KR20200107059A - 수배전반내 이상 발열 감시 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉식 온도 측정 센서(31)를 포함하는 센싱모듈(30)을 이용해 수배전반내 이상 발열을 감시하는 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, X 축방향의 직선상 일정 범위내에서 상기 센싱모듈(30)을 이송하는 X축 이송모듈(20); 상기 X축 이송모듈의 일단을 자유단으로 한 상태에서, Y축 방향의 직선상 일정 범위내에서 상기 X축 이송모듈의 타단을 승강시키는 Y축 이송모듈(10);을 포함하여 구성되며, 상기 X축 이송모듈(20)의 타단 또는 상기 X축 이송모듈(20)의 타단 근방에 있는 회전중심을 기준으로 상기 X축 이송모듈(20)을 접을 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

수배전반내 이상 발열 감시 장치 및 시스템{APPRATUS AND SYSTEM OF MONITORING ABNORMAL HEATING IN INCOMING AND DISTRIBUTION PANNEL}

본 발명은 수배전반내 이상 발열을 실시간 감시하여 사고 발생을 사전 예방하는 장치 및 시스템에 관한 것이다.

반도체, 디스플레이, 물류 자동화 등 산업분야 전반에 필수 조건인 시설 수배전반 또는 장비 수배전반 내에서 발생할 수 있는 화재 사고를 미연에 감지하여 예방할 수 있는 장치가 이용되고 있다.

예를 들면, 일정 온도 이상되면 변색되는 Balco tube를 단자에 적용하는 기술이 알려져 있으나, 변색을 확인하기 위해서는 수배전반의 Door를 열어 안전 관리자가 눈으로 변색 여부를 일일이 확인해야 하는 불편이 있다.

또한, 안전 관리자가 비 접촉식 온도계(레이저 측온계)를 이용하여 각 수배전반을 순찰 측정하여 방식이 있으나, 역시 측온을 위해서는 수배전반의 Door를 열어 각 요소를 일일이 측정하고 확인해야 하는 불편이 있다.

또한, 수배전반 내 분위기의 온도를 측정하거나 수배전반 내 불꽃, 가스, 연기 등의 이상을 검출하여 보고하는 시스템이 있으나, 수배전반 내부의 분위기 온도이상나 불꽃, 가스, 연기등의 이상을 감지할 즈음이면 이미 화재가 발생하였을 가능성이 높으므로 예방 목적의 기술로는 적당하지 않는 문제가 있다.

또한, IR sensor, 열화상 카메라 등 비접촉식 측온계에 의해 측정 및 관리하는 방법이 있으나, 수배전반내에 이러한 비접촉식 측온계를 설치하여 감시하기에는 측정 거리가 너무 짧아서 수배전반의 내부 영역을 전반적으로 감시하기에는 문제가 있으며, 대안으로 다수의 비접촉식 측온계를 사용하는 경우 비용 상승의 문제가 있다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 아래 특허문헌 1의 기술에서는, 좌우 이동 레일(121; 이하 특허문헌 1의 도 2 참조)위에서 써머파일 센서(150)를 이동시킬 수 있도록 하는 좌우이동모터(120)와, 상기 좌우 이동 레일을 상하로 이동시킬 수 있도록 하는 2개의 상하 이동 레일(131)과, 상하 이동 레일을 따라 상기 좌우 이동 레일(121)을 상하로 이동시키도록 하는 상하이동모터(130) 등을 수배전반의 도어(10)에 설치하여 운용하는 온도 센싱 장치가 공개되어 있다.

그러나, 특허문헌 1의 기술에서는 온도 센싱 장치를 수배전반의 도어에 설치하여야 하므로 도어에 가해지는 하중이 증가하여 도어 개폐 메커니즘의 고장을 유발할 수 있는 문제가 있는 데, 가정하여 이를 도어에 설치하지 않고 수배전반의 함체쪽에 설치할 경우 수배전을 위한 전기적 요소를 많이 가리게 되어 수배전반의 관리 및 정비에 방해가 되는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 1의 기술에서는 2개의 상하 이동 레일(131) 사이에 정확한 간격 유지와 정렬이 필요하고 좌우 이동 레일(121)이 정확한 밸런싱을 유지하도록 하여야 하는 등 설치 및 유지 관리가 까다로운 문제가 있다.

이상 종래 기술의 문제점 및 과제에 대하여 설명하였으나, 이러한 문제점 및 과제에 대한 인식은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것은 아니다.

