KR101276170B1 - Electric Leakage Detecting System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무정전 활선상태에서 단상 저압전로의 절연상태를 전로 및 부하입력단에 존재하는 정전용량의 크기에 관계없이 누전에 직접 관계하는 저항성분을 감시하는 누전검출시스템에 관한 것으로, 전로 및 부하입력단에 존재하는 정전용량의 성분의 무효분 누설전류치가 매우 커서 누전에 직접 관계하는 저항성분에 의한 유효분 누설전류치가 누전에 직접 관계없는 정전용량성분에 의한 무효분 누설전류치의 영향으로 인하여 검출오차가 커지는 문제점을 해소하기 위하여 정전용량에 의한 무효분 누설전류성분과 반대방향으로 누설전류검출수단에 흘려 정전용량에 의한 무효분 누설전류성분이 누설전류검출수단에 매우 작게 흐르도록 하여 누전에 직접 관계되는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 고감도로 검출하여 유효분 누설전류치 또는 절연저항치를 표시하고 감시하는 저압전로의 활선 누전검출시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an earth leakage detection system for monitoring a resistance component directly related to an earth leakage regardless of the magnitude of the capacitance present in the converter and load input terminals in an uninterrupted live state. The reactive leakage current value of the capacitance component present in the capacitor is so large that the effective leakage current value due to the resistance component directly related to the leakage current is detected due to the influence of the reactive leakage current value due to the capacitance component not directly related to the leakage current. In order to solve the growing problem, the reactive leakage current component caused by the capacitance flows to the leakage current detection means in the opposite direction to the reactive leakage current component due to the capacitance so that the leakage current component caused by the capacitance flows very small to the leakage current detection means, thereby directly causing leakage. It detects the effective leakage current of insulation resistance component with high sensitivity and It relates to a hot-line leak detection system of a low pressure before displaying the resistance value is monitored.
누설전류,활선,무정전,저압전로,유효분 Leakage current, live wire, uninterrupted power, low voltage converter, active ingredient
Description
도 1은 종래의 활선상태에서의 누전검출시스템 설명도1 is a diagram illustrating a conventional ground fault detection system in a live state
도 2는 종래의 활선상태에서의 누전검출시스템 설명도2 is an explanatory diagram of a conventional ground fault detection system in a live state
도 3은 본 발명의 단상 전로에 있어 누전검출시스템 제1의 연결접속 설명도3 is an explanatory diagram of a first connection connection of a ground fault detection system in a single phase converter according to the present invention;
도 4는 본 발명의 단상 전로에 있어 누전검출시스템 제2의 연결접속 설명도4 is an explanatory diagram of a connection connection of a second earth leakage detection system in a single phase converter according to the present invention;
도 5는 본 발명의 상기 도 3과 도 4에 사용되는 누전검출장치의 실시예 1의 내부 상세 설명도FIG. 5 is an internal detailed view of Embodiment 1 of an earth leakage detecting apparatus used in FIGS. 3 and 4 of the present invention;
도 6은 본 발명의 상기 도 3과 도 5에 사용되는 누전검출장치의 실시예2의 내부 상세 설명도FIG. 6 is an internal detailed view of Embodiment 2 of an earth leakage detecting apparatus used in FIGS. 3 and 5 of the present invention;
도 7은 본 발명의 단상전로용 누전검출장치의 실시예 1과 실시예2에 사용되는 동작플로우7 is an operational flow used in the first and second embodiments of the earth leakage detecting apparatus for a single phase converter according to the present invention.
도 8은 종래의 활선상태에서의 또 다른 누전검출시스템 설명도8 is another explanatory diagram of a conventional ground fault detection system in a live state;
도 9는 본 발명의 상기 도 3과 도 5에 사용되는 누전검출장치의 실시예3의 내부 상세 설명도FIG. 9 is an internal detailed explanation view of
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1: 고압/저압 변환용 변압기 2: 개폐기1: high / low voltage transformer 2: switchgear
3: 전로(선로) 4: 부하설비3: converter (line) 4: load equipment
5: 접지선 6: 변압기용 접지5: ground wire 6: ground for transformers
7: 접지 8: 전로의 정전용량7: Ground 8: Capacitance of the converter
9: 전로의 대지간 절연저항 10: 영상변류기9: Ground-to-earth insulation resistance of converter 10: Image transformer
12: 누전검출장치12: ground fault detection device
21: 무효전류보상권선 22a,22b: 전압검출수단21: reactive current compensation winding 22a, 22b: voltage detection means
31: 전압검출부 32: 전압용필터부31: voltage detector 32: voltage filter unit
33: 90도 이상부 33: 90 degrees or more
41: 전류/전압변환부 42: 증폭부41: current / voltage converter 42: amplifier
43: 전류용필터부 44: 동기검파부43: current filter unit 44: synchronous detector
51: 디지털/아날로그변환부 52: 아날로그승산부51: digital / analog converter 52: analog multiplier
53: 보상용필터부 54: 제로크로스부53: compensation filter unit 54: zero cross unit
55: 디지털승산부 56: 파형정형부55: digital multiplication section 56: waveform shaping section
61: 아날로그/디지털변환부 62: 연산제어부61: analog / digital conversion unit 62: operation control unit
63: 설정부 64: 표시부63: setting unit 64: display unit
65: 출력부 66: 기억부65: output unit 66: storage unit
본 발명은 단상 저압 전로의 절연상태를 정전시키지 않고 활선 상태에서 절 연상태를 전로 및 부하입력단에 상존하는 누전과는 직접 관계없는 정전용량의 성분의 무효분 누설전류의 크기에 관계없이 누전에 직접 관계되는 절연저항성분의 유효분 누설전류 또는 절연저항치를 활선상태에서 검출하는 누전검출시스템에 있어, According to the present invention, the leakage current is not directly related to the leakage current in the live state in the live state and in the converter and the load input terminal, without directly interrupting the insulation state of the single-phase low-voltage converter. In an earth leakage detection system for detecting an effective leakage current or insulation resistance value of a relevant insulation resistance component in a live state,
교류상용전압으로 인해 정전용량으로 흐르는 무효분의 누설전류가 매우 커서 절연저항으로 인해 흐르는 유효분의 누설전류가 매우 작을 때, 누설전류를 검출하는 영상변류기에 의해 검출되는 누설전류가 큰 무효분의 누설전류치때문에 유효분의 작은 누설전류치의 검출오차에 지대한 영향을 끼치는 영향을 배제하기 위해, 단상 전로의 상용교류전압성분을 검출하고, 또한 상용교류주파수(60Hz 또는 50Hz)성분에 해당하는 누설전류를 영상변류기를 통해 검출한 후, 검출된 누설전류를 검출된 상용교류전압의 90도 위상차에 해당하는 무효분에 해당하는 누설전류를 취출하여 이 무효분에 해당하는 누설전류성분에 해당하는 전류를 영상변류기에 무효분 누설전류와 반대로 흘려 무효분에 해당하는 누설전류가 소거되도록 한 후, 누전과 직접 관계되는 유효분에 해당하는 누설전류성분만 영상변류기에서 검출되도록 하여 영상변류기에서 유효분의 누설전류가 정확하게 검출하고 절연저항치 및 저항성분에 해당하는 유효분 누설전류치를 표시하는 감시하는 누전검출시스템에 관한 것이다.When the leakage current of the reactive component flowing through the capacitance is very large due to the AC commercial voltage, and the leakage current of the effective component flowing due to the insulation resistance is very small, the reactive component detected by the image current transformer detecting the leakage current is large. In order to eliminate the influence that the leakage current value has a significant influence on the detection error of the small leakage current value of the effective portion, the commercial AC voltage component of the single-phase converter is detected, and the leakage current corresponding to the AC current component (60 Hz or 50 Hz) is detected. After detecting through the image current transformer, the leakage current corresponding to the invalid portion corresponding to the 90 degree phase difference of the detected commercial AC voltage is extracted and the current corresponding to the leakage current component corresponding to the invalid portion is detected. After flowing the current to the current transformer in the opposite direction to the leakage current, the leakage current corresponding to the invalid portion is erased, and the effective current directly related to the short circuit The present invention relates to a short-circuit detection system that monitors only the leakage current component corresponding to the minute, so that the leakage current of the effective portion is accurately detected in the image current transformer, and displays the insulation resistance value and the effective leakage current value corresponding to the resistance component.
