KR200432468Y1

KR200432468Y1 - 피뢰기 고장 원격 무선 검지 장치

Info

Publication number: KR200432468Y1
Application number: KR2020060025025U
Authority: KR
Inventors: 이홍규
Original assignee: 주식회사 21세기엔지니어링
Priority date: 2006-09-18
Filing date: 2006-09-18
Publication date: 2006-12-04

Abstract

본 고안은 본 고안은 송배전 선로에 설치된 가공선 및 배전기기를 낙뢰가 발생 시 선로 지락 및 배전 기기의 파손을 방지하고자 설치된 피뢰기의 고장 여부를 무선으로 원격 감지하기 위한 장치로써 피뢰기의 하부에 설치된 누설전류 측정장치를 전류 측정 분석장치와 연결하여 상시 측정 분석하여 피뢰기가 허용하는 정격 누설전류 이상의 전류가 흐르거나 단락으로 전류의 흐름이 감지되질 않은 경우 분석 장치에서 고장으로 판단하여 무선으로 각 배전선로의 피뢰기 하부에 설치된 감지장치에 신호를 송출하고 또한 점검자 및 설비운영자가 소유한 수신기에 신호를 송출하여 고장 즉시 교체를 가능하게 하기 위한 장치이다.

피뢰기, 송배전 시스템 보호용 피뢰기, 폴리머형 피뢰기, 애자형 피뢰기

Description

피뢰기 고장 원격 무선 검지 장치{APPARATUS FOR DETECTING REMOTELY FAIL OF ARRESTER}

도 1은 종래의 송배전 구조를 설명하기 위한 전신주 구조물을 도시한 도면,

도 2는 종래의 폴리머형 피뢰기를 예시적으로 도시한 도면,

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 피뢰기 고장 무선 감지 장치가 설치된 폴리머 피뢰기를 예시적으로 도시한 도면,

도 4는 피뢰기에 부착된 무선 고장 감지 장치의 고장 검출 블럭도을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 피뢰기 분석 모듈 55 : 분석 IC

60 : 무선 신호 발생기 70 : 무선 신호 수신기

100: 피뢰기 고장 무선 감지 장치

본 고안은 송배전 선로에 설치된 가공선 및 배전 기기를 낙뢰가 발생 시 선로 지락 및 배전 기기의 파손을 방지하고자 설치된 피뢰기의 고장 여부를 무선으로 원격으로 감지하기 위한 장치로써 피뢰기의 하부에 설치된 누설전류 측정장치를 전류 측정 분석장치와 연결하여 상시 측정 분석하여 피뢰기가 허용하는 정격 누설전류 이상의 전류가 흐르거나 단락으로 전류의 흐름이 감지되질 않은 경우 분석 장치에서 고장으로 판단하여 무선으로 각 배전선로의 피뢰기 하부에 설치된 감지장치에 신호를 송출하고 또한 점검자 및 설비운영자가 소유한 수신기에 신호를 송출하여 고장 즉시 교체를 가능하게 하기 위한 장치이다.

도 1은 종래의 송배전선 구조를 설명하기 위한 전신주 구조물을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시한 전신주 구조물에서 송배전 개념을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에 있어서, 통상적으로 전신주(4)에는 가공지선(1), 송배전선(3), 접지선(5), 피뢰기(6) 등이 설치되어 있다.

가공지선(1)은 일반적으로 전신주(4)에 의해 지지되어 있는 송전선(3)을 직격뢰(直擊雷)로부터 보호하기 위해 도체(導體)의 상부에 붙인 금속선으로서, 피뢰침 또는 피뢰 장치의 역활을 수행한다. 낙뢰 내습시 뇌격전류가 가공지선(1)로부터 금속 재질로 이루어진 가공지선 지지대(2)와 이 가공지선 지지대의 하부에 연결되어 전신주의 외부에 설치된 접지선(5), 및 대지에 매립되어 있는 접지봉(7)을 통해 대지로 유도된다. 가공지선 지지대(2)는 일반적으로 금속 재질로 이루어지고 전신주(4)의 상단부에 설치되게 되고, 가공지선(1)과 전기적으로 연결되어 있고, 이 지 지대(2)의 하단부에는 접지선(5)가 연결되어 있다.

송배전선(3)에는 통상적으로 22.9 KV의 고전압이 송전되고, 송배전선(3)으로 부터 접지선과 배전선이 분기된다. 접지선은 피뢰기(6)에 전기적으로 연결되어 있고, 피뢰기의 거친 접지선은 지하의 접지봉에 전기적으로 연결되어 접지된다.

도 2에 상세히 도시한 바와 같이, 피뢰기(6)은 일반적으로 애자형 또는 폴리머형 피뢰기(6)이 많이 사용되고, 가공지선 및 배전 기기를 낙뢰가 발생 시 선로지락 및 배전기기의 파손을 방지하고자 설치된다.

피뢰기(6)은 낙뢰의 내습시에 발생되는 순간 과도 전압(써지전압)을 사용가능한 전압은 통과시키고 이상 과도전압만 필터링하여 대지로 유도하여 지중 방전을 시키는 장치이다. 따라서, 순간 과도전압을 아주 짧은 시간에 대지로 귀로시키기 위하여 MOV(Metal Oxide Varister : 15)를 사용한다. 여기서, MOV는 전압 전류의 비대칭 효과를 이용하여 일정 전압 이상의 전압이 인가되면 전류를 흐르게 할 수 있게 하여 대지로 귀로시킨다.

이러한 과정에서 평상시에는 선로와 접지간에는 절연상태가 되어야 하나 MOV 소자의 특성상 평상시 정상적인 경우에도 약간의 누설전류가 흐르고 MOV 소자가 이상이 있을 경우는 과다한 전류가 흐르게 되어 선로와 대지간 누전현상이 발생한다.

현재는 평상시 누설전류를 인위적으로 점검원이 누설전류 측정기를 가지고 전봇대에 올라가거나 고소 작업대가 설치된 차량에 올라타 전류 검출기를 사용하여 측정한 후 고장 여부를 판단하고 있는 실정이다.

따라서, 전신주가 50 내지 100 M 간격으로 설치되어 있는 상황에서 언제 어 느 위치의 피뢰기가 고장나 있는지 여부를 아는 것은 극히 어려우며, 상술한 바와 같은 방식에 의하면, 피뢰기의 고장 여부를 검출하는 비용이 상당히 많이 소요된다는 것은 명확하다. 또한, 피뢰기는 고장 여부가 육안으로 판단이 불가능하고, 설치 위치가 가공선로에 설치되어 있으므로 직접 측정기를 사용하여야만 고장 여부 판단이 가능하다. 피뢰기가 고장난 상태에서 낙뢰가 내습한다면, 배전 기기는 물론 전봇대 근처에 감전사고에 의한 인명 사고까지 유발될 수가 있으므로 피뢰기의 고장 여부를 즉시 적기에 판단하여 신속하게 교체하므로써 2차 사고방지 및 전력기기의 수명을 연장하고 안정적인 전원을 수용가에게 공급할 수 있다.

따라서, 피뢰기의 고장 여부를 무선으로 원격 검출할 수 있는 기기가 절대적으로 요구되어 왔다.

상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 본 고안의 실시예에 따른 피뢰기의 무선 고장 검출 장치의 목적은 피뢰기에 피뢰기의 허용 누설 전류의 범위를 분석하여 허용 누설 전류의 범위를 벗어나는 경우에는 고장으로 판정되어 무선으로 고장 신호를 발생시켜서, 피뢰기의 고장 여부를 원격으로 검출할 수 있는 무선 검출장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 본 고안의 실시예에 따른 피뢰기의 무선 고장 검출 장치의 다른 목적은 또한, 피뢰기의 제조시에 RFID 칩을 내장하고 이 RFIF 칩에 의해 피뢰기의 생산, 유통, 설치, 점검 일시 등을 종합적으로 관리함으로써, 피뢰기의 고장 여부를 원격으로 판정할 수 있게 하고, 유지 보수 비용 등을 절감할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 본 고안의 실시예에 따른 피뢰기의 무선 고장 검출 장치의 또 다른 목적은 또한, 피뢰기의 제조시에 RFID 칩을 내장하고 이 RFIF 칩에 의해 피뢰기의 생산, 유통, 설치, 점검 일시 등을 종합적으로 관리함으로써, 피뢰기의 고장 여부를 원격으로 판정할 수 있게 하고, 유지 보수 비용 등을 절감할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 고안의 실시예에 따른 피뢰기의 고장 여부를 무선 신호를 이용하여 원격으로 감지하기 위한 장치는,

피뢰기의 누설 전류를 측정하여 누설 전류량이 허용 범위 이내인지를 판단하는 분석 모듈(50),

누설 전류량이 허용 범위 이외의 경우에 무선으로 이루어진 고장 무선 신호 발생기(60), 및

상기 고장 무선 신호 발생기로부터 발생되는 고장 신호를 수신하여 검검자에게 표시하는 휴대용 무선 고장 신호 수신기(70)로 이루어져 있다.

