KR20220092070A - 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치 및 시스템에 관한 것으로, 지중에 매설되는 지중 관로를 보호하기 위한 보호판의 상부에 배치되며, 접촉 감지 수단을 포함하는 보호시트부와, 그 보호시트부의 감지 수단의 일 단과 전기적으로 연결되며, 상기 접촉 감지 수단으로부터 출력되는 신호에 근거하여 보호시트부에 대한 외부 접촉을 감시하는 감시부와; 출력된 신호에 근거하여 보호시트부에의 외부 접촉이 감시되면, 대응되는 이벤트 신호를 외부로 무선 송출하는 통신부를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치 및 시스템{DEVICES AND SYSTEM FOR THE PROTECTION OF UNDERGROUND TRANSMISSION CABLES}

본 발명은 지중 송전 케이블의 보호에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 송전 또는 배전을 위해 지중에 매설되는 케이블이 인입된 지중 관로가 외부 충격에 의해 손상되는 것을 방지하고 고장 감시가 가능한 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다.

주택, 상업, 농업 및 공업단지의 지중에는 안전성 및 단열성을 고려하여 주로 지중에 케이블을 매설한다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 케이블을 지중에 매설하기 위해, 케이블을 매설하고자 하는 방향으로 지면(1)을 적합한 깊이로 파서 지중관을 굴착한다. 그리고, 바닥 지면에 케이블 관을 얹고, 다시 굴착한 토사로 메우기 전 또는 그 후에 일정 구간마다 고압케이블을 인입시키는 방법으로 이루어진다. 구체적으로, 도 1을 참조하면, 지면(1)으로부터 법규로 정한 깊이 이상의 깊이의 지중(2)에 지중 관로(10)가 매설되며, 지중 관로(10) 내에 케이블이 인입된다. 이때, 지중 관로(10)에 인입된 케이블을 더 보호하기 위해 지중 관로(10)의 위쪽에 보호판(20)이 추가로 매설되고, 그 위에 토사 매설이 이루어진다.

도 2는 일반적인 지중 관로 매설 방법의 구체적인 예시를 보여준다. 도 2에 도시된 바와 같이, 지중 관로(10)는 지표면(G), 예를 들어 포장층으로부터 70~90cm 이상의 깊이에 매설되며, 지중 관로(10)로부터 약 50cm 위에 케이블 보호판(20)이 매설된다. 그리고, 케이블 보호판(20) 위의 약 10cm 위에는 케이블 표지시트(30)가 매설된다. 매설되는 복수 개의 지중 관로(10)는 약 5cm 이상 서로 이격되어 배치되며, 설치 후 케이블의 교체 및 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 가요성 재질의 관이 사용된다.

한편, 지중 관로(10)는 지중에 매설된 상태에서는 오랜 시간이 경과하여도 원상태 그대로 유지해야 하는데, 시간이 경과할수록 되 메우기 한 토사의 하중, 또는 중장비 차량의 하중의 외물 접촉으로 인한 가압 등에 의해 지반이 침하되는 침하현상이 발생하게 된다. 이러한 침하현상은 케이블의 변형을 유발한다. 또, 변형된 케이블을 보수하거나 교체하기 위해 지면을 굴토하는 과정에서 케이블을 또 다시 파손하는 일이 발생하게 된다.

나아가, 지면을 굴토하는 과정에서 케이블 표시시트(30)를 인지하지 못하는 경우가 발생하기도 하며, 케이블 보호판(20)의 강도 한계로 인하여 지중 관로(10) 내에 인입된 케이블의 고장 발생이 지속되기도 한다. 특히, 케이블 보호판(20)은 플라스틱(고밀도 폴리에틸렌, HDPE) 소재로 이루어져 외부 충격에 강하지 못하고, 지중 관로(10)로부터 가까워서 굴토하는 과정에서 케이블과 동시 손상이 발생하는 경우가 종종 있다.

이와 같은 케이블 고장으로 인해 발생되는 복구 비용과 정전관련 사회적 비용이 과다하게 발생하게 문제가 있었다.

