KR100402062B1 - Apparatus for measuring ground resistance of transmission tower posts - Google Patents

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KR100402062B1 KR10-2001-0001493A KR20010001493A KR100402062B1 KR 100402062 B1 KR100402062 B1 KR 100402062B1 KR 20010001493 A KR20010001493 A KR 20010001493A KR 100402062 B1 KR100402062 B1 KR 100402062B1
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Abstract

본 발명은 전력을 안정적으로 공급하기 위해 기본이 되는 송전선로의 지지물로 쓰이는 철구조물인 송전철탑의 4개의 탑각이 별도의 저항체로 작용하고 있다는 점에 착안하고 송전선이 운전 중에 송전철탑에 늘 존재하는 탑각 누설전류를 이용하는 송전철탑의 탑각 접지저항 측정장치에 관한 것이다.The present invention focuses on the fact that the four tower angles of the transmission tower, which is a steel structure used as a support for the transmission line, are used as separate resistors in order to stably supply power, and the transmission lines are always present in the transmission tower during operation. The present invention relates to a tower ground resistance measuring apparatus for a transmission tower using tower leakage current.
본 발명은 종래에 전압극 2개와 전류극 2개를 합해서 4개의 전극을 지표면을 따라 이동하면서 접지저항을 측정하는 작업 대신, 전압극 2개만으로 작업하면 접지저항 측정이 가능하므로 지역상 산악지역에 설치된 송전철탑의 접지저항 측정에 상당히 간편한 접지저항 측정방법을 제공한다. 또한 일반 접지저항 측정기에서 가장 중요한 부분인 전류극을 없애고, 기본적으로 송전철탑에서 늘 대지로 흐르고 있는 누설전류로 전류극의 전류를 대신함으로써 접지정항 측정장치의 사용방법 및 구조적인 측면에서는 간단하면서도 기존의 접지저항 측정기로는 측정이 곤란했던 송전철탑의 고조파별 접지저항 측정이 가능하게 되므로 전력설비의 안정운전과 고품질의 전력전송이 가능할 것으로 판단된다.In the present invention, instead of measuring the ground resistance by moving two electrodes along the ground surface by combining two voltage poles and two current poles, it is possible to measure the ground resistance by working only two voltage poles. It provides a very simple method of measuring ground resistance for measuring ground resistance of installed transmission towers. In addition, by eliminating the current pole, which is the most important part of the general ground resistance measuring instrument, and replacing the current of the current pole with leakage current that is always flowing to the ground in the transmission tower, it is simple in terms of the method and structure of the grounding resistance measuring device. As it is possible to measure the harmonic ground resistance of the transmission tower, which was difficult to measure with the existing ground resistance measuring instrument, it is considered that stable operation of the power equipment and high-quality power transmission are possible.

Description

송전철탑의 탑각 접지저항 측정장치{Apparatus for measuring ground resistance of transmission tower posts}Apparatus for measuring ground resistance of transmission tower posts}
본 발명은 전력수송에 기본이 되는 전선로의 구성요소인 송전선의 지지물인 송전철탑(도 3)의 접지저항 측정장치에 관한 것으로 기존의 접지저항 측정기(31)로는 접지저항측정이 불가능했던 점을 극복한 접지저항 측정장치에 관한 것이다.점차적으로 산업화, 정보화 및 도시화되어 가는 현대사회는 밀집된 지역에서 많은 에너지를 소비하는 특징을 가지며, 이러한 에너지중 가장 사용이 편리하고 수송이 간단하며 공해가 없는 깨끗한 에너지로서 사용되는 전력에너지의 안정적인 공급은 산업 전반에 걸쳐 중요한 요인이 되고 있다.이러한 중요한 에너지인 전력의 안정적인 공급을 위해서는 낙뢰와 같은 자연적인 재해로부터의 안정성은 물론, 전기의 고품질도 보장되어야 하는데, 발전소에서 발전된 고품질의 전력을 일반 수용가까지 안정적으로 전송하려면 송전선의 품질확보가 필요하다.이러한 고품질의 안정적인 전력 공급을 위하여 양호한 접지가 필수적인 요소가 되며, 접지는 전력이나 낙뢰로부터 인간을 보호하는 기능을 담당할 뿐만 아니라 전력사업의 측면에서 기준전위를 제공하고 낙뢰로부터 전력설비를 보호한다.또한, 접지는 전력계통사고가 발생할 때 고장전류의 귀로가 되는 아주 중요한 역할을 담당하고 있을 뿐만 아니라, 정보화 사회로의 가속화가 진행되면서 일반 가정에도 팩시밀리 혹은 컴퓨터를 이용한 화상정보, 인터넷등의 설비가 이용되고 있어 사고의 피해와 피해액이 상대적으로 커지고 있다. 그러므로 정확한 접지저항의 측정에 의한 접지저항의 관리는 국가적으로도 큰 이익에 해당한다.기존의 접지저항 측정방법으로 송전철탑의 접지저항 측정이 불가능한 이유중 하나는 3상(three phase)과 대지간의 유도현상 및 3상(phase) 불평형 전류에 의한 누설전류(64)이다. 이 누설전류(64)에 의해 접지극(15,16)에 발생하는 대지전위는 전류극C1, C2(도2의 15, 16)의 전류(14)가 접지극(15,16)에 발생시키는 대지전위와 간섭을 일으켜, 전압극P1, P2(도2의 17, 18)에 의해 측정되는 대지전위차의 값에 오류를 발생시킨다. 즉, 바람직한 전류극C1, C2에 의한 전류에 의한 대지전위차만이 측정되는 것이 아니라 불필요한 누설전류(64)에 의한 대지전위가 포함되어 접지저항 측정원리에 의한 접지저항값보다 큰 접지저항 값이 측정되어 측정값에 신뢰성을 감소시킨다.The present invention relates to a grounding resistance measuring apparatus of a transmission tower (FIG. 3), which is a support of a transmission line, which is a component of an electric line, which is the basis of power transmission, and overcomes the point that the grounding resistance measurement was impossible with the conventional grounding resistance measuring device 31. A grounding resistance measuring device.Increasingly industrialized, informatized, and urbanized, modern society is characterized by consuming a large amount of energy in dense areas, the most convenient of which is simple to use, simple to transport, and free of pollution. The stable supply of power energy, which is used as an energy source, has become an important factor throughout the industry.The stable supply of power, an important energy source, requires not only stability from natural disasters such as lightning, but also high quality of electricity. To reliably transfer high-quality power generated from To ensure high quality and stable power supply, good grounding is essential, and grounding not only functions to protect humans from power and lightning, but also provides reference potential in terms of power business. In addition, grounding plays a very important role in returning fault currents in the event of a power system accident, as well as facilitating facsimile or computers in the home as the information society accelerates. The facilities such as image information and the Internet used are being used, and the damage and the amount of damage are relatively large. Therefore, the management of the earth resistance by measuring the accurate earth resistance is a big benefit nationally. One of the reasons why the earth resistance of the transmission tower cannot be measured by the conventional earth resistance measurement method is that the three phase and earth Leakage current 64 due to induced phenomenon and three-phase unbalanced current. The ground potential generated at the ground electrodes 15 and 16 by the leakage current 64 is the ground potential generated at the ground electrodes 15 and 16 by the current 14 of the current electrodes C1 and C2 (15 and 16 in FIG. 2). Interfering with, causes an error in the value of the ground potential difference measured by the voltage poles P1 and P2 (17 and 18 in FIG. 2). That is, not only the ground potential difference due to the current by the current poles C1 and C2 is measured, but also the ground potential due to unnecessary leakage current 64 is included, so that the ground resistance value larger than the ground resistance value due to the ground resistance measurement principle is measured. This reduces the reliability of the measured value.
본 발명에서는 도 3의 송전철탑(41) 접지저항 측정을 불가능하게 하는 한가지 원인이 되는 누설전류(64)를 역으로 사용하여, 접지저항측정법에서의 전류극을 송출되는 전류로 사용하는 탁월한 개념의 방법으로, 이 방법에 의하면 기존의 측정방법보다 측정작업이 훨씬 간편해지고, 측정시간이 단축되고, 측정기의 구조도 간단해지는 특징을 가진다.In the present invention, by using the leakage current 64 which is one cause of the grounding resistance measurement of the transmission tower 41 of FIG. 3 reversely, an excellent concept of using the current pole in the ground resistance measurement method as the output current. In this method, the measuring operation is much simpler than the conventional measuring method, the measuring time is shortened, and the structure of the measuring instrument is also simplified.
도 7에서와 같이 송전철탑의 탑각(51)에 흐르는 누설전류(64)를 전류극(도 7의 15,16)으로 대신 이용하면 전압극(도 7의 17, 18)으로 대지전위만을 측정함으로서 측정작업이 편리해지고 전류극(도 7의 15, 16)의 리드선을 간결하게 함으로서 수십 혹은 수백m 씩 거리를 두고 전류극C2를 타설해야 하는 어렵고 시간이 많이 소요되는 작업을 없앨 수 있음으로, 대부분 산악지형에 설치된 송전철탑을 대상으로 한 접지저항 측정작업을 행할 경우 엄청난 편리성과 시간절감의 효과가 기대된다.As shown in FIG. 7, when the leakage current 64 flowing through the tower angle 51 of the transmission tower is used as the current pole (15, 16 of FIG. 7) instead, the ground potential is measured by the voltage pole (17, 18 of FIG. 7). By simplifying the measurement work and simplifying the lead wires of the current electrodes (15 and 16 in FIG. 7), it is possible to eliminate the difficult and time-consuming work of placing the current electrodes C2 at a distance of tens or hundreds of meters. When conducting earth resistance measurement for transmission towers installed in mountainous terrain, enormous convenience and time savings are expected.
