KR100593791B1 - Earth Intrinsic Impedance Measurement Device Using Variable Frequency Current - Google Patents

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KR100593791B1
KR100593791B1 KR1020030094058A KR20030094058A KR100593791B1 KR 100593791 B1 KR100593791 B1 KR 100593791B1 KR 1020030094058 A KR1020030094058 A KR 1020030094058A KR 20030094058 A KR20030094058 A KR 20030094058A KR 100593791 B1 KR100593791 B1 KR 100593791B1
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엄주홍
이복희
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학교법인 인하학원
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Abstract

본 발명은 주파수가 가변되는 측정전류를 발생하는 측정전류 발생부; 제1, 제2 보조전극; 상기 제1, 제2 보조전극을 연결하되, 전위검출 포설전선을 수직으로 교차하며 연결된 전류인가 포설전선; 측정전류를 검출하는 검출용 변성기(CT); 접지전위를 측정하기 위한 제3, 제4 보조전극; 전위검출 포설전선; 접지 전위를 측정하는 전위상승 검출부; 절연분리기; 아날로그/디지털(A/D) 변환기; 대역통과필터; 위상차를 검출하는 감산기; 파형크기 검출기; 대지저항/리액턴스 계산기;를 포함하는 가변주파수를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 실제 대지의 등가회로의 용량 성분과 저항 성분 등이 결합된 대지고유임피던스를 측정하여 향후 시설될 접지시스템의 설계 및 보완시의 중요한 기초 자료로써 이용될 수 있다.The present invention provides a measurement current generating unit for generating a measurement current of varying frequency; First and second auxiliary electrodes; A current-applying wire connecting the first and second auxiliary electrodes to each other and vertically intersecting the potential detecting installation wire; A detection transformer CT for detecting a measurement current; Third and fourth auxiliary electrodes for measuring ground potential; Potential detection cable; A potential rise detection unit measuring a ground potential; Insulation separator; Analog / digital (A / D) converters; Bandpass filter; A subtractor for detecting a phase difference; Waveform size detector; It relates to a ground intrinsic impedance measurement apparatus using a variable frequency, including; earth resistance / reactance calculator. According to the present invention, it is possible to measure the grounding high impedance combined with the capacitance component and the resistance component of the actual equivalent circuit, and can be used as an important basic data for designing and supplementing a grounding system to be installed in the future.

대지고유임피던스, 가변주파수, 측정High impedance, variable frequency, measurement

Description

가변주파수 전류를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치{A Device for Measuring the Soil Resistivity Using Variable Frequency Currents}A device for measuring the Soil Resistivity Using Variable Frequency Currents

도 1은 대지의 전기적 등가 모델을 도시한 도면,1 is a view showing an electrical equivalent model of the earth,

도 2a는 수평 2층 구조 대지 모델을 도시한 도면,Figure 2a is a view showing a horizontal two-layer structure site model,

도 2b는 도 2a에 도시된 대지의 ρ - a 곡선을 도시한 도면,FIG. 2b shows a ρ-a curve of the earth shown in FIG. 2a, FIG.

도 2c는 수평 3층 구조 대지 모델을 도시한 도면,Figure 2c is a view showing a horizontal three-layer structure site model,

도 2d는 도 2c에 도시된 대지의 ρ - a 곡선을 도시한 도면,FIG. 2D shows a ρ − a curve of the site shown in FIG. 2C, FIG.

도 3은 웨너의 4극 전극법을 도시한 도면,3 is a diagram illustrating a four-pole electrode method of Wener

도 4는 본 발명에 따른 대지고유임피던스 측정 장치의 구성을 도시한 도면,Figure 4 is a view showing the configuration of a high ground impedance measurement apparatus according to the present invention,

도 5a는 도 4에 도시된 인버터의 구성을 도시한 도면,5A is a diagram showing the configuration of the inverter shown in FIG. 4;

도 5b는 도 4에 도시된 인버터 컨트롤러의 구성을 도시한 도면,5B is a diagram illustrating a configuration of the inverter controller shown in FIG. 4;

도 6은 전류인가 포설전선과 전위검출 포설전선의 모양을 도시한 도면,6 is a view showing the shapes of a current-applied laid wire and a potential detecting laid wire;

도 7a, 7b는 쇄교자속의 유무에 따른 접지전위의 측정파형을 도시한 도면,7A and 7B show measurement waveforms of ground potential with and without chain link flux;

도 8은 대지고유임피던스 측정부의 구성을 도시한 도면,8 is a view showing the configuration of the high high impedance measuring unit;

도 9a,9b는 A/D 변환기의 인가전류와 접지전위 파형을 도시한 도면,9A and 9B show an applied current and a ground potential waveform of an A / D converter;

도 10a, 10b는 필터부에서 출력되는 측정전류와 접지전위 파형을 도시한 도면,10A and 10B are diagrams illustrating a measurement current and a ground potential waveform output from the filter unit;

도 11a는 대지저항률을 도시한 도면,11A is a diagram showing the earth resistivity;

도 11b는 대지고유임피던스의 위상을 도시한 도면,11b is a diagram showing the phase of the high-impedance impedance;

도 11c와 11d는 각각 대지저항률의 저항성분과 리액턴스성분을 도시한 도면,11C and 11D are diagrams illustrating a resistance component and a reactance component of the earth resistivity, respectively;

도 12는 본 발명에서의 가변주파수를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 과정의 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a process of measuring earth intrinsic impedance using a variable frequency in the present invention.

본 발명은 가변주파수를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 대지고유임피던스를 측정하기 위하여 인가하는 전류에 주파수 변환 개념을 부가하고 필터링 및 대지고유임피던스를 분석하는 알고리즘을 구사하여 대지고유임피던스를 측정하는 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an earth inherent impedance measuring apparatus using a variable frequency, and more particularly, to add a concept of frequency conversion to an applied current to measure earth inherent impedance, and to filter and analyze the earth inherent impedance. A measuring device for measuring intrinsic impedance.

접지시스템을 설계할 때에 가장 중요한 포인트는 대지파라미터이다. 대지파라미터란 지층의 종류, 두께와 이의 대지저항률을 말한다. 토양은 그것이 완전히 건조상태이면 전기를 잘 통하지 않는다. 그러나 토양의 주 성분인 규산(SiO2)이나 산화알루미늄(Al2O3)의 특성상 대지가 수분을 함유하게 되면 대지의 저항률은 급격한 감소를 보인다. 따라서 대지의 종류나 수분의 함유량 등에 따른 특정 대지의 대지저항률을 측정하여 그것의 데이터를 기초로 하여 접지시스템을 설계하게 된다. The most important point when designing a grounding system is the ground parameter. Ground parameters refer to the type and thickness of the layers and their resistivity. Soil is not very well electricity when it is completely dry. However, due to the nature of silicic acid (SiO 2 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ), the earth's resistivity decreases rapidly. Therefore, the earth resistivity of a specific earth is measured according to the type of earth, the moisture content, etc., and the grounding system is designed based on the data.

