KR100817891B1 - The Insulation Detecting Methods, Insulation Detecting System and Leakage current compensation devices for Electric Power Supply System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전선로의 절연검출방법, 절연검출시스템 및 누설전류보상기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 정전용량의 불평형상태가 크면 무효분 누설전류성분이 크게 되어 전선로의 절연상태에 해당하는 유효분 누설전류성분을 정확하게 절연상태를 검출할 수 없기 때문에 상기 영상변류기에 무효분 누설전류가 거의 검출되지 않도록 하고 유효분 누설전류성분만 나타나도록 하여 부하를 포함한 3상 전선로의 절연상태를 정확하게 검출하는 절연검출시스템 및 누설전류보상기에 관한 것이다. The present invention relates to an insulation detection method, an insulation detection system, and a leakage current compensator for an electric wire path. More specifically, when the unbalanced capacitance is large, the reactive leakage current component becomes large, so that the effective leakage current component corresponding to the insulation condition of the wire cannot be accurately detected. The present invention relates to an insulation detection system and a leakage current compensator for detecting an insulation state of a three-phase line including a load by making it hardly detected and displaying only an effective leakage current component.
본 발명에 의하면, 전선로의 절연상태인 절연저항에 의한 유효누설전류치를 고감도로 정확하게 검출할 수 있고, 또한 가장 불량한 상의 정보까지 알 수 있다.According to the present invention, the effective leakage current value due to the insulation resistance in the insulated state of the wire path can be detected with high sensitivity and the information of the worst phase can be known.
또한, 영상변류기에 흐르는 무효분누설전류를 상쇄시키기 위한 누설전류보상기에서 추가적으로 전선로와 대지간에 영상누설전류를 발생시키지 않으므로 다른 절연검출기에 영향을 끼치지 않아 다른 절연검출기의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the leakage current compensator to offset the reactive leakage current flowing through the image transformer does not additionally generate the image leakage current between the cable line and the ground, so that it does not affect other insulation detectors and thus prevents malfunction of other insulation detectors. There is.
절연검출, 누설전류, 정전용량, 영상전류, 누설전류보상기 Insulation Detection, Leakage Current, Capacitance, Image Current, Leakage Current Compensator
Description
도 1은 종래의 누설전류검출방법을 설명한 결선도.1 is a connection diagram illustrating a conventional leakage current detection method.
도 2는 종래의 절연검출시스템의 결선도.2 is a connection diagram of a conventional insulation detection system.
도 3은 종래의 절연검출방법을 설명한 벡터도.3 is a vector diagram illustrating a conventional insulation detection method.
도 4는 본 발명의 절연검출시스템의 제1실시예 결선도.Figure 4 is a connection diagram of a first embodiment of the insulation detection system of the present invention.
도 5는 본 발명의 절연검출시스템의 제2실시예 결선도.Figure 5 is a connection diagram of a second embodiment of the insulation detection system of the present invention.
도 6은 본 발명의 절연검출시스템의 제3실시예 결선도.Figure 6 is a connection diagram of a third embodiment of the insulation detection system of the present invention.
도 7은 본 발명의 절연검출시스템의 제4실시예 결선도.Figure 7 is a connection diagram of a fourth embodiment of the insulation detection system of the present invention.
도 8은 본 발명의 절연검출시스템의 제5실시예 결선도.8 is a connection diagram of
도 9는 본 발명의 절연검출시스템의 제6실시예 결선도.9 is a sixth embodiment connection diagram of the insulation detection system of the present invention.
도 10은 본 발명의 절연검출시스템의 제7실시예 결선도.Figure 10 is a connection diagram of a seventh embodiment of the insulation detection system of the present invention.
도 11은 발명의 절연검출시스템의 제8실시예 결선도.11 is a connection diagram of an eighth embodiment of the insulation detection system of the present invention.