또한 무효분 누설전류제거전의 저압 전로와 대지간에 흐르는 누설전류(Io)도 검출하여 비교Data로 사용되도록 하고, 부가적으로 검출된 Data를 미리 설정된 누설전류경보설정치보다 크면 경보발생시킬 수 있는 기능을 수행할 수 있다.It also detects the leakage current (Io) flowing between the low voltage converter and the ground before removing the reactive leakage current, and uses it as a comparison data.Also, an alarm is generated when the detected data is larger than the preset leakage current alarm set value. Can be done.
종래에는 활선상태에서 단상 저압전로의 절연상태를 파악감시하는 즉 누전을 검출하는 장치로는 도 1과 같이 변압기(1)과 부하(4)사이의 전로(3)의 중간에 영상변류기(10)를 설치하여 전로(3)과 대지(7)간에 흐르는 정전용량(8)에 의한 누설전류한 무효분 누설전류(Ioc)와 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ior)의 벡터합에 해당하는 영상누설전류(Io=Ior+Ioc)를 상기의 영상변류기(10)에서 검출하고, 상기의 영상변류기(10)에서 검출되는 누설전류(Io)를 누전검출장치(12)에서 증폭과 필터링을 거쳐 미리 설정된 값보다 크면 경보를 표시하거나, 검출된 누설전류치를 표시하는 누전경보기 또는 누설전류계와 같은 누전검출시스템이 일반적으로 사용되어 왔다. 이와 유사한 장치로는 누전릴레이,누전차단기, 클램프 미터(Clamp Meter) 등이 있고, 도 2와 같이 변압기(1)의 일단접지된 접지선(5)의 중간에 상기의 영상변류기(10)을 설치하여 상기의 접지선(5)에 흐르는 영상누설저류(Io)를 검출하는 누전검출시스템를 설명한 것으로 상기에서 설명한 도 1과 동일한 누전검출시스템에 해당된다. 상기에서 설명한 영상누설전류(Io)를 검출하여 누전상태를 감시하는 누전검출시스템은 전로(3)와 대지간에 존재하는 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류 (Ior)와 선로가 긴 경우에 발생하는 정전용량과 부하설비의 입력단에 삽되어 있는 노이즈필터 등의 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류 (Ioc)의 벡터합으로 검출되기 때문에 절연저하(누전)가 발생하지 않고 절연저항이 매우 양호하여도 정전용량이 매우 크면 정전용량 성분에 의한 무효분 누설전류(Ioc)도 커지므로 절연상태가 불량한, 즉 누전 또는 미지락이 발생한 것으로 측정 검출되어 지는 문제점이 있어 왔다.Conventionally, as an apparatus for detecting and monitoring an insulation state of a single-phase low-voltage converter in a live state, that is, a short circuit, as shown in FIG. 1, the
이러한 문제 때문에 외국에서는 활선상태에서 절연상태에 기인하는 절연저항 성분에 해당하는 유효분 누설전류(Ior)를 검출하기 위해 일본 실용신안 공개 실개평7-29477 (절연성누설전류측정장치)를 사용하고 있다. 이 장치에 대해 간략하게 설명하면 3상 전로방식이지만 도 8과 같은 구성으로 되어 있으며 일단접지된 변압기(1)의 접지선(5)에 흐르는 누설전류(Io)를 영상변류기(10)에서 검출하고, 전로(3)에 누전검출장치(12)에서 별도로 저압 충전부에 연결된 기준전압입력선을 통하여 일단접지된 상과 접지되지 않은 상간의 상전압에 해당하는 기준전압(Vrs)를 측정하고, 이 누설전류Io와 Vrs로 부터 위상차 θ를 구하여 이 위상차θ와 누설전류Io로 부터 저항성분에 해당하는 유효분 누설전류치(Ior)를 계산하고 있다. 이 방법은 여러 가지의 문제점이 있지만 전로(3)과 대지간에 존재하는 절연저항(9)성분이 매우 작고 정전용량(8)성분이 매우 클 때에는 상용교류전압에 의해 대지로 누설되는 전류(Io)는 Ioc>>Ior이므로 영상변류기(10)에서 검출되는 누설전류는 매우 큰 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류(Ioc)로 인해 매우 작은 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ior)의 측정감도는 영상변류기(10)에서의 변류기의 자계특성이 저하되어 정확한 측정을 할 수 없었고, 또한 종래에서 많이 사용되고 있는 영상누설전류(Io)가 표시되지 않아 정전용량에 의한 누설전류(Ioc)성분이 커서 영상누설전류(Ioc)가 크게 검출되는 지 비교할 수 있지 못하는 등의 다양한 정보를 누전관리자에게 제공하지 못하는 불편한 점이 있다. 그리고 정전용량(8)성분에 의한 영향을 선행기술인 일본 실용신안 공개 실개소58-180478(저압전로대지정전용량보상장치)에서는 대지간에 존재하는 정전용량에 해당하는 값의 정전용량(8)에 해당하는 무효분의 누설전류를 영상변류기(10)에 반대방향으로 흐르도록 누전검출장치에 별도로 내장된 가변정전용량을 조작하여 영상변류기(10)에 흐르는 무효분의 누설전류를 소거시키는 방법을 적용하고 있다. 하지만 이 방법은 측정자가 가변정전용량을 조작해야 하는 불편한 점이 있어 왔다.Because of this problem, foreign countries use the Japanese Utility Model Publication No. Hei 7-29477 (Insulation Leakage Current Measuring Device) to detect the effective leakage current (Ior) corresponding to the insulation resistance component due to the insulation state in the live state. . This device is briefly described as a three-phase converter, but has the configuration as shown in FIG. 8 and detects the leakage current Io flowing through the
따라서, 대지간에 존재하는 정전용량(8)성분이 매우 큰 상태 즉 무효분 누설전류(Ioc)가 매우 큰 상태에서도 절연저항(9)성분이 매우 큰 즉 유효분 누설전류(Ior)이 매우 작은 상태에서 정확하게 유효분 누설전류(Ior)를 검출할 수 있는 누전검출시스템이 요구되어 왔다.Therefore, even when the
또한, 종래방법에 의해 검출되는 무효분 누설전류(Ioc)의 제거전의 영상누설전류(Io) 및 무효분 누설전류(Ioc)를 비롯한 여러가지 누전관리자에 필요한 검출Data를 제공함으로써 원활한 전로 관리를 수행할 수 있는 누전검출시스템이 요구되어 왔다.In addition, by providing the detection data necessary for various leakage managers including the image leakage current Io and the invalid leakage current Ioc before the removal of the reactive leakage current Ioc detected by the conventional method, smooth transfer management can be performed. There has been a need for an earth leakage detection system.
따라서 본 발명은 상기의 같은 누전과 직접 관계가 없는 대지간에 존재하는 정전용량(8)성분이 매우 큰 상태 즉 무효분 누설전류(Ioc)가 매우 큰 상태에서도 누전에 직접 관계되는 절연저항(9)성분이 매우 큰 즉 유효분 누설전류(Ior)이 작은 상태에서 정확하게 유효분 누설전류(Ior)를 검출하고, 실제 전로(3)과 대지간에 흐르는 상용주파수성분의 영상누설전류(Io) 및 무효분 누설전류(Ioc)도 함께 검출 표시할 수 있는 누전검출시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in the present invention, the
또한 추가적으로 전로(3)과 대지간의 상용교류주파수의 전압에 대한 절연저 항(9)을 계산하여 표시,경보알람출력 및 입출력을 통한 원격제어할 수 있는 누전검출시스템을 제공하는 것으로 목적으로 한다.In addition, the object of the present invention is to provide an earth leakage detection system capable of remotely controlling the display, alarm alarm output and input / output by calculating the insulation resistance (9) for the voltage of the commercial alternating frequency between the converter (3) and the earth.
