KR101721165B1 - A combined use AC and DC ground fault detecting apparatus using hall sensor - Google Patents

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이진락
전명수
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Abstract

The present invention relates to a ground fault detection apparatus using a hall sensor for DC and AC. The ground fault detection apparatus comprises: a hall sensor detecting a detection signal in a voltage form in a power supply line to detect whether or not a ground fault accident occurs; a detection signal transmission part transmitting the detection signal detected by the hall sensor by using a communication line; and a ground fault detection part calculating a ground fault current by the detection signal inputted through the detection signal transmission part. According to the present invention, the ground fault detection apparatus can detect a ground fault circuit, a ground fault line, the size of ground fault resistance, and the size of a ground fault current simply by the ground fault current without additionally supplying a ground fault detection waveform to a DC and AC power supply system.

Description

홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치 {A combined use AC and DC ground fault detecting apparatus using hall sensor}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a ground fault detection apparatus,

본 발명은 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 직류 및 교류를 모두 검출 가능한 홀센서의 특성을 이용하며 각종 보호계통 설비의 구동 및 제어를 위한 직류 및 교류 전원 계통에 어떠한 신호전류를 인가하지 않고서도 지락사고를 검출하는 직류 및 교류 겸용 지락검출장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a direct current and alternating current ground fault detecting apparatus using a hall sensor, and more particularly, to a ground fault detecting apparatus using a Hall sensor, which is capable of detecting both direct current and alternating current, And more particularly to a direct current (DC) and alternating current (AC) ground fault detecting apparatus for detecting a ground fault without applying any signal current to the power supply system.

일반적으로, 발전소나 변전소의 송변전 설비를 보호하기 위한 보호계통설비 등은 그 구동 및 제어를 위해 직류전원 공급 선로를 통해 직류전원을 공급받고 있으며, 이러한 직류전원 공급 선로에 지락사고가 발생한 경우 운용자에게 지락사고가 발생하였음을 알려 상기 운용자가 적절한 대처를 할 수 있도록 하는 직류지락검출장치가 사용되고 있다.Generally, the protection system equipment for protecting the transmission and the transformer of the power plant or the substation is supplied with the DC power through the DC power supply line for driving and controlling. In case of a ground fault in the DC power supply line, A DC ground fault detection device is used in which the operator is informed that a ground fault has occurred and that the operator can take appropriate action.

이러한 직류지락검출장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 전원공급부(112)로부터 전원을 입력받아 동작하는 클럭발생부(111)에 의해 기준 클럭(clock)이 발생되고, 상기 발생된 기준클럭이 검출신호 발생부(110)에 입력됨에 따라 검출신호 발생부(110)에서 저주파의 AC 검출신호를 발생하여 직류전원 공급 선로의 P선(+), N선(-), G선에 각각 실어 송출될 수 있도록 한 후, 상기 송출된 검출신호를 소정 개소의 각 부하마다 혹은 각 회선별로 장치된 검출센서(120)에서 감지하여 지락검출부(130)로 전송함에 따라 전류검출부와 마이콤과 표시부 및 메모리 등(미도시)을 구비한 상기 지락검출부(130)에서 지락사고의 발생여부를 판단하여 운영자에게 알릴 수 있도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the DC ground fault detecting apparatus includes a clock generating unit 111 that receives power from a power supply unit 112, generates a reference clock, (+), An N-line (-), and a G-line of the DC power supply line, respectively, by generating a low frequency AC detection signal in the detection signal generation unit 110 as it is input to the detection signal generation unit 110 The detected signal is sent to the ground detection unit 130. The detected signal is sent to the ground fault detection unit 130. The detected signal is sent to the ground fault detection unit 130, The ground fault detecting unit 130 having a ground fault detecting unit (not shown) may determine whether a ground fault has occurred and inform the operator of the occurrence of the ground fault.

그러나, 상술한 바와 같은 직류지락검출장치(100)는 직류전원 공급 선로에 복수개 장치된 검출센서(120)와 지락검출부(130) 사이를 상기 복수개의 검출센서(120)에 대응하는 복수개의 배선을 이용하여 각각 연결시킴에 따라 그 배선이 복잡해지고 설치비용도 증가할 수밖에 없다는 문제점이 있었다.However, in the DC ground fault detecting apparatus 100, a plurality of wirings corresponding to the plurality of detecting sensors 120 are provided between the detecting sensor 120 and the ground fault detecting unit 130, which are provided in a plurality of DC power supply lines There is a problem in that the wiring becomes complicated and the installation cost increases.