즉, 기존 접지저항 측정방법을 적용하여 전류극 C2를 전류극 C1에서부터 수십 혹은 수백 m 떨어져서 타설한 후, 전압극 P2를 전류극 C2방향으로 거리별로 이동시키면서 측정하는 방법을 대신해서, 전압극 P2만을 일정한 방향으로 이동시키면서 일정한 저항값이 얻어지면 측정을 종료하는 아주 단순한 측정방법으로 변경된다.결국, 본 발명은 현장적용방법이 편리하고 활선상태에서 측정불가능 했던 접지저항 측정을 가능하게 하는 단순한 개념이지면 적용측면에서는 탁월한 효과를 지닌 발명이다.In other words, after applying the existing ground resistance measurement method, the current pole C2 is placed several tens or hundreds of meters away from the current pole C1, and then the voltage pole P2 is moved by the distance by the distance in the direction of the current pole C2. When a constant resistance value is obtained while moving the bay in a constant direction, the measurement is changed to a very simple measurement method that terminates the measurement. In the end, the present invention is a simple concept that enables the application of the ground resistance, which is convenient and impossible to measure in the live state. It is an invention that has an excellent effect in terms of application.
기본적으로 접지저항 측정방법(도 1)은 전류극(15, 16)을 상당한 거리D(도1의 24)를 두고 측정대상인 접지극(11)과 보조전류극(16)사이에 전류를 인가한 후 전압극P2(18)를 P1(17)점에서부터 점진적으로 C2(16)방향으로 진행하면서 전류I(14)에 대한 전위V(15)비를 즉, 저항값인 I/V를 종축으로 하고 측정한 거리를 횡축으로 한 그래프(21)를 얻을 수 있다. 이때 대상으로 한 접지극(11)의 접지저항값은 평행선이 되는 부분(22)의 값이 접지저항 값이 된다.Basically, the method of measuring ground resistance (FIG. 1) applies a current between the ground electrode 11 and the auxiliary current electrode 16 to be measured with a significant distance D (24 in FIG. 1) between the current electrodes 15 and 16. The voltage pole P2 (18) proceeds gradually from the point P1 (17) toward the direction C2 (16), and the potential V (15) ratio to the current I 14, i.e., the resistance value I / V is measured as the vertical axis. The graph 21 which made the distance one horizontal axis can be obtained. At this time, the ground resistance value of the target ground electrode 11 becomes the ground resistance value of the portion 22 which becomes a parallel line.
이때 올바른 접지저항이 측정되는 조건은첫째, 기존의 접지저항측정기(31)의 전류극C1 및 전류극C2에서 송출되는 전류(14)는 접지저항을 측정하고자 하는 접지극C1(11)과 접지저항을 측정하기 위해 임의로 타설한 접지극C2(16)을 통과하는 단일 전류루프가 형성되어야하고,둘째, 반드시 전류(14)는 대지를 귀로로 하는 단일 경로가 되어야 한다.이러한 두 가지의 조건이 만족되지 못하면 전형적인 접지저항곡선이 얻어질 수 없고, 설령 전형적인 접지저항 곡선이 얻어진다해도 측정된 접지저항값은 부정확한 값이 된다.At this time, the condition that the correct ground resistance is measured first, the current 14 sent from the current pole C1 and the current pole C2 of the conventional ground resistance measuring instrument 31 is the ground electrode C1 (11) to measure the ground resistance and ground resistance For measurement, a single current loop must be formed through an arbitrarily placed ground electrode C2 (16), and second, the current (14) must be a single path back to the ground. If these two conditions are not met, A typical ground resistance curve cannot be obtained, and even if a typical ground resistance curve is obtained, the measured ground resistance value is inaccurate.
기존의 접지저항 측정방법으로 송전철탑의 접지저항 측정이 불가능한 이유는,The reason why it is impossible to measure the ground resistance of the transmission tower using the existing ground resistance measurement method,
첫째, 3상(three phase)과 대지간의 유도현상 및 3상(phase) 불평형 전류에 의한 누설전류(64)이다. 전류극C1, C2(도2의 15, 16)의 전류(14)가 발생시키는 대지전위와 누설전류(64)가 발생시키는 대지전위가 간섭을 일으켜, 전압극P1, P2(도2의 17, 18)에 의해 측정되는 대지전위차의 값이 바람직한 전류극C1, C2에 의해 발생된 대지전위차에 의한 값이 아니라 불필요한 누설전류(64)에 의한 대지전위차에 의한 값이 포함되어 접지저항 측정원리에 의한 접지저항값보다 큰 접지저항 값이 측정되어 측정값에 신뢰성을 감소시킨다.The first is leakage current 64 due to induction between three phases and the earth and unbalanced currents of three phases. The earth potential generated by the current 14 of the current poles C1 and C2 (15 and 16 in FIG. 2) and the earth potential generated by the leakage current 64 cause interference, and the voltage poles P1 and P2 (17, The value of the earth potential difference measured by 18) is not the value of the earth potential difference generated by the current poles C1 and C2, but the value of the earth potential difference due to unnecessary leakage current 64. A ground resistance value greater than the ground resistance value is measured, reducing the reliability of the measurement.
둘째, 접지저항 측정기(31)에서 발생시키는 전류(14)의 경로이다. 접지저항 측정기에서 송출되는 전류(14)는 전류극C1(도2의 15)과 전류극C2(16)를 반드시 경유해서 흘러야 함과 동시에 전부 대지를 경로(33)로 해야한다. 즉, 접지저항을 측정하는데 필요한 접지극(11, 16)이외의 구조물에는 대지전위를 발생시키지 않아야 한다. 이러한 전류경로를 운전중이거나 혹은 건설이 완공된 송전선에 적용시키면 두 개의 송전철탑의 경우, 가공지선(42)을 통해 각각의 송전철탑마다 대지로 통하게 되므로 새로운 대지를 통하지 않는 전류경로(63)가 발생하게 되고, 여러 개의 송전철탑을 감안하면 전류경로(63)와 같은 수십 개의 바람직하지 않은 전류경로가 생겨 접지저항을 측정하고자하는 송전철탑(41)의 접지저항 측정은 올바른 측정이 불가능하게 된다.Second, the path of the current 14 generated by the ground resistance meter 31. The current 14 sent out from the ground resistance measuring instrument must flow through the current pole C1 (15 in FIG. 2) and the current pole C2 16, and all of the earth must be the path 33. That is, the ground potential should not be generated in structures other than the ground electrodes 11 and 16 necessary to measure the ground resistance. If the current path is applied to the transmission line during operation or construction is completed, in the case of two transmission towers, each transmission tower will be connected to the ground through the processing ground line 42, so that the current path 63 does not go through the new ground. In consideration of the multiple transmission towers, several tens of undesired current paths such as the current paths 63 are generated, so that the measurement of the ground resistance of the transmission tower 41 to measure the ground resistance becomes impossible.
결국 운전중인 혹은 건설이 종료된 송전철탑(41)의 경우 접지측정에 조건인 유일한 전류경로가 아니고 수십 혹은 수백 개의 전류경로가 존재하는 이유와, 운전중인 경우 필연적으로 발생하는 누설전류(64)에 의해 발생하는 대지전위 때문에 접지저항측정이 불가능하게 된다.Eventually, in the case of the transmission tower 41 in operation or when construction is completed, the reason is that there are tens or hundreds of current paths instead of the only current path which is a condition for ground measurement, and the leakage current 64 inevitably generated during operation. Ground resistance caused by this makes it impossible to measure ground resistance.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 운전중인 송전선을 대상으로 한 송전철탑의 탑각 접지저항 측정장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a top angle grounding resistance measuring apparatus of a transmission tower for a transmission line in operation.
도 1은 일반적인 접지저항 측정 방법을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a general grounding resistance measuring method.