도 12는 본 발명의 절연검출시스템의 제9실시예 결선도.12 is a connection diagram of
도 13은 본 발명의 절연검출시스템의 제10실시예 결선도.Figure 13 is a connection diagram of a tenth embodiment of an insulation detection system of the present invention.
도 14는 도 4 ~ 도 13의 검출기 제1실시예 상세Block도.14 is a detailed block diagram of the detector of the first embodiment of FIGS. 4 to 13;
도 15는 도 4 ~ 도 13의 검출기 제2실시예 상세Block도.FIG. 15 is a detailed block diagram of a second embodiment of the detector of FIGS. 4 to 13. FIG.
도 16은 도 14의 전압성분검출수단 제1실시예 상세 회로도.Fig. 16 is a detailed circuit diagram of a voltage component detecting means of the first embodiment of Fig. 14;
도 17은 도 15의 전압성분검출수단 제2실시예 상세 회로도.FIG. 17 is a detailed circuit diagram of a second embodiment of the voltage component detecting means of FIG. 15; FIG.
도 18은 도 16 및 도 17의 전압변환수단 제1실시예 상세 회로도.18 is a detailed circuit diagram of a first embodiment of the voltage conversion means of FIGS. 16 and 17;
도 19는 도 16 및 도 17의 전압변환수단 제2실시예 상세 회로도.FIG. 19 is a detailed circuit diagram of a second embodiment of the voltage converting means of FIGS. 16 and 17. FIG.
도 20은 본 발명의 누설전류보상기 또 다른 실시예 상세 회로도.20 is a detailed circuit diagram of still another embodiment of the leakage current compensator of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 영상변류기 12,13,14: 전압검출선 10: video
15: 누설전류보상권선 20: 절연검출기15: Leakage current compensation winding 20: Insulation detector
21: 전압성분검출수단 22: 누설전류검출수단21: voltage component detecting means 22: leakage current detecting means
23: 위상차검출수단 24: 누설전류표시수단23: phase difference detecting means 24: leakage current display means
25: 위상차표시수단 30: 누설전류보상기25: phase difference display means 30: leakage current compensator
31: 보상용수단 32: 전류상선택수단31: compensation means 32: current phase selection means
33: 접지방향선택수단 211: 전압성분변환수단33: ground direction selection means 211: voltage component conversion means
311: 보상용정전용량부 312: 보상용저항부311: compensation capacitance part 312: compensation resistance part
본 발명은 전선로의 절연검출방법, 절연검출시스템 및 누설전류보상기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 정전용량의 불평형상태가 크면 무효분 누설전류성분이 크게 되어 전선로의 절연상태에 해당하는 유효분 누설전류성분을 정확하게 절연상태를 검출할 수 없기 때문에 상기 영상변류기에 무효분 누설전류가 거의 검출되지 않도록 하고 유효분 누설전류성분만 나타나도록 하여 부하를 포함한 3상 전선로의 절연상태를 정확하게 검출하는 절연검출방법, 절연검출시스템 및 무효분 누설전류를 보상하는 누설전류보상기에 관한 것이다. The present invention relates to an insulation detection method, an insulation detection system, and a leakage current compensator for an electric wire path. More specifically, when the unbalanced capacitance is large, the reactive leakage current component becomes large, so that the effective leakage current component corresponding to the insulation condition of the wire cannot be accurately detected. The present invention relates to an insulation detection method for accurately detecting the insulation state of a three-phase line including a load, an insulation detection system, and a leakage current compensator for compensating an invalid leakage current so that almost no detection is made and only an effective leakage current component is displayed.
