KR-20260060908-A - SYSTEM FOR PRECISE ELECTRICAL SAFETY DIAGNOSIS OF RAILWAY POWER SYSTEM

KR20260060908AKR 20260060908 AKR20260060908 AKR 20260060908AKR-20260060908-A

Abstract

본 발명에서 제공하는 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템은, 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템에 있어서, 철도전력계통을 구성하는 전기설비들로부터 현장정보를 취득 및 분석하여 상기 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단을 수행하는 서버장치; 카메라를 구비하고, 상기 철도전력계통에 구비된 수배전반 내부에 대하여, 미리 설정된 하나 이상의 모니터링 지점들 각각에 대한 정밀영상을 순차적으로 수집하여 그 정밀영상을 수집순서에 따라 상기 서버장치로 전송하는 이동식 정밀영상수집부재; 및 상기 모니터링 지점들 각각에 대응된 하나 이상의 카메라안착부들을 구비하고 상기 수배전반 내부에 수용되어, 상기 카메라안착부들 중 어느 하나에 안착된 상기 카메라의 촬영방향을 대응된 모니터링 지점으로 고정하는 카메라고정부재를 포함하고, 상기 서버장치는, 상기 모니터링 지점들 각각에 대한 고장 상태를 진단하기 위한 기준영상을 미리 저장하고, 상기 이동식 정밀영상수집부재로부터 수신된 정밀영상을 대응된 기준영상과 비교하여 상기 수배전반의 고장 상태를 진단함으로써, 수배전반 내부에서 철도전력계통의 고장을 유발하는 미세한 상태변화를 시각에 의해 직관적으로 확인할 수 있고, 이로 인해, 철도전력계통의 고장에 미리 대비할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Inventors

오진택

Assignees

오진택

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241025

Claims (4)

철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템에 있어서, 철도전력계통을 구성하는 전기설비들로부터 현장정보를 취득 및 분석하여 상기 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단을 수행하는 서버장치; 카메라를 구비하고, 상기 철도전력계통에 구비된 수배전반 내부에 대하여, 미리 설정된 하나 이상의 모니터링 지점들 각각에 대한 정밀영상을 순차적으로 수집하여 그 정밀영상을 수집순서에 따라 상기 서버장치로 전송하는 이동식 정밀영상수집부재; 및 상기 모니터링 지점들 각각에 대응된 하나 이상의 카메라안착부들을 구비하고 상기 수배전반 내부에 수용되어, 상기 카메라안착부들 중 어느 하나에 안착된 상기 카메라의 촬영방향을 대응된 모니터링 지점으로 고정하는 카메라고정부재를 포함하고, 상기 서버장치는, 상기 모니터링 지점들 각각에 대한 고장 상태를 진단하기 위한 기준영상을 미리 저장하고, 상기 이동식 정밀영상수집부재로부터 수신된 정밀영상을 대응된 기준영상과 비교하여 상기 수배전반의 고장 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템.
제1항에 있어서, 상기 이동식 정밀영상수집부재는, 상기 카메라안착부에 접하는 상기 카메라의 하부에 형성되며, 상기 카메라안착부에 구비된 카메라고정돌기와 결합하여 상기 카메라의 위치를 고정시키는 고정홈부; 일단에 상기 카메라가 설치되고, 타단에 상기 카메라를 조작하기 위한 조작버튼이 구비된 소정길이의 카메라봉; 및 상기 정밀영상을 상기 서버장치로 전송하는 통신부를 더 포함하고, 상기 카메라는, 상기 조작버튼의 조작에 의해 동작하여 상기 모니터링 지점에 대한 정밀영상을 수집하는 것을 특징으로 하는 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템.
제2항에 있어서, 상기 이동식 정밀영상수집부재는, 상기 카메라가 상기 카메라안착부에 안착되었을 때, 지면방향으로 연장되어 상기 카메라봉의 일단으로부터 타단방향으로 흐르는 누설전류를 지면으로 접지하는 접지봉을 더 포함하고, 상기 고정홈부는, 상기 카메라고정돌기가 삽입되는 삽입공간이 형성되고, 상기 접지봉의 접지시에만 상기 삽입공간을 개방하도록, 상기 삽입공간 내에서 이동하는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템.
제2항에 있어서, 상기 카메라고정부재는, 일면에 상기 카메라안착부들이 돌출형성되고, 타면이 상기 수배전반의 내측 전면부를 향하도록 상기 수배전반 내부에 수용되어, 상기 수배전반 내부에 설치된 고전압선로와 외부 장치와의 접촉을 차단하는 투명차단막을 더 포함하고, 상기 카메라안착부는, 상기 카메라가 접하는 내측면에 상기 서버장치에 의해 돌출여부가 제어되는 상기 카메라고정돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템.

