KR102258384B1 - 배전선로의 이상 유무 점검 시스템 - Google Patents

배전선로의 이상 유무 점검 시스템 Download PDF

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KR102258384B1 KR1020210014090A KR20210014090A KR102258384B1 KR 102258384 B1 KR102258384 B1 KR 102258384B1 KR 1020210014090 A KR1020210014090 A KR 1020210014090A KR 20210014090 A KR20210014090 A KR 20210014090A KR 102258384 B1 KR102258384 B1 KR 102258384B1
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Abstract

본 발명은, 배전선로의 이상 유무 점검 시스템에 있어서, 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치를 포함하되, 상기 초음파 검출장치는, 지지판(101); 상기 지지판(101)의 수직 방향으로 세워져 일정 간격을 두고 고정된 길이 방향의 제1, 2 수직대(102, 103); 상기 각각의 제1, 2 수직대(102, 103)의 상면에 올려지는 평판 형태의 받침대(104); 및 프레임(118)의 상면에서 상기 이동대(116)와 동일한 위치에 설치되는 초음파 검출부(120)를 포함하며, 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치는, 상기 지지판(101)의 일측 상부에 접촉하는 제1-1덮개부(311)와, 상기 지지판(101)의 일측 하부에 접촉하는 제1-2덮개부(312)와, 상기 제1-1덮개부(311)와 상기 제1-2덮개부(312)를 상방과 하방간에 연결시키는 제1연결체(313)를 포함하며, 상기 제1연결체(313)는 상기 제1-2덮개부(312)를 상기 제1-1덮개부(311)측으로 유동시켜 상기 지지판(101)을 가압시키는 배전선로의 이상 유무 점검 시스템을 제공할 수 있다.

Description

배전선로의 이상 유무 점검 시스템{Breakdown of the distribution lines point detection system}
본 발명은 배전선로의 이상 유무 점검 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파를 이용하여 가공배전선로의 장애를 검출함에 있어, 주변 노이즈를 최소화하고 원하는 대상의 불량 개소로부터 초음파 신호를 구별하는 배전선로의 이상 유무 점검 시스템에 관한 것이다.
기존 기술의 경우 초음파 신호를 측정하는 경우 통상의 장비로는 주변 노이즈와 불량 개소로부터 발생하는 초음파 신호를 구별하이 어려운 문제를 개선하는 것에 치중되어 있다. 이는 이동식 방식의 장비로 구현되는데서 오는 문제점이다.
따라서, 이상유무 점검시스템을 이동형이 아닌 고정형으로 장착하여 보다 안전하고 신뢰성이 있는 운용을 하도록 하는 것도 필요하다. 이를 통하여 구조적 안정성과 유지관리 보수 등의 개선이 개량된 시스템 구현이 필요하다.
한국등록특허 제10-1539734호
본 발명은, 초음파를 이용하여 가공배전선로의 장애를 검출함에 있어, 주변 노이즈를 최소화하고 원하는 대상의 불량 개소로부터 초음파 신호를 구별하는 배전선로의 이상 유무 점검 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 이상유무 점검시스템을 이동형이 아닌 고정형으로 장착하여 보다 안전하고 신뢰성이 있는 운용을 하도록 하는 것도 필요하다. 이를 통하여 구조적 안정성과 유지관리 보수 등의 개선이 개량된 시스템을 구현하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 배전선로의 이상 유무 점검 시스템에 있어서, 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치를 포함하되, 상기 초음파 검출장치는, 지지판(101); 상기 지지판(101)의 수직 방향으로 세워져 일정 간격을 두고 고정된 길이 방향의 제1, 2 수직대(102, 103); 상기 각각의 제1, 2 수직대(102, 103)의 상면에 올려지는 평판 형태의 받침대(104); 및 프레임(118)의 상면에서 상기 이동대(116)와 동일한 위치에 설치되는 초음파 검출부(120)를 포함하며, 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치는, 상기 지지판(101)의 일측 상부에 접촉하는 제1-1덮개부(311)와, 상기 지지판(101)의 일측 하부에 접촉하는 제1-2덮개부(312)와, 상기 제1-1덮개부(311)와 상기 제1-2덮개부(312)를 상방과 하방간에 연결시키는 제1연결체(313)를 포함하며, 상기 제1연결체(313)는 상기 제1-2덮개부(312)를 상기 제1-1덮개부(311)측으로 유동시켜 상기 지지판(101)을 가압시키며, 상기 지지판(101)의 타측 상부에 접촉하는 제2-1덮개부(411)와, 상기 지지판(101)의 타측 하부에 접촉하는 제2-2덮개부(412)와, 상기 제2-1덮개부(411)와 상기 제2-2덮개부(412)를 상방과 