KR102077651B1

KR102077651B1 - Ｉｃｔ 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템

Info

Publication number: KR102077651B1
Application number: KR1020190066710A
Authority: KR
Inventors: 김영수; 박정재
Original assignee: 김영수; 박정재
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2020-02-14

Abstract

본 발명에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템은, 다수개의 분기회로가 설치되는 일정한 내부 공간을 가지며, 개폐 가능한 구조를 가지는 분전반; 각각의 분기회로마다 배정되어 이상 상황 발생 시에 자동으로 온(ON) 되어 각각의 분기회로로 공급되는 전력을 차단하거나, 상기 이상 상황 발생 여부와 상관없이 외부 제어에 의해 온/오프(ON/OFF) 제어되는 다수의 차단기; 상기 분전반 내에 설치되며, 상기 분전반 내부 및 상기 다수 차단기의 상태를 감시하는 감시 센서부; 상기 감시 센서부에 의하여 제공되는 센싱 정보를 시계열적으로 저장하고, 특정 화재 상황 발생에 대한 패턴을 형성하여 상기 감시 센서부에서 제공되는 실시간 센싱 정보와 상기 패턴과의 일치 여부를 판단하여 화재 발생 여부를 예측하는 위험상황 발생 예측부; 상기 감시 센서부에 의한 센싱 정보, 외부 제어 신호 및 상기 위험상황 발생 예측부의 위험상황 발생 예측신호에 따라 상기 다수의 차단기를 제어하는 제어부; 상기 분전반과 이격되어 원거리에 설치되며, 다수개의 분전반을 원격에서 통제하는 종합 관제실; 상기 분전반에 설치되며, 유무선 통신망을 통하여 상기 제어부와 상기 종합 관제 센터를 통신시키는 통신부; 상기 제어부 및 종합 관제 센터와 무선 통신망에 의하여 통신하며, 상기 제어부를 원격으로 감시 제어하는 모바일 관제 수단;을 포함한다.

Description

ＩＣＴ 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템{A SYSTEM FOR PREDICTING AND WATCHING THE ICT DISTRIBUERS}

본 발명은 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ICT 기술을 이용하여 다수개의 분전반에서 발생하는 개별 위험 상황 등에 대한 패턴 분석을 통하여 위험 상황을 예측 및 감시할 수 있는 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템에 관한 것이다.

전력 감시 시스템은 송전 계통과 같은 전력 계통이나 각종 산업체 혹은 주택의 수전 및 배전 계통에서 컴퓨터를 통하여 전력 사용 현장의 각종 전력 기기들의 동작상태를 통합하여 감시하고, 전력 사용 현장의 각종 전력 기기들의 동작 중에 이들의 전압, 전류, 적산 전력, 역률, 주파수 등과 같은 전력 감시용 정보를 수집 및 분석한 결과에 따라서 전력 사고(예컨대, 정전, 과전류, 전선 과부하, 화재 등)를 유발하는 이상 상황을 판별함으로써 이상 상황 발생에 대한 신속한 조치를 가능하게 하고 과다한 전력 수요를 예방한다.

예컨대, 상기한 바와 같은 종래의 전력 감시 시스템은 전력 사용 현장의 각종 전력 기기들의 동작 중에 어느 하나 혹은 그 이상의 전력 기기에 대한 이상 상황이 판별되면 해당 전력 기기의 선로를 차단하는 안전 제어 기능을 수행함으로써 여타 전력 기기들에 대한 원활하고 안정된 전력 수급을 도모한다.

한편, 상기와 같은 전력 감시 시스템은, 특히 각종 산업체 혹은 주택의 배전 계통에서 옥외의 배전선에서 옥내의 전력 사용 개소에 설치된 각종 전력 기기들이 구성하는 다수의 전력 기기 회로로 전력을 공급할 때, 이들 전력 기기 회로의 이상 전류(예컨대, 정전, 누전, 과전류 등)나 이들 전력 기기 회로의 아크 혹은 스파크를 유발하는 단락, 이들 전력 기기 회로의 전선 과부하나 전력 낭비 등과 같은 이상 상황 발생 시 안전을 위하여 각각의 전력 기기 회로와 옥외의 배전선 사이의 선로를 차단하는 다수의 차단기가 설치되어 있는 분전반을 포함한다.

이러한 분전반은 통상 옥외 배전선을 간선으로 정하였을 때, 이 간선으로부터 각각의 분기회로, 즉 옥내의 전력 사용 개소에 설치된 각종 전력 기기들이 구성하는 각각의 전력 기기 회로가 분기하여 배선되는 지점에서 각각의 분기회로마다 배정된 다수의 차단기를 포함한다.

