KR20200002481U - 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템 - Google Patents

버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

본 고안은 버스닥트의 다점 온도, 스마트 볼트 해드 색상 측정 시스템에 관한 것으로서 버스닥트 유니트(unit)가 접속되는 접속부의 발열온도를 감지하는 온도센서와 상기 접속부의 체결에 사용한 스마트 볼트 해드의 색상을 측정하는 칼라센서; 상기 온도 센서와 칼라센서를 포함하는 감지기: 상기 감지기에 전원을 공급하는 전원선로 및 데이터를 송수신하는 통신선로가 연결되고 동작수행의 프로그램이 입력된 컴퓨터를 포함하는 제어부의; 결합으로 구성된 것이다.
본 고안에 의하면, 알람온도 와 알람 색상 데이타 값을 설정하고 동작 프로그램에 따라, 측정된 감지기의 온도 값과 색상 데이터 값이 사전에 설정된 알람 온도 값과 색상 데이터값과 비교하여 온도가 높거나 다른 색상으로 측정된 경우 알람을 출력하여 화재 사고를 사전에 예방을 할 수 있다

Description

버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템{Bus duct joint temperature and smart bolt loosening monitoring system}
본 고안은 버스닥트 접속부의 온도와 버스닥트 체결 볼트의 풀림을 감시하는 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게 설명하면, 버스닥트 유니트(Bus duct unit)가 접속되는 접속부에 설치되어 상기 접속부의 발열 온도를 측정하는 온도센서, 동시에 체결 볼트로 Smart bolt를 사용하였을 때 풀림을 감시하는 칼라센서가 장착된 감지기와: 상기 감지기에 전원을 공급하는 전원선로 및 데이터를 송수신하는 통신선로가 연결되고 운영 프로그램이 입력된 컴퓨터를 포함하는 제어부의; 결합으로 구성된 것이다.
본 고안에 의하면, 각 버스닥트의 각 접속부마다 설치된 감지기를 통하여 버스닥트 접속부의 온도와 체결 볼트의 풀림을 감시하여 사고의 위험성이 있는 접속부를 파악하여 사고를 예방할 수 있다.
버스닥트는 저 임피던스(Impedance) 구조로 되어 있어 전압 강하가 적고 상간 거리가 밀착된 구조임으로 전자 유도가 적어 전자기기에 오류의 발생 우려가 적으며 고밀도의 전력 송전이 가능할 뿐 아니라 버스닥트의 굴곡반경이 작고 포설공간의 점유면적이 동심케이블에 비하여 보다 적게 소요되어, 고층빌딩, 각종 산업시설이 구비된 건물, 상가, 고층아파트, 병원, 기타, 대용량의 전력이 소요되는 시설에 종래의 동심 케이블대신 버스닥트를 포설하고 있다. 상기 버스닥트의 접속부에는 체결을 위하여 관통하는 체결볼트를 사용하고 있는데 버스닥트 동작 시 발생하는 열이 발생되는데 동(銅)또는 알루미늄 재질의 버스 바에 강(鋼)재질의 체결볼트 간에는 재질적인 열팽창계수가 서로 다르기 때문에 체결볼트의 조임이 서서히 풀리면서 체결력이 이완(弛緩)되고 이에 접속부의 저항 값은 더욱 증가되면서 상대적으로 온도상승이 가속되어 이를 방치할 경우 결국 접속부가 방전으로 소손(燒損)되거나 화재(火災)가 유발되는 경우가 있다. 따라서 종래에는 정기적으로 버스닥트의 접속부의 체결상태를 점검하여 이완된 부분은 다시 긴밀하게 체결하여 시정하였다.
또한 버스닥트 체결용 볼트로 스마트볼트를 사용하면 볼트 체결에 적정한 토크를 사용했는지 육안으로 확인이 가능하다. 스마트 볼트는 설치하지 않았을 때는 볼트 헤드의 색상이 적색이지만 적정 토크로 장착되었을 때 볼트의 헤드부분이 적색에서 검정색으로 변하여 적정 토크로 작업이 되었다는 것을 별도의 측정 도구 없이 확인이 가능하며 장착된 스마트 볼트가 외부 요인에 의해 풀리면 볼트헤드의 색상이 검정에서 점점 적색으로 바꾸어서 유지 보수하는 경우에도 유용하게 사용된다. (스마트볼트 ; www.smartbolts.com) 최근에는 정기 점검 방법이 아닌 버스닥트 접속부의 온도를 상시 자동 측정하고 자동으로 알람을 해주는 다양한 선행기술이 알려져 있다. 이러한 기술과 관련된 선행기술의 특허문헌을 예시하면 다음과 같다.
등록특허공보 제10-0726197호 (2007.06.11.공고) 등록특허공보 제10-1545093호 (2015,08,18.공고) 공개특허공보 제10-2016-0041725호 (2016.04.18.공개)