종래에는 변전소나 대규모의 접지시스템을 건설하기 전에 대지저항률 즉, 대지의 저항성분만을 측정하여 피접지물의 접지시스템을 설계 및 시설하였다. 이러한 방법으로 시설된 접지시스템은 고주파 성분을 포함하는 뇌서지나 대규모 접지시스템에서 접지임피던스의 복잡 다양한 양상에 대한 문제에 대처할 수 없는 문제점이 있었다. 즉, 접지임피던스의 저항성, 용량성, 유도성 특성을 대지고유저항만으로는 명확히 해석하기가 어렵거나 불가능하였다. Conventionally, before constructing a substation or a large-scale grounding system, the ground resistivity, that is, only the resistance component of the ground is measured to design and install the grounding system of the grounded object. The grounding system installed in this way has a problem in that it cannot cope with the problem of various aspects of the grounding impedance in a lightning surge or a large-scale grounding system including a high frequency component. In other words, the resistance, capacitive and inductive characteristics of the ground impedance were difficult to interpret clearly with only high resistance.

도 1은 대지의 전기적 등가 모델을 도시한 도면이다. 최근 도 1에 도시된 바와 같이 대지의 등가 모델은 저항성분과 용량성분의 직병렬 배치로 이루어져 있는 것으로 알려졌다. 이러한 등가 모델과 같이 대지파라미터를 저항분만으로 측정시에는 오차가 발생하게 된다. 오차를 포함한 대지저항률로 접지시스템을 시설하게 되면 설계시 기대했던 접지의 역할을 제대로 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.1 is a diagram showing an electrical equivalent model of the earth. As shown in FIG. 1, an equivalent model of the earth is known to consist of a series of parallel arrangements of a resistance component and a capacitance component. As in the equivalent model, an error occurs when the earth parameter is measured only by resistance. When the grounding system was installed with the earth resistivity including the error, there was a problem in that it did not properly play the role of grounding expected in the design.

최근에는 단순히 피접지물과 대지를 전기적으로 접속한다는 개념에서 벗어나 접지전극의 형상과 시공기법에 많은 발전이 있었다. 특히 접지의 목적이 전력계통의 고장전류 방출에서부터 모든 계통을 등전위로 한다든지 감전방지 및 기기손 상방지, 제어계측 시스템의 안정화 도모, 뇌전류의 안전한 방출 등과 같이 접지의 목적이 다양화 하고 있다. 이러한 접지시스템의 다양화로 인하여 접지시스템에는 복잡 다양한 주파수 성분을 포함하게 되었다. 하지만 접지시스템의 설계 및 평가시 50 ∼ 200Hz부근의 특정 주파수에 의한 결과만을 이용하고 있어 실제 접지시스템의 운용시 기대했던 안전성 및 특성을 발휘하지 못하는 문제점이 발생하고 있다. Recently, there have been many developments in the shape and construction technique of the ground electrode, instead of simply connecting the grounded object and the ground electrically. In particular, the purpose of grounding is to diversify the purpose of grounding, from discharging the fault current of the power system to equipotentiality of all systems, to prevent electric shock and device damage, to stabilize the control measurement system, and to safely discharge the brain current. Due to the diversification of the grounding system, the grounding system includes various complex frequency components. However, when designing and evaluating the grounding system, only the result of a specific frequency around 50 ~ 200Hz is used, which causes a problem of failing to achieve the expected safety and characteristics of the grounding system.

대지는 여러 가지 대지저항률을 가진 토양의 집합체로 여러 층을 이루고 있는데 수평지층이나 경사층, 만곡층 등이 있다. The land is a collection of soils with various earth resistivities, which are composed of several layers. There are horizontal layers, sloped layers, and curved layers.

도 2a는 수평 2층 구조 대지 모델을 도시한 도면이다.2A is a diagram illustrating a horizontal two-layer structure site model.

도 2b는 도 2a에 도시된 대지의 ρ - a 곡선을 도시한 도면이다.FIG. 2B is a view showing a ρ − a curve of the earth shown in FIG. 2A.

대지가 도 2a와 같이 상층의 대지저항률 ρ1, 두께 d1, 하층이 ρ2, d 2의 수평 2층 구조인 경우를 보자. ρ1과 ρ2의 크기에 따라 대지의 ρ - a 곡선은 (a)는 ρ1 < ρ2인 경우, (b)는 ρ1 > ρ2인 경우이다. 대지가 (a)와 같은 구조인 경우 하층의 ρ2가 크기 때문에 전극을 깊이 박아도 접지저항은 감소하지 않고 이 경우는 상층 대지를 이용하는 편이 유리하고 낮게 박는 병렬접지공법을 채용하는 것이 좋다. 반면 (b)와 같은 대지에서는 접지전극을 깊게 시공하는 것이 접지저항의 저감에 유리하다. As shown in FIG. 2A, a case in which the upper resistivity ρ 1 , the thickness d 1 , and the lower layer have a horizontal two-layer structure of ρ 2 and d 2 is shown. Depending on the size of ρ 1 and ρ 2 , the ρ-a curve of the earth is where (a) is ρ 12 , and (b) is ρ 1 > ρ 2 . In the case of the structure as shown in (a), since the lower layer has a large ρ 2 , the ground resistance does not decrease even when the electrode is deeply drilled. In this case, it is better to use the upper ground, and to adopt the parallel grounding method. On the other hand, in the ground as shown in (b), it is advantageous to reduce the ground resistance by deeply constructing the ground electrode.

도 2c는 수평 3층 구조 대지 모델을 도시한 도면이다.2C is a diagram illustrating a horizontal three-layer structure site model.

도 2d는 도 2c에 도시된 대지의 ρ - a 곡선을 도시한 도면이다.FIG. 2D is a diagram illustrating a p − a curve of the site shown in FIG. 2C.

한편 도 2c와 같이 수평 3층 구조인 경우를 보면, 각 지층의 대지저항률 ρ1, ρ2, ρ3 의 값에 따라 (a) ρ1 < ρ2 > ρ3 인 경우, (b) ρ1 > ρ2 < ρ3 인 경우의 ρ - a 곡선이 얻어지는데, 비교를 쉽게 하기 위해 중간층의 ρ2를 기준으로 나타내고 있다. (a)는 ρ1, ρ2에 비해 ρ2가 큰 경우이고, (b)는 ρ2가 작은 경우이다.On the other hand, in the case of the horizontal three-layer structure as shown in Figure 2c, according to the values of the earth resistivity ρ 1 , ρ 2 , ρ 3 of each layer (a) ρ 12 > ρ 3 , (b) ρ 1 ρ-a curve is obtained when> ρ 23 , which is shown based on ρ 2 of the intermediate layer for easy comparison. (a) is a case where ρ 2 is larger than ρ 1 and ρ 2 , and (b) is a case where ρ 2 is small.