특히, 본 발명은 부하를 포함한 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 절연검출하는 방법과 시스템에 있어서, 부하를 포함한 전선로와 대지간에 존재하는 정전용량의 불평형상태에서는 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류(Io)를 검출하는 영상변류기의 2차측에는 절연상태와 직접 관계되는 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)와 전선로의 절연상태와는 직접 관계없는 정전용량의 불평형에 의한 무효분 누설전류(Ic)가 벡터합(Io = Ir + Ic)으로 나타난다. 따라서, 정전용량의 불평형상태가 크면 무효분 누설전류성분(Ic)이 크게 되어 전선로의 절연상태에 해당하는 유효분 누설전류성분(Ir)을 정확하게 절연상태를 검출할 수 없기 때문에 상기 영상변류기에 무효분 누설전류가 거의 검출되지 않도록 하고 유효분 누설전류성분만 나타나도록 하여 부하를 포함한 3상 전선로의 절연상태를 정확하게 검출하는 절연검출방법, 절연검출시스템 및 무효분 누설전류를 보상하는 누설전류보상기에 관한 것이다. In particular, the present invention provides a method and system for detecting insulation of a three-phase wire path including a load, wherein the leakage current (Io) flowing between the wire path and the earth in an unbalanced state of capacitance existing between the wire path and the load including the load (Io). On the secondary side of the current transformer for detecting), the effective leakage current (Ir) due to the insulation resistance directly related to the insulation state and the reactive leakage current (Ic) due to the unbalance of the capacitance not directly related to the insulation state to the wire. Is represented by the vector sum (Io = Ir + Ic). Therefore, if the unbalanced state of the capacitance is large, the reactive leakage current component Ic becomes large, so that the effective leakage current component Ir corresponding to the insulation state of the wire path cannot be accurately detected and thus invalidated in the image current transformer. Insulation detection method, insulation detection system, and leakage current compensator that compensates for reactive leakage current accurately detect the insulation state of three-phase line including load by making minute leakage current hardly detected and showing only the effective leakage current component. It is about.
종래의 전선로의 부하를 포함한 절연상태를 검출하는 방법은 도1과 같이 변압기의 2차측의 접지된 접지계통에 있어서, 접지선(5)에 흐르는 영상누설전류성분을 검출하거나, 부하와 전선로(3)의 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하는 방법이 사용되어져 왔다. 본 발명에서 "전선로"는 부하를 포함한 고압배전선로와 저압배전선을 모두 포함한 전력공급선로를 의미한다. 또한 "영상변류기"는 누설전류를 검출할 수 있는 변류기를 의미하고, 전압검출선은 와이어(wire)로 직접 연결하여 전압성분을 검출하거나 또는 비접촉 방식을 사용하여 전선로의 전압성분을 검출할 수 있는 것을 의미한다. A conventional method of detecting an insulation state including a load on a wire line is to detect an image leakage current component flowing through the
도 1에 도시된 바와 같이, 전압을 변환하기 위한 변압기(1)와 개폐기(2)와 전선로(3)를 통해 부하(4)로 상용교류전압이 공급되고 있다.As shown in FIG. 1, a commercial AC voltage is supplied to a
도 1에서는 변압기(1)의 2차측이 와이(Y)결선으로 되어 있고, 와이결선의 중성점이 접지선(5)을 통해 접지(6)에 접지된다. 전선로(3)와 대지간에는 절연상태에 직접 관계되는 절연저항(9) 성분에 의한 유효분누설전류(Ir)와 절연상태와는 직접 관계없지만 전선로(3)가 길거나 부하(4)의 입력단에 존재하는 노이즈필터와 같은 정전용량(8)성분에 의한 무효분누설전류(Ic)가 흐른다. 상기 두 가지 성분의 벡터합인 영상누설전류(Io=Ir+Ic)가 변압기의 접지선(5)을 통해 흐르게 된다. In FIG. 1, the secondary side of the
