KR102680524B1 - 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치 - Google Patents
전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치가 개시된다. 본 발명의 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치는, 전동차와 승강장 안전문 사이를 등전위로 연결하는 등전위 모듈; 및 등전위 모듈을 구동시키기 위한 전동차와 승강장 안전문 사이의 전위값과 정지하는 전류값을 설정하여 등전위 모듈을 구동시키는 구동모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동차가 승강장에 진입하여 승강장 안전문이 작동할 때 전동차와 승강장 안전문 사이에서 발생되는 전위차를 기반으로 구동하여 등전위 레벨로 형성함으로써, 아크 사고 및 전기감전사고를 방지할 수 있도록 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 지하철 플랫폼은 열차와의 간격이 다소 넓게 형성됨에 따라, 승객이 열차에 승하차할 시에 플랫폼과 열차사이에 형성된 공간부 사이에 발이 빠지거나, 경우에 따라서는(예컨대 어린이 등의 경우) 신체의 일부가 끼게 되어 안전사고가 발생되고 있다.
또한 열차가 플랫폼으로 진입하거나 진출할 경우에 플랫폼의 대기승객을 열차로부터 보호할 수 있는 적절한 안전장치가 마련되어 있지 않아 승객의 자의 또는 타의에 의한 선로추락사고가 빈번하게 발생되고 있는 실정이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위할 목적으로 최근 국내외에서는 지하철 플랫폼 상에 플랫폼 스크린 도어장치(Platform Screen Door, 이하 'PSD 장치'라 함)를 설치하고 있다.
한편, 지하철과 같이 전기철도 차량의 운행레일은 전류 공급경로이기 때문에 직류급전 계통에서는 운행레일을 전동차 부하에 공급된 전류의 귀선도체(negative conductor)로 사용하여 별도의 귀선도체 설치비용을 절감하고 있다.
하지만 선로를 따라 대지 위에 설치된 운행레일은 대지와 절연시키기는 하지만 완전 절연은 불가능하여 대지로 전류가 누설되며, 이러한 누설전류(leakage current or stray current)는 운행레일 주변에 설치된 가스관이나 수도관 같은 지하매설물에 전기화학적 부식(전식)을 일으킨다.
이와 같은 전식이 누적될 경우 가스관 파손 및 수도관 파손 등의 치명적인 피해를 초래하고 있어, 이러한 피해를 방지하기 위해 직류급전 계통에서는 운행레일과 대지를 절연시키는 비접지방식을 사용하고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1097361호(2011.12.23. 공고, PSD 장치용 접지장치)에 개시되어 있다.
이와 같은 비접지방식의 적용은 누설전류의 감소라는 큰 장점을 가지고 있는 반면, 레일전위 상승으로 인한 인명피해와 전기철도 설비 손상의 단점도 가지고 있다.
레일 전위는 부하전류량, 레일의 저항 및 변전소와 부하 사이의 거리 등 여러 요소에 의해 순간적으로 변한다. 또한 부하전류는 차량의 시격과 승객의 수에 영향을 받고 수도권 도시철도의 경우 승객이 많고 차량의 시격도 짧아 부하전류량이 크다.
또한 레일 시스템이 설치시기가 오래되고 절연상태가 열악하여 레일의 특성저항이 설치 초기의 기준 값보다 더 크다. 이로 인해 높은 레일전위가 발생하고 인체나 장비에 대한 피해를 야기한다.
즉, 전동차와 승강장 안전문 사이 전위차로 인하여 도전성 물질로 전동차와 승강장 안전문이 연결될 경우 DC 전류가 흘러서 아크(Arc)사고가 발생할 수 있고, 사람이 전동차와 승강장 안전문에 접촉한 경우 DC전류가 인체로 흘러서 전기감전사고가 발생할 수 있다.
