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문제 정의
- 따라서, 이를 극복하고 재래시장 활성화를 위해 2004년 재래시장특별법이 제정된 이후로부터 사회적 비용의 투입으로 신속하고 다양한 정책지원이 전개되고 있는 실정이다[2]. 따라서 본 논문은 재래시자의 활성화에 따른 설비 개선 사업에 전기화재로 인한 피해를 줄이기 위하여 재래시장에 적합한 원격 감시가 가능한 상가 분전반 개발 및 전기안전감시시스템을 개발하고 있다. 개발을 위하여 1차적으로 개발된 상가 분전반의 실험을 통하여 재래시장 상가 Test-bed용 상가 분전반을 제작하고 그에 따른 통신시스템을 구축하여 전기안전감시시스템을 개발하였다.
제안 방법
- 30[mA] 분기 차단기에 누전 발생기를 이용하여 누전 발생시 누전차단기 On/Off 상태 확인과 누전에 대한 메인 보드 인식 및 분전반 LCD 화면에 누전 발생 확인 표시가 나타나는지를 확인하였다. 그림 6과 같이 누전 발생 장치에서 누전 전류 증가시에 차단기에 설정된 전류에 도달하면 차단기가 작동이 되고 이에 대한 정보가 통신 시스템을 통하여 그림 7과 같이 서버웹 화면 구성에 표시되는지를 실험을 통해 확인하였다.
- 따라서 본 논문은 재래시자의 활성화에 따른 설비 개선 사업에 전기화재로 인한 피해를 줄이기 위하여 재래시장에 적합한 원격 감시가 가능한 상가 분전반 개발 및 전기안전감시시스템을 개발하고 있다. 개발을 위하여 1차적으로 개발된 상가 분전반의 실험을 통하여 재래시장 상가 Test-bed용 상가 분전반을 제작하고 그에 따른 통신시스템을 구축하여 전기안전감시시스템을 개발하였다. 본 논문은 추후 재래시장 실증 시범사업 실시전에 Test-bed 신뢰성과 안전 운영 확보를 위한 자료로 사용될 것이다.
- 그림 6과 같이 누전 발생 장치에서 누전 전류 증가시에 차단기에 설정된 전류에 도달하면 차단기가 작동이 되고 이에 대한 정보가 통신 시스템을 통하여 그림 7과 같이 서버웹 화면 구성에 표시되는지를 실험을 통해 확인하였다. 과부하에 대한 보호 부분은 ELB 20[A], 5[kA] 분기 차단기에 과부하 발생기를 이용하여 과부하를 발생하여 분기 차단기의 On/Off 상태 확인과 과부하에 대한 메인 보드 인식 및 분전반 LCD 화면에 과부하 발생 확인 표시와 서버 Web 화면에 팝업 창 표시 및 이벤트 화면에 과부하에 대한 정보 표시가 되지는지를 확인하고 과부하 정도에 따른 서버 측정 값(전류)을 확인하였다.
- 그림 3과 같이 전등 부하를 인가 한 상태에서 아크 발생시에 분기 차단기 On/Off 상태 확인과 아크에 대한 메인 보드 인식 및 분전반 LCD 화면에 아크 발생 확인 표시가 나타나는지를 확인하였다. 또한 그림 4와 같이 아크 발생시, 발생 시간, 발생 분기, 차단기 상태를 그림 54와 같이 전기안전감시시스템의 서버 Web 화면에서 표시되는지를 확인하였다.
- 30[mA] 분기 차단기에 누전 발생기를 이용하여 누전 발생시 누전차단기 On/Off 상태 확인과 누전에 대한 메인 보드 인식 및 분전반 LCD 화면에 누전 발생 확인 표시가 나타나는지를 확인하였다. 그림 6과 같이 누전 발생 장치에서 누전 전류 증가시에 차단기에 설정된 전류에 도달하면 차단기가 작동이 되고 이에 대한 정보가 통신 시스템을 통하여 그림 7과 같이 서버웹 화면 구성에 표시되는지를 실험을 통해 확인하였다. 과부하에 대한 보호 부분은 ELB 20[A], 5[kA] 분기 차단기에 과부하 발생기를 이용하여 과부하를 발생하여 분기 차단기의 On/Off 상태 확인과 과부하에 대한 메인 보드 인식 및 분전반 LCD 화면에 과부하 발생 확인 표시와 서버 Web 화면에 팝업 창 표시 및 이벤트 화면에 과부하에 대한 정보 표시가 되지는지를 확인하고 과부하 정도에 따른 서버 측정 값(전류)을 확인하였다.