몰론, 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 본 출원인은 등록특허 제10-0836747호를 제안한 바 있다. 이는 직류지락검출장치에 관한 것으로, 직류전원 공급 선로에 지락검출신호를 실어 송출시키고 상기 송출된 지락검출신호를 감지함에 따라 지락사고를 검출하는 직류지락검출장치에 있어서, 상기 지락검출신호에 포함된 노이즈를 제거하기 위하여 상기 직류전원 공급 선로에 상기 지락검출신호를 단속(intermit)적으로 발생시키는 검출신호 발생부; 상기 송출된 지락검출신호를 감지하도록 상기 직류전원 공급 선로의 각 회선별로 장치된 복수개의 검출센서; 상기 복수개의 검출센서에 의해 검출된 지락검출신호를 신호처리하여 통신라인을 통해 송신하는 검출신호 송신부; 상기 통신라인을 통해 송신된 상기 각 회선별 지락검출신호를 수신하고, 소정 시간 동안 지락검출신호 발생구간과 비발생구간을 반복적으로 수행하고, 상기 지락검출신호의 발생구간과 비발생구간 간에 검출된 신호를 서로 감산(subtraction)하여 최종의 지락검출신호로 판단함으로써 각 회선별 지락사고 발생 여부를 판별하는 지락검출부; 상기 각 회선별로 판별된 지락사고가 사용자에 의해 설정된 시간 동안 설정된 횟수 이상 발생하였는지를 카운트하기 위한 카운터; 상기 지락검출부의 전원공급을 감시하기 위한 전원감시부; 및 상기 발생된 지락검출신호가 사용자에 의해 설정된 주파수 및 크기를 만족하는지 감시하기 위한 검출신호 감시부;를 포함한다.In order to solve such a problem, Applicant has proposed Registration No. 10-0836747. The present invention relates to a direct current (DC) ground fault detecting apparatus, and more particularly, to a direct current ground fault detecting apparatus for detecting a ground fault by sensing a ground fault detection signal transmitted from a DC power supply line, A detection signal generating unit intermittently generating the ground fault detection signal on the DC power supply line to remove noise; A plurality of detection sensors provided for each line of the DC power supply line to sense the transmitted ground fault detection signal; A detection signal transmission unit for signal processing the ground fault detection signal detected by the plurality of detection sensors and transmitting through the communication line; And a controller for receiving the ground fault detection signal for each circuit transmitted through the communication line, repeatedly performing a ground fault detection signal generation period and a non-occurrence period for a predetermined time, A ground fault detector for determining whether a ground fault has occurred in each circuit by subtracting signals from each other to determine a final ground fault detection signal; A counter for counting whether a ground fault detected for each line has occurred more than a predetermined number of times during a time set by the user; A power monitoring unit for monitoring a power supply of the ground fault detection unit; And a detection signal monitoring unit for monitoring whether the generated ground fault detection signal satisfies the frequency and magnitude set by the user.

하지만, 이와 같은 종래의 지락검출장치들은 예를 들어 여러개의 분기회로가 있는 경우 지락고장이 발생한 회로를 선별할 수가 없으므로 직류회로에 일정한 주파수의 교류성분을 주입시키고 교류에 사용하는 변류기(CT:Current Transformer)를 이용하여 고장회로를 선택 할 수 있는 방법을 사용함에 따라 직류 전원에 직류 이외의 교류성분 또는 서지성 구형파 등이 포함되어 보호계전기 및 정밀기기가 오동작 하거나 성능이 저하되는 문제가 있다.
However, in such conventional ground fault detection devices, for example, when there are a plurality of branch circuits, it is not possible to select a circuit in which a ground fault has occurred. Therefore, a current transformer CT Transformer) is used to select a fault circuit, there is a problem that the protective relay and the precision instrument are malfunctioned or the performance is deteriorated because the DC power source includes the AC component other than the DC component or the surge-like rectangular wave.

참고문헌: 등록특허 제10-0836747호Reference literature: Registration No. 10-0836747

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 직류 및 교류 전원 계통에 추가적인 어떠한 신호를 인가하지 않고서도 각 분기회로의 지락고장 여부를 판별할 수 있도록 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a DC / AC power supply system capable of discriminating a ground fault of each branch circuit without applying any additional signal to the DC / An object of the present invention is to provide a ground fault detection apparatus.

특히, 본 발명은 자속을 전압으로 변환하는 홀센서의 특성을 이용하여 여러개의 분기 회로 중에서 지락고장이 발생한 회로를 선별할 수 있는 직류 및 교류 겸용 지락검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
In particular, it is an object of the present invention to provide a DC / AC ground fault detection device capable of selecting a circuit in which a ground fault has occurred, among a plurality of branch circuits, using characteristics of a hall sensor for converting magnetic flux into voltage.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; In order to solve such a technical problem,

지락사고의 발생여부를 검출하기 위해 전원 공급선로에서 전압형태의 검출신호를 검출하는 홀센서와, 상기 홀센서에서 감지한 검출신호를 통신선로를 이용하여 송신하는 검출신호 송출부, 상기 검출신호 송출부를 통해 입력받은 검출신호에 의한 지락전류를 산출하는 지락검출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치를 제공한다. A hall sensor for detecting a detection signal in the form of a voltage at a power supply line to detect whether a ground fault has occurred, a detection signal transmission unit for transmitting a detection signal sensed by the hall sensor using a communication line, And a ground fault detecting unit for calculating a ground fault current based on the detection signal input through the input / output unit.

이때, 상기 전원 공급선로는 직류 또는 교류 전원을 공급하는 선로인 것을 특징으로 한다. In this case, the power supply line is a line for supplying DC or AC power.

그리고, 상기 홀센서는 전원 공급선로상 소정 개소의 각 부하마다 또는 각 회선별로 장착되어 검출신호를 감지하는 것을 특징으로 한다. The hall sensor is mounted on a power supply line for each load at a predetermined position or for each line, and detects the detection signal.