Description

철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템{SYSTEM FOR PRECISE ELECTRICAL SAFETY DIAGNOSIS OF RAILWAY POWER SYSTEM} 본 발명은 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템에 관한 것이다. 철도차량의 경우, 차량의 운행뿐만 아니라, 차량에 설치된 모든 전기기기의 작동 및 제어를 위해 전력을 사용함으로써, 철도차량에 안정적인 전원을 공급하는 것은 전기철도차량 및 도시철도차량의 안전한 운행을 위해 매우 중요하다. 이러한, 철도차량의 전력수급계통은 한전변전소로부터 철도송전선로를 통해 154kV 전압을 직접 수전 받은 전철변전소가 내부 수배전반을 통하여 필요한 차량 및 개소에 전력을 공급한다. 따라서 철도차량의 안전한 운행을 위해, 철도전력계통에 대한 주기적인 안전진단이 필요하며, 특히, 상기 수배전반의 동작 상태를 정밀하게 진단하는 것이 필수적이다. 이와 같이, 철도전력계통의 전기를 안전진단하기 위해, 철도 운영사에서는, 순회점검, 정밀진단/점검, 분해점검, 및 특별점검 등, 다양한 점검을 단계적으로 실시한다. 이 때, 정밀진단/점검은, 계측장비와 분석장치로 설비의 전기/화학적 성능을 측정하거나, 기능 동작시험 등을 종합점검하는 점검을 말하는 것으로서, 이를 위해, 통상, 상위의 서버장치가, 현장설비들 각각으로부터 정보를 수집하여 분석한다. 관련하여, 한국 등록실용신안 제20-0434405호에는, 철도 전기설비를 제어하는 다기능 통신제어장치에 관한 것으로서, 고전압의 전기를 이용한 철도를 운영하기 위해 설치하는 변전소에 설치된 전기설비(전자식 배전반 등)를 운용하기 위해 다양한 통신 프로토콜(HARRIS/LANDIS/VALMET/DNP 등)을 구비하여 전기설비로부터 현장정보를 취득, 분석하여 상위 제어소(HOST)로 데이터를 송신하고, 제어명령을 수신받아 원활한 운영이 되도록 전기설비 제어의 조작을 수행하는 멀티프로토콜을 구비한 통신제어장치가 개시되어 있다. 그런데, 이러한 종래의 기술은, 철도전력계통의 전기를 진단하기 위해, 각종 현장설비(즉, 계측장비)들로부터 취득된 현장정보를 상위 제어소(HOST)에서 수집하여 분석할 수 있을 뿐, 수배전반 내 배전선들의 연결상태, 및 나사풀림여부 등과 같은 수배전반 내부의 미세한 상태 변화를 원격지에서 모니터링할 수 없었다. 따라서, 종래에는, 철도전력계통의 고장을 유발하는 수배전반 내부의 미세한 상태변화를, 상위시스템(예컨대, 서버장치 등)에서 미리 감지할 수 없었고, 이로 인해, 그 상태변화로 인해 유발되는 철도전력계통의 고장에 대비할 수도 없었다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템에 대한 개략적인 시스템 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 정밀영상수집부재에 대한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 고정부재에 대한 분해사시도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이동식 정밀영상수집부재와 카메라 고정부재가 결합하는 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템의 사용상태도이다. 아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다. 명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템에 대한 개략적인 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식 정밀영상수집부재에 대한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 고정부재에 대한 분해사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단시스템은, 서버장치(100), 이동식 정밀영상수집부재(200), 및 카메라 고정부재(300)를 포함하여 구성된다. 서버장치(100)는, 철도전력계통을 구성하는 다양한 전기설비들로부터 현장정보를 취득 및 분석하여 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단을 수행한다. 이를 위해, 서버장치(100)는, 상기 전기설비들과 통신망으로 연결되고, 미리 설정된 안전진단알고리즘을 저장할 수 있다. 서버장치(100)는, 상기 안전진단알고리즘에 의해 철도전력계통의 전기 정밀 안전진단을 실시하되, 상기 전기설비들로부터 취득한 현장정보를 분석하여 대응된 철도전력계통의 전기에 대하여 안전진단을 실시하는, 통상의 전기 정밀 안전진단 방법은 공지의 기술을 적용할 수 있다. 한편, 서버장치(100)는, 이동식 정밀영상수집부재(200), 및 카메라 고정부재(300)와 연동하여 수배전반(10) 내부에서 철도전력계통의 고장을 유발하는 미세한 상태변화를 시각적으로 제공함으로써, 시스템 관리자가, 상기 상태변화를 원격지에서 실시간으로 모니터링할 수 있고, 그 결과에 의해 상기 상태변화에 의한 고장상태(예컨대, 고장발생, 또는 고장예측 등)를 직관적으로 인지할 수 있도록 한다. 이를 위해, 서버장치(100)는, 철도전력계통에 구비된 수배전반(10) 내부에 대하여 미리 설정된 하나 이상의 모니터링 지점들 각각에 대한 정밀영상을, 이동식 정밀영상수집부재(200)로부터 수신하여 실시간으로 표출할 수 있다. 이 때, 상기 모니터링 지점은, 미세한 상태변화에 의해 철도전력계통의 고장을 유발할 가능성이 있는 지점으로서, 예컨대, 배전선들의 접속지점, 나사체결지점, 열화발생예측지점 등을 포함할 수 있다. 한편, 상기 정밀영상은, 대응된 모니터링 지점의 상태를 정밀하게 분석할 수 있도록 높은 해상도를 가지고 확대된 영상일 수 있다. 서버장치(100)는, 상기 모니터링 지점들 각각에 대하여, 고장 상태를 진단하기 위한 기준영상을 미리 저장하고, 이동식 정밀영상수집부재(200)로부터 수신된 정밀영상을 대응된 기준영상과 비교할 수 있도록 함께 표출하거나, 그 비교결과를 표출할 수 있다. 또한, 서버장치(100)는, 상기 비교결과에 의거하여 상기 수배전반의 고장상태를 진단한 후 진단결과를 표출할 수 있다. 후자의 경우, 서버장치(100)는, 상기 정밀영상과 상기 기준영상과의 차이가 소정의 임계치를 벗어나는 경우, 고장발생 또는 고장예측을 진단할 수 있다. 이 때, 상기 기준영상은, 상기 모니터링 지점들 각각에 대한 초기영상이거나, 바로 이전에 수신된 이전영상일 수 있다. 이로 인해, 시스템 관리자는, 원격지에서 서버장치(100)가 진단한 고장상태를 인지하거나, 상기 비교결과에 의거하여 고장상태를 진단할 수 있다. 예를 들어, 해당 수배전반의 사용연한에 따라 특정 모니터링 지점에 대응된 배전선들의 접속상태가 초기상태와 다르게 변경되어 불완전 접속상태가 된 경우, 상기 정밀영상에 의해 이를 확인한 시스템관리자는, 해당 모니터링 지점에서 접촉불량에 의한 화재 발생을 예측하고, 상기 화재에 대하여 미리 대비할 수 있다. 이동식 정밀영상수집부재(200)는, 일단에 카메라(210)를 구비하고, 상기 하나 이상의 모니터링 지점들 각각에 대한 정밀영상을 수집하되, 순차적으로 수집하여 그 정밀영상을 수집순서에 따라 서버장치(100)로 전송한다. 이를 위해, 이동식 정밀영상수집부재(200)는, 카메라(210), 고정홈부(220), 조작버튼(230), 카메라봉(240), 통신부(250), 및 접지봉(260)를 포함한다. 카메라(210)는, 작업자에 의해 조작버튼(230)이 조작되면, 그에 응답하여 대응된 모니터링 지점에 대한 정밀영상을 수집한다. 이 때, 카메라(210)는 도 2에 예시된 바와 같이, 육면체의 형태로 구현될 수 있다. 이는, 후술될 카메라안착부(330)에 의한 고정상태를 용이하게 유지할 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 카메라(210)는, 시스템 관리자가, 육안으로 대응된 모니터링 지점의 상태를 정밀하게 분석할 수 있을 정도로 높은 해상도의 정밀영상을 촬영할 수 있는 성능을 가지는 고성능 소형 카메라로 구현될 수 있다. 고정홈부(220)는, 후술될 카메라안착부(330)에 접하는 카메라(210)의 하부에 형성되며 카메라안착부(330)에 구비된 카메라고정돌기(332)와 결합하여 카메라(210)의 위치를 고정시킨다. 이와 같이, 카메라(210)의 위치를 고정시키는 것은, 작업자의 손떨림 등에 의해 카메라(210)가 흔들려서 상기 정밀영상의 초점이 흐려지는 것을 방지하고, 카메라의 촬영방향이 정확하게 대응된 모니터링 지점을 향하도록 함으로써 감시가 필요한 모니터링 지점에 대한 정밀 영상을 정확하게 수집할 수 있도록 하기 위함이다. 이 때, 고정홈부(220)는, 후술될 카메라고정돌기(332)가 삽입되는 삽입공간(221)이 형성되고, 후술될 접지봉(260)의 접지시에만 삽입공간(221)을 개방하도록 삽입공간(221) 내에서 이동하는 플런저(222)를 포함할 수 있다. 이를 위해, 플런저(222)는 접지봉(260)을 따라 흐르는 접지전류에 의해 반응하여 동작하는 솔레노이드 액츄에이터로 구현할 수 있으며, 도 2의 확대도면에 표시된 화살표 방향으로 이동하면서, 삽입공간(221)의 개/폐를 결정한다. 이와 같이, 접지봉(260)의 접지시에만, 삽입공간(221)을 개방하여 카메라(210)가 고정될 수 있도록 하는 것은, 수배전반(10) 내로 인입된 이동식 정밀영상수집부재(200)의 카메라(210) 또는 카메라봉(240) 일부를 통해 수배전반(10) 내의 누설전류가 카메라봉(240) 타단으로 전달되는 것을 차단함으로써, 감전과 같은 작업자의 안전사고를 방지하도록 하기 위함이다. 카메라봉(240)은, 소정길이의 막대형태로