상기와 같은 종래의 분전반은 박스 형상의 하우징 내부에 설치되고 설치방법에 따라 매입형, 노출형, 반매입형으로 구분되며, 각각의 분기회로마다 배정된 다수의 차단기가 이상 상황 발생 시에 온 되어 각각의 분기회로로 공급되는 전력을 차단함과 동시에 경보등을 점등하는 방식으로 경보를 발생하여 이상 상황 발생 사실을 전력 감시 시스템의 관리자에게 알려준다.

하지만, 상기와 같은 종래의 분전반은 전력 감시 시스템의 관리자가 정기 점검이나 순시 점검 혹은 고장 점검 등을 위해 차단기를 온/오프 하고자 하는 경우, 차단기를 수동으로 온/오프 제어해야하는 불편함이 있다.

실제로, 상기와 같은 종래의 분전반에서 사용되는 차단기가 수동 복구형 차단기인 경우, 이 수동 복구형 차단기가 이상 상황 발생 시 자동으로 온 되어 각각의 분기회로로 공급되는 전력을 차단할 수는 있으나, 각각의 분기회로의 이상 상황이 해소된 후 전력 감시 시스템의 관리자가 수동으로 차단기를 오프 상태로 복구시켜 각각의 분기회로로 전력이 재공급되게 해야 하는 불편함이 있다.

이와 달리, 상기와 같은 종래의 분전반에서 사용되는 차단기가 자동 복구형 차단기인 경우, 이 자동 복구형 차단기가 이상 상황 발생 시 자동으로 온 되어 각각의 분기회로로 공급되는 전력을 차단한 다음 각각의 분기회로의 이상 상황이 해소될 것으로 예상되는 정해진 시간이 지난 후 자동으로 오프 상태로 복구되어 각각의 분기회로로 전력을 재공급할 수는 있으나, 상기한 정해진 시간이 지날 때까지 각각의 분기회로의 이상 상황이 해소되지 않은 상태에서 상기 자동 복구형 차단기가 복구되어 각각의 분기회로로 전력을 재공급하면 이상 상황이 반복해서 발생하고, 그 결과로 전력 사고가 유발되는 단점이 있다.

따라서 이 경우 전력 감시 시스템의 관리자는 자동 복구형 차단기의 자동 복구 작동을 수동으로 해제한 다음 각각의 분기회로의 이상 상황이 해소된 후 다시 수동으로 차단기를 오프 상태로 복구시켜 각각의 분기회로로 전력이 재공급되게 해야 하는 불편함이 있다.

또한, 상기와 같은 종래의 분전반은 전기 화재, 차단기 차단 등 이상 상황이 발생하는 것을 감지하고 통보하는 정도의 대응만이 가능하여, 이상 상황 발생에 대하여 미리 예방하거나 초기에 선제적으로 대응할 수 없어서 문제가 확장되는 치명적인 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 ICT 기술을 이용하여 다수개의 분전반에서 발생하는 개별 위험 상황 등에 대한 패턴 분석을 통하여 위험 상황을 예측 및 감시할 수 있는 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템은, 다수개의 분기회로가 설치되는 일정한 내부 공간을 가지며, 개폐 가능한 구조를 가지는 분전반; 각각의 분기회로마다 배정되어 이상 상황 발생 시에 자동으로 온(ON) 되어 각각의 분기회로로 공급되는 전력을 차단하거나, 상기 이상 상황 발생 여부와 상관없이 외부 제어에 의해 온/오프(ON/OFF) 제어되는 다수의 차단기; 상기 분전반 내에 설치되며, 상기 분전반 내부 및 상기 다수 차단기의 상태를 감시하는 감시 센서부; 상기 감시 센서부에 의하여 제공되는 센싱 정보를 시계열적으로 저장하고, 특정 화재 상황 발생에 대한 패턴을 형성하여 상기 감시 센서부에서 제공되는 실시간 센싱 정보와 상기 패턴과의 일치 여부를 판단하여 화재 발생 여부를 예측하는 위험상황 발생 예측부; 상기 감시 센서부에 의한 센싱 정보, 외부 제어 신호 및 상기 위험상황 발생 예측부의 위험상황 발생 예측신호에 따라 상기 다수의 차단기를 제어하는 제어부; 상기 분전반과 이격되어 원거리에 설치되며, 다수개의 분전반을 원격에서 통제하는 종합 관제실; 상기 분전반에 설치되며, 유무선 통신망을 통하여 상기 제어부와 상기 종합 관제 센터를 통신시키는 통신부; 상기 제어부 및 종합 관제 센터와 무선 통신망에 의하여 통신하며, 상기 제어부를 원격으로 감시 제어하는 모바일 관제 수단;을 포함한다.