상기 영상누설전류(Io)성분을 변압기의 접지선(6)의 중간 또는 전선로(3)의 3상을 일괄로 통과시킨 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 누설전류인 영상누설전류값으로 절연상태를 검출하는 방법이 일반적으로 많이 사용되고 있다. 상기와 같은 영상누설전류(Io)값을 검출하는 방법을 사용하는 전기기기로는 누전차단기, 누전경보기, 누전검출기, 지락검출기, 지락계전기 등이 있다.The image leakage current (Io) is a leakage current detected as a leakage current detected at the secondary side of the
도 1에 도시된 영상누설전류(Io)값만으로 검출하는 종래의 방법은 전선로(3) 또는 부하(4)와 대지간의 정전용량(8)이 3상간 불평형이 크면 절연상태와는 직 접관계 없는 정전용량(8)성분에 의한 무효분누설전류(Ic)가 커지게 되므로 절연저항(9)이 작은 즉 절연상태가 양호한 전선로에서도 영상누설전류(Io)가 크게 검출되어 절연상태가 나쁜 것으로 표시되거나, 정전용량(8)성분에 의한 무효분 누설전류(Ic)의 크기에 따라 일정한 절연저항(9)성분에 의한 유효분누설전류(Ir)가 흘러도 검출되는 영상누설전류(Io)는 달라지어 정확한 절연검출을 할 수 없는 문제점이 있다.The conventional method of detecting only the image leakage current (Io) value shown in FIG. 1 is directly related to the insulation state when the unbalance between the three phases of the
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 도 2와 도 3에 도시된 기술이 일본실용신안 공개공보 소58-180478에 공개되어 있다.As a method for solving this problem, the technique shown in Figs. 2 and 3 is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 58-180478.
도 2에서 일단 접지된 변압기(1)와 개폐기(2)와 전선로(3)를 통하여 전력이 공급이 되고 있는 계통에서 전선로(3)의 절연상태를 검출하기 위해 변압기(1)의 B상이 접지로 연결하기 위한 접지선(5)의 중간에 영상변류기(10)를 설치하여 영상변류기(10)의 2차측 권선에서 검출되는 영상누설전류성분(Io=Ir+Ic)을 검출하는 방식에 전선로(3)의 대지간에 존재하는 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ic)의 성분을 보상 즉 제거하기 위한 별도의 정전용량 보상권선(11) 또는 전선을 영상변류기(10)를 통과시키고 상기 정전용량 보상권선(11)의 한 쪽은 접지되지 않은 두개의 상의 도체에 각각 연결시키고 상기 정전용량 보상권선(11)의 다른 한 쪽은 몇 가지 종류의 콘덴서를 통하여 접지된 상으로 연결되도록 구성된 정전용량 보상기(16)를 사용한다. 한편 영상변류기(10)의 2차권선에 연결된 벡터합 전류측정기(18)에서 부하가 정전상태에서 한 상씩 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)성분을 측정하고, 정전용 량보상기(16)내의 콘덴서를 조정하여 보상권선(11)에 영상누설전류(Io)성분과 반대방향의 무효분보상전류(Ic')를 흘려 도 3에 도시된 벡터그림과 같이 벡터합이 최소가 되도록 하고 있다. 이 방법은 부하가 정전상태에서 전선로(3)의 정전용량의 값을 미리 측정기록한 후, 부하에 전기가 공급된 상태에서 벡터합전류측정기(18)에서 검출되는 영상누설전류(Io)에서 정전상태에서 측정 기록되어 있는 정전용량성분의 무효분누설전류성분을 보정계산하고 있지만 부하입력단에 존재하는 정전용량성분과 부하가 추가되어 발생하는 정전용량성분을 보정 또는 제거할 수 없다. 또한 변압기(1)의 측 결선이 델타결선이 아닌 와이결선에서는 3상 모두 대지간에 정전용량성분이 존재하고 각상별 정전용량성분이 불평형된 상태 예를 들어 R상의 정전용량에 의한 무효분 누설전류Icr이 50mA이고 S상의 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ics가 70mA이고 T상의 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ict가 100mA인 경우에 있어 정전용량에 의한 무효분누설전류가 가장 큰 T상에 대해 보정하게 되어도 R상과 S상의 불평형을 해소시키지 못하므로 결국 영상변류기에는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)성분이 흐르게 되므로 정확한 절연저항성분에 의한 누설전류성분을 검출할 수 없다는 문제점이 있다.In FIG. 2, the phase B of the
또한, 상별로 한 개씩 정전용량을 사용하므로 변압기(1)의 접지선 또는 변압기(1)의 바로 후단 즉 변압기(1) 계통전체의 절연상태를 검출하는 데는 사용가능하지만, 변압기(1)의 접지선 또는 변압기(1)의 바로 후단에 절연상태를 검출하는 장치가 있는 상태에서 전선로(3)의 중간 또는 부하에 가까운 장소의 절연상태를 검출하는 경우에는 보정하는 정전용량에 의한 무효분 보상전류(Ic')때문에 변압기(1)의 접지선 또는 변압기(1)의 바로 후단에 절연검출기에 설치되어 있는 경우에는 상기 절연검출기에 정전용량에 의한 무효분 누설전류가 증가하여 결국 종합 영상누설전류(Io)성분이 증가하는 문제점이 있어왔다.In addition, since one capacitance is used for each phase, the ground wire of the
