KR102086221B1 - 선로전환기 모니터링 장치 - Google Patents

선로전환기 모니터링 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원은 선로전환기 모니터링 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 선로전환기 모니터링 장치는, 선로전환기의 동작시 계측되는 부하전류를 측정하여, 부하패턴을 생성하는 부하패턴측정부; 상기 선로전환기의 동작에 따른, 텅레일(쇄정유닛)의 위치를 나타내는 검지 신호를 수신하는 검지신호 수신부; 및 상기 부하패턴 및 검지신호를 이용하여, 상기 선로전환기에 발생한 고장을 판별하는 고장검출부를 포함할 수 있다.

Description

선로전환기 모니터링 장치 {Apparatus for monitoring point machine}
본 출원은 선로전환기 모니터링 장치에 관한 것으로서, 선로전환기의 고장을 실시간으로 검출하고, 고장종류를 자동으로 판별할 수 있는 선로전환기 모니터링 장치에 관한 것이다.
철도가 산업에 차지하는 비중이 점차 증가하여 열차의 안정적인 주행을 위하여 철도에서의 구성 요소에 대한 관리가 중요한 이슈로 부상하고 있다. 특히, 선로전환기는 열차의 진행 방향을 안전하게 변경시키는 중요한 구성 요소이며 선로전환기의 고장에 따라 열차 탈선 등의 대형 사고를 유발할 수 있기 때문에 조기 고장 탐지가 매우 중요하다.
선로전환기의 고장 진단은 많은 인력이 투입되며, 열차의 운행 시간이 종료된 늦은 시간에 진행되어 현재 시스템으로는 실시간 탐지가 불가능한 문제가 있다.
한국공개특허 제2000-0006607호
본 출원은, 선로전환기의 고장을 실시간으로 검출하고, 고장종류를 자동으로 판별할 수 있는 선로전환기 모니터링 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 선로전환기 모니터링 장치는, 선로전환기의 동작시 계측되는 부하전류를 이용하여, 부하패턴을 생성하는 부하패턴측정부; 상기 선로전환기의 동작에 따른, 텅레일(쇄정유닛)의 위치를 나타내는 검지 신호를 수신하는 검지신호 수신부; 및 상기 부하패턴 및 검지신호를 이용하여, 상기 선로전환기에 발생한 고장을 판별하는 고장검출부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 부하패턴 측정부는, 상기 부하전류를 실효치(RMS: Root Mean Square)로 환산하고, 상기 실효치를 샘플링하여, 상기 부하패턴으로 생성할 수 있다.
여기서 상기 부하패턴 측정부는, 상기 부하패턴을 기 설정된 시간간격에 따라 복수의 시간구간으로 구분할 수 있다.
여기서 상기 검지신호 수신부는, 정위에 위치하는 제1 리미트 스위치 또는 반위에 위치하는 제2 리미트 스위치가 상기 텅레일을 이동시키는 캠바에 의하여 터치되면, 상기 제1 리미트 스위치 또는 제2 리미트 스위치가 상기 터치에 대응하여 출력하는 검지신호를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 캠바는 경사면과 수평면을 포함하고, 상기 캠바가 상기 정위 또는 반위로 이동하면, 상기 제1 리미트 스위치 또는 제2 리미트 스위치는 상기 경사면을 지나 상기 수평면 상에서 상기 캠바와 접촉을 유지하며, 상기 제1 리미트 스위치 또는 제2 리미트 스위치는 상기 캠바의 경사면에 접촉할 때부터 상기 검지신호를 생성할 수 있다.
여기서 상기 고장검출부는, 상기 부하패턴에 설정된 각각의 시간구간에서의 전류량, 각각의 시간구간에서의 패턴형상 및 상기 검지신호의 수신타이밍 중 어느 하나를 이용하여, 상기 선로 전환기의 고장을 판별할 수 있다.
