KR100740826B1 - 무정전 절연저항 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연저항 측정시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전하지 않은 무정전상태에서 저압전로(선로, 전선로, 케이블, 부하 포함)의 절연저항을 측정하는 한편, 실시간 원격감시를 위해 웹기반 상으로 절연상태를 감시할 수 있도록 하며, 나아가 보다 정밀한 측정을 위해 절연측정의 오차값을 줄이고, 입력저항의 측정범위를 크게 확대한 무정전 절연저항 측정시스템에 관한 것이다.
상기한 기능을 갖는 본 발명의 절연저항 측정시스템은 측정전압을 일점접지방식의 접지선에 공급하는 중첩용 변성기, 영상변류기를 포함하는 ZCT 신호입력부, 하나 이상의 절연측정 개소마다 절연상태를 감시하고 제어하기 위한 저잡음라인 인터페이스 회로부, 영상변류기로 검출한 부하절연 임피던스에 흐르는 주파수 성분의 전류에 대해 변압기의 접지선과 지면 사이로부터 받아들인 절연검출용 주파수의 전압에 의해저항성 전류성분 값을 추출하는 디스플레이부, 및 무정전 상태의 상기 중첩용 변성기로부터 기준전압을 발생시키는 기준전압 전원장치를 포함하여 구성된다.
무정전, 절연저항, 저압전로, 원격감시, 영상변류기, 열화

Description

무정전 절연저항 측정장치 {A DETECTION DEVICE OF INSULATION RESISTANCE FOR NON-INTERRUPTION OF ELECTRIC POWER AND HOT-LINE}
도 1은 본 발명의 절연저항 측정시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 기준전압 전원장치의 블록 다이어그램.
도 3은 Igr의 연산 플로우챠트.
도 4는 제어프로그램이 수행하는 주요 공정(Main Process)의 플로우챠트.
도 5는 본 발명의 절연저항 측정시스템에서 측정대상의 전압, 전류, 전력, 역률, 주파수, %THD 등의 수치가 표시된 메인화면.
도 6은 상기 도 5의 수치를 디스플레이하는 프로그램 모듈에 관한 흐름도
도 7은 본 발명의 일반전등 절연회로, 비상용회로 및 동력회로에 관한 절연상태가 표시된 사용자의 화면.
도 8은 트렌드 분석내용이 표시된 사용자의 화면.
도 9는 경보이력내용이 표시된 사용자의 화면.
도 10은 부저제어내용이 표시된 사용자의 화면.
도 11은 일보, 월보, 연보에 관한 보고서 내용이 표시된 사용자의 화면.
도 12는 통신설정모드의 내용이 표시된 사용자의 화면.
도 13은 누설전류에 관한 트렌드 내용이 표시된 사용자의 화면.
도 14는 트렌드 이력 로드 프로필을 표시하고 있는 트렌드 이력이 표시된 사용자의 화면.
도 15는 임베디드 웹서버의 프로세서 구성도.
도 16은 임베디드 웹서버의 프로세스 절차를 나타낸 흐름도.
도 17은 임베디드 웹서버의 오퍼레이팅 시퀀스에 관한 절차를 나타내는 흐름도.
도 18은 계측자료의 분석절차를 나타내는 흐름도.
도 19는 계측자료의 요구절차를 나타내는 흐름도.
도 20은 통신 프로세서를 초기화시키는 절차에 관한 흐름도.
도 21은 자료요청 이벤트의 순서를 나타내는 흐름도.
도 22는 자료수신 이벤트의 순서를 나타내는 흐름도.
도 23은 수신자료 분석의 순서를 나타내는 흐름도.
본 발명은 주택, 건물, 산업용 공장 등에 사용하는 수배전반 및 전기 시설물에 대한 절연저항의 감시에 있어서 측정하고자 하는 전기시스템을 정전시키지 않은 무정전 상태에서 실시하고, 나아가 웹 기반하에서 원격지에서 절연상태를 실시간으 로 감시할 수 있는 시스템을 제공함으로써 전기 공급의 신뢰성 확보 및 수시 점검에 의한 경비를 절감시키기 위한 무정전 절연 저항 측정시스템에 관한 것이다.