하방간에 연결시키는 제2연결체(413)를 포함하며, 상기 제2연결체(413)는 상기 제2-2덮개부(412)를 상기 제2-1덮개부(411)측으로 유동시켜 상기 지지판(101)을 가압시키며, 상기 제1-1덮개부(311)는 상기 제1수직대(102)에 외삽되어 상기 지지판(101)상에 위치되며, 상기 제1연결체(313)는 상기 제1-1덮개부(311)를 내부측으로 당겨 상기 제1수직대(102)를 고정시키며, 상기 제2-1덮개부(411)는 상기 제2수직대(103)에 외삽되어 상기 지지판(101)상에 위치되며, 상기 제2연결체(413)는 상기 제2-1덮개부(411)를 내부측으로 당겨 상기 제2수직대(103)를 고정시키는 배전선로의 이상 유무 점검 시스템을 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명은, 초음파를 이용하여 가공배전선로의 장애를 검출함에 있어, 주변 노이즈를 최소화하고 원하는 대상의 불량 개소로부터 초음파 신호를 구별하는 배전선로의 이상 유무 점검 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 이상유무 점검시스템을 이동형이 아닌 고정형으로 장착하여 보다 안전하고 신뢰성이 있는 운용을 하도록 하는 것도 필요하다. 이를 통하여 구조적 안정성과 유지관리 보수 등의 개선이 개량된 시스템을 구현할 수 있다.
도 1은 가공배전선로의 전력설비에서 불량이 발생하지 않은 상태의 초음파 신호의 정상 파형을 나타내는 도면이다.
도 2는 가공배전선로의 전력설비에서 아크(Arc) 방전이 발생되고 있을 때의 초음파 신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 3은 가공배전선로의 전력설비에서 코로나(corona) 방전시의 초음파 신호파형을 나타내는 도면이다.
도 4는 가공배전선로의 전력설비에서 트래킹(Tracking) 발생 시의 초음파 신호의 파형을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출장치의 초음파 검출부를 일정 각도로 회전하여 상하로 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출부의 단면도 및 평면도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서모듈의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출장치의 사용 상태를 나타낸 상태도이다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구성들을 도시한 도면들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
종래의 전력 설비의 초음파 검출 방법은 원격에서 초음파센서로부터 초음파를 인가받아 전기신호를 추출하고 추출된 전기신호의 신호 성분을 분석하여 전력설비의 이상 상태를 검출하는데, 주변 노이즈로 인하여 원하는 불량개소의 초음파 신호를 수신이 어렵다.
특히 차량을 이용하여 빠른 속도로 이동하면서 초음파 신호를 측정하는 경우 통상의 장비로는 주변 노이즈와 불량 개소로부터 발생하는 초음파 신호를 구별하는 것이 매우 어렵다. 이하 본 발명은 초음파 검출부를 다양한 각도로 상하, 좌우로 조절하고 초음파 센서모듈의 구조를 개선하여 차량이 빠른 속도로 이동할 때 주변 노이즈를 최소화하고 원하는 대상의 불량 개소로부터 초음파 신호를 구별하여 수신한다.
도 1은 가공배전선로의 전력설비에서 불량이 발생하지 않은 상태의 초음파 신호의 정상 파형을 나타내는 도면이고, 도 2는 가공배전선로의 전력설비에서 아크(Arc) 방전이 발생되고 있을 때의 초음파 신호의 파형을 나타내는 도면이고, 도 3은 가공배전선로의 전력설비에서 코로나(corona) 방전시의 초음파 신호파형을 나타내는 도면이고, 도 4는 가공배전선로의 전력설비에서 트래킹(Tracking) 발생 시의 초음파 신호의 파형을 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 가공배전선로 전력 설비의 불량 점검을 위한 초음파 검출장치는 가공배전선로의 전주에 설치된 전력설비의 불량 여부 즉, 현수 애자, LP 애자, 내오손용 결합 애자 불량과 같은 애자 불량, 개폐기, 리클로져, 변압기 불량 등과 같은 기기 불량, 조류 둥지, 접속 부위를 덮는 커버 내부의 습기 등과 같은 이물질 접촉에 의한 불량을 전주에 승주 하는 작업 없이 지상에서 그리고, 보다 신속하게 점검할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명은 전력설비에서 균열 등과 같은 불량이 발생하는 경우, 정상 상태와 다른 초음파 신호 파형이발생하며, 이상 유형에 따라 그 파형이 상이하다는 것을 발견, 이를 이용한다. 먼저, 초음파 신호와 이상 유형의 관계를 살펴보면, 도 1은 전력설비에서 불량이 발생하지 않은 상태의 정상 파형을 보여주고 있으며, 도 2는 아크(Arc) 방전이 발생되고 있을 때의 파형을 보여주며, 도 3은 코로나(corona) 방전시의 파형을 보여주며, 도 4는 트래킹(Tracking) 발생 시의 파형을 보여주고 있다. 정상 파형의 도 1을 참조하면, 시간의 경과에 일정한 유형의 파형이 검출되며, 진폭의 변화가 거의 없다.