이에, 본 발명의 일 목적은, 굴착 등으로 인한 케이블의 고장을 사전에 방하는 것이 가능한 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치, 시스템, 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 보다 신뢰도 높은 고장 감시가 가능한 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치, 시스템, 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 케이블의 고장 신호 발생시, 지중 설비의 관리자가 보다 신속하게 확인하는 것이 가능한 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치, 시스템, 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치는 지중에 매설되는 지중 관로를 보호하기 위한 보호판의 상부에 배치되며, 접촉 감지 수단을 포함하는 보호시트부; 상기 보호시트부의 감지 수단의 일 단과 전기적으로 연결되며, 상기 접촉 감지 수단으로부터 출력되는 신호에 근거하여 상기 보호시트부에 대한 외부 접촉을 감시하는 감시부; 및 상기 신호에 근거하여 상기 보호시트부에의 외부 접촉이 감시되면, 대응되는 이벤트 신호를 외부로 무선 송출하는 통신부를 포함하여 이루어진다.

또, 일 실시 예에서, 상기 접촉 감지 수단은, 상기 보호시트부의 내부에 삽입되고 적어도 일 단이 상기 감시부와 유선 연결되며, 상기 보호시트부의 길이방향을 따라 적어도 일 회 이상 벤딩되도록 배치되는 구조를 갖는 배선인 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 배선은, 상기 보호시트부의 내부에서 복수회 벤딩되어 배선들 간의 폭이 기 설정된 값 이하를 갖도록, 나선 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 기 설정된 값은 2인치 미만인 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 접촉 감지 수단은, 제1신호를 출력하여 상기 감시부로 유선 전송하고, 외부 접촉이 감지되면 제2신호를 출력하여 상기 감시부로 유선 전송하는 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 제2신호는 상기 배선의 적어도 일부의 소손에 따른 상기 제1신호의 변형 저항신호인 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 통신부는, 상기 제2신호에 대응되는 이벤트 신호를 상기 감시부로부터 가까이 위치한 배전선로용 무선통신모듈로 무선 전송하고, 상기 이벤트 신호에는, 상기 이벤트 신호가 기 설정된 서버로 전송될 수 있도록 상기 기 설정된 서버의 목적지 주소가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 기 설정된 서버에 상기 이벤트 신호가 수신되면, 기 정해진 관리자의 단말로 상기 이벤트 신호에 대응되는 알림신호가 출력되는 것을 특징으로 한다.

또, 일 실시 예에서, 상기 보호시트부는, 내부에 삽입된 접촉 감지 수단 간에 접속점이 발생하지 않도록, 상기 지중 관로의 전구간을 커버하도록 연장되어 매설되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템은, 지중에 매설되는 지중 관로; 상기 지중 관로의 상부로부터 일정 간격 이격되어 매설되는 보호판; 상기 보호판의 상부로부터 일정 간격 이격되어 매설되며, 내부에 접촉 감지 수단을 포함하는 보호시트; 상기 보호시트의 감지 수단의 일 단과 전기적으로 연결되며, 상기 접촉 감지 수단으로부터 출력되는 신호에 기초하여 상기 보호시트에 가해진 외부 접촉을 감시하는 감시장치를 포함하고, 상기 감시장치는, 상기 신호에 근거하여 상기 접촉 감지 수단의 소손을 감시하고, 감시에 대응되는 이벤트 신호를 외부로 무선 송출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 접촉 감지 수단은, 상기 보호시트의 내부에 삽입되고 적어도 일 단이 상기 감시장치와 유선 연결되며, 상기 보호시트의 길이방향을 따라 적어도 일 회 이상 벤딩되도록 배치되는 구조를 갖는 전용선인 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 전용선은, 상기 보호시트의 내부에서 복수회 벤딩되어 배선들 간의 폭이 기 설정된 값 이하를 갖도록, 상기 보호시트의 내주면을 나선 형태로 감싸며 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 기 설정된 값은 2인치 미만인 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 접촉 감지 수단은, 제1신호를 출력하여 상기 감시장치로 유선 전송하고, 외부 접촉이 감지되면 제2신호를 출력하여 상기 감시장치로 유선 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제2신호는 상기 전용선의 적어도 일부의 소손에 따른 변형 저항신호인 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 감시장치는, 상기 제2신호에 대응되는 이벤트 신호를 상기 감시장치로부터 인접한 위치의 배전선로용 무선통신모듈로 무선 전송하고, 상기 이벤트 신호에는, 상기 이벤트 신호가 기 설정된 서버로 전송될 수 있도록 상기 기 설정된 서버의 목적지 주소가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 감시장치는, 상기 기 설정된 서버에 상기 이벤트 신호가 수신되면, 기 정해진 관리자의 단말로 상기 이벤트 신호에 대응되는 알림신호가 출력되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 감시장치는, 기 정해진 관리자의 단말과 통신하여 상기 이벤트 신호에 대응되는 알림신호를 상기 단말로 무선 송출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 보호시트는, 내부에 삽입된 접촉 감지 수단 간에 접속점이 발생하지 않도록, 상기 지중 관로의 전구간을 커버하도록 연장되어 매설되고, 상기 감시장치는, 상기 접촉 감지 수단의 일 단과 전기적으로 연결되고, 몸체가 맨홀의 내부 공간에 수용되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치 및 시스템에 의하면, 케이블이 인입된 지중 관로로부터 보다 이격된 위치에 배치된 케이블 표지시트의 구조를 개선함으로써, 굴착 등으로 인한 케이블의 고장을 사전에 방지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치 및 시스템에 의하면, 굴착기의 접촉 위치에 따른 감시 맹점 구간의 발생 가능성을 사전에 제거하여 보다 신뢰도 높은 고장 감시가 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치 및 시스템에 의하면, 지중 설비의 관리자가 보다 신속하게 확인하는 것이 가능해진다.

