KR101447736B1 - 가로등 선로 원격 감시 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가로등 선로 원격 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 가로등주 또는 배전함 내의 간선에 영상변류기를 형성하여 누설전류를 실시간 검출하며, 누설전류 발생시, 누설전류값을 판별하여 가로등주에 내장된 누전검출장치가 배전함의 관제제어장치로 무선 통신하여, 상기 관제제어장치가 누설전류값을 근거로 누설전류가 발생된 경간을 검출하고, 그 경간의 절연저항값을 계산하여 최종적으로 메인관제실에 통보할 수 있는 가로등 선로 원격 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
이에 따라, 신속한 후속 조치를 가능하게 하여, 보수작업의 시간을 단축할 수 있으며, 지표면에 방출되는 절연저항에 의한 안전 사고를 예방함에 그 목적이 있다.

Description

가로등 선로 원격 감시 시스템 및 그 방법{STREETLIGHTS TRACK REMOTE MONITORING SYSTEM AND MONITORING METHOD WITH IT}
본 발명은 가로등주를 통과하는 간선에 영상변류기(ZCT, Zero-phase Current Transformer)를 설치하여 가로등주 사이의 누설전류를 검출하여 고장 경간의 위치를 확인하며, 선로의 이상여부를 실시간으로 원격 감시할 수 있는 가로등 선로 원격 감시 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가로등 및 보안등(이하, '가로등'으로 지칭한다.)은 거리의 조명이나 교통의 안전 또는 보안의 목적으로 길가를 따라 설치해 놓은 등을 의미한다.
가로등의 점등은 시간, 주위·밝기, 관제센터의 제어 등에 의해서 작동되어진다.
이러한 가로등의 구성을 살펴보면, 지면에 입설되는 가로등주, 가로등주의 상단에 설치되는 가로등, 가로등주를 통과하여 지중에 매설되는 간선, 간선에서 분기되어 가로등에 전력을 공급하는 지선 및 지선에 설치되어 가로등을 제어하는 제어부로 이루어진다.
한편, 가로등주 내에 설치된 전선 및 가로등은 전선의 불량, 혹은 전선이 매설된 지면이 자연재해 등으로 침수되거나 전선피복의 노화로 누설전류가 발생할 수 있다.
여기서, 누설전류란 전로 이외를 흐르는 전류로, 절연체의 내부 및 표면과 공간을 통하여 선간 또는 대지사이를 흐르는 전류를 말한다.
누설전류를 개략적으로 설명하면, 상기 누설전류는 용량성 누설전류와 저항성 누설전류로 구분되며, 용량성 누설전류는 대지정전용량에 의해 발생되는 것으로, 도선과 대지 사이에 정전용량이 발생의 원인이 되고, 배전선로의 전류와 선로길이에 비례하여 커지며, 선로 주위 대지가 젖어있는 경우엔 더욱 증가한다.
저항성 누설전류는 매설지역의 서지 및 낙뢰나 이상전압의 발생으로 코로나 현상과 아크 그리고 온도 및 습도의 변화 등으로 절연이 노화 또는 열화에 의해 발생하며, 이 저항성 누설전류는 시간이 흐름에 따라 열이 발생하여 화재의 위험이 있다.
또한 저항성 누설전류는 인체에 접촉할 수 있으며, 접촉시 감전의 위험이 있다.
위의 용량성 누설전류와 저항성 누설전류는 통상적으로 동시에 발생하기도 한다. 그러나 용량성 누설전류와 저항성 누설전류 중에서 인체에 위험을 주는 요인은 저항성 누설전류이며, 이 저항성 누설전류의 요인을 파악하고 사고지점을 응급복귀하는 것이 우선이다.
한편 누설전류를 원격지에서 검출할 수 있는 기술 중의 하나로 공개특허공보 제10-2011-0096282호에 가로등용 누설전류 원격 검출시스템이 개시되어 있다.
위에 개시된 기술은 간선에서 분기된 지선에 영상변류기를 설치하여 지선에서 발생되는 누설전류를 영상변류기로 검출하고 이를 관리자가 모니터링 할 수 있도록 표시함과 동시에 일정 기준 이상의 누설전류가 검출된 경우 교류전원을 차단하도록 구성된 것이다.
이는 간선에서 분기된 지선 및 가로등에서 발생되는 누설전류를 효과적으로 검출할 수 있는 효과가 있으나, 가로등주와 가로등주 사이의 경간에 매립된 간선에서 발생되는 누설전류는 검출하지 못하므로 화재 및 인체 감전의 안전 사고를 유발하는 문제점이 있다.
따라서 가로등 뿐만 아니라, 가로등주 사이의 경간에서 발생하는 누설전류를 실시간으로 검출하여 누설전류가 발생한 경간을 검출하고, 신속한 후속조치를 취해 안전사고를 예방할 수 있으며, 가로등 선로의 누설전류 정보를 실시간으로 원격 감시하여 사전에 누설전류 발생을 예방할 수 있는 가로등 선로 원격 감시 시스템 및 그 방법의 개발이 요구된다.