여기서 상기 고장검출부는, 상기 부하패턴에 설정된 초기 지연 구간에 포함된 전류의 평균값이 기준지연값 이상이면, 상기 선로전환기의 주파수 변환기(Frequency Converter)에 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
여기서 상기 고장검출부는, 상기 부하패턴에 설정된 잠김해제구간 또는 잠김구간에 포함된 전류의 최대피크값이 잠김피크값을 초과하면 상기 텅레일의 위치를 고정하는 잠금장치에 걸림이 발생한 것으로 판별하고, 상기 잠김해제구간 또는 잠김구간에 포함된 전류의 평균값이 기준잠김값을 초과하면 상기 잠금장치를 구동하는 모터에 걸림 또는 고착이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
여기서 상기 고장검출부는, 상기 부하패턴에 설정된 동정구간에 포함된 전류의 최대피크값이 동정피크값을 초과하거나, 상기 동정구간에 포함된 전류의 평균값이 기준동정값을 초과하면, 상기 텅레일에 걸림이나 고착이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
여기서 상기 고장검출부는, 상기 부하패턴에 설정된 종료구간에 포함된 전류의 평균값이 기준종료값을 초과하면, 상기 텅레일을 구동하는 모터의 성능저하 또는 상기 모터의 위치검지 센서의 오동작으로 판별할 수 있다.
여기서 상기 고장검출부는, 상기 부하패턴에 설정된 잠김 해제 또는 잠김 구간에서 추출한 복수개의 연속된 샘플들로부터 증가 또는 감소 패턴을 포함하는 패턴형상을 생성하고, 상기 생성한 패턴형상이 기준 잠김패턴과 상이하면 상기 선로전환기의 주파수 변환기 또는 모터 위치 감지 센서의 오류로 판별할 수 있다.
여기서 상기 고장검출부는, 상기 부하패턴에 설정된 동정 구간에서 추출한 복수개의 연속된 샘플들로부터 증가 또는 감소 패턴을 포함하는 패턴형상을 생성하고, 상기 생성한 패턴형상이 기준 동정패턴과 상이하면 상기 텅레일의 구동에 이상이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
여기서 상기 고장검출부는, 상기 텅레일을 반위에서 정위로 이동하는 경우, 상기 부하패턴에 설정된 동정구간의 시작시간부터 반위 검지 신호의 감지 종료시점까지의 제1 유지시간과, 정위 검지 신호의 감지 시점부터 상기 동정구간의 종료시간까지의 제2 유지시간을 측정하고, 상기 제1 유지시간 및 제2 유지시간이 기준 유지시간범위를 벗어나면, 리미트 스위치 또는 텅 레일에 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 의한 선로전환기의 모니터링 장치는, 상기 고장검출부에서 추출한 고장의 종류에 따라 심각도를 분류하고, 상기 심각도에 따른 경고 단계를 설정하여, 각각의 경고 단계에 대응하는 경고를 출력하는 고장 분석부를 더 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 선로전환기 모니터링 장치는, 선로전환기의 고장을 실시간으로 검출할 수 있으며, 고장종류를 자동으로 판별하는 것이 가능하다. 즉, 선로전환기에 대한 고장 검출 및 고장 진단을 자동화할 수 있으므로, 선로전환기의 관리에 필요한 인력을 크게 줄일 수 있으며, 사람이 관리하기 어려운 시간에도 선로전환기에 대한 진단을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 선로전환기 모니터링 장치는, 부하패턴에 설정된 각각의 시간구간에서의 전류량, 각각의 시간구간에서의 패턴형상, 검지신호의 수신타이밍 등을 이용하여 선로전환기에 대한 모니터링을 수행하므로, 정확한 고장검출 및 고장진단이 가능하다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 선로전환기 모니터링 시스템을 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 선로전환기 모니터링 장치를 나타내는 블록도이다.