아울러, 상기 홀센서는 전원 공급선로의 분기회로별 +선 및 -선을 통과 시켜 설치하며, 상기 지락검출부는 상기 홀센서의 전압형태의 검출신호의 극성에 따라 지락이 발생한 지락선을 구별하는 것을 특징으로 한다. Further, the hall sensor is installed to pass through + line and -line for each branch circuit of the power supply line, and the ground fault detecting unit distinguishes the ground fault line that is grounded according to the polarity of the detection signal of the voltage type of the hall sensor .

그리고, 상기 지락검출부는 상기 홀센서의 검출신호의 전압크기에 설정비율을 곱하여 지락전류의 크기를 산출하는 것을 특징으로 한다. The ground fault detection unit calculates the magnitude of the ground fault current by multiplying the voltage magnitude of the detection signal of the hall sensor by a set ratio.

또한, 상기 지락검출부는 산출된 지락전류를 이용하여 지락사고 발생여부를 판별하는 것을 특징으로 한다.
Further, the ground fault detection unit determines whether or not a ground fault has occurred by using the calculated ground fault current.

본 발명에 따르면, 직류 및 교류 전원 계통에 추가적인 어떠한 지락검출용 파형을 추가로 공급함이 없이 그 지락전류 자체만으로 지락고장 회로, 지락난선, 지락저항크기, 지락전류의 크기를 검출할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, it is possible to detect a ground fault circuit, a ground fault current, a ground fault resistance size, and a magnitude of a ground fault current only by the ground fault current itself without additionally supplying any additional ground fault detection waveform to the DC and AC power supply systems have.

특히, 본 발명은 직류 전원에 직류 이외의 교류성분 또는 서지성 구형파 등을 사용하지 않아 이로 인한 보호계전기 및 정밀기기가 오동작 하거나 성능의 저하 등의 문제를 해소하여 안정적으로 지락검출장치의 운용이 가능하다. Particularly, the present invention does not use alternating current components other than direct current or a rectangular solid periodic wave in the direct current power source, so that the protection relays and precise equipment are prevented from malfunctioning, deterioration of performance, etc., and stable operation of the ground fault detection device is possible Do.

아울러, 본 발명은 자속을 전압으로 변환하는 홀센서의 특성을 이용하여 여러개의 분기 회로 중에서 지락고장이 발생한 회로를 선별할 수 있는 장점도 있다.
In addition, the present invention has an advantage in that a circuit in which a ground fault has occurred can be selected among a plurality of branch circuits by using the characteristics of a Hall sensor for converting a magnetic flux into a voltage.

도 1은 종래 일반적인 직류지락검출장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치의 설치 구성도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류계통의 지락 검출 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 교류계통의 지락 검출 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치의 검출신호 송출부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치의 지락검출부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치의 사용자 인터페이스를 설명하기 위한 개략도들이다.1 is a configuration diagram of a conventional DC ground fault detection apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing the installation structure of a direct current and alternating current ground fault detecting apparatus using the hall sensor according to the present invention.
3A is a view for explaining the ground fault detection principle of a DC system using the hall sensor according to the present invention.
FIG. 3B is a view for explaining the ground fault detection principle of the AC system using the hall sensor according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram for explaining a detection signal transmitting unit of a ground fault detecting apparatus for both DC and AC using a hall sensor according to the present invention.
5 is a block diagram for explaining a ground fault detecting unit of a ground fault detecting apparatus for both DC and AC using a Hall sensor according to the present invention.
6A and 6B are schematic diagrams for explaining a user interface of a ground fault detecting device for both DC and AC using the Hall sensor according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치는 직류 및 교류 등의 전원 계통에 추가적인 어떠한 신호전류를 인가하지 아니하고 각 분기회로의 지락고장 여부를 판별하기 위한 방법으로 자속을 전압으로 변환하는 홀 소자(Hall Elements)의 특성을 이용하여 여러개의 분기 회로 중에서 지락고장이 발생한 회로를 선별할 수 있다.
Referring to FIG. 2, a ground fault detection device for both DC and AC using a hall sensor according to the present invention includes a method for determining whether or not a ground fault of each branch circuit is applied without applying any additional signal current to a power supply system such as a direct current or an alternating current It is possible to select a circuit in which a ground fault has occurred in a plurality of branch circuits by using the characteristics of Hall elements that convert flux into a voltage.

이와 같은 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치는 그 주요 구성으로서 지락사고의 발생여부를 검출하기 위해 직류 또는 교류 전원을 공급하는 전원 공급선로에서 전압형태의 검출신호를 검출하는 홀센서(100)와, 상기 홀센서(100)에서 감지한 검출신호를 통신선로를 통해 송신하는 검출신호 송출부(200)와, 상기 검출신호 송출부(200)를 통해 입력받은 검출신호에 의한 지락전류를 산출하여 지락사고 발생여부를 판별하는 지락검출부(300)를 포함하여 이루어진다.The ground fault detection device for both DC and AC using the Hall sensor according to the present invention is characterized in that a detection signal of a voltage form is detected in a power supply line for supplying DC or AC power for detecting the occurrence of a ground fault A hall sensor 100, a detection signal transmission unit 200 for transmitting a detection signal sensed by the hall sensor 100 through a communication line, And a ground fault detecting unit 300 for calculating a ground fault current to determine whether a ground fault has occurred or not.