따라서 이러한 레일전위 상승으로 인한 피해를 방지하기 위한 대책으로 지락과전압계전기를 사용하고 있으며, 변전소의 레일과 대지 사이 전위를 측정하여 레일전위가 설정값 이상으로 상승하면 DC고속차단기로 차단하고 있지만, 지락과전압계전기로는 열차운행에 의한 레일전위 상승과 지락고장에 의한 레일전위 상승을 구별해 낼 수가 없고, 지락과전압계전기의 높은 설정 전압으로 인체에 위험을 발생시킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전동차가 승강장에 진입하여 승강장 안전문이 작동할 때 전동차와 승강장 안전문 사이에서 발생되는 전위차를 기반으로 구동하여 등전위 레벨로 형성함으로써, 아크 사고 및 전기감전사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 설치 및 유지관리에 있어 경제적일 뿐만 아니라 전동차의 안전운행에 간섭이 발생하지 않도록 하고, 낙뢰 및 지락 등의 서지를 감쇄시켜 승강장 전기제어설비를 보호할 수 있는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치는, 전동차와 승강장 안전문 사이를 등전위로 연결하는 등전위 모듈; 및 등전위 모듈을 구동시키기 위한 전동차와 승강장 안전문 사이의 전위값과 정지하는 전류값을 설정하여 등전위 모듈을 구동시키는 구동모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 등전위 모듈은, 구동모듈의 설정에 따라 작동되어 전동차와 승강장 안전문 사이를 단속하는 전력 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전동차와 승강장 안전문 사이에서 서지전류를 감쇄시키는 서지 감쇄모듈; 서지 감쇄모듈에서 발생된 서지전류를 에너지 변환하는 에너지 변환모듈; 및 에너지 변환모듈에서 변환된 에너지를 접지로 출력하기 위한 접지 연결단자;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 서지 감쇄모듈은, 240 KA 이상의 공칭 방전능력을 갖는 MOV로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 에너지 변환모듈은, 니크롬, 구리, 크롬, 망간, 스텐레스 및 마그네슘 합금 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 접지 연결단자는, 구리판을 사용하여 복수의 접지선을 연결할 수 있는 터미널 보드로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전동차와 승강장 안전문 사이의 전위차를 측정하는 전압 측정모듈; 전동차와 승강장 안전문 사이에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정모듈; 전동차와 승강장 안전문 사이의 전위차를 이용하여 충전하여 작동전원을 공급하는 전원모듈; 및 전원모듈로부터 전원을 공급받아 전압 측정모듈과 전류 측정모듈로부터 측정된 전위와 전류를 표시하는 전압전류 표시모듈;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전동차와 승강장 안전문 사이에서 스위칭되는 원격 스위치; 및 전원모듈로부터 작동전원을 공급받아 전압전류 표시모듈에서 표시되는 전위와 전류를 원격에서 모니터링하도록 전송하고, 원격 제어신호를 수신하여 원격 스위치를 작동시키는 원격 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 원격 스위치는, 원격 제어신호와 더불어 수동으로 작동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치는 전동차가 승강장에 진입하여 승강장 안전문이 작동할 때 전동차와 승강장 안전문 사이에서 발생되는 전위차를 기반으로 구동하여 등전위 레벨로 형성함으로써, 아크 사고 및 전기감전사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 설치 및 유지관리에 있어 경제적일 뿐만 아니라 전동차의 안전운행에 간섭이 발생하지 않도록 하고, 낙뢰 및 지락 등의 서지를 감쇄시켜 승강장 전기제어설비를 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치를 나타낸 블록 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치는, 등전위 모듈(200) 및 구동모듈(100)을 비롯하여, 서지 감쇄모듈(500), 에너지 변환모듈(600), 접지 연결단자(700), 전압 측정모듈(320), 전류 측정모듈(310), 전압전류 표시모듈(300), 원격 스위치(800) 및 원격 제어모듈(900)을 포함할 수 있다.