1. 대한민국 등록특허 등록번호 10-0947784, "2차원 스캐닝을 통한 내부부품 온도센싱장치를 구비한 수배전반"

본 발명의 목적은 수배전반의 함체에 설치하면서도 수배전반의 관리 및 정비에 대한 방해를 최소화할 수 있는 수배전반내 이상 발열 감시 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 구조적으로 간결하여 간격유지, 정렬 및 밸런싱 등의 필요성이 현저히 저감되는 수배전반내 이상 발열 감시 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 비접촉식 온도 측정 센서(31)를 포함하는 센싱모듈(30)을 이용해 수배전반내 이상 발열을 감시하는 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, X 축방향의 직선상 일정 범위내에서 상기 센싱모듈(30)을 이송하는 X축 이송모듈(20); 상기 X축 이송모듈의 일단을 자유단으로 한 상태에서, Y축 방향의 직선상 일정 범위내에서 상기 X축 이송모듈의 타단을 승강시키는 Y축 이송모듈(10);을 포함하여 구성되며,

상기 X축 이송모듈(20)의 타단 또는 상기 X축 이송모듈(20)의 타단 근방에 있는 회전중심을 기준으로 상기 X축 이송모듈(20)을 접을 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 상기 X축 이송모듈(10)은, 상기 회전중심에 위치하는 회전축(18a)과, 상기 회전축(18a)를 지지하는 한쌍의 지지날개(18b)와, 상기 한쌍의 지지날개(18b)의 사이를 가로지르는 제 1 수직측벽(18c)을 포함하며, 상기 Y축 이송모듈(10)의 레일(16)을 따라 승강 가능한 조인트 브라켓(18);을 포함하여 구성되며, 상기 Y축 이송모듈(20)은, 상기 X축 이송모듈을 펼쳤을 때, 상기 제 1 수직측벽(18c)에 밀착되는 직선부(A)와, 상기 X축 이송모듈을 접는 과정에서 상기 조인트 브라켓(18)의 상기 제 1 수직측벽(18C)에 간섭되지 않는 원호부(B)를 이웃하게 구비하며, 상기 회전축(18a)을 중심으로 회동 가능한 스톱캠(21b);를 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 상기 X축 이송모듈(20)을 접어서 Y축 방향으로 세웠을 때, 상기 직선부(A)를 받쳐서 상기 접혀진 X축 이송모듈(20)의 위치를 고정하도록 상기 조인트 브라켓(18)에 삽입 고정되는 스토퍼(60);를 더 포함할 수 있다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 상기 센싱모듈(30)의 온도 측정 센서(31)는 일정한 센싱 범위를 가진 2차원 에리어 센서이고, 상기 센싱모듈(30)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송되어 2차원 매트릭스 형태로 분포된 각 센싱 지점에서 상기 온도 측정 센서(31)를 이용하여 측정하되, 가장 가까운 감시대상물을 통과하는 평면을 기준으로 이웃하는 센싱 지점에서의 2차원 에리어의 센싱 범위가 3/4 이상 중첩되도록 각 센싱 지점 사이의 간격이 결정될 수 있다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 상기 센싱모듈(30)의 온도 측정 센서(31)는 일정한 센싱 범위를 가진 2차원 에리어 센서이고, 상기 센싱모듈(30)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송되어 2차원 매트릭스 형태로 분포된 각 센싱 지점에서 상기 온도 측정 센서(31)를 이용하여 측정하되, 이웃하는 감시대상물 사이의 거리를 기준으로 이웃하는 센싱 지점에서의 거리가 결정될 수 있다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 수배전반내 감시 대상 영역을 분할하되 집중감시 구역과 간헐감시 구역으로 분할하여 설정하며, 간헐감시 구역에 비하여 집중감시 구역에 대해서는 보다 빈번하게 감시할 수 있다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 각 센싱 지점에서 센싱된 2차원 온도 데이터에서 설정된 온도 이상인 영역의 면적 또는 갯수가 설정된 기준 이상인 경우 알람이 결정될 수 있다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 상기 설정된 온도는 수배전반내 감시 대상 영역을 분할한 구역별로 다르게 설정될 수 있다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 상기 센싱부(30)는 2차원 가시광선 이미지를 실시간 촬영하는 이미지 센서(32);를 더 구비하며, 상기 온도 측정 센서(31)가 측정한 2차원 에리어의 온도 데이터와 상기 이미지 센서(32)가 촬영한 실시간 이미지 데이터는 서로 연계 저장할 수 있다.

상기한 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서, 상기 온도 측정 센서(31)로부터 제공받은 온도 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(42)와, 상기 X축 이송모듈(20) 및 상기 Y축 이송모듈(10)을 제어하는 중앙 제어부(41)를 포함하는 제어 모듈(40);을 더 포함하며, 상기 제어 모듈(40)은 수배전반의 도어에 설치되되 상기 디스플레이부(42)가 상기 도어(2)의 외부로 노출되도록 할 수 있다.