도3 및 도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 선로전환기 모니터링 장치의 부하패턴을 나타내는 개략도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 검지신호 생성을 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 선로 전환기 모니터링 시스템을 나타내는 개략도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 선로 전환기 모니터링 시스템은, 선로전환기(1) 및 선로 전환기 모니터링 장치(100)를 포함할 수 있다.
이하, 도1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 선로 전환기 모니터링 시스템을 설명한다.
선로전환기(1)는 선로가 분기되는 곳에 설치되어, 열차의 운행방향을 제어할 수 있다. 즉, 선로전환기(1)는 캠바(미도시)를 구동시켜 쇄정유닛(11)을 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있으며, 이 경우 쇄정유닛(11) 상에 고정된 텅레일(t)은 좌측 레일에 부착되거나 우측 레일에 부착될 수 있다. 여기서, 선로전환기는 침목형 선로전환기 또는 노즈 가동형 선로전환기 등일 수 있다.
도1에 도시한 바와 같이, 텅 레일(t)이 우측 레일에 밀착되는 경우에는 열차가 직진 방향으로 운행할 수 있으며, 텅레일(t)이 좌측 레일에 밀착되는 경우에는 열차가 우측 방향으로 운행할 수 있다. 여기서, 텅레일(t)의 밀착방향에 따른 열차의 운행방향은 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
선로전환기(1)에 의하여 열차의 운행방향이 결정되므로, 선로전환기(1)가 고장나거나 오동작하는 경우에는 열차사고 등 대규모의 피해가 발생할 위험이 존재한다. 따라서, 선로전환기(1)의 동작을 정확하게 모니터링하여, 고장발생여부를 판별할 필요가 있다.
선로 전환기 모니터링 장치(100)는 선로전환기(1)의 동작을 모니터링할 수 있으며, 선로전환기(1)의 고장 발생여부 및 고장의 종류 등을 자동으로 판별할 수 있다. 구체적으로, 선로 전환기 모니터링 장치(100)는 선로전환기(1)의 동작시 계측되는 부하전류와, 텅레일(t)의 정위 또는 반위에 대응하는 위치에 각각 구비된 리미트 센서로부터 수신하는 검지 신호를 이용하여, 선로전환기(1)에 대한 고장판별 및 모니터링을 수행할 수 있다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 선로 전환기 모니터링 장치를 나타내는 블록도이다.
도2를 참조하면, 본 발명이 일 실시예에 의한 선로 전환기 모니터링 장치(100)는 부하패턴측정부(110), 검지신호 수신부(120), 고장검출부(130) 및 고장분석부(140)를 포함할 수 있다.
이하, 도2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 선로 전환기 모니터링 장치(100)를 설명한다.
부하패턴측정부(110)는 선로전환기(1)의 동작시 계측되는 부하전류를 이용하여 부하패턴을 생성할 수 있다. 부하전류는 도3(a)에 도시한 바와 같이 계측될 수 있다. 이후, 부하패턴측정부(110)는 부하전류를 도3(b)와 같이 먼저 실효치(RMS: Root Mean Square)로 환산하고, 도3(c)에 도시한 바와 같이, 실효치를 샘플링하여 부하패턴을 생성할 수 있다. 즉, 부하패턴측정부(110)는 부하전류를 이용하여, 도4에 도시한 바와 같은 부하패턴을 생성할 수 있다. 이와 같이 부하패턴을 생성하는 경우, 측정된 부하전류를 구간별, 요소별 상수로 취급할 수 있으며, 이를 통하여 논리적인 판단을 효과적으로 수행하는 것이 가능하다. 측정된 부하전류와 실효치, 부하패턴은 데이터베이스 등에 저장될 수 있다.
한편, 부하패턴측정부(110)는 부하패턴을 기 설정된 시간간격에 따라 복수의 시간구간으로 구분할 수 있다. 즉, 도4에 도시한 바와 같이, 부하패턴은 전체 측정구간(A), 초기 지연구간(B), 잠김 해제 구간(C), 동정구간(D), 잠김 구간(E) 및 종료구간(F)으로 각각 구별할 수 있다.