버스닥트 접속부 상면에 감지기를 설치하여 접속부의 온도만을 측정하는 방법은 온도가 상당히 상승을 해야 이상 유무를 판단할 수 있고, 근본적인 과열의 원인인 접속부 체결 볼트의 풀림을 확인할 수 없었다. 그래서 새롭게 개발된 스마트볼트를 이용하여 적정토크 이하로 풀린 경우 스마트볼트의 헤드부분의 색상 변화를 육안으로 확인하는 방법이 있으나 버스닥트의 설치 환경 상 육안으로 확인하는 것이 어려우므로 온도측정과 함께 전자회로의 의한 원격 감시를 하고자 한다.
본 고안은 상기한 과제를 해결하기 위하여, 버스닥트 접속부의 온도측정과 함께 버스닥트 접촉부 체결볼트로 스마트볼트를 사용한 경우 칼라센서를 이용하여 스마트볼트 헤드의 색상변화를 측정하는 감지기를 설치하여 과열되거나 볼트가 풀린 버스닥트 접속부를 검출하여 알람 출력을 할 수 있도록 한다.
본 고안과 같이 포설된 버스닥트의 각 접속부에 구비되는 감지기에 온도측정과 함께 스마트 볼트의 풀림을 측정하면 과열에 의한 사고와 체결 보트의 풀림을 원격으로 실시간 감시가 가능하여 버스닥트의 접속부 사고를 예방할 수 있다.
도1은 본 고안의 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템의 구성도이다.
도2는 본 고안의 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템 중에 버스닥트 접속부의 구성도이다.
도3는 본 고안의 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템중에 감지기의 구성도이다.
도4은 본 고안의 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템의 운영 프로그램 실행 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 의한 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 의한 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템의 전체 구성도이고 도2는 본 고안에 의한 버스닥트 접속부 온도와 볼트 풀림 감시시스템중에 접속부의 구성도이다. 일정한 길이의 버스닥트 유니트(unit)의 각 전극별 버스 바(bus bar)의 단부와 단부가 서로 접속되는 통전플레이트와 각 버스 바와 닥트 사이를 전기적으로 절연하는 절연플레이트를 포함하여 스마트 볼트(23)로 체결된 버스닥트의 접속부(22)에 있어서,
상기 접속부(22)의 상부 커버(24)에 설치되어 접속부 (22)의 발열 온도를 측정하는 온도센서(34)와 접속부를 체결한 스마트볼트(23)의 해드 색상을 측정하는 칼라센서(35)를 이용하여 온도 및 색상을 측정하는 감지기(3)와; 상기 감지기(3)에 전원을 공급하는 전원선로(5) 및 측정 데이터와 통신을 위한 통신선로(4)가 연결되고 시스템 운영 프로그램이 입력된 운영 컴퓨터(11); 감지기(3)와 통신을 위한 통신모듈(13); 감지기에 전원을 공급하기 위한 전원모듈(12)을 포함하는 제어부(1)의; 결합으로 구성된다. 상기 스마트 볼트(23)은 주문 제작 시 설정된 일정토크에서만 볼트 해드의 색상이 적색에서 검정색으로 변하며 스마트 볼트(23)가 풀어지면 검정색에서 점점 적색으로 변하는 특성이 있다.
상기 감지기(3)는 버스닥트의 접속부(22) 상면 접속부 커버(24)에 구비되며, 온도감지센서(34)는 접속부(22)의 비접촉식으로 설치되고 스마트 볼트(23)의 헤드부분 색상 변화를 측정하기 위한 칼러센서(35)는 접속부 커버(24)의 구멍을 통해서 스마트 볼트(23)의 색상을 측정한다. 설치된 칼러센서(35)는 정확한 색상 측정을 위해서 LED 조명을 내장하고 있어 색상 측정시 LED를 구동하여 정확한 색상을 측정한다.
상기 제어부(1)에는 감지기(3)에 전원을 공급하는 전원선로(5)와 감지기(3)에서 측정된 접속부(22) 온도와 색상 데이터를 취득하기 위한 통신 선로(4)가 연결되어 있다.
상기 버스닥트의 접속부(22)에 설치되는 감지기(3)은 모든 접속부 (22)마다 개별 고유 주소가 부여되어 컴퓨터(11)에 입력되어 있다. 또한 상기 감지기(3)은 RS-485와 같은 씨리얼통신 방식으로 통신선로(4)를 통해 제어부(1)와 연결된다. 상기 감지기(3)에는 온도센서(34)와 칼라센서(35)가 내장되어 있어서 제어부(1) 내부의 운영 컴퓨터(11) 운영 프로그램의 측정명령에 따라서 접속부(22)의 온도와 접속부에 설치된 스마트 볼트(23) 해드의 색상을 측정한다. 이때 데이터의 호출은 감지기(3)에 부여된 고유주소를 기반으로 하여 충돌이 없도록 중앙 집중형 다중접근 제어방식(Polling 방식) 으로 통신을 한다.