본 발명의 또 다른 목적은 이하 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에 의하여 보다 명확해질 것이다.Still other objects of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 활선상태에서 단상 전로의 누전상태를 검출하는 누전검출시스템은, An earth leakage detection system for detecting an earth leakage state of a single-phase converter in a live state according to an embodiment of the present invention for achieving the above object,
아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부(61)와; 디지털값을 아날로그 값으로 변환하는 기능을 가진 디지털/아날로그변환부(51)와; 두가지 아날로그성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산부(52)와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부(63)와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부(64)와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부(62)와, 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부(66)와;An analog /
전로(3)와 대지간에 존재하는 정전용량(8)성분이 매우 커도 대지간에 존재하는 절연저항(9)성분의 유효분 누설전류(Ior)를 정확하게 검출 감시하기 위해 전로(3)의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단(22a,22b)과; 상기의 전압검출수단(22a,22b)를 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부(31)와; 상기의 전압검출부(31)를 통해 변환된 전압성분(Va1)중 상용주파수성분 의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부(32)와; 상기의 전압용필터부(32)를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압(Va2)의 위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부(33)와; 전로(3)과 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기(10)와; 상기의 영상변류기(10) 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부(41)와; 상기의 전류/전압변환부(41)를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부(42)와; 상기의 증폭부(42)를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분만 취출하기 위한 전류용필터부(43)와; 상기의 전류용필터부(43)를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분(Io1)을 상기의 전압용필터부(32)를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분(Va2)과 상기의 90도이상부(33)에서 변환된 90도쉬프트전압성분(Va3)을 위상동기검파하기 위한 동기검파부(44)와; 상기의 영상변류기(10)의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선(21)과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기(10)의 무효전류보상권선(21)에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부(53)를; 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to accurately detect and monitor the effective leakage current (Ior) of the insulation resistance (9) component present between the earth, even if the capacitance (8) component between the converter (3) and the earth is very large, the voltage component of the converter (3) Voltage detecting means (22a, 22b) for detecting; A voltage detector (31) for converting the voltage component detected by the voltage detectors (22a, 22b) into a constant voltage magnitude; A voltage filter unit 32 for extracting a voltage component of a commercial frequency component among the voltage components Va1 converted through the voltage detector 31; A 90 degree or more portion 33 for shifting the phase of the voltage Va2 of the commercial frequency component extracted through the voltage filter part 32 by 90 degrees; An image current transformer 10 for detecting an image leakage current flowing between the converter 3 and the ground; A current / voltage converter 41 for converting the current value of the image leakage current component detected by the secondary side of the image transformer 10 to a voltage value; An amplifying unit 42 for amplifying the image leakage current component converted into a voltage component through the current / voltage converting unit 41; A current filter unit 43 for extracting only commercial frequency components among the image leakage current components amplified by the amplifying unit 42; 90 degrees of the voltage component Va2 of the commercial frequency component taken out through the voltage filter unit 32 and the image leakage current component Io1 of the commercial frequency component taken out through the current filter unit 43 A synchronization detector 44 for phase-synchronizing the 90-degree shift voltage component Va3 converted in the upper portion 33; A reactive current compensation winding 21 having a function of an auxiliary winding by separately installing a test line of the image current transformer 10 or separately; A compensating filter unit 53 having a function of extracting a commercial frequency component and flowing a current to the reactive current compensation winding 21 of the image current transformer 10; .
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 활선상태에서 단상 전로의 누전상태를 검출하는 누전검출시스템은, According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a ground fault detection system for detecting a ground fault state of a single-phase converter,
아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부(61)와; 디지털값을 아날로그 값으로 변환하는 기능을 가진 디지털/아날로그변환부(51)와; 두가지 아날로그성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산 부(52)와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부(63)와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부(64)와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부(62)와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부(66)와;An analog /
전로(3)의 대지간의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단(22a,22b)과; 상기의 전압검출수단(22a,22b)를 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부(31)와; 상기의 전압검출부(31)를 통해 변환된 전압성분(Va1)중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부(32)와; 상기의 전압용필터부(32)를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압(Va2)의 위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부(33)와;Voltage detecting means (22a, 22b) for detecting the voltage component between the grounds of the converter (3); A voltage detector (31) for converting the voltage component detected by the voltage detectors (22a, 22b) into a constant voltage magnitude; A
전로(3)과 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기(10)와; 상기의 영상변류기(10) 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부(41)와; 상기의 전류/전압변환부(41)를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분중 상용주파수의 성분만 검출하기 위한 전류용필터부(43)와; 상기의 전류용필터부(43)를 통해 검출된 상용주파수성분의 영상누설전류를 증폭하기 위한 증폭부(42)와; An image
상기의 증폭부(42)를 통해 증폭된 상용주파수 성분의 영상누설전류(Io1)를 상기의 전압용필터부(32)를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분(Va2)와 상기의 90도이상부(33)에서 변환된 90도쉬프트전압성분(Va3)를 위상동기검파하기 위한 동기검파부(44)와;The image leakage current Io1 of the commercial frequency component amplified by the amplifying
상기의 영상변류기(10)의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선(21)와, 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기(10)의 무효전류보상권선(21)에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부(53)를 구비하는 것을 특징으로 한다.The reactive current compensation winding 21 having a function of the auxiliary winding by separately installing the test wire of the image
