KR20220146230A

KR20220146230A - 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치

Info

Publication number: KR20220146230A
Application number: KR1020210053245A
Authority: KR
Inventors: 김원태
Original assignee: (주)삼원전기
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2022-11-01

Abstract

본 발명은 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라를 이용하여 전력기기의 결선을 촬영하여 분석하고, 결선의 단선이나 단락 등의 오류를 자동으로 감지할 수 있도록 하는 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 영상 인식 기술 및 영상 분석 기술을 이용하여 오결선 여부를 검사하므로, 결선상태 검사의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 계기용 변성기(MOF)나, 계기용 변류기(CT)의 오결선을 예방할 수 있고, 이에 따라, 변성기 및 변류기의 사손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치{APPARATUS FOR DETECTION WIRING MISMATCH OF ELECTRIC DEVICE}

본 발명은 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라를 이용하여 전력기기의 결선을 촬영하여 분석하고, 결선의 단선이나 단락 등의 오류를 자동으로 감지할 수 있도록 하는 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치에 관한 것이다.

배전용 전력설비가 구비하는 결선 구조는, 연결되는 전선의 수가 많을 뿐만 아니라, 전선의 연결 구조가 복잡하여, 오결선이 빈번히 발생하고 있다.

특히, 전기 계량기(electricity meter)는 전력 수용가의 전력 사용량을 측정하기 위하여 설치된다. 이러한 계량기에는 전압이나 전류 승강을 위한 계기용 변성기(MOF: Metering Out Fit) 및 계기의 무정전 교환 또는 감시를 위한 단자대(TTB: Test Terminal Block)가 함께 설치되어 전기적으로 연결된다.

이때, 계기용 변성기, 단자대, 계량기의 단자부에는 단자가 다수개 구비되고, 서로 다수개의 전선으로 연결된다. 이러한 결선 작업은 복잡하므로 오결선(connection fault)이 발생할 여지가 있다. 오결선이 발생하는 경우에는 검침 결과의 오류가 발생하고, 가입자에게 손실이 발생시키고 불편함을 초래한다.

종래의 오결선 검출 기술은 부하에 흐르는 전류 또는 전압을 측정하고, 측정된 전류 또는 전압을 이용하용, 오결선 여부를 검출하는 것이 일반적이다.

그러나, 이러한 방식의 오결선 검출 기술은 작업자의 실수를 방지하기 어려우므로, 오결선 현상을 해결하는데에 한계가 있다.

최근, 영상 인식 기술의 발달로, 다양한 분야에서 영상 인식 기술이 접목되고 있으나, 영상 인식을 이용하여 결선 상태를 검출 또는 진단하는 기술은 그 실정이 미비하다.

특히, 배전 특고압 및 저압 계량기에는 계기용 변성기(MOF), 계기용 변류기(CT)와 같이 결선이 복잡한 전력기기가 부설되므로, 결선 검사를 수행하는 작업자의 실수를 유발할 가능성이 높은 문제점이 있다.

선행기술로 대한민국등록실용신안 제20-0445350호 '오결선 방지용 단자대'를 참조할 수 있다. 이 기술은 단자에 대한 오결선 작업을 방지하도록 단자대의 단자 배치를 순서적으로 설정한 것이다.

그러나, 위 선행기술에서는 영상 분석을 이용한 오결선 검사 방법을 적용할 수 없어서 대형 측정장치를 사용해야 하는 문제점이 있었다.