초음파 검출장치를 통해 수신 분석된 초음파 신호의 파형이 도 1과 같은 경우, 점검 대상 영역 즉, 초음파 검출장치에 의해 수신된 초음파를 제공한 영역에서의 전력 설비는 모두 정상 상태로서, 불량이 발생하지 않은 것을 확인 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 정상파형을 나타내는 도 1과 비교할 때, 아크가 발생할 때마다 파형의 진폭이 커지고, 아크발생 되지 않을 때는 코로나 방전시와 유사한 파형이 나타난다. 도 3을 참조하면, 코로나 방전의 경우에는 애자의 표면에 전로가 형성되어 표면 방전이 일어나는 경우로서 도 2의 아크 방전시의 파형보다 작은 진폭의 파형이 연속적으로 나타나는 것을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 트래킹은 이미 코로나가 상당기간 진행되면서 애자의 균열이 진행되므로 코로나 방전시의 파형보다 큰 진폭의 파형이 연속적으로 나타나는 것을 알 수 있다.
초음파 검출장치를 통해 수신된 초음파 신호가 도 2 내지 도 4의 유형을 가지는 경우, 초음파를 제공한 전력 설비를 불량이 발생한 불량 개소에 해당한다. 본 발명은 이와 같이 전력 설비에서 발생하는 초음파 신호를 검출, 파형을 분석함으로써 전수 상의 전력 설비들 중에서 불량 개소의 발생 여부, 불량 개소의 이상 유형 및 진행 정도를 판단할 수 있게 하며, 차량 이동 중 및 이격된 위치에서 전력 설비에서 발생하는 초음파를 효과적으로 검출할 수 있는 초음파 검출장치를 제공함으로써 초음파를 이용한 가공배전선로 전력설비의 불량 점검이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출장치의 초음파 검출부를 일정 각도로 회전하여 상하로 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치(100)는 차량(12) 위에 설치되는 지지판(101)과, 지지판(101)의 수직 방향으로 세워져 일정 간격을 두고 고정된 길이 방향의 제1, 2 수직대(102,103)와, 각각의 제1, 2 수직대(102, 103)의 상면에 올려지는 평판 형태의 받침대(104)와, 제1 수직대(103)의 측면 일측에 설치되는 수평 방향으로 돌출된 모터나 액츄에이터와 같은 구동장치(110)와, 구동장치(110)에 의해 회전하는 피니언기어(112)와 피니언기어(112)에 맞물려 치합되어 피니언기어(112)에 회전에 따라 상하로 직선운동하고 래크기어(114)가 받침대(104)의 관통공(105)을 수직 방향으로 관통하는 래크기어(114)와, 래크기어(114)의 상부 끝단에 결합되는 이동대(116)와, 이동대(116)의 상면에 결합되는 길이 방향의 프레임(118)과, 프레임(118)의 상면 중에서 이동대(116)와 동일한 위치에 설치되는 초음파 검출부(120)와, 프레임(118)의 일측 끝단에 결합되어 프레임(118)을 일정 각도로 회전하여 상하로 이동시키며 하면이 받침대(104)와 결합되는 힌지부(119)를 포함한다.
구동장치(110)의 동작은 피니언기어(112)의 회전과 피니언기어(112)에 맞물린 래크기어(114)를 상하로 직선 운동시켜 초음파 검출부(120)를 원하는 각도로 회전시킬 수 있다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 프레임(118)이 30도 이하로 내려가지 않도록 래크기어(114)를 구성하여 지상으로 유입되는 초음파 신호를 차단한다. 다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 초음파 검출부(120)를 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출부를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초음파검출부의 단면도 및 평면도를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출부(120)는 프레임(118)의 상면에서 이동대(116)와 동일한 위치에 설치되는 하우징(121)과, 회전부(122), 웨지부(124a) 및 초음파 센서모듈(200)을 포함한다. 하우징(121)은 사각 형태로 형성되어 내측 공간에 회전부(122)와 웨지부(124a) 및 초음파 센서모듈(200)을 수용한다.