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선상태에서 단상 전로의 누전상태를 검출하는 또다른 실시예에 따른 누전검출시스템은, The earth leakage detection system according to another embodiment for detecting a short circuit state of the single-phase converter in the live state of the present invention for achieving the above object,
아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부(61)와; 아날로스전압파형의 제로크로스점을 비교하여 구형파의 디지털성분으로 변환하는 기능을 가진 제로크로스부(54)와; 두가지 디지털성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 디지털승산부(55)와; 디지털파형을 아날로그파형으로 변환하는 기능을 가진 파형정형부(56)와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부(63)와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부(64)와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부(62)와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부(66)와;An analog /
전로(3)의 대지간의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단(22a,22b)과; 상기의 전압검출수단(22a,22b)를 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부(31)와; 상기의 전압검출부(31)를 통해 변환된 전압성분(Va1)중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부(32)와; 상기의 전압용필터부(32)를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압(Va2)의 위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부(33)와;Voltage detecting means (22a, 22b) for detecting the voltage component between the grounds of the converter (3); A voltage detector (31) for converting the voltage component detected by the voltage detectors (22a, 22b) into a constant voltage magnitude; A
전로(3)과 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기(10)와, 상기의 영상변류기(10) 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부(41)와; 상기의 전류/전압변환부(41)를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부(42)와; 상기 증폭부(42)에서 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분만 검출하기 위한 전류용필터부(43)와;The
상기의 전류용필터부(43)를 통해 검출된 상용주파수 성분의 영상누설전류(Io1)를 상기의 전압용필터부(32)를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분(Va2)와 상기의 90도이상부(33)에서 변환된 90도쉬프트전압성분(Va3)를 위상동기검파하기 위한 동기검파부(44)와;The voltage component Va2 of the commercial frequency component extracted from the image leakage current Io1 of the commercial frequency component detected by the
상기의 영상변류기(10)의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선(21)와; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기(10)의 무효전류보상권선(21)에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부(53)를 구비한 것을 특징으로 한다.A reactive current compensation winding 21 having a function of an auxiliary winding by separately installing a test line of the image
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바람직하게, 상기의 동기검파부(44)에서 각각 위상동기검파하여 취출된 유효분의 누설전류(Ior1)와 무효분의 누설전류(Ioc1)와 상기의 영상누설전류성분(Io1)과 상기의 상용주파수성분의 전압성분(Va2)와 상기의 90도쉬프트전압성분(Va3)을 상기의 아날로그/디지털변환부(61)에서 디지털값으로 변환하고, 상기의 아날로그/디지털변환부(61)에서 변환된 디지털값과 상기의 기억부(66)에서 저장된 각종 Data를 상기의 연산제어부(62)에서 읽어, 상기의 동기검파부(44)에서 취출된 무효분 누설전류(Ioc1)가 유효분 누설전류(Ior1)보다 일정배수이상 크게 검출되면 상기의 기억부(66)에 저장되어 있는 각종 Data와 상기의 동기검파부(44)에서 취출된 무효분의 누설전류(Ioc1) 및 유효분의 누설전류(Ior1) Data를 사용하여 상기의 실제 전로(3)의 대지간에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)가 상기의 영상변류기(10)에서 일정한 값이하로 검출될 수 있는 무효분 제거누설전류값(Ioc3)을 계산하여, Preferably, the effective leakage current Ior1 and the invalid leakage current Ioc1, the image leakage current component Io1, and the commercially available components extracted by phase synchronization detection by the
상기의 무효분 제거누설전류값(Ioc3)값을 상기의 디지털/아날로그변환부(51)로 송출하고, 상기의 디지털/아날로그변환부(51)를 통해 변환된 무효분 제거누설전류에 해당하는 값을 두가지의 아날로그성분의 값을 승산(또는 믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산부(52)에서 상기의 90도이상부(33)에거 검출된 90도쉬프트전압성분(Va3)와 승산(또는 믹싱)하고, 상기의 아날로그승산부(52)에서 승산(또는 믹싱)된 무효분 누설전류에 해당하는 성분을 상기의 보상용필터부(53)에서 상용주파수 성분만 취출하여 상기의 무효전류보상권선(21)으로 전로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류성분과 반대방향으로 흘려 상기의 영상변류기(10)에서 무효분 누설전류성분이 일정한 값이하로 검출되도록 상기의 연산제어부(62)에서 연산제어한 상태에서, 상기의 전류용필터부(43)에서 취출되는 영상누설전류성분(Io2)와 상기의 동기검파 부(44)에서 검출되는 유효분누설전류성분(Ior2) 및 무효분누설전류성분(Ioc2)을 상기의 아날로그/디지털변환부(61)를 통해 상기의 연산제어부(62)에서 읽고 저장한 후, 실제 전로(3)과 대지간에 흐르는 유효분 누설전류(Ior)과 무효분 제거하기 전의 영상누설전류(Io) 및 무효분 누설전류(Ioc)를 계산 및 표시하는 것을 특징으로 한다.The value corresponding to the invalid component removal leakage current transmitted to the digital /
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바람직하게, 상기의 영상변류기(10)를 통해 상기의 동기검파부(44)에서 검출되는 상용주파수의 무효분 누설전류성분이 상용주파수의 유효분 누설전류성분의 일정배수 값보다 작도록 상기의 연산제어부(62)에서 상기의 영상변류기(10)의 무효전류보상권선(21)에 상용주파수의 무효분누설전류와 반대방향으로 계산된 무효분 제거누설전류를 흘린 상태에서 상기의 동기검파부(44)에서 검출되는 상용주파수의 유효분 누설전류를 검출하여 유효분 누설전류 또는 절연저항치를 표시하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the calculation is performed such that the reactive leakage current component of the commercial frequency detected by the
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바람직하게, 설정부(63)에서 설정되는 경보설정치 또는 기억부(66)에 저장된 경보설정치와 비교하여 누설전류치가 경보설정치보다 크거나 절연저항치가 경보설정치보다 작으면 표시부(64)에서 부저나 LED,릴레이와 같은 수단을 사용하여 외부에 경보알람을 표시할 수 있는 것을 특징으로 한다. Preferably, when the leakage current value is greater than the alarm set value or the insulation resistance value is smaller than the alarm set value compared with the alarm set value set in the
또한 본 발명의 누전검출시스템은 원격통신 및 제어하기 위한 입출력부(65)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the earth leakage detection system of the present invention preferably further includes an input /
이하 본 발명의 누전검출시스템을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the earth leakage detection system of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3 ~ 도 4는 본 발명의 단상 전로에 있어 실시형태의 누전검출시스템을 설치한 실시 예이고, 도 5와 도 6과 도 9는 도 3 ~ 도 4의 단상 전로에 사용되는 누전검출장치(12)의 내부 상세 실시 예이다. 도 7은 도 5 ~ 도 6의 누전검출장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도의 실시 예이다.3 to 4 are examples in which the earth leakage detection system of the embodiment is provided in the single phase converter of the present invention, and FIGS. 5, 6, and 9 are earth leakage detection apparatuses used in the single phase converter of FIGS. An internal detailed embodiment of 12). 7 is an embodiment of a flowchart illustrating the operation of the ground fault detecting apparatus of FIGS. 5 to 6.
단상 전로에 있어서의 실시 예인 도 3과 도 5와 도 7에 대해 먼저 설명한다.3, 5, and 7 which are embodiments in a single phase converter are described first.
도 3에 있어서 1은 저압으로 변환하기 위한 변압기로 개폐기(2)를 통하여 전로(3)에 전력을 공급한다. 5는 변압기(1)의 안전을 위하여 접지(6)에 연결하기 위한 접지선이다. 접지는 일반적으로 변압기의 접지는 2종 접지를 실시하고 있고, 부하측은 3종 접지를 실시하고 있으며, 앞으로는 2종,3종 접지를 구분하지 않고 공통 접지로 변경될 가능성이 많다. 한편 개폐기(2) 및 전로(3)을 통해 부하(4)로 전력이 공급이 되고 있는 상태에서 부하(4)를 포함한 전로(3)과 대지간에는 절연저항(9)와 정전용량(8)이 존재한다. 상기의 절연저항(9)는 전로(3) 및 부하(4)의 누전상태에 직접관계되는 것이고 절연저항(9)에는 전로(3)과 대지간의 전압성분과 동위상의 누설전류 즉 유효분 누설전류(Ior)이 흐르고, 상기의 정전용량(8)은 부하입력단의 노이즈필터와 같은 정전용량성분과 케이블과 대지간에 존재하는 정전용량성분을 표시한 것이지만 절연상태 즉 누전상태와는 직접 관계되지 않는 것이고 정전용량(8)에는 전로(3)과 대지간의 전압성분과 90도 위상차의 누설전류 즉 무효분 누설전류(Ioc)가 흐른다. 10는 전로(3)의 대지간에 흐르는 누설전류성분 즉 영상누설전류(Io=Ior+Ioc)을 검출하기 위해 설치되는 영상변류기와 같은 누설전류검출수단으로 1차측은 감시하고자 하는 전로를 통과시키고 2차측은 1차측에 흐르는 누설전류성분을 1차와 2차의 권선수에 비례한 누설전류성분이 출력된다. 그리고 이 영상변류기(10)에는 단상 전로의 누전상태를 감시하는 경우에는 정전용량성분에 의한 무효분 누설전류를 일정한 값이하로 검출되도록 전로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류와는 반대방향으로 흘리기 위해 별도의 보조권선을 1차측에 도체로 설치하거나 또는 별도의 3차권선을 설치하거나 또는 영상변류기(10)의 테스트용으로 사용하는 권선을 사용할 수도 있다. In FIG. 3, 1 is a transformer for converting to low voltage, and supplies electric power to the