상기 도 1의 방법은 세계적으로 가장 일반적으로 사용되고 있는 접지저항 측정방법으로 접지저항을 측정하고자하는 접지극(11)의 대지전위(34)와 접지저항을 측정하기 위해 타설한 접지극(16)의 대지전위(35)가 전류극C1, C2(15,16)에서 송출하는 전류(14)에 의해 형성되고, 거리별로 전압극 P2(18)를 전류극 C2방향으로 이동하면서 전압극P1과의 사이에 전압계로 측정한 전압(15)을 측정하여 거리별로 전압(15)/전류(14)값을 종축(19)으로 하고 거리를 횡축(20)으로 하여 나타내면 전형적인 접지곡선(21)이 얻어진다. 이 접지곡선에서 횡으로 평탄한 부분의 값(22)이 측정하고자 하는 접지극(11)의 접지저항값이 된다.The method of FIG. 1 is a ground resistance measuring method that is most commonly used in the world, and the ground potential 34 of the ground electrode 11 to measure the ground resistance and the ground potential of the grounded electrode 16 which are placed to measure the ground resistance. 35 is formed by the currents 14 sent from the current poles C1 and C2 (15, 16), and the voltmeter between the voltage poles P1 while moving the voltage pole P2 18 in the direction of the current pole C2 by distance. By measuring the voltage 15 measured by and indicating the voltage 15 / current 14 value by distance as the vertical axis 19 and the distance as the horizontal axis 20, a typical ground curve 21 is obtained. The value 22 of the horizontally flat portion of the ground curve is the ground resistance value of the ground electrode 11 to be measured.
이때 올바른 접지저항이 측정되는 조건은 첫째, 전류극C1 및 전류극C2에서 나오는 전류(14)는 접지저항을 측정하고자 하는 접지극(11)과 접지저항을 측정하기 위해 임의로 타설한 접지극(16)을 통과하는 단일 전류 루프가 형성되어야 하고, 둘째, 반드시 전류(14)는 대지를 귀로로 해야한다. 이러한 두 가지의 조건이 만족되지 못하면 전형적인 접지저항곡선이 얻어질 수 없고, 설령 전형적인 접지저항 곡선형태가 얻어진다해도 측정된 접지저항 값은 부정확한 값이 된다.At this time, the condition that the correct ground resistance is measured is, first, the current 14 coming from the current pole C1 and the current pole C2 is the ground electrode 11 to measure the ground resistance and the ground electrode 16 which is arbitrarily poured to measure the ground resistance. A single current loop through must be formed, and second, the current 14 must return the earth to the ground. If these two conditions are not met, a typical ground resistance curve cannot be obtained, and even if a typical ground resistance curve shape is obtained, the measured ground resistance value is inaccurate.
도 2는 상기 도 1의 일반전인 접지저항 측정방법의 원리를 추가 설명하기 위한 도면.2 is a view for further explaining the principle of the ground resistance measurement method of the general electric power of FIG.
상기 도 2는 상기 도 1의 원리를 추가적으로 설명하기 위한 그림으로 기존의 접지저항 측정기의 전류극C1, C2(15,16)에서 나오는 전류가 단일 경로를 통해 흐르고, 반드시 대지를 통과한다는 점을 강조하고 있다. 또한 이 전류에 의해 발생되는 대지전위(34, 35)는 접지저항 측정기의 전류극C1, C2에서 송출되는 전류(14)만에 의한 것이어야 함을 설명하고 있다.FIG. 2 is a diagram for further explaining the principle of FIG. 1 and emphasizes that a current flowing from current poles C1 and C2 (15, 16) of a conventional ground resistance measuring instrument flows through a single path and necessarily passes through the earth. Doing. In addition, it is explained that the ground potentials 34 and 35 generated by this current must be caused only by the current 14 transmitted from the current poles C1 and C2 of the ground resistance measuring instrument.
도 3은 본 발명에서 접지저항 측정대상으로 하고 있는 송전선의 구조 및 형태를 쉽게 설명하는 개략도.Figure 3 is a schematic diagram easily explaining the structure and shape of the transmission line to be the ground resistance measurement object in the present invention.
도 4는 상기 도 3의 접지저항 측정대상인 송전철탑의 기초 및 접지도면.4 is a ground diagram and a ground diagram of a transmission tower which is a ground resistance measurement object of FIG. 3;
도 5는 기존의 접지저항 측정 방법으로 송전철탑을 대상으로 접지측정이 가능한 경우를 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining a case in which grounding measurement is possible for a transmission tower with a conventional grounding resistance measurement method.
상기 도 5의 설명을 부연하면 송전철탑을 대상으로 접지저항 측정을 가능하게 하려면 두 가지의 조건이 만족되어야 한다. 첫째, 가공지선(42)이 다른 송전철탑과 연결되지 않은 상태에 있어야하고, 둘째, 누설전류가 없어야 하므로 전력을 공급하지 않는 경우에만 기존의 접지저항 측정방법으로 측정이 가능하다.In addition to the description of FIG. 5, two conditions must be satisfied to enable ground resistance measurement for a transmission tower. First, the processing line 42 should be in a state in which it is not connected to other transmission towers, and second, there should be no leakage current, so it can be measured by the conventional ground resistance measurement method only when no power is supplied.
도 6은 운전중인 즉, 전력을 공급하고 있는 송전선의 경우 기존의 방법으로 측정이 불가능함을 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining that in the case of a transmission line that is in operation, that is supplying power, it is impossible to measure by the conventional method.
상기 도 6의 도면을 부연 설명하면 전류극C1, C2(15, 16)의 전류 경로가 대지를 통하지 않는 경로가 존재하여 정확한 접지저항 측정이 불가능하게 된다. 즉, 전류경로(63)는 접지저항을 측정하기 위해 타설한 전류극 C2(16)의 대지전위와 측정대상인 송전철탑(41)의 대지전위를 형성하는데 기여하지 않는다. 또한 누설전류(64)가 탑각인 주주재(51)를 통해 대지로 흐름으로서, 전류극에서 송출되는 전류(14)에 의한 대지전위와 별개의 대지전위를 송전철탑의 기초 접지선(54, 55, 56)에 형성하여 정확한 접지저항 측정을 방해한다.6, the current paths of the current electrodes C1 and C2 (15 and 16) do not pass through the earth, and thus accurate ground resistance measurement is impossible. That is, the current path 63 does not contribute to forming the earth potential of the current pole C2 (16) placed for measuring the ground resistance and the earth potential of the transmission tower 41 to be measured. In addition, as the leakage current 64 flows to the ground through the main material 51 having the top angle, the ground potential separate from the ground potential by the current 14 discharged from the current pole is transmitted to the ground line 54, 55, 56) to prevent accurate ground resistance measurement.
도 7은 본 발명에 따른 운전중인 송전선을 대상으로 접지저항을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면.도 7의 도면을 부연 설명하면 전류극C1, C2(15,16)에서 전류를 내보내지 않고, 송전철탑(41)의 탑각인 주주재(51)에 흐르는 누설전류(64)를 체결형 변류기(73)로 측정하여 이 누설전류(64)를 전류요소로 하고 전압극 P1, P2(17,18) 사이의 대지전위를 전압요소로 하여 접지저항을 측정한다.Figure 7 is a view for explaining a method for measuring the ground resistance for a power transmission line in operation according to the present invention. In addition to the diagram of Figure 7 illustrates the current from the current poles C1, C2 (15, 16), The leakage current 64 flowing through the main body 51 of the tower angle of the transmission tower 41 was measured by the fastening current transformer 73, and the leakage current 64 was used as a current element, and the voltage poles P1 and P2 (17, 18) were used. Earth resistance is measured using earth potential between them as voltage element.
도 8은 체결형 변류기를 철탑의 다리인 주주재(51)에 체결한 상태에서 누설전류(64)를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면.도 8의 도면을 부연 설명하면 손쉬운 동작으로 로고스키 코일형 전류센서(73)의 착탈이 가능해진다.8 is a view for explaining a method of measuring the leakage current 64 in a state in which the fastening current transformer is fastened to the main body 51, which is a leg of the steel tower. Referring to the drawings of FIG. The type current sensor 73 can be attached and detached.
도 10은 본 발명의 타당성을 검증하기 위해 실제 송전선을 대상으로 본 발명에서 제안한 방법으로 행한 시험을 설명하기 위한 도면.10 is a view for explaining the test performed by the method proposed in the present invention on the actual transmission line to verify the validity of the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 활선 상태에서 누설전류를 이용하여 접지저항을 측정하는 측정장치의 개략도.11 is a schematic diagram of a measuring device for measuring ground resistance using leakage current in a live state according to the present invention;
도 12은 상기 도 11의 전류측정장치를 설명하기 위한 도면12 is a view for explaining the current measuring device of FIG.
도 13은 상기 도 11의 전위 측정장치를 설명하기 위한 도면13 is a view for explaining the potential measuring device of FIG.
도 14는 상기 도 11의 변환기 회로를 설명하기 위한 도면14 is a diagram for describing the converter circuit of FIG. 11.
도 15는 상기 도 11의 접지저항 계산부를 설명하기 위한 도면FIG. 15 is a diagram for describing the ground resistance calculator of FIG. 11.
도 16은 상기 도 11의 표시장치 및 제어장치를 설명하기 위한 도면16 is a view for explaining the display device and the control device of FIG.
도 17은 본 발명의 방법 및 장치로 상기 도 10에서 철탑의 진행방향(101)으로 측정한 실측접지저항 곡선.17 is a measured ground resistance curve measured in the traveling direction 101 of the steel tower in FIG. 10 with the method and apparatus of the present invention.
도 18은 본 발명의 방법 및 장치로 상기 도 10에서 철탑의 45°방향(102)으로 측정한 실측접지저항 곡선.18 is a measured ground resistance curve measured in the 45 ° direction 102 of the steel tower in Figure 10 with the method and apparatus of the present invention.