회전부(122)는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 초음파의 입사 방향, 즉 위치각(α)를 조절하는 기능을 한다. 회전부(122)는 원반형으로 이루어지며, 외주면에 톱니 형태의 톱니기어가 형성되어 있다. 회전부(122)의 중앙부에는 웨지부(124a)가 끼워질 수 있도록 수용홀(123)이 형성된다. 수용홀(123)은 회전부(122)의 상면과 하면 사이를 관통하여 형성되며 4각 형상으로 이루어진다. 회전부(122)가 하우징(121) 내에서 배치된 상태에서 회전부(122)의 톱니기어와 기어 결합되는 윔훨(127)이 하우징(121) 내에 배치된다.
윔훨(127)의 회전 평면과 회전부(122)의 회전 평면은 서로 직각으로 형성되므로, 회전부(122)와 윔훨(127) 사이에는 웜 기어 결합이 이루어진다. 즉, 윔훨(127)이 수직방향으로 회전되면 회전부(122)는 이 회전력을 전달받아 수평방향으로 회전된다.
회전부(122)는 중심점(P)를 중심으로 제자리에서 자전되고 초음파가 입사되는 지점이다. 웨지부(124a)는 회전부(122)의 수용홀(123)에 끼워지며 회전부(122)에 고정되게 설치된다. 웨지부(124a)의 하면은 평평하게 형성되며 웨지부(124a)의 중심점은 회전부(122)의 중심점(P), 즉 초음파의 입사지점과 일치된다. 또한, 웨지부(124a)의 상면 중 적어도 일부는 원호형으로 형성되며, 본 실시예에서는 웨지부(124a)의 상면 전체가 원호형으로 형성된다. 웨지부(124a)의 측면에는 후술할 초음파 센서모듈(200)의 입사각을 표시하기 위한 각도계(미도시)가 표시되어 있다.
장착대(126)는 초음파 센서모듈(200)을 장착하며, 초음파의 입사각(
Figure 112021012810043-pat00001
)을 조절하기 위한 것이다. 장착대(126)는 웨지부(124a)의 양측면에 설치되는 한 쌍의 지지대(124)를 구비한다. 지지대(124)는 바 형상으로 길게 형성되며, 웨지부(124a)의 최하단의 회전중심점에 결합되는 회전핀(128)을 중심으로 회동가능하게 웨지부(124a)에 결합된다.
그리고 한 쌍의 지지대(124)의 상단부 사이에는 장착대(126)가 설치된다. 보다 구체적으로, 장착대(126)는 지지대(124)를 관통하여 장착대(126)에 삽입되는 연결부재(125)를 중심으로 회전가능하게 설치된다. 지지대(124)의 회전중심점은 원호형 웨지부(124a)의 중심점과 일치하므로 지지대(124)가 회전함에 따라 장착대(126)는 웨지부(124a)의 상면을 따라 원호형으로 이동하게 된다. 지지대(124)가 회전함에 따라 장착대(126)의 중심점과 초음파 입사지점(P)이 이루는 각도(
Figure 112021012810043-pat00002
, 입사각)이 변하게 된다.
초음파 센서모듈(200)은 장착대(126)의 중심점에 설치된다. 즉, 장착대(126)의 중심점에는 초음파 센서모듈(200)이 삽입될 수 있는 홈부가 마련되며 초음파 센서모듈(200)은 이 홈부에 끼워져 설치되며, 지지대(124)의 길이방향과 평행한 각도로 삽입된다. 이에 지지대(124)의 각도가 변하면 초음파 센서모듈(200)의 입사 각도도 함께 변화한다.
초음파는 초음파 입사지점(P)으로 입사하되, 입사되는 방향은 입사지점(P)을 중심으로 접선평면 상에서 위치각(α)에 의하여 조절할 수 있다.
입사각(
Figure 112021012810043-pat00003
)의 경우, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 입사지점(P)과 접선평면에 수직한 법선을 연결한 선(90°)을 기준으로 장착대(126)의 회전되는 정도에 따라 결정된다.
