해 발생되는 가스 감지신호, 열화상 및 과열로 발생되는 연기신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단방법.
The method as claimed in claim 7, wherein the step of receiving the sensing data further comprises the steps of: receiving an ultrasonic signal in a predetermined band according to an arc generation from the data acquisition unit, an ultrasound signal due to a partial discharge, a gas sensing signal generated due to deterioration, Wherein the IoT-based switchboard diagnosing method comprises the steps of:
제 8항에 있어서, 상기 가스 감지신호는, 이산화탄소, 일산화탄소, 염화수소, 염소, 메탄 및 에틸렌 중 적어도 어느 하나 이상의 신호인 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단방법.
The method of claim 8, wherein the gas sensing signal is at least one of carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen chloride, chlorine, methane, and ethylene.
제 7항에 있어서, 상기 제어부가 이상 발생 상태의 분석결과를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단방법.
8. The method of claim 7, further comprising displaying the analysis result of the abnormality occurrence state by the controller.
제 7항에 있어서, 상기 제어부가 분석결과에 따라 이상 징후가 발생한 경우 경고하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단방법.
8. The method as claimed in claim 7, further comprising the step of informing the controller of an abnormal symptom according to an analysis result.
제 7항에 있어서, 상기 제어부가 작동상태 및 분석결과를 원격으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 배전반 진단방법. 8. The method of claim 7, further comprising the step of remotely transmitting an operational state and an analysis result by the controller.
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