12는 전로(3)과 대지간의 절연상태인 누전상태를 감시하는 누전검출장치이다.12 is a ground fault detection device for monitoring a ground fault state, which is an insulation state between the
변압기(1)을 통해 전로(3)에 전력이 공급되고 있는 상태에서 전로(3) 또는 부하(4)의 절연상태가 따라 전로(3)과 대지간에 누전에 직접관계되는 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ior)와 누전에 직접 관계되지 않는 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류(Ioc)가 부하측 3종 접지(7)와 변압기측 2종 접지(6)을 통해 누설전류(Io)가 흐른다. 이 누설전류(Io)는 유효분 누설전류(Ior)와 무효분 누설전류(Ioc)의 벡터합 성분으로 누설전류검출하는 영상변류기(10)에 의해 검출되어 누전검출장치(12)에 입력된다. In the state in which power is supplied to the
그리고, 상기의 누설전류(Io)에서 유효분 누설전류(Ior)와 무효분 누설전류(Ioc)를 구별하기 위해 전로(3)의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단(22a,22b)에 의해 검출된 상용교류전압성분이 누전검출장치(12)에 입력된다.이 상용교류전압성분을 검출하는 방법을 좀 더 상세하게 설명한다. 도 3과 도 4와 같이 전로의 접지가 되지 않은 상과 접지되어 있는 상의 전압을 상기의 전압검출수단(22a,22b)로 전로의 전압을 검출하고,도면에는 없지만 전로(3)의 접지되지 않는 상과 누전검출장치(12)로 대지접지를 연결하는 접지를 연결하여 접지되지 않는 상의 전압을 전압검출수단(22a) 1개만 사용하는 실시예도 가능하다. 그리고 특수한 경우의 전로(3)이 비접지전로의 경우는 22a와 22b와 같은 2개의 전압검출수단을 사용하여 전로(3)의 상용교류전압성분을 검출할 수 있으며, 또한 별도의 변압기를 사용하여 전로(3)의 상용교류전압성분을 검출할 수도 있다. Then, by the
먼저 누전검출장치(12)의 제 1의 실시 예인 도 5 과 도 7에 대해 상세하게 설명한다.First, FIGS. 5 and 7, which are a first embodiment of the ground
도 7의 실시예와 같은 누전검출장치(12)의 내부의 기억부(66)에 저장된 주요 흐름에서 키패드나 스위치와 같은 부품으로 누전검출장치(12)에서 사용되어지는 각종 Data 예를 들면 복수개의 누전검출장치(12)가 설치되어 있는 경우에 각 누전검출장치(12)별의 번호Address,경보설정치,주파수, 전로(3)의 상전압, 각 구성요소별 증폭율 등과 같은 Data를 설정할 수 있는 기능을 가진 설정부(63)에서의 각종 Data설정흐름(100)이 실행되고 다음에 상기의 설정부(63)에 의해 설정되어진 각종 Data 또는 기억부(66)에 미리 저장되어 진 각종 Data 또는 외부 원격지에서 외부입출력부(65)를 통해 입력되어지는 각종 Data를 읽는 각종Data읽음흐름(110)의 동작이 실행되고 다음에 Va2,Va3읽음&저장흐름(120)이 실행되게 되면, 상기의 도 3 또는 4의 누전검출시스템의 실시예의 누설전류검출수단(10)에서 검출된 누설전류(Io)와 전압검출수단(22a,22b)에서 검출된 전압성분이 누전검출장치(12)로 입력된다. 상기의 전압검출수단(22a,22b)에서 검출된 전압성분은 전압검출부(31)에서 저항이나 콘덴서 또는 트랜스를 사용하여 누전검출장치(12)에서 사용가능한 전압으로 Devide되어 Va1값으로 출력되고, 상기의 Va1전압성분은 상용주파수성분과 상용주파수성분과 다른 성분의 노이즈성 성분이 혼합된 성분이므로 전압필터부(32)에서 상용주파수성분의 전압성분(Va2)만 취출한다. 상기의 전압필터부(32)에서 취출한 상용주파수성분의 전압성분(Va2)의 위상을 90도 쉬프트시키는 90도이상부(33)으로 입력되어져 상기의 90도이상부(33)에서는 상기의 상용주파수성분의 전압성분(Va2)의 위상을 90도 쉬프트시킨 90도쉬프트전압성분(Va3)로 변환시키다. 상기의 전압필터부(32)에서 취출된 상용주파수성분의 전압성분(Va2)와 90도쉬프트전압성분(Va3)는 아날로그값을 디지털값으로 변환하는 아날로그/디지털변환부(61)로 출력되어지고, 상기의 아날로그/디지털변환부(61)에서 상기의 Va2와 Va3값을 디지털값으로 변환되어 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 상기의 Va2,Va3의 Data가 저장되어진다.In the main flow stored in the
다음에 Io1,Ioc1,Ior1읽음&저장흐름(130)이 실행되어지면 상기에서 설명한 바와 같이 영상변류기(10)을 통해 검출된 영상누설전류성분(Io)는 전류를 전압으로 변환하는 전류/전압변환부(41)에서 전압성분으로 변환되어지고 증폭부(42)에서 증폭되어진 누설전류성분은 전류용필터부(43)에서 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)만 취출한다. 상기의 전류용필터부(43)에서 취출된 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)도 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 상기의 전류용필터부(43)에서 취출된 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분과 상기의 전압용필터부(32)에서 취출한 상용주파수 성분의 전압성분(Va2)와 상기의 90도이상부(33)에서 변환된 90도쉬프트전압성분(Va3) 3가지 성분이 위상을 동기검파하는 동기검파부(44)로 입력되어진다. 동기검파부(44)에서는 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분을 90도쉬프트전압성분(Va3)와 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)성분의 누설전류(Ioc1)성분을 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다시 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분을 상용주파수 성분의 전압성분(Va2)과 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류(Ior)성분의 누설전류(Ior1)를 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장된다. Next, when the Io1, Ioc1, and Ior1 read & store flows 130 are executed, the image leakage current component Io detected through the
다음에 Ioc1<k*Ior1조건만족? 흐름(140)이 실행되어지면 상기의 기억부(66)에 저장된 무효분 누설전류성분인 Ioc1값이 유효분 누설전류성분인 Ior1값에 일정 상수(k)를 곱한 값보다 큰가 작은가를 비교판단하게 된다. 상기의 k값은 0보다 큰 수이지만 전로(3)의 설치운용상태인 전선로 길이가 길거나 부하(4)의 입력단에 정전용량이 크기 등에 따라 k의 값이 달리하는 것이 좋고, 일반적으로 k의 값은 1로 하는 것이 바람직하고 본 발명의 실시 예에서도 k값을 1로 한다. 이유는 유효분 누설전류(Ior)값과 무효분 누설전류(Ioc)값이 같으면 영상변류기(10)의 2차측에 검출되는 유효분 누설전류과 무효분 누설전류을 정확하게 검출할 수 있기때문이다. 상기의 Ioc1<k*Ior1조건만족?흐름(140)을 만족 즉 Ior1값이 Ioc1값보다 크면 Io2,Ioc2,Ior2읽음 & 저장하는 흐름(200)으로 실행하고, 만족하지 않으면 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)값에 해당하는 Ioc1값이 절연저항(9)에 ㅎ흐르는 유효분 누설전류(Ior)값에 해당하는 Ior1값보다 크면 상기의 영상변류기(10)의 1차권선에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)를 줄이기 위해 상기의 무효분 누설전류(Ioc)의 누설전류흐름과 반대방향으로 강제적으로 무효분 누설전류(Ioc)의 위상이 같은 성분을 흘리기 위한 값을 계산하는 무효분계산 흐름(150)을 실행한다.Then satisfy the condition Ioc1 <k * Ior1? When the
상기의 무효분계산 흐름(150)이 실행되어지면, 상기의 각종Data읽음흐름(110)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 각종 Data와 상기의 Va2,Va3읽음&저장흐름(120)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 Va3값과 상기의 Io1,Ioc1,Ior1읽음 & 저장흐름(130)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 Ioc1값 및 Ior1값을 상기의 전압검출부(31)과 전압용필터부(32)와 90도이상부(33)의 상용주파수전압성분 검출에 관계되는 증폭율과 상기의 영상변류기(10)과 전류/전압변환부(41)과 증폭부(42)와 전류용필터부(43)과 동기검파부(44)의 상용주파수성분의 누설전류성분 검출에 관계되는 증폭율과 두가지 이상의 아날로그 성분을 승산(또는 믹싱)시키는 기능을 가진 아날로그승산부(52)와 상용주파수성분의 값을 취출 및 전류값으로 변환시키는 기능을 가진 보상용필터부(53)의 상용주파수성분의 무효분 누설전류성분의 제거에 관계되는 증폭율과 같은 Data를 이용하여 상기의 연산제어부(62)에서 연산과정을 통해 실제 전로(3)과 대지간에 흐르는 정전용량(8)에 의한 상용주파수 성분의 무효분 누설전류(Ioc)와 거의 동일 크기의 무효분 제거누설전류값(Ioc3)을 계산한다. 상기에서의 무효분 제거누설전류값(Ioc3)은 다음과 같이 계산되고 다음 계산식에 사용되는 증폭율 또는 게인에 대한 상수 대한 정의는 다음과 같고, 이 값들은 상기의 설정부(63)에서 설정되거나 또는 미리 상기의 기억부(66)에 저장된 값들이다.When the invalid
A1: 전압검출부(31)의 증폭관련 계수A1: Amplification-related coefficients of the
A2: 전압용필터부(32)의 증폭관련 계수A2: Amplification-related coefficients of the
A3: 90도이상부(33)의 증폭관련 계수A3: Amplification-related coefficient of more than 90
B1: 영상변류기(10)의 1차/2차권수비율에 관한 증폭관련 계수B1: Amplification-related coefficients related to the primary / secondary winding ratio of the
B2: 전류/전압변환부(41)의 증폭관련 계수B2: Amplification-Related Coefficients of Current /
B3: 전류용필터부(43)의 증폭관련 계수B3: Amplification-related coefficients of the
B4: 증폭부(43)의 증폭관련 계수B4: Amplification-related coefficients of the
B5: 동기검파부(44)의 증폭관련 계수B5: Amplification-related coefficients of the
C1: 아날로그승산부(52)의 증폭관련 계수C1: amplification-related coefficients of the
C2: 보상용필터부(53)의 증폭관련 계수C2: amplification-related coefficients of the compensating
그리고 아날로그/디지털변환부(61) 및 디지털/아날로그변환부(51)의 변환관련 증폭계수는 1로 한다. The conversion-related amplification coefficients of the analog /
상기의 식2의 Ioc값에 상기의 식1의 Ioc값을 대입하면 상기와 같이 Ioc3를 구할 수 있다.Substituting the Ioc value of Equation 1 above into the Ioc value of Equation 2 above, Ioc3 can be obtained as described above.