회전핀(128)에 연결된 제1 모터(미도시)에 의해 회전핀(128)의 회전되고 한 쌍의 지지대(124)가 웨지부(124a)의 원호면을 따라 회전하여 회전중심점의 평면과의 각도(α)를 변화시킨다. 윔훨(127)과 연결된 제2 모터(미도시)에 의해 윔훨(127)의 회전에 따라 윔훨(127)과 윔 기어 결합된 톱니기어를 회전시켜 회전부(122)를 중심점(P)을 중심으로 제자리에서 자전된다. 다음으로, 도 9를 참조하여 본 발명의 초음파 센서모듈(200)을 상세하게 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서모듈의 구성을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서모듈(200)은 단면이 점차로 작어지는 형태로 연장되는 나팔 형태의 하우징(201)과, 하우징(201)으로부터 연장되어 결합된 몸체(202)와, 오목반사판(214)과 볼록반사판(213)을 포함한다. 몸체(202)는 나팔 형태의 하우징(201)과 연결된 앞단에 초음파 집음기(210)와 초음파 집음기(210)의 후단에 진폭증가부재(220)로 이루어져 있다. 초음파 집음기(210)는 나팔 형태의 하우징(201)과 연결되는 부분에 입사구(224)가 형성되고, 입사구(224)와 반대 방향에 집음된 초음파를 안내하는 출사구(215)를 형성한다. 오목반사판(214)은 초음파 집음기(210)의 내면을 이루며 포물선 형상을 가진다. 이러한 오목반사판(214)은 입사구(224)의 중심부와 가장자리 사이로 입사되는 음파를 볼록반사판(213)으로 반사 시킨다. 볼록반사판(213)은 초음파 집음기(210)에서 입사구(224)의 중심에 구비되며 포물선 형상을 가진다.
이러한 볼록반사판(213)은 오목반사판(214)에서 반사된 초음파 신호를 집음하여 어느 한 방향으로 서로 평행하게 반사시킬 수 있다. 특히, 입사구(224)를 통해 입사되는 초음파 신호가 오목반사판(214)과 볼록반사판(213)을 거쳐 출사구(215)를 통해 어느 한 방향으로 서로 평행하게 출사시키기 위해서 볼록반사판(213)의 초점은 오목반사판(214)의 초점과 동일하게 할 수 있다. 넓은 면적의 입사구(224)를 통해 평행하게 오목반사판(214)으로 입사된 음파는 볼록반사판(213)을 거쳐 좁은 면적의 출사구(215)로 평행하게 출사된다
출사구(215)와 연결되는 진폭증가부재(220)는 면적폭이 갑자기 좁아지는 목 부분(222)과 목 부분(222)을 지나면적폭이 커지는 부분으로 이루어져 있다.
제1 평면 반사판(212)은 볼록반사판(213)의 전단에 구비되며 볼록반사판(213)으로 갈수록 접점 폭이 커지는 형상을 가질 수 있다. 이러한 제1 평면 반사판(212)은 입사구(224)를 통해 입사되는 초음파 중 볼록반사판(213)의 전단을 향하는 초음파 신호를 제1 평면 반사판(212)으로 반사시킨다. 제2 평면 반사판(211)은 오목반사판(214)의 전단에 구비되어 오목반사판(214)과 함께 초음파 집음기(210)의 내면을 이룰 수 있다. 이러한 제2 평면 반사판(211)은 제1 평면 반사판(212)에서 반사된 초음파를 오목반사판(214)으로 반사시킬 수 있다. 나아가, 오목반사판(214)으로 반사된 초음파는 오목반사판(214)을 거쳐 볼록반사판(213)에서 집음되어 어느 한 방향으로 서로 평행하게 반사될 수 있다.
특히, 제2 평면 반사판(211)은 오목 반사판으로 갈수록 점점 그 두께가 얇아지는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제2 평면 반사판(211)의 반사면이 오목반사판(214)을 향해 기운 형상을 가지게 되므로 제2 평면 반사판(211)에서 반사되는 초음파 신호는 대부분 오목반사판(214)을 향할 수 있다.
또한, 제2 평면 반사판(211)과 오목 반사판의 반사면을 최대한 넓게 이용하기 위해, 즉 보다 넓은 범위의 반사면에서 음파를 반사시키기 위해, 제2 평면 반사판(211)과 오목반사판(214)은 단차 없이 연결될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 평면 반사판(211, 212)은 서로 평행하게 하는 이유는 제1 및 제2 평면 반사판(211)의 반사면을 최대한 넓게 이용하기 위해, 즉 보다 넓은 범위의 반사면에서 초음파를 반사시키기 위해, 제1 및 제2 평면반사판(211, 212)은 서로 평행하게 할 수 있다.
