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KR101124993B1 - 선로전환기의 전환력 측정기 - Google Patents

선로전환기의 전환력 측정기 Download PDF

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KR101124993B1
KR101124993B1 KR1020110105990A KR20110105990A KR101124993B1 KR 101124993 B1 KR101124993 B1 KR 101124993B1 KR 1020110105990 A KR1020110105990 A KR 1020110105990A KR 20110105990 A KR20110105990 A KR 20110105990A KR 101124993 B1 KR101124993 B1 KR 101124993B1
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KR
South Korea
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line
measuring device
main body
connector
switching power
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KR1020110105990A
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Inventor
유형섭
홍운택
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주식회사 세화
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Abstract

본 발명은 철도, 지하철 등의 선로가 분기 되는 곳에 첨단 레일과 본선 레일의 밀착 상태를 동작시키는 선로전환기의 점검, 유지, 보수 관리를 위한 선로전환기의 전환력 측정기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 전환력 측정기 본체에 각종 센서를 연결할 수 있는 커넥터와 내부 측정을 위한 시스템을 내장하고 있으며, 프로그램에 위한 자동 제어 방식으로 센서에 의한 측정과 동시에 그래프 및 저장 기능 등을 갖추고 있어서 선로전환기의 각 부분의 상태를 모니터링 할 수 있으며, 선로전환기의 이상 유무를 신속하게 파악할 수 있어서 즉각적인 점검, 유지, 보수 관리를 할 수 있다. 또한, 휴대가 간편하므로 대규모의 감시 시스템의 영향력을 벗어난 소규모의 선로 분기점이나 평면 교차점 등의 선로전환기를 점검, 유지, 보수 관리하여 언제나 안전한 철도 운행이 될 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Description

선로전환기의 전환력 측정기{Point Machine Measurement Device}
본 발명은 철도, 지하철 등의 선로가 분기 되는 곳에 첨단 레일과 본선 레일의 밀착 상태를 동작시키는 선로전환기의 점검, 유지, 보수 관리를 위한 선로전환기의 전환력 측정기에 관한 것이다.
철도, 지하철 등의 선로가 분기 되는 곳에 설치되는 선로전환기는 철도, 지하철 등의 선로가 분기 되거나 또는 평면 교차하는 곳에 설치되어 열차의 운행 진로를 결정하는 중요한 장치이다. 구체적으로는 철로가 분기 되거나 교차하는 지점에는 본선 레일을 중심으로 첨단 레일의 위치를 변동시켜 열차의 진행 방향을 변화시키는데 이와 같이 첨단 레일의 위치를 변동시키는 역할을 하는 것이 선로전환기이다.
그러나 선로전환기의 구동에 따라 첨단 레일이 본선 레일에 정확하게 닿지 않은 상태에서 열차가 운행되면 열차에 이상이 생기거나, 열차의 탈선 사고 등이 발생할 수 있다. 그러므로 운행 중인 열차의 안전을 위해서 첨단 레일이 본선 레일에 정확하게 밀착되지 않으면 열차의 운행을 중지하도록 제어하는 시스템이 마련되어 있다.
다시 말하면, 현재의 철도 신호 시스템은 선로전환기가 정상적으로 작동하지 못해서 첨단 레일과 본선 레일의 동작 상태가 정상적이지 못하면 신호 조작반에 고장 상태가 표시되고, 해당 철로의 진입을 통제하도록 설계되어 있다.
이와 같은 선로전환기 모니터링 시스템과 관련한 선행기술로
예를 들면, 국내등록특허공보 등록번호 제10-0501463호에는 선로전환기 모니터링 시스템 및 방법이 개시되어 있으며, 열차의 운행 진로 변경에 사용되는 선로 전환기의 구동에 따른 첨단 레일과 본선 레일의 밀착상태를 실시간으로 감시하고, 이상 발생시 보수자 및 사령자에게 즉시 통보하여 신호제어, 열차제어 등의 신속한 초동 대처를 수행하도록 하여, 열차 탈선 등의 대형 안전사고를 미리 방지하며, 즉각적인 보수를 통하여 안전한 철도 운행이 될 수 있도록 한다.
