KR100679988B1

KR100679988B1 - 접지시스템 감시장치

Info

Publication number: KR100679988B1
Application number: KR1020000054482A
Authority: KR
Inventors: 수어 창 양
Original assignee: 수어 창 양
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-16
Publication date: 2007-02-08
Also published as: GB2356500A; DE10045439A1; GB2356500B; CN100473993C; JP3408235B2; KR20010067185A; JP2002107391A; CN2408466Y; CN1246616A; GB0022732D0

Abstract

접지시스템 감시장치는 지상 버스선과 지하 접지로드 또는 접지망의 접지상태를 감시하도록 되어 있으며, 복수개의 감시유닛들과 호스트컴퓨터를 포함한다. 각 감시유닛은 전력 플랜트를, 원하는 DC 작동 전원장치로 전환하도록 되어 있는 AC 전원장치, 감시하에 접지시스템의 접지상태를 검출하는 선검출(pre-detection)회로 및 버퍼회로, 선검출회로로부터의 검출결과를 디스플레이 하는 디스플레이, 설정 접지제어 목표값을 입력하는 입력장치, 설정 접지제어 목표값을 검출결과와 비교하는 비교기, 경보, 비교기에 의해 제어되며 접지상태의 이상 시에 경보를 구동시키는 구동회로, 및 검출결과를 원격 호스트컴퓨터에 공급하는 통신회로를 포함한다.

Description

접지시스템 감시장치{GROUNDING SYSTEM MONITOR}

도 1은 본 발명에 따른 접지시스템 감시장치의 감시유닛의 시스템 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 상기 접지시스템 감시장치의 시스템 블록도이다.

도 3은 본 발명의 응용도로, 연료트럭에 설치된 감시유닛을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 다른 응용도로, 선박에 설치된 감시유닛을 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 감시유닛 200 호스트컴퓨터

10 AC 전원장치 20 선검출회로

30 버퍼회로 40 디스플레이

50 비교기 60 입력장치

70 구동회로 80 경보

90 통신회로 A 발전소

A1 접지선 11 접지단자

A2, A4 접지로드 A3 접지 버스선

51, 52 입력단 53 출력단

본 발명은 접지시스템 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 멀리 떨어진 위치로부터 여러 개의 검출지점의 접지상태를 감시하는데 사용하기에 실용적인 접지시스템 감시장치에 관한 것이다.

접지공학은 IC 제조, 정밀한 회로장치, 및 접지를 필요로 하는 공항의 항공기 또는 가스스테이션의 연료트럭에 집중적으로 사용된다. IC, 전자부품, 워커(worker), 항공기, 폭발연료 수송차량, 및 정전기에 민감한 그 밖의 장치들은 IC, 전자부품, 워커, 항공기, 차량 및 장치들의 작동을 안전하게 하도록 정전기 캐리어로부터의 정전기를 접지에 접속시키는 접지시스템을 필요로 한다. 접지시스템의 특성은 중요하다. 그리고, 작업 중 접지시스템의 접지상태를 감시하는 것은 중요하다. 종래의 방법에 따라, 접지시스템의 접지상태를 감시하는 일은 노동, 즉, 엔지니어가 지상의 버스선과 접지시스템의 접지로드 사이의 접지 임피던스를 주기적으로 혹은 비주기적으로 측정하는 것에 의해 이루어진다. 이런 식으로 측정된 임피던스는 실제 접지 임피던스가 아니다. 사실, 실제 접지 임피던스는 추상적으로 물리적 용량이고, 접지전류의 접속 시에 이것은 원격 영전위에 대한 접지로드 또는 망의 특정 값이 된다. 요컨대, 실제 접지 임피던스는 접지선과 접지로드 또는 망의 임피던스의 조합이지만, 버스선과 접지로드 사이의 접속으로부터 측정된 값을 의미하는 것은 아니다. 종래의 접지 측정방법들로는 지하에서 접지로드/망의 부패상태 및 접지로드와 회로 사이의 접속상태를 효과적으로 검출할 수 없다. 또한, 종래의 접지 임피던스 측정방법들에 따르면, 측정된 값과 비교하기 위한 어떠한 표준접지값(기준값)도 제공되지 않으며, 엔지니어는 정확하게 즉시 판단할 수 없다. 접지로드가 부패한 경우에, 또는 접지로드와 버스선과의 접속이 차단된 경우에, 엔지니어는 그 상태를 신속히 알아차릴 수 없고, IC 제조라인에 잘못된 접지가 발생할 수 있다. 만일 공항이나 가스스테이션의 접지시스템이 정확하게 감시될 수 없다면, 사고가 발생할 수 있다. 또한, 공항이나 가스스테이션에서 사용되는 접지시스템은 다수의 검출지점을 갖는다. 그 검출지점들을 측정하는 데에는 많은 노동과 장비가 필요하다. 모든 검출지점을 동시에 감시하는 것도 어렵다.