다음에 무효분제거흐름(160)이 실행되어지면 상기 연산제어부(62)에서 계산된 정전용량(8)에 의한 상용주파수성분의 무효분 제거누설전류값(Ioc3)을 상기의 디지털/아날로그변환부(51)으로 값을 송출하고, 상기의 디지털/아날로그변환부(51)에서는 아날로그값으로 변환되어 상기의 아날로그승산부(52)로 입력되어진다. 상기의 아날로그승산부(52)에서는 상기의 90도이상부(33)에서 검출된 저주파성분의 90도전압성분(Vf3)와 상기 연산제어부(62)에서 계산되어 상기의 디지털/아날로그변환부(51)를 통해 입력된 무효분 제거누설전류값(Ioc3)을 승산(믹싱)하여 전로(3)과 대지간의 상용주파수성분의 전압과 90도 위상차를 가지게 하여 보상용필터부(53)으로 송출한다. 상기의 보상용필터부(53)에서는 다시 한번 전로(3)과 대지간의 상용주파수전압와 같은 주파수가 되도록 필터링하고 또한 영상변류기(10)에 전로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류와 반대방향으로 흐를 수 있도록 전류값으로 변환시켜 영상변류기(10)의 테스트선 또는 별도의 보조권선으로 이루어진 무효전류보상권선(21)으로 송출하여 영상변류기(10)의 2차측권선에 검출되는 무효분 누설전류성분이 일정한 값이하되도록 한다.Next, when the invalid
다음에 정전용량에 의한 무효분 누설전류가 상기의 영상변류기(10)에서 검출되어지는 가를 확인하기 위해 Ior1,Ioc1읽음흐름(170)을 실행하여 상기에서 설명한 것과 같이 동기검파부(44)에서 검출되어 지는 유효분 누설전류(Ior1)값과 무효분 누설전류(Ioc1)값을 상기의 아날로그/디지털변환부(61)을 통해 연산제어부(62)에서 읽고, 상기의 Ioc1<k*Ior1조건만족?흐름(140)과 동일한 Ioc1<k*Ior1조건만족?흐름(180)을 재실행하여 판단한다.Next, the Ior1 and Ioc1 read flows 170 are executed to check whether the reactive leakage current due to the capacitance is detected by the video
상기와 같이 k상수가 k=1인 경우에 상기의 무효분 제거흐름(160)이 실행되어진 상태에서도 무효분 누설전류(Ioc1)값이 유효분 누설전류(Ior1)값보다 크면 즉 아직도 무효분 누설전류가 영상변류기(10)을 통해 계속 일정한 값이상으로 검출되고 있으면 다시 상기의 무효분계산(150)과 유사한 무효분 보정계산흐름(190)을 실행하고 나서 다시 무효분 제거흐름(160)을 반복 실행한다. 한편 상기의 무효분제거흐름(160)과 Ioc1,Ior1읽음&흐름(170)이 실행된 상태에서 무효분 누설전류(Ioc1)값이 유효분 누설전류(Ior1)값보다 작으면 즉 무효분 누설전류가 영상변류기(10)을 통해 일정한 값이하로 검출되거나, 상기의 Io1,Ioc1,Ior1읽음&저장흐름(130)이 실행된 상태에서 무효분 누설전류(Ioc1)값이 유효분 누설전류(Ior1)값보다 작은 상태이면 Io2,Ioc2,Ior2읽음&저장흐름(200)을 실행하게 된다.As described above, when the k constant is k = 1, even if the reactive
상기의 Io2,Ioc2,Ior2읽음&저장흐름(200)이 실행되어지면 상기에서 설명한 Io1,Ioc1,Ior1읽음&저장흐름(130)과 같은 방법으로 상기의 전류용필터부(43)에서 상용주파수성분의 누설전류(Io2)를 취출하고, 동기검파부(44)에서 상기의 전압용필터부(32)의 상용주파수 전압성분과 동위상의 유효분 누설전류성분(Ior2) 및 상기의 90도이상부(33)의 상용주파수 전압성분의 90도위상차를 가진 전압성분과 동위상의 무효분 누설전류성분(Ioc2)를 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)을 통해 상기의 연산제어부(62)에서 상기의 누설전류성분(Io2,Ioc2,Ior2)을 읽고 기억부(66)에 저장한다.If the above Io2, Ioc2, and Ior2 read & store flows 200 are executed, the
다음에 계산&표시흐름(210)이 실행되어지면, 상기의 각 흐름에서 기억부(66)에 저장된 각종 Data 예를 들면 Va2,Va3,Io1,Ioc1,Ior1,Io2,Ioc2,Ior2등과 같은 검 출된 Data 및 증폭관련계수를 사용하여 다음과 같은 계산식으로 표시할 수 있다.Next, when the calculation &
전로(3)과 대지간에 흐르는 절연저항(9)에 흐르는 유효분누설전류(Ior)은 다음의 식3로 계산되어 질 수 있다.The effective leakage current Ior flowing through the
전로(3)과 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)은 다음의 식4로 계산되어 질 수 있다.The image leakage current Io flowing between the
전로(3)과 대지간의 절연저항(R)은 다음의 식5로 계산되어 질 수 있다.The insulation resistance (R) between the converter (3) and the ground can be calculated by the following equation.