최근 산업사회의 고도성장과 더불어 전기의 사용량이 급격히 증가함에 따라 전기와 관련된 화재의 발생건수도 증가하고 있는데, 그 원인을 살펴보면 전기누전에 의한 것이 큰 비중을 차지하고 있다. 국내의 전기화재 및 감전사고는 해마다 많은 사상자와 경제적 손실을 초래하고 있고 이러한 재해는 사전에 예방이 될 수 있음에도 불구하고 국내의 경우 재해 예방에 대한 설치기준이 미흡하거나 감시기기의 오동작 및 불량사례가 증가하고 있는 실정이다.
전기화재 및 감전사고가 발생하는 주된 원인은 절연열화 등에 의해 예상치 못한 곳에서 발생하는 누전이며, 절연열화가 되지 않아도 전선에 접촉하고 그때 누전에 의해 전기화재 또는 접촉된 사람이 감전되어 화상을 입는 재해로 진전되는 사례가 상당분 차지하고 있다. 만약 절연저항의 절연상태를 정확하게, 그리고 시간의 단절없이 연속적으로 측정가능하다면 전기화재로 인한 사회적, 경제적 손실을 대폭 감소시킬 수 있다.
즉, 자가용 전기설비에서 가장 많이 발생하는 트러블은 저압회로의 누전에 기인하는 사고로서, 전기 화재나 감전 사고, 그리고 정전 범위의 확대 등으로 진행하기 때문에 조속한 누전 검출 및 경보를 통해 사전에 회로의 차단이 무엇보다도 중요하다. 그러나 이러한 누전검출을 위한 절연 저항의 측정은 정전상태, 즉 시스템의 전원을 off한 상태에서 수행하기 때문에 전기 계통 전체에서의 절연측정이 불 가능할 수도 있고, 정전으로 인해 컴퓨터 및 중요한 전자기기의 저장정보의 손실 등을 초래할 수도 있다. 즉 컴퓨터를 이용한 정보관리 시스템 등에 있어서는 시스템을 정전시키는 것이 불가능한 경우가 있기 때문에 무정전 상태에서 절연저항 측정을 수행할 수 없는 경우도 발생한다.
이와 같은 문제점으로 인해 무정전상태에서 누설전류를 상시감시하고, 저압전력설비 및 전력케이블의 절연열화를 조기에 체크하는 것이 가능하며, 이에 따라 정기점검에 소요되는 비용과 정전일수를 대폭 감소시킬 수 있는 절연상태 감시 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
따라서 본 발명에서는 측정대상이 되는 전기설비를 정전시키지 않고도 무정전상태에서 누설전류 및 절연상태를 측정할 수 있는 절연저항 측정시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 통신 인터페이스회로를 이용하여 웹기반하에서 실시간으로 절연상태의 원격감시가 가능하고 또한 임베디드 웹서버 기능을 이용하여 누전관련 데이터를 휴대전화 또는 인터넷으로 전송하는 네트워크기능을 포함하는 절연저항 측정시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 종전 ELD가 지닌 누전전류량(정전용량 성분이 포함된 전류)이 아닌 Igr(저항성분 접지전로)만을 검출하는 방식을 사용함으로써 보다 정확한 계측이 가능한 절연저항 측정시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 이하 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에 의하여 보다 명확해질 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절연저항 측정시스템은,
절연저항으로부터 전류신호를 측정하여 절연상태의 이상여부를 감지하는 영상변류기(ZCT), 상기 영상변류기가 감지한 전류신호에서 잡음을 제거하고 전류신호를 계산처리하기 위한 인터페이스를 제공하는 인터페이스 회로부, 상기 인터페이스 회로부로부터 수신한 전류신호에서 저항성(직류) 전류성분 값만을 추출하는 신호처리부, 및 상기 신호처리부가 저항성 전류성분을 추출할 수 있도록 상기 신호처리부에 변압기의 접지선과 대지간으로부터 받아들인 절연검출용 기준전압을 인가하는 기준전압 전원장치를 포함하여 구성된다.