본 발명에 따르면 X축 이송 모듈을 접을 수 있으므로 수배전반의 함체에 설치하면서도 수배전반의 관리 및 정비에 대한 방해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 Y축 이송 모듈이 단일의 빔형상으로 구성되므로 구조적으로 간결하여 간격유지, 정렬 및 밸런싱 등의 필요성이 현저히 저감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 X축 이송모듈의 직선부(A)와 조인트 브라켓(18)의 제 1 수직측벽(18c)이 서로 면접촉하여 X축 이송모듈을 지지함으로써 X축 이송모듈의 지지 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 감시대상물의 측면에 발생할 수도 있는 이상 발열까지 효율적으로 감시할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반내 이상 발열 감시 장치가 수배전반의 내부에 설치된 상황을 도시한 도면으로서, 도 1은 X축 이송 모듈(20)이 펼쳐진 상태이고 도 2는 X축 이송 모듈(20)이 접혀진 상태이다.
도 3은 설명의 편의상 X축 프레임(21)을 제거한 상태의 X축 이송모듈(20)과 Y축 프레임(11)을 제거한 상태의 Y축 이송모듈(10) 등을 도시한 사시도이다..
도 4는 X축 이송 모듈(20)과 Y축 이송 모듈(10) 사이의 조인트 부분을 확대도시한 단면도이며, 도 5는 이해의 편의상 Y축 이송 모듈(10)의 조인트 브라켓(18)으로부터 X축 이송 모듈(20)을 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 X축 이송 모듈(20)을 접었을 때 X축 이송 모듈(20)과 Y축 이송 모듈(10) 사이의 조인트 부분을 확대도시한 단면도이며, 도 7는 이해의 편의상 Y축 이송 모듈(10)의 조인트 브라켓(18)으로부터 X축 이송 모듈(20)과 스토퍼(60)를 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반내 이상 발열 감시 장치에서 각종 센서, 제어모듈(40) 및 전원모듈(50)의 전기적 구성을 도시한 블럭도이다.
도 9는 센싱 범위의 헤비 오버레이가 주는 장점을 설명하기 위한 예시 설명도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 명칭 및 도면 부호를 사용한다. 특히 본 출원에서 '수배전반'이란 수전반 또는 배전반을 말하며, '배전반'은 분전반을 포함하는 광의의 배전반을 말한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반내 이상 발열 감시 장치가 수배전반의 내부에 설치된 상황을 도시한 도면으로서, 도 1은 X축 이송 모듈(20)이 펼쳐진 상태이고 도 2는 X축 이송 모듈(20)이 접혀진 상태이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이상 발열 감시 장치는 비접촉식 온도 측정 센서(31)를 포함하는 센싱모듈(30)을 이용해 수배전반내 이상 발열을 감시하는 것으로서, 전원모듈(50), 센싱모듈(30), Y축 이송모듈(10), X축 이송모듈(20) 및 제어모듈(40)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반내 이상 발열 감시 장치는 수배전반을 구성하는 함체(1)의 내부에 설치되되, 제어모듈(40)은 도어(2)에 설치되고 전원모듈(50), 센싱모듈(30), Y축 이송모듈(10) 및 X축 이송모듈(20) 등의 본체는 함체(1)의 바닥면에 고정되거나 바닥면 및 측면에 고정될 수 있다.

도 1 및 도 2에서는 설명의 편의상 함체의 내부에서 도어를 바라보는 방향으로 도시되었으며, 수배전반 본연의 기능 수행을 위한 전기 장치 및 전기 소자들에 대한 도시는 생략되었으며 주로 도면상 지면위쪽 방향에 배열될 것이다.

전원모듈(50)은 이상 발열 감시 장치의 각 부분에 대하여 전원을 공급하고 X축 이송 모듈(20) 및 Y축 이송 모듈(10)의 모터들을 구동하는 전류를 공급하며, 제어모듈(40)은 관리자로부터의 명령을 받아들이고 정보를 디스플레이하며 이상 발열 감시 장치의 다른 구성요소를 제어한다. 전원모듈(50) 및 제어모듈(40)에 대해서는 도 8과 함께 후술한다.

센싱모듈(30)은 X축 이송모듈(20)에 의하여 X 축방향의 직선상 일정 범위내에서 이송되며, 비접촉식 온도 측정 센서(31) 및 이미지 센서(32)를 포함하여 구성된다. 비접촉식 온도 측정 센서(31)와 이미지 센서(32)는 통합되거나 동일 폼펙터내에 구성될 수도 있다.

비접촉식 온도 측정 센서(31)는 IR 센서이거나 열화상 센서로서 일정한 센싱 범위를 가진 2차원 에리어 센서이다. 예를 들어 IR 센서는 2차원 매트릭스 타입의 센서일 수 있으며, IR 센서의 전방에 위치하는 일정 영역 또는 일정 화각에 대하여 2차원 매트릭스의 각 포인트에 대한 온도값 집합을 한꺼번에 획득할 수 있다.

이미지 센서(32)는 2차원의 일정 영역 또는 일정 화각에 대하여 가시광선 이미지를 실시간 촬영한다. 비접촉식 온도 측정 센서(31)가 획득한 온도 데이터와 이미지 센서(32)가 획득한 이미지 데이터는 서로 연계되어 저장 이용될 수 있다.

X축 이송모듈(20)은 X축 방향(도면상 가로 방향이며, 수배전반의 가로방향이기도 하다)의 직선상 일정 범위내에서 X축 모터(22)의 구동력을 이용하여 센싱모듈(30)을 이송한다. X축 이송모듈(20)의 일단은 자유단으로 한 상태에서 X축 이송모듈(30)의 타단은 Y축 이송모듈(10)에 대하여 회동 가능하도록 결합되어 있다.

Y축 이송모듈(10)은, X축 이송모듈(20)의 일단을 자유단으로 한 상태에서, Y축 방향의 직선상 일정 범위내에서 Y축 모터(12)의 구동력을 이용해 X축 이송모듈(20)의 타단을 승강시킨다.