도 19는 본 발명의 방법 및 장치로 상기 도 10에서 철탑과 수직방향(103)으로 측정한 실측접지저항 곡선.도 20은 특정 송전철탑에서 실측한 대지전위신호의 파형.도 21은 도 20에 도시된 파형의 주파수 분석 결과 그래프.도 22는 특정 송전철탑에서 실측한 전류신호의 파형.도 23은 도 22에 도시된 파형의 주파수 분석 결과 그래프.FIG. 19 is a measured ground resistance curve measured in a vertical direction 103 with a steel tower in FIG. 10 by the method and apparatus of the present invention. FIG. 20 is a waveform of ground potential signal measured by a specific transmission tower. FIG. 21 is shown in FIG. 20. Fig. 22 is a graph of a frequency analysis result of the waveform shown. Fig. 22 is a waveform of a current signal measured by a specific transmission tower. Fig. 23 is a graph of a frequency analysis result of the waveform shown in Fig. 22.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
11. 접지저항 측정대상 접지극(연동선으로 구성된 메쉬 및 접지동봉등)11. Grounding electrode subject to earth resistance measurement (mesh composed of copper wire and grounding rod)
12. 접지동선 및 접지동봉등의 금속체로 이루어져 있고 접지저항 측정대상이 되는 접지극.12. Grounding electrode which is made of metal body such as grounding copper wire and grounding rod and is the object of grounding resistance measurement.
13. 접지저항을 측정하고자 하는 대상 접지극(11)에 대지전위를 발생시키는데 필요한 전류를 전류극C1, C2로 송출시키는 전압원 혹은 전류원(직류, 혹은 교류)13. A voltage source or a current source (direct current or alternating current) that sends a current required to generate a ground potential to the target ground electrode 11 whose ground resistance is to be measured to the current electrodes C1 and C2.
14. 측정하고자 하는 접지극(11)에 대지전위를 발생시키는데 필요한 전류 I를 측정하는 전류계14. Ammeter measuring current I necessary to generate earth potential at ground electrode 11 to be measured
15. 접지저항을 측정하고자 하는 대상 접지극(11)에 흐르는 전류의 통로가 되는 두 개의 전류극 중 한쪽 요소인 전류극C115. Current electrode C1, which is one element of two current electrodes serving as a passage of current flowing through the target ground electrode 11 whose ground resistance is to be measured.
16. 전류극C1(15)과 함께 전류가 흐를 수 있도록 폐루프를 형성하는 또 하나의 전류극C216. Another current pole C2 which forms a closed loop with current pole C1 (15) to allow current to flow.
17. 접지저항을 측정하는데 중요한 전압요소인 대지 전위를 측정하는 전압극P117. Voltage pole P1 for measuring earth potential, an important voltage component for measuring ground resistance.
18. 접지저항을 측정하는데 중요한 전압요소인 대지 전위를 측정하는 전압극P218. Voltage pole P2 for measuring earth potential, which is an important voltage component for measuring ground resistance.
19. 전형적인 접지저항 곡선의 종축으로 저항을 나타냄.19. Represent the resistance as the longitudinal axis of a typical ground resistance curve.
20. 전형적인 접지저항 곡선의 횡축으로 전류극C1과 전류극C2간의 거리가 최대가 됨.20. The horizontal axis of the typical ground resistance curve is the maximum distance between the current pole C1 and the current pole C2.
21. 전형적인 접지저항곡선으로 정상적인 측정이 이루어지면 횡으로 직선구간이 나타남.21. A typical ground resistance curve shows a straight line horizontally when normal measurements are made.
22. 전형적인 접지저항 곡선에서 직선구간의 값으로 측정 대상 접지극(11)의 접지저항 값.22. The value of the ground resistance of the grounding pole (11) to be measured as the value of the straight section in a typical grounding resistance curve.
23. 지표면23. Surface
24. 접지저항을 측정하고자 대상 접지극(11)과 측정을 위해 타설한 접지극(16)사이의 직선거리(D)로 거리가 길수록 전형적인 접지곡선이 얻어진다.24. The longer the distance is the straight line distance (D) between the grounding pole (11) and the grounding pole (16) placed for measurement, the more typical ground curves are obtained.
31. 현재 가장 일반적으로 사용하고 있는 접지저항 측정기31. The most commonly used ground resistance meter
31. 전압극P2를 전압극P1에서 전류극 C2방향으로 이동시키면서 거리별로 측정한 접지저항값을 나타내는 표시창(숫자, 바늘, 눈금등)31. Display window (number, needle, scale, etc.) showing the ground resistance value measured for each distance while moving the voltage pole P2 from the voltage pole P1 to the current pole C2.
33. 전류극 C1과 C2사이의 전류경로로서 기존의 접지저항 측정기(31)에서 송출되는 전류가 전류극 C1, C2를 통하는 전류경로를 갖으면서 전부 대지를 통해 흐르는 경우에 양호한 접지저항곡선(21)이 얻어진다.33. A good ground resistance curve (21) in the case where the current output from the conventional ground resistance measuring device (31) flows through the earth while having the current path through the current electrodes C1 and C2 as the current path between the current electrodes C1 and C2. ) Is obtained.
34. 전류극 C1과 C2사이의 흐르는 전류에 의하여 생긴 측정 대상 접지극의 대지전위로서 순수하게 접지저항측정기(31)에서 송출된 전류에 의해서만 형성된 대지전위를 말한다.34. The earth potential of the grounding target to be measured caused by the current flowing between the current poles C1 and C2.
35. 전류극 C1과 C2에 흐르는 전류에 의하여 생긴 측정하기 위해 타설한 보조 접지극인 C2 접지극의 대지전위로서 순수하게 접지저항측정기(31)에서 송출된 전류에 의해서만 형성된 대지전위를 말한다.35. Ground potential of C2 ground electrode, which is an auxiliary ground electrode placed in order to measure the current generated by currents C1 and C2. It refers to the ground potential formed solely by the current sent from the ground resistance measuring instrument 31.
41. 전력의 공급경로인 송전선로로서 크게 나누어 철구조물(44), 전력선(43) 가공지선(41), 절연물(45), 기초(55)로 구성된다.41. A power transmission line, which is a supply path of electric power, is divided into a steel structure 44, a power line 43, a processing ground line 41, an insulator 45, and a base 55.
42. 상기 41의 구성요소의 하나로서 낙뢰 등으로부터 송전선로의 전력선(43)을 보호하고 전력선의 사고시 사고전류의 귀로가 되는 가공지선42. Processed ground wire, which is one of the components of 41, which protects the power line 43 of a transmission line from lightning and the like and returns to the fault current in the event of a power line accident.
43. 상기 41의 송전선로의 구성요소로서 전력의 공급경로인 전력선으로 전력공급을 담당한다.43. A component of the power transmission line of 41 is responsible for supplying power to a power line that is a power supply path.
44. 상기 41의 송전선로의 구성요소로서 공간에 상기의 42, 43이 자연환경으로부터 기계적으로 견고히 지탱할 수 있도록 하는 철구조물인 철구조물.44. A steel structure as a component of the power transmission line of 41, wherein the 42 and 43 are steel structures in the space so as to mechanically support the natural environment.
45. 상기 41의 구성요소의 하나로서 전력선(43)과 송전철탑(44)간에 전기적인 절연이 필요하게 되고, 일반적으로 유리나 자기 혹은 고분자물로 제조된 지지물로 절연체를 구성하게 되고 이를 애자라고 부른다.45. As one of the components of 41, electrical insulation is required between the power line 43 and the transmission tower 44. In general, an insulator is formed of a support made of glass, porcelain, or polymer material, which is called insulator. .
51. 상기 44의 송전철탑을 구성하는 한 요소로서 대지의 기초(56)와 송전철탑(44)을 연결하는 철구조물로 주주재 혹은 탑각이라고 한다.51. A steel structure connecting the base 56 and the transmission tower 44 of the earth as one element constituting the transmission tower of 44 is referred to as main material or tower angle.
52. 상기 44의 송전철탑을 구성하는 한 요소로서 주주재(51)를 더욱 확고하게 하기위한 보조 철구조물로 보조재 혹은 사재라고 부른다.52. As an element constituting the transmission tower of 44, an auxiliary steel structure for further strengthening the main material 51 is called an auxiliary material or sand material.
53. 상기 44의 송전철탑을 구성하는 한 요소로 기초(56)의 콘크리트 내부에 함몰된 철구조물로 이를 주각재라고 한다.53. One of the elements constituting the transmission tower of 44 is an iron structure recessed inside the concrete of the base 56, which is called plinth material.
54. 상기 44의 송전철탑을 구성하는 한 요소로 기초(56)와 결합된 철구조물로 지표면과 횡으로 구성된 철구조물로 앵커재라고 한다.54. One of the elements constituting the transmission tower of 44 is an iron structure combined with the base 56, and is called an anchor material.
55. 상기 44의 송전철탑을 구성하는 한 요소로 대지에 굳건하게 버티도록 하는 콘크리트 구조물로 철탑기초라고 한다.55. One of the elements constituting the transmission pylon of 44 above is a concrete structure that is firmly supported on the ground.
