KR20230100936A - Antenna structure for power system underground manhole - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력계통 지중 맨홀용 안테나 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 맨홀 내부에 설치되는 단말의 신호를 무선으로 외부의 게이트웨이로 전송이 쉽도록 맨홀 커버와 속 커버 사이에 안테나를 설치 및 고정이 용이한 안테나 구조체를 구비하여서, 안테나를 자력 결속에 의하여 용이하게 설치함과 더불어 맨홀의 핀홀을 통하여 송수신이 원활하게 이루어지도록 함을 목적으로 한 것이다.The present invention relates to an antenna structure for an underground manhole in a power system, and more particularly, an antenna is installed and fixed between a manhole cover and an inner cover so that signals from a terminal installed inside a manhole can be easily transmitted wirelessly to an external gateway. By providing an easy antenna structure, it is intended to facilitate transmission and reception through the pinhole of the manhole as well as to easily install the antenna by magnetic coupling.
일반적으로서, 도심지에는 전력설비를 도시 미관이나 안전성, 건물의 고층화 등에 따라 점차 지중화하고 있으며 그 비중이 날로 증대되고 있으며, 지중설치물에 대한 감시진단에 대한 중요성이 높아지고 있다.In general, in urban areas, power facilities are gradually undergrounded according to urban aesthetics, safety, and high-rise buildings, and the proportion thereof is increasing day by day, and the importance of monitoring and diagnosing underground installations is increasing.
위와 같은 지중화 방식은 전력케이블을 직접 땅에 매설하는 직매식(직접매설방식)과 관을 이용하여 다수의 케이블을 부설하는 관로식, 전력 케이블 뿐만 아니라 가스관이나 상수도관, 하수도관, 전화선 등을 함께 매립할 수 있는 암거식(전력구식)으로 나눌 수 있으며, 관로식의 경우, 케이블 회선 수가 3회선~9회선일 때 적합한 방식으로 케이블을 부설하기 위해 약 250m의 관로 끝에 맨홀을 설치하여 케이블을 부설하며, 암거식은 케이블 수가 9회선 이상일 경우 터널과 같이 윗부분이 막힌 형태의 전력구를 통해 케이블을 부설하고 있는 것이다.The undergrounding method as above is a direct burial method in which power cables are directly buried in the ground, a conduit method in which multiple cables are laid using pipes, and gas pipes, water supply pipes, sewage pipes, telephone lines, etc. as well as power cables It can be divided into culvert type (electric type) that can be buried, and in the case of duct type, when the number of cable lines is 3 to 9 lines, a manhole is installed at the end of the duct of about 250m to lay the cable in a suitable way. In the culvert type, if the number of cables is 9 or more, cables are laid through a power outlet with a blocked top like a tunnel.
한편, 맨홀은 위와 같은 지하에 설치된 장치나 시설물의 점검이나 청소 등을 위해 작업자가 출입하거나 시공이 쉽게 만들어준 시설물인 것이다.On the other hand, the manhole is a facility that makes it easy for workers to access or construct for inspection or cleaning of devices or facilities installed underground as described above.
이와 같이 다른 설비와 함께 지중선로가 설치된 전력구와 맨홀에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있으나, 통신전송 및 전원확보 문제로 맨홀을 통한 지중설치물의 전검은 아직 인력에 의존하고 있는 것이다. As such, research and development on power conduits and manholes with underground lines installed along with other facilities are actively progressing, but inspection of underground installations through manholes is still dependent on manpower due to problems in communication transmission and securing power.
한편, 지중설치물의 점검을 위하여 구비되는 맨홀에 관한 기술에 대한 개발이 다음과 같이 진행되고 있으나, 대부분 기술이 맨홀의 설치를 용이하게 하는 설비 또는 설치 방법에 관한 기술로 전력 사고에 대해 진단 및 수명예측 추정이 가능한 기술 개발은 활성화되지 않고 있는 것이다.On the other hand, the development of manhole-related technologies provided for the inspection of underground installations is progressing as follows, but most of the technologies are technologies related to facilities or installation methods that facilitate manhole installation, and diagnosis and lifespan of power accidents The development of technology capable of predictive estimation is not active.
이와 관련된 기술은 지반 붕괴 시 지중 매설된 전기통신 케이블을 보호하기 위한 맨홀 설치 방법, 케이블 직선 시공을 이용하여 맨홀 크기를 줄이는 기술, 매립형 맨홀 설치 방법, 드론을 이용하여 작동 불량을 체크 하는 맨홀 배수 및 환풍 시스템에 관한 기술 등 맨홀의 설치 관련 기술이 주로 개발되고 있는 것이다.Technologies related to this include a manhole installation method to protect telecommunication cables buried underground in the event of ground collapse, a technology to reduce the size of a manhole using cable straight construction, a buried manhole installation method, a manhole drainage to check for malfunctions using drones, and Manhole installation-related technologies, such as ventilation system technologies, are mainly being developed.