또 국내등록특허공보 등록번호 제10-0863354호에는 선로전환기의 밀착 감시 시스템 및 그 방법이 개시되어 있는데 선로 전환기의 각부로부터 입력되는 데이터를 수집하여 선로전환기의 각부 상태를 모니터링하고, 조정된 데이터와 기준 데이터를 비교하여 정상적으로 조정되었는지의 여부를 알 수 있도록 하고 선로전환기로부터 계측된 데이터가 미리 설정된 한계치를 초과하면 경보음이 발생 되도록 하여 선로전환기의 관리자가 보수하여 안전한 철도 운행이 가능하게 하는 효과를 갖는다.
그러나 상기의 종래기술은 대규모의 감시 시스템으로서 소요되는 비용이 많을 뿐만 아니라, 소규모의 선로 분기점이나 평면 교차점 등에서는 비용의 낭비를 초래하거나 보수, 유지 관리에 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 천재지변이나 청소상태 등으로 인한 고장이 발생할 경우 정밀하고 신속한 유지, 보수, 관리가 필요하지만 현실적으로 즉각 대응이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 각 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 철도, 지하철 등에서 사용되는 선로전환기의 고장시 신속하고 정확하게 문제점을 찾아내어 보수할 수 있도록 선로전환기의 전환력 측정기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또한, 소규모의 선로 분기점이나 평면 교차점 등 대규모의 감시 시스템의 설치가 어려운 곳에 평시에도 선로전환기의 고장 유무 등을 꾸준히 감시하여 안전한 열차 운행을 제공할 수 있는 휴대가 간편하고 이동이 자유로운 선로전환기의 전환력 측정기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명이 목적하고 있는 선로전환기의 전환력 측정기의 해결 수단은 선로전환기에 의한 분기기의 전환력과 동작시간, 전압, 전류 등을 측정하여 철도 운행의 안전을 도모하고, 유지 보수를 원활하게 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하고 있으며, 구체적으로는 선로전환기의 전환력 측정기 본체(10)는 외부 일 측면에 한 쌍의 본체 잠금장치(21)가 설치된 상부케이스(41)와 외부 일 측면에 손잡이(22)가 설치된 하부케이스(42)로 이루어지며, 본체(10)의 상부케이스(41)는 그 내측에 모니터(31)가 구비되고, 하부케이스(42)에는 컴퓨터(15)와 배터리(16)가 내장 설치되며, 또 하부케이스(42)의 내측 상부에는 1개의 단자를 구비한 USB포트(1), 전원스위치(2) 및 배터리 표시기(9)가 구비되고, 중앙부에는 키보드(3)를 구비하며, 오른쪽 상단부에는 위로부터 순서대로 전압측정 커넥터(4), 전환력 측정 커넥터(5), 전류측정 커넥터(6), 충전 커넥터(7) 및 내부 인버터 스위치(8)가 구비되는 것으로 이루어진다.
그리고 상기한 본 발명에 따른 선로전환기의 전환력 측정기는 전환력 측정기 본체(10)와 선로전환기 사이에 센서를 부착하여 선로전환기의 운영 전환력을 측정하고, 운영 이송 동작시간을 측정하며, 선로전환기 동작 운영 및 기동 전류, 입력 전원을 측정하여 선로전환기의 이상 유무를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 선로전환기의 전환력 측정기는 측정기 본체에 각종 센서를 연결할 수 있는 커넥터와 내부 측정을 위한 시스템을 내장하고 있으며, 프로그램에 의한 자동 제어 방식으로 센서에 의한 측정과 동시에 그래프 및 저장 기능 등을 갖추고 있어서 선로전환기의 각부 상태를 모니터링 할 수 있으며, 선로전환기의 이상 유무를 신속하게 파악할 수 있어서 즉각적인 보수, 유지를 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 선로전환기의 전환력 측정기는 휴대가 용이하므로 대규모의 감시 시스템의 영향력을 벗어난 소규모의 선로 분기점이나 평면 교차점 등의 선로전환기를 보수, 유지하여 언제나 안전한 철도 운행이 될 수 있도록 하는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기 본체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기 본체의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기 본체의 하부케이스를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 선로전환기 정부하 Load데이터의 그래프이다.
도 5는 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 선로전환기 정부하 전류데이터의 그래프이다.
도 6은 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 선로전환기 변동부하 Load 데이터의 그래프이다.
