기상현상에 의한 전주 외력의 통계적 분석

• Published in: 정보처리학회논문지. KIPS transactions on computer and communication systems 컴퓨터 및 통신 시스템 Vol. 6; no. 11; pp. 437 - 444
• Main Authors: 박철영, Park Chul Young, 신창선, Shin Chang Sun, 조용윤, Cho Yong Yun, 김영현, Kim Young Hyun, 박장우, Park Jang Woo
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국정보처리학회 30.11.2017
• Subjects: Accelerometer; Analysis of Variance; Electric Pole; Fourier Transform; Kalman Filter; Meteorological Conditions; 가속도계; 기상현상; 분산 분석; 전주; 칼만 필터; 컴퓨터학; 푸리에 변환
• ISSN: 2287-5891; 2734-049X
• DOI: 10.3745/KTCCS.2017.6.11.437

전주(Electric Pole)는 전력 송/배전에 사용되는 지지물로 환경적인 요인의 외력 변화에 민감하다. 전력 설비는 외부 환경변화와 재해로부터 유지/보수적 관점에서 많은 어려움이 있다. 기상변화는 전주 피해에 주요인으로 작용하며, 경제적으로 미치는 영향이 매우 크다. 가공전선(Aerial Wire)은 온도 영향으로 탄성(Elasticity)변화가 나타나며, 탄성의 변화는 풍속, 풍향 등의 요인에 의해 영향력이 가중된다. 전선에 작용하는 외력은 전주의 피로누적으로 작용된다. 전주의 안전도 평가는 설계 단계에서 이루어지며, 운영중인 전주에 대한 영향도는 고려되지 않는다. 보수/안전성 확보 목적으로 외력의 기상요인 영향도를 분석하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 유지/안전성 확보 목적수행을 위해 전주에 설치된 센서노드의 가속도 데이터를 분석하고, 잡음(Noise) 보상 방법으로 칼만필터를 이용했다. 기상 요인별 영향도를 분석하기 위해 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 수행하고, 주파수 성분별 기상요인 영향도를 분석했다. 영향도 분석 결과 온도, 습도, 일사량, 일조시간, 대기압, 풍향, 풍속의 기상요인 영향이 크게 작용했다. 본 논문에서는 주파수 성분별로 기상요인의 영향도가 다름을 보였으며, 유지보수와 안정성 확보의 목적 달성에 중요한 요소로 작용될 수 있으리라 생각한다. Electric Pole is a supporting beam used for power transmission/distribution which is sensitive to external force change of environmental factors. Therefore, power facilities have many difficulties in terms of maintenance/conservation from external environmental changes and natural disasters that cause a great economic impact. The aerial wire cause elasticity due to the influence of temperature, or factors such as wind speed and wind direction, that weakens the electric pole. The situation may lead to many safety risk in day-to-day life. But, the safety assessment of the pole is carried out at the design stage, and aftermath is not considered. For the safety and maintenance purposes, it is very important to analyze the influence of weather factors on external forces periodically. In this paper, we analyze the acceleration data of the sensor nodes installed in electric pole for maintenance/safety purpose and use Kalman filter as noise compensation method. Fast Fourier Transform (FFT) is performed to analyze the influence of each meteorological factor, along with the meteorological factors on frequency components. The result of the analysis shows that the temperature, humidity, solar radiation, hour of daylight, air pressure, wind direction and wind speed were influential factors. In this paper, the influences of meteorological factors on frequency components are different, and it is thought that it can be an important factor in achieving the purpose of safety and maintenance.