56. 상기 41의 송전선로를 구성하는 한 요소로서 전기적으로 안정적인 전력공급과 감전등의 인축사고를 최소화하기 위한 안전조치인 접지동선으로 동연선으로 구성된다.56. As one of the components of the transmission line of 41 above, the copper wire is composed of a ground copper wire, which is a safety measure for minimizing the contraction of electric power and electric shock.
57. 설명을 편리하게 하기 위해 정한 송전선 진행방향57. Transmission line direction defined for convenience of explanation
61. 여러 개의 송전철탑이 존재하는 경우의 전기적 현상을 설명하기 위한 또 하나의 송전철탑61. Another transmission tower to explain the electrical phenomenon when multiple transmission towers exist
62. 기존의 접지저항 측정기(31)로 접지저항을 측정할 경우 정확하게 접지저항이 측정될 수 있는 조건에 부합되는 정상적인 전류 경로62. When measuring the ground resistance with the existing ground resistance measuring instrument 31, the normal current path meeting the condition that the ground resistance can be measured accurately.
63. 기존의 접지저항 측정기(31)로 접지저항을 측정할 경우 정확한 접지저항 측정을 불가능하게 하는 전류 경로63. Current path that makes accurate ground resistance measurement impossible when measuring ground resistance with conventional ground resistance meter (31)
64. 기존의 접지저항 측정기(31)로 접지저항을 측정할 경우 정상적인 접지측정이 불가능하게 하는 전류로 누설전류라고 한다.64. When the ground resistance is measured by the conventional ground resistance measuring device 31, it is called a leakage current as a current that makes a normal grounding measurement impossible.
71. 누설전류(63)를 이용한 송전철탑 접지지항 측정기71. Transmission tower earthquake measuring instrument using leakage current (63)
72. 접지저항을 측정할 때 측정신호로 사용하기 위한 실행 스위치72. Execution switch to use as measurement signal when measuring ground resistance
73. 누선 전류를 측정하기 위한 로고스키 코일형 전류센서로 이는 착탈이 가능한 크램프형 변류기로서 어떠한 형태의 철탑의 주주재(51)에도 손쉽게 채결되는 장점을 갖는다.73. Rogowski coil-type current sensor for measuring the leakage current, which is a removable clamp type current transformer has the advantage of being easily connected to the main material 51 of any form of steel tower.
74. 송전선로(41)가 운전 중에 주주재(51)에 흐르는 누선전류(64)에 의해서 발생하는 지표면 대지전위로서 이 대지전위 때문에 기존의 접지저항 측정방법으로는 접지저항의 측정이 불가능하게 되고, 본 발명에서는 이 대지전위 이용하여 접지저항 측정이 가능하게 되는 아주 중요한 요소인 대지전위.74. Earth ground potential generated by the leakage current 64 flowing through the main material 51 during operation of the transmission line 41. Due to this earth potential, the ground resistance cannot be measured by the conventional ground resistance measurement method. In the present invention, the earth potential, which is a very important factor that enables the earth resistance measurement by using the earth potential.
75. 상기 74의 대지전위를 이용하고 이 대지전위를 이용하고 전압극 P1, P2를 이용하여 구한 접지저항 측정곡선75. Ground resistance measurement curve obtained by using the earth potential of 74, using this earth potential, and using the voltage poles P1 and P2
76. 상기 75의 접지저항 측정곡선에서 구하고자 하는 접지저항값76. Ground resistance value to be calculated from the ground resistance measurement curve of 75
77. 상기 73의 전류센서의 구성요소로서 누설전류(64)에 의해서 발생된 자계와 코일(79)의 유도현상으로 다시 전류로 되어 코일(79)에 순환된다. 이 순환전류가 전류전압변환기(78)에 의해 변환되어 코일을 통과하는 누설전류(64)가 전압형태로 전달되는 전류측정단자. 이 단자를 통해 누설전류가 전압형태로 측정된다.77. As a component of the current sensor of 73, the magnetic field generated by the leakage current 64 and the induction of the coil 79 become current again and circulated in the coil 79. This circulating current is converted by the current voltage converter 78, the current measuring terminal to which the leakage current 64 passing through the coil in the form of a voltage. Through this terminal, the leakage current is measured in the form of voltage.
78. 센서코일(79)에서 유기된 누설전류를 전압형태로 변환하는 전류전압 변환기78. Current voltage converter converting leakage current induced in sensor coil 79 into voltage form
79. 누설전류(64)의 전류에 의해 발생된 자계에 의해 전자유도 현상 원리에 의해전류를 센싱하는 코일79. Coil sensing current by electromagnetic induction phenomenon principle by magnetic field generated by current of leakage current 64
80. 기계적, 전기적으로 분리된 구조로 되어 있어 착탈이 편리한 구조로 되어 있다.80. It has a structure that is mechanically and electrically separated so that it can be easily removed.
101, 102, 103, : 345kV 실선로를 대상으로 한 접지저항 실측 경로101, 102, 103,: Ground resistance measurement path for 345kV solid line
110: 본 발명에서 제안한 장치의 구성도110: configuration diagram of the device proposed in the present invention
111. 전류측정장치111. Current measuring device
112. 전위측정장치112. Potentiometer
113. 접지 임피던스 계산부113. Ground impedance calculation unit
114. 변환기 회로114. Converter circuit
115. 표시장지, 제어장치115. Display equipment, control device
121. 연산증폭기121. Operational Amplifiers
122. 필터회로122. Filter circuit
123. offset회로123. offset circuit
124. 위상보정회로124. Phase Correction Circuit
131. 고입력 임피던스 회로131. High input impedance circuit
132. 대역저지회로132. Band stop circuit
133. offset저지회로133.Offset stop circuit
134. 위상보정회로134. Phase correction circuit
141. 전류변환회로141. Current conversion circuit
142. 전위변환회로142. Potential Conversion Circuit
143. 동시 변환시스템143. Simultaneous Conversion System
151. 디지털 필터151.Digital Filter
152. 위상 계산 알고리즘152. Phase Computation Algorithm
153. 주파수 분석 알고리즘153. Frequency Analysis Algorithm
154. 임피던스 계산 알고리즘154. Impedance Calculation Algorithm
155. 표시장치 제어155. Display Control
161. 저항표시 램프161. Resistance indicator lamp
162. 위상표시 램프162. Phase display lamp
163. 측정명령 제어키163. Measurement Command Control Key
164. 표시장치164. Display
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 송전철탑의 탑각 접지저항 측정장치는 운전중인 송전철탑에 구성된 접지극(56, 99)의 접지저항을 측정함에 있어 방해의 요인으로 작용하던 누설전류를 전류극으로 사용함으로써 기존의 접지저항 측정기에서 존재하던 전류발생장치를 없애는 것이 가능해지고, 전류극을 대신하여 누설전류를 측정하는 측정회로를 구성함으로써 복잡하고 까다로운 전원장치의 설계가 필요없게 되고, 전류극의 타설작업을 없앰으로써 작업의 용이성과 함께 작업시간의 단축까지 달성하게 된다.The tower angle grounding resistance measuring apparatus of the transmission tower according to the present invention for achieving the above object is a current leakage current that acted as a factor of disturbance in measuring the ground resistance of the ground pole (56, 99) configured in the transmission tower in operation By using it as a pole, it is possible to eliminate the current generator existing in the ground resistance measuring instrument, and by constructing a measuring circuit for measuring leakage current instead of the current pole, it is unnecessary to design a complicated and demanding power supply device. By eliminating the work of pouring, the work time is shortened and the work time is shortened.
본 발명의 장치 사용법(도 7)은 사용자가 익숙해져 있는 기존의 접지저항 측정방법(도 1)보다 간단하다. 왜냐하면 전류극의 타설작업이 없고, 전압극의 측정방법은 기존의 접지저항 측정 방법과 동일하다는 특징이 있다.Using the device of the present invention (Fig. 7) is simpler than the conventional method of measuring the earth resistance (Fig. 1) that the user is accustomed to. Because there is no pouring work of the current pole, the method of measuring the voltage pole is the same as the conventional method of measuring the ground resistance.
본 발명의 구성을 크게 6개의 부분으로 이루어져 있다.The structure of this invention consists of 6 parts largely.
첫째, 기존의 접지저항 측정기에서 전류(14)를 송출하기 위해 필수적인 전원장치가 운전중인 송전철탑에서 존재하는 누설전류(64)를 이용함으로써 필요 없게 되고, 전원장치에 대응하는 장치로 착탈형의 누설 전류측정장치(도 8)를 사용한다. 착탈형의 전류측정장치는 철탑의 다리부분인 주주재(51)를 감쌀 수 있도록 된 구조(80)로 손쉽게 주주재(55)에 착탈이 가능하다. 이러한 구조(80) 때문에 전류센서를 끊지 않고 필요한 누설전류(64)의 측정이 가능해 진다.First, the power supply device necessary for transmitting the current 14 in the existing ground resistance measuring instrument is not necessary by using the leakage current 64 existing in the operating transmission tower, and the detachable leakage current is a device corresponding to the power supply device. A measuring device (Fig. 8) is used. The detachable current measuring device has a structure 80 that can wrap the main material 51 which is a leg portion of the steel tower, and can be easily attached to or detached from the main material 55. This structure 80 makes it possible to measure the necessary leakage current 64 without breaking the current sensor.