초음파 집음기(210)의 후단에는 진폭증가부재(220)에 의해 집음된 초음파 신호를 증폭시킨다. 초음파 센서(226)는 진폭증가부재(220)에 의해 증폭된 초음파 신호를 수신한다.
차량(12)을 이용하여 빠른 속도로 이동하면서 원하는 불량 개수의 초음파 신호를 구별하는 것이 어려운데, 본발명은 나팔 형태의 하우징(201)과 오목반사판(214), 볼록반사판(213), 제1 및 제2 평면 반사판(211, 212), 진폭증가부재(220)를 이용하여 차량(12) 이동 중에도 주변의 노이즈를 최소화하고 원하는 불량 개소의 초음파 신호를 구별하여 수신할 수 있다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 검출장치(100)는 초음파 센서모듈(200)을 포함한 초음파 검출부(120), 증폭부(130), 피크검출부(140) 및 제어부(150)를 포함한다. 여기서, 초음파 검출모듈은 초음파 센서모듈(200)을 통과하여 진행되어 온 초음파(Ultrasonic) 신호(약 35KHz 내지 40KHz)를 수신하는 기능을 수행하는 것으로서, 이를 구현하기 위하여 전술한 초음파 센서(226)로 이루어질 수 있다.
증폭부(130)는 초음파 검출모듈로부터 수신된 미세한 초음파 신호를 제공받아 소정의 진폭레벨(약 350배)로 증폭하는 기능을 수행하는 것으로서, 이를 구현하기 위하여 통상의 연속적인 전치 증폭기(preamplifier) 등으로 이루어질 수 있다. 피크검출부(140)는 증폭부(130)로부터 증폭된 초음파 신호의 피크(Peak) 값을 검출하는 기능을 수행하는 피크대역 통과 필터(Peak Band Pass Filter)로서, 간헐적으로 발생되는 외부 노이즈로부터 초음파 신호를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
이러한 피크검출부(140)는 초기치 설정부, 프로그래머블 대역통과필터(Programmable Band Pass Filter, PBPF), 피크 주파수 검출부 및 FFT(Fast Fourier Transform) 변환부로 구성되어 있다. 제어부(150)는 피크검출부(140)로부터 피크검출부(140)의 파형을 분석하여 초음파 신호를 제공한 전력 설비(10)의 불량 여부를 판단한다.
제어부(150)는 구동장치(110)를 제어하여 피니언기어(112)의 회전과 피니언기어(112)에 맞물린 래크기어(114)를 상하로 직선 운동시켜 초음파 검출부(120)를 원하는 각도로 회전시키고, 회전핀(128)에 연결된 제1 모터(160)를 제어하여 회전핀(128)의 회전에 따라 한 쌍의 지지대(124)가 웨지부(124a)의 원호면을 따라 회전하여 회전중심점의 평면과의 각도를 변화시킨다.
제어부(150)는 웜휠과 연결된 제2 모터(170)를 제어하여 웜횔의 회전에 따라 웜횔과 윔 기어 결합된 톱니기어를 회전시켜 회전부(122)를 중심점(P)을 중심으로 제자리에서 자전되도록 제어한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 초음파 검출부(120)를 다양한 각도로 조절하여 차량(12)이 빠른 속도로 이동할 때 주변 노이즈를 최소화하고 원하는 대상의 불량 개소로부터 초음파 신호를 구별할 수 있다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구성들을 도시한 도면들이다. 이하에서는 전술한 내용을 기반으로 기술적 특징이 있는 부분을 중심으로 설명한다.
도 12 내지 도 13을 참조하면, 배전선로의 이상 유무 점검 시스템에 있어서, 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치를 포함하되, 상기 초음파 검출장치는, 지지판(101); 상기 지지판(101)의 수직 방향으로 세워져 일정 간격을 두고 고정된 길이 방향의 제1, 2 수직대(102, 103); 상기 각각의 제1, 2 수직대(102, 103)의 상면에 올려지는 평판 형태의 받침대(104); 및 프레임(118)의 상면에서 상기 이동대(116)와 동일한 위치에 설치되는 초음파 검출부(120)를 포함할 수 있다.
여기서 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치는, 상기 지지판(101)의 일측 상부에 접촉하는 제1-1덮개부(311)와, 상기 지지판(101)의 일측 하부에 접촉하는 제1-2덮개부(312)와, 상기 제1-1덮개부(311)와 상기 제1-2덮개부(312)를 상방과 하방간에 연결시키는 제1연결체(313)를 포함할 수 있다.
상기 제1연결체(313)는 상기 제1-2덮개부(312)를 상기 제1-1덮개부(311)측으로 유동시켜 상기 지지판(101)을 가압시키며, 상기 지지판(101)의 타측 상부에 접촉하는 제2-1덮개부(411)와, 상기 지지판(101)의 타측 하부에 접촉하는 제2-2덮개부(412)와, 상기 제2-1덮개부(411)와 상기 제2-2덮개부(412)를 상방과 하방간에 연결시키는 제2연결체(413)를 포함할 수 있다.
상기 제2연결체(413)는 상기 제2-2덮개부(412)를 상기 제2-1덮개부(411)측으로 유동시켜 상기 지지판(101)을 가압시키며, 상기 제1-1덮개부(311)는 상기 제1수직대(102)에 외삽되어 상기 지지판(101)상에 위치되며, 상기 제1연결체(313)는 상기 제1-1덮개부(311)를 내부측으로 당겨 상기 제1수직대(102)를 고정시킬 수 있다.
아울러 상기 제2-1덮개부(411)는 상기 제2수직대(103)에 외삽되어 상기 지지판(101)상에 위치되며, 상기 제2연결체(413)는 상기 제2-1덮개부(411)를 내부측으로 당겨 상기 제2수직대(103)를 고정시킬 수 있다.
가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치는, 상기 제1-1덮개부(311)의 상기 제1연결체(313)의 반대방향 단부상에 구비되는 제3연결체(314)와, 상기 제2-1덮개부(411)의 상기 제2연결체(413)의 반대방향 단부상에 구비되는 제4연결체(414)를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 제3연결체(314)는 상기 제1연결체(313)를 향하는 방향으로 제1연장체(315)가 구비되되, 상기 제1연장체(315)는 상기 제1수직대(102)의 상부에 외삽된채로 위치되며, 상기 제1연장체(315)는 상기 제3연결체(314)상에서 축회전되어, 상기 제1수직대(102)에 대한 뒤틀림힘을 가할 수 있다.
상기 제4연결체(414)는 상기 제2연결체(413)를 향하는 방향으로 제2연장체(415)가 구비되되, 상기 제2연장체(415)는 상기 제2수직대(103)의 상부에 외삽된채로 위치되며, 상기 제2연장체(415)는 상기 제4연결체(414)상에서 축회전되어, 상기 제2수직대(103)에 대한 뒤틀림힘을 가할 수 있다.
이때 상기 지지판(101)의 하부 중앙에는 중앙구동체(510)가 구비되며, 상기 중앙구동체(510)는 일측의 제1연결링크(511)로 상기 제1-2덮개부(312)와 연결되며, 타측의 제2연결링크(512)로 상기 제2-2덮개부(412)와 연결되며, 상기 중앙구동체(510)는 상기 제1연결링크(511)와 상기 제2연결링크(512)를 내측으로 당겨 당김힘을 가할 수 있다.
상기 제1중앙구동체(510)의 하부에는 기저부몸체(B)가 구비되며, 상기 기저부몸체(B)의 일측에는 상기 제1연결체(313)에 접하는 상기 제1외곽연결체(711)가 구비되며, 상기 제1외곽연결체(711)는, 상기 제3연장체의 상부에 안착하는 제1안착체(712)와, 상기 제3연장체의 하부에 진입하는 제1진입체(713)와, 상기 제1연장체(315)의 하부에 위치되는 제1받침체(714)가 구비되며, 상기 제1안착체(712)와 상기 제1진입체(713) 및 상기 제1받침체(714)는 상호간을 향하여 유동하여 가압힘을 가할 수 있다.
한편 상기 기저부몸체(B)의 타측에는 상기 제2연결체(413)에 접하는 제2외곽연결체(811)가 구비되며, 상기 제2외곽연결체(811)는, 상기 제4연장체의 상부에 안착하는 제2안착체와, 상기 제4연장체의 하부에 진입하는 제2진입체와, 상기 제2연장체(415)의 하부에 위치되는 제2받침체가 구비되며, 상기 제2안착체와 상기 제2진입체 및 상기 제2받침체는 상호간을 향하여 유동하여 가압힘을 가할 수 있다.