한편, 국내에서는 국제회의, 대형 스포츠 행사 시 안정적인 전력공급을 위해 전력 시설물에 대한 보안이 강화됨에 따라 2010년 서울 G-20 정상회의를 계기로 서울지역 주요 전력구에 원격 감시 시스템을 구축하였다. 최근 발생한 KT 통신구 화재사건 이후 지하 설비 안전 관리에 대한 국민적 관심이 높아짐에 따라, 우리 한전은 안정성과 효율성이 입증된 ‘지능형 전력구 관리시스템’ 보급을 전체 사업장으로 확대 추진해나갈 계획이며 전력구 원격감시시스템은 전력구 내에 일정 간격으로 센서 및 감시 장치 등을 설치하여 배전센터에서 원격 감시제어 장치를 통해 전력구 내 출입자를 감시·통제할 수 있으며, 온도, 화재, 배수펌프, 환풍기 조명에 대한 감시도 가능하게 하고 있다. 전력 사용량 증가로 인한 고압 케이블 설치 증가 등으로 매년 설비가 증가하고 있는 전력구의 경우 최소 9회선 이상의 다회선 지중 선로가 설치되어 운영됨에 따라 지중 전력구 내에 화재 및 대형 정전을 예방을 위해 제안한 지중무선 안테나를 내장한 감시진단 시스템이 필수로 운영될 필요성이 요구되고 있는 것이다.Meanwhile, in Korea, as security for power facilities has been strengthened for stable power supply during international conferences and large-scale sporting events, a remote monitoring system was established in major power districts in the Seoul area with the 2010 Seoul G-20 Summit as an opportunity. As public interest in safety management of underground facilities has increased after the recent KT cable tunnel fire incident, KEPCO plans to expand the distribution of the 'intelligent power conduit management system', which has proven stability and efficiency, to all business sites. The monitoring system installs sensors and monitoring devices at regular intervals in the power outlet so that the distribution center can monitor and control who enters and exits the power outlet through a remote monitoring and control device, and monitors temperature, fire, drain pump, and ventilation fan lighting. is also making it possible. In the case of power outlets where facilities are increasing every year due to increased installation of high-voltage cables due to increased power consumption, underground wireless antennas proposed to prevent fires and large-scale blackouts in underground power outlets as multi-line underground lines of at least 9 lines are installed and operated. It is required that the monitoring and diagnosis system built in is required to be operated.
이러한 맨홀 아래에 있는 장치나 시설물을 작업자가 직접 감시하고자 하는 경우, 맨홀 내부에서 유해 가스 등으로 인한 안전사고가 다수 발생하고 있으며, 외부인의 침입이나 사고 발생 등 유사시에도 즉시 확인이 불가능하여 원격지에서 맨홀을 쉽게 관리하기 위해서는 맨홀 내부에 필요한 정보를 얻을 수 있는 센서를 설치하고, 이 센서에 의해 검출된 정보를 관할 지점으로 전달할 수 있는 시스템 개발의 필용성이 요구 되는 것이다.When workers directly want to monitor devices or facilities under these manholes, many safety accidents occur inside the manholes due to harmful gases, etc. In order to easily manage the manhole, it is necessary to install a sensor that can obtain necessary information inside the manhole and develop a system that can deliver the information detected by this sensor to the jurisdiction point.
또한, 한국지역난방공사가 사물인터넷(IoT) 등 4차 산업혁명 기술을 활용한 안전한 지역난방 공급체계 구축을 계획하고 있으며, 2018년부터는 맨홀 내 온도를 쉽게 파악하고, 누수 발생 시 대응 시간을 최소화할 수 있는 열 수송관 맨홀 감시 시스템 시범 사업을 진행하고 있으며, (주)KT는 통신 재난의 재발 방지를 위해 ‘통신 재난 대응계획’을 수립하며 통신 주 및 맨홀 등 통신국사 외부 시설에 대한 안정성 강화 계획을 가지고 있으며, 선행기술 US7889079 B2(Anti security system for manhole covers)에서는 맨홀 커버, 빗물 배수구 등을 대상으로 뚜껑을 열어 원격 센터에 무선 경보 신호를 전송하여 도난 방지를 위한 도난 방지 보안 경보 시스템 및 방법이 제시되었으며 보안 장치는 센서, 원격 측정 장치, 전원공급 장치, 프로세서 및 지원 하드웨어를 포함하는 일체형 장치 일 수 있으며, 모두 폐쇄된 방수 하우징에 위치하고, 아래 그림과 같이 맨홀 커버를 제거하면 스위치가 열려 신호가 발생하고, 신호를 원격베이스로 전송하기 위한 수단을 포함하고 있는 것이다.In addition, Korea District Heating Corporation is planning to establish a safe district heating supply system using 4th industrial revolution technologies such as the Internet of Things (IoT). In order to prevent the recurrence of telecommunication disasters, KT establishes a 'communication disaster response plan' and strengthens the stability of external facilities such as telecommunication mains and manholes There is a plan, and in the prior art US7889079 B2 (Anti security system for manhole covers), an anti-theft security alarm system and method for preventing theft by sending a wireless alarm signal to a remote center by opening a cover for a manhole cover, rainwater drain, etc. is presented, and the security device can be an integral device including a sensor, telemetry device, power supply, processor and supporting hardware, all located in a closed waterproof housing, and when the manhole cover is removed as shown in the figure below, the switch opens and signals is generated and includes means for transmitting the signal to the remote base.