이때, 상기 홀센서(100)는 전원 공급선로 상 소정 개소의 각 부하마다 혹은 각 회선별로 장착되어 검출신호를 감지하여 검출신호 송출부(200)로 입력된다.
At this time, the hall sensor 100 is installed for each load or each line of a predetermined location on a power supply line, detects the detection signal, and is input to the detection signal transmission unit 200.

이하, 도 2 내지 도 6을 참고로 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치의 각부 구성에 대해 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2 to FIG. 6, the configuration of each part of the ground fault detecting device for direct current and alternating current using the Hall sensor according to the present invention will be described in more detail.

먼저 홀센서(100)는 전류가 흐르는 도체에 자기장을 걸어 주면 전류와 자기장에 수직 방향으로 전압이 발생하는 홀 효과를 이용하여 자기장의 방향과 크기를 알아내는데 사용하며 이때 발생된 전압은 전류에 비례하는 효과를 이용하는 센서이다. First, the hall sensor 100 is used to determine the direction and magnitude of a magnetic field using a Hall effect in which a voltage is generated in a direction perpendicular to a current and a magnetic field when a magnetic field is applied to a conductor through which current flows. .

이때, 발생된 전압은 전류와 자장의 세기에 비례하며, 통상적으로 전류가 일정할 경우 자장의 세기에 비례하는 출력을 발생하지만 전압이 약하기 때문에 증폭하여 사용한다.At this time, the generated voltage is proportional to the intensity of the electric current and the magnetic field. Generally, when the electric current is constant, an output proportional to the intensity of the magnetic field is generated.

특히, 본 발명은 홀센서(100)의 직류 및 교류 모두 검출 가능한 특성을 이용하여 직류 또는 교류 전원을 공급하는 전원 공급선로에서 모두 사용할 수 있다.Particularly, the present invention can be used in all of the power supply lines that supply DC or AC power using the detectable characteristics of both the direct current and the alternating current of the hall sensor 100.

이와 같은 홀센서(100)를 이용하여 실제 지락전류의 양을 비율적으로 검출하게 되는데, 회로에 지락이 발생하면 지락전류가 흐르고 전류가 흐르면 자장(磁場)이 형성되고, 그 자장을 홀센서(100)에서 검출하여 지락전류가 흐르는 양에 비례한 전압신호 형태의 검출신호를 발생시킨다.When a ground fault occurs in a circuit, a ground fault current flows. When a current flows, a magnetic field is formed. The magnetic field is detected by a Hall sensor 100) and generates a detection signal in the form of a voltage signal proportional to the amount of flow of the ground fault current.

도 3a 및 도 3b는 홀센서를 이용한 지락전류의 검출원리를 설명하기 위해 도시한 도면들로서, 도 3a는 홀센서를 이용한 직류계통의 지락 검출 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 3b는 홀센서를 이용한 교류계통의 지락 검출 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 이들 도면을 참고하면 각 분기회로별로 +선 및 -선 모두 홀센서(100)를 통과 시켜 설치한다. 이때 부하 L에 흐르는 전류는 상쇄되어 검출되지 않으며, +선이 지락될 경우는 전류방향이 외부로 향하고, -선이 지락될 경우에는 전류방향이 내부로 향하므로 홀센서(100)의 V0 극성은 서로 반대로 되므로 이에 따라 홀센서(100)의 V0 극성에 따라 전원 +선 또는 -선 중에 지락이 발생한 지락선을 구별할 수 있다.3A and 3B are diagrams for explaining the principle of detection of a ground fault current using an Hall sensor. FIG. 3A is a view for explaining a ground fault detection principle of a DC system using a hall sensor, Fig. 3 is a view for explaining the ground fault detection principle of an AC system using a sensor. Referring to these drawings, the + and - wires are installed to pass through the hall sensor 100 for each branch circuit. At this time, the current flowing through the load L is not detected is canceled, + line when the ground fault is a current direction heading to the outside, - is V 0 polarity, because the Hall sensor 100, a current direction directed to the interior when the wire is ground The ground line in which the ground fault occurs in the power supply + line or the line can be distinguished according to the polarity of V 0 of the hall sensor 100. [

그리고, V0의 크기는 지락전류 Ig에 비례하는 것으로, 아래의 식 1, 2, 3은 직류의 경우이며, 식 1에서와 같이 홀센서(100)의 전압형태의 검출신호인 전압 V0에 설정비율 k을 곱하여 지락전류 Ig의 크기를 산출할 수 있고, 식 2와 같이 지락저항 Rg도 검출할 수 있다. 식 (3)은 설정비율 k와 저항 R0, Rg과의 관계를 보여준다.And, The magnitudes of V 0 are proportional to the ground fault current I g . The following equations 1, 2, and 3 are DC currents and are set to the voltage V 0 , which is the detection signal of the voltage form of the hall sensor 100, The magnitude of the ground current I g can be calculated by multiplying by the ratio k, and the ground resistance R g can be detected as shown in Equation 2. Equation (3) shows the relationship between the set ratio k and the resistances R 0 and R g .