제1받침체(714)의 하부에는 상기 제1-2덮개부(312)가 거치되도록 상기 기저부몸체(B)에 삽입장착되는 제1삽입거치대(7141)가 구비되며, 제2받침체(814)의 하부에는 상기 제2-2덮개부(412)가 거치되도록 상기 기저부몸체(B)에 삽입장착되는 제2삽입거치대(8141)가 구비될 수 있다. 이상에서 전술한 구성들의 구동방식은 모터, 엑츄에이터 등을 기반으로 전후유동, 회전이동이 이루어지며 각 구성부의 형상과 크기는 설치 현장과 구현하고자하는 자재들에 따라 다양하게 선택되어 구비될 수 있다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 초음파 검출장치 101: 지지판
102: 제2 수직대 103: 제1 수직대
104: 받침대 105: 관통공
110: 구동장치 112: 피니언기어
114: 래크기어 116: 이동대
118: 프레임 119: 힌지부
120: 초음파 검출부 121: 하우징
122: 회전부 123: 수용홀
124: 지지대 124a: 웨지부 0

Claims (1)

  1. 배전선로의 이상 유무 점검 시스템에 있어서,
    가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치를 포함하되,
    상기 초음파 검출장치는,
    지지판(101); 상기 지지판(101)의 수직 방향으로 세워져 일정 간격을 두고 고정된 길이 방향의 제1, 2 수직대(102, 103); 각각의 상기 제1, 2 수직대(102, 103)의 상면에 올려지는 평판 형태의 받침대(104); 및 프레임(118)의 상면에서 이동대(116)와 동일한 위치에 설치되는 초음파 검출부(120)를 포함하며,
    가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치는,
    상기 지지판(101)의 일측 상부에 접촉하는 제1-1덮개부(311)와,
    상기 지지판(101)의 일측 하부에 접촉하는 제1-2덮개부(312)와,
    상기 제1-1덮개부(311)와 상기 제1-2덮개부(312)를 상방과 하방간에 연결시키는 제1연결체(313)를 포함하며,
    상기 제1연결체(313)는 상기 제1-2덮개부(312)를 상기 제1-1덮개부(311)측으로 유동시켜 상기 지지판(101)을 가압시키며,
    상기 지지판(101)의 타측 상부에 접촉하는 제2-1덮개부(411)와,
    상기 지지판(101)의 타측 하부에 접촉하는 제2-2덮개부(412)와,
    상기 제2-1덮개부(411)와 상기 제2-2덮개부(412)를 상방과 하방간에 연결시키는 제2연결체(413)를 포함하되,
    상기 제2연결체(413)는,
    상기 제2-2덮개부(412)를 상기 제2-1덮개부(411)측으로 유동시켜 상기 지지판(101)을 가압시키며,
    상기 제1-1덮개부(311)는 상기 제1수직대(102)에 외삽되어 상기 지지판(101)상에 위치되며,
    상기 제1연결체(313)는 상기 제1-1덮개부(311)를 내부측으로 당겨 상기 제1수직대(102)를 고정시키며,
    상기 제2-1덮개부(411)는 상기 제2수직대(103)에 외삽되어 상기 지지판(101)상에 위치되며,
    상기 제2연결체(413)는 상기 제2-1덮개부(411)를 내부측으로 당겨 상기 제2수직대(103)를 고정시키며,
    상기 가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파 검출장치는,
    상기 제1-1덮개부(311)의 상기 제1연결체(313)의 반대방향 단부상에 구비되는 제3연결체(314)와, 상기 제2-1덮개부(411)의 상기 제2연결체(413)의 반대방향 단부상에 구비되는 제4연결체(414)를 더 포함할 수 있다.
    상기 제3연결체(314)는,
    상기 제1연결체(313)를 향하는 방향으로 제1연장체(315)가 구비되되, 상기 제1연장체(315)는 상기 제1수직대(102)의 상부에 외삽된채로 위치되며,
    상기 제1연장체(315)는 상기 제3연결체(314)상에서 축회전되어, 상기 제1수직대(102)에 대한 뒤틀림힘을 가하며,
    상기 제4연결체(414)는,
    상기 제2연결체(413)를 향하는 방향으로 제2연장체(415)가 구비되되, 상기 제2연장체(415)는 상기 제2수직대(103)의 상부에 외삽된채로 위치되며,
    상기 제2연장체(415)는,
    상기 제4연결체(414)상에서 축회전되어, 상기 제2수직대(103)에 대한 뒤틀림힘을 가하며,
    상기 지지판(101)은
    하부 중앙에 중앙구동체(510)가 구비되며,
    상기 중앙구동체(510)는,
    일측의 제1연결링크(511)로 상기 제1-2덮개부(312)와 연결되며, 타측의 제2연결링크(512)로 상기 제2-2덮개부(412)와 연결되며, 상기 제1연결링크(511)와 상기 제2연결링크(512)를 내측으로 당겨 당김힘을 가하는, 배전선로의 이상 유무 점검 시스템.
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