도 2에 도시된 바와 같이, X축 이송모듈(20)의 타단 또는 X축 이송모듈(20)의 타단 근방에 있는 회전중심을 기준으로 X축 이송모듈(20)을 접을 수 있으며, 접혀진 X축 이송모듈(20)은 Y축 이송모듈(10)과 평행하게 되고 Y축 이송모듈(10)의 Y축 프레임(11) 내부로 전부 또는 일부분이 수납될 수 있다.

수배전반의 유지관리시 관리자가 함체(1) 내부에 구성된 각종 전기 장치 및 전기 소자를 육안 관찰하거나 교체 또는 조작하는 경우에는 이상 발열 감시 장치의 X축 이송 모듈(20)을 접어서 방해를 최소화할 수 있으며, 수배전반의 온도를 측정하는 등 이상 발열 감시 장치의 감시 기능을 수행할 때에는 X축 이송 모듈(20)을 펼친 상태로 작동시킨다. 이상 발열 감시 장치는 X축 이송 모듈(20) 및 Y축 이송 모듈(10)을 이용하여 수배전반의 내부 영역을 X-Y 스캔방식으로 스캔할 수 있다.

도 3은 설명의 편의상 X축 프레임(21)을 제거한 상태의 X축 이송모듈(20)과 Y축 프레임(11)을 제거한 상태의 Y축 이송모듈(10) 등을 도시한 사시도이다.

X축 이송모듈(20)은 X축 프레임(21; 도 1 참조), X축 모터(22), 기어(23), 복수의 풀리(24), 벨트(25), 가이드 레일(26), 가이드 블록(27), 제 1 X축 리미트 센서(28a), 제 2 X축 리미트 센서(28b) 및 X축 홈 센서(28c)을 포함하여 구성된다.

X축 프레임(21)은 그 일단(도면상 좌측끝)이 Y축 이송모듈(10)의 조인트 브라켓(18: 도 4 및 도 5 참조)에 회동가능하도록 결합되어 있으며, 중공의 빔형태로서 예를 들면 상부면이 개방된 'ㄷ'자 모양의 빔일 수 있다. X축 프레임(21)은 X축 모터(22)를 지지하고 그 내부에서 가이드 레일(26) 및 풀리(24)를 지지하면서, 가이드 레일(26), 복수의 풀리(24), 벨트(26), 가이드 블록(27), 제 1 X축 리미트 센서(28a), 제 2 X축 리미트 센서(28b) 및 X축 홈 센서(28c)을 수납한다.

X축 모터(22)으로부터 생성된 구동력은 베벨기어와 같은 기어(23)를 개재하고 기어(23)에 결합된 풀리(24)를 통하여 벨트(25)로 전달된다. 벨트(25)는 복수의 풀리(24)에 의하여 지지되면서 무한궤도 운동을 하며, 벨트(25)의 일 지점에 결합하고 있는 가이드 블록(27)을 이송한다. 따라서 벨트(25)는 가이드 블록(27)에 결합하고 있는 센싱모듈(30)을 이송한다.

제 1 X축 리미트 센서(28a) 및 제 2 X축 리미트 센서(28b)는 가이드 레일(26)의 양측에서 결합하며, 가이드 블록(27)의 이송범위, 따라서 센싱블록(30)의 이송범위를 제한하는 데 이용된다. X축 홈 센서(28c)는 가이드 블록(27), 즉 센싱블록(30)이 홈위치(파킹위치)에 위치하는 지를 센싱하는 데 이용된다. 제 1 X축 리미트 센서(28a), 제 2 X축 리미트 센서(28b) 및 X축 홈 센서(28c)는 가이드 블록(27), 또는 이에 장착된 특정부품의 근접을 센싱하여 모터 드라이브(53; 도 8 참조)로 신호를 제공하며, 모터 드라이브(53)가 X축 모터(22)를 구동하는 데 이용된다.

Y축 이송모듈(10)은 Y축 프레임(11; 도 1 참조), Y축 모터(12), 기어(13), 복수의 풀리(14), 벨트(15), 가이드 레일(16), 가이드 블록(17), 제 1 Y축 리미트 센서(미도시), 제 2 Y축 리미트 센서(미도시) 및 Y축 홈 센서(미도시)를 포함하여 구성된다.

Y축 프레임(11)은 그 일단(도면상 아래)이 전원모듈(50)의 상단에 고정 결합되어 있으며, 중공의 빔형태로서 예를 들면 우측면이 개방된 'ㄷ'자 단면 모양의 빔일 수 있다. Y축 프레임(11)은 그 내부에서 가이드 레일(16) 및 복수의 풀리(14)를 지지하면서, 가이드 레일(16), 복수의 풀리(14), 벨트(16), 조인트 브라켓(18), 가이드 블록(17), 제 1 Y축 리미트 센서, 제 2 Y축 리미트 센서 및 Y축 홈 센서등을 수납한다.

Y축 모터(12)으로부터 생성된 구동력은 베벨기어와 같은 기어(13)를 개재하고 기어(13)에 결합된 풀리(14)를 통하여 벨트(15)로 전달된다. 벨트(15)는 복수의 풀리(14)(도 3에서는 하단에 단일의 풀리가 도시되었으나 상단에도 풀리가 있다)에 의하여 지지되면서 무한궤도 운동을 하며, 벨트(15)의 일 지점에 결합하고 있는 가이드 블록(17)을 이송한다. 따라서 벨트(15)는 가이드 블록(17)에 결합하고 있는 조인트 브라켓(18)을 이송한다.