도 7은 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 선로전환기 변동부하 전류 데이터의 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기 본체를 나타내는 사시도로서, 도 1을 참조하여 상세하게 설명하면,
본 발명에 따른 선로전환기의 전환력 측정기 본체(10)는 상부케이스(41)와 하부케이스(42)로 구성된 가방형상으로 이루어져 있으며, 상부케이스(41)의 외부 일 측면에는 상부케이스(41)와 하부케이스(42)를 닫힌 상태로 고정할 수 있는 한 쌍의 잠금장치(21)가 구비되고, 하부케이스(42)의 외부 일 측면에는 가방형상 본체(10)를 사용자가 간편하게 이동시킬 수 있도록 손잡이(22)가 설치되어 있다.
상기 선로전환기의 전환력 측정기 본체(10)를 이루는 상부케이스(41)와 하부케이스(42)는 본체(10)를 보호하고, 사용자가 신속하게 운반할 수 있도록 강하고 단단하며 가벼운 소재로 이루어지며, 통상적으로 사용되는 강화 플라스틱 또는 알루미늄 소재로부터 선택되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기 본체의 내부를 나타내는 사시도로서, 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면,
본체(10)의 상부케이스(41) 내측의 중앙부에는 각종 측정 지표, 데이터 등을 출력할 수 있는 모니터(31)가 구비되고, 상부케이스(41)의 외부 일 측면에 선로전환기의 전환력 측정기 본체(10)의 상부케이스(41)와 하부케이스(42)를 잠금, 고정할 수 있는 잠금장치(21)가 설치되어 있으며, 또 하부케이스(42) 외부 일 측면에는 신속한 이동, 휴대를 가능하게 하는 손잡이(22)로 설치되어 있다.
본 발명에 따른 선로전환기의 전환력 측정기를 운용할 때는 본체(10)를 평평한 바닥이나 평평한 선반 등에 올려놓은 후 본체(10)의 상부케이스(41)에 형성되어 있는 잠금장치(21)를 개방하고 본체(10)의 하부케이스(42)는 바닥면과 평행하게 위치시키며 본체(10)의 상부케이스(41)는 바닥면과 수직 하게 위치되도록 조정을 한다.
그리고, 선로 전환기(도시생략)에 각종 측정 센서를 설치하고, 각종 측정 센서와 선로전환기의 전환력 측정기를 측정 센서 케이블로 연결하여 선로전환기의 전환력 측정기로 해당 선로전환기의 전환력, 동작시간, 전류, 전압을 측정하여 본체(10)에 내장된 컴퓨터(15)가 자체 프로그램에 의한 자동 제어 방식으로 측정 센서에 의한 측정과 동시에 그래프 및 데이터를 모니터(31)에 출력하고 저장하는 기능을 갖추고 있다.
또한, 본체(10)의 하부케이스(42)에 배터리(16)를 내장하여 전원을 연결하기 힘든 야외에서도 어려움 없이 작업을 실시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기 본체의 하부케이스를 나타낸 정면도로서, 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면,
본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기의 하부케이스(42)에는 각종 커넥터 및 키보드(3) 등의 입력 장치가 구비되어 있다. 데이터 인출 등 각종 저장기기 또는 입출력 장치 등을 연결할 수 있어서 호환성과 범용성을 넓힐 수 있는 USB포트(1)가 좌측상부에 위치하고,
USB포트(1)의 바로 우측에는 선로전환기의 전환력 측정기의 전원스위치(2)가 구비되어 있어서 본체(10)의 전원을 ON/OFF 할 수 있다.
그리고 상기의 전원스위치(2)의 우측인 하부케이스(42) 상단 중앙부에 배터리 표시기(9)가 위치하여 본체(10)의 하부케이스(42)에 내장된 배터리(16)의 잔량을 시각적으로 표시하므로 사용자가 간편하게 배터리(16)의 상태를 실시간으로 인지할 수 있으며,
하부케이스(42)의 중앙부에는 키보드(3)가 위치하여 선로전환기에 부착된 각종 센서를 통해서 입력된 각각의 측정 데이터를 본체(10)내의 컴퓨터(15) 내부 계산식에 의해 산출된 각종 데이터의 결과를 편집, 처리하거나 측정 분기기 및 기타 내용 정리시에 사용할 수 있으며,
키보드(3)의 우측인 하부케이스(42)의 우측면에는 상부에서부터 순서대로 전압측정 커넥터(4), 전환력 측정 커넥터(5), 전류측정 커넥터(6), 충전 커넥터(7), 내부 인버터 스위치(8)가 구비되어 있다.