도 3은 웨너의 4극 전극법을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a four-pole electrode method of Wener.

웨너(Wenner) 4전극법은 현재까지는 대지저항률을 측정할 때 가장 많이 사용되는 방법이다. 이것은 4개의 접지전극이 지표면에 설치되어 접지전극간에 흐르는 전류 I와 접지전극간에 걸리는 전압 V를 측정하여 대지저항률을 추정하는 방법으로, 외부측의 두 접지극 C1과 C2 사이에 전원을 연결해서 대지에 전류를 흘리고, 내부측 두 접지전극 P1과 P2 사이에 생기는 전위차를 측정하여 V/I로부터 접지저항 R 을 구할 수 있으며, 각각의 접지전극의 간격을 a[m]라 하면 대지저항률 ρ[Ω·m]는 다음과 같이 산출할 수 있다. 먼저, 대지저항률 ρ인 대지에 접지전극을 설치하고, 이 접지전극에 전류 I가 유입시킨 경우 전류가 접지전극에서 주위의 대지로 방사상으로 유출된다고 가정하면Wener's four-electrode method is the most widely used method for measuring earth resistivity. This is a method of estimating the earth resistivity by measuring the current I flowing between the ground electrodes and the voltage V applied between the ground electrodes with four ground electrodes installed on the ground. The power is connected between the two ground electrodes C 1 and C 2 on the outer side. The ground resistance R can be obtained from V / I by applying a current to the ground and measuring the potential difference between the two inner ground electrodes P 1 and P 2. If the distance between the ground electrodes is a [m], the ground resistivity ρ [Ω · m] can be calculated as follows. First, assuming that a ground electrode is installed on a ground having a ground resistivity ρ, and a current I flows into the ground electrode, it is assumed that the current flows radially from the ground electrode to the surrounding ground.

V = (ρI)/ (2πr) (1-1)      V = (ρI) / (2πr) (1-1)

가 된다. 도 3에서 C1, P1, P2, C2의 전극이 설치되어 있는 경우, C1으로 유입하는 전류에 의하여 전극 P1과 P2 사이에 생기는 전위차 V1Becomes In Figure 1 C 3, P 1, P 2, if the electrodes of the C 2 is provided, the potential difference V 1 generated between electrodes P 1 and P 2 by a current flowing into C 1 is

V1 = (ρI)/ (2πa) - (ρI)/ (4πa) = (ρI)/ (4πa) (1-2)V 1 = (ρI) / (2πa)-(ρI) / (4πa) = (ρI) / (4πa) (1-2)

이다. 마찬가지로 C2로 유출하는 전류에 의하여 전극 P1과 P2 사이에 생기는 전위차 V2to be. Similarly, the potential difference V 2 by a current flowing to the C 2 occurring between electrodes P 1 and P 2 are

V2 = - (ρI)/(4πa) + (ρI)/(2πa) = (ρI)/(4πa) (1-3)V 2 =-(ρI) / (4πa) + (ρI) / (2πa) = (ρI) / (4πa) (1-3)

이다. 전극 P1과 P2 사이에 발생하는 전위차 V는 V1 과 V2의 합으로 구할 수 있으므로 식 (1-2)과 (1-3)로부터to be. Since the potential difference V generated between the electrodes P 1 and P 2 can be obtained by the sum of V 1 and V 2 , equations (1-2) and (1-3)

V = V1 + V2 = (ρI)/(2πa) (1-4)V = V 1 + V 2 = (ρI) / (2πa) (1-4)

이다. 따라서 식 (1-4)으로부터 ρ를 구하면,to be. Therefore, if we find ρ from equation (1-4),

ρ= 2πa V / I (1-5)    ρ = 2πa V / I (1-5)

이 되어, 대지저항률 ρ를 구할 수 있게 된다. Thus, the earth resistivity ρ can be obtained.

위 식에 의하면 ρ를 구할 때는 반드시 전극간 거리 a가 전극이 묻히는 깊이 보다 훨씬 커야 한다. 즉, 전극의 형상을 반구형으로 근사화시킬 수 있는 조건을 만족하여야 한다. According to the above equation, when calculating ρ, the distance a between electrodes must be much larger than the depth to which the electrodes are buried. In other words, the conditions for approximating the shape of the electrode to hemispherical shape should be satisfied.