이때, 교류의 경우는 식 1, 2, 3의 R0/2를 R0로 대체하면 된다.At this time, when the AC is by replacing the R 0/2 of the expressions 1, 2 and 3 as R 0.

Figure 112016093949599-pat00001
(1)
Figure 112016093949599-pat00001
(One)

Figure 112016093949599-pat00002
(2)
Figure 112016093949599-pat00002
(2)

Figure 112016093949599-pat00003
(3)
Figure 112016093949599-pat00003
(3)

R0는 전압 분할 저항, Rg는 지락 고장 저항, k 값은 (Rg + R0/2)의 역수이며 0 < k < 1 이다.R 0 is a voltage dividing resistor, R g is a resistance earth fault, k values are the inverse of the (R g + R 0/2 ) 0 <k <1.

물론, 상기 V0 극성에 따라 전원 +선 또는 -선 중에 지락이 발생한 지락선의 구별과, 지락전류 및 지락저항은 지락검출부(300)에서 판단 및 계산한다.
Of course, the ground fault detecting unit 300 determines and calculates the distinction of the ground line in which the ground fault occurred in the power source + line or the line, and the ground fault current and ground fault resistance according to the V 0 polarity.

다음으로 상기 검출신호 송출부(200)는 도 4를 참고하면 각각의 홀센서(100)에서 감지된 검출신호가 입력되는 입력포트(210)와, 상기 입력포트(210)를 통해 입력된 아날로그의 검출신호를 디지털로 변환하기 위한 A/D 변환부(220)와, 상기 A/D변환부(220)에 의해 디지털로 변환된 검출신호를 입력받아 소정 비트(bit)의 직렬 데이터로 변환하기 위한 프로세서(230)와, 상기 프로세서(230)에 의해 변환된 직렬 데이터를 통신라인을 통한 전송에 적합하도록 변환하는 송신측 라인 드라이버(line driver)(240)와, 검출신호 송출부(200)의 전반적인 제어를 담당하는 송신 제어부(250)와, 전원을 공급하는 전원공급부(260) 및 구동을 위한 응용프로그램 등이 저장되는 메모리(270) 등을 포함하여 구성된다. 4, the detection signal transmission unit 200 includes an input port 210 through which a detection signal sensed by each hall sensor 100 is input, an analog port 210 through which the detection signal is input through the input port 210, An A / D conversion unit 220 for converting a detection signal into a digital signal, and an A / D conversion unit 220 for converting a detection signal digitally converted by the A / D conversion unit 220 into serial data of a predetermined bit. A transmission line driver 240 for converting the serial data converted by the processor 230 to be suitable for transmission through a communication line and a transmission line driver 240 for converting the overall data of the detection signal transmission unit 200 A transmission control unit 250, a power supply unit 260 for supplying power, a memory 270 for storing an application program for driving, and the like.

또한, 필요에 따라서는 검출신호의 주파수 및 크기가 정상적으로 발생하여 직류전원 공급 선로에 공급되는지를 감시하여 이상발생시 지락검출부(300)로 이상여부 신호를 송신하는 검출신호 감시부을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a detection signal monitoring unit for monitoring whether the frequency and magnitude of the detection signal are normally generated and supplied to the DC power supply line, if necessary, and transmitting an abnormality signal to the ground fault detection unit 300 in the event of an abnormality .

단, 상기 프로세서(230)와 송신측 라인 드라이버(240)는 각각 비동기식 통신 프로세서인 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)와 RS-485 드라이버인 것이 바람직한데, UART는 병렬로 입력된 상기 디지털의 검출신호를 직렬의 데이터 스트림(data stream)으로 변화하여 전송하는 것으로, 그 구현이 용이함은 물론, 통신거리의 제한성이 비교적 작은 이점이 있어 서로 원거리에 위치하는 홀센서(100)와 지락검출부(300) 사이에서의 통신에 적합하며, RS-485 드라이버는 5[V]의 TTL 신호레벨을 갖는 UART 신호를 노이즈에 강하게 함과 동시에 더욱더 먼거리까지 전송하는 인터페이스를 제공하기 때문이다.It is preferable that the processor 230 and the transmission line driver 240 are UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) and RS-485 driver which are asynchronous communication processors, respectively. The data is transmitted in a serial data stream and transmitted. It is easy to implement and the restriction of the communication distance is comparatively small. Therefore, the distance between the hall sensor 100 and the ground fault detection unit 300, which are located at a distance from each other, And the RS-485 driver provides a UART signal with a TTL signal level of 5 [V] to the noise, while providing an interface to transmit even longer distances.

그 결과, N:1 통신이 가능하여 즉, 각각의 홀센서(100)로부터 입력된 N개의 검출신호가 반이중(half duplex)방식의 통신으로서 (+)선과 (-)선 2가닥 사이의 전위차를 사용하여 데이터를 전송하는 RS-485 버스라인(혹은,통신라인)을 이용하여 데이터 스트림 형태로 전송이 가능하여 배선이 복잡해지는 것을 방지할 수 있게 된다.
As a result, it is found that N: 1 communication is possible, that is, N detection signals input from each Hall sensor 100 are half duplex communication, and the potential difference between the (+) line and the (- It is possible to transmit data in the form of a data stream by using an RS-485 bus line (or a communication line) for transmitting data using the RS-485 bus.