구체적으로, 전체 측정구간(A)은 선로전환기(1)가 텅 레일(t)을 1회 이동시키는데 소요되는 시간에 해당하고, 초기 지연구간(B)은 선로전환기(1)의 동작시 초기에 소요되는 지연시간에 해당한다. 잠김 해제 구간(C)은 쇄정유닛(11)이 이동가능하도록 잠금을 해제하는 시간구간에 해당하며, 동정구간(D)은 쇄정유닛(11)을 이동시켜 텅레일을 정위에서 반위, 또는 반위에서 정위로 이동하는 구간에 해당한다. 또한, 잠김구간(E)은 쇄정유닛(11)이 이동된 정위 또는 반위에 고정되도록 잠그는 구간에 해당하며, 종료구간(F)은 텅 레일의 이동이 종료된 이후의 예비구간에 해당한다.
여기서, 각각의 시간구간은 미리 설정된 시간간격에 따라 구별될 수 있다. 예를들어, 선로전환기(1)의 설계시 각각의 시간구간에서 소요될 것으로 설정한 시간간격으로 구별하거나, 선로전환기(1)의 동작을 측정하여 각각의 구간에 대하여 소요된 평균시간 등으로 시간간격을 미리 설정할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는, 부하패턴측정부(110)가 부하패턴에 나타난 패턴을 분석하여 자동으로 구별하는 것도 가능하다.
검지신호 수신부(120)는 선로전환기(1)의 동작에 따른 텅레일(t)의 위치를 나타내는 검지신호를 수신할 수 있다. 정위에는 제1 리미트 스위치(s1)가 위치하고, 반위에는 제2 리미트 스위치(s2)가 위치하고 있을 수 있다. 이후, 캠바(cb)가 이동하여 텅레일(t)을 이동시키는 경우, 제1 리미트 스위치(s1) 또는 제2 리미트 스위치(s2)는 캠바(cb)와 터치할 수 있으며, 캠바(cb)와 터치한 리미트 스위치(s1, s2)는 터치에 대응하여 검지신호를 출력할 수 있다.
구체적으로, 도5에 도시한 바와 같이, 캠바(cb)에는 경사면(f1)과 수평면(f2)이 존재할 수 있으며, 캠바(cb)가 정위로 이동하는 경우에는, 제1 리미트 스위치(s1)가 캠바(cb)의 경사면(f1)을 지나서 수평면(f2) 상에 접촉을 유지할 수 있다. 즉, 제1 리미트 스위치(s1)는 캠바(cb)가 이동하는 도중에 경사면(f1)과 접촉할 수 있으며, 캠바(cb)의 이동이 종료되어 텅레일(t)이 정위에 위치하는 경우에는 제1 리미트 스위치(s1)가 캠바(cb)의 수평면(f2)과 접촉할 수 있다. 여기서, 제1 리미트 스위치(s1)는 캠바(cb)에 의하여 눌리게 되는 경우에 검지신호를 생성하므로, 경사면(f1)과 접촉할 때부터 정위 검지신호를 생성하여 전송할 수 있다. 캠바(cb)가 반위로 이동하는 경우에도, 동일한 방식으로 제2 리미트 스위치(s2)가 반위 검지신호를 생성하여 전송할 수 있다. 따라서, 검지신호 수신부(120)는 제1 리미트 스위치(s1) 또는 제2 리미트 스위치(s2)가 전송하는 정위 검지신호 또는 반위 검지신호를 수신할 수 있다. 즉, 수신한 검지신호를 이용하여 현재 텅레일(t)이 정위에 위치하는지 아니면 반위에 위치하는 지를 판별할 수 있다.