기존의 대지저항률에 의한 대지특성분석은 대지를 단순한 저항체로 가정하였으므로 도 1과 같은 실제의 대지특성을 분석하는데 있어서 문제점이 있었다. 또한 최근 다양한 전자/통신 기기들의 발전과 보급으로 접지시스템에 유입되는 접지전류의 주파수 대역이 다양해 졌으며, 뇌서지와 같은 빠른 상승시간을 가지는 고장전류에 대해서는 대지고유임피던스 차원의 분석이 필요하게 되었다.   In the conventional earth resistance analysis by the earth resistivity, since the earth is assumed to be a simple resistor, there is a problem in analyzing the actual earth property as shown in FIG. 1. In addition, with the recent development and spread of various electronic / communication devices, the frequency band of the ground current flowing into the grounding system has been diversified, and it is necessary to analyze the ground-high impedance for the fault current having a fast rise time such as a surge.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 높은 측정전류를 인가함으로써 대지 고유임피던스 측정의 오차를 줄일 수 있는 가변주파수를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an earth intrinsic impedance measuring apparatus using a variable frequency that can reduce the error of the earth intrinsic impedance measurement by applying a high measurement current.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전류 보조전극과 전위보조전극의 중첩루프에서 발생하는 자기 결합으로 인한 대지 고유임피던스 측정의 오차를 줄일 수 있는 가변주파수를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an earth intrinsic impedance measurement apparatus using a variable frequency that can reduce the error of the earth intrinsic impedance measurement due to the magnetic coupling generated in the overlapping loop of the current auxiliary electrode and the potential auxiliary electrode.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 저항 성분뿐만 아니라 용량 성분도 포함하는 대지 고유임피던스를 분석할 수 있는 가변주파수를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치를 제공함에 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide an earth intrinsic impedance measurement apparatus using a variable frequency capable of analyzing the earth intrinsic impedance including not only the resistance component but also the capacitance component.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 주파수가 가변되는 측정전류를 발생하는 측정전류 발생부; 상기 측정전류를 대지에 인가하기 위한 제1,제2 보조전극; 상기 제1,제2 보조전극을 연결하는 전류인가 포설전선; 상기 전류인가 포설전선으로부터 측정전류를 검출하는 측정전류 검출부; 상기 제1, 제2 보조전극이 이루는 일직선 상 사이에 위치하며, 상기 측정전류에 의한 접지전위를 측정하기 위한 제3, 제4 보조전극; 상기 제3, 제4 보조전극에 직선으로 연결된 전위검출 포설전선; 상기 전위검출 포설전선으로부터 상기 인가된 측정전류에 의한 접지 전위를 측정하는 전위상승 검출부; 상기 측정전류 검출부와 전위상승 검출부에서 측정된 신호를 절연분리시키는 절연분리기; 상기 절연분리기를 통해 상기 측정전류 검출부와 전위상승 검출부에서 검출된 측정전류와 접지전위를 인가받아 대지임피던스를 구하는 대지고유임피던스 측정부;를 포함하되, 상기 전류인가 포설전선은 상기 제1, 제2 보조전극을 양 끝점으로 하여 니을(ㄹ)자 형태로 연결하고, 상기 제1, 제2 보조전극이 이루는 선에 평행한 위치의 전선 사이는 제1, 제3 보조전극 간의 거리만큼 떨어져 있으며, 상기 전위검출 포설전선의 중간 지점을 수직으로 교차하며 니을자 형태로 연결된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a measurement current generation unit for generating a measurement current of a variable frequency; First and second auxiliary electrodes for applying the measurement current to the ground; A current-applying wire connecting the first and second auxiliary electrodes; A measurement current detector for detecting a measurement current from the current-applied laid wire; Third and fourth auxiliary electrodes positioned between straight lines formed by the first and second auxiliary electrodes and configured to measure the ground potential by the measurement current; A potential detecting installation wire connected to the third and fourth auxiliary electrodes in a straight line; A potential rise detector configured to measure a ground potential from the potential detection laid wire by the applied measurement current; An insulation separator which insulates the signal measured by the measurement current detector and the potential rise detector; A grounding impedance measurement unit configured to obtain a ground impedance by receiving the measurement current and the ground potential detected by the measurement current detector and the potential rise detection unit through the insulation separator; The auxiliary electrodes are connected to each other in the form of needles (d), and the wires at positions parallel to the lines formed by the first and second auxiliary electrodes are separated by a distance between the first and third auxiliary electrodes. It is characterized in that it is vertically intersecting the midpoint of the potential detection installation wire and connected in the shape of a needle.
DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

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도 4는 본 발명에 따른 대지고유임피던스 측정 장치의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram showing the configuration of a high ground impedance measurement apparatus according to the present invention.

본 발명의 일 실시예인 대지고유임피던스 측정 장치는 보조전극 (11,12,13,14), 전류인가 포설전선(20), 전압측정 포설전선(30), 측정전류 발생부(40), 측정전류 및 전위상승 검출부(51,55), 절연분리기(60), 대지고유임피던스 측정부(300)를 포함한다.Work of the present invention Examples of the high-impedance impedance measuring apparatus includes auxiliary electrodes 11, 12, 13, and 14, current-applied installation wires 20, voltage-measuring installation wires 30, measurement current generators 40, measurement currents, and potential rise detection units. 51 and 55, an insulation separator 60, and a ground high impedance measurement unit 300.

보조전극(11)을 통해 대지에 측정전류를 인가하며, 보조전극(12)으로 전류가 귀환된다. 보조전극(13,14)을 통해 측정 전류에 의한 접지전위 상승을 측정한다. The measurement current is applied to the ground through the auxiliary electrode 11, and the current is fed back to the auxiliary electrode 12. The ground potential rise due to the measurement current is measured through the auxiliary electrodes 13 and 14.

도 5a는 도 4에 도시된 인버터의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 5A is a diagram illustrating a configuration of the inverter shown in FIG. 4.

측정전류 발생부(40)는 피측정 접지전극에 측정전류를 인가하는 인버터(41)와 소정의 주파수를 가진 구형파를 가변적으로 인가할 수 있는 인버터 컨트롤러(43)를 포함한다. 측정전류를 인가하는 인버터(41)는 2개의 아이지비티(IGBT;Insulated Gate Bipolar Transistor) 모듈, 정류기 및 콘덴서로 구성되어 있다. The measurement current generator 40 includes an inverter 41 for applying a measurement current to the ground electrode to be measured and an inverter controller 43 for variably applying a square wave having a predetermined frequency. The inverter 41 for applying the measurement current is composed of two Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) modules, a rectifier and a capacitor.

인버터(41)는 0.1A ~ 10A까지의 출력전류를 인가할 수 있는 용량을 가지고 있다. 일정한 부하를 가질 때 전류의 가변은 전압을 가변하는 방법을 사용한다. 출력전류는 인가전압과 부하임피던스의 비에 의해서 결정되는데 슬라이닥스를 이용하여 전압을 가변시켜 준다.The inverter 41 has a capacity capable of applying an output current of 0.1A to 10A. The variable current when using a constant load uses a method of varying the voltage. The output current is determined by the ratio of the applied voltage and the load impedance, and the voltage is varied using the slidax.

도 5b는 도 4에 도시된 인버터 컨트롤러의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 5B is a diagram illustrating a configuration of the inverter controller shown in FIG. 4.

인버터 컨트롤러(Voltage-Frequency 컨버터 회로)(43)는 Analog Device社의 AD654 Chip을 사용하여 10Hz ~ 500kHz의 주파수를 가진 구형파를 가변적으로 인가 할 수 있는 성능을 가지고 있다. 발진용 콘덴서(Ct)에 의해 최대 발진주파수가 결정되며, 가변저항(VR1)을 가변시켜 줄 때 전위(Et)가 변동하게 되어 최대 발진주파수 범위 내에서 IGBT의 구동신호의 주파수를 조정할 수 있다. The inverter controller (Voltage-Frequency Converter circuit) 43 has the capability to variably apply a square wave having a frequency of 10 Hz to 500 kHz using the AD654 Chip of Analog Device. The maximum oscillation frequency is determined by the oscillation capacitor Ct, and the potential Et varies when the variable resistor VR1 is varied, so that the frequency of the IGBT drive signal can be adjusted within the maximum oscillation frequency range.

측정전류(IT)를 검출하기 위해 측정전류 검출부(CT:Current Transformer) (51)를 대지위의 전류인가 포설전선(20)에 연결한다. 또한 접지전위 상승을 측정하기 위한 대지 위의 전위검출 포설전선(30)에 전위상승 검출부(전압프루브)(55)를 설치한다. In order to detect the measurement current I T , a measurement current detector (CT) 51 is connected to the current-applied installation wire 20 on the ground. In addition, a potential rise detection unit (voltage probe) 55 is provided on the potential detection installation wire 30 on the ground for measuring the rise of the ground potential.