등전위 모듈(200)은 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이를 등전위로 연결하여 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이의 전압을 규정된 인체 안전전압 이하로 만들 수 있다.
구동모듈(100)은 등전위 모듈(200)을 구동시키기 위한 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이의 전위값과 정지하는 전류값을 설정하여 등전위 모듈(200)을 구동시킬 수 있다.
따라서 전동차(10)가 승강장에 진입하여 승강장 안전문(20)이 작동하는 사이인 경우에만 동작하고, 그리고 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이 설정된 전위차가 발생한 경우에만 동작하기 때문에 전동차(10)의 안전운행에 일체 간섭이 발생하지 않게 한다.
여기서, 등전위 모듈(200)은 전력 스위치(210)를 포함할 수 있다.
전력 스위치(210)는 전력용 반도체(SCR, IGBT, TRIAC, GTO, SSS, MOSFET 등)로써 구동모듈(100)의 설정에 따라 작동되어 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이를 단속하여 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이의 전위차가 설정된 안전전압 이하로 낮출 수 있다.
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따라서 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이에 구동모듈(100)에서 설정된 전위차가 발생할 경우 등전위 모듈(200)이 작동되어 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이의 전압을 안전전압 이하로 낮추게 되어 직류전류에 의한 아크(Arc) 사고나 전기감전사고를 방지할 수 있게 된다.
또한, 서지 감쇄모듈(500)은 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이에서 낙뢰 및 지락 등의 서지를 제거하고 감쇄시켜 승강장 안전문(20)을 보호할 수 있다.
이때 서지 감쇄모듈(500)은 240 KA 이상의 공칭 방전능력을 갖는 MOV로 구성될 수 있다.
에너지 변환모듈(600)은 서지 감쇄모듈(500)과 직렬로 연결되어 발생된 서지전류를 에너지 변환하여 서지를 감쇄시키는 성능을 높일 수 있다.
여기서 에너지 변환모듈(600)은 니크롬, 구리, 크롬, 망간, 스텐레스 및 마그네슘 합금 중 어느 하나로 이루어져 서지전류를 열에너지로 변환할 수 있다.
접지 연결단자(700)는 서지 감쇄모듈(500)과 에너지 변환모듈(600)에 직렬로 연결되고, 외부의 접지선을 연결할 수 있어 변환된 에너지를 접지로 출력할 수 있다.
여기서 접지 연결단자(700)는 구리판을 사용하여 복수의 접지선을 연결할 수 있도록 터미널 보드로 구성할 수 있다.
전압 측정모듈(320)은 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이의 전위차를 측정할 수 있다.
전류 측정모듈(310)은 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이에 흐르는 전류를 션트저항을 통해 측정할 수 있다.
전원모듈(400)은 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이의 전위차를 이용하여 충전하여 작동전원을 공급할 수 있다.
전압전류 표시모듈(300)은 전원모듈(400)로부터 전원을 공급받아 전압 측정모듈(320)과 전류 측정모듈(310)로부터 측정된 전위와 전류를 표시할 수 있다.
한편, 원격 스위치(800)는 전동차(10)와 승강장 안전문(20) 사이에 매개되어 스위칭 할 수 있다.
여기서 원격 스위치(800)는 등전위 모듈(200)과 직렬이나 병렬로 연결될 수 있으며, 원격 제어신호와 더불어 수동으로도 작동될 수 있다.
원격 제어모듈(900)은 전원모듈(300)로부터 작동전원을 공급받아 전압전류 표시모듈(500)에서 표시되는 전위와 전류를 원격에서 모니터링 하도록 전송하고, 원격 제어신호를 수신하여 원격 스위치(800)를 작동시킬 수 있다.