상기 운영 컴퓨터(11)에서는 모든 감지기(3)에서 취득한 온도와 칼라센서(35)로 측정한 색상 데이터는 사전에 운영자가 운영프로그램에 설정한 알람 온도와 알람 색상 데이터 (검정색이 아닌 색상)와 비교하여 설정한 알람 온도값과 같거나 큰 경우 알람을 출력하고, 색상 데이터가 저장된 알람 색상 데이터보다 더 적색으로 판단되는 경우 알람이 발생된 접속부(22)의 위치와 측정된 온도 또는 측정된 색상을 기초로 하여 계산된 볼트의 풀림 정도를 모니터에 표시하여 시스템 운영자가 인지하도록 하고, 알람 정보는 운영 컴퓨터(11)에 알람 발생 시간 정보와 함께 알람 내용을 저장한다. 경우에 따라서는 별도의 무전압 릴레이 접점과 같은 알람 출력을 할 수도 있다
도3은 고안된 감지기 내부의 구성도이다
감지기(3)은 버스닥트 커버(24)에 밀착 고정되어 있고 버스닥트 커버(24)에 있는 구멍을 통해서 접속부(22)의 온도를 측정하고, 칼라 센서(35)는 체결용 스마트 볼트의 해드 색상을 측정한다. 감지기(3)내부의 마이크로프로세서(36)는 제어부(1) 내의 전원부(38)와 전원선로(5)로 연결되어 안정된 전원을 공급받고, 제어부(1) 내의 통신부(37)과는 통신선로(4)로 연결되어서 제어부(1) 내의 컴퓨터(11)로부터 측정 명령을 받고 측정된 온도와 측정된 색상을 색상 데이터로 송출한다.
도4은 제어부(1)내부 운영 컴퓨터(11)에서 동작하는 운영 프로그램의 개략적인 순서도이다. 운영 프로그램이 시작되면 사전에 설정된 알람 설정값을 읽어 들여서 동작 준비를 한다(S10) 이때 알람값은 알람 온도값, 알람 색상 데이터값이 된다. 설정이 끝나면 운영컴퓨터(11)에서 온도 및 스마트 볼트(23) 해드의 칼라를 측정하라는 명령을 감지기(3)에 출력하고(S20), 명령에 따라서 각각의 감지기(3)은 접속부 온도와 접속부 체결 볼트인 스마트볼트(23)의 헤드 색상을 측정하여 측정된 온도와 색상 데이터 값을 마이크로프로세서(36) 내부 메모리에 보관하고 있다. 운영프로그램은 데이터 호출명령으로 감지기(3)에 측정, 보관중인 온도 및 색상 데이터 값을 수집한다(S30). 측정된 온도 및 색상 데이터 값은 사전에 설정된 알람온도와 알람 색상 데이터 값과 비교하여 (S40), 온도에 경우 알람온도 보다 더 높으면 알람을 출력하고 색상의 경우 더 붉은 색으로 확인이 되면 알람을 출력한다. (S50), 온도 알람값 이하이고 알람 색상보다 더 붉은 색이 아닌 경우 새로운 온도 및 칼라 측정을 반복한다(S20)
1 : 제어부 11: 운영 컴퓨터 12: 전원모듈 13: 통신모듈
21 : 버스닥트 22 : 접속부 23: 스마트볼트 24: 접속부 커버
3: 감지기 31 : 온도센서 32: 칼라센서
33: 마이크로프로세서 34: 통신부 35: 전원부
4: 통신선로 5: 전원선로

Claims (4)

  1. 버스닥트 유니트가 접속되는 접속부에 부착되는 온도센서가 내장되고 접속부 체결용 스마트 볼트의 헤드 색상변화를 측정하는 칼라센서가 내장된 감지기와; 상기 감지기에 동작 전원을 공급하는 전원선로 및 데이터를 송수신하는 통신 선로가 연결되고; 전원을 공급하는 전원모듈; 통신을 위한 통신모듈; 운영 프로그램이 입력된 운영 컴퓨터를 포함하는 제어부의; 결합으로 구성된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 온도센서를 이용하여 접속부의 과열을 감시하는 것을 특징으로 하는 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템
  3. 제1항에 있어서, 접속부의 체결용 스마트 볼트의 헤드 색상 변화를 측정하여 스마트 볼트의 풀림을 감시하는 것을 특징으로 하는 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템
  4. 제1항에 있어서, 스마트 볼트의 헤드 색상을 정확하게 측정하기 위하여 조명용 LED가 장착되어 있는 칼라센서를 사용하는 것을 특징으로 하는 버스닥트 접속부 온도와 스마트 볼트 풀림 감시 시스템


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