또한, 선행기술 KR 10-0725235 B1 (광통신용 맨홀의 원격 감시 시스템)에서는 맨홀 상태를 실시간으로 원격 감시하고, 작업자가 맨홀 위치를 신속하게 파악하기 위해서, 광관로 및 광케이블 접속함체 등이 설치되어 있는 맨홀의 덮개부에 설치되는 센서부와, 맨홀 내의 접지반의 접지저항을 실시간으로 체크하기 위한 접지 저항 측정부와, 맨홀의 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 외부로 저주파수를 방사하기 위한 방사 안테나와, 상기 센서부, 접지 저항 측정부 및 방사 안테나를 제어하기 위한 제어부와, 상기 제어부와 접속되어 회선의 손실을 보상하기 위한 중계기를 포함하는 제어반과; 상기 제어반에 구리선으로 접속되는 QDF 단자 접속되는 중앙감시제어부를 포함하여 이루어지는 맨홀 원격 감시 시스템이 공개되어 있는 것이다.In addition, in the prior art KR 10-0725235 B1 (remote monitoring system for manholes for optical communication), in order to remotely monitor the manhole state in real time and quickly identify the location of the manhole, an optical pipe and an optical cable connection box are installed. A sensor unit installed on the cover of the manhole, a ground resistance measurement unit for checking the ground resistance of the ground plate in the manhole in real time, a radiation antenna for radiating low frequencies to the outside so that the manhole position can be easily grasped, a control panel including a control unit for controlling the sensor unit, the ground resistance measurement unit, and the radiation antenna, and a repeater connected to the control unit and compensating for line loss; A manhole remote monitoring system including a central monitoring control unit connected to a QDF terminal connected to the control panel by a copper wire is disclosed.
또한, 선행기술 KR 10-0988016 B1 (저전력형 맨홀 감시용 무선시스템)에서는 개폐 센서, 수위센서 및 온도 센서 중 적어도 하나 이상의 센서가 장착되고, 상기 센서를 이용하여 맨홀의 내부 상태를 감지하며, 배터리가 내장된 터미널유닛과, 상기 터미널유닛으로부터 센서에 의해 감지된 맨홀의 감지정보를 수집하고, 수집된 감지정보를 외부로 전송하는 수집단말기에 있어서, 휴면상태에서 소정의 시간간격으로 동작되어 일정주기로 센서의 감지정보를 체크하고, 상기 수집단말기를 다시 휴면상태로 전환시키는 저전력제어부를 포함하여 이루어지는 것이다.In addition, in the prior art KR 10-0988016 B1 (low-power type manhole monitoring wireless system), at least one sensor of an opening/closing sensor, a water level sensor, and a temperature sensor is mounted, and the internal state of the manhole is detected using the sensor, and the battery In a terminal unit with a built-in terminal unit and a collection terminal that collects detection information of a manhole detected by a sensor from the terminal unit and transmits the collected detection information to the outside, it is operated at predetermined time intervals in a dormant state and is operated at regular intervals. and a low power control unit that checks detection information of a sensor and switches the collecting terminal back to a dormant state.
또한, 선행기술 KR 10-0545911 B1 (맨홀 상태 감시 시스템)에서는 맨홀 내부의 상태를 감시하는 원격 감시 단말을 맨홀 내에 설치하여 원격 감시 단말에 의해 감지된 상태 정보를 센터 서버에서 전송 받아 맨홀을 관리하는 맨홀 상태 감시 시스템에 있어서, 맨홀 내에 기 구축된 통신망으로부터 전력을 추출하는 통신망 전원 추출부와, 통신망 전원 추출부에서 얻어진 전력을 안정화시켜 안정된 전압을 원격 감시 단말로 제공하는 전원 안정화부와, 맨홀의 보안과 감시 및 관리를 위하여 맨홀 내부의 상태를 감지하는 복수의 센서들로 이루어진 센서부와, 센서부의 감지 값을 센터 서버로 전송하고 센터 서버로부터의 명령을 전달받아 센서부를 구동시키는 중앙 처리부를 포함하며, 광범위하게 산재되어 있는 맨홀의 상태 감시를 위한 원격 감시 단말을 설치함에 있어서 기 구축된 통신망으로부터 전원을 공급받고 통신 회선 또한 기 구축된 통신망을 이용하므로 시스템 구축비용을 최소화하면서 통신 맨홀에 대한 실시간 감시 및 관리가 가능하고 통신 맨홀내의 이상사태 발생 시 사고내역의 파악과 처리를 신속하게 수행할 수 있는 것이다.In addition, in the prior art KR 10-0545911 B1 (manhole state monitoring system), a remote monitoring terminal for monitoring the state inside the manhole is installed in the manhole to receive state information detected by the remote monitoring terminal from the center server and manage the manhole In the manhole state monitoring system, a communication network power extraction unit that extracts power from a communication network pre-established in a manhole, a power stabilization unit that stabilizes the power obtained from the communication network power extraction unit and provides a stable voltage to a remote monitoring terminal, and a manhole Includes a sensor unit composed of a plurality of sensors that detects the state inside the manhole for security, monitoring, and management, and a central processing unit that transmits the detected value of the sensor unit to the center server and receives commands from the center server to drive the sensor unit In addition, in installing remote monitoring terminals for monitoring the status of widely scattered manholes, power is supplied from a pre-established communication network and communication lines also use a pre-established communication network, minimizing system construction costs and real-time information on communication manholes. It is possible to monitor and manage, and in the event of an abnormal situation in the communication manhole, it is possible to quickly identify and process the details of the accident.