또한 본 발명의 절연저항 측정시스템은, 웹기반 하에서 절연상태의 지속적인 감시를 위한 임베디드 웹서버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 임베디드 웹서버의 프로세스는 데이터 버퍼의 생성과 연산 프로세서의 기동, 통신, 계측 프로세스의 기동 및 UDP프로세서의 기동으로 이루어지는 출발프로세스(Start Process),
현장의 Call 신호를 수신한 계측 프로세서는 센서의 수량파악과 계측주기의 버퍼를 생성시키고 RS-485로부터의 Queue신호를 생성하며 상기 계측주기에 따라 Queue에 데이터를 전송하는 역할을 수행하는 계측 프로세스,
수신된 자료를 전력계측제어기 서버로 전송하고 수신된 자료에 따라 각 프로세서로 연동시키는 역할을 수행하며, TimeSend 버퍼생성과 전송시간에 따라 UDP 프로세서로 전송하는 연산프로세서 및
Queue에 들어온 자료를 RS-485에 전송하고 RS-485에 들어온 자료가 있으면 연산 프로세서로 전송하는 기능을 수행하는 통신 프로세서를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 임베디드 웹서버의 오퍼레이팅 시퀀스는 분석된 계측자료의 장애 상태를 검증하여 발생시 전문내용을 변경하고 우선 처리 한 후, 정기자료 송신시간을 검증하여 전문내용을 변경하고, 전문내용을 LOG파일에 저장하며, 해당 전문을 MESG-Q에 저장하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 절연저항 측정시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 절연저항 측정시스템의 전체 구성도이다. 도 1에서는 총 8개 채널을 감지할 수 있는 측정시스템이 예시되어 있다.
먼저, 영상변류기(ZCT)는 절연상태를 측정하기 위해 절연저항과 연결되어 전류신호를 감지한다. 누설전류 파라미터 항목을 측정하는데 있어 고조파 성분을 포함한 전류와 전압신호를 변환하는 변환기의 동작은 측정처리에 필수적이다. 이러한 변환기의 기능은 전력시스템에서 전류 또는 전압측정을 위해 직접적인 연결이 불가능한 환경에서 장비의 동작과 병행할 수 있는 수준으로 맞추는 것이다.
영상변류기가 감지한 전류신호는 인터페이스 회로부를 거쳐서 신호처리부로 입력된다. 인터페이스 회로부는 8채널의 절연측정 개소마다 절연상태를 감시 및 제어하기 위한 채널의 인터페이스 회로이다. 각 8채널마다 영상변류기(ZCT)입력에 대한 인터페이스를 제공할 뿐만 아니라 상용주파수(60Hz)의 ZCT 입력신호의 외부잡음을 제거하여 누설 절연데이터의 정확도를 높이기 위한 기능을 갖는다.
한편, 기준전압 전원장치 내에 포함된 중첩용 변성기는 절연검출용 기준전압을 생성한다. 이러한 기능을 수행하는 중첩용 변성기는 일차측에 수 회의 여자코일을 감고 창 내를 관통시킨 피절연 감시전로의 변압기 제2종 접지선이 1 TURN, 2차 도체로서 작용하고, 접지선에는 저주파의 전압이 유기된다. 여기에 접지선을 전원(절연 검출용)으로 하고, 전로의 대지간 절연 임피던스를 부하로 하는 절연감시의 회로가 구성된다. 기준전압 전원장치에 의해 생성된 기준전압은 신호처리부에 인가된다.
신호처리부의 구성 및 작동에 대해 살펴보면 다음과 같다. 디지털 신호처리회로는 크게 A/D 변환부와 마이크로프로세서, 그리고 디지털 필터로 구성된다. A/D 변환부는 전단의 신호전압과 기준전압을 개별적으로 디지털로 변환하고, 마이크로프로세서에 입력된다. 아날로그 신호를 디지털로 변환시켜주는 A/D변환부는 누설전류 계측시스템의 중요한 부분이라 할 수 있다. 이러한 A/D 변환을 수행하기 위해 사용되는 A/D변환부는 샘플링(Sampling), 양자화(Quantization), 그리고 부호화 (Coding)의 세 단계로 이루어진다.
즉, 영상 변류기로 검출한 부하절연 임피던스에 흐르는 절연 검출용 주파수 성분의 전류에 대해 변압기의 접지선(또는 중성선)과 대지 간으로부터 받아들인 절연검출용 주파수의 전압에 의해 유효분 검출회로에서 유효분 연산을 행한 저항성의 전류를 분리 추출하고, 출력전류환산회로에서는 추출한 저항성의 전류를 대상전로의 대지전압에 환산한 전류치(통과기준)또는 절연저항치로 변환하여 후단의 LED 디스플레이 등의 회로에 공급한다.