본 발명은 이러한 사정을 고려하여 완성되었다. 본 발명의 제1 목적은 접지시스템 감시장치를 제공하는 것으로, 이 장치는 전력 플랜트(electric power plant)의 접지선의 표준접지의 영향을 받는(subject to) 감시 하에 정전 접지시스템의 접지 버스선과 접지로드의 접지상태를 감시하여, 접지상태에 이상이 나타나면 자동적으로 경보신호를 제공한다. 본 발명의 다른 목적은 접지시스템 감시장치를 제공하는 것으로, 이 장치는 다른 적용, 예를 들면, 피뢰침, 반도체 제조설비의 정전접지, 의료시스템의 접지, 통신시스템의 접지, 석유화학장비의 접지 등에서 사용자가 다른 접지제어 목표치를 설정할 수 있게 하여 지하 접지시스템의 접지상태뿐만 아니라 지상 접지시스템들의 접지상태를 정확하게 감시한다. 본 발명의 또 다른 목적은 접지시스템 감시장치를 제공하는 것으로, 이 장치는 유선 원격 호스트컴퓨터나 무선 휴대용 컴퓨터에 검출결과를 제공하기 위한 통신시스템을 갖추고 있어, 담당자가 멀리 떨어진 장소로부터 접지시스템의 접지상태를 관찰, 조사 및 기록할 수 있게 한다. 본 발명의 상기 및 그 밖의 목적을 이루기 위해, 접지시스템 감시장치가 제공되는데, 이 장치는 호스트컴퓨터와, 그 호스트컴퓨터에 개별적으로 접속되어, 할당된 감시지점의 접지상태를 검출하도록 되어 있는 복수개의 접지감시유닛으로 구성된다. 각 접지감시유닛은 전력 플랜트를, 원하는 DC 작동 전원장치로 전환하여, DC 작동 전원장치의 접지단자에 전력 플랜트의 한 접지선을 접속하도록 되어 있는 AC 전원장치; 할당된 감시지점들 중 하나의 접지로드와 접지 버스선에 접속되어 DC 작동 전원장치의 표준접지를 기초로 접지로드와 접지 버스선의 접지상태를 검출하고, 접지로드와 접지 버스선의 접지상태를 표시하는 전기신호를 출력하는 선검출회로; 선검출회로로부터 출력된 전기신호를 완충, 증폭 및 출력하고, 접지로드와 접지 버스선의 접지 임피던스의 값을 표시하는 출력신호를 출력하는 버퍼회로; 버퍼회로의 출력신호를 디스플레이 하는 디스플레이수단; 설정 접지제어 목표값을 입력하는 입력장치; 설정 접지제어 목표값을 버퍼회로의 출력신호의 값과 비교하여, 그 비교결과에 상응하는 신호를 출력하는 비교기; 경보신호를 제공하는 경보수단; 비교기의 출력신호에 의해 제어되며 버퍼회로의 출력신호의 값이 설정 접지제어 목표값을 능가할 때 경보수단을 구동시키는 구동수단; 및 버퍼회로의 출력신호를 수신하여, 그 수신신호를 케이블을 통해 원격 호스트컴퓨터에 출력하는 통신회로를 포함한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 접지시스템 감시장치는 복수개의 감시유닛(100)을 포함한다. 각 감시유닛(100)은 AC 전원장치(10), 선검출회로(20), 버퍼회로(30), 디스플레이(40), 비교기(50), 입력장치(60), 구동회로(70), 경보(80), 및 통신회로(90)를 포함한다.

AC 전원장치(10)는 전력 플랜트(A)를 DC 작동 전원장치로 전환하고, 전력 플랜트(A)의 한 접지선(A1)을 DC 작동 전원장치의 접지단자(11)에 접속시킨다. 그러므로, AC 전원장치(10)는 정상적인 작동 및 접지상태 감시를 위해 각각의 감시유닛(100)에 필요한 DC 작동 전원장치와 표준접지를 제공한다.

선검출회로(20)는 검출될 접지로드(A2)와 접지 버스선(A3)에 접속된다. 접지로드(A2)와 접지 버스선(A3)은 IC 제조라인의 접지 리스트 스트랩(wrist strap), 가스스테이션의 연료트럭이나 공항의 항공기의 접지 쉘(shell)용으로 제공된다. 검출될 접지로드(A2)는 접지를 통해 전력 플랜트(A)의 접지선(A1) 끝의 접지로드(A4)에 접속되어, 전기루프를 형성한다. 선검출회로(20)는 AC 전원장치(10)의 접지단자(11)를 검출하여, 접지로드(A2)와 접지 버스선(A3)의 접지상태를 판정하는데, 다시 말하면, 선검출회로(20)는 접지로드(A2)와 접지 버스선(A3)의 표준접지(접지단말(11))의 접지 임피던스 값 또는 그에 상당하는 파라미터를 전기신호나 데이터로 변환한다.