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 발명은 맨홀 내부에 감시용 단말 및 센서 노드는 지중 시설물 내부에 유선 또는 무선으로 고정된 위치에서 설치된 후, 맨홀 내부에 설치된 센서에서 데이터를 전송받아 외부의 게이트웨이로 전송하는 시스템으로 구성되어 있으나, 기존의 맨홀 커버와 속 커버로 이루어진 이중차폐구조로는 무선으로 데이터 송수신이 힘들며, 이를 해결하기 위해서는 고가의 지중용 지향성 안테나를 사용하기도 하지만 거리의 제안이 큰 단점이 있고, 최근에는 맨홀 커버를 개조하여 안테나를 매립하는 기술도 제안되었으나, 기존의 설치된 맨홀 커버를 교체해야 하고, 외부충격 및 환경적 요인에 따라 통신이 원활하지 않은 문제점이 있었다.However, in the conventional invention as described above, the monitoring terminal and sensor node are installed in a wired or wirelessly fixed position inside the manhole, and then receive data from the sensor installed inside the manhole and transmit it to an external gateway. However, it is difficult to transmit and receive data wirelessly with the existing double shielding structure consisting of a manhole cover and an inner cover. , Recently, a technology of remodeling a manhole cover and embedding an antenna has been proposed, but there is a problem in that the existing manhole cover needs to be replaced, and communication is not smooth depending on external shocks and environmental factors.
또한, 저가형 맨홀용 안테나 부착형 모듈의 기구 부을 도시하였다. 구조물은 안테나 지지대와 맨홀 속 커버에 부착할 수 있는 자성체가 내장된 하부로 구성되어 있다. 안테나 지지대와 하부구조물은 각도 조절이 용이하게 힌지구조로 설계하였다. 안테나 지지대는 추가하는 안테나 형태와 관계없이 안테나를 지지하도록 상판과 하판으로 결합하는 형태로 설계하였다. 안테나 신호 전송케이블까지 BNC케이블이 통과하여 고정하도록 하였고, 설치된 안테나의 케이블은 맨홀 속 커버의 통과하여 맨홀 내의 단말기의 무선통신 모듈에 연결하도록 설치할 수 있다. In addition, the mechanical part of the antenna-attached module for a low-cost manhole is shown. The structure consists of an antenna support and a lower part embedded with a magnetic substance that can be attached to the cover in the manhole. The antenna support and lower structure are designed as a hinge structure for easy angle adjustment. The antenna support was designed in the form of combining the upper and lower plates to support the antenna regardless of the type of antenna to be added. The BNC cable is passed through and fixed to the antenna signal transmission cable, and the cable of the installed antenna can be installed to pass through the cover in the manhole and connect to the wireless communication module of the terminal in the manhole.
그림 6. 지향성 안테나를 고정용 흰지구조물 구성도Figure 6. Block diagram of a white support structure for fixing a directional antenna
그림 7. 맨홀 속 커버에 자성체를 이용한 지향성 안테나 구조물 구성도Figure 7. Structure diagram of a directional antenna structure using a magnetic material in a cover in a manhole
그림 6, 7은 제안한 안테나 고정용 자성체 흰지 구조물을 이용하여 지향성 안테나를 맨홀 속 커버에 설치되는 실시 예를 나타낸 것이다. 본 실시 예에 따른 안테나 고정구조물은 지향성 안테나를 고정하고, 흰지 구조를 이용하여 상하 안테나 방사 방향을 설정할 수 있으며, 하부의 강력자성체를 이용하여 무선데이터를 수신하는 장치의 방향에 따라 위치를 결정할 수 있다. 안테나의 크기와 구조물은 맨홀의 커버 상, 하판의 사이의 공간을 고려하여 영향을 받지 않도록 크기를 제한하여 설계하였다. 맨홀 속 커버는 방수를 위하여 고무 패킹이 둘러싸여 있으므로 케이블이 맨홀 속 커버에 설치되는 부위를 가공하여 방수할 수 있도록 하였다. Figures 6 and 7 show an embodiment in which a directional antenna is installed in a cover in a manhole using the proposed magnetic white paper structure for fixing the antenna. The antenna fixing structure according to the present embodiment fixes a directional antenna, can set up and down antenna radiation directions using a white paper structure, and can determine a position according to the direction of a device for receiving wireless data using a strong magnetic material at the bottom. there is. The size and structure of the antenna were designed by limiting the size so as not to be affected by considering the space between the top and bottom of the manhole cover. Since the cover in the manhole is surrounded by rubber packing for waterproofing, the part where the cable is installed in the cover in the manhole is processed to make it waterproof.