송전철탑의 주주재(51)에 흐르는 누설전류(64)는 외부로 자장을 발생하고 이 자장이 코일(79)을 관통함으로써 누설전류(64)에 대응하는 전류가 코일(79)내부를 순환하게 되고, 이 순환전류는 전류 전압변환 장치(79)에 의해 전압형태로 누설전류(64)를 출력단자(77)로 내보내게 된다. 전압출력단자(77)에서 얻은 전압형태의 누설전류(64) 정보를 전류측정장치(111)에 제공함으로써 기존의 접지저항 측정기(31)에서의 전류극을 대신하게 된다. 이 부분의 내용이 본 발명의 가장 큰 특징으로 운전중인 송전철탑의 접지측정이 가능하게 된다.The leakage current 64 flowing through the main material 51 of the transmission tower generates a magnetic field to the outside, and the magnetic field penetrates the coil 79 so that the current corresponding to the leakage current 64 circulates inside the coil 79. This circulating current causes the leakage current 64 to be output to the output terminal 77 in the form of voltage by the current voltage converter 79. By providing the leakage current 64 information in the form of voltage obtained from the voltage output terminal 77 to the current measuring device 111, it replaces the current pole in the conventional ground resistance measuring device 31. The content of this part is the biggest feature of the present invention, it is possible to measure the ground of the transmission tower in operation.
둘째, 전류전압 변환기(78)에서 전달되는 누설전류의 크기는 전압형태의 전류정보를 처리하는 전류측정장치(111)이다.Second, the magnitude of the leakage current transmitted from the current voltage converter 78 is a current measuring device 111 for processing current information in the form of voltage.
도 12는 전류측정장치(111)를 자세히 설명하기 위한 도면이다. 전류극 C1, C2사이에는 전압형태인 누설전류(64) 정보가 입력단자인 도 12의 C1, C2단자에 전달된다. 단 전류극에서 인가되는 전류가 검출과정에서 영향을 받지 않도록 완전절연증폭기로 구성하였다. 이렇게 검출된 전류정보의 최대값을 연산증폭기(121)에서 증폭하여 변환기 회로(114)에서 받아들여 질 수 있는 최대값인 ±10V이하로 되도록 증폭한다. 또한, 상기 연산증폭기(121)를 거친 전류신호는 필터회로(122)에 의해 노이즈에 해당하는 성분을 제거하고, offset 회로(123)에 의해 노이즈 성분이 제거된 전류신호에 포함된 DC성분을 제거한다. 이렇게 하드웨어로 증폭된 후 노이즈 성분과 DC성분이 제거된 신호는 위상이 다소 변화되는 것이 일반적인 현상이므로 이를 연산증폭기로 구성된 위상보정회로(124)를 통과시켜 정확한 전류정보를 갖도록 보정한 후 변환기회로(114)로 전달한다.12 is a view for explaining the current measuring device 111 in detail. Between the current electrodes C1 and C2, the leakage current 64 information in the form of voltage is transmitted to the terminals C1 and C2 of FIG. However, the complete insulation amplifier is constructed so that the current applied from the current pole is not affected in the detection process. The maximum value of the detected current information is amplified by the operational amplifier 121 and amplified to be less than or equal to ± 10 V, which is the maximum value that can be accepted by the converter circuit 114. In addition, the current signal passed through the operational amplifier 121 removes the component corresponding to the noise by the filter circuit 122, and removes the DC component included in the current signal from which the noise component is removed by the offset circuit 123. do. Since the signal amplified by hardware and the noise component and the DC component are removed is a general change of phase, the signal is corrected to have accurate current information by passing it through a phase correction circuit 124 composed of an operational amplifier. 114).
셋째, 누설전류(64)의 영향으로 전압극에 유기된 대지전위를 정확히 측정하는 것은 접지저항을 얼마나 정확히 측정할 수 있는가를 결정하는 아주 중요한 요소임을 감안하여 대지전위 입력단(P1, P2)의 입력임피던스가 20MΩ이상의 값을 갖는 입력단을 설계하여 대지전위가 전압극 인가선 길이의 영향없이 정확하게 측정될 수 있도록 설계되어 전위측정에 오차를 최소화하는 특징을 갖는 전위측정장치(112)를 갖고 있다. 도 13은 대지전위를 정확하게 측정하기 위한 설명도이다. 대지 전위를 정확히 측정하기 위한 가장 필수적인 조건은 측정단자인 P1과 P2사이의 입력임피던스를 원칙적으로는 무한대로 하는 것이다. 이러한 조건에 부응하기 위해 연산증폭기로 voltage follow회로로 설계하여 입력임피던스가 20MΩ이상이 되도록 고입력임피던스회로(131)를 설계, 제작하여 대지전위가 전압극P1, P2를 구성하는 전선에는 전압이 걸리지 않고 입력저항이 큰 입력단에 전부 걸리게 함으로써 전압강하없이 입력되는 대지전위를 측정하는데 오차를 최소화하는 특징을 갖고 있다. 이렇게 입력된 대지전위 정보는 운전중인 전력설비에서 접지극으로 흐르는 누설전류와 노이즈를 최대한 제한하도록 연산증폭기로 구성되는 대역저지회로(132)에 의해 대역저지된다. 실제로, 송전선의 철탑에 흐르는 전류의 성분은 주로 60㎐를 기준으로 할 때 9고조파(540㎐) 성분까지 관측되므로, 이 540㎐보다 큰 고조파성분은 노이즈로 처리해도 무관하며, 상기 대역저지회로(132)는 1㎑이하의 값만을 통과시키고 그 이상의 대역은 통과하지 못하게하는 기능을 담당한다. 또한 대역저지된 대지전위 정보는 전류측정회로(111)의 정밀도를 높이기 위한 것과 동일한 기능으로 offset 저지회로(133)에 의해 DC성분이 제거된다. 이렇게 하드웨어로 대역저지되고 DC성분이 제거된 신호는 위상이 다소 변화되는 것이 일반적인 현상이므로 이를 연산증폭기로 구성된 위상보정회로(134)를 통과시켜 완전한 교류정보만을 갖도록 보정한 후 변환기회로(114)로 전달한다.Third, the input impedance of the ground potential input terminals P1 and P2 is considered to be a very important factor in determining how accurately the ground resistance can be measured by the influence of the leakage current 64. Has an electric potential measuring device 112 having a characteristic of minimizing an error in electric potential measurement by designing an input terminal having a value of 20 MΩ or more so that the earth potential can be measured accurately without the influence of the voltage pole application line length. 13 is an explanatory diagram for accurately measuring earth potential. The most essential condition for accurate earth potential measurement is, in principle, the input impedance between the measuring terminals P1 and P2 is infinite. To meet this condition, design a voltage follow circuit with an operational amplifier and design and manufacture a high input impedance circuit 131 so that the input impedance is 20 MΩ or more, so that the earth potential is not applied to the wires constituting the voltage poles P1 and P2. It is characterized by minimizing the error in measuring the earth potential input without voltage drop by putting all input terminals with large input resistance. The input ground potential information is band-stopped by the band stop circuit 132 configured as an operational amplifier to limit the leakage current and noise flowing to the ground electrode in the power equipment in operation as much as possible. In fact, since the component of the current flowing through the transmission tower of the transmission line is mainly observed up to 9 harmonics (540 Hz) when the reference is 60 Hz, harmonic components larger than 540 Hz may be treated as noise. 132) has a function of passing only a value of 1 dB or less and not allowing more bands to pass. In addition, the band-stopped ground potential information has the same function as to increase the accuracy of the current measuring circuit 111, and the DC component is removed by the offset blocking circuit 133. Since the signal which is band-stopped by hardware and the DC component is removed is a general change in phase, it is passed through a phase correction circuit 134 composed of an operational amplifier, corrected to have only complete AC information, and then converted into a converter circuit 114. To pass.