버퍼회로(30)는 선검출회로(20)로부터 접지로드(A2)와 접지 버스선(A3)의 접지상태를 표시하는 전기신호 또는 데이터를 수신, 완충, 및 증폭한다.

디스플레이(40)는 버퍼회로(30)로부터 취득한 전기신호 또는 데이터를 디스플레이 하는 여러 가지 출력장치들 중 어떤 것이라도 가능하다. 출력내용은 접지 임피던스나 접지상태를 표시하는 그 밖의 어떤 파라미터도 될 수 있다.

비교기(50)는 접지상태를 표시하는 전기신호나 데이터를 수신하는 버퍼회로(30)의 출력단에 접속되는 제1 입력단(51)과, 원하는 접지제어 목표값에 해당하는 사용자에 의해 설정된 전기신호나 데이터를 수신하는 입력장치(60)에 접속되는 제2 입력단(52)을 갖는다. 설정값은 디스플레이를 위해 디스플레이(40)에 곧바로 출력되는데, 다시 말하면, 디스플레이(40)는 감시된 접지상태와 설정 접지제어 목표값을 디스플레이 하도록 개폐될 수 있다. 설정 접지제어 목표값은 비교기(50)에서 접지로드(A2)와 접지 버스선(A3)의 접지상태를 표시하는 전기신호 또는 데이터와 비교되고, 그 비교결과는 비교기(50)의 한 출력단(53)을 통해 출력된다.

구동회로(70)는 비교기(50) 출력단(53)의 출력을 수신하고, 그 출력의 상태에 영향을 받아 경보(80)를 구동시키는데, 즉, 구동회로(70)는, 비교기(50)의 제1 입력단(51)을 통해 접지로드(A2)와 접지 버스선(A3)으로부터 취득된 전기신호 또는 데이터의 값이 비교기(50)의 제2 입력단(52)으로부터 취득된 설정 접지제어 목표값을 능가하는 경우, 경보(80)가 구동되도록 한다. 이에 반하여, 구동회로(70)는 설정 접지제어 목표값이 접지로드(A2)와 접지 버스선(A3)으로부터 취득된 전기신호 또는 데이터의 값을 능가한다면 어떠한 작업도 하지 않는다.

통신회로(90)는 예를 들면, 표준 RS-242 통신 인터페이스 또는 USB(범용 직렬버스) 등과 같이 접지상태를 표시하는 전기신호 또는 데이터를 수신하는 버퍼회로(30)의 출력단에 입력단을 접속시키고, 호스트컴퓨터(200)에 출력단을 접속시켜, 호스트컴퓨터(200)가 멀리 떨어진 위치로부터 현장 정전 접지상태(job site static grounding status)를 감시할 수 있게 하는 어떠한 통신회로구조도 가능하다(도 2 참조).

도 2를 참조하면, 감시유닛(100)들은 IC 제조라인의 접지시스템의 말단, 또는 가스스테이션, 가솔린영업소, 공항의 에이프런 또는 정비센터의 감시지점들에 각각 설치될 수 있고, 호스트컴퓨터(200)는 IC 제조라인의 제어센터, 가스스테이션의 사무소 또는 본부, 공항의 제어센터 또는 정비센터에 설치될 수 있다. 모든 현장의 정전 접지상태 또는 데이터는 제어센터 또는 본부의 호스트컴퓨터(200)에 각각 귀환되어 원격 접지상태 감시가 이루어진다. 이 원격 접지상태 감시 설계는 보다 적은 노동과 장비를 필요로 한다. 노트북컴퓨터가 사용되고 통신회로(90)에 접속되어 통신에 의해 모든 감시유닛(100)으로부터 감시데이터를 취득할 수 있다. 모든 감시유닛(100)은 접지 이상기록 및 경고기능을 갖기 때문에, 어느 감시유닛(100)이건 접지이상이 발생하면 담당자에게 알리기 위해 경고신호가 발생되고, 담당자는 짧은 시간 내에 문제점을 제거하기 위해 필요한 절차를 밟을 수 있다.