도 1 및 도 2는 일반적인 지중 송전 케이블 보호 구조의 예시를 도시한다.
도 3a 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 감시 장치의 예시적 구성요소를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 감시 장치를 설명하기 위한 예시적 개념도이다
도 4 는 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 감시 시스템의 신호 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 감시 시스템의 동작에 따라, 지중 설비 관리자가 케이블 고장을 확인하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

또한, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 설명되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 즉, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 명세서에서 지중 송전 케이블을 보호하고 고장 발생을 보다 확실하게 알 수 있도록 보호시트의 구조를 변경한 지중 송전 케이블의 감시 장치 및 감시 시스템을 제공하는 방법을 구현하였다.

도 3a 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 감시 장치(100)의 예시적 구성요소를 도시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 감시 장치(100)는 접촉감지수단(111)을 포함하는 보호시트부(110), 감시부(120), 통신부(130)를 포함할 수 있다. 또한, 감시 장치(100)는 지중에 매설된 지중 관로(10) 및 지중 관로(10)를 1차적보호하는 보호판(20)과 전기적으로 및/또는 통신적으로 연결되거나 또는 물리적으로 이격될 수 있다.

보호판(20)은 지중에 매설된 지중 관로(10)를 보호하기 위해, 지중 관로(10)의 상부로부터 일정 간격 이격되어(예, 50cm 이상) 위치할 수 있다. 이러한 보호판(20)은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 소재로 이루어질 수 있다. 또는, 보호판(20)은 기계적 성능이 우수한 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastics, FRP) 소재, 예를 들어 SMC(sheet molding compound) 일 수 있다.

보호시트부(110)는 보호판(20)의 상부로부터 이격되어(예, 10cm 이상) 위치할 수 있다. 보호시트부(110)는 외부의 충역을 감지하여 감지 신호를 생성할 수 있도록 하나 이상의 접촉감지수단(111)을 포함할 수 있다.

접촉감지수단(111)은, 보호시트부(110)의 내부에 삽입되고 적어도 일 단이 감시부(120)와 유선 연결된다.

접촉감지수단(111)은 보호시트부(110)의 길이방향을 따라 적어도 일 회 이상 벤딩되도록 배치되는 구조를 갖는 하나 이상의 배선일 수 있다.

여기서, 접촉감지수단(111)이 적어도 일 회 이상 벤딩되도록 배치되도록 하는 이유는, 접촉감지수단(111)을 보호시트부(110)에 밀도 높게 삽입시켜 감시맹점 구간의 발생 가능성을 사전에 제거하기 위함이다. 접촉감지수단(111)의 벤딩 횟수는 보호시트부(110)의 사이즈, 예를 들어 보호시트부(110)의 길이 및/또는 폭에 의존하여 결정될 수 있다.

접촉감지수단(111)은 예를 들어, 보호시트부(110)의 내부에 임베드되는 전선 및/또는 전선다발일 수 있다. 이러한 접촉감지수단(111)은 보호시트부(110)의 내부 전체를 일정 밀도로 유지하면서 감싸듯이 돌려가며 삽입될 수 있다.