본 발명은 위와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 가로등의 지주(이하, '가로등주'라고 지칭한다.) 내의 간선(M, Main line)에 영상변류기(ZCT, Zero-phase Current Transformer)를 설치하며, 영상변류기가 간선에 흐르는 전류의 차이를 검출하면, 검출된 입출력의 차이를 근거로 간선의 누설전류를 검출함과 동시에 누설전류가 발생된 경간위치를 확인할 수 있으며, 누설전류 정보를 실시간으로 무선통신하여 원격 감시함으로 누설전류 발생을 사전에 방지할 수 있는 가로등 선로 원격 감시 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템은 가로등주(10)내에 설치되어 수신된 제어신호에 근거하여 가로등을 제어하며, 가로등주 내의 누설전류를 검출하여 송출하는 누전검출장치(100)와; 배전함(20)에 설치되며, 상기 누전검출장치(100)로 제어신호를 송출하고 상기 누전검출장치(100)로부터 누설전류정보를 수신하는 관제제어장치(200) 및 관제제어장치(200)로부터 누설전류정보를 수신하는 메인관제서버(30)를 포함하는 가로등 무선 제어 시스템에 있어서, 누전검출장치(100)는 가로등주(10)내 간선(M)의 누설전류값을 검출하여 관제제어장치(200)로 송출하고, 관제제어장치(200)는 누전검출장치(100)로부터 전송된 누설전류값에 근거하여 가로등주 사이의 고장 경간을 검출하고 고장 경간의 절연저항값을 계산하여 메인관제서버(300)로 전송하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 위의 시스템을 이용한 가로등주의 경간 누전 감시 방법은 가로등주(10) 또는 배전함(20) 내의 간선(M)에서 발생되는 누설전류를 검출하는 누설전류감출단계(S10); 누설전류검출단계(S10) 후, 누설전류가 발생한 경간의 전력 입출력 차이를 누설전류값으로 계산하는 누설전류값계산단계(S20); 누설전류값계산단계(S20)에서 계산된 누설전류값과 누설전류를 검출한 영상변류기가 설치된 가로등주(10)의 식별인자를 상기 배전함(20)으로 송출하는 누설전류정보송출단계(S30); 누설전류정보송출단계(S30)에서 송출된 누설전류값을 근거로 누설전류가 발생한 경간을 검출하는 누설전류경간검출단계(S40);를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가로등 선로 원격 감시 시스템 및 그 방법은, 누설전류가 발생한 경간을 즉시 파악하여 신속한 후속조치를 취함으로써, 보수시간을 단축할 수 있고, 가로등주의 오작동 시간을 최소화할 수 있는 효과를 보유하고 있다.
또한, 절연저항값을 계산하여 절연저항 수치를 판단할 수 있으므로, 화재 및 인체 감전 등의 2차 안전 사고를 예방할 수 있는 효과를 보유하고 있다.
또한, 각 경간의 누설전류 및 절연저항 값의 변화를 상시 비교함으로 누설전류 발생을 사전에 방지할 수 있는 효과를 보유하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템의 전체 구성도이다.
도 1a는 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에서 1개의 배전함에 연결된 가로등주의 연결 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에서 가로등주의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에서 배전함의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에서 각각 구성의 내부 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 방법의 흐름도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 가로등주 사이의 누설전류를 검출하여 경간의 고장을 감시하며, 누설전류가 발생된 경간 위치를 검출하기 위한 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에 관한 것으로, 첨부된 도 1을 통해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템의 전체 사시도를 나타낸 것이며, 도 1a는 1개의 배전함에 연결된 가로등주의 연결 구성도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템은, 가로등주(10), 배전함(20) 및 메인관제서버(30)를 포함하여 구성되며, 복수 개의 가로등주(10)는 하나의 배전함(20)에 연결되어 제어된다.
배전함(20)은 다시 복수 개로 이루어져 구성되는데, 이 복수 개의 배전함(20)은 메인관제서버(30)에 의해서 제어된다.
여기서, 배전함(20)을 통한 가로등의 점등제어는 메인관제서버(30)의 제어신호에 의해서 이루어지거나 배전함(20)에 설정된 시간 또는 배전함(20)에 설정된 주위의 밝기에 의해서 이루어진다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에서 각각의 구성을 상세히 설명한다.
설명에 앞서 영상변류기(1)와 간선(M) 및 지선(B)에 대하여 간략하게 설명한다.
영상변류기(ZCT, Zero-phase Current Transformer)란, 전류의 입출력의 차이를 검출하는 장치를 의미한다.
더욱 상세하게는, 영상변류기의 전류 벡터합이 정상시 '0'이 되어야 하는데, 전류의 누설시, 벡터합이 '0'이 되지 않는 것을 이용하여, 이것을 검출하는 장치이다.