도 3은 연료트럭(B)의 접지상태를 감시하는데 사용되는 감시유닛(100)을 도시한다. 연료트럭(B) 본체의 외부케이싱은 접지케이블(1B)을 통해 금속 랙(D)과 금속 연료파이프(C)의 외부쉘에 접속되어, 접지루프를 형성한다. 금속 랙(D)은 지하 접지단자(G')에 접속된다. 전술한 접지로드(A2)와 버스선(A3)의 효과와 유사하게, 금속 연료파이프(C)와 금속 랙(D)은 연료트럭(B)의 금속 쉘을 접지에 양의 접촉으로 유지시켜, 정전 전기의 존재로 인한 폭발사고를 방지한다. 감시유닛(100)은 금속 연료파이프(C), 금속 랙(D) 및 연료트럭(B)의 연료탱크(B')의 접지루프의 상태를 감시한다. 접지신호는 지하 접지단자(G')(전술한 접지로드(A2)와 동등)로부터 금속 랙(D), 접지케이블(1B), 연료트럭(B) 본체의 외부쉘 및 연료트럭(B)의 연료탱크(B')를 통해 감시유닛(100)의 선검출회로(20)에 전송되어, 감시유닛(100)이 지하 접지단자(G')의 접지상태를 감시할 수 있게 한다.

도 4는 선박의 접지상태를 감시하는데 사용되는 감시유닛(100)을 도시한다. 금속 연료송출 육상파이프(C')는 접지케이블(E)을 통해 접지단자(F)에 접속되어, 선박의 금속 연료파이프(D')에 결합되고, 선박의 금속 연료파이프(D')은 감시유닛(100)의 선검출회로(20)에 접속되어, 감시유닛(100)이 선박 본체(H)와 접지단자(F) 사이의 접지상태를 감시할 수 있게 하여, 부식이나 그 밖의 문제점들로 인한 어떠한 접지 실패나 잘못된 접지도 즉시 발견될 수 있다.

도면들은 실례의 목적일 뿐이지, 개시한 발명의 한계 및 범위의 정의로서 사용하고자 하는 것이 아니다.

상기에 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 접지시스템 감시장치를 제공함으로써 접지상태의 이상을 신속히 발견할 수 있고, 보다 적은 노동과 장비로 접지상태를 감시할 수 있다.

Claims

호스트컴퓨터와, 상기 호스트컴퓨터에 개별적으로 접속되어 할당된 감시지점들의 접지상태를 검출하도록 되어 있는 복수개의 접지감시유닛들을 포함하는 접지시스템 감시장치에 있어서, 상기 접지감시유닛 각각은,

전력 플랜트를, 원하는 DC 작동 전원장치로 전환하여, 상기 DC 작동 전원장치의 접지단자에 전력 플랜트의 한 접지선을 접속하도록 되어 있는 AC 전원장치;

상기 할당된 감시지점들 중 하나의 접지로드와 접지 버스선에 접속되어 상기 DC 작동 전원장치의 표준접지를 기초로 상기 접지로드와 상기 접지 버스선의 접지상태를 검출하고, 상기 접지로드와 상기 접지 버스선의 접지상태를 표시하는 전기신호를 출력하는 선검출(pre-detection)회로;

상기 선검출회로로부터 출력된 상기 전기신호를 완충, 증폭 및 출력하고, 상기 접지로드와 상기 접지 버스선의 접지 임피던스의 값을 표시하는 출력신호를 출력하는 버퍼회로;

상기 버퍼회로의 상기 출력신호를 디스플레이 하는 디스플레이수단;

설정 접지제어 목표값을 입력하기 위한 입력장치;

상기 설정 접지제어 목표값을 상기 버퍼회로의 상기 출력신호의 값과 비교하여, 그 비교결과에 상응하는 신호를 출력하는 비교기;

경보신호를 제공하는 경보수단;

상기 비교기의 상기 출력신호에 의해 제어되며 상기 버퍼회로의 상기 출력신호의 값이 상기 설정 접지제어 목표값을 능가할 때 상기 경보수단을 구동시키는 구동수단; 및

상기 버퍼회로의 상기 출력신호를 수신하여, 그 수신신호를 원격 호스트컴퓨터에 출력하는 통신회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 접지시스템 감시장치.
제1항에 있어서,

상기 디스플레이수단은, 상기 버퍼회로의 상기 출력신호와 상기 설정 접지제어 목표값 사이에서 디스플레이하도록 개폐될 수 있는 것을 특징으로 하는 접지시스템 감시장치.
제1항에 있어서,

상기 디스플레이수단은 상기 버퍼회로의 상기 출력신호를 임피던스 값의 형태로 디스플레이 하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 접지시스템 감시장치.
제1항에 있어서,

상기 통신회로는 RS-242 인터페이스인 것을 특징으로 하는 접지시스템 감시장치.
제1항에 있어서,

상기 통신회로는 USB(범용 직렬버스)인 것을 특징으로 하는 접지시스템 감시 장치.