그리고, 상기 지락검출부(300)는 도 5를 참고하면, 통신선로를 통해 검출신호 송출부(200)로부터 송출되어 입력된 검출신호에 관한 데이터 스트림을 후술할 제어부(310)에서 신호처리 가능한 레벨로 변환하기 위한 수신측 라인 드라이버(320)와, 지락사고 기준값 등을 설정하기 위한 사용자 키(330)와, 상기 사용자 키(330)의 조작에 의해 입력된 지락사고 기준값과 지락검출부(300)의 동작 수행을 위한 각종 응용프로그램 등이 저장되는 메모리(340)와, 상기 수신된 데이터 스트림을 신호처리하여 각각의 홀센서(100)에 감지된 검출신호로 변환하여 메모리(340)에 저장되어 있는 설정비율을 이용해 지락전류 및 지락저항을 계산하고 지락선을 구별하며 지락사고 기준값과 비교하여 지락사고가 발생한 회선이 존재하는지의 여부를 판단함은 물론, 기타 각종 연산을 수행하는 제어부(310)와, 상기 제어부(310)에 의해 판별된 지락사고발생 회선 등을 표시할 수 있도록 디스플레이(350) 및 경보신호발생부(360) 및 전원공급부(370) 등을 포함하여 구성된다. 5, the ground fault detecting unit 300 detects a data stream related to a detection signal transmitted from the detection signal transmitting unit 200 through the communication line to a level at which the control unit 310 can perform signal processing A user key 330 for setting a ground fault reference value and the like; a ground fault reference value input by the operation of the user key 330 and an operation of the ground fault detection unit 300 A memory 340 for storing various application programs for performing a signal processing, a signal processing unit for converting the received data stream into a detection signal sensed by each hall sensor 100, The ground fault current and ground fault resistance are calculated and the ground fault is discriminated and compared with the ground fault reference value to judge whether or not there is a circuit in which a ground fault occurs, A display 350 and an alarm signal generator 360 and a power supply unit 370 so as to display a ground fault occurrence line or the like discriminated by the controller 310 .

이 경우 상기 통신선로는 RS-485 버스라인이고, 수신측 라인 드라이버(320)는 RS-485 드라이버임이 바람직하다.In this case, the communication line may be an RS-485 bus line, and the receiving line driver 320 may be an RS-485 driver.

또한, 상기 메모리(340)는 정상상태에서 발생할 수 있는 누설 전류에 의해 변환된 검출신호를 각 회선별로 초기값으로 저장하고, 상기 제어부(340)는 상기 초기값으로 저장된 검출신호와 현재의 검출된 검출신호의 차이를 상기 지락사고 기준값과 비교할 수 있도록 구성될 수 있는데, 이는 직류전원을 공급하기 위한 각 회선에는 정상상태에서도 약간의 지락전류가 흐르고 있으며 이러한 정상상태에서의 지락전류는 상기 각 회선의 상태에 따라 서로 다를 것이므로, 이를 고려하여 각 회선별로 지락사고를 적응적으로 검출할 수 있도록 하는 것이 바람직하기 때문이다.In addition, the memory 340 stores a detection signal converted by a leakage current that may occur in a steady state as an initial value for each line, and the controller 340 compares the detected signal stored at the initial value with the current detected The difference of the detection signal can be compared with the ground fault reference value. This means that a slight ground fault current flows in each line for supplying the DC power even in the steady state, It is desirable to adaptively detect a ground fault for each line in consideration of the state.

상기 경보신호발생부(360)는 지락사고 발생회선을 점멸에 의해 표시할 수 있도록 복수개의 발광부로 구성될 수 있음은 물론 경고음에 의해 지락사고 발생을 알릴 수 있도록 경고음 발생부로도 구성될 수 있으며, 상기 디스플레이부(350)는 상기 지락사고 발생회선과 발생시간 및 지락사고 전류값을 숫자, 문자 및 기호에 의해 표시할 수 있도록 이루어진 것이 바람직하다.The alarm signal generator 360 may be constituted by a plurality of light emitting units so that a ground fault occurrence line can be displayed by blinking, as well as a warning sound generating unit to notify occurrence of a ground fault by a warning sound. The display unit 350 may display the ground fault occurrence line, the occurrence time, and the ground fault current value by numerals, letters, and symbols.

한편, 상기 지락검출부(300)는 전원감시부(380) 및 카운터(390)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 전원감시부(380)는 지락검출부(300)의 구동을 위해 공급되는 직류전압의 기울기 및 크기가 정상인지의 여부를 감시하기 위한 것이고, 카운터(390)는 각 회선별로 판별된 지락사고가 사용자에 의해 설정된 시간 동안 설정된 횟수 이상 발생하였는지를 카운트하기 위한 것으로, 예컨대 1초 동안 발생한 순간지락 요소 카운트가 3회 이상인 경우 실제 지락사고가 발생한 것으로 판단하여 노이즈에 의한 잘못된 지락사고 검출을 방지하기 위한 것이다. The ground fault detection unit 300 may further include a power supply monitoring unit 380 and a counter 390. The power supply monitoring unit 380 monitors the slope of the DC voltage supplied for driving the ground fault detection unit 300, And the counter 390 is for counting whether or not the ground fault detected for each line has occurred more than the set number of times during the time set by the user. For example, when the instantaneous ground fault element When the count is three or more, it is judged that an actual ground fault has occurred, thereby preventing a false ground fault caused by noise.