전로(3)과 대지간에 흐르는 정전용량(8)에 흐르는 무효분누설전류(Ioc)은 다음의 식6로 계산되어 질 수 있다.The reactive leakage current Ioc flowing in the
상기에서 설명한 수학식1~수학식6과 같이 다양한 종류의 누설전류값과 절연저항치를 계산할 수 있게 되어, 정전용량에 의해 대지로 누설되는 무효분 누설전류(Ioc)가 많이 흘러도 직접 누전에 관계되는 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ior)를 정확하게 검출할 수 있게 되며,또한 상기와 같이 실제 전로(3)과 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)도 함께 검출 계산할 수 있어, 상기의 유효분 누설전류(Ior)뿌만 아니라 영상누설전류(Io) Data를 FND 또는 LCD와 같은 종류의 표시수단에 나타내거나 LED 또는 부저와 같은 표시수단에 출력하는 표시부(64)에 누설전류값이나 상태를 나타낼 수 있다. As described above in Equation 1 to
또한 상기에서와 같이 실제 전로(3)과 대지간의 전압에 의한 절연저항(R)값도 자동적으로 계산되어질 수 있고, 상기의 표시부(64)에 표시할 수 있다.In addition, as described above, the insulation resistance R value due to the voltage between the
또한 상기의 무효분 누설전류의 보상제거에 읽어 기억부(66)에 기억된 무효분 누설전류성분(Ioc1)을 이용하여 실제 전로(3)에서 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ioc)를 계산할 수 있고 표시부(64)에 표시할 수도 있고,In addition, the reactive leakage current Ioc due to the capacitance flowing from the
또한 스위치나 키패드와 같은 종류의 수단을 이용하여 각종 data를 입력하거나 선택할 수 있는 기능을 가진 설정부(63)를 사용하여 상기의 각종 누설전류성분 및 절 연저항치를 선택적으로 표시부(64)에 표시하거나, 상기의 설정부(63)에서 입력한 경보레벨 또는 상기의 기억부(66)에 기억된 경보레벨과 비교하는 방법을 통해 경보레벨보다 크거나(누설전류) 또는 작으면(절연저항) 표시부(64)에 경보상태를 표시할 수 있고, 또는 외부출력부(65)를 통해 상기에서 계산된 각종 Data나 경보알람을 출력시킬 수 있다.In addition, the
다음에 본 발명의 단상전로에 있어 누전검출시스템 제2의 연결접속 설명도인 도 4에 대해 간략하게 설명한다.Next, Fig. 4, which is an explanatory diagram of a connection connection of a second earth leakage detection system in the single-phase converter of the present invention, will be briefly described.
상기에서 도 4에 대해 간략하게 기술하였지만, 도 3과 도 4의 큰 차이점은 도 3에서는 누설전류검출수단인 영상변류기(10)을 변압기(1)과 부하(4)사이에 연결접속한 예로써 상기의 변류기(10)를 변압기(1)과 부하(4)사이의 전선로(3)에 어느 부분이든지 연결설치가능하다는 것을 설명하기 위한 것으로, 영상변류기(10)가 설치된 이후의 전로(3) 및 부하(4)의 누전상태만 검출할 수 있는 것인 반면, 도 4에서는 영상변류기(10)를 변압기(1)와 접지(6)를 연결하는 접지선(5)의 중간에 설치연결한 것으로 변압기(1)의 2차측에서 전력공급하는 모든 전로(3)와 부하(4)의 누전상태를 검출할 수 있다는 것을 설명한 것이다.Although briefly described with reference to FIG. 4, the major difference between FIG. 3 and FIG. 4 is an example in which the image
다음에 본 발명의 단상전로용 누전검출장치(12)의 제2의 실시예인 도 6에 대해 간략하게 설명한다.Next, FIG. 6 which is a 2nd Example of the earth
상기에서 설명한 누전검출장치(12)의 제 1의 실시 예인 도5에서는 누설전류를 검출,계산,제어 및 표시하는 누전검출장치(12)의 내부구성이 영상변류기(10)을 통하여 누설전류성분을 검출하여 상기의 누설전류성분을 전류/전압변환부(41)에서 전압성분으로 변환하고, 상기의 전압성분으로 변환된 값을 증폭부(42)를 통하여 증폭시키고 이 증폭된 값을 전류용필터부(43)에서 상용주파수성분의 값만 취출하는 순서로 구성되는 것이었지만, 누전검출장치(12)의 제 2의 실시 예인 도6에서는 영상변류기(10)을 통하여 누설전류성분을 검출하고 이 값을 전류/전압변환부(41)에서 전압성분으로 변환한 후 먼저 증폭부(42)에서 증폭하고 나서 전류용필터부(43)에서 상용주파수성분의 값만 취출하고 있다. 다시말하면 증폭부(42)와 전류용필터부(43)의 위치 순서를 바꾼것으로 상기의 동기검파부(44) 및 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 입력되는 값은 도5에서는 전류용필터부(43)의 출력값을 사용한 것에 비해 도6에서는 증폭부(42)의 출력값을 사용한 것으로써 정전용량에 의한 무효분 큰 누설전류에 때문에 영상변류기(10)에서 검출되는 매우 작은 절연저항에 의한 유효분 누설전류의 검출의 부정확성을 줄이기 영상변류기(10)으로 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분 누설전류의 방향과 반대방향으로 흘린 후 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 검출 계산 및 표시출력하는 방법은 상기에서 설명한 실시 예와 동일하다.In FIG. 5, which is the first embodiment of the ground
다음에 본 발명의 단상전로용 누전검출장치(12)의 제3의 실시예인 도 9에 대해 간략하게 설명한다.Next, Fig. 9, which is a third embodiment of the earth
상기에서 설명한 누전검출장치(12)의 제 1의 실시 예인 도5에서는 전로(3)과 대지간의 무효분 누설전류(Ioc)가 커서 상기의 영상변류기(10)에서 검출되는 누전에 직접 관계되는 유효분 누설전류(Ior)성분 검출이 부정확하게 검출되는 문제점을 해결하기 위해 동기검파부(44)를 통해 취출되는 무효분 누설전류(Ioc1)성분이 일정배수의 유효분 누설전류(Ior1)보다 크면 연산제어부(62)에서 계산에 의해 영상변류기(10)의 무효전류 보상권선(21)에 전로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류와 반대방향으로 흘리기 위해 연산제어부(62)에서 계산된 무효분 제거누설전류(Ioc3)값을 디지털/아날로그변환부(51)과 아날로그승산부(52)와 보상용필터부(53)를 통해 무효전류 보상권선(21)으로 흘려 동기검파부(44)에서 검출되어지는 무효분 누설전류(Ioc1)값이 일정 배수의 유효분 누설전류(Ior1)보다 작아지도록 제어하도록 구성되어 있는 반면에, 본 제 3의 실시예인 도 9에서는 90도이상부(33)에서 취출된 전로(3)과 대지간의 전압성분의 위상을 90도 쉬프트한 90도쉬프트전압성분(Va3)의 아날로그전압성분을 제로점을 비교하여 제로점보다 크면 High의 디지털값으로 제로점보다 작으면 Low의 디지털값으로 변환한 디지털성분의 90도쉬프트전압성분으로 변환시킨 값과 연산제어부(62)에서 계산된 디지털성분의 무효분 제거누설전류값(Ioc3)값을 디지털승산부(55)에서 승산(또는 믹싱)한 디지털값을 파형정형부(56)에서는 위상은 상기의 90도이상부(33)의 위상과 동일하고 크기는 상기의 연산제어부(62)에서 계산된 무효분 제거누설전류값에 해당되는 값으로 되는 아날로그성분의 파형을 가진 성분으로 변환시켜 보상용필터부(53)으로 출력시키는 실시예로써, 정전용량에 의한 무효분 큰 누설전류에 때문에 영상변류기(10)에서 검출되는 매우 작은 절연저항에 의한 유효분 누설전류의 검출의 부정확성을 줄이기 영상변류기(10)으로 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분 누설전류의 방향과 반대방향으로 흘린 후 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 검출 계산 및 표시출력하는 방법은 상기에서 설명한 실시 예와 큰 차이가 없다.In FIG. 5, which is the first embodiment of the earth