예컨데, 정상시에는 영상변류기를 통과하여 전선에 입출력되는 전류의 벡터합이 '0'이 되므로 작동하지 않으나, 전류의 누설 발생시 전선에 입출력되는 전류가 차이가 나며, 이 전류의 차이가 영상변류기에 검출되는 것이다.
간선(M, Main line)은 전원측에서 동력 제어반까지의 전로로, 변전실의 배전반에서부터 분전반까지의 대전류의 배선을 의미하는 것으로, 배전선의 주요부분을 가르킨다.
지선(B, Branch line)은 위 간선(M)에서 분기되어 전력 및 제어 신호를 공급받는 선을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에서 가로등주의 구성을 나타낸 것이다.
가로등주(10) 내에는 간선측영상변류기(121a) 및 누전검출장치(100)가 설치된다.
간선측영상변류기(121a)는 가로등주(10)를 통과하는 간선(M)에 설치되어 간선(M) 측의 누설전류를 검출한다.
또한, 간선(M)에 접지되는 지선(B)에도 지선측영상변류기(122a)가 설치되며, 지선측영상변류기(122a)는 지선(B) 측의 누설전류를 검출한다.
이때, 간선측영상변류기(121a)는 첨부된 도 2와 같이 동일한 가로등주(10)내에 지선측영상변류기(122a)와 간선측영상변류기(121a)가 함께 설치되므로, 지선측영상변류기(122a)와 간석측영상변류기(121a)가 각각의 회로 입출력의 차이를 중복하여 검출하지 않도록 하기위해 간선측영상변류기(121a)는 간선(M)과 지선(B)의 분기점 후단 간선(M)에 설치될 수 있다.
누전검출장치(100)는 지선(B)에서 전력을 공급받아 동작되며, 간선(M) 및 지선(B)에 각각 설치된 간선측영상변류기(121a) 및 지선측영상변류기(122a)로부터 검출된 전류 차이에 근거하여 누설전류값을 검출하고 검출된 누설전류값은 배전함(20)에 송출한다.
도 3은 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에서 배전함의 구성을 나타낸 것이다.
배전함(20)은 각각의 누전검출장치(100)에서 전송된 누설전류값에 근거하여 누설전류가 발생된 가로등주의 경간 위치 및 누설전류가 발생된 가로등을 검출하며, 설정값에 근거하여 가로등을 제어하는 것으로, 내부에 관제제어장치(200)가 설치된다.
관제제어장치(200)는 가로등주(10)의 누전검출장치(100)가 송출하는 누설전류값을 수신하며, 수신된 누설전류값을 근거하여 누설전류가 발생한 경간의 위치를 파악하고 누설전류가 발생한 경간의 절연저항값을 계산하여, 계산된 절연저항값과, 경간의 위치를 메인관제서버(30)로 송출한다.
이때, 관제제어장치(200)는 간선(M)에서 분기된 지선(B)을 통해 전력을 인가받아 구동될 수 있는데, 배전함(20)과 가로등주(10) 사이의 경간 누설전류를 검출하기 위해서 배전함(20)의 내부에 위치한 간선(M)에 배전함측영상변류기(251a)가 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 시스템에서 각각 구성의 내부 구성을 나타낸 것이다.
가로등주(10)에 설치되는 누전검출장치(100)는 누설전류 정보를 관제제어장치(200)에 송출하며, 가로등 제어신호에 따라 가로등의 점등을 제어하는 것으로, 제1통신모듈(110), 누전검출모듈(120), 누설전류계산모듈(130) 및 식별인자저장모듈(140), 등기구제어모듈(150) 및 등기구이상여부검출모듈(160)을 포함하여 구성된다.
제1통신모듈(110)은 관제제어장치(200)와의 통신으로 가로등주(10)의 정보를 전송한다.
이때, 제1동신모듈(110)과 관제제어장치(200)는 무선통신으로 구성될 수 있다.
누설전류검출모듈(120)은 가로등주(10) 내에서 발생하는 누설전류를 검출하는 것으로, 간선측누전검출모듈(121) 및 부하측누전검출모듈(122)로 구성된다.
간선측누전검출모듈(121)은 간선(M)에 설치된 간선측영상변류기(121a)를 통해 누설전류를 검출하며, 부하측누전검출모듈(122)은 간선(M)에 연결되어 등기구에 전력을 공급하는 지선(B)에 설치된 지선측영상변류기(122a)를 통해 누설전류를 검출한다.
누설전류계산모듈(130)은 누설전류검출모듈(120)에서 검출된 누설전류에 근거하여 누설전류값을 계산한다. 즉, 간선측영상변류기(121a)를 통해 간선전류의 입출력 차이의 크기에 비례하여 간석측의 누설전류값과, 지선측영상변류기(122a)를 통해 지선 전류의 입출력 차이의 크기에 비례하여 지선측의 누설절류값을 계산한다.