고장검출부(130)는 부하패턴 및 검지신호를 이용하여, 선로전환기(1)에 발생한 고장을 판별할 수 있다. 구체적으로, 고장검출부(130)는 부하패턴에 설정된 각각의 시간구간에서의 전류량, 각각의 시간구간에서의 패턴형상, 검지신호의 수신타이밍 등을 이용하여 선로 전환기(1)의 고장을 판별할 수 있다.
먼저, 고장검출부(130)는 시간구간에서의 전류량을 이용하여 선로 전환기(1)의 고장을 판별할 수 있다.
고장검출부(130)는 초기 지연 구간(B)에 포함되는 전류의 평균값을 계산할 수 있으며, 계산된 평균값을 미리 설정된 기준 지연값과 비교할 수 있다. 여기서, 계산된 평균값이 기준 지연값 이상인 경우에는, 선로전환기(1)의 주파수 변환(frequency converter)에 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 즉, 초기 지연 구간(B)은 선로전환기(1)가 동작하기 전이므로, 정상인 경우에는 초기 지연 구간(B)에 기준 지연값 이상 전류가 발생하지 않아야 한다. 초기 지연구간(B)에 기준 지연값 이상의 전류가 발생하는 경우에는 선로전환기(1)의 주파수 변환기의 초기 스타트 업 기능에 문제가 있는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 고장검출부(130)는 초기 지연 구간(B)에서의 전류의 평균값이 기준지연값 이상이면, 선로전환기(1)의 주파수 변환기에 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
또한, 고장검출부(130)는 잠김해제구간(C) 또는 잠김구간(E)에 포함된 전류의 최대피크값을 추출할 수 있으며, 추출한 최대피크값을 미리 설정된 잠김피크값과 비교할 수 있다. 이후, 최대피크값이 잠김피크값을 초과하는 경우에는, 텅레일(t)의 위치를 고정하는 잠금장치에 걸림이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 정상인 경우에 비하여 잠금장치의 구동을 위해 더 높은 전류가 소요되는 것은, 잠금장치가 구동하는데 더 큰 힘이 필요한 것을 볼 수 있다. 따라서, 고장검출부(130)는 잠금장치에 걸림 등의 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 추가적으로, 고장검출부(130)는 잠김해제구간(C) 또는 잠김구간(E)에 포함된 전류의 평균값도 계산할 수 있으며, 계산된 평균값이 기준잠김값을 초과하는 경우에는, 잠금장치를 구동하는 모터에 걸림 또는 고착이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
또한, 고장검출부(130)는 부하패턴에 설정된 동정구간(D)에 포함된 전류의 최대피크값과 전류의 평균값을 계산할 수 있으며, 최대피크값과 평균값을 각각 미리 설정된 동정피크값과 기준동정값과 비교할 수 있다. 여기서, 최대피크값이 동정피크값보다 크거나 평균값이 기준동정값을 초과하는 경우에는, 텅레일에 걸림이나 고착이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
이외에도, 고장검출부(130)는 종료구간(F)에 포함된 전류의 평균값이 미리 설정된 기준종료값을 초과하면, 텅레일을 구동하는 모터의 성능 저하 또는 모터의 위치검지센서에 오동작이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 즉, 정상인 경우에는 종료구간(F)에서 이미 동작이 완료되어 선로전환기(1)에서 부하전류가 기준종료값 이상 발생하지 않게 된다. 따라서, 종료구간(F)에서 기준종료값 이상의 전류가 발생하는 것은, 모터의 성능이 저하되어 종료구간(F)에서도 기존의 구간에서의 동작을 진행하는 경우나, 이미 잠금 등 모터의 동작이 완료되었으나 모터의 위치검지센서에 이상이 존재하여 모터를 지속적으로 동작하는 경우에 해당하는 것으로 판별할 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는, 고장검출부(130)가 각각의 시간구간에서의 패턴형상을 이용하여 고장을 검출하는 것도 가능하다.