도 6은 전류인가 포설전선과 전위검출 포설전선의 모양을 도시한 도면이다. 이는 전선이 지표면 위에 놓여진 모양이다. 전류인가 포설전선(20)은 전류인가 보조전극(11) 및 전류귀환 보조전극(12)을 양 끝점으로 한 니을(ㄹ)자 모양으로 연결된다. 전위검출 포설전선(30)은 2개의 전위측정 보조전극(13,14)에 직선으로 연결된다. Fig. 6 is a diagram showing the shapes of the current-applied laid wires and the potential detecting laid wires. This is how wires are laid on the ground. The current-applied laid wire 20 is connected in a shape of a needle having a current-applied auxiliary electrode 11 and a current feedback auxiliary electrode 12 as both ends. The potential detecting installation wire 30 is connected to two potential measuring auxiliary electrodes 13 and 14 in a straight line.

도 6에 도시된 바와 같이 각각의 보조전극(11, 13, 14, 12) 사이의 거리는 a이며 일직선상에 놓인다. 전류인가 포설전선(20)은 보조전극(11)에서 보조전극(11, 13, 14, 12)들이 이루는 선과 수직으로 a거리만큼(a거리 이상도 가능함) 직선으로 늘여진다. 그리고 보조전극(11, 13, 14, 12)들이 이루는 선과 평행하게 늘여진 후 전위측정 보조전극(13,14) 사이의 중심점에서 수직으로 교차하도록 꺾여져 반대방향으로 늘여진다. 보조전극(11, 13, 14, 12)들이 이루는 선과 a거리만큼 떨어진 지점에서 다시 90도 꺾여진다. 꺾여진 전류인가 포설전선(20)은 보조전극(11, 13, 14, 12)들이 이루는 선과 평행하게 늘여진 후 다시 90도 꺾여져 보조전극(12)과 연결된다. As shown in FIG. 6, the distance between each auxiliary electrode 11, 13, 14, 12 is a and lies in a straight line. The current-applied laid wire 20 extends in a straight line by a distance (possibly a distance or more) perpendicular to the line formed by the auxiliary electrodes 11, 13, 14, and 12 in the auxiliary electrode 11. The auxiliary electrodes 11, 13, 14, and 12 are extended in parallel with each other, and then bent to cross vertically at the center point between the potential measuring auxiliary electrodes 13 and 14, and extend in the opposite direction. The auxiliary electrodes 11, 13, 14, and 12 are bent 90 degrees again at a point away from the line formed by the distance a. The folded current applying wire 20 is extended in parallel with the line formed by the auxiliary electrodes 11, 13, 14, and 12, and is then bent at 90 degrees to be connected to the auxiliary electrode 12.

도 6에서는 전류인가 포설전선(20)과 전위검출 포설전선(30)이 수직으로 교차하는 바람직한 예를 보인 것이다. 따라서 니을(ㄹ)자 형태 뿐만 아니라 곡선 등 여러 형태를 하더라도 양 전선이 수직으로 교차하는 것을 포함한다.6 shows a preferred example in which the current-applied laying wire 20 and the potential detecting laying wire 30 cross each other vertically. Therefore, the wires cross each other vertically even though they have various shapes such as a curved line as well as a needle shape.

대지저항률 측정시 a는 토양의 구조에 따라 적당한 범위 내에서 변화시켜주면서 a에 대한 대지저항률 변화그래프로 분석한다. 따라서 a가 증가하면 측정선 사이의 거리도 따라서 증가시켜 준다. When measuring the earth resistivity, a is analyzed by the earth resistivity change graph for a while changing within an appropriate range according to the soil structure. Therefore, as a increases, the distance between measuring lines increases accordingly.

이러한 방법으로 전류인가 포설전선(20)과 전위검출 포설전선(30) 사이의 자기결합(磁氣結合)에 의한 영향을 제거할 수 있다. 즉 직각방향으로 교차하는 루프를 적용함으로써 쇄교되는 자속의 일부를 상쇄시켜 고주파 측정시 크게 발생하는 오차를 상당부분 감소시킬 수 있다. In this way, the influence of the magnetic coupling between the current-applied laid wire 20 and the potential detecting laid wire 30 can be eliminated. In other words, by applying a loop that crosses at right angles, a part of the magnetic flux to be bridged is canceled, thereby greatly reducing an error that occurs largely during high frequency measurement.

도 7a, 7b는 쇄교자속의 유무에 따른 접지전위의 측정파형을 도시한 도면이다. 도 7a는 쇄교자속이 존재하는 경우에 측정된 접지전위의 파형을 나타내며, 도 7b는 쇄교자속을 상쇄시킨 경우에 측정된 접지전위의 파형을 나타낸다. 도 7b에 나타난 파형은 도 7a에 나타난 파형에 비하여 오차성분이 상당히 감소된 것을 알 수 있다. 7A and 7B show measurement waveforms of ground potentials depending on the presence of a linkage flux. FIG. 7A shows the waveform of the ground potential measured when the linkage flux is present, and FIG. 7B shows the waveform of the ground potential measured when the linkage flux is canceled. It can be seen that the waveform shown in FIG. 7B has a significantly reduced error component compared to the waveform shown in FIG. 7A.

측정전류 검출부(CT:Current Transformer)(51)와 전위상승 검출부(전압프루브)(55)에서 검출된 신호를 절연분리하기 위해 절연분리기(60)를 사용한다. 절연분리기(60)는 측정전류 발생부(40)와 대지고유임피던스 측정부(300)를 절연분리시켜 측정의 정확도를 향상시킨다.  An insulation separator 60 is used to insulate the signal detected by the measurement current detector (CT) 51 and the potential rise detector (voltage probe) 55. The insulation separator 60 insulates the measurement current generator 40 and the high impedance measuring unit 300 to improve the accuracy of the measurement.

측정전류 검출부(CT:Current Transformer)(51)에서 검출된 측정전류(IT)와 전위상승 검출부(전압프루브)(55)에서 검출된 접지전위는 절연분리기(60)를 통해 대지고유임피던스 측정부(300)로 보내진다.The measurement current I T detected by the measurement current detector 51 and the ground potential detected by the potential rise detector 55 are applied to the high impedance measurement unit through the insulation separator 60. Is sent to 300.

대지고유임피던스 측정부(300)는 A/D 변환기(310), 필터부(320), 대지고유임피던스 분석부(330)를 포함한다. The high high impedance measurement unit 300 includes an A / D converter 310, a filter unit 320, and a high high impedance analysis unit 330.