- 그림 3과 같이 전등 부하를 인가 한 상태에서 아크 발생시에 분기 차단기 On/Off 상태 확인과 아크에 대한 메인 보드 인식 및 분전반 LCD 화면에 아크 발생 확인 표시가 나타나는지를 확인하였다. 또한 그림 4와 같이 아크 발생시, 발생 시간, 발생 분기, 차단기 상태를 그림 54와 같이 전기안전감시시스템의 서버 Web 화면에서 표시되는지를 확인하였다.
- 침입 및 화제 감시 센서는 Zigbee 기반의 Device들이 무선으로 송신하는 데이터를 받아서 Serial로 변환하여 메인제어보드를 통하여 Server로 전송하게 구성이 되어있다. 또한 메인제어보드에서 검출하는 각종 데이터의 기준 값에 대한 경고 기준 설정 및 변경, 시간 설정 등을 PDA와 Serial 통신을 이용하여 변경 또는 설정하도록 제작하였다. 그림 8은 상가 분전반의 Data 전송 방법 및 구성도를 나타낸 그림이다.
- 광 멀티플렉서로 여러 통신 설비(ITV, IPhone, PC 등)를 한 통신선으로 사용할 수 있어 별도의 다른 통신선 시설은 필요가 없다[6]. 또한 이상 현상(Event)이 발생 되면 PDA로 전송이 되어 현장담당자가 출동하여 전기재해를 예방할 수 있도록 체계적인 실시간 네트워크가 구성되도록 하였다.
- 또한 전등 분전반 및 동력 분전반 외부 케이스에 그림 9와 같이 터치스크린 LCD 화면을 구성하여 메인, 분기 차단기의 과부하 누전 등에 대한 현재 값 및 경보 현황 등에 대한 관련된 정보를 현장에서도 확인할 수 있도록 제작하였다.
- 상가 분전반에 에어컨, 전등 부하, 전열 부하 등 부하 구성을 정상적으로 작동 하면서 과부하, 누설전류, 아크 발생 시에 메인제어보드에서 각 실험 Data 인식 및 이 부분에 대해 차단기 정상 작동과 동시에 서버에 이벤트 데이터 송신 및 고장 부분 확인과 전체 전기안전감시시스템 구성이 정상적으로 작동하는 것에 대하여 확인하였다.
- 전기재해에 취약한 재래시장의 전기화재 및 감전 사고를 미연에 방지하기 위한 전기안전감시시스템은 광통신을 활용하고 유비쿼터스 센서 네트워크 환경을 구축하고 수배전반, 분전반 등으로부터 수신되는 전원 품질 관련 자료, 과부하, 누전, 아크 등 전기안전 정보를 로컬서버에 기록, 유지, 보관하고 실시간으로 중앙 서버와 PDA로 전송이 가능하며 자료를 분석할 수 있도록 제어네트워크 기술을 활용하여 전기안전감시시스템을 설계 및 설치 운영하였다. 이를 위한 상가분전반 개발을 위해 과부하, 누전, 아크, 데이터 저장 및 처리 여부 등의 실험을 통하여 검토 후 제작하였고, 재래시장 실증 시범사업을 진행하기 위해 재래시장 실증부하를 구성을 하였다. 추후 이 전기안전감시시스템의 안전성과 신뢰성, 정확성을 검토하기 위해 과부하, 누전, 전력량, 각종 데이터에 대한 부분을 Test-Bed로 구축된 다양한 부하 실험을 통하여 부하 패턴에 따른 운영상에 문제점 부분과 개선 사항에 대한 검토와 이벤트 발생 시 정보를 간편하게 확인할 수 있도록 추가적인 PDA program 개발 등도 추가적으로 진행되어야 할 것이다.
- 재래시장의 전기설비로 인한 화재예방을 위하여 그림 12와 같이 개발된 각 보호요소 제품과 통신 설비를 구성하여 Test-Bed를 구성하였다. 실증 실험을 위해 재래시장에서 사용되는 육절기, 제빙기, 골절기, 전등부하(백열등, 형광등, 할로겐), 전열기, 반죽기, 냉장고 등 20여 종의 재래시장 관련 부하를 구입하여 제작된 Test-Bed 구성에 대한 신뢰성 실험을 진행 중에 있다.