이상의 본 발명은 예를 들어 직류회로에 어떠한 지락검출형파형을 추가로 공급함이 없이 그 직류 지락전류의 검출 자체만으로 지락고장 회로, 지락난선, 지락저항크기, 지락전류의 크기를 검출할 수 있으므로 직류회로 내에 직류전압 외에는 어떠한 왜곡되는 파형이 없이 지락검출이 가능한 장점이 있다. According to the present invention as described above, it is possible to detect the ground fault circuit, the ground fault current, the magnitude of the ground fault resistance, and the magnitude of the ground fault current only by detecting the DC ground fault current without additionally supplying any ground fault detection waveform to the DC circuit, There is an advantage that ground fault can be detected without any distorted waveform other than the DC voltage in the circuit.

그리고 상기 지락검출부(300)는 직류 및 교류 겸용으로 사용 가능하도록 사용자 키(330) 설정에 의해 직류 또는 교류용 지락검출장치로 사용할 수 있으며, 이와 같은 설정 상태는 디스플레이부(350)에 표시됨이 바람직하다. The ground fault detecting unit 300 may be used as a DC or AC ground fault detecting apparatus by setting the user key 330 so that the ground fault detecting unit 300 can be used for both DC and AC. Do.

이때, 상기 디스플레이부(350)는 LCD을 포함할 수 있으나 터치스크린으로 구성함도 가능하고 이를 통해 각종 설정 값 변경을 간단하게 수행할 수 있도록 함이 바람직하다. At this time, the display unit 350 may include an LCD, but it may be configured as a touch screen, so that various setting values can be easily changed.

그리고, AC의 경우는 설정 값보다 계산된 누설전류 값이 범위를 벗어나면 각 회로별로 내부에 릴레이를 장착하여 개별 접점을 출력하도록 함이 바람직하다. 이러한 개별 접점은 접점의 상태를 파악하고 결선 등의 이상 유무를 테스트하기 위해 내부 프로그램을 조작하여 강제로 출력이 가능하다. In case of AC, if the leakage current value calculated from the set value is out of the range, it is preferable to mount the relay inside each circuit to output the individual contact point. These individual contacts can be forcibly output by manipulating the internal program to check the state of the contacts and test for abnormality such as wiring.

아울러, 본 발명은 AC 및 DC 겸용으로 기술을 적용 하지만 제작시 편의상 교류(AC)용과 직류(DC)용으로 별도 제작 할 수도 있다.
In addition, although the present invention is applied to both AC and DC, it may be separately manufactured for AC and DC for convenience in manufacturing.

이하, 본 발명에 따른 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치의 사용자 인터페이스에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a user interface of the ground fault detection device for both DC and AC using the Hall sensor according to the present invention will be described.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지락검출장치의 사용자 인터페이스는 각 회선마다 장치된 홀센서(100) 중 어느 회선의 홀센서(100)에서 지락사고가 감지되었는지를 나타내는 지락회선 표시부(362)와, 상기 지락사고 발생회선은 물론 발생시간 및 지락사고 전류값을 숫자, 문자 및 기호에 의해 표시하는 디스플레이부(350)와, 전원공급여부 표시(PWR), 전원공급 이상유무 표시(ERR), 전압강하 표시(UNDER), 그라운드 표시(GND), 지락검출부(300)를 복수개 구비하여 감시가능한 회선을 늘릴 수 있도록 하는 경우 당해 지락검출부(300)가 상위의 지락검출부(300)로 사용되고 있는지 또는 하위의 지락검출부(300)로 사용되고 있는지를 구분하기 위한 메인표시(M) 및 피더표시(F) 및 검출신호가 발생되고 있는지를 표시하는 지락검출발생표시(OSC) 등을 포함한 기기이상 표시부(332)와, 메뉴/취소(MENU/ESC) 키와, 선택/설정/상하이동(SEL/SET/UP/DOWN) 키와, 홀센서(100)와의 통신상태 체크를 위한 스캔 키와, 상기 디스플레이부(350)를 통해 표시되는 감시회선을 변경하기 위한 D-SET 키로 이루어진 사용자 키(330) 및 인접거리에서 사용자 컴퓨터와 직접 연결될 수 있도록 하는 직렬포트(RS-232) 등을 포함하여 구성된다. 6, the user interface of the ground fault detection apparatus according to the present invention includes a ground line display unit (hereinafter, referred to as &quot; ground line display unit &quot; A power supply indication (PWR), a power supply abnormality indication (ERR) 362, a ground fault occurrence current value and a ground fault current value, as well as the ground fault occurrence line, ), A voltage drop indication (UNDER), a ground indication (GND), and a ground fault detection unit (300) to increase the number of monitored lines, it is determined whether the ground fault detection unit (300) A main display M for distinguishing whether the ground fault detection unit 300 is used as a ground fault detection unit 300 and a feeder display F and a ground fault detection occurrence indication OSC for indicating whether a detection signal is generated, A menu key 332, a MENU / ESC key, a select / set / up / down key (SEL / SET / UP / DOWN) key, a scan key for checking a communication state between the hall sensor 100, A user key 330 composed of a D-SET key for changing a monitoring line displayed through the display unit 350, and a serial port (RS-232) enabling direct connection with a user's computer at a nearby distance. do.