이 방식에서는 Io방식으로는 가능하지 않은 접지전위(중성선)상의 절연도 다른 대지전류를 가진 상과 동일 조건상태에서 절연검출이 가능하므로, 약간의 손실저항의 영향을 제거하면 직류절연저항계로 제2종 접지선으로부터 절연저항을 계측한 것과 동일 조건으로 되어 신뢰성이 높은 절연관리가 가능하게 된다.
기준전압 전원장치는 60Hz, 220V의 상태의 중첩용 변성기로부터 0.25V, 10Hz의 기준전압을 발생시키기 위한 회로로서, 과전압 검출회로, Schmidt Trigger, Active Filter, Counter, 기준전압펄스발생회로, Power Amplifier로 구분된다. 220V, 60Hz의 정현파신호입력을 받는 중첩용 변성기는 1차측에 수 회의 코일을 감고, 접지선을 1회 권수의 2차 도체로 하는 변압기로서, 접지선을 절연검출을 위한 전원 측으로 하고, 전로와 대지간의 절연 임피던스를 부하로 하는 절연감시회로로 구성된다.
한편 본 발명의 절연저항 측정시스템의 바람직한 연산제어 소프트웨어로는 다음과 같은 것을 채택할 수 있다.
1)Igr 연산 알고리즘
ZCT로 검출한 부하 임피던스에 흐르는 절연 검출용 주파수 성분의 누설전류에 대해서, 변압기 접지선과 대지 간으로부터 받아들인 전로와 대지 간에 가한 절연 검출용 주파수 성분의 기준전압에 의해 저항성의 실효치 전류 Igr을 분리 추출하고, 절연저항 값을 구하였다.
입력신호를 벡터 연산하는 경우 기준전압, 기준위상에 대한 기준신호가 요구된다. 기준신호(Ref)는 상용전원으로부터 전압, 위상을 정확하게 조정한 것으로서, 상용전원은 통상 저차수의 기수고조파가 1~2[%]함유되어 있기 때문에 DSP에 의해서 DFT처리를 하여 기본 상용주파수의 성분만을 산출한다.
기본 상용주파수의 스펙트럼 값은 식 (2)와 같다.
Figure 112004035025867-pat00001
여기서
N : 샘플링 수
n : 정수
T : 피 측정파(상용주파수)의 주기
X 1 : 기본 상용주파수의 스펙트럼
X k : 샘플링 k번째의 순시 값
계속해서 X 1 으로부터 90도 앞선 스펙트럼을 X 2 로 하면
Figure 112004035025867-pat00002
이것은 식(3)과 같이 변환할 수 있다.
Figure 112004035025867-pat00003
유효분 DFT스펙트럼으로부터 무효분의 동일한 스펙트럼으로 변환하는 것은 (2)식의 cos, sin항을 (3)식처럼 -sin, cos로 하여 치환하여 알고리즘을 구현하였다. 기준 신호 Ref의 기본파 스펙트럼 및 90° 앞선 스펙트럼은 직접 (2) 및 (3)식에 의해 산출할 수 있다. 이것을 X1ref 및 X2ref로 나타낸다. 이것에 의해 대지 누설전류의 유효분 Igr, 무효분 Ix는 (4), (5)식으로 표현할 수 있다.
Figure 112004035025867-pat00004
Figure 112004035025867-pat00005
도 3은 Igr의 연산 플로우챠트이다.
2)제어 프로그램
도 4는 제어프로그램이 수행하는 주요 공정(Main Process)의 플로우챠트이다. 무정전 절연 계측장치의 펌웨어(Firmware) 제어 알고리즘은 도 4에서 보는 것과 같이 크게 설정모드부와 경보처리부, 그리고 디스플레이부로 구분한다. 주요 공정(Main Process)으로는, 설정모드(설정키 입력), 교정모드(교정키 입력), 경보처리, 디스플레이(누설전류, 절연저항) 등이 있다.
3)사용자 인터페이스 및 통신 인터페이스
사용자 인터페이스 시스템의 주된 목적은 신호처리를 위한 Main Unit에 의해 처리된 데이터를 입력받아 사용자에게 그래픽 정보를 제공하는 컴퓨터 시스템으로서, 사용자에게 스크린 디스플레이나 또는 하드 카피 형태로 측정된 데이터에 접근할 수 있게 하는데 그 목적이 있다. 그것은 사용자가 Igr계측 시스템을 현장에서 또는 원격에서 장치를 제어하고 감시할 수 있도록 해준다.