그림 8. 저가형 바이폴러 안테나 고정용 흰지구조물 구성도Figure 8. Construction diagram of a white support structure for fixing a low-cost bipolar antenna
그림 8은 제안한 안테나 고정용 자성체 흰지 구조물을 이용하여 저가형 바이폴러 안테나를 맨홀 속 커버에 설치한 실시 예이다. 저가형 바이폴러 안테나의 경우 원통형 구조물로 고정하고, 지향성 안테나 고정구조물과 같이 흰지구조를 속 커버 부착구조물에 설치하여 상하 방향 설정이 용이하도록 설계하였다. 지향성 안테나 구조와 비교하면, 바이폴러 안테나 경우 상대적으로 크기가 작으므로, 맨홀 속 커버의 다양한 위치에 자성체를 이용한 구조물로 부착할 수 있다. 그림 9는 제안한 안테나 고정용 자성체 흰지 구조물의 설계 도면이다. Figure 8 is an embodiment in which a low-cost bipolar antenna is installed in a cover in a manhole using the proposed magnetic white paper structure for fixing the antenna. In the case of a low-cost bipolar antenna, it was designed to be fixed in a cylindrical structure, and to set the vertical direction easily by installing a white paper structure on the inner cover attachment structure like the directional antenna fixing structure. Compared to the directional antenna structure, since the size of the bipolar antenna is relatively small, it can be attached to various positions of the cover in the manhole as a structure using a magnetic material. Figure 9 is a design drawing of the proposed magnetic white paper structure for fixing the antenna.
그림 9. 제안한 안테나 고정용 자성체 흰지 구조물 도면Figure 9. Structure drawing of magnetic white paper for fixing the proposed antenna
그림 10. 무선안테나 신호전송용 맨홀 핀홀구조Figure 10. Manhole pinhole structure for wireless antenna signal transmission
그림 10은 속 커버에 설치한 안테나의 무선신호 전송이 원활하도록 데이터 전송용 핀홀 구성한 맨홀 커버 실시 예이다. 제안한 안테나 고정형 자성체 흰지구조물을 맨홀 속커버에 부착한 뒤 무선데이터 송수신을 진행할 경우, 맨홀 커버의 내부문양 및 구조에 따라 무선통신을 신호감쇄가 영향을 받으므로, 기존의 맨홀 커버를 교체하지 않고, 무선데이터 전송을 위해서는 맨홀 커버에 홀이 요구된다. 기존 방수구조를 유지하기 위해서 맨홀 커버에 홀을 그림과 같이 만들고, 고무 패킹이나 수지를 넣어 외부의 우수나 오수가 유입되지 않도록 설계를 제안한다. 그림 11은 제안한 구조체를 맨홀 커버와 속 커버 사이에 설치하는 실시 예를 도시하였다. Figure 10 is an example of a manhole cover configured with a pinhole for data transmission so that the wireless signal transmission of the antenna installed on the inner cover is smooth. In the case of wireless data transmission and reception after attaching the proposed antenna-fixed magnetic white paper structure to the inner cover of the manhole, the signal attenuation of wireless communication is affected by the inner pattern and structure of the manhole cover, so the existing manhole cover is not replaced, A hole is required in the manhole cover for wireless data transmission. In order to maintain the existing waterproof structure, a hole is made in the manhole cover as shown in the picture, and a design is proposed so that external rainwater or sewage does not flow in by inserting rubber packing or resin. Figure 11 shows an example of installing the proposed structure between the manhole cover and the inner cover.
그림 11. 고정용 힌지구조물 설치 실시 예 Figure 11. Example of installation of a fixed hinge structure
땅속 맨홀의 무선 신호전송 효율증대Increased wireless signal transmission efficiency of underground manholes
- 땅속 맨홀에 설치된 시스템의 데이터를 무선으로 전송할 경우, 주로, 맨홀 내부에 안테나를 설치하지만, 맨홀 커버, 속 커버로 이루어진 이중차폐구조로 설치된 주철 맨홀의 경우 무선통신이 원활하지 않은 단점이 발생한다. 이를 위하여 고가의 지향성 안테나를 맨홀 내부에 설치하기도 하지만, 이중차폐구조 및 맨홀 구조의 문제로 신호 감쇄가 커, 무선통신 거리의 제한요인이 된다. 또한, 맨홀의 완전 침수 시, 맨홀 내부의 시스템을 방수 함체로 보호하여도, 무선통신 주파수 특성상 수중에서는 통신전송이 불가한 단점이 있다. 따라서, 제안한 발명과 같이, 맨홀 커버와 속 커버 사이에 안테나가 고정용 구조물을 설치하고 맨홀 내부의 단말 신호를 전송하면, 앞서 전술한 단점의 해결이 가능하며, 고가의 지향성 안테나를 사용하지 않더라도 신호 감쇄를 최소화할 수 있다. - When transmitting data from a system installed in an underground manhole wirelessly, an antenna is usually installed inside the manhole, but in the case of a cast iron manhole installed with a double shield structure consisting of a manhole cover and an inner cover, wireless communication is not smooth. . For this purpose, an expensive directional antenna is installed inside the manhole, but the signal attenuation is large due to the problem of the double shielding structure and the manhole structure, which becomes a limiting factor in wireless communication distance. In addition, when the manhole is completely submerged, even if the system inside the manhole is protected with a waterproof enclosure, there is a disadvantage in that communication transmission is not possible underwater due to the characteristics of the wireless communication frequency. Therefore, as in the proposed invention, if a structure for fixing an antenna is installed between the manhole cover and the inner cover and transmits a terminal signal inside the manhole, the above-mentioned disadvantages can be solved, and even if an expensive directional antenna is not used, the signal signal attenuation can be minimized.