제 1 Y축 리미트 센서 및 제 2 Y축 리미트 센서는 가이드 레일(16)의 상하에서 결합하며, 가이드 블록(17)의 이송범위, 따라서 조인트 브라켓(18)의 이송범위를 제한하는 데 이용된다. Y축 홈 센서는 가이드 블록(17), 즉 조인트 브라켓(18)이 홈위치(파킹위치)에 위치하는 지를 센싱하는 데 이용된다. 제 1 Y축 리미트 센서, 제 2 Y축 리미트 센서 및 Y축 홈 센서는 가이드 블록(17), 또는 이에 장착된 특정부품의 근접을 센싱하여 모터 드라이브(53)로 신호를 제공하며, 모터 드라이브(53)가 Y축 모터(12)를 구동하는 데 이용된다.

도 4는 Y축 프레임(11)을 제거한 상태에서 X축 이송 모듈(20)과 Y축 이송 모듈(10) 사이의 조인트 부분을 확대도시한 단면도이며, 도 5는 이해의 편의상 Y축 이송 모듈(10)의 조인트 브라켓(18)으로부터 X축 이송 모듈(20)을 분리한 상태를 도시한 사시도이다.

Y축 이송모듈(10)의 조인트 브라켓(18)은 가이드 블록(17)에 고정 결합되어 이송되되, Y축 이송모듈(10)의 가이드 레일(16)을 따라 승강 가능하다. 조인트 브라켓(18)은 회전축(18a), 한쌍의 지지날개(18b), 제 1 수직측벽(18c) 및 제 2 수직측벽(18d)를 포함하여 일체로 구성된다.

회전축(18a)은 X축 이송모듈(20)의 회전중심에 위치하는 원기둥 또는 원통형상 부분이며, 한 쌍의 지지날개(18b)는 회전축(18a)의 양단을 지지한다. 제 1 수직측벽(18c) 및 제 2 수직측벽(18d)은 한쌍의 지지날개(18b)의 사이를 가로지르며, 제 2 수직측벽(18d)은 Y축 가이드 블록(17)과 결합되고 제 1 수직측벽(18c)은 X축 이송 블럭(20)을 펼친 상태에서 X축 이송 블럭(20)을 지지하는 데 이용된다. 또한, 제 1 수직측벽(18c) 및 제 2 수직측벽(18d)의 하부측에는 각각 슬릿(D,E)이 구성되는 바, 후술하는 바와 같이 X축 이송 블럭(20)을 접은 상태로 고정하기 위한 스토퍼(60)의 삽입을 위한 홈을 구성한다.

X축 이송모듈(20)에서 X축 프레임(21)의 한쪽끝, 즉 Y축 이송 모듈(10)쪽끝에는 조인트 브라켓(18)의 회전축(18a)을 중심으로 회동 가능한 스톱캠(21b)이 구성되는 데, 스톱캠(21b)의 회전중심에는 상기 회전축(18a)이 삽입되는 원통형의 중공부(C)가 구성된다.

그리고 스톱캠(21b)의 외측 주연부에는 원호부(B) 및 직선부(A)가 구성되며, X축 이송모듈을 펼쳤을 때 직선부(A)는 제 1 수직측벽(18c)에 밀착되며, 원호부(B)는 X축 이송모듈을 접는 과정에서 조인트 브라켓(18)의 제 1 수직측벽(18C)에 간섭되지 않도록 하며, 직선부(A)와 원호부(B)는 서로 이웃하게 연이어 구성된다. 직선부(A)는 대략 X축 이송모듈 및 X축 프레임의 길이방향에 대하여 수직인 평면상에 구성되는 것이 바람직하다. X축 이송모듈의 직선부(A)와 조인트 브라켓(18)의 제 1 수직측벽(18c)는 서로 면접촉하여 X축 이송모듈을 지지함으로써 X축 이송모듈의 지지 안정성을 가지도록 한다.

도 6은 X축 이송 모듈(20)을 접었을 때 X축 이송 모듈(20)과 Y축 이송 모듈(10) 사이의 조인트 부분을 확대도시한 단면도이며, 도 7는 이해의 편의상 Y축 이송 모듈(10)의 조인트 브라켓(18)으로부터 X축 이송 모듈(20)과 스토퍼(60)를 분리한 상태를 도시한 사시도이다.

이상 발열 감시 장치의 사용중 스토퍼(60)는 전원모듈(60)의 측면 또는 Y축 이송모듈(10)에 마련된 거치부 또는 수납공간 등에 보관될 수 있다.

그리고 X축 이송모듈(20)을 접어서 Y축 방향으로 세웠을 때, X축 이송모듈의 위치를 고정하는 역할을 한다. 관리자에 의해 스토퍼(60)는 조인트 브라켓(18)의 제 1 수직측벽(18c)에 마련된 슬릿(D)을 관통하고 그 끝이 제 2 수직측벽(18d)에 마련된 슬릿(E)을 관통하거나 슬릿(E)에 삽입되어 고정된다. 스토퍼(60)는 조인트 브라켓(18)에 삽입 고정되고 그 상부면이 스톱캠(21b)의 직선부(A)에 면접촉하여 직선부(A)를 받치며, 이에 따라 접혀진 X축 이송모듈(20)의 위치를 고정하도록 한다.