Igr 계측시스템의 MMI(Man Machine Interface) 운용 프로그램은 웹 기반에서 원격으로 사용자와 하드웨어 사이의 인터페이스를 제공할 수 있도록 디자인하였다. GUI 프로그램의 주된 기능으로서 어떤 임무를 수행하는 데 있어 사용자에게 친숙한 방법을 제공해 주기 위한 사용자 인터페이스와 명령 해석 및 수행을 담당하는 부분으로 나누어 설계하였다.
현장 또는 원격에서 사용자의 명령 또는 지시가 사용자 인터페이스를 경유하여 제시되고 명령 해석기는 이를 해석한다. 해석된 명령은 수행해야 할 내용을 운용프로그램에 전달하고 운용프로그램은 명령을 실행하고, 필요할 경우, 메모리로부 터 필요한 정보를 가져오는 구조로 설계하였다.
Igr누설 계측시스템 운용 프로그램은 제어와 set-up 명령 뿐 만 아니라 하드웨어 장치로부터 취득한 데이터를 전송, 제어, set-up 명령, 그리고 처리된 데이터를 수신할 수 있는 MMI기능을 갖추도록 구현하였다. 또한 MMI프로그램은 다른 하드웨어 장치나 다른 컴퓨터 동작 시스템에 필요한 형태의 필요한 데이터로 변환을 수행할 수 있도록 설계하였다.
또한 웹 브라우저(Web Browser)를 이용하여 설치장소에 구애받지 않고 원격에서 제어가 가능하도록 MMI(Man Machine Interface)를 개발하고, 누설전류, 전압, 전력 등의 계측 값이 누설 Data Logger를 통해 수집되도록 시스템을 구성하였다. 구체적으로 살펴보면 일보, 월보, 년보 등의 절연 저항 측정일지 출력, 경보출력 및 E-mail의 경보 메시지 전송, 기간별 통계분석 자료 출력, 절연상태 변화이력관리 출력, RS-485 인터페이스, TCP/IP 프로토콜 변환 회로 개발이 가능하도록 구성한다.
4)화면구성의 실시예
한편, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 절연저항 측정시스템의 바람직한 사용자 MMI(Man Machine Interface)의 화면 구성 실시예를 설명하면 다음과 같다.
첫째, Main 화면으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 측정대상의 전압, 전류, 전력, 역률, 주파수, 불평형률, %THD, Igr 등의 수치를 표시한다.
MMI Main 화면에 전압, 전류, 전력, 역률, 주파수, %THD 등을 디스플레이 하는 프로그램 모듈에 관한 흐름도가 도 6에 도시되어 있는데, 통신을 처리하는 모듈 (Communication Manager Process), 데이터를 처리하는 모듈(Data Manager Process), 이벤트를 처리하는 모듈(Event Manager Process), 그래픽사용자 인터페이스를 처리하는 모듈(Graphical User Interface Manager Process), 데이터베이스를 처리하는 모듈(DB Manager Process), 보고서를 처리하는 모듈(Report Manager Process)로서 총 6개의 서브 모듈로 구성할 수 있다.
두번째 화면은 절연상태 화면으로서, 도 7에 도시된 바와 같이 8개의 채널이 표시되어 있으며, 일반전등 절연회로, 비상용회로 및 동력회로에 관한 절연상태를 알 수 있도록 구성한다.
세번째로서 트렌드 분석화면은 도 8에 도시되어 있고, 도 9는 경보이력화면, 도 10은 부저제어화면, 도 11은 일보, 월보, 연보에 관한 보고서화면, 도 12는 통신설정모드를 표시하는 통신설정화면, 도 13는 누설전류에 관한 트렌드 표시화면, 도 14는 트렌드 이력 로드 프로필을 표시하고 있는 트렌드 이력화면에 관한 도면이다.
5) 임베디드 웹서버의 구성
원격감시를 위한 임베디드 웹서버(Embedded Web Server)의 이벤트가 발생했을 때 프로세스 구성은 크게 나누어 통신 프로세서, 계측 프로세서, 연산 프로세서, 그리고 스타트 프로세서로 구분한다. 도 15는 임베디드 웹서버의 프로세서 구성도이다. 구체적인 프로세스 절차를 살펴보면 다음과 같다.