KR

10-2011-0006992

A

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 카메라로 촬영된 영상을 인식하여 전력기기의 배선의 결선상태를 파악하고 진단할 수 있도록 하는 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 전력기기의 배선의 연결상태를 검사하기 위한 검사장치로서, 상기 전력기기의 단자와 관련된 영상을 촬영하는 카메라와; 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여, 상기 단자의 결선 상태를 판단하는 제어부와; 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 및 상기 제어부에 의해 판단된 결선 상태와 관련된 정보 중 적어도 하나를 출력하는 출력부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 중 적어도 하나의 단자에 대응되는 적어도 하나의 영상부분을 추출하고, 상기 추출된 영상부분에 포함된 전선의 색상을 검출하고, 검출된 색상에 근거하여, 상기 적어도 하나의 단자의 결선 상태를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 결선 오류의 검사대상이 되는 상기 전력기기에서 배선과 단자의 영역을 분리하여 인식할 수 있도록 두 개의 영역을 구분하는 단자분리부와; 상기 메모리에 미리 저장된 복수의 비교군 영상 중 상기 전력기기의 식별정보에 대응되는 것이 존재하지 않을 경우, 상기 전력기기의 종류에 대응되는 비교군 영상을 획득하기 위해 외부 서버에 비교군 영상을 요청하는 신호가 전송되도록 통신부를 제어하며, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 중 적어도 하나의 단자에 대응되는 적어도 하나의 영상부분을 추출하고, 추출된 영상부분에 포함된 전선의 색상을 검출하며, 검출된 색상에 근거하여 적어도 하나의 단자의 결선 상태를 판단하는 비교분석부와; 이격된 영상부분 사이의 거리가 미리 설정된 한계거리 이상인 경우, 단자의 결선 상태가 비정상인 것으로 판단하는 오차설정부와; 상기 단자 영역에 접속된 배선에서 배선의 색상을 추출하는 색상결정부;를 포함한다.

상기 제어부는 매칭된 두 개의 영상부분에 포함된 전선의 색상이 서로 동일한지 여부에 따라, 두 개의 전력기기 상호 간의 결선 상태를 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 영상 인식 기술 및 영상 분석 기술을 이용하여 오결선 여부를 검사하므로, 결선상태 검사의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 계기용 변성기(MOF)나, 계기용 변류기(CT)의 오결선을 예방할 수 있고, 이에 따라, 변성기 및 변류기의 사손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사장치의 구성요소를 나타내는 블록도.
도 2는 검사장치의 사용상태를 나타내는 개념도.
도 3은 검사장치에 의해 획득된 영상을 나타내는 예시도.
도 4는 검사장치의 출력부 화면을 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명의 검사장치를 사용하여 오결선 여부를 검사하는 과정을 나타낸 순서도.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치"(이하, '검사장치'라 함)를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검사장치의 구성요소를 나타내는 블록도이며, 도 2는 검사장치의 사용상태를 나타내는 개념도, 도 3은 검사장치에 의해 획득된 영상을 나타내는 예시도, 도 4는 검사장치의 출력부 화면을 나타내는 예시도, 도 5는 본 발명의 검사장치를 사용하여 오결선 여부를 검사하는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 검사장치(100)는 영상획득부(110), 입력부(120), 출력부(130), 메모리(140), 통신부(150), 센서부(160) 및 제어부(170) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

그리고 전원부는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 검사장치(100)로 전원을 공급한다. 전원부는 검사장치(100)에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 검사장치(100)가 특정 기능을 수행하는데 요구되는 동작 전원을 공급할 수 있다.

이때, 제어부(170)는 배터리의 전원 잔량을 감지하고, 출력부(130)는 제어부에 의해 상기 배터리 잔량을 화면에 표시할 수 있다.

영상 획득부(110)는 사용자의 조작에 근거하여, 영상을 촬영하는 카메라로 구성될 수 있다. 영상 획득부(110)는 소정의 시야각을 가지며, 출력부(130)는 영상 획득부(110)의 시야각에 대응되는 미리보기 영상을 출력할 수 있다. 영상 획득부(110)는 사용자 입력이 인가되는 시점에 대응되는 영상을 촬영하거나, 시야각 내에 포함된 영상이 미리 설정된 조건을 만족하면 자율적으로 영상을 촬영할 수도 있다.