기존 맨홀 커버를 활용한 신호 감쇄 최소화 방안 제시Proposal of minimizing signal attenuation using existing manhole covers
- 기존 맨홀 커버에 핀홀을 형성하고, 방수를 위한 고무 재질의 마개나 수지를 넣어 맨홀 커버 내부의 구조나 형상에 상관없이 무선통신이 원활하게 구현할 수 있으며, 통신 거리의 확대가 가능하다. - By forming a pinhole in the existing manhole cover and inserting a rubber stopper or resin for waterproofing, wireless communication can be implemented smoothly regardless of the structure or shape inside the manhole cover, and the communication distance can be expanded.
○ 새로운 성능이나 경제성을 데이터, 도표 등을 활용하여 종합적으로 설명 ○ Comprehensively explain new performance or economic feasibility using data, diagrams, etc.
- IoT 기반으로 한 땅속 맨홀 모니터링 및 관리시스템을 위한 핵심 기술 선점 및 조기 상용화 적용으로 국내외 시장 경쟁력 강화 - Strengthen domestic and international market competitiveness by preoccupying core technology for IoT-based underground manhole monitoring and management system and applying early commercialization
- 상수관로를 포함한 맨홀 개·보수비용을 현재 대비 20% 절감 시 1조 5,321억의 비용 절감 효과가 있을 것으로 예상함- A 20% reduction in manhole repair and repair costs, including water pipes, is expected to reduce costs by KRW 1,532.1 billion
- 한국전력에서만 관리하는 맨홀이 약 88,000개이며, 전국적으로 약 200만 개의 맨홀이 있으며 가공케이블의 지중화로 인한 맨홀 수가 지속해서 증가할 것으로 예상함- There are about 88,000 manholes managed only by KEPCO, and there are about 2 million manholes nationwide, and the number of manholes is expected to continue to increase due to the undergrounding of overhead cables.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 발명이 맨홀 내부에 감시용 단말 및 센서 노드는 지중 시설물 내부에 유선 또는 무선으로 고정된 위치에서 설치된 후, 맨홀 내부에 설치된 센서에서 데이터를 전송받아 외부의 게이트웨이로 전송하는 시스템으로 구성되어 있으나, 기존의 맨홀 커버와 속 커버로 이루어진 이중차폐구조로는 무선으로 데이터 송수신이 힘들며, 이를 해결하기 위해서는 고가의 지중용 지향성 안테나를 사용하기도 하지만 거리의 제안이 큰 단점이 있고, 최근에는 맨홀 커버를 개조하여 안테나를 매립하는 기술도 제안되었으나, 기존의 설치된 맨홀 커버를 교체해야 하고, 외부충격 및 환경적 요인에 따라 통신이 원활하지 않은 문제점을 해결하고자 하는 것이다.Therefore, in the present invention, after the conventional invention as described above is installed inside the manhole at a fixed position by wire or wirelessly inside the underground facility, the monitoring terminal and sensor node receive data from the sensor installed inside the manhole and It consists of a system that transmits to a gateway, but it is difficult to transmit and receive data wirelessly with the existing double shielding structure consisting of a manhole cover and an inner cover. There are disadvantages, and recently, a technique of remodeling a manhole cover and embedding an antenna has been proposed, but the existing installed manhole cover needs to be replaced, and it is intended to solve the problem that communication is not smooth depending on external shocks and environmental factors.
즉, 본 발명은 맨홀 내부에 설치되는 단말의 신호를 무선으로 외부의 게이트웨이로 전송이 쉽도록 맨홀 커버와 속 커버 사이에 안테나를 설치 및 고정이 용이한 안테나 구조체를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.That is, the present invention is characterized by having an antenna structure for easy installation and fixation of an antenna between a manhole cover and an inner cover so that signals of a terminal installed inside a manhole can be easily transmitted wirelessly to an external gateway.
본 발명은 안테나 구조체를 맨홀 커버에 무선안테나 송수신이 원활하게 핀홀을 형성하고, 맨홀 커버의 내면에 안테나를 구속하여 자력결속되는 안테나자력결착구를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention is characterized in that the antenna structure is provided with a pinhole for smooth transmission and reception of a wireless antenna in a manhole cover, and an antenna magnetic binding device that binds the antenna to the inner surface of the manhole cover and magnetically binds it.
본 발명은 안테나자력결착구를 맨홀에 자력결속될 수 있게 구비되는 맨홀자착베이스와 상기 맨홀자착베이스에 각도조절부를 매게로 결속되며 안테나를 구속할 수 있게 구비한 안테나클램프로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention is characterized in that the antenna magnetic binding device is composed of a manhole mounting base provided to be magnetically bound to the manhole and an antenna clamp equipped to bind the angle adjusting unit to the manhole mounting base with a hook and capable of restraining the antenna. .
본 발명은 맨홀차작베이스에 자석이 삽입되는 자석결합홀을 형성하고, 표면체 맨홀에 자력결속시 점착 및 밀착되게 1~3mm의 뚜께를 갖는 밀차시트를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention is characterized by forming a magnet coupling hole into which a magnet is inserted in the manhole chajajag base, and having a mill car sheet having a thickness of 1 to 3 mm so that it is adhered and closely adhered to the surface manhole when magnetically bound.