도 8은 대지고유임피던스 측정부(300)의 구성을 도시한 도면이다. 8 is a diagram illustrating the configuration of the high ground impedance measuring unit 300.

A/D 변환기(310)에 인가된 측정전류(IT)의 파형과 접지전위(VEP)의 파형은 디지털 신호로 변환된 후 서로 다른 채널을 통해 각각 디지털 방식의 대역통과필터(322, 324)로 인가된다. The waveform of the measurement current I T and the waveform of the ground potential V EP applied to the A / D converter 310 are converted into digital signals, and then digital band pass filters 322 and 324 through different channels. Is applied.

도 9a,9b는 A/D 변환기(310)의 인가전류와 접지전위 파형을 도시한 도면이다. 도 8a에 도시한 파형은 A/D 변환기(310)에서 표시하는 인가전류, 도 9b에 도시한 파형은 A/D 변환기(310)에서 표시하는 측정전위를 나타낸다.9A and 9B illustrate an applied current and a ground potential waveform of the A / D converter 310. The waveform shown in FIG. 8A shows the applied current displayed by the A / D converter 310, and the waveform shown in FIG. 9B shows the measured potential displayed by the A / D converter 310.

본 발명에서 고안한 소프트웨어 필터 알고리즘을 이용한 필터부(320)는 디지털 변환된 신호를 검출된 주파수로 필터링한다. 소프트웨어 필터 알고리즘은 측정된 인가전류의 주파수로부터 대역통과 필터의 저역측 및 고역측 차단주파수가 일정하게 설정되는 알고리즘을 말한다. 여기서 주파수는 가변되므로 가변되는 주파수에 따라 차단주파수가 일정한 선택도(바람직하게는 선택도(selectivity)= 2)를 가지도록 재설정되도록 한다.The filter unit 320 using the software filter algorithm devised in the present invention filters the digitally converted signal to the detected frequency. The software filter algorithm refers to an algorithm in which the low pass and high pass cutoff frequencies of the bandpass filter are set constant from the measured frequency of the applied current. In this case, since the frequency is variable, the cutoff frequency is reset to have a certain selectivity (preferably selectivity = 2) according to the variable frequency.

대역통과필터(322, 324)는 저역측 차단주파수(fCL)와 고역측 차단주파수(fCH)를 입력받는 Butterworth형 필터이며, 저역측 차단주파수(fCL)와 고역측 차단주파수(fCH)는 주파수 검출기(326)에서 검출한 A/D 변환기(310)의 출력 주파수(f)를 이용하여 필터 구동부(328)에서 계산된다. 필터 구동부(328)는 계산된 차단주파수(fCL, fCH)를 이용해 대역통과필터(322, 324)를 구동시킨다. 이때, 대역통과필터(322, 324)의 선택도(selectivity)는 바람직하게는 2이다. 이때, 대역통과필터(322, 324)에서 각각 필터링된 후 출력되는 전류와 전압의 파형은 모두 정현파가 된다.A band-pass filter (322, 324) is a low-side cutoff frequency (f CL) and a high-side cutoff frequency (f CH), the input and Butterworth filters receive, the low-side cutoff frequency (f CL) and a high-side cutoff frequency (f CH ) Is calculated by the filter driver 328 using the output frequency f of the A / D converter 310 detected by the frequency detector 326. The filter driver 328 drives the band pass filters 322 and 324 using the calculated cutoff frequencies f CL and f CH . In this case, the selectivity of the band pass filters 322 and 324 is preferably 2. At this time, the waveforms of the current and the voltage which are output after being filtered by the band pass filters 322 and 324 respectively become sine waves.

도 10a, 10b는 필터부(320)에서 출력되는 측정전류와 접지전위 파형을 도시한 도면이다. 도 10a에 도시한 파형은 필터부(320)에서 표시하는 인가용 측정전류, 도 10b에 도시한 파형은 필터부(320)에서 표시하는 접지전위를 나타낸다.10A and 10B are diagrams illustrating a measurement current and a ground potential waveform output from the filter unit 320. The waveform shown in FIG. 10A shows the measured measurement current for application displayed by the filter unit 320, and the waveform shown in FIG. 10B shows the ground potential displayed by the filter unit 320.

위상검출기(331)는 대역통과필터(322)에서 출력되는 전류정현파의 위상(θ1)을 검출하고, 위상검출기(332)는 대역통과필터(324)에서 출력되는 전압정현파의 위상(θ2)을 검출한다. 감산기(333)는 검출된 두 위상의 차(θ)를 구한 후 이를 위상표시기(338)로 출력하며, 위상표시기(338)는 이를 도 11b와 같이 화면에 디스플레이 한다. 도 11b는 대지고유임피던스의 위상을 도시한 도면이다. 위상은 주파수가 변화함에 따라 바뀐다.The phase detector 331 detects the phase θ 1 of the current sine wave output from the band pass filter 322, and the phase detector 332 receives the phase θ 2 of the voltage sine wave output from the band pass filter 324. Is detected. The subtractor 333 obtains the difference θ between the detected two phases and outputs the difference θ to the phase indicator 338, which displays the phase on the screen as shown in FIG. 11B. Fig. 11B is a diagram showing the phase of the ground high impedance. Phase changes as the frequency changes.

파형크기검출기(334)는 대역통과필터(322)에서 출력되는 전류정현파의 크기(Amplitude와 RMS)를 검출하고, 파형크기검출기(335)는 대역통과필터(324)에서 출력되는 전압정현파의 크기(Amplitude, rms)를 검출한다. 대지고유임피던스계산기(336)는 검출된 전압정현파의 크기를 전류정현파의 크기로 나누어 대지임피던스(Z)를 구한 후 이를 대지고유임피던스계산기(336-2)로 출력한다. 대지고유임피던스계산기(336-2)는 전극간격입력부(336-1)로부터 입력받은 보조전극(11),(13)간의 간격 a와 대지임피던스(Z)를 이용하여 대지저항률(ρ)을 계산한다. 임피던스표시기(339)는 계산된 대지저항률의 주파수 특성 그래프를 도 11a와 같이 화면에 디스플레이 한다. 도 11a는 대지저항률을 도시한 도면이다. 대지저항률은 주파수가 변화함에 따라 바뀐다.The waveform magnitude detector 334 detects the magnitude (Amplitude and RMS) of the current sine wave output from the bandpass filter 322, and the waveform magnitude detector 335 measures the magnitude of the voltage sine wave (output) from the bandpass filter 324. Amplitude, rms) is detected. The ground high impedance calculator 336 divides the magnitude of the detected voltage sine wave by the size of the current sine wave to obtain the ground impedance Z, and outputs the ground impedance Z to the ground high impedance calculator 336-2. The ground high impedance calculator 336-2 calculates the ground resistivity ρ by using the distance a between the auxiliary electrodes 11 and 13 and the ground impedance Z received from the electrode space input unit 336-1. . The impedance indicator 339 displays the calculated frequency characteristic graph of the earth resistivity on a screen as shown in FIG. 11A. 11A is a diagram showing the earth resistivity. Earth resistivity changes as the frequency changes.

대지저항/리액턴스계산기(337)는 감산기(333)에서 계산된 전류와 전압의 위상차(θ)와 대지고유임피던스계산기(336-2)에서 계산된 대지저항률(ρ)를 이용하여 저항성분(R = ρcosθ)과 리액턴스 성분(X = ρsinθ)을 계산한 후 이를 대지저항/리액턴스표시기(340)로 출력한다. 대지저항/리액턴스표시기(340)는 대지저항률로부터 각각 저항성분과 리액턴스 성분을 분리하여 도 11c 및 도 11d처럼 그래프로 나타나며, 이 때의 위상변화도 그래프로 나타내어진다. 도 11c와 11d는 각각 대지저항률의 저항성분과 리액턴스성분을 도시한 도면이다. 이들은 주파수가 변화함에 따라 바뀐다.The earth resistance / reactance calculator 337 uses the phase difference (θ) of the current and voltage calculated by the subtractor 333 and the earth resistivity (ρ) calculated by the high earth impedance calculator 336-2 to calculate the resistance component (R =). ρcosθ) and the reactance component (X = ρsinθ) are calculated and then output to the ground resistance / reactance indicator 340. The ground resistance / reactance indicator 340 separates the resistance component and the reactance component from the ground resistivity, respectively, and is represented graphically as shown in FIGS. 11C and 11D, and the phase change at this time is also represented graphically. 11C and 11D are diagrams showing the resistance component and reactance component of the earth resistivity, respectively. These change as the frequency changes.

그리고, 본 발명의 대지고유임피던스측정부(300)는 PC 기반에서 이루어지므로, 대지고유임피던스 측정부(300)에서 검출 및 분석된 결과를 하드디스크(데이터베이스)에 저장하고 LAN 등을 이용하여 원격으로 전송해 줌으로써 원격감시도 가능하게 해준다.In addition, since the high impedance measurement unit 300 of the present invention is made on a PC basis, the high impedance measurement unit 300 stores the result detected and analyzed by the high impedance measurement unit 300 in a hard disk (database) and remotely using a LAN or the like. It also allows remote monitoring.

도 12는 가변주파수를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 과정의 흐름도를 도시한 도면이다.12 is a flowchart illustrating a process of measuring earth intrinsic impedance using a variable frequency.

전류인가 포설전선(20)을 통해 가변적인 주파수를 갖는 측정전류가 측정전류 발생부(40)로부터 2개의 보조전극(11,12)을 통해 대지에 인가된다(710단계)The measurement current having a variable frequency through the current-applying wire 20 is applied from the measurement current generator 40 to the ground through the two auxiliary electrodes 11 and 12 (step 710).

상기 측정전류가 측정전류 검출부(51)에서 검출된다(720단계)The measurement current is detected by the measurement current detector 51 (step 720).

상기 전류인가 포설전선(20)에 수직으로 교차하는 전위검출 포설전선(30)으로부터 상기 인가된 측정전류에 의한 접지 전위가 전위상승 검출부(55)에서 측정된다(730단계).The potential rise detection unit 55 measures the ground potential due to the applied measurement current from the potential detection installation wire 30 perpendicularly intersecting the current application installation wire 20 (step 730).

상기 측정전류와 접지전위가 절연분리기(60)에서 절연 분리된다(740단계).The measured current and the ground potential are separated from the insulation separator 60 (step 740).

상기 절연분리된 상기 측정전류와 접지전위가 디지털 신호로 A/D 변환기(310)에서 변환된다(750단계).The isolated measurement current and ground potential are converted by the A / D converter 310 into digital signals (step 750).

상기 변환된 측정전류와 접지전위가 저역측 차단주파수와 고역측 차단주파수를 이용하여 필터부(320)에서 필터링되어 파형으로 출력된다(760단계).The converted measurement current and the ground potential are filtered by the filter unit 320 using the low cutoff frequency and the high cutoff frequency and output as a waveform (step 760).

상기 측정전류와 상기 접지전위의 위상차가 감산기(333)에서 검출된다(770단계).The phase difference between the measured current and the ground potential is detected by the subtractor 333 (step 770).

상기 접지전위 파형의 크기를 측정전류 파형의 크기로 나누어 구한 대지임피던스와 제1, 제3 보조전극(11),(13) 간의 거리를 이용하여 대지저항률이 대지고유임피던스계산기(336-2)에서 구해진다(780단계)The ground resistivity is calculated using the distance between the ground impedance and the first and third auxiliary electrodes 11 and 13 obtained by dividing the magnitude of the ground potential waveform by the magnitude of the measurement current waveform. Obtained (Step 780)

상기 위상차와 상기 대지저항률을 이용하여 대지저항과 대지 리액턴스가 대지저항/리액턴스계산기(337)에서 계산된다(790단계).Earth resistance and earth reactance are calculated by the earth resistance / reactance calculator 337 using the phase difference and the earth resistivity (step 790).

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 실제 대지의 등가회로의 용량 성분과 저항 성분 등이 결합된 대지고유임피던스를 측정하여 향후 시설될 접지시스템의 설 계 및 보완시의 중요한 기초 자료로써 이용될 수 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to measure the grounding high impedance combined with the capacitive component and the resistance component of the actual equivalent circuit, and can be used as an important basic data for designing and supplementing the grounding system to be installed in the future. .

본 발명에 따르면, 최대 10A의 큰 측정전류를 인가함으로써 도심지나 전력선 근처에서의 부유 노이즈에 의한 고유임피던스의 측정의 오차를 최소할 수 있다. 즉, 일반적인 대지저항률 측정장치는 수 십[mA]의 전류를 인가하므로 S/N비가 작아 측정오차를 유발하기 쉽다. 이에 반하여 본원발명에서 수 [A]의 인가전류는 전위상승의 명확한 파형으로 인하여 측정의 정확도가 향상된다.
According to the present invention, by applying a large measurement current of up to 10A, it is possible to minimize the error of the measurement of intrinsic impedance due to stray noise in a downtown area or near a power line. In other words, the general earth resistivity measuring device applies a current of several tens of mA, so the S / N ratio is small, which is likely to cause measurement error. In contrast, in the present invention, the applied current of several [A] improves the accuracy of the measurement due to the clear waveform of the potential rise.

종래의 측정법에서 일반적으로 사용하는 전류보조전극과 전위보조전극의 중첩루프에서 발생하는 자기결합(磁氣結合)에 의한 측정값의 오차를 감소시키기 위해서, 특정부위에서 직각방향으로 교차하는 루프를 적용함으로써 쇄교되는 자속의 일부를 상쇄시켜 고주파 측정시 크게 발생하는 오차를 상당부분 감소시킬 수 있다.
In order to reduce the error of the measured value due to the magnetic coupling generated in the overlapping loop of the current auxiliary electrode and the potential auxiliary electrode which are generally used in the conventional measuring method, a loop crossing at right angles at a specific portion is applied. As a result, a part of the magnetic flux to be bridged is canceled to significantly reduce a large error in high frequency measurement.

실제 대지의 등가 회로에는 기존에 알려져 있던 저항성분만이 아니라 용량성분도 포함(도 6d에서 리액턴스 성분은 바로 임피던스의 허수부로 용량성 및 유도성 성분을 나타내고 도 6b에서 위상그래프로 용량성 특성을 확인할 수 있다)한다. 또한 대규모의 접지시스템에서의 긴 접지도체에 의한 인덕턴스가 존재하고 있어 기존의 Wenner 4전극법 대지저항률에 기초한 접지시스템은 설계시 기대했던 안전성 및 특성을 감소시킬 수 있었는데 본 발명에 따라 측정된 대지 고유 임피던스에 근거해서 접지시스템을 설계함으로써 실제 운용 중에 발생하는 고주파수 성분에 대한 취약점에 대한 대책이 될 수 있다.In the equivalent circuit of the actual earth, not only the resistance component but also the capacitance component known in the art (the reactance component in FIG. 6D represents the capacitive and inductive components in the imaginary part of the impedance, and the capacitive characteristics can be confirmed by the phase graph in FIG. 6B). )do. In addition, the grounding system based on the existing Wenner four-electrode earth resistivity can reduce the safety and characteristics expected in the design due to the inductance caused by the long grounding conductor in the large-scale grounding system. By designing a grounding system based on the system, it can be a countermeasure against weaknesses in high frequency components that occur during actual operation.

본 발명을 이용하여 동절기의 동결이나 하절시의 우천과 같은 여러 대지 조건 변화에 따른 대지고유임피던스의 변화를 관찰함으로써 대지의 특성 파악 및 접지 시스템을 시설하기 전에 중요한 자료로써 이용될 수 있다.The present invention can be used as an important data before observing the characteristics of the earth and installing the grounding system by observing the change of the earth's inherent impedance according to various land condition changes such as winter freezing or rainy weather during the summer.

Claims (6)

주파수가 가변되는 측정전류를 발생하는 측정전류 발생부; 상기 측정전류를 대지에 인가하기 위한 제1,제2 보조전극; 상기 제1,제2 보조전극을 연결하는 전류인가 포설전선; 상기 전류인가 포설전선으로부터 측정전류를 검출하는 측정전류 검출부; 상기 제1, 제2 보조전극이 이루는 일직선 상 사이에 위치하며, 상기 측정전류에 의한 접지전위를 측정하기 위한 제3, 제4 보조전극; 상기 제3, 제4 보조전극에 직선으로 연결된 전위검출 포설전선; 상기 전위검출 포설전선으로부터 상기 인가된 측정전류에 의한 접지 전위를 측정하는 전위상승 검출부; 상기 측정전류 검출부와 전위상승 검출부에서 측정된 신호를 절연분리시키는 절연분리기; 상기 절연분리기를 통해 상기 측정전류 검출부와 전위상승 검출부에서 검출된 측정전류와 접지전위를 인가받아 대지임피던스를 구하는 대지고유임피던스 측정부;를 포함하되,A measurement current generator for generating a measurement current having a variable frequency; First and second auxiliary electrodes for applying the measurement current to the ground; A current-applying wire connecting the first and second auxiliary electrodes; A measurement current detector for detecting a measurement current from the current-applied laid wire; Third and fourth auxiliary electrodes positioned between straight lines formed by the first and second auxiliary electrodes and configured to measure the ground potential by the measurement current; A potential detecting installation wire connected to the third and fourth auxiliary electrodes in a straight line; A potential rise detection unit configured to measure a ground potential by the applied measurement current from the potential detection laid wire; An insulation separator which insulates the signal measured by the measurement current detector and the potential rise detector; A grounding impedance measurement unit configured to obtain a ground impedance by receiving the measurement current and ground potential detected by the measurement current detector and the potential rise detector through the insulation separator; 상기 전류인가 포설전선은 상기 제1, 제2 보조전극을 양 끝점으로 하여 니을(ㄹ)자 형태로 연결하고, 상기 제1, 제2 보조전극이 이루는 선에 평행한 위치의 전선 사이는 제1, 제3 보조전극 간의 거리만큼 떨어져 있으며, 상기 전위검출 포설전선의 중간 지점을 수직으로 교차하며 니을자 형태로 연결된 것을 특징으로 하는 가변주파수 전류를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치.The current-applied laid wire connects the needles in the shape of needles with the first and second auxiliary electrodes at both ends, and between the wires parallel to the line formed by the first and second auxiliary electrodes. And a distance between the third auxiliary electrodes and vertically intersecting an intermediate point of the potential detecting installation wire, and connected in a needle shape to form a ground intrinsic impedance measurement device using a variable frequency current. 제 1 항에 있어서, 상기 대지고유임피던스 측정부는 The method of claim 1, wherein the high impedance measurement unit 상기 대지임피던스와 상기 제1,제3 보조전극 간의 거리를 이용하여 구해지는 대지저항률로부터 대지 저항성분과 리액턴스 성분을 계산하는 대지저항/리액턴스계산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변주파수 전류를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치.A ground resistance / reactance calculator for calculating a ground resistance component and a reactance component from the ground resistivity obtained by using the distance between the ground impedance and the first and third auxiliary electrodes. Measuring device. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 측정전류 발생부는 The method of claim 1, wherein the measurement current generating unit 0.1A ~ 10A까지 가변되는 측정전류를 발생하는 인버터와 상기 측정전류의 주파수를 10Hz ~ 500kHz까지 가변하는 인버터 컨트롤러를 포함함을 특징으로 하는 가변주파수를 이용한 대지 고유 임피던스 측정 장치.Earth-specific impedance measurement apparatus using a variable frequency, characterized in that it comprises an inverter for generating a measuring current that varies from 0.1A to 10A and an inverter controller for varying the frequency of the measured current from 10Hz to 500kHz. 삭제delete 삭제delete
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