따라서, 전원감시부(380)에서 지락검출부(300)에 전원공급부(370)에서 공급되는 전압을 감시하여, 이상 발생시에는 전원공급 이상유무 표시(ERR) 또는 전압강하 표시(UNDER) 등을 통해 운영자에게 시스템이 정상동작 될 수 없음을 알리고, 지락검출발생표시(OSC)를 통해 운영자에게 검출신호가 정상적으로 송출되고 있음을 알리며, 그와 동시에 사용자 키(330)의 조작에 의해 설정된 지락사고 기준값을 기초로 하여 지락사고가 발생한 회선을 지락회선 표시부(362)를 통해 표시하여 운용자에게 편리한 인터페이스를 제공할 수 있게 된다.
Accordingly, the power supply monitoring unit 380 monitors the voltage supplied from the power supply unit 370 to the ground fault detecting unit 300, and when an abnormality occurs, the power supply abnormality indication ERR or the voltage drop indication UNDER, And informs the operator that the detection signal is being normally transmitted through the ground fault detection occurrence indication (OSC). At the same time, the ground fault reference value set by the operation of the user key 330 is set as a base It is possible to provide a convenient interface to the operator by displaying the line in which the ground fault has occurred through the ground line display unit 362. [

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The scope of protection of the present invention should be construed under the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 홀센서 200: 검출신호 송출부
210: 입력포트 220: A/D 변환부
230: 프로세서 240: 송신측 라인 드라이버
250: 송신 제어부 260: 전원공급부
270: 메모리 300: 지락검출부
310: 제어부 320: 수신측 라인 드라이버
330: 사용자 키 340: 메모리
350: 디스플레이 360: 경보신호발생부
370: 전원공급부100: Hall sensor 200: Detection signal transmission unit
210: input port 220: A / D conversion section
230: Processor 240: Transmitting Line Driver
250: transmission control unit 260: power supply unit
270: memory 300: ground fault detector
310: control unit 320: receiving line driver
330: user key 340: memory
350: Display 360: Alarm signal generator
370: Power supply

Claims (6)

지락사고의 발생여부를 검출하기 위해 전원 공급선로에서 전압형태의 검출신호를 검출하는 홀센서와,
상기 홀센서에서 감지한 검출신호를 통신선로를 이용하여 송신하는 검출신호 송출부와,
상기 검출신호 송출부를 통해 입력받은 검출신호에 의한 지락전류를 산출하는 지락검출부를 포함하여 구성되며,
상기 홀센서는 전원 공급선로의 분기회로별 +선 및 -선을 통과 시켜 설치하고, 상기 지락검출부는 상기 홀센서의 전압형태의 검출신호의 극성에 따라 지락이 발생한 지락선을 구별하며,
상기 지락검출부에는 각 회선별로 감지한 지락사고를 카운트하는 카운터가 구비되되, 설정된 시간동안 설정된 횟수 이상이 발생할 경우에 실제 지락사고로 판단하며,
상기 지락검출부는 상기 홀센서의 검출신호의 전압크기에 설정비율을 곱하여 지락전류의 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치.
A hall sensor for detecting a detection signal in the form of a voltage at a power supply line to detect whether a ground fault has occurred,
A detection signal transmitting unit for transmitting a detection signal sensed by the hall sensor using a communication line;
And a ground fault detector for calculating a ground fault current based on the detection signal input through the detection signal transmitter,
The hall sensor is connected to the power supply line by passing a + line and a - line for each branch circuit. The ground fault detecting unit distinguishes a ground line where a ground fault occurs according to a polarity of a detection signal of a voltage type of the hall sensor,
The ground fault detection unit is provided with a counter for counting a ground fault sensed for each line. If a fault occurs more than a preset number of times,
Wherein the ground fault detecting unit calculates the magnitude of the ground fault current by multiplying the voltage magnitude of the detection signal of the hall sensor by a set ratio.
제 1항에 있어서,
상기 전원 공급선로는 직류 또는 교류 전원을 공급하는 선로인 것을 특징으로 하는 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the power supply line is a line for supplying a direct current or an alternating current power.
제 1항에 있어서,
상기 홀센서는 전원 공급선로상 소정 개소의 각 부하마다 또는 각 회선별로 장착되어 검출신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the hall sensor is mounted for each load or each line of a predetermined location on a power supply line to sense a detection signal.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 지락검출부는 산출된 지락전류를 이용하여 지락사고 발생여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 홀센서를 이용한 직류 및 교류 겸용 지락검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the ground fault detecting unit determines whether or not a ground fault has occurred by using the calculated ground fault current.
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