상기 접촉감지수단(111)은 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이 보호시트부(110)의 내주면을 나선형으로 감싸듯이 연선되어 길게 형성될 수 있다.

상기 접촉감지수단(111)의 일단(T1)은 보호시트부(110)의 외부에 위치한 신호 감시부(120)과 전기적으로 연결되고, 접촉감지수단(111)의 타단(T2)은 보호시트부(110)의 끝부분(end)에 올 수 있다. 즉, 접촉감지수단(111)의 배선은 접속점이 발생하지 않도록 하나 또는 복수의 연선 형태일 수 있다.

일부 구현에서, 접촉감지수단(111)의 타단(T2)은 제 2 접촉감지수단(미도시)의 일단과 연결될 수 있다. 이때, 제 2 접촉감지수단(미도시)은 접촉감지수단(111)과 동일 유형의 신호를 생성할 수도 있고, 다른 유형의 신호를 생성할 수 있다. 또한, 감시부(120)는 접촉감지수단(111)에서 생성된 신호와 제 2 접촉감지수단에서 생성된 추가 신호를 함께 고려하여, 지중 관로(10)의 고장 여부를 감시할 수 있다.

일부 구현에서, 접촉감지수단(111)의 타단(T2)은 일단(T1)과는 다른 위치 및/또는 다른 방식으로 감시부(120)와 추가 연결될 수 있다. 이 경우, 감시부(120)는 접촉감지수단(111)에서 발생한 이상 신호를 더 빠르게 수신할 수 있다.

도 3b에서 접촉감지수단(111)은 보호시트부(110)의 내주면을 열(column) 방향으로 감싸며 삽입되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어 외부 충격과 관련된 감시 맹점 구간의 발생 가능성을 제거할 수 있다면, 도시된 구조와 다른 어떠한 형태로든지 구현 가능할 것이다. 다만, 일반적으로 보호판(20)의 경우 길이 제한(예, 1m 내외)이 있으나, 보호시트부(110)는 지중 관로(10)의 경간(예, 300m 내외)까지 전구간에서 접속점 없이 제작가능하므로, 접촉감지수단(111)의 삽입시 보호시트부(110)의 내주면을 열(column) 방향으로 감싸는 구조를 취하는 형태가 비교적 설치 용이할 것이다.

구체적으로, 일부 구현에서, 접촉감지수단(111)은 보호시트부(110)의 내주면을 행(row) 방향으로 감싸는 구조로 삽입될 수 있다. 일부 구현에서, 접촉감지수단(111)은 보호시트부(110)의 내주면을 열(column) 방향과 행(row) 방향으로 교차시킨 구조의 형태를 취할 수 있다. 일부 구현에서, 접촉감지수단(111)은 보호시트부(110)의 내주면을 열(column) 방향과 행(row) 방향으로 교차시킨 구조가 복수의 레이어를 형성할 수도 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 접촉감지수단(111)의 고장을 감시하기 위한 구성(예, 온도 센서 등의 센서 등)이 추가로 연결될 수 있다. 또한, 이러한 센서는 무선 센서일 수 있으나, 접속점이 발생하지 않도록 형성된다.

일 실시 예에서, 접촉감지수단(111)의 배선은, 보호시트부(110)의 내부에서 복수회 벤딩되어 배선 간의 폭이 기 설정된 값 이하를 갖도록, 나선 형태로 배치된 구조를 취할 수 있다.

여기서, 배선의 길이는 보호시트부(110)의 길이(예, 보호시트부(110) 길이의 12~15배) 및/또는 배선 간의 폭에 기초하여 결정될 수 있다. 보호시트부(110)의 길이가 길수록, 그리고/또는 배선 간의 폭이 좁을수록 접촉감지수단(111)의 배선의 길이가 더 길게 형성된다.

전술한 바와 같이, 접촉감지수단(111)의 배선이 나선 형태로 감기는 방향은 다양할 수 있다. 예를 들어, 접촉감지수단(111)은 보호시트부(110)의 내주면을 열(column) 방향으로 감싸며 삽입되거나, 행(row) 방향으로 감싸거나, 또는 배선을 가로 및 세로 방향으로 교차시킨 복수의 레이어 구조를 취할 수 있다.