따라서, 3상 전선로에 있어 변압기(1)의 측 결선이 델타결선 뿐만 아니라 와이결선에서의 대지간 정전용량의 불평형에 의한 무효분 누설전류(Ic)가 많이 흐를 때 활선상태에서 정확하게 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)를 검출할 수 없는 문제점을 해결하고, 전선로(3)의 중간 또는 부하에 가까운 장소에서도 전단에 설치되어 있는 다른 절연검출기의 오동작의 문제점을 해결할 수 있는 절연검출방법 및 이를 이용한 절연검출시스템이 요구되어 왔고, 또한 무효분 누설전류를 보상할 수 있는 누설전류보상기가 요구되어 왔다. Therefore, in the three-phase cable path, when the side connection of the
본 발명은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 3상 전선로에 있어 전선로와 대지간에 존재하는 정전용량의 불평형상태 및 전선로의 중간 또는 부하에 가까운 장소에서도 정확하게 전선로의 절연상태를 검출할 수 있는 절연검출방법, 절연검출시스템 및 정전용량성분에 의한 무효분 누설전류 또는 유효분 누설전류를 보상할 수 있는 누설전류보상기를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an unbalanced state of capacitance existing between an electric line and a ground in a three-phase electric line, and to accurately connect the electric line even at a place close to the middle or load of the electric line. The present invention provides an insulation detection method capable of detecting an insulation state, an insulation detection system, and a leakage current compensator capable of compensating an effective leakage current or an effective leakage current by a capacitance component.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 3상 전선로의 교류전압을 검출하기 위한 전압검출선과; 상기 전압검출선에 의해 입력된 3상 각상의 대지간의 전압성분을 검출하기 위한 전압성분검출수단과; 3상 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류성분을 검출하기 위한 영상변류기와; 상기 영상변류기의 2차측에서 검출되는 누설전류성분을 증폭 및 필터링하기 위한 누설전류검출수단과; 상기 전압성분검출수단에서 검출되어진 전압성분과 상기 누설전류검출수단에서 출력되어진 누설전류성분의 위상차를 검출하기 위한 위상차검출수단과; 상기 전압검출선에 의해 입력된 3상 교류전압성분과 대지접지간의 3상 각상의 임피던스를 거의 동일하게 이루어지도록 구성하여 실제 전선로에는 추가적으로 누설전류가 흐르지 않도록 하고 실제 전선로의 정전용량에 의한 무효분 누설전류를 보상할 수 있는 보상용 누설전류를 만들어 상기 영상변류기 또는 대지접지로 흘리기 위한 누설전류보상기를 구비하여 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 절연검출방법에 있어서,In order to achieve the object of the present invention, the voltage detection line for detecting the AC voltage of the three-phase wire; Voltage component detecting means for detecting a voltage component between the earths of each of the three phases inputted by the voltage detecting line; An image current transformer for detecting a leakage current component flowing between the three-phase wire path and the ground; Leakage current detection means for amplifying and filtering the leakage current component detected at the secondary side of the image current transformer; Phase difference detecting means for detecting a phase difference between the voltage component detected by the voltage component detecting means and the leakage current component output from the leakage current detecting means; Impedance of the three-phase alternating current between the three-phase AC voltage component inputted by the voltage detection line and the earth ground is made almost equal so that no additional leakage current flows in the actual cable line, and no leakage is caused by the capacitance of the actual cable line. In the insulation detection method for detecting the insulation state of the three-phase wire by providing a leakage current compensator for making a compensation leakage current capable of compensating the current to flow to the image current transformer or earth ground,