수배전반의 유지보수시 수배전반의 관리자등은 수동으로 X축 이송 모듈을 접고 그 하단에 스토퍼(60)를 삽입하는 것으로써, X축 이송모듈을 접은 상태를 유지한 체로 유지보수 업무를 원활하게 수행할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반내 이상 발열 감시 장치에서 각종 센서, 제어모듈(40) 및 전원모듈(50)의 전기적 구성을 도시한 블럭도이다.

제어 모듈(40)은 중앙 제어부(41), 디스플레이부(42), I/O처리부(43) 및 통신부(44)를 포함하여 구성된다. 중앙 제어부(41)는 온도 측정 센서(31)가 측정한 온도 신호(또는 온도 데이터)와 이미지 센서가 촬영한 이미지 데이터를 제공받고 X축 이송모듈(20) 및 Y축 이송모듈(10)의 동작 제어를 위하여 모터 드라이브(53)을 제어한다. 디스플레이부(42)는 온도 측정 센서(31)가 측정한 온도 데이터, 이차원 온도 분포 이미지 등을 디스플레이한다. 통신부(44)는 서버, 상위장치, 관리장치 또는 관리자의 단말등과 통신하기 위한 것으로서 이벤트 발생시 또는 주기적으로 이들 장치로 보고할 수 있다. I/O처리부(43)는 관리자로부터의 명령을 입력하고 표시를 출력하기 위한 것이다. I/O처리부(43)의 전부 또는 일부는 디스플레이부(42)에 터치스크린 형태로 통합구성될 수도 있다. 제어 모듈(40)은 도 1에 도시된 바와 같이 수배전반의 도어(2)에 설치되되 디스플레이부(42)가 도어(2)의 외부로 노출되도록 한다.

전원모듈(50)은 공급되는 상용전력의 노이즈를 제거하기 위한 필터유닛(51)과, 상용전력으로부터 필요한 직류전원을 얻기위한 전원공급부(52)와, 중앙 제어부(41)로부터의 제어 명령에 따라 X축 모터(22) 및 Y축 모터(12)를 구동하는 모터 드리이브(53)를 포함하여 구성된다. 또한 모터 드라이브(53)는 제 1 Y축 리미트 센서(19a), 제 2 Y축 리미트 센서(19b) 및 Y축 홈 센서(19c)와 제 1 X축 리미트 센서(28a), 제 2 X축 리미트 센서(28b) 및 X축 홈 센서(28c)로부터의 신호에 기초하여 이송제한 범위의 도착과 홈위치(파킹위치)의 안착을 인식할 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반내 이상 발열 감시 장치의 동작에 대하여 간략히 살펴본다.

제어모듈(40)은 센싱모듈(30)이 전체 감시대상 영역을 모두 측정(촬영)할 수 있도록 X축 이송 모듈 및 Y축 이송 모듈의 각 모터를 제어한다. 온도 측정 센서(31) 및 이미지 센서(30)는 이차원 에리어 센서이므로 센서가 측정(촬영)할 수 있는 에리어의 최대 크기를 기준으로 하여 전체 감시대상 영역은 세분할되며, 세분할된 영역의 중심위치를 각각의 센싱지점으로 할 수 있으며 이때 전체 센싱지점은 매트릭스 형태로 구성된다.

X축 이송 모듈 및 Y축 이송 모듈의 작동에 의해서 센싱모듈(30)은 전체 센싱지점을 일주하도록 하되, 각 센싱지점을 통과하면서 또는 일시 정지상태로 하여 각 센싱지점에서 온도 측정 센서(31)에 의해서 온도를 측정하고 이미지 센서(32)에 의해서 이미지를 촬영한다. 온도 측정 및 이미지 촬영은 동시에 진행되거나 별도 진행될 수도 있다.

각 센싱 지점에서 2차원 에리어 센서에 의해 측정된 2차원 온도 데이터에서 설정된 온도 이상인 영역의 면적 또는 갯수가 설정된 기준 이상인 경우 알람이 결정된다. 물론 각 센싱 지점에서 획득한 온도 데이터를 모아서 전체 감시 대상 영역의 온도 데이터를 얻고 전체 감시 대상 영역을 대상으로 하여 설정된 온도 이상인 영역의 면적 또는 갯수가 설정된 기준 이상인 경우 알람이 결정되도록 할 수도 있다.

상기에서 알람을 결정하는 기준이되는 설정 온도는 수배전반내 감시 대상 영역을 분할한 구역별로 다르게 설정될 수도 있다. 예를 들어, 정상상태에서도 일정수준이상의 발열이 있는 소자(장치)에 대해서는 알람을 위한 설정온도를 높게 하고 기타의 소자(장치)에 대해서는 알람을 위한 설정온도를 더 낮게 할 수 있다.