그리고 본 발명에서 상기 감시 센서부는, 상기 차단기의 연결상태를 감지하는 차단기 감지부; 상기 차단기의 누전 또는 과전류 상태 여부를 감지하는 누전 감지부; 상기 분전반으로 유입되는 메인 선로의 현재 전기 사용량 및 과부하 여부를 감지하는 전선 과부하 감지부; 상기 분전반 내부 및 외부 온도를 각각 감지하는 온도 감지부; 상기 분전반 내부의 아크 및 스파크 발생을 감지하는 아크 감지부; 상기 분전반의 진동 및 충격을 감지하는 진동 감지부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템에는, 상기 분전반 내에는 히터가 더 구비되고, 상기 제어부는 상기 온도 감지부에 의하여 상기 분전반 내부의 온도가 기준 온도 이하로 하강하거나, 상기 분전반 외부의 온도와 분전반 내부의 온도차가 경고 수준 이상으로 발생하는 경우 상기 히터를 작동시키는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 분전반에는, 상기 분전반의 개폐 여부를 감지하는 개폐 감지부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 위험상황 발생 예측부는, 상기 감시 센서부에 의하여 감지되어 제공되는 감지 정보를 일정 기간 동안 나누어 시계열적으로 저장하는 데이터 저장부; 상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 일정 기간 동안의 감지 정보 중 화재 사고가 발생한 시점 또는 차단기 차단 상황 발생 직전의 일정 기간 동안에 감지 정보 변화를 추출하는 데이터 추출부; 상기 데이터 추출부에 의하여 추출된 화재 사고 발생 데이터 및 차단기 차단 상황 데이터들을 평균하여 화재 발생 패턴 또는 차단 발생 패턴을 형성하는 패턴 형성부; 상기 감시 센서부에서 실시간으로 제공되는 감지 정보 중 상기 화재 발생 패턴 또는 차단 발생 패턴과 일치하는 패턴이 감지되면 사고 발생 예비 신호를 발생하는 신호 발생부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 위험상황 발생 예측부는 상기 패턴 형성부에 의하여 생성된 화재 발생 패턴 및 차단 발생 패턴을 상기 종합 관제실로 제공하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 종합 관제실은 상기 신호 발생부에 미리 저장되어 있는 화재 발생 패턴과 차단 발생 패턴을 제공하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 패턴 형성부는, 상기 아크 감지부에 의하여 제공되는 아크 발생 정보 중 유해 아크 발생 전 10초간의 전류 파형을 분석하여 화재 발생 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템에는, 상기 분전반의 외부에 설치되며, 분전반의 사용 전력량을 표시함과 동시에 분전반에서 분기한 각 분기회로의 전력 상태에 따라 발생하는 이상 상황 또는 분전반 내부 온도 또는 분전반 개폐 상황 및 다수의 차단기 온/오프 상태를 표시하는 전면 디스플레이부;가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템에는, 상기 분전반 내에 설치되어 내부에 설치된 부품들을 낙뢰로부터 보호하는 낙뢰보호부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템에 의하면 다수개의 분전반을 원격으로 실시간 감시 및 관리함과 동시에 ICT 기술을 이용하여 다수개의 분전반에서 발생하는 개별 위험 상황 등에 대한 패턴 분석을 통하여 위험 상황을 예측 및 감시할 수 있는 현저한 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분전반의 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험상황 발생 예측부의 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화가스 분사부의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 테이프의 구조를 모식적으로 도시하는 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐 파기부의 작용을 도시하는 부분 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 분전반(100), 차단기(500), 감시 센서부(600), 위험상황 발생 예측부(700), 제어부(900), 통신부(800), 종합 관제 센터(200) 및 모바일 관제 수단(300)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 상기 분전반(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 분기회로가 설치되는 일정한 내부 공간을 가지며, 개폐 가능한 구조를 가지는 구성요소이며, 상기 차단기(500) 등의 구성요소들이 설치되는 공간도 제공한다.

따라서 상기 분전반(100)은 전면이 개방된 사각통 형상의 본체(110)와 상기 본체(110)의 개방된 전면을 여닫는 게이트(120)로 구성될 수 있다. 이때 상기 게이트(120)와 상기 본체(110)의 접촉 부분에는 상기 게이트(120)가 닫힌 상태에서 상기 분전반(100) 내부의 기밀을 유지할 수 있는 기밀 유지부(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 차단기(500)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 분전반(100) 내부 공간 중 각각의 분기회로(130)마다 배정되어 설치되며, 이상 상황 발생 시에 자동으로 온(ON) 되어 각각의 분기회로(130)로 공급되는 전력을 차단하거나, 상기 이상 상황 발생 여부와 상관없이 외부 제어에 의해 온/오프(ON/OFF) 제어되는 구성요소이다. 상기 차단기(500)는 상기 분기회로(130)마다 독립되어 설치되므로 다수개가 설치되며, 구체적인 구성은 일반적으로 채용될 수 있는 차단기가 그대로 채용될 수 있다.

다음으로 상기 감시 센서부(600)는 상기 분전반(100) 내에 설치되며, 상기 분전반(100) 내부 상태 및 상기 다수 차단기(500)의 상태를 감시하는 구성요소이다. 이를 위하여 본 실시예에서는 감시 센서부(600)를 구체적으로 차단기 감지부(610), 누전 감지부(620), 전선 과부하 감지부(630), 온도 감지부(640), 아크 감지부(650) 및 진동 감지부(660)를 포함하도록 구성한다.

먼저 상기 차단기 감지부(610)는 상기 차단기(500)의 연결상태를 감지하는 구성요소이다. 전술한 바와 같이, 상기 차단기(500)는 이상 상황이 발생하거나 외부 제어에 의하여 온/오프(ON/OFF)될 수 있으므로 각 차단기의 현재 상태를 변동이 있을 때마다 감지하여 이를 상기 제어부(900)에 전달하는 것이다.

다음으로 상기 누전 감지부(620)는 상기 차단기(500)의 누전 또는 과전류 상태 여부를 감지하는 구성요소이다. 상기 누전 감지부(620)는 누전 또는 과전류 상태 여부를 감지할 수 있는 다양한 구성을 가질 수 있으며, 예들 들어 섀시 접지와 부하 측의 대지 접지 사이를 전기적으로 도통시켜 섀시 접지 측으로부터 부하 측의 대지 접지 측으로 누전 감지 전류가 흐르는지 여부를 판별하여 부하 측의 누설 전류를 감지하는 구조를 가질 수 있다.

이렇게 상기 누전 감지부(620)는 누전을 감지하면 누전 감지 신호를 상기 제어부(900)에 제공한다.

다음으로 상기 과부하 감지부(630)는 상기 분전반으로 유입되는 메인 선로의 현재 전기 사용량 및 사용하고 있는 전선의 허용 용량을 표시하고 과부하 시 그 상태를 상기 제어부(900)로 제공한다. 이렇게 상기 과부하 감지부(630)에 의하여 감지되는 현재 전기 사용량 및 과부하 여부 등을 표시하기 위하여 상기 분전반 내부에는 내부 디스플레이부(140)가 더 구비될 수 있다.

다음으로 상기 온도 감지부(640)는 상기 분전반(100) 내부 및 외부 온도를 각각 감지하는 구성요소이다. 상기 분전반(100) 내부와 외부에 각각 온도 센서가 구비되어 상기 분전반(100) 내부와 외부 온도를 각각 감지하여 상기 제어부(900)로 전달한다.

그리고 상기 분전반(100) 내에는 히터(670)가 더 구비되고, 상기 제어부(900)는 상기 온도 감지부(640)에 의하여 상기 분전반(100) 내부의 온도가 기준 온도 이하로 하강하거나, 상기 분전반 외부의 온도와 분전반 내부의 온도차가 경고 수준 이상으로 발생하는 경우 상기 히터(670)를 작동시키는 것이 바람직하다. 이러한 히터(670)의 작용에 의하여 상기 분전반(100) 내부의 온도를 일정하게 유지하여 상기 분전반 내부에 설치되는 차단기 등에 수분이 형성되는 것을 방지하는 것이다.

다음으로 상기 아크 감지부(650)는 상기 분전반(100) 내부에 설치되며, 상기 분전반 내부의 아크 및 스파크 발생을 감지하는 구성요소이다. 상기 아크 감지부(650)는 상기 차단기(500) 및 상기 분전반(100) 내부 공간에서 일상적으로 발생하는 모든 아크를 감지할 수 있는 구조를 가지며, 감지된 아크를 일상적인 아크와 위험 아크로 분류하여 위험 아크 발생시에 상기 제어부(900)에 이를 전달한다.

다음으로 상기 진동 감지부(660)는 상기 분전반(100) 내에 설치되며, 상기 분전반(100)의 진동 및 충격을 감지하는 구성요소이다. 즉, 상기 진동 감지부(660)는 상기 분전반(100)의 지진 등에 의한 진동 및 외력에 의한 충격 상태를 감지하여 이상 상황 발생시 이를 상기 제어부(900)에 제공한다. 이러한 진동과 충격에 의하여 상기 분전반(100) 내부가 파손되거나 화재 등이 발생할 수 있기 때문이다.

한편 본 실시예에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템(1)에서 상기 분전반(100)에는 개폐 감지부(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 개폐 감지부는 상기 게이트(120)가 상기 본체(110)로부터 분리되어 열리는 경우 이를 감지하여 상기 제어부(900)에 제공한다. 특히, 관리자 등이 정상적으로 상기 게이트(120)를 개방하는 것이 아닌, 비정상적인 게이트(120) 개방의 경우 사고 등으로 이루어질 수 있으므로 이를 실시간 감시하는 것이다.

다음으로 상기 위험상황 발생 예측부(700)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(900) 내에 설치될 수 있으며 상기 감시 센서부(600)에 의하여 제공되는 센싱 정보를 시계열적으로 저장하고, 특정 화재 상황 발생에 대한 패턴을 형성하여 상기 감시 센서부(600)에서 제공되는 실시간 센싱 정보와 상기 패턴과의 일치 여부를 판단하여 화재 발생 여부를 예측하는 구성요소이다. 즉, 상기 위험상황 발생 예측부(700)는 기존에 상기 분전반(100)을 감시하면서 얻어지는 데이터들을 분석하여 화재를 포함한 위험상황 발생을 미리 예측하여 위험 상황 발생을 방지하는 것이다.

이를 위하여 본 실시예에서 상기 위험상황 발생 예측부(700)는 도 3에 도시된 바와 같이, 구체적으로 데이터 저장부(710), 데이터 추출부(720), 패턴 형성부(730) 및 신호 발생부(740)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 데이터 저장부(710)는 상기 감시 센서부(600)에 의하여 감지되어 제공되는 각종 감지 정보를 일정 기간 동안 나누어 시계열적으로 저장하는 구성요소이다. 이때 상기 데이터 저장부(710)는 동일한 시간대에 감지되는 서로 다른 센서들에 의한 감지 정보들을 연관지어 저장한다.

다음으로 상기 데이터 추출부(720)는 상기 데이터 저장부(710)에 저장되어 있는 일정 기간 동안의 감지 정보 중 화재 사고가 발생한 시점 또는 차단기 차단 상황 발생 등 각종 위험 상황 발생 직전의 일정 기간 동안에 감지 정보 변화를 추출하는 구성요소이다. 즉, 상기 데이터 추출부(720)는 상기 데이터 저장부(710)에서 제공되는 수많은 감지 정보들 중에서 미리 지정된 특정한 위험 상황 발생 시점을 기준으로 그 위험 상황 발생 직전에서부터 일정 기간 동안의 감지 정보 변화들만을 추출하는 것이다.

이때 추출된 감지 정보들은 위험 상황 종류별로 나뉘어 상기 패턴 형성부(730)에 제공된다.

다음으로 상기 패턴 형성부(730)는 상기 데이터 추출부(720)에 의하여 추출된 화재 사고 발생 데이터 또는 차단기 차단 상황 데이터들 등을 평균하여 화재 발생 패턴 또는 차단 발생 패턴 등 위험 상황 발생 패턴을 형성한다. 즉, 상기 패턴 형성부(730)는 각 위험 상황 별로 그 위험 상황이 발생되기까지의 직전 상황에서 감지 정보들의 변화 패턴을 그래프 등으로 도시화하여 화재 발생 패턴 또는 차단 발생 패턴 등을 상기 신호 발생부(740)에 제공하는 것이다.

예를 들어 상기 패턴 형성부(730)는 상기 아크 감지부(650)에 의하여 제공되는 아크 발생 정보 중 유해 아크 발생 전 10초간의 전류 파형을 분석하여 화재 발생 패턴을 형성하는 것이다.

한편 상기 위험상황 발생 예측부(700)는 이렇게 상기 패턴 형성부(730)에 의하여 생성된 화재 발생 패턴 및 차단 발생 패턴 등의 위험 상황 발생 패턴을 상기 종합 관제실(200)로 제공한다. 이렇게 제공되는 위험 상황 발생 패턴들은 다른 분전반의 위험상황 발생 예측부에도 제공되어 위험 상황 예측에 활용된다.

다음으로 상기 신호 발생부(740)는 상기 감시 센서부(600)에서 실시간으로 제공되는 감지 정보 중 상기 화재 발생 패턴 또는 차단 발생 패턴과 일치하는 패턴이 감지되면 사고 발생 예비 신호를 발생하는 구성요소이다. 즉, 상기 신호 발생부(740)는 상기 감시 센서부(600)에서 실시간으로 제공되는 감지 정보들 중에서 상기 패턴 형성부(730)에서 제공된 위험 상황 발생 패턴들과 어느 정도 일치되는 패턴이 감지되면 사고 발생 예비 신호를 각 위험 상황별로 구별하여 발생시키고 이를 상기 제어부(900)에 제공하는 것이다.

한편 상기 종합 관제실(200)은 상기 신호 발생부(740)에 미리 저장되어 있는 화재 발생 패턴과 차단 발생 패턴 등의 위험상황 발생 패턴을 제공하는 것이 바람직하다. 이렇게 제공되는 위험상황 발생 패턴은 그 분전반에서 발생한 것이 아니라, 다른 분전반에서 발생한 위험 상황들에 대한 패턴이며, 이러한 패턴들이 위험 상황 발생 예측에 활용되는 것이다.

다음으로 상기 제어부(900)는 상기 감시 센서부(600)에 의한 센싱 정보, 외부 제어 신호 및 상기 위험상황 발생 예측부(700)의 사고 발생 예비신호에 따라 상기 다수의 차단기(500)를 제어하는 구성요소이다. 예를 들어 상기 제어부(900)는 상기 진동 감지부(660)에 의하여 제공되는 진동 정보가 미리 설정된 크기 이상으로 감지되면 상기 차단기(500)를 차단하여 화재 사고 등을 미리 예방하도록 상기 차단기(500)를 제어한다. 그리고 상기 개폐 감지부(도면에 미도시)에 의하여 상기 게이트(120)가 비정상적으로 개방된 것을 감지하면 이를 상기 종합 관제 센터(200)와 모바일 관제 수단(300)에 제공한다.

또한 상기 제어부(900)는 상기 위험상황 발생 예측부(700)에 의하여 제공되는 사고 발생 예비신호에 따라서 상기 차단기(500) 등 상기 분전반(100) 내부의 구성요소들을 제어한다.

다음으로 상기 통신부(800)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 분전반(100) 내의 제어부(900)에 설치될 수 있으며, 유무선 통신망(810)을 통하여 상기 위험상황 발생 예측부(700), 제어부(900), 종합 관제 센터(200) 및 상기 모바일 관제 수단(300)을 서로 통신시키는 구성요소이다. 상기 통신부(800)는 정전 등 비상 상황에서도 작동되어야 하므로 배터리(도면에 미도시) 등과 같은 별도의 전원 공급 수단을 구비하며, 이를 통하여 비상 시에 상기 제어부(900)와 함께 전원을 공급받아 정상 작동한다.

한편 본 실시예에 따른 분전반(100)에는 전면 디스플레이부(150)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 전면 디스플레이부(150)는 상기 게이트(120)의 전면에 설치되며, 분전반(100)의 사용 전력량을 표시함과 동시에 분전반에서 분기한 각 분기회로(130)의 전력 상태에 따라 발생하는 이상 상황 또는 분전반(100) 내부 온도 또는 분전반 개폐 상황 및 다수의 차단기 온/오프 상태를 표시하는 구성요소이다. 따라서 관리자는 상기 전면 디스플레이부(150)에 디스플레이되어 있는 내용을 통하여 상기 분전반(100) 내부 상황을 그대로 확인할 수 있으며, 이 정보는 상기 종합 관제 센터(200) 및 모바일 관제 수단(300)에도 동일하게 제공되어 디스플레이(display) 된다.

한편 본 실시예에서 상기 분전반(100)에는 낙뢰 보호부(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하며, 상기 낙뢰 보호부는 상기 분전반(100) 내에 설치되어 내부에 설치된 부품들을 낙뢰로부터 보호하는 구성요소이다.

다음으로 상기 종합 관제 센터(200)는 상기 분전반(100)과 원거리에 이격되어 설치되며, 다수개의 분전반(100)에 대하여 제어 정보 및 감지 정보를 제공받아서 이를 저장 및 처리하며, 필요한 제어 정보를 상기 통신부(800)를 통하여 상기 제어부(900) 및 모바일 관제 수단(300)에 제공하는 구성요소이다. 또한 상기 종합 관제 센터(200)에는 대용량의 서버(도면에 미도시)가 구비되어 개별 분전반(100)에서 제공되는 감지 정보, 사고 상황 정보 및 위험상황 발생 패턴을 저장하고 이를 가공하여 사고 상황을 예측하는 기능도 수행한다.

그리고 상기 종합 관제 센터(200)는 개별 분전반에 이상 상황이 발생하는 경우 해당 장애 제거팀(400)에 장애 제거 정보를 제공하여 신속하게 장애가 제거되고 정상화되도록 조치한다.

다음으로 상기 모바일 관제 수단(300)은 상기 제어부(900) 및 종합 관제 센터(200)와 무선 통신망에 의하여 통신하며, 상기 분전반(100) 및 제어부(900)를 원격으로 감시 제어하는 구성요소이다. 즉 상기 모바일 관제 수단(300)은 개별 관리자가 휴대가능한 스마트폰과 같은 모바일 통신 수단으로 구비되며, 개별 관리자가 분전반(100)을 직접 방문하지 않은 상태에서도 해당 분전반의 상태를 실시간으로 정확하게 감시할 수 있을 뿐만아니라, 장애 발생시 이를 원격으로 제거하여 정상화시킬 수 있는 기능을 제공한다.

따라서 상기 모바일 관제 수단(300)에는 상기 분전반(100)의 상태를 실시간으로 확인하고 상기 분전반을 원격으로 제어할 수 있는 프로그램이 설치되고, 이에 의하여 관리자 인터페이스(interface)가 제공된다. 이때 상기 프로그램은 스마트폰 앱과 동일하게 간편하게 다운로드 받아서 사용할 수 있다.

한편 본 실시예에 따른 분전반(100)에는 소화가스 분사부(140)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 소화가스 분사부(140)는 상기 분전반(100) 내에 설치되며, 상기 분전반(100) 내부의 온도가 위험 온도 이상으로 상승하거나 상기 아크 감지부(650)에 의하여 이상 상태가 감지되면 소화가스를 분사하여 화재를 발생을 방지하거나 제압하는 구성요소이다.

이를 위하여 상기 소화가스 분사부(140)는 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 소화가스를 함입한 캡슐(142)이 피복된 소화 테이프(141)로 구성될 수 있다. 이때 상기 캡슐(142)은 접착 성분(143)에 의하여 상기 테이프(141)의 일 표면에 접착되되, 상기 캡슐(142)의 절반 이상의 부분이 외부로 노출되는 구조로 접착된다. 이렇게 상기 캡슐(142)의 노출된 부분은 후술하는 캡슐 파기부(150)에 의하여 용이하게 파기되도록 하는 장점이 된다.

그리고 상기 테이프(141)의 배면에는 부착층(도면에 미도시)이 형성되어 상기 테이프(141)를 상기 분전반(100) 표면 또는 상기 게이트(120) 내면에 부착할 수 있는 구조를 가진다.

그리고 본 실시예에서 상기 소화 테이프(141)는, 상기 분전반(100) 내부에서 화재가 발생할 가능성이 가장 높은 위치에 인접하게 설치되는 것이 바람직하므로, 상기 게이트(120) 내면 중 상기 차단기(500)에 인접한 위치에 부착된다.

또한 본 실시예에서 상기 분전반(100)에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 캡슐 파기부(150)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 캡슐 파기부(150)는 상기 분전반(100)에 부착되어 있는 소화 테이프(141)의 표면을 긁어서 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 소화 테이프에 구비되어 있는 캡슐(142)을 강제로 터뜨리는 것이다.

따라서 상기 캡슐 파기부(150)는 상기 분전반(100) 내부의 온도가 위험 온도 이상으로 상승하거나 상기 아크 감지부(650)에 의하여 이상 상태가 감지되면 상기 제어부(900)의 제어 신호에 따라 상기 소화테이프(141) 전면을 긁어서 상기 캡슐(142)을 강제로 터뜨리는 것이며, 상기 캡슐 파기부(150)는 전동 구동에 의하여 상기 이동 레일(152)를 타고 슬라이딩 이동하는 방식으로 자동 구동되는 구조를 가진다.

그리고 본 실시예에서 상기 캡슐(142) 내부에는 액상의 CF₃CF₂C(O)CF₂CF₂CF₃가 채워지는 것이 비등점을 90℃ 정도로 하여 효과적인 소화작용이 가능하므로 바람직하며, 상기 캡슐(142)은 80 ~ 100℃의 열에 의하여 용해되는 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 물론 본 실시예에서 상기 캡슐(142)은 열에 의하여 용해되지 않는 수지로 이루어져도 상기 캡슐 파기부(150)에 의하여 강제 파기되므로 충분하다.

한편 본 실시예에서 상기 소화가스 분사부(140)는 테이프 형상이 아니고, 상기 분전반(100) 또는 상기 차단기(500)와 같은 설치 부품 표면에 직접 피복되는 도막으로 형성될 수도 있다. 이 경우 상기 소화가스 분사부(140)를 평면이 아닌 곡면 또는 절곡면 등에 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

이렇게 상기 소화가스 분사부(140)가 도막으로 형성되는 경우에는 상기 캡슐(142)을 접착제와 혼합하여 사용하는데, 상기 접착제는 아래의 화학식 1의 폴리글루코사민 중합체인 것이 신속한 건조가 가능하여 바람직하다.

< 화학식 1 >

(이때, n= 2 ~ 1000인 정수이고, X는 CH₂-O 또는 (CH₂)_y, y는 0 또는 1, m은 1, 1 또는 2이며, R은 H, 메틸, 에틸, 아세틸, 프로피오닐 또는 부티릴기이다)

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템
100 : 분전반 200 : 종합 관제 센터
300 : 모바일 관제 수단 400 : 장애 제거팀
500 : 차단기 600 : 감시 센서부
700 : 위험상황 예측부 800 : 통신부
900 : 제어부

Claims

다수개의 분기회로가 설치되는 일정한 내부 공간을 가지며, 개폐 가능한 구조를 가지는 분전반;
각각의 분기회로마다 배정되어 이상 상황 발생 시에 자동으로 온(ON) 되어 각각의 분기회로로 공급되는 전력을 차단하거나, 상기 이상 상황 발생 여부와 상관없이 외부 제어에 의해 온/오프(ON/OFF) 제어되는 다수의 차단기;
상기 분전반 내에 설치되며, 상기 분전반 내부 및 상기 다수 차단기의 상태를 감시하는 감시 센서부;
상기 감시 센서부에 의하여 제공되는 센싱 정보를 시계열적으로 저장하고, 특정 화재 상황 발생에 대한 패턴을 형성하여 상기 감시 센서부에서 제공되는 실시간 센싱 정보와 상기 패턴과의 일치 여부를 판단하여 화재 발생 여부를 예측하는 위험상황 발생 예측부;
상기 감시 센서부에 의한 센싱 정보, 외부 제어 신호 및 상기 위험상황 발생 예측부의 위험상황 발생 예측신호에 따라 상기 다수의 차단기를 제어하는 제어부;
상기 분전반과 이격되어 원거리에 설치되며, 다수개의 분전반을 원격에서 통제하는 종합 관제실;
상기 분전반에 설치되며, 유무선 통신망을 통하여 상기 제어부와 상기 종합 관제 센터를 통신시키는 통신부;
상기 제어부 및 종합 관제 센터와 무선 통신망에 의하여 통신하며, 상기 제어부를 원격으로 감시 제어하는 모바일 관제 수단;을 포함하며,
상기 감시 센서부는,
상기 차단기의 연결상태를 감지하는 차단기 감지부;
상기 차단기의 누전 또는 과전류 상태 여부를 감지하는 누전 감지부;
상기 분전반으로 유입되는 메인 선로의 현재 전기 사용량 및 과부하 여부를 감지하는 전선 과부하 감지부;
상기 분전반 내부 및 외부 온도를 각각 감지하는 온도 감지부;
상기 분전반 내부의 아크 및 스파크 발생을 감지하는 아크 감지부;
상기 분전반의 진동 및 충격을 감지하는 진동 감지부; 및
상기 분전반 내부의 온도가 위험 온도 이상으로 상승하거나 상기 아크 감지부에 의하여 이상 상태가 감지되면 소화가스를 분사하는 소화가스 분사부;를 포함하고,
상기 소화가스 분사부는 소화가스를 함입한 캡슐을 접착제와 혼합하여 상기 차단기 표면에 직접 피복되는 도막으로 형성되며,
상기 접착제는 아래의 화학식 1의 폴리글루코사민 중합체이며,
< 화학식 1 >

(이때, n= 2 ~ 1000인 정수이고, X는 CH₂-O 또는 (CH₂)_y, y는 0 또는 1, m은 1, 1 또는 2이며, R은 H, 메틸, 에틸, 아세틸, 프로피오닐 또는 부티릴기이다)

상기 위험상황 발생 예측부는,
상기 감시 센서부에 의하여 감지되어 제공되는 감지 정보를 일정 기간 동안 나누어 시계열적으로 저장하는 데이터 저장부;
상기 데이터 저장부에 저장되어 있는 일정 기간 동안의 감지 정보 중 화재 사고가 발생한 시점 또는 차단기 차단 상황 발생 직전의 일정 기간 동안에 감지 정보 변화를 추출하는 데이터 추출부;
상기 데이터 추출부에 의하여 추출된 화재 사고 발생 데이터 및 차단기 차단 상황 데이터들을 평균하여 화재 발생 패턴 또는 차단 발생 패턴을 형성하는 패턴 형성부;
상기 감시 센서부에서 실시간으로 제공되는 감지 정보 중 상기 화재 발생 패턴 또는 차단 발생 패턴과 일치하는 패턴이 감지되면 사고 발생 예비 신호를 발생하는 신호 발생부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 ICT 분전반 위험 상황 예측 감시 시스템.
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