보호시트부(110)의 내부에서 벤딩되는 접촉감지수단(111)의 배선 간의 폭(FL, 도 3b)은 기 설정된 값을 유지할 수 있다. 접촉감지수단(111)의 배선의 벤딩의 횟수에 비례하여, 배선이 접촉감지수단(111)의 내주면을 감싸는 횟수가 정해진다. 여기서, 기 설정된 값은 예를 들어 2 인치(약 5cm) 미만일 수 있다. 이 경우, 접촉감지수단(111)의 배선은 약 2 인치 간격을 두고 열 방향으로 나란히 감싸지도록 복수 회 벤딩된다고 말할 수 있다.

일부 구현에서, 기 설정된 값은, 매설된 지중 관로(10) 경간의 시작 및 종료위치, 지중 관로(10)가 매설된 곳의 지리적 특성에 따라 다르게 결정될 수 있다.

예를 들어, 지중 관로(10) 경간의 시작 및 종료 위치에 대응되는 접촉감지수단(111)의 위치에서는 상기 기 설정된 값이 더 작게 결정될 수 있다. 즉, 지중 관로(10) 경간의 시작 및 종료 위치에 대응되는 접촉감지수단(111)의 배선이 더 밀도 높게 형성될 수 있다.

또, 예를 들어 지중 관로(10)가 매설된 곳의 지리적 위치가 보다 높은 고장 감시가 필요한 구간이라면, 접촉감지수단(111)의 배선이 더 밀도 높게 형성되도록, 해당 구간에서는 상기 기 설정된 값이 더 작게 결정될 수 있다.

보호시트부(110)는 내부에 삽입된 접촉감지수단(111) 간에 접속점이 발생하지 않도록, 지중 관로(10)의 전구간을 커버하도록 연장되어 매설된다. 전술한 바와 같이 일반적인 보호판(20)의 경우 길이 제한(예, 1m 내외)이 있어서, 보호판에 접촉감지수단과 같은 배선을 위치시킬 경우, 지중 관로에 가깝다는 문제 외에도 내장된 배선들 간에 접속점이 과다하게 발생하는 문제가 있다. 접속점의 과다 발생은 유지 보수의 어려움으로 연결된다.

그러나, 본 명세서와 같이 보호판(20)의 상부에 이격되게 위치하여 지중 관로(10)로부터 보다 이격된 보호시트부(110) 내부에 배선을 위치시킴으로써, 전구간에 접속점이 발생하지 않고 지중 관로(10)를 보다 확실하게 보호하는 효과를 제공한다.

위에서 설명된 사항들 외에, 상기 기 설정된 값을 다르게 적용하기 위한 다양한 요소(예, 감시 수단의 근접도, 배전선로용 무선통신모듈과의 이격도, 등)가 추가로 고려될 수 있다. 이러한 경우, 접촉감지수단(111)의 배선 간의 폭은 예를 들어 3cm 미만으로 더욱 제한될 수 있다. 또, 상기 기 설정된 값을 다양한 컨텍스트에 따라 적절하게 변형하여 결정하기 위해 미리학습된 머신 러닝 모델(예, 신경망, 숨겨진 마르코프 모델 등)이 사용될 수 있다.

계속해서 도 3a를 참조하면, 감시부(120)는 보호시트부(110)의 접촉감지수단(111)의 일 단과 전기적으로 연결되고, 접촉감지수단(111)으로부터 출력되는 신호에 근거하여 보호시트부(110)에 대한 외부 접촉을 감시하도록 형성된다.

통신부(130)는 감시부(120)로부터 전달받은 신호에 기초하여, 대응되는 이벤트 신호를 외부로 송출한다. 이를 위해, 접촉감지수단(111)과 감시부(120)는 유선 통신/무선 통신을 수행할 수 있다.

또한, 통신부(130)와, 접촉감지수단(111) 및 감시부(120)는 소량의 데이터를 저전력으로 멀리 보내는 산업·공공용 사물인터넷(Internet of Small Things, 이하 IoT) 통신 기반의 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있다. 이러한 IoT 통신 기반의 프로토콜은, 예를 들어 로라와 NB-IoT를 주로 활용하는 로라(LoRa;Long Range), 또는 협대역 NB-IoT 등이 포함될 수 있다.