특히, 영상 획득부(110)는 결선 상태를 감지하기 위해 전력기기의 입출력 단자에 관련된 영상을 촬영할 수 있다. 일반적으로 단자는 복수의 전선 연결부를 포함하므로, 영상 획득부(110)는 어느 하나의 단자부에 포함된 복수의 전선 연결부가 하나의 영상에 모두 포함되도록 영상을 획득하는 것이 바람직하다.

이에, 영상 획득부(110)가 활성화되는 경우, 제어부(170)는 출력부(130)에 미리보기 영상이 출력된 상태에서, 사용자의 촬영을 가이드하는 가이드 정보를 더 출력할 수 있다.

즉, 제어부(170)는 미리보기 영상에 전선 연결부가 모두 포함된 것으로 판단되면, 현재 미리보기 영상이 적합함을 나타내는 제1 가이드 정보가 출력되도록 출력부(130)를 제어할 수 있다.

반대로, 제어부(170)는 미리보기 영상에 전선 연결부의 일부만 포함된 것으로 판단되면, 현재 미리보기 영상이 적합하지 않음을 나타내는 제2 가이드 정보가 출력되도록 출력부(130)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(170)는 영상 획득부(110)가 활성화되면, 사용자가 적절한 거리나 각도에서 영상을 촬영할 수 있도록, 단자로부터 결선상태 진당장치(100)의 거리 및 영상 획득부(110)의 카메라 렌즈가 지향하는 방향 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함하는 제3 가이드 정보가 출력되도록 출력부(130)를 제어할 수 있다.

한편, 입력부(120)는 사용자로부터 검사장치(100)에 대한 각종 제어 명령을 입력받는다. 입력부(120)는 사용자로부터 물리적인 입력을 인가받을 수 있는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있다.

또한, 입력부(120)는 이전 사용자 입력을 취소하고 다시 사용자 입력을 받기 위한 입력재설정버튼, 기 설정된 사용자 입력을 삭제하기 위한 삭제버튼, 작동 모드를 설정하거나 변경하는 버튼 등을 포함할 수 있다.

또한, 입력부(120)는 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 설치될 수 있다. 또, 입력부(120)는 출력부(130)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.

한편, 출력부(130)는, 제어부(170)에 의해 수행되는 검사장치(100)의 동작 과정 또는 동작 결과를 청각적으로 출력하는 음향 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(130)는 제어부(170)에 의해 생성된 경고 신호에 따라 외부에 경고음을 출력할 수 있다.

이때, 음향 출력 수단은 비퍼(beeper), 스피커 등의 음향을 출력하는 수단일 수 있고, 출력부(130)는 메모리(140)에 저장된 소정의 패턴을 가진 오디오 데이터 또는 메시지 데이터 등을 이용하여 음향 출력 수단을 통해 외부로 출력할 수 있다.

또한, 출력부(130)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사장치(100)는, 출력부(130)를 통해 영상 획득부(110) 또는 센서부(160)에 의해 획득된 다양한 정보를 화면에 출력하거나 음향으로 출력할 수 있다.

한편, 통신부(150)는 결선상태 진단장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 전력기기(본 명세서에서는 "전력기기"라고 함)와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다.

통신부(150)는 특정 영역 내에 위치한 전력기기와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 전력기기는 네트워크에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치이면 어느 것이어도 무방하며, 일 예로, 공기 조화 장치, 난방 장치, 공기 정화 장치, 전등, TV, 자동차 등과 같은 장치일 수 있다. 또한, 상기 전력기기는, 문, 창문, 수도 밸브, 가스 밸브 등을 제어하는 장치 등일 수 있다. 또한, 상기 전력기기는, 온도, 습도, 기압, 가스 등을 감지하는 센서 등일 수 있다.

한편, 메모리(140)는 결선상태 검사장치를 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 메모리(140)는 결선상태를 진단하기 위해 이용되는 비교군 영상이나, 전력기기의 종류 별 식별 정보 또는 전력기기의 종류 별 단자의 회로구성과 관련된 정보를 저장할 수 있다.

제어부(170)는 단자분리부(172), 비교분석부(174), 오차설정부(176), 색상결정부(178)를 포함한다.