바람직하게 본 고안의 실시예에 피뢰기 고장 무선 원격 감지 장치에 사용되는 상기 고장 무선 신호 발생기가 RFID로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

(실시예)

이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 피뢰기의 고장 무선 검출 장치(100)에 대해서 상세히 설명하고자 한다.

도 3는 본 고안의 실시예에 따른 피뢰기 고장 무선 감지 장치가 설치된 폴리머 피뢰기를 도시한 도면이고, 도 4는 피뢰기에 부착된 무선 고장 감지 장치의 고장 검출 블럭도을 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4에 있어서, 피뢰기 고장 무선 감지 장치(100)은 피뢰기(6), 피뢰기의 누설 전류를 측정하여 누설 전류량이 허용 범위 이내인지를 판단하는 분석 모듈(50), 누설 전류량이 허용 범위 이외의 경우에 무선으로 이루어진 고장 무선 신호 발생기(60), 상기 고장 무선 신호 발생기로부터 발생되는 고장 신호를 수신하여 검검자에게 표시하는 휴대용 무선 고장 신호 수신기(70)로 이루어져 있다.

피뢰기(6)은 일반적으로 전신주 등에 설치되어 송배전선 및 변압기와 같은 부가 장비를 보호하기 위한 것으로서, 낙뢰의 내습시에 발생되는 순간 과도 전압(써지전압)을 사용가능한 전압은 통과시키고 이상 과도전압만 필터링하여 대지로 유도하여 지중 방전을 시키는 장치이다. 따라서, 피뢰기(6)은 순간 과도전압을 아주 짧은 시간에 대지로 귀로시키기 위하여 MOV(Metal Oxide Varister : 15)가 중앙의 피뢰기의 중심에 포함되어 있고, 이러한 MOV(16)은 폴리머 또는 세라믹 등에 의해 밀봉되어 형성되어 있다. 여기서, MOV(16)는 전압 전류의 비대칭 효과를 이용하여 일정 전압 이상의 전압이 인가되면 전류를 흐르게 할 수 있게 하여 대지로 귀로시키는 기능을 수행한다.

현재 주로 사용되는 피뢰기(6)는 애자형과 폴리머형 피뢰기가 사용되나, 상술한 바와 같은 낙뢰가 내습하지 않는 평상시에는 송배전선로와 접지간에는 절연상태가 되어야 한다. 그러나, MOV(6) 소자의 특성상 평상시 정상적인 경우에도 약간의 누설전류가 흐르고 MOV(6) 소자가 이상이 있을 경우는 과다한 전류가 흐르게 되어 선로와 대지간 누전현상이 발생한다.

피뢰기(6)에 있어서, 정상적인 누설 전류는 0.05 ~ 0.5 mA 이다. 그러나, 오차로서 정상 상태에서 허용되는 누설 전류는 0.15 ~ 1 mA 정도이다. 따라서, 0.15 mA 이하의 누설전류는 과소 누설 전류로서 단선으로 규정되어, 이때는 낙뢰의 내습시에 피뢰기로서의 기능 즉, 순간 과도 전압을 대지로 유도할 수 없게 되어 고장으로 판정된다.

또한, 피뢰기(6)에 07 이상 또는 1 mA 이상의 누설 전류가 흐르는 경우에는 과대 누설 전류로 규정되어 고장으로 판정된다. 따라서, 피뢰기(6)는 허용 누설 전류의 범위 이외의 누설 전류가 발생되고 있는지 즉, 과소 누설 전류 또는 과대 여부를 판단하는 것이 중요하다.

피뢰기의 누설 전류를 측정하여 누설 전류량이 허용 범위 이내인지를 판단하는 분석 모듈(50)은 분석 IC로 이루어져 있고, 분석 IC는 피뢰기의 통상적인 허용 누설 전류량을 상시 체크하여 0.15 ~ 1 mA 범위 내인 경우에는 정상임을 표시하고, 이 허용 누설 전류량 범위 이외의 누설 전류 즉, 0.15 mA 이하 또는 1 mA 이상의 누설 전류는 이상 또는 고장으로 판정한다.

분석 IC에서 피뢰기가 고장으로 판정된 경우에는 고장 신호를 출력시킨다. 즉, 통상 누설 전류와 허용 오차 누설 전류량을 항상 분석하는 분석 IC로부터 출력된 피뢰기의 고장 신호는 무선 고장 신호 발생기(60)에 입력된다. 분석 IC로부터 입력된 무선 고장 신호 발생기(60)는 무선으로 해당 피뢰기(6)가 고장이라는 신호를 무선으로 발생시킨다.

일반적으로 무선 고장 신호 발생기(60)는 RF 신호 발생기, RFID, 등을 사용할 수 있으며, RFID는 수동형과 능동형으로 분류되는데, 수동형의 경우, 일반적으로 통달거리가 약 20 m 정도이므로, 일반적인 전신주 등에 사용되는 피뢰기에는 수동형으로 사용하는 것이 바람직하고, 산악 지형 등의 접근이 어려운 곳에 설치된 전신주 등에는 통달거리를 조절할 수 있는 능동형 RFID를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 무선 고장 신호 발생기(60)로 사용되는 RFID에는 제품의 제조일, 설치일, 점검일, 등의 제품의 이력 정보를 포함할 수 있기 때문에 피뢰기의 고장 여부를 점검하는데는 매우 적합한 것을 판단된다.

무선 고장 신호 발생기(60)로부터 발생되는 무선 고장 신호는 휴대용 무선 고장 신호 수신기(70)에 의해 원격 감지될 수 있다. 따라서, 점검자는 휴대용 무선 고장 신호 수신기(70)를 소지한 상태에서 피뢰기가 설치된 전신주 밑에서 전신주 상에 설치된 피뢰기의 고장 여부를 확인 점검할 수 있다. 피뢰기가 고장으로 판명된 경우에는 전신주에 올라가서 해당하는 피뢰기를 교체하면 된다.

본 고안의 실시예에 따른 피뢰기 무선 고장 감지 장치(100)를 사용하는 경우에는 전신주의 송배전선로에 부착되어 있는 피뢰기의 고장 여부를 원격으로 점검할 수 있으므로, 종래의 피뢰기의 점검을 용이하게 수행할 수 있다. 따라서, 피뢰기의 유지 보수 비용이 상대적으로 월등히 감소한다는 점과, 고장 즉시 교체가 가능하다는 점에 있어서, 우수한 효과가 있음을 알 수 있다.

본 고안의 실시예에 따른 피뢰기의 무선 고장 검출 장치의 목적은 피뢰기에 피뢰기의 허용 누설 전류의 범위를 분석하여 허용 누설 전류의 범위를 벗어나는 경우에는 고장으로 판정되어 무선으로 고장 신호를 발생시켜서, 피뢰기의 고장 여부를 원격으로 검출할 수 있는 무선 검출장치를 제공하기 위한 것이다.

이상 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 고장 신호 발생기를 예시적으로 RFID를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라는 것을 인식하여야 한다. 예를 들어, RF, 무선 신호 발생기, 전력선 통신 선로 이용을 위한 유선 신호 발생기가 사용될 있거나, 다른 형태의 무선 신호 발생기가 설치될 수 있도록 변형 또는 변경될 수 있음을 알 수 있고, 이러한 변경 또는 변형은 본 발명의 첨부된 특허 청구의 범위내에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

피뢰기의 고장 여부를 무선 신호를 이용하여 원격으로 감지하기 위한 장치에 있어서,

피뢰기의 누설 전류를 측정하여 누설 전류량이 허용 범위 이내인지를 판단하는 분석 모듈(50),

누설 전류량이 허용 범위 이외의 경우에 무선으로 이루어진 고장 무선 신호 발생기(60), 및

상기 고장 무선 신호 발생기로부터 발생되는 고장 신호를 수신하여 검검자에게 표시하는 휴대용 무선 고장 신호 수신기(70)

로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기 고장 무선 감지 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 고장 무선 신호 발생기가 RFID로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기 고장 무선 감지 장치.