이제, 도 3b 및 도 3b를 참조하여, 통신부(130)가 이벤트 신호를 생성하는 과정을 구체적으로 설명하겠다. 예를 들어, 중장비 등에 의해 보호시트부(110)에 접촉이 발생한다. 그러면, 보호시트부(110)의 내부에 삽입된 접촉감지수단(111)의 배선이 소손/단선되어 이상신호를 생성하여 감시부(120)로 전달한다.

접촉감지수단(111)은 평소에는 정상신호(이하, '제 1 신호')를 감시부(120)로 전달하고, 배선이 소손/단선되면 이상신호(이하, '제 2 신호')를 감시부(120)로 전달할 수 있다. 이때, 접촉감지수단(111) 및 감시부(120) 간의 통신 방식은 유선 통신 방식에 의하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 접촉감지수단(111)의 일단(T1)이 감시부(120)와 유선 연결되지 않고, 기타의 방식으로 무선 연결된 경우(예, BlueTooth, NFC 등의 근거리 무선 통신)라면, 전술한 제1신호 및 제2신호가 무선 통신 방식에 따라 전송될 수 있을 것이다.

제 2 신호는, 접촉감지수단(111)의 배선의 적어도 일부의 소손에 따라 생성된 상기 제 1 신호의 변형된 저항신호일 수 있다. 제 1 신호와 제 2 신호는, 접촉감지수단(111)의 배선이 단락/소손되었는지 여부를 결정하는데 사용된다.

구체적으로, 예를 들어 접촉감지수단(111)에 일정 전압을 발생하여 배선에 공급하고, 접촉감지수단(111)의 배선에서 피드백되는 신호를 검출하여 감시부(120)에 전달하고, 감시부(120)가 신호의 크기 변화를 모니터링함으로써, 감시부(120)에 수신된 신호가 제 1 신호인지 또는 제 2 신호인지 결정한다.

수신된 신호가 제 1 신호에 해당하면 감시부(120)는 아무런 동작을 수행하지 않는다. 수신된 신호가 제 2 신호에 해당하면 감시부(120)는 접촉감지수단(111)의 배선이 소손/단락된 것으로 결정한다.

감시부(120)는 제 2 신호가 검출되면, 내장모듈 또는 별개 컴포넌트로 구성된 통신부(130)를 통해 이상이 발생하였음을 알리는 이벤트 신호를 외부로 전송하게 한다.

감시부(120)와 통신부(130)는 일체로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 감시부(120)는 접촉감지수단(111)으로부터 출력되는 신호에 기초하여, 보호시트부(110)에 가해진 외부 접촉을 감시한다. 또한 감시부(120)는 접촉감지수단(111)으로부터 출력신호에 근거하여, 접촉감지수단(111)의 소손을 감시하고, 감시에 대응되는 이벤트 신호를 외부로 무선 송출할 수 있다.

이벤트 신호는, 전기적 신호 및 시각적/청각적 알람 신호를 포함할 수 있다. 또한, 이벤트 신호는 전송될 목적지 주소를 포함할 수 있다.

이하에서는, 도 4를 참조하여 통신부(130)가 생성한 이벤트 신호를 원격 서버(400)로 전달하는 시스템의 동작 과정을 구체적으로 설명하겠다.

통신부(130)는 감시부(120)에서 검출된 제 2 신호에 대응되는 이벤트 신호를 감시부(120)에 가까이 위치한 배전선로용 무선통신모듈(300)로 무선 전송할 수 있다. 이를 위해, 보호시트부(110)와 전기적으로 연결된 감시부(120)는 맨홀(50)의 내부공간의 임의 위치에 위치할 수 있다.

제 2 신호에 대응되는 이벤트 신호는, 접촉감지수단(111)의 일부가 단락/소손되었음을 나타내는 이벤트 신호가 기 설정된 서버(400)로 전송될 수 있도록, 기 설정된 서버(400)의 목적지 주소를 포함할 수 있다.

일부 구현에서, 제 2 신호에 대응되는 이벤트 신호는 하나 이상의 배전선로용 무선통신모듈(300)을 거쳐 기 설정된 서버(400)로 전송될 수 있다.