단자분리부(172)는 결선 오류의 검사대상이 되는 전력기기에서 배선과 단자의 영역을 분리하여 인식할 수 있도록 두 개의 영역을 구분할 수 있다. 단자와 배선은 모두 결선 오류 검사의 대상이 될 수 있지만, 본 발명에서는 단자 부분을 분리하고, 배선의 절단이나 융착 등을 검사하기 위해서 단자 부분은 분리하도록 구성된다.

제어부(170)는 카메라에 의해 촬영된 영상에 대응되는 전력기기의 식별정보를 검출하고, 검출된 식별정보에 근거하여 복수의 비교군 영상 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 선택된 비교군 영상을 이용하여, 단자의 결선 상태를 판단할 수 있다.

비교분석부(174)는 메모리(140)에 미리 저장된 복수의 비교군 영상 중 전력기기의 식별정보에 대응되는 것이 존재하지 않을 경우, 전력기기의 종류에 대응되는 비교군 영상을 획득하기 위해 외부 서버에 비교군 영상을 요청하는 신호가 전송되도록 통신부(150)를 제어할 수 있다. 이때, 비교군 영상을 요청하는 신호에는 전력기기의 식별정보가 포함될 수 있다.

또한 비교분석부(174)는 카메라에 의해 촬영된 영상 중 적어도 하나의 단자에 대응되는 적어도 하나의 영상부분을 추출하고, 추출된 영상부분에 포함된 전선의 색상을 검출하며, 검출된 색상에 근거하여 적어도 하나의 단자의 결선 상태를 판단할 수 있다.

즉, 촬영된 영상 중 단자의 전선연결부에 해당하는 일부분과, 전선에 해당하는 일부분을 각각 추출할 수 있으며, 이에 따라, 어느 하나의 전선연결부에 어떤 색상의 전선이 연결되었는지 식별할 수 있다.

오차설정부(176)는 이격된 영상부분 사이의 거리가 미리 설정된 한계거리 이상인 경우, 단자의 결선 상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있다. 또한 촬영된 영상부분을 이용하여 전선의 형태를 검출할 수 있으며, 검출된 전선의 형태에 따라 결선상태를 판단할 수 있다. 검출된 전선의 형태가 두 개 이상의 선으로 형성되거나, 갈라지는 형태로 형성되는 경우, 오차설정부(176) 결선상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있다.

색상결정부(178)는 각 단자 영역(0S)에 접속된 배선(L)에서 배선의 색상을 추출할 수 있다. 여기서, 배선의 색상은 RGB 색상값이나 HSV 색상값으로 추출될 수 있다. Cn의 단자 영역(Sn)에 배치된 배선(Ln)의 색상 정보가 RGB값(in,jn,kn)으로 파악될 수 있다. 예를 들어, C1의 단자 영역(S1)에 배치된 배선(L1)의 색상 정보가 RGB값(i1,j1,k1)으로 파악될 수 있다.

도 2에서는 본 발명의 영상 획득부(110)를 이용하여, 전력기기의 단자와 관련된 영상을 촬영하는 실시예가 도시된다.

도 2에 도시된 것과 같이, 검사장치(100)의 사용자는 전력기기의 단자와 관련된 복수의 영상(201, 202, 203, 204)을 촬영할 수 있다.

일 예에서, 영상 획득부(110)는 사용자 입력에 근거하여, 제1 전력기기의 출력단자와 관련된 제1 영상(201)과, 제2 전력기기의 입력단자와 관련된 제2 영상(202)을 촬영할 수 있다.

필요에 따라, 영상 획득부(110)는 제2 전력기기의 출력단자와 관련된 제3 영상(203)과, 제3 전력기기의 입력단자와 관련된 제4 영상(204)을 촬영할 수 있다.

도 3은 위와 같이 촬영된 영상을 출력하는 출력부(130)의 화면(301, 302, 303, 304)을 도시한 것이다.