본 발명은 안테나클램프를 각도조절부와 일체롤 형성되는 베이스클램프와 상기 베이스클램프와 결합되어 안테나를 구속하는 커버클램프로 구성되는 것이다.The present invention is composed of a base clamp integrally formed with an angle adjusting unit and a cover clamp combined with the base clamp to restrain the antenna.
본 발명은 안테나클램프의 베이스클램프에 안테나의 하중에 따른 각도조절부의 각도변화를 억제할 수 있게 외면에 나사산이 형성되는 웨이트조절봉을 구비하고, 상기 웨이트보절봉에 나사결합되어 웨이트를 조절할 수 있게 한 웨이트조절구를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.In the present invention, the base clamp of the antenna clamp is provided with a weight control rod having a screw thread formed on the outer surface to suppress the angle change of the angle control unit according to the load of the antenna, and is screwed to the weight correction rod so that the weight can be adjusted. It is characterized in that it is provided with a weight adjustment tool.
따라서, 본 발명은 내부에 설치되는 단말의 신호를 무선으로 외부의 게이트웨이로 전송이 쉽도록 맨홀 커버와 속 커버 사이에 안테나를 설치 및 고정이 용이한 안테나 구조체를 구비하되, 안테나 구조체를 맨홀 커버에 무선안테나 송수신이 원활하게 핀홀을 형성하고, 맨홀 커버의 내면에 안테나를 구속하여 자력결속되는 안테나자력결착구를 구비함으로써, 안테나를 자력 결속에 의하여 용이하게 설치되는 효과와 맨홀의 핀홀을 통하여 송수신이 원활하게 이루어지는 효과를 갖는 것이다.Therefore, the present invention provides an antenna structure for easy installation and fixation of an antenna between a manhole cover and an inner cover so that the signal of a terminal installed inside can be easily transmitted to an external gateway wirelessly, but the antenna structure is attached to the manhole cover By providing a pinhole for smooth wireless antenna transmission and reception, and having an antenna magnetic binding hole in which the antenna is bound and magnetically bound to the inner surface of the manhole cover, the antenna is easily installed by magnetic binding, and transmission and reception through the pinhole of the manhole It has a smooth effect.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 장착 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 결합 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장착예시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 예시도.1 is an exemplary mounting view according to an embodiment of the present invention.
2 is a separated exemplary view according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a coupling example according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an example of mounting the antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram according to another embodiment of the present invention;
이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, it will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 안테나를 맨홀에 용이하게 설치할 수 있도록 함과 더불어 맨홀을 통한 송수신이 원활하도록 한 것으로서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합할 수 있게 구비한 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The present invention enables an antenna to be easily installed in a manhole and transmits and receives smoothly through the manhole, and the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to common or dictionary meanings, However, it should be interpreted as the meaning and concept provided to conform to the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his or her invention in the best way.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변할 수 있게 구비한 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention, so they are It should be understood that there may be many equivalents and variations of alternatives.
즉, 본 발명은 맨홀 내부에 설치되는 단말의 신호를 무선으로 외부의 게이트웨이로 전송이 쉽도록 맨홀 커버(11)와 속 커버(12) 사이에 안테나를 설치 및 고정이 용이한 안테나 구조체를 구비한 것이다. That is, the present invention is provided with an antenna structure that is easy to install and fix an antenna between the
본 발명은 안테나 구조체를 핀홀(11a)과 안테나자력결착구(100)로 구성한 것이다.In the present invention, the antenna structure is composed of the
여기서, 상기 핀홀(11a)은 맨홀 커버(11)에 무선안테나 송수신이 원활하게 형성한 것이다.Here, the
상기 핀홀(11a)은 누수를 방지하며 전자파 차단효과를 갖지 않는 수지로 충진형성할 수 있는 것이다.The
또한, 상기 안테나자력결착구(100)는 맨홀 커버(11)의 내면에 안테나를 구속하여 자력결속되는 것이다.In addition, the antenna magnetic
한편, 상기 안테나자력결착구(100)는 맨홀자착베이스(110)와 안테나클램프(120)로 구성한 것이다.On the other hand, the antenna magnetic
상기 맨홀자착베이스(110)는 맨홀에 자력결속될 수 있게 구비되는 것이다.The manhole self-
상기 맨홀자착베이스(110)에 자석이 삽입되는 자석결합홀(111)을 형성하고, 표면체 맨홀에 자력결속시 점착 및 밀착되게 1~3mm의 뚜께를 갖는 밀차시트(112)를 구비한 것이다.A
상기 안테나클램프(120)는 맨홀자착베이스(110)에 각도조절부(121)를 매게로 결속되며 안테나를 구속할 수 있게 구비되는 것이다.The
상기 안테나클램프(120)를 각도조절부(121)와 일체로 형성되는 베이스클램프(122)와 상기 베이스클램프(122)와 결합되어 안테나를 구속하는 커버클램프(123)로 구성되는 것이다.The
한편, 본 발며의 다른 실시 예로는 안테나클램프(120)의 베이스클램프(122)에 안테나의 하중에 따른 각도조절부(121)의 각도변화를 억제할 수 있게 외면에 나사산이 형성되는 웨이트조절봉(124)을 구비하고, 상기 웨이트조절봉(124)에 나사결합되어 웨이트를 조절할 수 있게 한 웨이트조절구(125)를 구비하여 실시할 수 있는 것이다.On the other hand, in another embodiment of the present invention, a weight control rod having a thread formed on the outer surface of the
이하, 본 발명의 적용실시에 따른 작용효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effect according to the application of the present invention will be described.