- 전기재해에 취약한 재래시장의 전기화재 및 감전 사고를 미연에 방지하기 위한 전기안전감시시스템은 광통신을 활용하고 유비쿼터스 센서 네트워크 환경을 구축하고 수배전반, 분전반 등으로부터 수신되는 전원 품질 관련 자료, 과부하, 누전, 아크 등 전기안전 정보를 로컬서버에 기록, 유지, 보관하고 실시간으로 중앙 서버와 PDA로 전송이 가능하며 자료를 분석할 수 있도록 제어네트워크 기술을 활용하여 전기안전감시시스템을 설계 및 설치 운영하였다. 이를 위한 상가분전반 개발을 위해 과부하, 누전, 아크, 데이터 저장 및 처리 여부 등의 실험을 통하여 검토 후 제작하였고, 재래시장 실증 시범사업을 진행하기 위해 재래시장 실증부하를 구성을 하였다.
- 재래시장 상가에 사용하는 분전반은 단상용 분전반 (이후 전등 분전반), 삼상, 단상 겸용 분전반(이후 동력 분전반)을 사용하고 있다. 전등용 분전반과 동력용 분전반 동이 전기화재 방지를 위한 아크 검출 센서, 과전류 검출용 센서, 누설전류 검출용 센서와 분석 모듈을 포함한 센서로 신호출력이 가능하도록 제작을 하였다. 분전반 각 차단기의 과전류, 누설전류, 아크 신호와 트립 확인 등의 검출 데이터를 안전하게 서버로 전송하기 위하여 메인제어보드가 Serial로 송신하는 데이터를 받아서 “Optic to Ethernet MUX”를 통하여 서버로 전송하게 된다[6].
대상 데이터
- 재래시장의 전기설비로 인한 화재예방을 위하여 그림 12와 같이 개발된 각 보호요소 제품과 통신 설비를 구성하여 Test-Bed를 구성하였다. 실증 실험을 위해 재래시장에서 사용되는 육절기, 제빙기, 골절기, 전등부하(백열등, 형광등, 할로겐), 전열기, 반죽기, 냉장고 등 20여 종의 재래시장 관련 부하를 구입하여 제작된 Test-Bed 구성에 대한 신뢰성 실험을 진행 중에 있다. 개발되는 재래시장 전기안전감시시스템은 그림 13에서와 같이 광통신 USN 환경을 구축하고 상가 분전반 및 수배전반, 층분전반으로부터 수신되는 정보를 자체 서버에 기록, 유지, 보관하고 실시간으로 중앙서버로 전송하고 Event 발생시 PDA로 전송이 가능하여 현장 확인이 가능하도록 제작되어 있다.
- ELB 분기 차단기 내부 센서 CT 2EA, ZCT 1EA로 구성되어 있다. 제품 크기는 W 700* H 350 * D 130이다. 그림 11은 Test-Bed에 설치된 동력 분전반 사진이다.
후속연구
- 개발을 위하여 1차적으로 개발된 상가 분전반의 실험을 통하여 재래시장 상가 Test-bed용 상가 분전반을 제작하고 그에 따른 통신시스템을 구축하여 전기안전감시시스템을 개발하였다. 본 논문은 추후 재래시장 실증 시범사업 실시전에 Test-bed 신뢰성과 안전 운영 확보를 위한 자료로 사용될 것이다.
- 이를 위한 상가분전반 개발을 위해 과부하, 누전, 아크, 데이터 저장 및 처리 여부 등의 실험을 통하여 검토 후 제작하였고, 재래시장 실증 시범사업을 진행하기 위해 재래시장 실증부하를 구성을 하였다. 추후 이 전기안전감시시스템의 안전성과 신뢰성, 정확성을 검토하기 위해 과부하, 누전, 전력량, 각종 데이터에 대한 부분을 Test-Bed로 구축된 다양한 부하 실험을 통하여 부하 패턴에 따른 운영상에 문제점 부분과 개선 사항에 대한 검토와 이벤트 발생 시 정보를 간편하게 확인할 수 있도록 추가적인 PDA program 개발 등도 추가적으로 진행되어야 할 것이다.
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