도 3에 도시된 것과 같이, 출력부(130)는 영상 획득부(110)가 촬영한 순서에 따라, 제1 내지 제4 영상을 출력할 수 있다.

일 예에서, 제1 내지 제4 영상은 도 3에 도시된 것처럼 하나의 화면에 출력될 수도 있고, 제1 내지 제4 영상 중 일부만 출력될 수도 있다.

한편, 제어부(170)는 촬영된 영상으로부터 제1 내지 제4 영상과 각각 관련된 단자의 식별정보를 검출할 수 있으며, 검출된 식별정보에 따라 제1 내지 제4 영상의 출력 순서를 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 결선상태 검사장치의 제어부(170)는 영상 획득부(110)를 구성하는 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여, 전력기기의 단자의 결선 상태를 판단할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제어부(170)는 카메라에 의해 촬영된 영상 및 판단된 결선 상태와 관련된 정보 중 적어도 하나가 출력되도록 출력부(130)를 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(170)는 메모리(140)에 미리 저장된 비교군 영상을 이용하여, 단자의 결선 상태를 판단할 수 있다.

즉, 제어부(170)는 카메라에 의해 촬영된 영상과, 비교군 영상의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도에 근거하여, 단자의 결선 상태를 판단할 수 있다.

일 예에서, 비교군 영상은 결선 상태가 정상인 단자의 영상일 수 있다.

또 다른 예에서, 제어부(170)는 비교군 영상과 촬영된 영상의 유사도가 미리 설정된 수준 이상인 경우에, 결선 상태가 정상인 것으로 판단할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 검사장치 110 : 영상획득부
120 : 입력부 130 : 출력부
140 : 메모리 150 : 통신부
160 : 센서부 170 : 제어부
172 : 단자분리부 174 : 비교분석부
176 : 오차설정부 178 : 색상결정부

Claims

전력기기의 배선의 연결상태를 검사하기 위한 검사장치로서,
상기 전력기기의 단자와 관련된 영상을 촬영하는 카메라와;
상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 이용하여, 상기 단자의 결선 상태를 판단하는 제어부와;
상기 카메라에 의해 촬영된 영상 및 상기 제어부에 의해 판단된 결선 상태와 관련된 정보 중 적어도 하나를 출력하는 출력부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 카메라에 의해 촬영된 영상 중 적어도 하나의 단자에 대응되는 적어도 하나의 영상부분을 추출하고, 상기 추출된 영상부분에 포함된 전선의 색상을 검출하고, 검출된 색상에 근거하여, 상기 적어도 하나의 단자의 결선 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는, 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
결선 오류의 검사대상이 되는 상기 전력기기에서 배선과 단자의 영역을 분리하여 인식할 수 있도록 두 개의 영역을 구분하는 단자분리부와;
상기 메모리에 미리 저장된 복수의 비교군 영상 중 상기 전력기기의 식별정보에 대응되는 것이 존재하지 않을 경우, 상기 전력기기의 종류에 대응되는 비교군 영상을 획득하기 위해 외부 서버에 비교군 영상을 요청하는 신호가 전송되도록 통신부를 제어하며, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 중 적어도 하나의 단자에 대응되는 적어도 하나의 영상부분을 추출하고, 추출된 영상부분에 포함된 전선의 색상을 검출하며, 검출된 색상에 근거하여 적어도 하나의 단자의 결선 상태를 판단하는 비교분석부와;
이격된 영상부분 사이의 거리가 미리 설정된 한계거리 이상인 경우, 단자의 결선 상태가 비정상인 것으로 판단하는 오차설정부와;
상기 단자 영역에 접속된 배선에서 배선의 색상을 추출하는 색상결정부;를 포함하는, 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는
매칭된 두 개의 영상부분에 포함된 전선의 색상이 서로 동일한지 여부에 따라, 두 개의 전력기기 상호 간의 결선 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는, 전력기기의 결선상태를 영상으로 확인하는 검사장치.