따라서 원격지에서도 방지장치의 작동상태를 모니터링 할 수 있도록 할 뿐만 아니라 원격 제어신호를 통해 원격 스위치(800)를 작동시켜 방지장치를 구동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치에 따르면, 전동차가 승강장에 진입하여 승강장 안전문이 작동할 때 전동차와 승강장 안전문 사이에서 발생되는 전위차를 기반으로 구동하여 등전위 레벨로 형성함으로써, 아크 사고 및 전기감전 사고를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 설치 및 유지관리에 있어 경제적일 뿐만 아니라 전동차의 안전운행에 간섭이 발생하지 않도록 하고, 낙뢰 및 지락 등의 서지를 감쇄시켜 승강장 전기제어설비를 보호할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 전동차 20 : 승강장 안전문
100 : 구동모듈 200 : 등전위 모듈
210 : 전력 스위치
300 : 전압전류 표시모듈 310 : 전류 측정모듈
320 : 전압 측정모듈 400 : 전원모듈
500 : 서지 감쇄부 600 : 에너지 변환모듈
700 : 접지 연결단자 800 : 원격 스위치
900 : 원격 제어모듈
100 : 구동모듈 200 : 등전위 모듈
210 : 전력 스위치
300 : 전압전류 표시모듈 310 : 전류 측정모듈
320 : 전압 측정모듈 400 : 전원모듈
500 : 서지 감쇄부 600 : 에너지 변환모듈
700 : 접지 연결단자 800 : 원격 스위치
900 : 원격 제어모듈
Claims (9)
- 전동차와 승강장 안전문 사이를 등전위로 연결하는 등전위 모듈; 및
상기 등전위 모듈을 구동시키기 위한 상기 전동차와 상기 승강장 안전문 사이의 전위값과 정지하는 전류값을 설정하여 상기 등전위 모듈을 구동시키는 구동모듈;을 포함하되,
상기 전동차와 상기 승강장 안전문 사이에서 서지전류를 감쇄시키는 서지 감쇄모듈;
상기 서지 감쇄모듈에서 발생된 상기 서지전류를 에너지 변환하는 에너지 변환모듈; 및
상기 에너지 변환모듈에서 변환된 에너지를 접지로 출력하기 위한 접지 연결단자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 등전위 모듈은,
상기 구동모듈의 설정에 따라 작동되어 상기 전동차와 상기 승강장 안전문 사이를 단속하는 전력 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 서지 감쇄모듈은, 240 KA 이상의 공칭 방전능력을 갖는 MOV로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 에너지 변환모듈은, 니크롬, 구리, 크롬, 망간, 스텐레스 및 마그네슘 합금 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 접지 연결단자는, 구리판을 사용하여 복수의 접지선을 연결할 수 있는 터미널 보드로 구성되는 것을 특징으로 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 전동차와 상기 승강장 안전문 사이의 전위차를 측정하는 전압 측정모듈;
상기 전동차와 상기 승강장 안전문 사이에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정모듈;
상기 전동차와 상기 승강장 안전문 사이의 전위차를 이용하여 충전하여 작동전원을 공급하는 전원모듈; 및
상기 전원모듈로부터 전원을 공급받아 상기 전압 측정모듈과 상기 전류 측정모듈로부터 측정된 전위와 전류를 표시하는 전압전류 표시모듈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치.
- 제 7항에 있어서,
상기 전동차와 상기 승강장 안전문 사이에서 스위칭되는 원격 스위치; 및
상기 전원모듈로부터 작동전원을 공급받아 상기 전압전류 표시모듈에서 표시되는 전위와 전류를 원격에서 모니터링 하도록 전송하고, 원격 제어신호를 수신하여 상기 원격 스위치를 작동시키는 원격 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 원격 스위치는, 상기 원격 제어신호와 더불어 수동으로 작동되는 것을 특징으로 하는 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치.
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| KR1020220178925A KR102680524B1 (ko) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220178925A KR102680524B1 (ko) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 전동차와 승강장 안전문 사이의 전기감전사고 방지장치 |
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-
2022
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20231220 Patent event code: PE09021S01D |
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