넷째, 위에서 변환된 탑각 전류신호와 대지전위신호는 전류측정장치(111)의 전류정보와 전압측정장치(112)를 통한 대지전위의 전압정보는 이를 디지털화하는 기능을 갖는 변환기 회로(114; 도 14)의 전류변환장치(141)와 전압변환장치(142)로 각각 입력된 후 동시변환시스템(143)에 의해 동시에 디지털신호로 변환된다.이 회로의 기능은 전류정보와 전압정보를 동시에 디지털화(A/D 변환)함에 있어 대지전위인 전압정보와 전류정보를 동시에 처리하여 전기적으로 전압정보와 전류정보와의 위상차를 최소화하는 것이다. 도 14는 변환기 회로를 자세히 설명하기 위한 도면이다. 일반적으로 전압과 전류신호로부터의 정보를 디지털신호로 바꾸어 처리하고자 하는 경우 가장 중요한 점은 얼마나 많은 정보를 갖느냐를 결정하는 sampling time과 한번 sampling할 때 몇 bit로 처리하느냐가 중요하다. 이를 위해 본 발명에서는 제어장치에서 보내준 주파수 신호의 한 주기를 최소 32번 이상 sampling하도록 설계되었고 한번 sampling 할 때 16bit A/D처리를 함으로서 1/65536의 분해능을 갖도록 설계, 제작하였다. 전압정보와 전류정보를 이용하여 전압정보와 전류정보와의 위상차를 계산할 때는 전압정보와 전류정보를 동시에 sampling해야 정확한 위상정보를 계산할 수 있으므로 이를 위해 전압정보와 전류정보를 디지털로 변환하는 16bit A/D 변환기로 된 전류변환회로(141)와 전위변환회로(142)에 동시에 신호를 주어 변환하고 이를 32bit의 프로세서로 받아들임으로써 동시에 전압정보와 전류정보의 시간차 없이 디지털화하는 기법을 사용하는 회로인 동시변환 시스템(143)을 갖는 특징이 있다.본 발명에서 상기 대지전위신호와 전류신호를 동시에 변환하는 이유는 전위와 전류의 위상정보를 보장하기 위함이며, 이렇게 함으로써 정확한 위상이 계산되고, 실제로 전위의 위상에서 전류의 위상을 빼면 위상차가 되며, 이 위상차에 의해 정확한 고조파별 임피던스가 계산된다.Fourth, the top angle current signal and the ground potential signal converted from the above are the converter circuit 114 having a function of digitizing the current information of the current measuring device 111 and the voltage of the ground potential through the voltage measuring device 112; Are input to the current converter 141 and the voltage converter 142, respectively, and are simultaneously converted into digital signals by the simultaneous conversion system 143. The function of this circuit is to simultaneously digitize the current information and the voltage information (A / D conversion) to minimize the phase difference between the voltage information and the current information by processing the voltage information and current information of the ground potential at the same time. 14 is a diagram for describing the converter circuit in detail. In general, when converting information from voltage and current signals into digital signals, the most important thing is the sampling time that determines how much information and how many bits to process once. To this end, the present invention is designed to sample at least 32 times a period of the frequency signal sent from the control device, and designed and manufactured to have a resolution of 1/65536 by performing 16-bit A / D processing once sampling. When calculating the phase difference between the voltage information and the current information by using the voltage information and the current information, it is necessary to sample the voltage information and the current information at the same time so that the accurate phase information can be calculated. Simultaneous conversion, which is a circuit that uses a technique of simultaneously digitizing the current converter circuit 141 and the potential converter circuit 142, which are D converters, and converting them into a 32-bit processor. The reason why the ground potential signal and the current signal are simultaneously converted in the present invention is to ensure the phase information of the potential and the current. The phase difference is obtained by subtracting the phase of the current, and the exact harmonic impedance is calculated by this phase difference. The.
다섯째, 표시장치 및 제어장치(115)이다. 표시기능은 인가된 대지전위신호 또는 전류신호의 위상과 접지 임피던스를 접지저항값으로 표시하는 것이다. 표시장치 및 제어장치(115)는 측정을 명령하는 측정스위치(163)와 저항값을 표시하는 LCD(164) 및 표시내용이 저항값인지 위상인지를 나타내는 LED(161, 162) 부분과 그 값을 표현하는 LCD(164)로 구성된다.Fifth, the display device and the control device 115. The display function displays the phase and ground impedance of the applied ground potential signal or current signal as the ground resistance value. The display device and the control device 115 include a measurement switch 163 for commanding a measurement, an LCD 164 for displaying a resistance value, and an LED 161 and 162 for displaying whether the display content is a resistance value or a phase, and the value thereof. It consists of the LCD 164 which expresses.
여섯째, 가장 중요한 디지털 프로세서로 구성된 부분인 신호발생회로 및 접지 임피던스 계산부(113)이다. 이 장치는 제어장치(115)에서의 실행명령 받아 이에 대응하는 전류극C1, C2에서부터의 전류정보와 전압극P1, P2로부터의 전압극으로 부터의 전압정보를 변환기회로(114)를 거쳐 처리하여 대지전위정보와 누설전류정보의 위상차를 이용하여 구한 접지 임피던스를 표시장치에 전달하는 기능을 수행한다. 도 15는 접지 임피던스 계산부를 상세히 설명하기 위한 부분이다. 이러한 기능은 전부 소프트웨어로 작성되었고 본 발명에서는 32bit프로세서인 DSP32를 사용하였다. 동시변환 시스템(143)에서 시간적으로 동시에 A/D변환된 누설전류정보와 대지전위정보는 디지털 필터(151)를 통과함으서 노이즈 없는 깨끗한 누설전류 정보 및 대지전위정보가 된다. 이렇게 통과된 대지전압, 누설전류 정보는 각각의 주파수에 해당되는 실수부와 허수부로 나누어지고 이를 상대적인 개념으로 처리하면 오차없은 위상을 계산할 수 있다. 본 발명의 경우 0.1degree 이하의 오차를 갖는 위상을 처리하는 기능(152)을 갖고 있다. 위상 계산고리즘(152)과 주파수 분석알고리즘(153)을 통과한 결과중 필요한 주파수 부분만의 전압정보와 전류정보를 처리하여 임피던스를 계산(154)하여 표시장치에 전달될 수 있도록 메모리로 구성된 공간에 저장한다.보다 구체적으로, 상기 접지 임피던스 계산부(113)로 전달된 상기 대지전위신호와 전류신호는 ON-LINE FFT연산에 의해 주파수별 위상과 크기가 구해진다. 이렇게 구한 전위의 위상에서 전류의 위상을 빼는 연산을 취하여 전위와 전류의 위상차를 구한다.예컨대, 보통의 FFT연산은 특정한 주파수성분을 갖는 cos함수와 sin함수를 처리하고자 하는 신호, 즉 본 발명에서는 전위신호와 전류신호와 상승적분을 취하면 특정한 주파수성분의 실수부(real)와 허수부(imag)가 각각 얻어지며, 이러한 실수부와 허수부를 이용하면 크기(
주파수[㎐] 전압 크기[V] 위상[degree]
60 3.5051 43.8
180 0.092337 -38
300 0.10234 -73
420 0.01131 -34
540 0.011969 -66
주파수[㎐] 전류 크기[A] 위상[degree]
60 0.095645 -20
180 0.002589 -17.6
300 0.0049730 46.5
420 0.0022095 -80.6
540 0.00070194 73.9
상기 표 2에서 보듯이 실제 특정 송전철탑에서 측정한 철탑의 탑각전류에는 1,3,5,7,9 등의 다양한 고조파 성분이 포함되어 있어 이러한 값들을 이용하면 각각의 고조파 전류와 위상을 얻을 수 있다.상기 표 1과 표 2에 나타낸 바와 같은 대지전위의 고조파성분과 전류의 고조파성분을 이용하면 각각의 고조파성분에 대한 접지 임피던스의 계산이 가능하며, 실제 접지 임피던스의 크기는 각각의 고조파성분에 대한 전압의 크기를 전류의 크기로 나누고, 위상은 전압의 위상에서 전류의 위상을 빼면된다.
Sixth, the signal generation circuit and the ground impedance calculation unit 113, which are parts of the most important digital processors. This device receives the execution command from the control device 115 and processes the current information from the current poles C1 and C2 and the voltage information from the voltage poles from the voltage poles P1 and P2 corresponding thereto through the converter circuit 114. It transmits the ground impedance obtained by using the phase difference between ground potential information and leakage current information to the display device. 15 is a part for explaining the ground impedance calculator in detail. All of these functions are written in software, and the present invention uses DSP32, a 32-bit processor. The leakage current information and the earth potential information A / D converted at the same time in the simultaneous conversion system 143 pass through the digital filter 151 to become the noiseless clean leakage current information and the earth potential information. The ground voltage and leakage current information passed in this way are divided into real and imaginary parts corresponding to respective frequencies, and when processed in a relative concept, an error-free phase can be calculated. The present invention has a function 152 for processing a phase having an error of 0.1 degree or less. It processes the voltage information and current information of the required frequency part among the results of passing the phase calculation algorithm 152 and the frequency analysis algorithm 153 to calculate the impedance (154) in a space configured as a memory to be delivered to the display device. More specifically, the ground potential signal and the current signal transmitted to the ground impedance calculator 113 are obtained by frequency and phase for each frequency by the ON-LINE FFT operation. The phase difference between the potential and the current is calculated by subtracting the phase of the current from the phase of the potential thus obtained. For example, a normal FFT operation is a signal for processing a cos function and a sin function having a specific frequency component, that is, the potential in the present invention. The real and imaginary parts of a specific frequency component are obtained by taking the signal, the current signal, and the integrating integral, and using these real and imaginary parts, the magnitude (
Frequency [㎐] Voltage magnitude [V] Phase
60 3.5051 43.8
180 0.092337 -38
300 0.10234 -73
420 0.01131 -34
540 0.011969 -66
Frequency [㎐] Current magnitude [A] Phase
60 0.095645 -20
180 0.002589 -17.6
300 0.0049730 46.5
420 0.0022095 -80.6
540 0.00070194 73.9
As shown in Table 2, the tower angular current measured by a specific transmission tower actually includes various harmonic components such as 1, 3, 5, 7, and 9, and these values can be used to obtain respective harmonic currents and phases. Using the harmonic components of the earth potential and the harmonic components of the current as shown in Table 1 and Table 2, it is possible to calculate the ground impedance for each harmonic component, and the magnitude of the actual ground impedance is applied to each harmonic component. Divide the magnitude of the voltage by the magnitude of the current, and the phase is subtracted from the phase of the voltage by the phase of the current.