식별인자저장모듈(140)은 복수 개의 가로등주(10)가 연결되는 배전함(20)이 각각의 가로등주(10)를 구분하기 위한 식별인자를 저장한다.
여기서, 식별인자란 복수 개로 형성되는 가로등주(10)를 배전함(20)이 구분할 수 있도록 하는 요소의 일환으로, 센서를 활용하여 센서 검출를 통한 식별인자, 고유의 식별코드를 통한 식별인자 또는 미리 저장된 저장정보를 통한 식별인자 등 어느 하나의 것으로 이루어질 수 있으며, 가로등주를 구별할 수 있는 식별인자면 충분하다.
또한, 등기구의 제어 및 고장 여부 판단을 위해 등기구제어모듈(150) 및 등기구이상여부검출모듈(160)이 더 포함될 수 있다.
등기구제어모듈(150)은 가로등주(10)가 본원의 역할을 할 수 있도록 가로등주(10)의 등기구를 제어한다.
등기구이상여부검출모듈(160)은 등기구의 고장 혹은 이상 여부를 검출한다.
관제제어장치(200)는 제2통신모듈(210), 식별인자모듈(220), 고강경간검출모듈(230), 절연저항계산모듈(240)을 포함하여 이루어진다.
제2통신모듈(210)은 누전검출장치(100)로부터 가로등주(10)의 정보를 수신하며, 누전검출장치(100)에 등기구 제어신호를 송신하도록하고 메인관제서버(30)에는 가로등주(10)의 정보를 송신하며, 메인관제서버(30)로부터 등기구 제어신호를 수신받도록 한다.
식별인자모듈(220)은 배전함(20)에 연결된 가로등주(10)의 식별인자가 저장관리되며, 식별인자모듈(220)은 식별인자등록모듈(221) 및 식별인자인식모듈(222)을 포함하여 이루어진다.
식별인자등록모듈(221)은 배전함(20)이 제어하는 복수 개의 가로등주(10)의 식별인자를 미리 등록할 수 있다.
식별인자인식모듈(222)는 식별인자등록모듈(221)에 등록된 가로등주(10) 중에서 누설전류가 발생한 가로등주(10)의 식별인자를 인식한다.
고장경간검출모듈(230)은 누설전류가 발생하는 경우, 가로등주(10)의 누전검출장치(100)가 송출하는 누설전류값에 근거하여 고장 경간을 검출한다.
절연저항계산모듈(240)은 누설전류가 발생하는 경우, 누설전류계산모듈(130)이 계산한 누설전류값에 근거하여 절연저항값을 계산한다.
여기서, 절연저항이란 절연체에 전압을 가했을 때, 절연체가 나타내는 전기 저항으로서, 보통 절연된 송전선, 전기 기계의 권선 등에 대해 상기의 송전선 등과 지표선 사이에 존재하는 전기 저항을 말한다.
누설전류의 발생을 통해 절연저항이 저하되어 지표면에 방출될 경우, 인체 감전 등의 사고를 유발하게 되며, 특히 지표면의 침수 등의 자연재해로 인해 인체 감전 사고의 극대화 또는 화재 유발 등의 안전사고부터 대형사고까지 발생 될 수 있다.
따라서, 절연저항값을 계산하여 계산된 절연저항값을 메인관제서버(30)에 통보하므로, 절연저항으로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 관제제어장치(200)는 배전함(20) 내의 간선에 발생하는 누설전류를 검출하기 위해 누설전류모듈(250)이 추가로 구비될 수 있으며, 누설전류모듈(250)은 누설전류검출모듈(251) 및 누설전류계산모듈(252)로 이루어진다.
누설전류검출모듈(251)은 배전함(20) 또는 배전함(20)의 가장 근접한 가로등주(10) 내에 배선된 간선(M)에 발생하는 누설전류를 검출한다.
누설전류계산모듈(252)는 누설전류 방생시, 검출된 누설전류의 누설전류값을 계산한다.
메인관제서버(30)는 제3통신모듈(300) 및 정보비교저장모듈(310)을 포함하여 구성된다.
제3통신모듈(300)은 관제제어장치(200)로 제어신호를 송출하기도 하며, 관제제어장치(200)로부터 누설전류 정보를 수신받기도 한다.
정보비교저장모듈(310)은 제3통신모듈(300)이 관제제어장치(200)로부터 수신받은 누설전류정보 및 절연저항값을 저장하고 정해진 기준치와 상시 비교 감시한다.
누선전류값과 절연저항값의 기준치는 전기사업법 시행규칙의 전기설비 기술기준의 규정에 따라 정해진다.