구체적으로, 고장검출부(130)는 잠김 해제구간(C) 또는 잠김 구간(E)에서 복수개의 연속된 샘플들을 추출할 수 있으며, 추출한 샘플들의 크기에 대한 증가 또는 감소 패턴을 포함하는 패턴형상을 생성할 수 있다. 이후, 생성한 패턴형상을 미리 설정한 기준 잠김패턴과 비교하여, 기준 잠김패턴과 생성한 패턴형상이 서로 상이한 경우에는 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 즉, 정상인 경우에는 시간순서에 따라 증가와 감소의 정형화된 패턴이 존재할 수 있다(증가->감소->증가->감소->증가). 따라서, 추출한 패턴형상이 정형화된 기준 잠김패턴과 일치하지 않는 경우에는 선로전환기(1)에 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 구체적으로, 잠김 해제구간(C) 또는 잠김 구간(E)에서의 패턴형상이 상이한 경우에는, 선로전환기(1)의 주파수 변환기 또는 모터 위치 감지 센서의 오류가 발생한 것으로 판별할 수 있다.
또한, 고장검출부(130)는 동정 구간(D)에서도 각각의 샘플들을 추출하여 증가 또는 감소 패턴을 포함하는 패턴형상을 추출할 수 있으며, 추출한 패턴형상을 기준 동정패턴과 비교할 수 있다. 여기서, 생성한 패턴형상이 기준 동정패턴과 상이한 경우에는, 텅레일의 구동에 이상이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
추가적으로, 고장검출부(130)는 검지신호의 수신타이밍을 이용하여 선로 전환기(1)의 고장을 검출하는 것도 가능하다. 즉, 도4를 참조하면, 고장검철부(130)는 텅레일(t)을 반위에서 정위로 이동하는 경우, 부하패턴에 설정된 동정구간(D)의 시작시간부터 반위 검지 신호의 감지 종료시점까지의 제2 유지시간(T2)과, 정위 검지 신호의 감지 시점부터 동정구간의 종료시간까지의 제1 유지시간(T1)을 각각 측정할 수 있다. 이후, 고장검출부(130)는 제1 유지시간(T1)과 제2 유지시간(T2)을 기준 유지시간범위와 비교할 수 있으며, 제1 유지시간(T1) 또는 제2 유지시간(T2)이 기준 유지시간범위를 벗어나는 경우에는 리미트 스위치 또는 텅 레일에 고장이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
구체적으로, 반위검지신호는 제2 리미트 스위치(s2)가 캠바(cb)의 경사면(f1)을 내려올때까지 유지되므로, 동정구간(D) 내에서 반위검지신호가 검지될 수 있다. 이후 경사면(f1)을 모두 내려온 경우에는 신호가 입력되지 않을 수 있다. 반면에, 정위검지신호는 동정구간(D)이 완료되기 전에 제1 리미트 스위치(s1)가 캠바(cb)의 경사면(f1)에 접촉할때부터 정위검지신호가 감지되기 시작할 수 있다. 이후, 동정구간(D)이 완료되면 제1 리미트 스위치(s1)는 캠바(cb)의 수평면(f2)과 접촉하여 정위검지신호를 유지할 수 있다.
따라서, 동정구간(D) 내에서 감지되는 각각의 제1 유지시간(T1)과 제2 유지시간(T2)는 캠바와 리미트 센서의 상태에 의하여 결정될 수 있다. 따라서, 제1 유지시간(T1) 또는 제2 유지시간(T2)이 허용된 기준 유지시간범위를 벗어나는 경우에는 리미트 스위치 또는 텅 레일에 이상이 발생한 것으로 판별할 수 있다.
이외에도, 고장검출부(130)는 부하전류가 측정되지 않거나, 부하전류의 측정이 중간에 중단되는 등 다양한 경우를 검출하여, 고장여부를 판별할 수 있다.