본 발명의 효과는 다음과 같다.The effects of the present invention are as follows.
첫째, 지금까지 건설종료후 혹은 운전중인 송전철탑(41)을 대상으로 측정 불가능했던 탑각(51)의 접지저항 측정을 운전중인 송전철탑(41) 탑각(51)에서 어쩔 수 없이 발생하는 누설전류(65)를 이용함으로써 기존의 방법(도 6)으로 측정이 불가능했던 송전철탑(41)의 접지저항측정이 가능하므로 송전철탑(41)의 운용에 합리적이고 효율을 높여 양질의 전력공급에 기여하는 효과가 있다.둘째, 송전선의 철탑에 흐르는 60㎐ 전류 성분을 기준으로 하여 기준 주파수 60㎐와 그 3,5,7,9고조파별 접지 임피던스를 측정하여 접지저항을 표시하므로, 송전철탑의 계통사고가 발생하거나 낙뢰가 철탑에 침입하더라도 안정적으로 접지성능을 평가할 수 있는 장점이 있다.First, the leakage current occurring inevitably generated at the tower angle 51 of the transmission tower 41 while operating the measurement of the ground resistance of the tower angle 51 which has not been measured until the end of construction or during operation. 65), it is possible to measure the ground resistance of the transmission tower 41, which could not be measured by the conventional method (FIG. 6), thereby contributing to the supply of high-quality power by raising efficiency and efficiency in the operation of the transmission tower 41. Second, the ground resistance is measured by measuring the reference frequency 60 Hz and the ground impedance for each of the 3,5,7,9 harmonics based on the 60 Hz current component flowing through the transmission tower of the transmission line. Even if a lightning strikes or breaks into the steel tower, there is an advantage that the grounding performance can be evaluated stably.
셋째, 기존의 접지저항 측정기(31)를 이용한 측정방법에서 전류극의 전류를 발생하는 전원장치 대신 지금까지 접지저항측정의 방해요소로 작용했던 송전철탑(41)의 누설전류(64)가 기존의 접지저항 측정기(31)의 전류극에서 송출되는 전류를 대신함으로써 장비의 구조가 간단해지는 효과와, 휴대용으로 제작하는 경우 충전지의 소비전력을 절감시키는 효과가 있다.Third, the leakage current 64 of the transmission tower 41, which previously acted as an obstacle of the ground resistance measurement, instead of the power supply device that generates the current of the current pole in the conventional measurement method using the ground resistance meter 31 By replacing the current sent from the current pole of the ground resistance measuring device 31, the structure of the equipment is simplified, and when manufactured in a portable manner, there is an effect of reducing the power consumption of the rechargeable battery.
넷째, 송전철탑(41)의 누설전류(64)를 이용함으로써 송전철탑(41)의 누설전류(64)를 측정하는 것으로 대신하므로 접지저항 측정시 전류극을 수십 혹은 수백 m 타설해야 하는 불편한 점이 없어지고 단순히 전압극(도 6의 18) 하나만을 타설하여 측정함으로써 접지저항 측정이 간편해졌다는 효과가 있다.Fourth, since the leakage current 64 of the transmission tower 41 is measured by using the leakage current 64 of the transmission tower 41, there is no inconvenience in that the current pole should be poured in tens or hundreds of meters when measuring the ground resistance. Therefore, simply by pouring only one voltage electrode (18 in FIG. 6) and measuring, the ground resistance measurement can be simplified.
다섯째, 일반적으로 접지선은 동연선 및 동봉으로 포설하고, 토양에 포설된 동연선 및 동봉은 대지가 함유하고 있는 수분 및 화학성분에 의해 부식되며, 또한 누설전류에 의한 이온화 현상에 의해 부식되어 접지성능이 저하된다. 이러한 접지성능의 저하를 운전중인 활선상태에서 접지저항의 측정이 가능하게 됨으로서 송전선 및 배전선의 고품질 전력전송에 기여하는 효과가 있다.Fifth, in general, the ground wire is installed with copper wire and copper rod, and the copper wire and copper rod installed in the soil is corroded by moisture and chemicals contained in the ground, and is corroded by ionization by leakage current. Is lowered. This reduction in grounding performance enables the measurement of the ground resistance in the live state in operation, thereby contributing to the high-quality power transmission of transmission lines and distribution lines.

Claims (3)

  1. 송전철탑의 탑각 주주재(51)를 감쌀 수 있는 착탈형 구조로 되어 있고, 상기 주주재(51)에 흐르는 전압형태의 누설전류(64)를 출력하는 로고스키 코일형 전류측정장치와;Rogowski coil-type current measuring device having a detachable structure that can wrap the top angle main material 51 of the transmission tower, and outputs a leakage current 64 of the voltage form flowing through the main material (51);
    상기 누설전류(64)가 전류극 입력단자(C1,C2)로 전달되면, 이 누설전류(64)의 최대값을 연산증폭기(121)에서 증폭한 후 필터회로(122)에 의해 노이즈 성분을 제거하고, offset 회로(123)에 의해 DC성분을 제거한 다음, 위상보정회로(124)를 통과시켜 정확한 전류정보를 갖도록 보정하는 전류측정장치(111);When the leakage current 64 is transmitted to the current electrode input terminals C1 and C2, the maximum value of the leakage current 64 is amplified by the operational amplifier 121 and then the noise component is removed by the filter circuit 122. A current measuring device 111 for removing the DC component by the offset circuit 123 and then correcting it to have accurate current information by passing the phase correction circuit 124;
    대지전위 입력단(P1,P2)을 통하여 전압강하없이 대지전위를 입력받는 고입력임피던스회로(131)가 전달하는 대지전위의 대역을 송전선의 철탑에 흐르는 60㎐ 전류의 성분를 기준으로 할 때 9고조파(540㎐) 성분까지 통과시키고 그 이상의 대역은 저지한 다음, offset 저지회로(133)에 의해 대역저지된 대지전위의 DC성분을 제거한 후 위상보정회로(134)를 통과시켜 완전한 교류정보만을 갖도록 보정하는 전위측정장치(112);9 harmonics when the band of the earth potential transmitted by the high input impedance circuit 131 which receives the earth potential without voltage drop through the earth potential input terminals P1 and P2 is based on the 60 ㎐ current flowing through the pylon of the transmission line. 540 kHz), block more bands, and then remove the DC component of the earth potential blocked by the offset blocking circuit 133, and then pass through the phase correction circuit 134 to correct only complete AC information. Potential measuring device 112;
    16bit A/D 변환기로 된 전류변환회로(141)와 전위변환회로(142)에 의해 상기 전류측정장치(111)의 전류정보와 전위측정장치(112)의 전압정보를 동시에 전달받아 디지털신호로 변환하고, 32bit의 프로세서가 내장된 동시변환 시스템(143)에 의해 상기 디지털신호로 변환된 전압정보와 전류정보를 동시에 입력받아 시간차 없이 디지털화하는 변환기회로(114);The current information of the current measuring device 111 and the voltage information of the potential measuring device 112 are simultaneously received by the current converting circuit 141 and the potential converting circuit 142 which are 16-bit A / D converters and converted into digital signals. And a converter circuit 114 which simultaneously receives the voltage information and the current information converted into the digital signal by the simultaneous conversion system 143 having a 32-bit processor and digitizes them without time difference;
    상기 변환기회로(114)에 의해 디지털신호로 변환된 누설전류와 대지전위신호각각에 대한 상기 60㎐ 기준주파수와 그 3,5,7,9고조파별 위상과 크기를 ON-LINE FFT연산에 의해 구한 후, 대지전위의 위상에서 전류의 위상을 빼는 연산을 하여 누설전류와 대지전위의 위상차를 구하고, 대지전위의 전압 크기를 누설전류의 전류 크기로 나눈 결과값으로 탑각의 접지 임피던스를 구하는 접지 임피던스 계산부(113); 및The 60 kHz reference frequency and the phase and magnitude for each of the 3, 5, 7, and 9 harmonics for the leakage current and the ground potential signal converted into digital signals by the converter circuit 114 are obtained by the ON-LINE FFT operation. Subsequently, the phase difference between the leakage current and the ground potential is calculated by subtracting the phase of the current from the phase of the ground potential, and the ground impedance at the top angle is calculated by dividing the voltage magnitude of the ground potential by the current size of the leakage current. Part 113; And
    상기 접지 임피던스 계산부(113)로부터 인가된 접지 임피던스를 접지저항값으로 표시하는 표시/제어장치(115)Display / control device 115 for displaying the ground impedance applied from the ground impedance calculator 113 as a ground resistance value
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 송전철탑의 탑각 접지저항 측정장치.Top angle grounding resistance measuring apparatus of the transmission tower, characterized in that consisting of.
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