상기에서 누설전류의 검출,계산,제어 및 표시하는 누전검출장치(12)의 내부구성이 영상변류기(10)을 통하여 누설전류성분을 검출하여 상기의 누설전류성분을 전류/전압변환부(41)에서 전압성분으로 변환하고, 상기의 전압성분으로 변환된 값을 증폭부(42)를 통하여 증폭시키고 이 증폭된 값을 전류용필터부(43)에서 상용주파수성분의 값만 취출하는 순서로 구성되는 것이었지만, 누전검출장치(12)의 제 2의 실시 예인 도6에서는 영상변류기(10)을 통하여 누설전류성분을 검출하고 이 값을 전류/전압변환부(41)에서 전압성분으로 변환한 후 먼저 증폭부(42)에서 증폭하고 나서 전류용필터부(43)에서 상용주파수성분의 값만 취출하고 있다. 다시말하면 증폭부(42)와 전류용필터부(43)의 위치 순서를 바꾼것으로 상기의 동기검파부(44) 및 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 입력되는 값은 도5에서는 전류용필터부(43)의 출력값을 사용한 것에 비해 도6에서는 증폭부(42)의 출력값을 사용한 것으로써 정전용량에 의한 무효분 큰 누설전류에 때문에 영상변류기(10)에서 검출되는 매우 작은 절연저항에 의한 유효분 누설전류의 검출의 부정확성을 줄이기 영상변류기(10)으로 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분 누설전류의 방향과 반대방향으로 흘린 후 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 검출 계산 및 표시출력하는 방법은 상기에서 설명한 실시 예의 아날로그승산부(52)에 해당하는 증폭관련 계수(C1)을 상기의 디지털승산부(55)와 파형정형부(56)의 증폭관련 계수로 대치하면 동일하다.The internal structure of the ground
그리고 도 5의 누전검출장치(12)의 구성을 도 4와 같이 변압기(1)의 일단 접지선(5)의 중간에 설치하여 사용할 수 있으며, 또한 도 6의 누전검출장치(12)의 구성을 도3과 같이 전로(3)의 중간에 설치하여 사용할 수 있으며, 또한 영상변류기(10)을 전로(3)의 중간이 아닌 변압기(1)과 개폐기(2)의 사이에 설치하여 사용할 수 있으며, 또한 분기된 전로에서도 설치하여 사용할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시 예에서는 전압위상과 크기를 검출하기 위해 전로(3)에 전압검출부(31)를 누전검출장치(12)의 내부구성으로 이루어져 있으나 전압검출부(31)의 기능을 가진 부분을 누전검출장치(12)의 외부에 구성하는 실시 예도 있을 수 있고, 누설전류를 검출하기 위해 전류/전압변환부(41)을 누전검출장치(12)의 내부구성으로 이루어져 있으나, 영상변류기(10)의 2차측에 저항과 같은 전자부품소자를 직접연결하면 누전검출장치(12)의 전류/전압변환부(41)의 기능을 가진 부분을 누전검출장치(12)의 외부에 구성하는 실시예도 있을 수 있으며, 전류/전압변환부(41)의 기능을 가진 증폭부(42)를 구성하는 실시 예도 있을 수 있으며, 도 9의 증폭부(42)와 전류용필터부(43)의 위치를 변경한 실시 예도 있을 수 있고, 상기의 본 발명의 실시예에서 전압검출수단중 22b는 접지선으로 대치할 수 있는 등의 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 본 발명에 관련된 업무에 종사하고 있는 기술자라면 쉽게 응용할 수 있음은 명백하다.In addition, the structure of the ground
본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이, 저압전로(3)의 대지간에 흐르는 누설전류성분(Io)을 영상변류기(10)을 통해 검출하고 이 누설전류(Io)를 증폭부(42)를 통해 증폭하고 이 증폭된 누설전류성분를 전류용필터부(43)를 통해 상용주파수성분의 누설전류성분(Io1)를 취출하거나 또는 상기의 영상변류기(10)를 통해 검출된 누설전류(Io)를 전류용필터부(43)를 통해 상용주파수 성분만 취출하고 이 취출된 누설전류성분을 증폭부(42)를 통해 증폭된 상용주파수 성분의 누설전류성분(Io1)과, 또한 전압검출수단(22a,22b)을 통해 전로(3)의 상용교류전압을 검출하고 이 검출된 전압을 상용주파수성분의 전압을 검출하기 위한 전압용필터부(32)를 통해 상용주파수성분의 전압을 취출한 전압성분(Va2)과 90도이상부를 통해 90도 위상쉬프트한 전압성분(Va3)을 상기의 전류용필터부(43) 또는 상기의 증폭부(42)를 통해 취출된 상용주파수 성분의 누설전류성부(Io1)과 동기검파부(44)에서 각각 위상동기검파하여 상기의 전압성분(Va2)와 동위상의 유효분 누설전류(Ior1)과 90도위상쉬프트전압성분(Va3)와 동위상의 무효분 누설전류(Ioc1)를 검출하고, 이 검출된 유효분의 누설전류(Ior1)과 무효분의 누설전류(Ioc1)를 아날로그/디지털변환부(61)과 연산제어부(62)를 통해 기억부(66)에 저장하고, 상기의 아날로그/디지털변환부(61)를 통해 읽은 유효분의 누설전류(Ior1)값과 무효분의 누설전류(Ioc1)값을 비교하여 무효분의 누설전류(Ioc1)값이 일정배수(k)의 유효분의 누설전류(Ior1)값보다 크면 즉 정전용량(8)에 의한 누설전류(Ioc)성분의 누설전류가 많이 흐르면 상기의 연산제어부(62)에서 연산에 의해 무효분의 제거누설전류(Ioc3)값을 계산하여 디지털/아날로그변환부(51)를 통해 90도 위상부를 통한 전압성분(Va3)과 아날로그 승산부(52)에 서 승산 및 보상용필터부(53)를 통해 상용주파수교류전압과 90도 위상차를 가진 무효분의 제거누설전류를 영상변류기(10)에 반대방향으로 흐르도록 하여 영상변류기(10)통하여 동기검파부(44)에서 검출되는 무효분의 누설전류(Ioc1)값이 일정한 값이하가 되도록 상기의 아날로그/디지털변환부(61)과 연산제어부(62)을 통해 제어한 상태에서, 상기의 동기검파부(44)에서 검출되는 유효분 누설전류(Ior2)를 정확하게 검출할 수 있게 되므로, 전로(3) 또는 부하(4)의 입력단에 존재하는 정전용량(8)성분에 의한 무효분 누설전류(Ioc)값이 절연저항(9)성분에 의한 유효분 누설전류(Ior)보다 매우 커서 영상변류기(10)를 통하여 검출되는 유효분 누설전류(Ior)를 정확하게 검출할 수 없는 문제점을 해결할 수 있게 되었으며, 또한 상기의 유효분의 누설전류(Ior)뿐만아니라 상기의 전류용필터부(43) 또는 증폭부(42)에서 검출되어 상기의 기억부(66)에 저장된 영상누설전류(Io1)값을 사용하여 상기의 연산제어부(62)에서 연산에 의해 기존 종래방식에서 검출하여 사용하고 있던 실제로 전로(3)에서 대지로 흐르는 정전용량과 절연저항에 의한 상용주파수 성분의 영상누설전류(Io)도 검출표시할 수 있어 기존 종래방식의 측정치와 비교할 수 있는 효과가 있다. 또한 상기의 전압검출수단(22a,22b)를 통해 검출된 전로(3)과 대지간의 전압을 사용하여 상기의 연산제어부(62)에서 연산에 의해 자동적으로 누설전류치가 아닌 절연저항치(R)를 계산하여 표시할 수 있는 효과도 있다. 또한 부가적으로 설정부(63)에서 입력한 경보레벨 또는 기억부(66)에 기억된 경보레벨과 비교하는 방법을 통해 표시부(64)에 경보상태를 표시하거나, 원격지에 있는 원격제어장치와 통신 또는 제어할 수 있는 기능을 가진 출력부(65)를 통해 원격지로 검출된 각종 Data 또는 경보상태를 원격감시할 수 있는 장치도 구성할 수 있게 된다.As described above, the present invention detects the leakage current component Io flowing between the ground of the
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