고장분석부는(140)는 고장검출부(130)에서 추출한 고장의 종류에 따라 심각도를 분류할 수 있으며, 심각도에 따른 경고 단계를 설정할 수 있다. 이후, 고장분석부(140)는 각각의 경고 단계에 대응하는 경고를 출력하여, 운영자에게 고장발생을 알릴 수 있다.
예를들어, 아래 표1에 나타난 바와 같이, 심각도를 상, 중, 하로 구별하고, 각각의 심각도에 대응하는 경고 단계를 설정하여 경고를 발생시킬 수 있다. 여기서, 각각의 경고 단계에 해당하는 발생조건은 미리 설정해둘 수 있다. 따라서, 고장분석부(140)는 발생조건에 해당하면, 각각의 경고 단계를 구별하여 대응하는 경고를 출력하는 것이 가능하다.
심각도 경고 단계 발생조건 후속조치
하 1단계 경고 1) 1개소 이상 단위 경고 1단계 발생 점검 요청
중 2단계 경고 1) 1개소 이상 단위 경고 2단계 발생2) 전체 대비 10% 이상 단위 경고 1단계 발생 점검 요청
상 3단계 경고 1) 1개소 이상 단위 경고 3단계 발생2) 전체 대비 10% 이상 단위 경고 2단계 발생 점검 요청
한편, 각각의 경고 단계에 해당하는 발생조건은 아래 표2에 따라 설정될 수 있다.
심각도 경고
단계		 발생 조건에 대한 진단 결과 비고
진단 조건 초기
지연
구간		 잠김
해제
구간		 동정
구간		 잠김
구간		 종료
구간
하 1단계 1)전류량 진단 ○ × × × ○
2)패턴진단 × ○ × ○ ×
3)검지신호진단 × × ○ × ×
중 2단계 1)전류량 진단 × × ○ ○ ×
2)패턴진단 × × × × ○
3)검지신호진단 × × × × ×
상 3단계 1)전류량 진단 × ○ × × ×
2)패턴진단 × × ○ × ×
3)검지신호진단 × × × × ×
고장분석부(140)는 경고 단계에 따라 경고를 발생시켜, 운영자에게 선로전환기(1)에 고장이 발생하였음을 알릴 수 있다. 이때, 고장분석부(140)는 경고음을 출력하거나, 디스플레이장치 등에 경고문구를 출력하여 운영자에게 경고를 알릴 수 있다. 실시예에 따라서는, 운영자의 휴대전화 등으로 경고 문자메시지를 전송하거나, 이메일 등을 발송하는 것도 가능하다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
1: 선로 전환기 11: 쇄정유닛
100: 선로전환기 모니터링 장치 110: 부하패턴측정부
120: 검지신호 수신부 130: 고장검출부
140: 고장분석부

Claims (14)

  1. 선로전환기의 동작시 계측되는 부하전류를 이용하여, 부하패턴을 생성하는 부하패턴측정부;
    상기 선로전환기의 동작에 따른, 텅레일(쇄정유닛)의 위치를 나타내는 검지 신호를 수신하는 검지신호 수신부; 및
    상기 부하패턴 및 검지신호를 이용하여, 상기 선로전환기에 발생한 고장을 판별하는 고장검출부를 포함하고,

    상기 검지신호 수신부는
    정위에 위치하는 제1 리미트 스위치 또는 반위에 위치하는 제2 리미트 스위치가 상기 텅레일을 이동시키는 캠바에 의하여 터치되면, 상기 제1 리미트 스위치 또는 제2 리미트 스위치가 상기 터치에 대응하여 출력하는 검지신호를 수신하고,

    상기 캠바는 경사면과 수평면을 포함하고,
    상기 캠바가 상기 정위 또는 반위로 이동하면, 상기 제1 리미트 스위치 또는 제2 리미트 스위치는 상기 경사면을 지나 상기 수평면 상에서 상기 캠바와 접촉을 유지하며,
    상기 제1 리미트 스위치 또는 제2 리미트 스위치는 상기 캠바의 경사면에 접촉할 때부터 상기 검지신호를 생성하고,

    상기 고장검출부는
    상기 부하패턴에 설정된 각각의 시간구간에서의 전류량, 각각의 시간구간에서의 패턴형상 및 상기 검지신호의 수신타이밍을 모두 이용하여 상기 선로전환기의 고장여부를 판단하고,

    상기 고장검출부는
    상기 부하패턴에 설정된 잠김 해제 또는 잠김 구간에서 추출한 복수개의 연속된 샘플들로부터 증가 또는 감소 패턴을 포함하는 패턴형상을 생성하고, 상기 생성한 패턴형상이 기준 잠김패턴과 상이하면 상기 선로전환기의 주파수 변환기 또는 모터 위치 감지 센서의 오류로 판별하고,