상기한 바와 같이 내부에 설치되는 단말의 신호를 무선으로 외부의 게이트웨이로 전송이 쉽도록 맨홀 커버(11)와 속 커버(12) 사이에 안테나를 설치 및 고정이 용이한 안테나 구조체를 구비하되, 안테나 구조체를 맨홀 커버(11)에 무선안테나 송수신이 원활하게 핀홀(11a)을 형성하고, 맨홀 커버(11)의 내면에 안테나를 구속하여 자력결속되는 안테나자력결착구(100)를 구비한 본 발명을 적용하여 실시하게 되면, 안테나를 자력 결속에 의하여 용이하게 설치되는 것이다.As described above, an antenna structure that is easy to install and fix the antenna between the
또한, 맨홀의 핀홀(11a)을 통하여 송수신이 원활하게 이루어지는 것이다.In addition, transmission and reception are performed smoothly through the
11 : 맨홀 커버
11a : 핀홀
12 : 속 커버
100 : 안테나자력결착구
110 : 맨홀자착베이스
111 : 자석결합홀
112 : 밀차시트
120 : 안테나클램프
121 : 각도조절부
122 : 베이스클램프
123 : 커버클램프
124 : 웨이트조절봉
125 : 웨이트조절구
11:
12 : Inner cover
100: antenna magnetic coupling
110: manhole self-adhesive base
111: magnet coupling hole 112: mill car seat
120: antenna clamp
121: angle adjusting unit 122: base clamp
123: cover clamp 124: weight control bar
125: weight control
Claims (3)
상기 안테나 구조체는 맨홀 커버(11)에 무선안테나 송수신이 원활하게 핀홀(11a)을 형성하고, 맨홀 커버(11)의 내면에 안테나를 구속하여 자력결속되는 안테나자력결착구(100)를 구비하며;
안테나자력결착구(100)는 맨홀에 자력결속될 수 있게 구비되는 맨홀자착베이스(110)와 상기 맨홀자착베이스(110)에 각도조절부(121)를 매게로 결속되며 안테나를 구속할 수 있게 구비한 안테나클램프(120)로 구성한 것을 특징으로 하는 전력계통 지중 맨홀용 안테나 구조체.
An antenna structure for easy installation and fixation of an antenna between the manhole cover 11 and the inner cover 12 so that the signal of the terminal installed inside the manhole can be easily transmitted to the external gateway wirelessly,
The antenna structure forms a pinhole 11a in the manhole cover 11 for smooth transmission and reception of the wireless antenna, and includes an antenna magnetic binding member 100 that binds the antenna to the inner surface of the manhole cover 11 and magnetically binds it;
The antenna magnetic binding device 100 binds the manhole attachment base 110 provided to be magnetically bound to the manhole and the angle adjustment unit 121 to the manhole attachment base 110 with a medium, and is provided to bind the antenna. An antenna structure for a power system underground manhole, characterized in that it is composed of one antenna clamp (120).
안테나클램프(120)를 각도조절부(121)와 일체로 형성되는 베이스클램프(122)와 상기 베이스클램프(122)와 결합되어 안테나를 구속하는 커버클램프(123)로 구성한 것을 특징으로 하는 전력계통 지중 맨홀용 안테나 구조체.
According to claim 1;
The antenna clamp 120 is composed of a base clamp 122 integrally formed with the angle adjusting unit 121 and a cover clamp 123 combined with the base clamp 122 to restrain the antenna. Antenna structure for manhole.
맨홀자착베이스(110)에 자석이 삽입되는 자석결합홀(111)을 형성하고, 표면체 맨홀에 자력결속시 점착 및 밀착되게 1~3mm의 뚜께를 갖는 밀차시트(112)를 구비하고;
안테나클램프(120)의 베이스클램프(122)에 안테나의 하중에 따른 각도조절부(121)의 각도변화를 억제할 수 있게 외면에 나사산이 형성되는 웨이트조절봉(124)을 구비하고, 상기 웨이트조절봉(124)에 나사결합되어 웨이트를 조절할 수 있게 한 웨이트조절구(125)를 구비한 것을 특징으로 하는 전력계통 지중 맨홀용 안테나 구조체.
According to claim 2;
Forming a magnet coupling hole 111 into which a magnet is inserted in the manhole self-adhesive base 110, and having a mill car sheet 112 having a thickness of 1 to 3 mm to be adhered and adhered to the surface manhole when magnetically bound;
The base clamp 122 of the antenna clamp 120 is provided with a weight control bar 124 having a screw thread formed on the outer surface to suppress the angle change of the angle control unit 121 according to the load of the antenna, and the weight control An antenna structure for an underground manhole in a power system, characterized in that it has a weight adjusting ball 125 screwed to the rod 124 to adjust the weight.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |