KR100945013B1 - The apparatus, the method for electric anti-corrosion control and the system using that - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 구조물의 전위가 방식기준전위 범위 내에 속하도록 방식 전류를 공급하는 데 있어서 소모되는 전력을 줄이고 상기 금속 구조물의 부식을 최소화할 수 있도록 하는 전기방식 제어장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치는, 지중 또는 지하에 매설되는 금속 구조물의 부식을 방지하기 위해, 불용성 양극 및 상기 금속 구조물에 전압을 인가하는 정류기; 및 미리 설정된 제 1 및 제 2 기준전위와 상기 금속 구조물의 전위의 크기를 차례로 비교하여 상기 정류기의 출력전압을 조절하는 정류기 제어모듈을 포함하여 일시적으로 금속 구조물이 부식상태에 놓이는 것을 최소화함으로써 전기화학적 부식을 최대한 방지할 수 있으며 전력 소모를 줄일 수 있는 장점이 있다.The present invention provides an electrical control device and method for reducing the power consumed in supplying the corrosion protection current so that the potential of the metal structure is within the corrosion resistance standard potential range and to minimize corrosion of the metal structure, and a system using the same. In one aspect, an electrical control device according to an embodiment of the present invention, in order to prevent corrosion of the metal structure buried underground or underground, an insoluble anode and a rectifier for applying a voltage to the metal structure; And a rectifier control module that adjusts the output voltage of the rectifier by sequentially comparing the first and second reference potentials set in advance with the magnitude of the potential of the metal structure, thereby temporarily minimizing the corrosion of the metal structure. Corrosion can be prevented as much as possible and power consumption can be reduced.

전기방식, 전식대책, 정류기, 스위칭, 기준전위, 기준전극, 방식전위 Electric method, Electric countermeasure, Rectifier, Switching, Reference potential, Reference electrode, Method potential

Description

전기방식 제어장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템{The apparatus, the method for electric anti-corrosion control and the system using that}The apparatus, the method for electric anti-corrosion control and the system using that}

본 발명은 전기방식 제어장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지중 또는 지하에 매설된 금속 구조물의 전위가 방식 기준전위의 범위에 속하도록 효율적으로 상기 금속 구조물에 인가되는 전압 또는 전류의 크기를 조절할 수 있으며 그에 따라 소모전력의 크기를 감소시킬 수 있는 전기방식 제어장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electric control device and method, and a system using the same, and more particularly, a voltage applied to the metal structure efficiently so that the potential of the metal structure embedded in the underground or underground falls within the range of the method reference potential. Alternatively, the present invention relates to an electric control device and method capable of adjusting the magnitude of current and thus reducing the magnitude of power consumption, and a system using the same.

일반적으로 온수기, 보일러, 열교환기 등에서 담수를 사용하기 위해 이용되는 배관, 저장수단 등의 구조물이나 물, 액화 천연가스 등의 수송을 위하여 지중 또는 수중에 매설되는 배관 등의 구조물은 철 계열의 금속재료로 형성된다.In general, structures such as pipes and storage means used for fresh water in water heaters, boilers, heat exchangers, etc., or structures buried underground or in water for transportation of water and liquefied natural gas, etc. Is formed.

이러한 금속 구조물은 부식 등에 의한 열화를 방지하기 위하여 표면에 폴리에틸렌 등의 합성수지로 코팅을 하거나, 전기 화학적 반응의 결과인 부식을 전기적으로 억제할 수 있도록 전기방식(electric anti-corrosion) 설비가 사용되고 있다. In order to prevent deterioration due to corrosion, such metal structures are coated with a synthetic resin such as polyethylene on the surface, or an electric anti-corrosion facility is used to electrically suppress corrosion resulting from an electrochemical reaction.

전기화학적 부식의 경우, 금속 표면에서 전해질을 통해 전류가 외부로 유출되는 지점에서 부식이 발생한다. 따라서, 부식검사 대상물인 금속구조물의 기준전 극에 대한 자연전위를 측정하여 부식을 감지할 수 있다. 이를 상세하게 설명하면, 전압을 측정할 수 있는 계기의 (+)단자에 방식 대상물을 연결하고 (-)단자에 기준전극을 연결한 다음, 기준전극을 방식대상물의 직상부 지표면에 접촉시켜 전위값을 산출한다. 방식의 기준이 되는 기준전위와 산출된 전위값을 비교하여 산출된 전위값이 방식 기준전위 이하의 값을 가지면 상기 금속구조물이 방식상태에 있는 것으로 판단하고, 방식 기준전위 이상의 값을 가지면 부식상태에 있는 것으로 판단한다.In the case of electrochemical corrosion, corrosion occurs at the point where the current flows out through the electrolyte at the metal surface. Therefore, the corrosion can be detected by measuring the natural potential with respect to the reference electrode of the metal structure that is the corrosion test object. In detail, connect the anticorrosive object to the (+) terminal of the instrument capable of measuring voltage, connect the reference electrode to the (-) terminal, and then touch the reference electrode to the ground surface directly above the anticorrosive object. To calculate. If the potential value calculated by comparing the reference potential as the reference of the method and the calculated potential value is less than the method reference potential, it is determined that the metal structure is in the method state, and if it has a value above the method reference potential, I judge it.

상술한 바와 같은 금속 구조물의 전기화학적 부식을 방지하기 위한 전기방식 장치가 도 1에 도시된다.An electrostatic device for preventing electrochemical corrosion of a metal structure as described above is shown in FIG. 1.

일반적인 전기방식 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 지중 등에 매설된 금속구조물(10), 상기 금속구조물(10)과의 전위를 비교하기 위한 기준전극(20), 상기 금속구조물(10) 및 기준전극(20)의 전위를 측정하는 단자함(40), 및 측정된 전위를 기초로 상기 금속구조물(10)이 방식상태를 유지하도록 직류전류를 공급하는 방식 제어장치(50)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a general electrical apparatus includes a metal structure 10 embedded in the ground, a reference electrode 20 for comparing a potential with the metal structure 10, the metal structure 10, and the like. A terminal box 40 for measuring the potential of the reference electrode 20, and a type control device 50 for supplying a DC current so that the metal structure 10 maintains the type state based on the measured potential.

상기와 같이 구성되는 전기방식 장치는 아날로그 메타(테스터기; tester) 혹은 휴대용 기록계(Strip Chart Recorder, EPR) 등을 단자함에 연결하여 수작업으로 금속구조물(10)의 전위와 기준전극(20)의 전위를 측정하고, 그 값을 방식 제어장치(50)에 전달하면, 방식 제어장치(50)는 측정된 전위와 기준전위를 비교하여 출력전류의 크기를 설정한다.The electrical device configured as described above connects an analog meta (tester) or portable recorder (Strip Chart Recorder, EPR) to the terminal box and manually changes the potential of the metal structure 10 and the potential of the reference electrode 20. When the measurement is made and the value is transmitted to the control method 50, the control method 50 compares the measured potential with the reference potential and sets the magnitude of the output current.

방식 제어장치(50)는 내부에 포함된 정류기를 통해 설정된 크기의 방식전류 가 생성되도록 하고, 생성된 방식전류는 금속 구조물(10) 인근에 매설된 불용성 양극인 HSCI(30) 및 상기 금속 구조물(10)에 인가되어 금속 구조물(10)의 전위가 기준전극(20)에 대하여 방식 기준전위 이하의 값을 갖도록 한다.The anticorrosive control device 50 allows the anticorrosive current of a predetermined size to be generated through a rectifier included therein, and the anticorrosive current generated is an insoluble anode embedded in the vicinity of the metal structure 10 and the metal structure ( 10 to be applied so that the potential of the metal structure 10 has a value below the anticorrosive reference potential with respect to the reference electrode 20.

도 2 는 종래 기술에 따른 전기 방식 방법이 도시된 그래프로서, 방식 제어장치에서의 동작 원리가 도시된 도이다.FIG. 2 is a graph illustrating an electric method according to the prior art, and illustrates a principle of operation of the method.

일반적으로 방식기준전위는 황산동 기준전극을 사용할 때 -850mV/CSE 내지 -2500mV/CSE의 범위를 갖는데, -850mV/CSE 이상의 값을 갖는 경우에는 금속 구조물이 부식 상태에 있는 것으로 판단하고, -2500mV/CSE 이하의 값을 갖는 경우에는 과방식 상태에 있는 것으로 판단한다.In general, the anticorrosive reference potential is in the range of -850 mV / CSE to -2500 mV / CSE when the copper sulfate reference electrode is used. If it has a value less than or equal to CSE, it is determined that it is in an over-provisional state.

종래 기술에 따른 방식 제어장치는 기준전극에 대한 금속 구조물의 전위가 항상 방식기준전위 범위 내에 속하도록 하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 방식기준전위 범위 내에 속하는 어느 한 전위값을 기준전위(Vref)로 설정한다.In order to ensure that the potential of the metal structure with respect to the reference electrode is always within the range of the anticorrosive reference potential, the anti-corrosion control apparatus according to the related art may set any potential value within the anticorrosive reference potential range as shown in FIG. Vref).

또한, 측정된 금속 구조물의 전위가 설정된 기준전위(Vref)를 상회하면 정류기의 출력전류 값을 높여 기준전극에 대한 금속 구조물의 전위를 낮추고, 측정된 전위가 기준전위(Vref)를 하회하면 정류기의 출력전류 값을 낮추어 기준전극에 대한 금속 구조물의 전위를 높이도록 동작한다.In addition, if the potential of the measured metal structure exceeds the set reference potential Vref, the output current value of the rectifier is increased to lower the potential of the metal structure with respect to the reference electrode.If the measured potential is less than the reference potential Vref, the Lowering the output current value increases the potential of the metal structure relative to the reference electrode.

그러나, 측정된 전위가 기준전위(Vref)를 하회하는 경우 정류기의 출력전류는 이전보다 낮은 출력으로 불용성 양극 및 금속 구조물에 인가되는데, 대부분의 경우 불용성 양극에 대해 금속 구조물이 (+)의 전위를 갖도록 인가되므로 기준전극에 대한 금속 구조물의 전위가 비록 방식기준전위 범위에 속할지라도 금속 구조물 이 부식 상태에 놓이게 된다. 따라서 금속 구조물의 표면에서 부식반응이 일어나게 된다.However, when the measured potential is below the reference potential (Vref), the rectifier's output current is applied to the insoluble anode and the metal structure at a lower output than before. In most cases, the metal structure has a positive potential for the insoluble anode. Since the potential of the metal structure with respect to the reference electrode falls within the anticorrosive reference potential range, the metal structure is in a corrosive state. Therefore, the corrosion reaction occurs on the surface of the metal structure.

또한, 측정된 전위가 방식기준전위와 과방식 기준전위의 사이에 존재할 경우, 기준전위를 초과하기 전까지는 방식기준전위 범위에 속한 상태임에도 불구하고 일정 크기의 전류를 계속 공급하여 금속 구조물을 부식시키면서 불필요한 전력소모를 발생시키는 문제점이 있다.In addition, if the measured potential exists between the anticorrosive reference potential and the overprevention reference potential, the metal structure is continuously corroded by supplying a certain amount of current even though it is within the range of the anticorrosive reference potential until it exceeds the reference potential. There is a problem of generating unnecessary power consumption.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하여 금속 구조물이 방식기준전위 범위 내에 속하도록 방식 전류를 공급하는 데 있어서 소모되는 전력을 줄이고 금속 구조물의 부식을 최소화하는 전기방식 제어장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템을 제안한다.The present invention is to compensate for the above-mentioned problems of the prior art electrical control device and method for reducing the power consumed in minimizing the corrosion of the metal structure and to reduce the power consumed in supplying the anticorrosive current so that the metal structure is within the range of the anticorrosive reference potential, and We suggest the system used.

특히, 방식 전류를 공급하는데 있어서 금속 구조물이 일시적으로 부식상태에 놓이는 정도를 최소화하여 전기화학적 부식을 최대한 방지할 수 있도록 하는 전기방식 제어장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템을 제안한다.In particular, the present invention proposes an electric control apparatus and method for minimizing the degree of temporary corrosion of a metal structure in supplying anticorrosive current, and to prevent electrochemical corrosion, and a system using the same.

보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치는, 지중 또는 지하에 매설되는 금속 구조물의 부식을 방지하기 위해, 불용성 양극 및 상기 금속 구조물에 전압을 인가하는 정류기; 및 미리 설정된 다수의 기준전위와 상기 금속 구조물의 전위의 크기를 차례로 비교하여 상기 정류기의 출력전압을 조절하는 정류기 제어모듈을 포함하되, 상기 다수의 기준전위는 제 1 기준전위 및 상기 제 1 기준전위보다 낮은 제 2 기준전위를 포함하고, 상기 금속 구조물의 전위가 상기 제 1 기준전위보다 높으면 상기 정류기의 출력전압을 높이도록 하고, 상기 금속 구조물의 전위가 상기 제 2 기준전위보다 낮으면 상기 정류기의 출력전압이 이전의 출력전압보다 낮게 인가되도록 하여 일시적으로 금속 구조물이 부식상태에 놓이는 것을 최소화한다.More specifically, the electrical control device according to an embodiment of the present invention, in order to prevent corrosion of the metal structure buried underground or underground, the insoluble anode and the rectifier for applying a voltage to the metal structure; And a rectifier control module configured to compare the preset plurality of reference potentials with magnitudes of potentials of the metal structure in order to adjust an output voltage of the rectifier, wherein the plurality of reference potentials are a first reference potential and the first reference potential. A lower second reference potential, and if the potential of the metal structure is higher than the first reference potential, the output voltage of the rectifier is increased, and if the potential of the metal structure is lower than the second reference potential, The output voltage is applied lower than the previous output voltage to minimize the temporary corrosion of the metal structure.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어시스템은, 금속 구조물의 부식을 방지하기 위한 적어도 하나 이상의 불용성 양극; 상기 불용성 양극 및 금속 구조물에 일정 크기의 전압을 인가하는 적어도 하나 이상의 전기방식 제어장치; 및 상기 각 전기방식 제어장치와 연결되는 상기 금속 구조물 지점의 전위 및 미리 설정된 다수의 기준전위의 크기를 비교하고 그에 따라 상기 각 전기방식 제어장치로부터 상기 금속 구조물에 인가되는 출력전압의 크기를 제어하는 전기방식 제어서버를 포함하되, 상기 다수의 기준전위는 제 1 기준전위 및 상기 제 1 기준전위보다 낮은 제 2 기준전위를 포함하고, 상기 금속 구조물의 계측된 전위보다 상기 제 2 기준전위가 큰 경우 상기 전기방식 제어장치를 통해 상기 불용성 양극에 (-) 전압이 인가되도록 함으로써 길이가 길어 전기방식 제어장치가 적어도 둘 이상 배치되는 금속 구조물의 경우 각 전기방식 제어장치를 일괄적으로 제어하고 그에 따라 부식을 최소화할 수 있도록 한다.In addition, the electrical control system according to an embodiment of the present invention, at least one or more insoluble anode for preventing corrosion of the metal structure; At least one electrical control device for applying a voltage of a predetermined magnitude to the insoluble anode and the metal structure; And comparing the electric potentials of the metal structure points connected with the respective electric control devices and the magnitudes of a plurality of preset potentials, and controlling the magnitude of the output voltage applied to the metal structures from the electric control devices. And an electrical control server, wherein the plurality of reference potentials includes a first reference potential and a second reference potential lower than the first reference potential, and wherein the second reference potential is greater than the measured potential of the metal structure. In the case of a metal structure in which at least two electrical control devices are disposed because the length is long by applying a negative voltage to the insoluble anode through the electrical control device, each electrical control device is collectively controlled and corroded accordingly. To minimize this.

본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어방법은, 금속 구조물 및 기준 전극간의 전위를 측정하는 제 1 단계; 측정된 상기 전위가 제 1 기준전위를 유지하도록 상기 금속 구조물에 방식전압 또는 방식전류를 인가하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 기준전위보다 낮은 제 2 기준전위에 비해 측정된 상기 전위가 낮은 경우, 상기 방식 전압 또는 방식전류의 출력을 낮추어 상기 금속 구조물에 인가하는 제 3 단계를 포함하여 효율적으로 방식전압 또는 전류를 인가할 수 있도록 한다.An electric method control method according to an embodiment of the present invention, the first step of measuring the potential between the metal structure and the reference electrode; Applying a method voltage or method current to the metal structure such that the measured potential maintains a first reference potential; And a third step of lowering the output of the method voltage or method current and applying the method to the metal structure when the potential measured is lower than the second reference potential lower than the first reference potential. To allow.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치가 도시된 구성도이다.3 is a block diagram showing an electric control device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전위 계측모듈(110), 정류기(130), 및 정류기 제어모듈(120)을 포함한다.Electric control device 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, the electric potential measuring module 110, rectifier 130, and rectifier control module 120.

전위 계측모듈(110)은 방식하고자 하는 금속 구조물(10) 및 기준전극(20)과 연결되어 기준전극(20)에 대한 금속 구조물(10)의 전위를 계측하고 그 값을 정류기 제어모듈(120)로 전달한다. 금속 구조물(10)의 전기화학적 부식은 금속 구조물(10)로부터 전류가 유출될 때 발생하므로 금속 구조물(10)의 가까운 지점이나(매설형인 경우) 직상부 지표면(이동형인 경우)에 접촉하도록 기준전극(20)을 배치하는 것이 바람직하다. 또한 전위 계측 모듈(110)은 전위를 측정할 수 있는 계측기기 또는 센 서로 구현될 수 있으며, 필요한 경우 전기방식 제어장치(100)의 외부에 분리하여 배치될 수도 있다.The potential measurement module 110 is connected to the metal structure 10 and the reference electrode 20 to be measured to measure the potential of the metal structure 10 with respect to the reference electrode 20, and the value of the rectifier control module 120. To pass. Electrochemical corrosion of the metal structure 10 occurs when current flows out of the metal structure 10, so that the reference electrode is brought into contact with a near point of the metal structure 10 (if buried) or the upper surface (if mobile). It is preferable to arrange (20). In addition, the potential measurement module 110 may be implemented as a measuring device or a sensor capable of measuring the potential, and may be disposed separately from the electrical control device 100 if necessary.

정류기(130)는 금속 구조물(10) 인근에 배치되는 HSCI(High Silicon Cast Iron)과 같은 불용성 양극(30) 및 금속 구조물(10) 간에 소정 크기의 직류전압 또는 전류를 인가하여 금속 구조물(10)이 방식상태를 유지할 수 있도록 하며, 양방향 정류기를 적용하는 것이 바람직하다.The rectifier 130 applies a DC voltage or a current of a predetermined size between the insoluble anode 30 such as HSCI (High Silicon Cast Iron) disposed near the metal structure 10 and the metal structure 10, thereby providing the metal structure 10. It is preferable to use a bidirectional rectifier in order to maintain this manner.

정류기 제어모듈(120)은 전위 계측모듈(110)로부터 전달된 전위 값이 방식기준전위 범위에 속하도록 정류기(130)의 스위치 구동을 제어하는데, 특히 본 발명의 일실시예에 따른 정류기 제어모듈(120)은 다수의 기준전위를 설정하고, 기준전극(20)에 대한 금속 구조물(10)의 전위와 차례로 그 크기를 비교하여 정류기(130)의 출력을 조절할 수 있도록 한다. 이때 본 명세서에서는 제 1 및 제 2 기준전위를 설정하고 그에 따라 정류기의 출력이 조절되는 것을 예로 하여 설명하나 이에 한정되지 않으며 생산자 또는 사용자의 설정에 따라 그 이상의 수로 기준전위를 설정할 수도 있다.The rectifier control module 120 controls the switch drive of the rectifier 130 so that the potential value transmitted from the potential measurement module 110 falls within the method reference potential range, in particular, the rectifier control module according to an embodiment of the present invention ( 120 sets a plurality of reference potentials and compares the magnitudes of the metal structures 10 with respect to the reference electrode 20 in order to adjust the output of the rectifier 130. In this specification, the first and second reference potentials are set and the output of the rectifier is adjusted accordingly as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the reference potential may be set to a higher number according to the producer or the user.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치(100)는 사용자의 제어명령이 입력되고 방식 상태를 출력하는 UI(140)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 기준전위의 구체적인 설정 값이 입력될 수 있도록 하는 소정의 입력수단을 구비할 수 있으며, 디스플레이 패널, 스피커 등의 출력수단을 구비하여 전기방식 제어장치(100)의 동작상태에 대한 데이터가 외부로 출력됨에 따라 사용자가 이를 인지할 수 있도록 한다. 이때 상기 전기방식 제어장치(100)의 동작상태에 대한 데이터로는 정류기(130)로부터 출력되는 방식전압 또는 방식전류의 크기, 설정된 기준전위 값, 그에 따른 금속 구조물(10)의 전위 값 등이 될 수 있으며 이러한 데이터들이 적어도 하나 이상 출력되어 금속 구조물(10)의 방식 상태를 파악하도록 할 수 있다.In addition, the electrical method control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a UI 140 for inputting a control command of the user and outputting the method status. That is, a predetermined input means for inputting specific setting values of the first and second reference potentials may be provided, and an output means such as a display panel and a speaker may be provided to operate the electric control device 100. As the data about the status is output to the outside, the user can recognize it. At this time, the data on the operation state of the electrical control device 100 may be the magnitude of the method voltage or method current output from the rectifier 130, the set reference potential value, the potential value of the metal structure 10 according to the like. At least one of such data may be output to determine the manner of the metal structure 10.

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 방법이 비교 도시된 그래프로서, 도 4(a)는 종래 기술에 따른 전기방식 방법에 의해 부식전류가 인가되는 영역이 도시된 그래프이며, 도 4(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 방법에 의해 부식전류가 인가되는 영역이 도시된 그래프이다.4 is a graph illustrating a comparison of an electric method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) is a graph showing a region to which a corrosion current is applied by the electric method according to the related art. (b) is a graph showing a region to which the corrosion current is applied by the electric method according to an embodiment of the present invention.

즉, 종래 기술에 따른 전기방식 방법을 적용하는 경우, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 기준전극에 대한 금속 구조물의 전위가 기준전위보다 낮으면 기준전위 값이 되도록 출력전류 또는 출력전압을 인가한다. 그러나 이때 인가되는 출력전류 또는 출력전압은 상술한 바와 같이 불용성 양극에 대해 금속 구조물이 부식상태가 되도록 하며 A영역에 인가된 만큼 부식 반응이 일어날 수 있다.That is, when applying the electric method according to the prior art, as shown in Figure 4 (a), if the potential of the metal structure with respect to the reference electrode is lower than the reference potential, the output current or output voltage to be the reference potential value Is authorized. However, the output current or output voltage applied at this time causes the metal structure to corrode the insoluble anode and the corrosion reaction may occur as much as applied to the A region.

그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 방법은 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 기준전극에 대한 금속 구조물의 전위가 제 1 기준전위 이상이 되는 경우에는 정류기의 출력을 높여 제 1 기준전위를 유지할 수 있도록 하고, 제 1 기준전위 이하가 되는 경우라도 제 2 기준전위 이상인 경우에는 별도의 방식전류를 인가하지 않고 그 상태가 유지되도록 한다. 다만, 제 2 기준전위 이하가 되는 경우에 한해서만 이전보다 낮은 출력의 방식전류 또는 방식전압이 인가되도록 하여 B영역에 인가된 만큼의 부식반응이 일어날 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 전기방 식 제어방법은 도 4에 도시된 바와 같이 A영역 및 B영역의 차이에 해당하는 만큼의 불필요한 방식전류 또는 방식전압이 인가되지 않으므로 전기방식 동작에 소모되는 전력을 줄일 수 있으며 금속 구조물의 부식 정도를 크게 줄일 수 있다.However, the electric method according to the embodiment of the present invention increases the output of the rectifier when the potential of the metal structure with respect to the reference electrode is greater than or equal to the first reference potential, as shown in FIG. 4 (b). It is possible to maintain the reference potential, and even if it is less than the first reference potential, if it is more than the second reference potential, the state is maintained without applying a separate method current. However, only when the second reference potential is lower than the anticorrosive current or the anticorrosive voltage may be applied, so that the corrosion reaction as much as applied to the B region may occur. Therefore, the method of controlling the electric method according to the exemplary embodiment of the present invention consumes no electric method or voltage because unnecessary method current or method voltage corresponding to the difference between the A area and the B area is not applied as shown in FIG. 4. Can reduce power consumption and significantly reduce the corrosion of metal structures.

이때, 상기 제 1 기준전위 및 제 2 기준전위는 기준전극의 종류 또는 생산자, 사용자에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 기준전극 중 대표적으로 사용되는 황산동 기준전극과 아연 전극의 기준전위는 다음과 같다.In this case, the first reference potential and the second reference potential may be set differently according to the type, producer, or user of the reference electrode. The reference potentials of the copper sulfate reference electrode and zinc electrode, which are typically used, are as follows.

Figure 112008053964504-pat00001
Figure 112008053964504-pat00001

구체적으로 예를 들면, 기준전극으로서 표에 도시된 황산동 기준전극을 적용한 경우 방식기준전위의 범위는 -850mV/CSE ~ -2500mV/CSE가 될 수 있는데, -850mV/CSE를 초과하는 경우에는 금속 구조물이 부식상태인 것으로 판단하며 -2500mV/CSE 미만의 값을 갖는 경우에는 과방식 상태인 것으로 판단한다. 이때 과방식 상태는 금속 구조물에 과도한 전압을 인가하는 경우 금속 구조물의 외면에 도포된 코팅 물질이 벗겨지거나(박리) 금속 구조물 자체에 균열이 생기는 상태를 지 칭하는 것으로, 일반적으로는 -2500mV/CSE에서 이러한 현상들이 다량 발생하여 금속 구조물에 악영향을 끼치게 된다. 따라서 금속 구조물이 과방식 상태가 되는 방식전위는 코팅 물질 및 금속 구조물 간의 접착력이나 코팅 물질의 도포 두께, 금속 구조물의 두께 등 여러 요인에 따라 달라질 수 있으므로 -2500mV/CSE에 한정되는 것은 아니며, 금속 구조물의 관리자 또는 생산자에 따라 다른 값이 과방식 상태의 방식 전위로 설정될 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 일반적으로는 -2500mV/CSE를 과방식 상태에 대한 방식 전위로 설정하고 있으므로 본 명세서에서는 -2500mV/CSE를 기준으로 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.Specifically, for example, when the copper sulfate reference electrode shown in the table is used as the reference electrode, the anticorrosive reference potential may range from -850 mV / CSE to -2500 mV / CSE. It is considered to be in a corrosive state, and when it has a value of less than -2500 mV / CSE, it is considered to be an over corrosion state. At this time, the over-corrosion state refers to a state in which a coating material applied to the outer surface of the metal structure is peeled off (peeled) or a crack occurs in the metal structure itself when an excessive voltage is applied to the metal structure, and generally, at -2500 mV / CSE. Many of these phenomena occur and adversely affect the metal structure. Therefore, the anticorrosive potential of the metal structure to be in an anticorrosive state is not limited to -2500 mV / CSE because the anticorrosive potential of the metal structure may vary depending on various factors such as the adhesion between the coating material and the metal structure, the coating thickness of the coating material, and the thickness of the metal structure. Other values may be set to the overpotential potential of the overeating state, depending on the manager or producer of the. However, as described above, in general, since -2500mV / CSE is set as the anticorrosive potential for the over-eating state, the embodiment according to the present invention will be described based on -2500mV / CSE.

이에 따라, 제 1 기준전위는 방식기준전위의 중간값인 -1100mV/CSE로 설정될 수 있으며, 또한 제 2 기준전위의 경우에는 제 1 기준전위인 -1100mV/CSE와 방식기준전위의 하한값으로 설정된 -2500mV/CSE의 중간값인 -1800mV/CSE로 설정되거나 또는 방식기준전위 하한값의 5% 마진에 해당하는 -2375mV/CSE로 설정될 수도 있다. Accordingly, the first reference potential may be set to -1100 mV / CSE, which is an intermediate value of the method reference potential, and in the case of the second reference potential, the first reference potential is set to -1100 mV / CSE and the lower limit value of the method reference potential. It can be set to -1800mV / CSE, which is the median of -2500mV / CSE, or -2375mV / CSE, which corresponds to 5% margin of the lower limit of the reference potential potential.

또한, 상술한 제 2 기준전위에서의 동작원리와 유사하게 제 3 기준전위를 설정할 수 있다. 즉, 제 3 기준전위를 제 1 기준전위보다 높은 값으로 제 3 기준전위를 설정하는 경우, 금속 구조물의 측정 전위가 제 1 기준전위보다 높은 것으로 판단된 경우라도 다시 제 3 기준전위와 비교하여 제 3 기준전위보다 높은 값을 갖는 경우에만 정류기의 출력을 이전보다 높여서 인가하도록 할 수 있으며 이에 따라 정류기 및 방식제어장치의 소모 전력을 더욱 낮출 수 있다.In addition, the third reference potential may be set similarly to the operation principle of the second reference potential. That is, when the third reference potential is set to a value higher than the first reference potential, the third reference potential is again compared with the third reference potential even when it is determined that the measured potential of the metal structure is higher than the first reference potential. 3 Only when the value is higher than the reference potential, the output of the rectifier can be applied higher than before, thereby reducing the power consumption of the rectifier and the control system.

상술한 바와 같이 동작할 수 있는 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치에 있어서, 정류기 제어모듈은 다음과 같이 구성될 수 있다.In the electric control device according to an embodiment of the present invention that can operate as described above, the rectifier control module may be configured as follows.

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치에 있어서, 정류기 제어모듈의 구성이 도시된 블록도이다.5 is a block diagram showing the configuration of the rectifier control module in the electric control device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 정류기 제어모듈은 상술한 바와 같이 전위 계측모듈로부터 전달된 기준전극에 대한 금속 구조물의 전위와 제 1 및 제 2 기준전위의 크기를 비교하고 그에 따라 정류기의 출력전류 또는 출력전압을 조절하기 위한 지령치를 생성하고 정류기의 스위치 구동을 제어한다.The rectifier control module according to an embodiment of the present invention compares the potential of the metal structure with the magnitude of the first and second reference potentials with respect to the reference electrode transferred from the potential measuring module as described above, and accordingly the output current of the rectifier or Generates a setpoint to regulate the output voltage and controls the switch drive of the rectifier.

이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 정류기 제어모듈(120)은, 도 5 에 도시된 바와 같이, 강압 트랜스포머(150)와, AC/DC 정류부(160), LC 필터(170), 디지털 신호처리부(Digital Signal Processor; 이하 DSP부라 한다)(190), 및 게이트 구동부(180)를 포함한다.To this end, the rectifier control module 120 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, step-down transformer 150, AC / DC rectifier 160, LC filter 170, digital signal processing unit (Digital Signal Processor; hereafter referred to as a DSP unit) 190, and a gate driver 180.

강압 트랜스포터(150)는 3상 220VAC의 입력 전압을 필요 전압, 예를 들어 58VAC로 강압할 수 있다. AC/DC 정류부(160)는 상기 강압된 AC 전압을 DC 전압으로 정류하며, AC/DC 정류부(160)는 3상 다이오드 형태의 풀-브릿지(Full-Bridge) 타입 회로로 구성되어 양방향 출력 특성을 가질 수 있다.The step-down transformer 150 may step down an input voltage of three-phase 220 VAC to a required voltage, for example, 58 VAC. The AC / DC rectifier 160 rectifies the stepped AC voltage into a DC voltage, and the AC / DC rectifier 160 is configured as a full-bridge type circuit in the form of a three-phase diode to provide bidirectional output characteristics. Can have

LC 필터(170)는 리액터와 DC 링크 커패시터로 이루어진 필터의 필터링에 의해 AC/DC 정류부(160)에서 정류된 DC 전압을 DC 링크 전압으로 변환하여 출력한다. 이때, 리액터는 출력 전류에 대하여 피크 전류를 정하고 전류 리플 정격에 따라서 인덕턴스 값을 결정하여 적용하는 것이 바람직하며, DC 링크 커패시터의 경우는 입출력 전류에 의해 생성되는 전압 리플(ripple)을 정격에 가깝게 조정할 수 있도록 수 ㎌의 커패시터를 사용하는 것이 바람직하다.The LC filter 170 converts the DC voltage rectified by the AC / DC rectifier 160 into a DC link voltage by filtering a filter including a reactor and a DC link capacitor. In this case, it is preferable that the reactor determines the peak current with respect to the output current and applies the inductance value according to the current ripple rating.In the case of a DC link capacitor, the voltage ripple generated by the input / output current is adjusted to be close to the rating. It is desirable to use a capacitor of several kW so that it can

게이트 구동부(180)는 DSP부(190)로부터의 출력 전류 제어를 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 게이트 구동신호로서 출력하여 정류기(130)를 구성하는 4개의 스위칭 소자(S1 내지 S4)를 스위칭 구동시키기 위한 수단으로, 게이트 구동과 냉각이 용이한 회로소자인 IGBT를 사용하는 것이 바람직하며, 사용되는 IGBT는 정격 전류의 200% 정도의 정격을 갖도록 하는 것이 바람직하다.The gate driver 180 outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal for controlling the output current from the DSP unit 190 as a gate driving signal to switch the four switching elements S1 to S4 constituting the rectifier 130. As a means for driving, it is preferable to use an IGBT which is a circuit element that is easy to drive and cool the gate, and it is preferable that the IGBT used has a rating of about 200% of the rated current.

DSP부(190)는 정류기(130)로부터의 출력 전압과 출력 전류를 감지하여 디지털 제어를 수행하는데, 출력전압 또는 출력전류에 의한 금속 구조물의 전위가 일정 값을 유지하도록 적어도 하나 이상의 전류 지령치를 생성한다. 또한, 생성된 전류 지령치와 실제 출력 전류와의 오차를 제어하여 정류기(130)의 4개의 스위칭 소자(S1 내지 S4)의 구동을 위한 PWM 신호를 발생하게 된다.The DSP unit 190 performs digital control by sensing the output voltage and the output current from the rectifier 130. The DSP unit 190 generates at least one current command value such that the potential of the metal structure by the output voltage or the output current maintains a constant value. do. In addition, an error between the generated current command value and the actual output current is controlled to generate a PWM signal for driving the four switching elements S1 to S4 of the rectifier 130.

상기와 같이 구성 및 동작하는 정류기 제어모듈(120)의 내부 구성을 회로로 구현하면 다음과 같이 구현될 수 있다.If the internal configuration of the rectifier control module 120 configured and operated as described above is implemented in a circuit, it can be implemented as follows.

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치에 있어서, 정류기 및 정류기 제어 모듈을 구성하는 회로가 도시된 회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a circuit constituting a rectifier and a rectifier control module in an electric system control apparatus according to an embodiment of the present invention.

우선, 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치에 있어서, 정류기(130)는 양방향 정류기로서, 도 6에 도시된 바와 같이, IGBT로 이루어진 4개의 스위칭 소자(S1 내지 S4)와, 하나의 인덕터(Lo)로 구성될 수 있다. 제 1 스위칭 소자(S1)와 제 2 스위칭 소자(S2)의 공통 접속단은 불용성 양극 및 금속 구조물에 대응하는 부하(R)와 직접 연결되고, 제 3 스위칭 소자(S3) 및 제 4 스위칭 소자(S4)의 공통 접속단은 인덕터(Lo)를 매개로 하여 부하와 연결된다. 인덕터(Lo)는 정류기 부 하(R)에서 빠른 전류 응답 특성을 가져야 하므로 작은 용량의 인덕터로 구비되는 것이 바람직하다.First, in the electric control system according to an embodiment of the present invention, the rectifier 130 is a bidirectional rectifier, as shown in Figure 6, four switching elements (S1 to S4) made of IGBT, one It may be configured as an inductor Lo. The common connection end of the first switching element S1 and the second switching element S2 is directly connected to the load R corresponding to the insoluble anode and the metal structure, and the third switching element S3 and the fourth switching element ( The common connection terminal of S4) is connected to the load via the inductor Lo. Since the inductor Lo should have a fast current response characteristic at the rectifier load R, it is preferable that the inductor Lo be provided as a small inductor.

제 1 스위칭 소자(S1)와 제 4 스위칭 소자(S4)를 스위칭 온시키게 되면, 전류는 제 1 스위칭 소자 및 제 4 스위칭 소자를 통해 (+) 방향으로 흘러 방식을 위한 (+) 전압이 출력될 수 있으며, 출력 전압의 크기 조정은 해당 스위칭 소자의 스위칭 온 시 듀티(Duty)의 조정에 의해 가능하도록 한다.When the first switching element S1 and the fourth switching element S4 are switched on, current flows in the (+) direction through the first switching element and the fourth switching element to output a positive voltage for the method. The scaling of the output voltage is made possible by adjusting the duty at the time of switching on the corresponding switching element.

또한, 제 2 스위칭 소자(S2)와 제 3 스위칭 소자(S3)를 스위칭 온시키게 되면, 전류가 제 2 스위칭 소자 및 제 3 스위칭 소자를 통해 (-) 방향으로 흐르게 되어, 방식을 위한 (-) 전압이 출력될 수 있으며, (+) 전압을 출력하는 경우와 마찬가지로 출력 전류의 크기 조정은 해당 스위칭 소자의 스위칭 온 시 듀티의 조정에 의해 가능하도록 한다.In addition, when the second switching element S2 and the third switching element S3 are switched on, current flows in the negative direction through the second switching element and the third switching element, so that the The voltage may be output, and as in the case of outputting a positive voltage, scaling of the output current is made possible by adjusting the duty when the corresponding switching element is switched on.

DSP부(190)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 전압전류 감지부(250)와, 제 1 ADC 및 제 2 ADC, 제 1 LPF 및 제 2 LPF를 포함하며, 제 1 LPF 및 제 2 LPF와 연결되는 전압 감산기(210), PI 제어기(2220), 전류 감산기(230), P 제어기(240), 제 1 증폭기 및 제 2 증폭기, 제 1 인버터 및 제 2 인버터, 그리고 제 1 PWM 발생기 내지 제 4 PWM 발생기를 포함하여 구성된다.As illustrated in FIG. 6, the DSP unit 190 includes a voltage and current detector 250, a first ADC and a second ADC, a first LPF, and a second LPF, and includes a first LPF and a second LPF. Connected to the voltage subtractor 210, the PI controller 2220, the current subtractor 230, the P controller 240, the first amplifier and the second amplifier, the first inverter and the second inverter, and the first PWM generator to the first. It consists of 4 PWM generators.

전압전류 감지부(250)는 정류기(130)로부터 출력된 출력 전압(vo)과 출력 전류(io)를 피드백하여 감지하며, 제 1 ADC 및 제 2 ADC는 전압전류 감지부를 통해 감지된 아날로그 상태의 출력 전압(vo)과 출력 전류(io)를 각각 디지털 형식의 값으로 변환하게 된다.The voltage current detector 250 detects the feedback of the output voltage (v o ) and the output current (i o ) output from the rectifier 130, and the first ADC and the second ADC detect the analog detected by the voltage current detector. The output voltage (v o ) and output current (i o ) of the state are respectively converted into digital values.

제 1 LPF 및 제 2 LPF는 제 1 ADC 및 제 2 ADC를 통해 변환된 출력 전압과 출력 전류 값의 저주파수 대역만을 통과시켜 출력하며, 전압 감산기(210)는 제 1 LPF 및 제 2 LPF를 통해 저역통과 필터링된 실제값인 출력 전압(vo)과 별도로 입력된 적어도 하나 이상의 기준전위 지령치(vo1 *, vo2 *)와의 오차값을 출력한다.The first LPF and the second LPF output only the low frequency bands of the output voltage and the output current value converted through the first ADC and the second ADC, and the voltage subtractor 210 low pass through the first LPF and the second LPF. Outputs an error value between at least one reference potential command value (v o1 * , v o2 * ) input separately from the output voltage v o that is the actual filtered value.

이때 기준전위 지령치는 불용성 양극에 대한 금속 구조물의 실제 측정된 전위 값이 제 1 기준전위 값 또는 제 2 기준전위 값에 맞도록 조정하기 위한 값이다. 예를 들어 설명하면, 제 1 기준전위 값이 -1100mV/CSE일 때 측정된 전위가 -1000mV/CSE으로 제 1 기준전위 값보다 높은 경우에는 출력전류 또는 출력전압의 크기가 이전 값보다 약 100mV/CSE 높도록 기준전위 지령치를 생성하고 전압 감산기에 인가하여 금속 구조물의 전위를 낮출 수 있도록 한다. 또한, 제 1 기준전위 값이 -1100mV/CSE이고 제 2 기준전위 값이 -1800mV/CSE인 때 측정된 전위가 -1200mV/CSE로 제 1 기준전위 값보다 낮은 경우에는 그 상태를 유지한다. 그러나 지하철 선로에서의 누설전류 또는 인근에 매설된 전선으로부터의 누설전류 등 외부 요인에 의해 금속 구조물의 전위 값이 -1900mV/CSE가 되어 제 2 기준전위 값보다도 낮게 되면 출력전류 또는 출력전압의 크기가 이전 값보다 약 100mV/CSE 낮도록 기준전위 지령치를 생성하고 전압 감산기에 인가하여 금속 구조물의 전위를 높일 수 있도록 한다.At this time, the reference potential command value is a value for adjusting the actual measured potential value of the metal structure with respect to the insoluble anode to match the first reference potential value or the second reference potential value. For example, if the potential measured when the first reference potential value is -1100mV / CSE is -1000mV / CSE and is higher than the first reference potential value, the magnitude of the output current or output voltage is about 100mV / Create a reference potential setpoint to raise the CSE and apply it to a voltage subtractor to lower the potential of the metal structure. Also, when the potential measured when the first reference potential value is -1100 mV / CSE and the second reference potential value is -1800 mV / CSE is lower than the first reference potential value at -1200 mV / CSE, the state is maintained. However, when the potential value of the metal structure becomes -1900 mV / CSE due to external factors such as leakage current on the subway line or leakage current from a nearby line, the output current or output voltage is lower than the second reference potential value. Create a reference potential setpoint that is about 100mV / CSE lower than the previous value and apply it to a voltage subtractor to increase the potential of the metal structure.

즉, 상기 기준전위 지령치로서 제 1 지령치(vo1 *) 및 제 2 지령치(vo2 *)가 설정된 경우, 실제 전위값이 상기 제 1 및 제 2 지령치(vo1 *, vo2 *)에 의해 설정된 범위 이내에 속하도록 출력전류를 조정할 수 있다.That is, when the first setpoint v o1 * and the second setpoint v o2 * are set as the reference potential setpoint, the actual potential value is determined by the first and second setpoints v o1 * and v o2 * . The output current can be adjusted to fall within the set range.

PI 제어기(230)는 상기 전압 감산기(210)로부터의 전압 오차값을 PI(Proportional-Integral) 제어하여 정류기의 전류 지령치에 해당하는 지령 전류(i*)를 발생하게 된다.The PI controller 230 controls the voltage error value from the voltage subtractor 210 to control the PI (Proportional-Integral) to generate a command current (i * ) corresponding to the current command value of the rectifier.

전류 감산기(230)는 상기 PI 제어기(220)로부터의 지령 전류(i*)와 제 1 LPF로부터 출력된 실제값인 출력 전류(io)와의 오차값을 출력하고, P 제어기(240)는 상기 전류 감산기(230)로부터의 전류 오차값을 P 제어하여 정류기(130)에 구비된 4개의 스위칭 소자(S1∼S4)를 구동시키기 위한 구동제어신호를 발생한다.The current subtractor 230 outputs an error value between the command current i * from the PI controller 220 and the output current i o , which is an actual value output from the first LPF, and the P controller 240 outputs the error value. P control the current error value from the current subtractor 230 to generate a drive control signal for driving the four switching elements (S1 to S4) provided in the rectifier (130).

제 1 증폭기 및 제 2 증폭기는 P 제어기(240)로부터의 구동제어신호를 각각 기준 전압에 대해 증폭하여 2개의 출력신호를 발생하게 되고, 제 1 PWM 발생기 내지 제 4 PWM 발생기는 제 1 증폭기 및 제 2 증폭기로부터의 출력신호를 펄스폭 변조하여 4개의 PWM 신호를 발생시킨다. 이때, 제 2 PWM 발생기 및 제 4 PWM 발생기는 인버터를 통해 반전된 출력신호를 펄스폭 변조하여 출력하게 된다.The first amplifier and the second amplifier amplify the drive control signal from the P controller 240 with respect to the reference voltage, respectively, to generate two output signals, and the first to fourth PWM generators include the first amplifier and the first amplifier. Two PWM signals are generated by pulse width modulating the output signal from the two amplifiers. In this case, the second PWM generator and the fourth PWM generator are pulse width modulated to output the inverted output signal through the inverter.

도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어시스템의 구성이 간략하게 도시된 구성도이다.7 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the electric control system according to an embodiment of the present invention.

배관 등 장거리에 걸쳐 지중 또는 지하에 매설되는 금속 구조물(10)에 대해 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어시스템이 적용되는 경우, 금속 구조물(10)의 일정 길이 간격으로 적어도 하나 이상의 전기방식 제어장치(100a 내지 100c)가 배치될 수 있다. 각 전기방식 제어장치(100a 내지 100c)가 전기방식 제어시스템에 구비된 전기방식 제어서버(300)와 연결되면 각 전기방식 제어장치(100a 내지 100c)의 동작 상태 또는 해당 전기방식 제어장치와 연결된 금속 구조물의 지점에서의 방식 상태를 모니터링할 수 있다. 또한, 그에 따른 동작 제어명령을 생성하여 각 전기방식 제어장치(100a 내지 100c)의 정류기 제어모듈로 전달함으로써 각 전기방식 제어장치(100a 내지 100c)와 연결된 불용성 양극(30a 내지 30c) 및 금속 구조물의 해당 지점으로 제어명령에 따른 출력전압 또는 출력전류가 인가되도록 할 수 있다. When the electric control system according to an embodiment of the present invention is applied to a metal structure 10 buried underground or underground over a long distance such as a pipe, at least one electric system at a predetermined length interval of the metal structure 10. Control devices 100a to 100c may be arranged. When each electric control device (100a to 100c) is connected to the electric control server 300 provided in the electric control system, the operating state of each electric control device (100a to 100c) or the metal connected to the electric control device You can monitor the condition of the system at the point of the structure. In addition, by generating an operation control command according to the transfer to the rectifier control module of each electrical control device (100a to 100c) of the insoluble anode (30a to 30c) and the metal structure connected to each electrical control device (100a to 100c) The output voltage or output current according to the control command can be applied to the corresponding point.

이에 따라 길이가 긴 배관 등의 금속 구조물(10)에 대해 원격지 또는 근거리에 배치된 전기방식 제어서버(300)에서 일괄하여 금속 구조물(10)의 각 지점에 대한 방식 상태를 점검할 수 있으며 방식 동작을 제어할 수 있다.Accordingly, the metal structure 10 such as a long length of pipe can be collectively checked in the electric state control server 300 disposed remotely or at a short distance from each other in the metal structure 10 to check the state of the system. Can be controlled.

이상과 같이 본 발명에 따른 전기방식 제어장치 및 방법, 그리고 이를 이용한 시스템을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며 다수의 기준전위를 설정하고 금속 구조물의 전위와 비교하여 금속 구조물로 인가되는 방식 전압 또는 방식전류의 크기를 조절함으로써 부식현상을 최소화할 수 있도록 하는 본 발명의 기술사상은 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 용이하게 응용될 수 있음은 자명하다.As described above, the electric control apparatus and method according to the present invention, and a system using the same have been described with reference to the illustrated drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein and sets a plurality of reference potentials. The present invention can be easily applied by those skilled in the art within a protected range to minimize corrosion by controlling the magnitude of the method voltage or current applied to the metal structure in comparison with the potential of the metal structure. It is self-evident.

도 1 은 일반적인 전기방식 장치가 도시된 도,1 is a view showing a general electric device,

도 2 는 종래 기술에 따른 전기방식 방법이 도시된 그래프,2 is a graph showing an electric method according to the prior art,

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치가 도시된 구성도,3 is a block diagram showing an electric control device according to an embodiment of the present invention,

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 방법이 도시된 그래프,4 is a graph showing an electric method according to an embodiment of the present invention;

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치에 있어서, 정류기 제어 모듈의 구성이 도시된 블록도,5 is a block diagram showing the configuration of the rectifier control module in the electric control device according to an embodiment of the present invention;

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어장치에 있어서, 정류기 제어 모듈을 구성하는 회로가 도시된 회로도, 및6 is a circuit diagram showing a circuit constituting the rectifier control module in the electric control apparatus according to an embodiment of the present invention, and

도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 전기방식 제어시스템의 구성이 간략하게 도시된 구성도이다.7 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the electric control system according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 금속 구조물 20: 기준전극10: metal structure 20: reference electrode

30: 불용성 양극 50, 100: 전기방식 제어장치30: insoluble anode 50, 100: electrical control device

110: 전위 계측모듈 120: 정류기 제어모듈110: potential measurement module 120: rectifier control module

190: DSP부 200: 전기방식 제어서버190: DSP unit 200: electric control server

Claims (12)

지중 또는 지하에 매설되는 금속 구조물의 부식을 방지하기 위해, 불용성 양극 및 상기 금속 구조물에 전압을 인가하는 정류기; 및A rectifier for applying a voltage to the insoluble anode and the metal structure to prevent corrosion of the metal structure buried underground or underground; And 미리 설정된 다수의 기준전위와 상기 금속 구조물의 전위의 크기를 차례로 비교하여 상기 정류기의 출력전압을 조절하는 정류기 제어모듈; 및A rectifier control module for controlling output voltages of the rectifiers by comparing a plurality of preset potentials with magnitudes of potentials of the metal structures; And 상기 금속 구조물과 연결되는 기준전극을 음극으로 하고 상기 금속 구조물을 양극으로 하여 상기 기준전극 및 금속 구조물 간의 전위차를 계측하며, 이를 상기 정류기 제어모듈로 전달하는 전위 계측모듈A potential measurement module for measuring a potential difference between the reference electrode and the metal structure by using a reference electrode connected to the metal structure as a cathode and the metal structure as an anode, and transmitting it to the rectifier control module. 을 포함하되, Including, 상기 다수의 기준전위는 제 1 기준전위 및 상기 제 1 기준전위보다 낮은 제 2 기준전위를 포함하고,The plurality of reference potentials include a first reference potential and a second reference potential lower than the first reference potential, 상기 금속 구조물의 전위가 상기 제 1 기준전위보다 높으면 상기 정류기의 출력전압을 높이도록 하고, When the potential of the metal structure is higher than the first reference potential, the output voltage of the rectifier is increased. 상기 금속 구조물의 전위가 상기 제 2 기준전위보다 낮으면 상기 정류기의 출력전압이 이전의 출력전압보다 낮게 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기방식 제어장치.And the output voltage of the rectifier is lower than the previous output voltage when the potential of the metal structure is lower than the second reference potential. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 정류기 제어모듈은, The rectifier control module, 상기 금속 구조물의 전위 및 상기 제 1 기준전위의 크기를 비교하여 상기 금속 구조물의 전위가 더 높은 경우 상기 정류기의 출력전압을 높이도록 하고,By comparing the potential of the metal structure and the magnitude of the first reference potential to increase the output voltage of the rectifier when the potential of the metal structure is higher, 상기 제 1 기준전위가 더 높은 경우, 상기 금속 구조물의 전위 및 상기 제 2 기준전위의 크기를 비교하여 상기 금속 구조물의 전위가 더 낮은 경우 상기 정류기의 출력전압의 극성을 반대로 하여 인가하도록 하는 디지털 신호처리부When the first reference potential is higher, comparing the magnitude of the potential of the metal structure and the size of the second reference potential, when the potential of the metal structure is lower, the digital signal to apply the reverse of the polarity of the output voltage of the rectifier Processing 를 포함하는 전기방식 제어장치.Electrical control device comprising a. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 디지털 신호처리부는, 상기 정류기의 출력전압 또는 출력전류를 감지하는 전압전류 감지부;The digital signal processor may include: a voltage current detector configured to detect an output voltage or an output current of the rectifier; 감지된 상기 출력전압 또는 출력전류가 상기 제 1 및 제 2 기준전위에 따라 조절되도록 구동 제어신호를 생성하는 구동제어부; 및A driving control unit generating a driving control signal such that the sensed output voltage or output current is adjusted according to the first and second reference potentials; And 상기 구동 제어신호 중 일부는 펄스폭 변조하고, 나머지는 신호를 반전한 후 펄스폭 변조하여 상기 정류기의 각 스위칭 소자에 인가하는 펄스폭 변조신호 발생부Some of the driving control signals are pulse width modulated, and others are inverted signals, and then pulse width modulated and applied to each switching element of the rectifier. 를 포함하는 전기방식 제어장치.Electrical control device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 정류기는 입력된 교류전압을 상기 정류기 제어모듈의 제어신호에 따라 직류전압으로 변환하여 부하에 양방향 출력신호를 공급하는 양방향 정류기인 전기방식 제어장치.And the rectifier is a bidirectional rectifier for converting an input AC voltage into a DC voltage according to a control signal of the rectifier control module to supply a bidirectional output signal to a load. 금속 구조물의 부식을 방지하기 위한 적어도 하나 이상의 불용성 양극;At least one insoluble anode to prevent corrosion of the metal structure; 상기 불용성 양극 및 금속 구조물에 일정 크기의 전압을 인가하는 적어도 하나 이상의 전기방식 제어장치; 및At least one electrical control device for applying a voltage of a predetermined magnitude to the insoluble anode and the metal structure; And 상기 각 전기방식 제어장치와 연결되는 상기 금속 구조물 지점의 전위 및 미리 설정된 다수의 기준전위의 크기를 비교하고 그에 따라 상기 각 전기방식 제어장치로부터 상기 금속 구조물에 인가되는 출력전압의 크기를 제어하는 전기방식 제어서버An electric power comparing the electric potential of the metal structure point connected with each electric control device and the magnitude of a plurality of preset reference potentials and controlling the magnitude of the output voltage applied from the electric control device to the metal structure accordingly; Control server 를 포함하되,Including but not limited to: 상기 다수의 기준전위는 제 1 기준전위 및 상기 제 1 기준전위보다 낮은 제 2 기준전위를 포함하고, 상기 금속 구조물의 계측된 전위보다 상기 제 2 기준전위가 큰 경우 상기 전기방식 제어장치를 통해 상기 불용성 양극에 (-) 전압이 인가되도록 하는 전기방식 제어시스템.The plurality of reference potentials include a first reference potential and a second reference potential lower than the first reference potential, and when the second reference potential is larger than the measured potential of the metal structure, the electrical control device may control the electrical potential through the electrical control device. An electrical control system that allows a negative voltage to be applied to an insoluble anode. 삭제delete 금속 구조물 및 기준 전극간의 전위를 측정하는 제 1 단계;A first step of measuring a potential between the metal structure and the reference electrode; 측정된 상기 전위가 제 1 기준전위를 유지하도록 상기 금속 구조물에 방식전압 또는 방식전류를 인가하는 제 2 단계; 및Applying a method voltage or method current to the metal structure such that the measured potential maintains a first reference potential; And 상기 제 1 기준전위보다 낮은 제 2 기준전위에 비해 측정된 상기 전위가 낮은 경우, 상기 방식 전압 또는 방식전류의 출력을 낮추어 상기 금속 구조물에 인가하는 제 3 단계를 포함하되,When the potential measured compared to the second reference potential lower than the first reference potential is low, the third step of lowering the output of the method voltage or method current applied to the metal structure, 상기 제 3 단계는, 측정된 상기 전위가 상기 제 1 기준전위보다 낮은 경우, 상기 제 2 기준전위와 크기를 비교하는 단계; 및The third step may include comparing a magnitude with the second reference potential when the measured potential is lower than the first reference potential; And 상기 제 2 기준전위보다 낮은 경우, 상기 전위가 상기 제 2 기준전위보다 큰 값을 갖도록 이전의 방식전압 또는 방식전류보다 낮은 출력을 인가하는 단계When the voltage is lower than the second reference potential, applying an output lower than the previous method voltage or method current so that the potential has a value greater than the second reference potential. 를 포함하는 전기방식 제어방법.Electric control method comprising a. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 2 단계는, 측정된 상기 전위 및 상기 제 1 기준전위의 크기를 비교하는 단계;The second step may include comparing the magnitudes of the measured potential and the first reference potential; 비교결과, 측정된 상기 전위가 상기 제 1 기준전위보다 높은 경우 상기 금속 구조물에 인가되는 방식전압 또는 방식전류의 크기를 높이는 단계As a result of comparison, when the measured potential is higher than the first reference potential, increasing the magnitude of the anticorrosive voltage or the anticorrosive current applied to the metal structure. 를 포함하는 전기방식 제어방법.Electric control method comprising a. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 3 단계는, 측정된 상기 전위가 상기 제 1 기준전위보다 낮은 경우, 상기 제 2 기준전위와 크기를 비교하는 단계;The third step may include comparing a magnitude with the second reference potential when the measured potential is lower than the first reference potential; 상기 제 2 기준전위보다 낮은 경우, 상기 전위가 상기 제 2 기준전위보다 큰 값을 갖도록 이전의 방식전압 또는 방식전류보다 낮은 출력을 인가하는 단계When the voltage is lower than the second reference potential, applying an output lower than the previous method voltage or method current so that the potential has a value greater than the second reference potential. 를 포함하는 전기방식 제어방법.Electric control method comprising a. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 2단계 또는 상기 제 3 단계는,The second step or the third step, 정류기로부터 출력되는 출력 전압 또는 출력 전류 값을 감지하는 단계;Sensing an output voltage or output current value output from the rectifier; 감지된 출력 전압 또는 출력전류 값을 입력된 설정치 값과 비교하여 구동제어신호를 생성하는 단계; 및Generating a driving control signal by comparing the sensed output voltage or output current value with an input set value; And 상기 구동제어신호에 따라 상기 정류기의 스위칭 동작을 제어하여 출력 전류의 크기를 조절하는 단계Controlling the switching operation of the rectifier according to the driving control signal to adjust an output current; 를 포함하는 전기방식 제어방법.Electric control method comprising a.
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