    상기 부하패턴에 설정된 동정 구간에서 추출한 복수개의 연속된 샘플들로부터 증가 또는 감소 패턴을 포함하는 패턴형상을 생성하고, 상기 생성한 패턴형상이 기준 동정패턴과 상이하면 상기 텅레일의 구동에 이상이 발생한 것으로 판별하고,

    상기 고장검출부는
    상기 텅레일을 반위에서 정위로 이동하는 경우, 상기 부하패턴에 설정된 동정구간의 시작시간부터 반위 검지 신호의 감지 종료시점까지의 제1 유지시간과, 정위 검지 신호의 감지 시점부터 상기 동정구간의 종료시간까지의 제2 유지시간을 측정하고, 상기 제1 유지시간 및 제2 유지시간이 기준 유지시간범위를 벗어나면, 리미트 스위치 또는 텅 레일에 고장이 발생한 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 선로 전환기 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부하패턴 측정부는
    상기 부하전류를 실효치(RMS: Root Mean Square)로 환산하고, 상기 실효치를 샘플링하여, 상기 부하패턴으로 생성하는 것을 특징으로 하는 선로 전환기 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 부하패턴 측정부는
    상기 부하패턴을 기 설정된 시간간격에 따라 복수의 시간구간으로 구분하는 것을 특징으로 하는 선로 전환기 모니터링 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 고장검출부는
    상기 부하패턴에 설정된 초기 지연 구간에 포함된 전류의 평균값이 기준지연값 이상이면, 상기 선로전환기의 주파수 변환기(Frequency Converter)에 고장이 발생한 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 선로전환기 모니터링 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 고장검출부는
    상기 부하패턴에 설정된 잠김해제구간 또는 잠김구간에 포함된 전류의 최대피크값이 잠김피크값을 초과하면 상기 텅레일의 위치를 고정하는 잠금장치에 걸림이 발생한 것으로 판별하고,
    상기 잠김해제구간 또는 잠김구간에 포함된 전류의 평균값이 기준잠김값을 초과하면 상기 잠금장치를 구동하는 모터에 걸림 또는 고착이 발생한 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 선로전환기 모니터링 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고장검출부는
    상기 부하패턴에 설정된 동정구간에 포함된 전류의 최대피크값이 동정피크값을 초과하거나, 상기 동정구간에 포함된 전류의 평균값이 기준동정값을 초과하면, 상기 텅레일에 걸림이나 고착이 발생한 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 선로 전환기 모니터링 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 고장검출부는
    상기 부하패턴에 설정된 종료구간에 포함된 전류의 평균값이 기준종료값을 초과하면, 상기 텅레일을 구동하는 모터의 성능저하 또는 상기 모터의 위치검지 센서의 오동작으로 판별하는 것을 특징으로 하는 선로 전환기 모니터링 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 고장검출부에서 추출한 고장의 종류에 따라 심각도를 분류하고, 상기 심각도에 따른 경고 단계를 설정하여, 각각의 경고 단계에 대응하는 경고를 출력하는 고장 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선로 전환기 모니터링 장치.
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