우선 프로세스를 진행하기 위하여 내장된 각종 버퍼구조를 초기화시키고, RS-485통신을 경유하여 Queue의 전송주기에 따라 계측자료를 분석 및 연산함으로써 KEN서버로 데이터를 전송한다. 도 16은 서버의 프로세스 절차를 나타낸다.
ㄱ. Start프로세스
임베디드 웹서버의 초기실행은 데이터 버퍼의 생성과 연산 프로세서의 기동, 통신 및 계측 프로세서의 기동, 그리고 UDP프로세서의 기동으로 이루어진다
ㄴ. 계측 프로세스
현장의 Call 신호를 수신한 계측 프로세서는 센서의 수량파악과 계측주기의 버퍼를 생성시키고 RS-485로부터의 Queue신호를 생성한다. 이 계측주기에 따라 Queue에 데이터를 전송하는 역할을 수행한다.
ㄷ. 연산프로세서
수신된 자료를 전력계측제어기 서버로 전송하고 수신된 자료에 따라 각 프로세서로 연동시키는 역할을 수행하며, TimeSend 버퍼생성과 전송시간에 따라 UDP 프로세서로 전송한다.
ㄹ. 통신 프로세서
Queue에 들어온 자료를 RS-485에 전송하고 RS-485에 들어온 자료가 있으면 연산 프로세서로 전송하는 기능을 수행한다.
6)임베디드 웹서버의 오퍼레이팅 시퀀스
설정된 정보를 검증한 후 스케줄을 작성하여 처리하고 각 계측기기의 통신상태를 점검한다. 상태가 비정상이며 전문을 작성한 후 MESG-Q에 저장한다. 계속해서 각 계측기기의 자료요구전문을 MESG-Q에 저장하여 설정된 정보를 주기적으로 처리한다. 도 17은 임베디드 웹서버의 오퍼레이팅 시퀀스에 관한 절차를 나타내는 흐름도이고, 도 18은 계측자료의 분석절차를 나타내는 흐름도이다.
분석된 계측자료는, 장애 상태를 검증하여 발생시 전문내용을 변경하고 우선 처리 한 후, 정기자료 송신시간을 검증하여 전문내용을 변경하고, 전문내용을 LOG파일에 저장하며, 해당 전문을 MESG-Q에 저장한다.
도 19는 계측자료의 요구절차를 나타내는 흐름도이다. 구체적인 요구절차를 살펴보면 다음과 같다. 즉, MESG-Q의 전문을 읽고 해당 계측기기에서 처리가 필요할 경우 자료를 요구하고, 저장소에 자료를 요구시 해당 자료를 검증한다. 그 다음 전문내용을 LOG파일에 저장하고, 해당전문을 MESG-Q에 저장한다.
도 20은 통신 프로세서를 초기화시키는 절차에 관한 흐름도이고, 도 21은 자료요청이벤트의 순서를 나타내는 흐름도이고, 도 22는 자료수신 이벤트의 순서를 나타내는 흐름도이고, 도 23은 수신자료 분석의 순서를 나타내는 흐름도이다.
이상 살펴본 바와 같이, 기존의 기술이 Off Line 상태에서 대지 정전 용량을 포함하는 영상 전류 방식의 절연 저항을 측정하는 반면, 본 기술은 기본적으로는 부하 Line에 흐르는 누설 전류를 샘플링 하여 얻어진 계측값을 기초로 절연 저항에 흐르는 대지 절연저항 전류 Igr을 구한다. 이와 같이 본 시스템은 웹 기반에서 원격 감시/제어를 가능케 한 것으로 Line을 Off시키지 않고 절연 저항을 구한다. 이 때 얻어진 절연저항, 선전류, 각 상별 전압을 Local 계기에서 Display하고 통신 출력을 통해 원격지에서 측정시 제어를 수행한다. 이러한 기술적 기반은 Igr방식을 채용, 기존의 Io방식의 결점인 누설 전류의 크기인 스칼라량 검출로 인한 정전 용량, 잡음, 그리고 손실 오차와 부동작 요인에 관한 한계를 Igr방식의 채용으로 극복할 수 있어 절연 저항 측정에 대한 신뢰성과 안전성을 도모할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명이 절연저항 측정시스템은 주택, 공장, 건물 등의 전기 시설물에 대한 절연 열화의 경향을 파악하여 전기 공급의 신뢰성 확보 뿐만 아니라 수시 점검에 의한 경비를 대폭적으로 절감시킬 수 있는 이점을 갖는다.