또한, 수배전반내 감시 대상 영역을 분할하되 집중감시 구역과 간헐감시 구역으로 분할하여 설정하며, 간헐감시 구역에 비하여 집중감시 구역에 대해서는 보다 빈번하게 감시되도록 할 수 있다. 예를 들어 소자(장치)가 구성되지 않았거나 발열 가능성이 낮은 소자(장치)가 있는 경우 간헐감시 구역에 포함시킬 수 있다.

예를 들어, 메인 전원 라인과 일반 배전 라인의 차별 관리가 가능하고, Heater 등 고부하 라인과 일반 전원 라인의 차별 관리가 가능하며, DC Line 등 화재 발생 가능성이 현저히 낮은 영역의 제외 등 차별 관리가 가능하다.

센싱모듈(30)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송되어 2차원 매트릭스 형태로 분포된 각 센싱 지점에서 온도 측정 센서(31)를 이용하여 측정하는 데, 이때 이웃하는 각 센싱 지점사이의 거리는 감시대상물들을 모두 감시할 수 있을 정도로 할 수 있다. X축 방향 및 Y축 방향에 있어서, 이웃하는 센싱 지점사이의 거리가 조밀하면 감시 효율이 떨어지고 전체 감시대상 영역을 일주하는 데 걸리는 시간이 길어지는 것으로 생각될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이웃하는 센싱 지점에서 2차원 에리어의 센싱 범위가 3/4 이상 중첩되도록 각 센싱 지점 사이의 간격이 결정된다.

도 9는 센싱 범위의 헤비 오버레이가 주는 장점을 설명하기 위한 예시 설명도이다.

도 9(a)의 예에서 각 센싱 지점사이의 거리는 주요 감시대상물들(T1,T2,T3)을 모두 감시할 수 있을 정도로 결정되어 있는 데, 이 경우 센싱지점의 위치에 따라 감시대상물의 측면에 위치하는 이상 발열(F)을 감시할 수 없는 맹점이 있게 된다. 즉 센싱지점 P2에서는 이상 발열(F)이 관찰되지 않거나 매우 작게 관찰될 것이며 센싱지점 P3에서는 관찰되지 않는다.

한편, 일주하는 센싱 모듈(30)로부터 가장 가까운 감시대상물을 통과하는 평면(P)을 기준으로, 이웃하는 센싱 지점에서 2차원 에리어의 센싱 범위가 예를 들어 3/4 이상 중첩되도록 하면, 도 9(b)에 도시된 것과 같은 감시대상물의 측면에 위치하는 이상발열(F)을 센싱할 수 있을 가능성을 현저히 증가시킨다. 도 9(b)에서 센싱 지점 P8 및 P9에서 이상 발열(F)을 센싱할 수 있다.

또한, 상기 센싱지점 사이의 거리는 다른 방식으로도 설정될 수 있다. 이웃하는 감시대상물 사이의 거리(d), 특히 그 측면을 감시해야할 감시대상물 사이의 거리 또는 최소 거리를 기준으로 이웃하는 센싱 지점 사이의 거리가 결정되도록 할 수 있다. 예를 들면 이웃하는 센싱 지점 사이의 거리는 감시대상물 사이의 거리(d)의 1/3 내지 1 에서 결정되는 것이 선호될 수 있다.

그리고 각 센싱 지점에서 센싱된 2차원 온도 데이터에서 설정된 온도 이상인 영역의 면적 또는 갯수가 설정된 기준 이상인 경우 알람이 결정된다. 중첩되는 영역을 모두 합쳐서 전체 영역에 대한 온도 데이터를 완성한 후 알람을 결정하기 보다, 각 센싱 지점에서의 온도 데이터를 기준으로 알람을 결정하는 것이 보다 정확할 수 있다.

이웃하는 여러 개의 센싱 지점에서 그 시야각내에 동일한 이상 발열 지점을 포함할 수 있으나 위에서 본 바와 같이 각 센싱지점에서 이상 발열 지점을 향하는 각도가 서로 상이할 것이므로, 각 센싱 지점에서의 센싱 데이터를 기준으로 개별 판단하는 것이 측면의 이상 발열이나 전방 구조물에 가린 후방 감시대상물의 이상 발열도 발견할 수 있는 가능성을 현저히 증가시킨다.

그리고 온도 측정 센서(31)가 측정한 2차원 에리어의 온도 데이터와 이미지 센서(32)가 촬영한 실시간 이미지 데이터는 시간변수 및 공간 변수를 기준으로 서로 연계 저장한다.

특히, 이상 발열의 알람이 발생된 후, 온도 데이터와 이미지 데이터는 자체 저장되거나 통신부(44)를 이용하여 원격의 서버, 상위장치 또는 관리장치에 전송하고 이들 장치의 저장기능을 이용하여 저장할 수 있다. 이에 따라 이상 발열이 최초 발생된 후 그 시간 경과에 따른 실시간 온도 분포 및 실시간 가시광선 이미지를 확보하여 블랙박스 기능을 수행할 수 있다.

또한, 실시간 온도 데이터 및 실시간 이미지 데이터는 서로 연계되어 전송되고 원격의 서버, 상위장치, 관리장치 또는 관리자의 단말에 표시될 때, 이상 발열이 있는 이차원 온도 데이터(이차원 온도 분포를 이미지 형태로 가공 표시된 것일 수도 있다)와 실시간 가시광선 이미지가 서로 연계 표시됨으로써, 관리자가 이상 발열 지점의 실시간 이미지도 함께 확인가능하도록 할 수 있다.

10 : Y축 이송 모듈 11 : Y축 프레임
12 : Y축 모터 20 : X축 이송 모듈
21 : X축 프레임 22 : X축 모터
30 : 센싱 모듈 31 : 온도 측정 센서
32 : 이미지 센서 40 : 제어 모듈
50 : 전원 모듈

Claims (10)

1. 비접촉식 온도 측정 센서(31)를 포함하는 센싱모듈(30)을 이용해 수배전반내 이상 발열을 감시하는 수배전반내 이상 발열 감시 장치에 있어서,
   X 축방향의 직선상 일정 범위내에서 상기 센싱모듈(30)을 이송하는 X축 이송모듈(20);
   상기 X축 이송모듈의 일단을 자유단으로 한 상태에서, Y축 방향의 직선상 일정 범위내에서 상기 X축 이송모듈의 타단을 승강시키는 Y축 이송모듈(10);을 포함하여 구성되며,
   상기 X축 이송모듈(20)의 타단 또는 상기 X축 이송모듈(20)의 타단 근방에 있는 회전중심을 기준으로 상기 X축 이송모듈(20)을 접을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 X축 이송모듈(10)은,
   상기 회전중심에 위치하는 회전축(18a)과, 상기 회전축(18a)를 지지하는 한쌍의 지지날개(18b)와, 상기 한쌍의 지지날개(18b)의 사이를 가로지르는 제 1 수직측벽(18c)을 포함하며, 상기 Y축 이송모듈(10)의 레일(16)을 따라 승강 가능한 조인트 브라켓(18);을 포함하여 구성되며,
   상기 Y축 이송모듈(20)은,
   상기 X축 이송모듈을 펼쳤을 때, 상기 제 1 수직측벽(18c)에 밀착되는 직선부(A)와, 상기 X축 이송모듈을 접는 과정에서 상기 조인트 브라켓(18)의 상기 제 1 수직측벽(18C)에 간섭되지 않는 원호부(B)를 이웃하게 구비하며, 상기 회전축(18a)을 중심으로 회동 가능한 스톱캠(21b);를 포함하여 구성되는,
   수배전반내 이상 발열 감시 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 X축 이송모듈(20)을 접어서 Y축 방향으로 세웠을 때, 상기 직선부(A)를 받쳐서 상기 접혀진 X축 이송모듈(20)의 위치를 고정하도록 상기 조인트 브라켓(18)에 삽입 고정되는 스토퍼(60);를 더 포함하는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 센싱모듈(30)의 온도 측정 센서(31)는 일정한 센싱 범위를 가진 2차원 에리어 센서이고,
   상기 센싱모듈(30)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송되어 2차원 매트릭스 형태로 분포된 각 센싱 지점에서 상기 온도 측정 센서(31)를 이용하여 측정하되, 가장 가까운 감시대상물을 통과하는 평면을 기준으로 이웃하는 센싱 지점에서의 2차원 에리어의 센싱 범위가 3/4 이상 중첩되도록 각 센싱 지점 사이의 간격이 결정되는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 센싱모듈(30)의 온도 측정 센서(31)는 일정한 센싱 범위를 가진 2차원 에리어 센서이고,
   상기 센싱모듈(30)은 X축 방향 및 Y축 방향으로 이송되어 2차원 매트릭스 형태로 분포된 각 센싱 지점에서 상기 온도 측정 센서(31)를 이용하여 측정하되, 이웃하는 감시대상물 사이의 거리를 기준으로 이웃하는 센싱 지점에서의 거리가 결정되는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
   수배전반내 감시 대상 영역을 분할하되 집중감시 구역과 간헐감시 구역으로 분할하여 설정하며, 간헐감시 구역에 비하여 집중감시 구역에 대해서는 보다 빈번하게 감시하는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
7. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
   각 센싱 지점에서 센싱된 2차원 온도 데이터에서 설정된 온도 이상인 영역의 면적 또는 갯수가 설정된 기준 이상인 경우 알람이 결정되는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 설정된 온도는 수배전반내 감시 대상 영역을 분할한 구역별로 다르게 설정될 수 있는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 센싱부(30)는 2차원 가시광선 이미지를 실시간 촬영하는 이미지 센서(32);를 더 구비하며,
   상기 온도 측정 센서(31)가 측정한 2차원 에리어의 온도 데이터와 상기 이미지 센서(32)가 촬영한 실시간 이미지 데이터는 서로 연계 저장하는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 측정 센서(31)로부터 제공받은 온도 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(42)와, 상기 X축 이송모듈(20) 및 상기 Y축 이송모듈(10)을 제어하는 중앙 제어부(41)를 포함하는 제어 모듈(40);을 더 포함하며,
    상기 제어 모듈(40)은 수배전반의 도어에 설치되되 상기 디스플레이부(42)가 상기 도어(2)의 외부로 노출되도록 하는 수배전반내 이상 발열 감시 장치.
    
    

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