전기사업법 시행규칙의 전기설비 기술기준 제52조 저압전로의 절연저항의 기준치의 규정에는 대지전압 150v 초과 300v 이하일 경우 절연저항은 0.2㏁ 이상의 절연저항을 가져야 하며, 사용전압은 220v를 사용해야하고, 누설전류는 1.1mA를 초과 할 수 없다고 규정하고 있다.
이에 따라, 관제제어장치(200)에서 수신된 누설전류값과 절연저항값을 저장하고, 정해진 기준치와 상시 비교함으로 누설전류가 발생하기 전에 사전에 방지할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은 구성으로, 누전검출장치(100)가 누설전류를 검출하여, 누설전류값을 계산하며, 계산된 누설전류값과 가로등주(10)의 식별인자를 관제제어장치(200)에 송출하고, 관제제어장치(200)에서 송출된 누설전류값을 근거하여 누설전류가 발생된 경간 및 절연저항값을 계산하여, 이를 메인관제서버(30)에 최종적으로 송출하여 이상여부를 통보할 수 있다.
따라서, 누설전류 발생시 고장 여부의 파악이 빠르며, 신속한 후속조치를 취할 수 있다.
한편, 누설전류 발생 경간의 검출은 각 경간의 누설전류값을 뺄셈으로 계산하여 차이가 나는 경우 그 경간을 발생 경간으로 검출할 수 있다.
또한, 절연저항값의 계산은 옴의 법칙 R = V / I 를 이용하여 계산한다.
R은 전연저항의 값을 나타내며, V는 전압의 크기를 나타내고, I는 경간에 발생한 누설전류값의 차를 나타낸다.
이러한 누설전류의 발생 경간 검출과 절연저항값의 계산을 실시 예 1과 실시 예 2를 이용하여 설명한다.
실시 예 1은 1 경간에서 누설전류가 검출된 경우에 대한 일 예이며, 실시 예 2는 2 경간에서 누설전류가 검출된 경우에 대한 일 예이다.
실시예 1. 한 개의 경간에서 누설전류가 검출된 경우
누설전류가 발생한 경간의 검출은 각 경간의 누설전류값의 차이로 검출한다.
누설전류의 경간이 한 개의 경간인 경우를 표를 첨부하여 설명하면 다음과 같다.

구분
 배전함
(A경간)		 등주
(B경간)		 등주
(C경간)		 등주
(D경간)		 등주
(E경간)

누설전류(mA)
10
10
10
0
0
표 1은 검출된 누설전류를 근거하여 누설전류값을 계산하고, 누설전류값을 경간별로 나타낸 것으로, 첨부된 도 1a에 의하여 배전함(20)과 제1가로등(11) 사이를 A경간, 제1가로등(11)과 제2가로등(12) 사이를 B경간, 제2가로등(12)과 제3가로등(13) 사이를 C경간, 제3가로등(13)과 제4가로등(14) 사이를 D경간, 제4가로등(14)과 제5가로등(15) 사이를 E경간으로 정의한다.
먼저, 누설전류 발생 경간의 검출은 각 경간의 누설전류값의 차이로 확인하며, 그 방법은 다음과 같다.
A경간은 A경간의 누설전류값인 10mA와 B경간의 누설전류값인 10mA의 누설전류값 차이가 0mA 이므로 정상경간이다.
B경간은 B경간의 누설전류값인 10mA와 C경간의 누설전류값인 10mA의 누설전류값 차이가 0mA 이므로 정상경간이다.
C경간은 C경간의 누설전류값인 10mA와 D경간의 누설전류값인 0mA의 누설전류값 차이가 10mA 이므로 누전경간이다.
D경간은 D경간의 누설전류값인 0mA와 E경간의 누설전류값인 0mA의 누설전류값 차이가 0mA 이므로 정상경간이다.
E경간은 E경간의 누설전류값이 0mA이므로 정상경간이다.
위의 방법으로 C경간을 누설전류가 발생한 경간으로 검출할 수 있다.
또한, 표 1에 제시된 누설전류값을 근거하여 절연저항값을 계산할 수 있다.
절연저항값은 옴의 법칙 R = V / I 을 이용하여 계산한다.
전기사업법 시행규칙의 전기설비 기술기준 제52조 저압전로의 절연저항의 기준치의 규정에는 대지전압 150v 초과 300v 이하일 경우 절연저항은 0.2㏁ 이상의 저항을 가져야 하며, 사용전압은 220v를 사용할 것으로 규정하고 있다.
따라서, 상기 규정에 의해 절연저항은 220v / I(각 경간 누설전류값의 차) 로 계산하여 0.2㏁ 이상의 저항값이 나와야 정상으로 볼 수 있으며, 각 경간의 절연저항값 계산 방식은 다음과 같다.
A경간의 절연저항값은 220V / 0mA(A경간 누설전류값의 차)로 계산하여 ∞ 의 결과를 얻어 정상경간으로 볼 수 있다.
B경간의 절연저항값은 220V / 0mA(A경간 누설전류값의 차)로 계산하여 ∞ 의 결과를 얻어 정상경간으로 볼 수 있다.
C경간의 절연저항값은 220V / 0.1mA(A경간 누설전류값의 차)로 계산하여 22,000Ω, 즉 0.022㏁의 결과를 얻어 상기 규정의 정상수치인 0.2㏁에 미치지 못하여 절연저항이 미달이라고 판단할 수 있다.
D경간의 절연저항값은 220V / 0mA(A경간 누설전류값의 차)로 계산하여 ∞ 의 결과를 얻어 정상경간으로 볼 수 있다.
E경간의 절연저항값은 220V / 0mA(A경간 누설전류값의 차)로 계산하여 ∞ 의 결과를 얻어 정상경간으로 볼 수 있다.
이와 같이, 검출된 누설전류값을 근거하여 누설전류가 발생한 경간을 검출하고, 절연저항값을 계산하여 누설전류 정보를 실시간으로 감시할 수 있다.
한편, 누설전류가 두 개의 경간 이상에서 발생하는 경우도 있다.
이러한 경우를 실시 예 2에서 설명한다.
실시예 2. 두 개의 경간 이상에서 누설전류가 검출된 경우
누설전류가 발생한 경간이 두 경간 이상일 수도 있다.
누설전류의 경간이 두 개의 경간 이상인 경우를 표를 첨부하여 설명하면 다음과 같다.

구분
 배전함 ZCT
(A경간)		 등주 ZCT
(B경간)		 등주 ZCT
(C경간)		 등주 ZCT
(D경간)		 등주 ZCT
(E경간)

누설전류(mA)
15
15
5
5
0
표 2는 검출된 누설전류를 근거하여 누설전류값을 계산하고, 누설전류값을 경간별로 나타낸 것으로, 첨부된 도 1a에 의하여 배전함(20)과 제1가로등(11) 사이를 A경간, 제1가로등(11)과 제2가로등(12) 사이를 B경간, 제2가로등(12)과 제3가로등(13) 사이를 C경간, 제3가로등(13)과 제4가로등(14) 사이를 D경간, 제4가로등(14)과 제5가로등(15) 사이를 E경간으로 정의한다.
먼저, 누설전류 발생 경간의 검출은 각 경간의 누설전류값의 차이로 확인하며, 그 방법은 다음과 같다.
A경간은 A경간의 누설전류값인 15mA와 B경간의 누설전류값인 15mA의 누설전류값 차이가 0mA 이므로 정상경간이다.
B경간은 B경간의 누설전류값인 15mA와 C경간의 누설전류값인 5mA의 누설전류값 차이가 10mA 이므로 누전경간이다.
C경간은 C경간의 누설전류값인 5mA와 D경간의 누설전류값인 5mA의 누설전류값 차이가 0mA 이므로 정상경간이다.
D경간은 D경간의 누설전류값인 5mA와 E경간의 누설전류값인 0mA의 누설전류값 차이가 5mA 이므로 누전경간이다.
E경간은 E경간의 누설전류값이 0mA이므로 정상경간이다.
위의 방법으로 B경간과 D경간을 누설전류가 발생한 경간으로 검출할 수 있다.
또한, 표 2에 제시된 누설전류값을 근거하여 실시예 1. 한 개의 경간에서 누설전류가 검출된 경우와 같이 절연저항값을 계산할 수 있다.
A경간의 절연저항값은 220V / 0mA(A경간 누설전류값의 차)으로 계산하여 ∞ 의 결과를 얻어 정상경간으로 볼 수 있다.
B경간의 절연저항값은 220V / 0.1mA(A경간 누설전류값의 차)으로 계산하여 22,000Ω, 즉 0.022㏁의 결과를 얻어 상기 규정의 정상수치인 0.2㏁에 미치지 못하여 절연저항이 미달이라고 판단할 수 있다.
C경간의 절연저항값은 220V / 0mA(A경간 누설전류값의 차)으로 계산하여 ∞ 의 결과를 얻어 정상경간으로 볼 수 있다.
D경간의 절연저항값은 220V / 0.005mA(A경간 누설전류값의 차)으로 계산하여 44,000Ω, 즉 0.044㏁의 결과를 얻어 상기 규정의 정상수치인 0.2㏁에 미치지 못하여 절연저항이 미달이라고 판단할 수 있다.
E경간의 절연저항값은 220V / 0mA(A경간 누설전류값의 차)으로 계산하여 ∞ 의 결과를 얻어 정상경간으로 볼 수 있다.
이하, 가로등주의 경간 누전 감시 시스템 및 그 실시 예를 통한 가로등주의 경간 누전 감시 방법을 도 5를 첨부하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 가로등주의 경간 누전 감시 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 5에 의하면 가로등주의 경간 누전 감시 방법은, 누설전류검출단계(S10), 누설전류값계산(S20), 누설전류정보송출단계(S30), 누설전류경간검출단계(S40), 절연저항값계산단계(S50) 및 고장신고단계(S60)로 이루어진다.
(1) 누설전류검출단계(S10)
누설전류검출단계(S10)는 가로등주(10) 또는 배전함(20) 내의 간선(M) 혹은 각각의 가로등주(10) 사이 및 배전함(20)과, 배전함에서 근접한 가로등주(10) 사이의 경간에서 발생된 누설전류를 검출하는 단계이다.
(2) 누설전류값계산단계(S20)
누설전류값계산단계(S20)는 누설전류검출단계(S10) 후, 누설전류 발생이 검출되면 누설전류의 누설전류값을 판별하는 단계이다.
(3) 누설전류정보송출단계(S30)
누설전류정보송출단계(S30)는 누설전류값계산단계(S20)에서 계산된 누설전류값과 누설전류가 검출된 영상변류기가 설치된 가로등주(10)의 식별인자를 배전함(20)으로 송출하는 단계이다.
(4) 누설전류경간검출단계(S40)
누설전류경간검출단계(S40)는 누설전류정보송출단계(S30)에서 송출된 누설전류값을 근거로 누설전류가 발생한 경간을 검출하는 단계이다.
(5) 절연저항값계산단계(S50)
절연저항값계산단계(S50)는 누설전류정보송출단계(S30)에서 송출된 누설전류값을 근거로 절연저항값을 계산하는 단계이다.
(6) 고장신고단계(S60)
고장신고단계(S60)는 누설전류경간검출단계(S40)에서 검출된 누설전류 발생 경간의 정보와 절연저항값계산단계(S50)에서 계산된 절연저항값을 메인관제서버(30)에 송출하여 고장을 신고하는 단계이다.
이와 같은 구성에 의해서, 누설전류가 발생한 경간을 즉시 파악하여 신속한 후속조치를 취함으로써, 보수시간을 단축할 수 있고, 가로등주의 오작동 시간을 최소화할 수 있는 효과를 보유하고 있다.
또한, 절연저항값을 계산하여 절연저항 수치를 판단할 수 있으므로, 화재 및 인체 감전 등의 2차 안전 사고를 예방할 수 있는 효과를 보유하고 있다.
아울러, 각 경간의 누설전류 및 절연저항 값의 변화를 상시 비교함으로 누설전류 발생을 사전에 방지할 수 있는 효과를 보유하고 있다.
한편, 상기에서 도 1 내지 도 5를 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 5의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
10 : 가로등주 11 : 제1가로등주
12 : 제2가로등주 13 : 제3가로등주
14 : 제4가로등주 15 : 제5가로등주
20 : 배전함 30 : 메인관제서버
100 : 누전검출장치 110 : 제1통신모듈
120 : 누설전류검출모듈 121 : 간선측누전검출모듈
121a : 간선측영상변류기 122 : 부하측누전검출모듈
122a : 지선측영상변류기 130 : 누설전류계산모듈
140 : 식별인자저장모듈 150 : 등기구제어모듈
160 : 등기구이상여부검출모듈 200 : 관제제어장치
210 : 제2통신모듈 220: 식별인자모듈
221 : 식별인자등록모듈 222 : 식별인자인식모듈
230 : 고장경간검출모듈 240 : 절연저항계산모듈
250 : 누설전류모듈 251 : 누설전류검출모듈
251 : 배전함측영상변류기 252 : 누설전류계산모듈
300 : 제3통신모듈 S10 : 누설전류검출단계
S20 : 누설전류값계산단계 S30 : 누설전류정보송출
S40 : 누설경간검출단계 S50 : 절연저항값계산단계
S60 : 고장신고단계

Claims (11)

  1. 가로등주(10) 내에 설치되어 수신된 제어신호에 근거하여 가로등을 제어하며, 가로등주 내의 누설전류를 검출하여 송출하는 누전검출장치(100); 배전함(20)에 설치되며, 상기 누전검출장치(100)로 제어신호를 송출하고 상기 누전검출장치(100)로부터 누설전류정보를 수신하는 관제제어장치(200); 상기 관제제어장치(200)로부터 누설전류정보를 수신하는 메인관제서버(30);를 포함하는 가로등 선로 원격 감시 시스템에 있어서,
    상기 누전검출장치(100)는 상기 가로등주(10)내 간선(M)의 누설전류값을 검출하여 상기 관제제어장치(200)로 송출하되,
    상기 가로등주(10)의 정보를 상기 관제제어장치(200)와 무선통신으로 송수신하는 제1통신모듈(110);
    상기 가로등주(10) 내의 간선(M)에 누설전류를 검출하는 간선측누전검출모듈(121) 및 간선(M)에 연결되어 등기구에 전력을 공급하는 지선(B)의 누설전류를 검출하는 부하측누전검출모듈(122)로 이루어지는 누설전류검출모듈(120);
    상기 누설전류검출모듈(120)에서 검출된 누설전류에 대한 누설전류값을 계산하는 누설전류계산모듈(130); 및
    상기 가로등주(10)의 식별인자를 저장하는 식별인자저장모듈(140);을 포함하고,
    상기 관제제어장치(200)는 상기 누전검출장치(100)로부터 전송된 누설전류값에 근거하여 가로등주 사이의 고장 경간을 검출하고 고장 경간의 절연저항값을 계산하여 상기 메인관제서버(30)로 전송하는 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 누전검출장치(100)는,
    상기 가로등주(10)의 등기구를 제어하는 등기구제어모듈(150); 및
    등기구의 고장 또는 이상 여부를 검출하는 등기구이상여부검출모듈(160);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 시스템.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 누전검출장치(100)에서 상기 관제제어장치(200)에 송신되는 가로등주(10)의 정보는 가로등주(10)의 식별인자와 누설전류계산값인 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 관제제어장치(200)는,
    상기 누전검출장치(100)로부터 가로등주(10)의 정보는 수신하며, 누전검출장치(100)에 등기구 제어신호를 송신하도록 하고, 상기 메인관제서버(30)에는 가로등주(10)의 정보를 송신하며, 메인관제서버(30)로부터 등기구 제어신호를 수신받도록 하는 제2통신모듈(210);
    상기 가로등주(10)의 식별인자가 저장관리되는 식별인자모듈(220);
    누설전류가 발생하는 경우, 상기 누설전류값에 근거하여 고장 경간을 검출하는 고장경간검출모듈(230); 및
    누설전류가 발생하는 경우, 상기 누설전류값에 근거하여 절연저항값을 계산하는 절연저항계산모듈(240);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 관제제어장치(200)는,
    배전함(20)과 상기 배전함(20)의 가장 근접한 가로등주(10) 내에 배선된 간선(M)에 발생하는 누설전류를 검출하는 누설전류검출모듈(251); 및
    상기 발생된 누설전류의 누설전류값을 계산하는 누설전류계산모듈(252);로 이루어지는 누설전류모듈(250);을 더 포함하여 누선전류값을 검출하는 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 식별인자모듈(220)은 상기 배전함이 제어하는 복수 개의 가로등주(10)의 식별인자를 등록하는 식별인자등록모듈(221); 및
    상기의 등록된 가로등주(10) 중에 누설전류가 발생한 가로등주(10)의 식별인자를 인식하는 식별인자인식모듈(222);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 시스템.
  8. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 관제제어장치(200)에서 상기 메인관제서버(30)로 송신되는 가로등주(10) 의 정보는 누설전류가 발생한 경간의 정보와 절연저항값인 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인관제서버(30)는,
    상기 관제제어장치(200)로 등기구 제어 신호를 송출하고, 관제제어장치(200)로부터 가로등주(10)의 정보를 수신받는 제3통신모듈(300);
    상기 제3통신모듈(300)이 수신받은 누설전류 정보를 저장하고, 비교 감시하는 정보비교저장모듈(310);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 시스템.
  10. 가로등주(10) 내에 설치되어 수신된 제어신호에 근거하여 가로등을 제어하며, 가로등주 내의 누설전류를 검출하여 송출하는 누전검출장치(100)와; 배전함(20)에 설치되며, 상기 누전검출장치(100)로 제어신호를 송출하고 상기 누전검출장치(100)로부터 누설전류정보를 수신하는 관제제어장치(200) 및 상기 관제제어장치(200)로부터 누설전류정보를 수신하는 메인관제서버(30)를 포함하는 가로등 선로 원격 감시 방법에 있어서,
    상기 가로등주(10) 또는 배전함(20) 내의 간선(M)에서 발생되는 누설전류를 검출하는 누설전류검출단계(S10);
    상기 누설전류검출단계(S10) 후, 누설전류가 발생한 경간의 전력 입출력 차이를 누설전류값으로 계산하는 누설전류값계산단계(S20);
    상기 누설전류값계산단계(S20)에서 계산된 누설전류값과 누설전류를 검출한 영상변류기가 설치된 가로등주(10)의 식별인자를 상기 배전함(20)으로 송출하는 누설전류정보송출단계(S30);
    상기 누설전류정보송출단계(S30)에서 송출된 누설전류값을 근거로 누설전류가 발생한 경간을 검출하는 누설전류경간검출단계(S40);
    상기 누설전류정보송출단계(S30)에서 송출된 누설전류값을 근거로 절연저항값을 계산하는 절연저항값계산단계(S50); 및
    상기 누설전류경간검출단계(S40)에서 검출된 누설전류 발생 경간의 정보와 절연저항값계산단계(S50)에서 계산된 절연저항값을 메인관제서버(30)에 송출하여 고장을 신고하는 고장신고단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등 선로 원격 감시 방법.
  11. 삭제
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