한편, 도 4에서 배전선로용 무선통신모듈(300)은 전신주에 위치한 것을 사용하도록 도시되었으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 예를 들어, 감시부(120)의 통신부(130)는 인근의 송전탑을 로라 WAN 게이트웨이로 사용하여, 기 설정된 서버(400)로 이벤트 신호를 전달할 수 있다. 또한, 도 4에서, 감시장치와 배전선로용 무선통신모듈(300)의 통신 방식과 배전선로용 무선통신모듈(300) 및 기 설정된 서버(400) 간의 통신 방식은 서로 다를 수 있다.

이하에서는, 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 감시장치(200) 및/또는 시스템(100)의 동작에 따라, 지중 설비 관리자가 케이블 고장을 확인하는 과정을 설명하겠다.

도 5에서, 지중 관로(10)를 보호하기 위한 보호판(20) 및 보호판(20)의 상부에 배치된 본 발명에 따른 보호시트부(110)의 구조는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 것과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하겠다. 또한, 도 5에서 감시장치(200)는 전술한 보호시트부(110), 접촉감지수단(111), 감시부(120), 통신부(130), 및 이들의 연결 및/또는 신호흐름과 관련된 기타 통신 수단을 포함하는 것을 전제로 설명하겠다.

외부 충격이 감지되면, 감시장치(200)는 보호시트부(110)의 접촉감지수단(111)으로부터 전달받은 신호에 기초하여, 접촉감지수단(111)의 배선의 단락/소손 여부를 결정한다. 접촉감지수단(111)의 배선의 단락/소손이 검출되면, 감시장치(200)는 관중 선로(10)의 고장을 예방하기 위한 이상 신호를 가까운 무선통신모듈(예를 들어, 배전선로용 무선통신모듈(300))로 전달한다. 이상 신호는 목적지 주소지를 포함하며, 이러한 목적지 주소지는 기 설정된 서버 외에 미리지정된 관리자의 단말을 포함할 수 있다.

구체적으로, 무선통신모듈(300)은 예를 들어 기 설정된 서버(400, 도 4)에 이상 신호에 대응되는 이벤트 신호가 수신되면, 기 정해진 관리자의 단말(500)로 상기 이벤트 신호에 대응되는 알림신호를 전송할 수 있다. 그러면, 관리자의 단말(500)에서는 수신된 알림신호에 대응되는 신호 및 정보를 출력할 수 있다. 이때, 기 설정된 서버(400)에서는 이상 신호가 발생한 구간의 위치 및/또는 시간 정보를 포함하여 알림신호를 전송할 수 있다.

일부 구현에서, 관리자는 단말(500)에 출력된 신호 및 정보에 대응되는 응답을 입력할 수 있다. 응답의 형태는, 상기 신호 및 정보의 출력 후 임계 시간 내에 수행된 푸쉬입력, 터치입력, 타이핑 입력 외에, 음성입력 등을 모두 포함할 수 있다. 입력된 응답은 다시 기 설정된 서버(400)로 전송되어, 정해진 관리자가 이상 신호를 확인하였는지 여부를 즉시 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 지중 송전 케이블의 보호를 위한 장치 및 시스템에 의하면, 케이블이 인입된 지중 관로로부터 보다 이격된 위치에 배치된 케이블 표지시트의 구조를 개선함으로써, 굴착 등으로 인한 케이블의 고장을 사전에 방지하는 것이 가능하다. 굴착기의 접촉 위치에 따른 감시 맹점 구간의 발생 가능성을 사전에 제거하여 보다 신뢰도 높은 고장 감시가 가능해진다. 또한, 지중 설비의 관리자가 보다 신속하게 확인하는 것이 가능해진다.

Claims (19)