상기의 전압측정 커넥터(4)는 선로전환기의 전압측정용 측정 센서의 케이블을 연결하는 커넥터로서 선로전환기의 동작 전압을 측정할 수 있는 측정 센서를 선로전환기의 PB Box의 단자에 연결하고 측정 센서의 케이블은 본체(10)의 전압측정 커넥터(4)에 연결하여 선로전환기의 운용 전압을 실시간으로 모니터(31)에 표시할 수 있으며 전압 측정 센서의 한계 측정 전압은 380V이다.
상기의 전환력측정 커넥터(5)는 선로 전환기의 전환력 측정용 센서의 케이블을 연결하는 커넥터로서 선로전환기의 전환력을 측정하는 센서, 즉, Load Cell을 Jaw Pin이 설치되어 있던 부분에 설치하고, 측정 센서의 케이블은 본체(10)의 전환력측정 커넥터(5)에 연결하여 선로전환기의 전환력을 측정할 수 있다. 전환력 측정 센서의 사양은 Load Cell Pin Type으로 한계 측정 전환력은 2ton이다.
상기의 전류측정 커넥터(6)는 선로전환기의 전류 측정용 센서의 케이블을 연결하는 커넥터로서 선로전환기의 전류를 측정할 수 있는 측정 센서를 선로전환기의 PB Box의 단자에 연결하고, 측정 센서의 케이블은 본체(10)의 전류측정 커넥터(6)에 연결하여 선로전환기의 동작 전류를 나타낼 수 있다.
상기의 충전 커넥터(7)는 본체(10) 하부케이스(42)에 내장된 배터리(16)의 충전을 위한 커넥터로서 충전 커넥터(7)와 통상적으로 220V의 전압을 공급할 수 있는 전기 콘센트를 연결하여 본체(10) 하부케이스(42)에 내장된 배터리(16)를 충전할 수 있다.
상기의 내부 인버터 스위치(8)는 본체(10) 하부케이스(42)에 내장된 배터리(16)의 전력 소모 방지용 인버터 스위치로서 동작시에는 스위치가 점등하여 내부 인버터 스위치(8)의 동작을 시각적으로 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 선로전환기 정부하 Load데이터의 그래프로서, 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면,
기존의 전환력 성능 시험기의 데이터와 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 데이터를 비교, 분석하였다. 선로전환기 정부하 Load 데이터(Load : 3kN ≒ 300kg)를 나타낸 그래프로서 기존의 전환력 성능 시험기는 3.55kN의 값을 가졌고, 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기는 3.52kN의 값을 가져서 측정 편차는 0.84%를 나타내었다.
도 5는 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 선로전환기 정부하 전류데이터의 그래프로서, 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면,
기존의 전환력 성능 시험기의 데이터와 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 데이터를 비교, 분석하였다. 선로전환기 정부하 전류 데이터를 나타낸 그래프로서 기존의 전환력 성능 시험기는 3.02[A] 의 값을 나타내었고, 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기는 3.01[A]의 값을 나타내어서 측정 편차는 0.33%를 나타내었다.
도 6은 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 선로전환기 변동부하 Load 데이터의 그래프로서, 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면,
기존의 전환력 성능 시험기의 데이터와 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 데이터를 비교, 분석하였다. 선로전환기 변동부하 Load 데이터(Load : 최대 3.5kN / 정부하 1.0kN)를 나타낸 그래프로서 기존의 전환력 성능 시험기는 4.03kN을 나타내었고, 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기는 4kN을 나타내어서 측정 편차는 0.74%였다.
도 7은 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 선로전환기 변동부하 전류 데이터의 그래프로서, 도 7을 참조하여 상세하게 설명하면,
기존의 전환력 성능 시험기의 데이터와 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 데이터를 비교, 분석하였다. 선로전환기 변동부하 전류 데이터(Load : 최대 3.5kN / 정부하 1.0kN)를 나타낸 그래프로서 기존의 전환력 성능 시험기는 2.29[A]를 나타내었고, 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기는 2.28[A]를 나타내어서 측정 편차는 0.43%였다.
상기의 도 4 내지 도 7을 참조하면, 기존의 정상적인 전환력 성능 시험기의 정상적인 데이터 값과 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기로 측정한 데이터 값의 측정 편차는 0.33% 내지 0.84%로 1% 미만의 정상적인 측정 편차를 가진다.
또한, 본 발명의 선로전환기의 전환력 측정기를 이용하면 휴대가 용이하므로 대규모의 감시 시스템의 영향력을 벗어난 소규모의 선로 분기점이나 평면 교차점 등의 선로전환기를 보수, 유지하거나 대규모의 선로전환기 감시 시스템이 작동 불능 시에 선로전환기에 즉각적인 조치를 취할 수 있어서 언제나 안전한 철도 운행이 될 수 있도록 할 수 있고, 선로전환기의 전환력 측정기 본체에 각종 센서를 연결할 수 있는 커넥터와 내부 측정을 위한 시스템을 내장하고 있으며, 프로그램에 의한 자동 제어 방식으로 센서에 의한 측정과 동시에 그래프 및 저장 기능 등을 갖추고 있어서 선로전환기의 각부 상태를 모니터링 할 수 있어서 선로전환기의 이상 유무를 신속하게 파악할 수 있어서 즉각적인 보수, 유지를 할 수 있다.
1. USB포트 2. 전원 스위치
3. 키보드 4. 전압측정 커넥터
5. 전환력측정 커넥터 6. 전류측정 커넥터
7. 충전 커넥터 8. 내부 인버터 스위치
9. 배터리 표시기 10. 본체
15. 컴퓨터 16. 배터리
21. 잠금장치 22. 손잡이
31. 모니터 41. 상부케이스
42. 하부케이스

Claims (5)

  1. 선로전환기의 전환력 측정기에 있어서, 선로전환기의 전환력 측정기 본체(10)는, 외부 일 측면에 한 쌍의 잠금장치(21)가 설치된 상부케이스(41)와 외부 일 측면에 손잡이(22)가 설치된 하부케이스(42)로 이루어지며, 본체(10)의 상부케이스(41)는 그 내측에 모니터(31)가 구비되고, 하부케이스(42)에는 컴퓨터(15)와 배터리(16)를 내장하여 설치되며, 또 하부케이스(42)의 내측 상부에는 1개의 단자를 구비한 USB포트(1), 전원스위치(2) 및 배터리 표시기(9)가 구비되고, 중앙부에는 키보드(3)가 구비되며, 오른쪽 상단부에는 위로부터 순서대로 전압측정 커넥터(4), 전환력 측정 커넥터(5), 전류측정 커넥터(6), 충전 커넥터(7) 및 내부 인버터 스위치(8))가 구비되며, 상기의 USB포트(1)를 통하여 상기의 컴퓨터(15)를 사용자가 컨트롤할 수 있고 외부의 시스템과 통신할 수 있으며, 상기의 충전 커넥터(7)를 통하여 본체(10) 하부케이스(42) 내부의 배터리(16)를 충전하고 배터리 표시기(9)로 배터리(16)의 잔량을 실시간으로 나타내는 것을 특징으로 하는 선로전환기의 전환력 측정기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기의 모니터(31)는 통상의 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 LED(Light Emitting Diode) 또는 PDP(Plasma Display Panel)를 사용하는 것을 특징으로 하는 선로전환기의 전환력 측정기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기의 선로전환기의 전환력 측정기의 모니터(31)에 선로전환기의 측정 데이터가 그래프 형식으로 표시되고 저장은 그래프 파일과 텍스트 파일로 저장 가능하며, 현장에서 상기의 선로전환기의 전환력 측정기로 선로전환기의 전환력을 측정하여 그래프 상의 레일의 전환력, 밀착력 좌, 우 편차가 크면 현장에서 그래프를 확인하면서 선로전환기의 조종 및 유지보수를 할 수 있는 것을 특징으로 하는 선로전환기의 전환력 측정기.
  4. 제 3항에 있어서, 상기의 본체(10)를 구성하는 상부케이스(41)와 하부케이스(42)는 강화 플라스틱 또는 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 선로전환기의 전환력 측정기.
  5. 제 1항에 있어서, 선로전환기의 전환력 측정기의 측정항목은 선로전환기의 전압, 전류, 전환력, 동작시간인 것을 특징으로 하는 선로전환기의 전환력 측정기.
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