또한 본 발명의 절연저항 측정시스템은, 측정대상이 되는 전기설비를 정전시키지 않고도 상태에서 누설전류 및 절연상태를 측정하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 통신 인터페이스회로를 이용하여 웹기반하에서 실시간으로 절연상태의 원격감시가 가능하고 또한 임베디드 웹서버 기능을 이용하여 누전관련 데이터를 휴대전화 또는 인터넷으로 전송하는 것이 가능하며, 또한 종전 ELD가 지닌 누전전류량(정전용량 성분에 의한 전류 포함)이 아닌 Igr(저항성분 접지전로)만을 검출하는 방식을 사용함으로써 보다 정확한 계측이 가능하다.

Claims (8)

  1. 전기설비의 절연상태를 감시하기 위한 절연저항 측정시스템에 있어서,
    절연저항으로부터 전류신호를 측정하여 절연상태의 이상여부를 감지하는 영상변류기(ZCT),
    상기 영상변류기가 감지한 전류신호에서 잡음을 제거하고 전류신호를 계산처리하기 위한 인터페이스를 제공하는 인터페이스 회로부,
    상기 인터페이스 회로부로부터 수신한 전류신호에서 저항성(직류) 전류성분 값만을 추출하는 신호처리부, 및
    상기 신호처리부가 저항성 전류성분을 추출할 수 있도록 상기 신호처리부에 변압기의 접지선과 대지간으로부터 받아들인 절연검출용 기준전압을 인가하며, 절연검출용 기준전압을 생성하기 위한 중첩용 변성기, 저잡음라인 앰프, 저역통과필터 및 버퍼앰프를 포함하여 구성되는 기준전압 전원장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 무정전 절연저항 측정시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인터페이스 회로부는 저잡음라인 앰프, 저역통과필터 및 버퍼앰프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 무정전 절연저항 측정시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 절연검출용 기준전압의 전압값은 약 0.25V이고 주파수는 약 10Hz 인 것을 특징으로 하는, 무정전 절연저항 측정시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 중첩용 변성기는 접지선을 절연검출을 위한 전원측으로 하고 전로와 대지간의 절연임피던스를 부하로 하는 절연감시회로를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 무정전 절연저항 측정시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 웹기반 하에서 절연상태의 지속적인 감시를 위한 임베디드 웹서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무정전 절연저항 측정시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 임베디드 웹서버는 데이터 버퍼의 생성과 연산 프로세서의 기동, 통신, 계측 프로세스의 기동 및 UDP프로세서의 기동으로 이루어지는 출발프로세스(Start Process);
    현장의 요청(Call)신호를 수신하여 센서의 수량파악과 계측주기의 버퍼를 생성시키고 통신모듈(RS-485)로부터의 Queue신호를 생성하며 상기 계측주기에 따라 Queue에 데이터를 전송하는 역할을 수행하는 계측 프로세스;
    수신된 자료를 전력계측제어기 서버로 전송하고 수신된 자료에 따라 각 프로세서로 연동시키는 역할을 수행하며, TimeSend 버퍼생성과 전송시간에 따라 UDP 프로세서로 전송하는 연산프로세스; 및
    Queue에 들어온 자료를 RS-485에 전송하고 RS-485에 들어온 자료가 있으면 연산 프로세서로 전송하는 기능을 수행하는 통신 프로세스를 거치는 방식으로 작동되는 것을 특징으로 하는, 무정전 절연저항 측정시스템.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서 상기 임베디드 웹서버는, 분석된 계측자료의 장애 상태를 검증하여 발생시 전문내용을 변경하고 우선 처리 한 후, 정기자료 송신시간을 검증하여 전문내용을 변경하고, 전문내용을 LOG파일에 저장하며, 해당 전문을 MESG-Q에 저장하는 오퍼레이팅 시퀀스를 갖는 것을 특징으로 하는, 무정전 절연저항 측정시스템.
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