1. 지중에 매설되는 지중 관로를 보호하기 위한 보호판의 상부에 배치되며, 접촉 감지 수단을 포함하는 보호시트부;
   상기 보호시트부의 감지 수단의 일 단과 전기적으로 연결되며, 상기 접촉 감지 수단으로부터 출력되는 신호에 근거하여 상기 보호시트부에 대한 외부 접촉을 감시하는 감시부; 및
   상기 신호에 근거하여 상기 보호시트부에의 외부 접촉이 감시되면, 대응되는 이벤트 신호를 외부로 무선 송출하는 통신부를 포함하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접촉 감지 수단은,
   상기 보호시트부의 내부에 삽입되고 적어도 일 단이 상기 감시부와 유선 연결되며, 상기 보호시트부의 길이방향을 따라 적어도 일 회 이상 벤딩되도록 배치되는 구조를 갖는 배선인 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 배선은,
   상기 보호시트부의 내부에서 복수회 벤딩되어 배선들 간의 폭이 기 설정된 값 이하를 갖도록, 나선 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 기 설정된 값은 2인치 미만인 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 접촉 감지 수단은,
   제1신호를 출력하여 상기 감시부로 유선 전송하고,
   외부 접촉이 감지되면 제2신호를 출력하여 상기 감시부로 유선 전송하는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2신호는 상기 배선의 적어도 일부의 소손에 따른 상기 제1신호의 변형 저항신호인 것을 특징으로 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 통신부는,
   상기 제2신호에 대응되는 이벤트 신호를 상기 감시부로부터 가까이 위치한 배전선로용 무선통신모듈로 무선 전송하고,
   상기 이벤트 신호에는, 상기 이벤트 신호가 기 설정된 서버로 전송될 수 있도록 상기 기 설정된 서버의 목적지 주소가 포함되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 기 설정된 서버에 상기 이벤트 신호가 수신되면, 기 정해진 관리자의 단말로 상기 이벤트 신호에 대응되는 알림신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 보호시트부는,
   내부에 삽입된 접촉 감지 수단 간에 접속점이 발생하지 않도록, 상기 지중 관로의 전구간을 커버하도록 연장되어 매설되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 장치.
10. 지중에 매설되는 지중 관로;
    상기 지중 관로의 상부로부터 일정 간격 이격되어 매설되는 보호판;
    상기 보호판의 상부로부터 일정 간격 이격되어 매설되며, 내부에 접촉 감지 수단을 포함하는 보호시트;
    상기 보호시트의 감지 수단의 일 단과 전기적으로 연결되며, 상기 접촉 감지 수단으로부터 출력되는 신호에 기초하여 상기 보호시트에 가해진 외부 접촉을 감시하는 감시장치를 포함하고,
    상기 감시장치는,
    상기 신호에 근거하여 상기 접촉 감지 수단의 소손을 감시하고, 감시에 대응되는 이벤트 신호를 외부로 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 접촉 감지 수단은,
    상기 보호시트의 내부에 삽입되고 적어도 일 단이 상기 감시장치와 유선 연결되며, 상기 보호시트의 길이방향을 따라 적어도 일 회 이상 벤딩되도록 배치되는 구조를 갖는 전용선인 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 전용선은,
    상기 보호시트의 내부에서 복수회 벤딩되어 배선들 간의 폭이 기 설정된 값 이하를 갖도록, 상기 보호시트의 내주면을 나선 형태로 감싸며 배치되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 기 설정된 값은 2인치 미만인 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
14. 제11항에 있어서,
    상기 접촉 감지 수단은,
    제1신호를 출력하여 상기 감시장치로 유선 전송하고,
    외부 접촉이 감지되면 제2신호를 출력하여 상기 감시장치로 유선 전송하는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제2신호는 상기 전용선의 적어도 일부의 소손에 따른 변형 저항신호인 것을 특징으로 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
16. 제15항에 있어서,
    상기 감시장치는,
    상기 제2신호에 대응되는 이벤트 신호를 상기 감시장치로부터 인접한 위치의 배전선로용 무선통신모듈로 무선 전송하고,
    상기 이벤트 신호에는, 상기 이벤트 신호가 기 설정된 서버로 전송될 수 있도록 상기 기 설정된 서버의 목적지 주소가 포함되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
17. 제16항에 있어서,
    상기 감시장치는,
    상기 기 설정된 서버에 상기 이벤트 신호가 수신되면, 기 정해진 관리자의 단말로 상기 이벤트 신호에 대응되는 알림신호가 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
18. 제16항에 있어서,
    상기 감시장치는,
    기 정해진 관리자의 단말과 통신하여 상기 이벤트 신호에 대응되는 알림신호를 상기 단말로 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.
19. 제10항에 있어서,
    상기 보호시트는,
    내부에 삽입된 접촉 감지 수단 간에 접속점이 발생하지 않도록, 상기 지중 관로의 전구간을 커버하도록 연장되어 매설되고,
    상기 감시장치는,
    상기 접촉 감지 수단의 일 단과 전기적으로 연결되고, 몸체가 맨홀의 내부 공간에 수용되는 것을 특징으로 하는 지중 케이블의 보호를 위한 감시 시스템.

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