상기 누설전류검출수단에서 출력되어지는 누설전류값과 상기 위상차검출수단에서 검출되어진 3상 각상의 위상차의 값을 사용하여 상기 영상변류기의 2차측에서 검출되는 정전용량에 의한 무효분누설전류의 값이 거의 나타나지 않도록 영상변류기의 테스트선 또는 별도로 구성한 1차권선으로된 누설전류보상권선으로 상기 누설전류보상기에서 조작한 정전용량에 의해 흐르는 보상용정전용량에 의한 무효분보상전류를 상기 영상변류기에 흐르는 누설전류와 반대방향 또는 같은 방향으로 흐르도록 한 상태에서, 상기 영상변류기의 2차측에서 검출되는 누설전류성분을 검출하여 전선로의 절연상태를 검출하는 것을 특징으로 한다.By using the leakage current value output from the leakage current detection means and the phase difference of each of the three phases detected by the phase difference detection means, the value of the reactive divided leakage current due to the capacitance detected at the secondary side of the image current transformer is Leakage current compensating current caused by the compensation capacitance by the capacitance operated by the leakage current compensator by the leakage current compensation winding formed by the test wire of the image current transformer or the primary winding configured separately so that the current flows through the image current transformer. In a state in which the current flows in the opposite direction or the same direction as the current, the leakage current component detected at the secondary side of the current transformer is detected to detect an insulation state of the wire.
본 발명의 또 다른 절연검출방법으로, 3상 전선로의 교류전압을 검출하기 위한 전압검출선과; 상기 전압검출선에 의해 입력된 3상 각상의 대지간의 전압성분을 검출하기 위한 전압성분검출수단과; According to still another aspect of the present invention, there is provided an insulation detection method comprising: a voltage detection line for detecting an AC voltage of a three-phase wire; Voltage component detecting means for detecting a voltage component between the earths of each of the three phases inputted by the voltage detecting line;
3상 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류성분을 검출하기 위한 영상변류기와; An image current transformer for detecting a leakage current component flowing between the three-phase wire path and the ground;
상기 영상변류기의 2차측에서 검출되는 누설전류성분을 증폭 및 필터링하기 위한 누설전류검출수단과; Leakage current detection means for amplifying and filtering the leakage current component detected at the secondary side of the image current transformer;
상기 전압성분검출수단에서 검출되어진 전압성분과 상기 누설전류검출수단에서 출력되어진 누설전류성분의 위상차를 검출하기 위한 위상차검출수단과; Phase difference detecting means for detecting a phase difference between the voltage component detected by the voltage component detecting means and the leakage current component output from the leakage current detecting means;
상기 전압검출선에 의해 입력된 3상 교류전압성분과 대지접지간의 3상 각상의 임피던스를 거의 동일하게 이루어지도록 구성하여 실제 전선로에는 추가적으로 누설전류가 흐르지 않도록 하고 실제 전선로의 정전용량에 의한 무효분 누설전류 또는 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 보상할 수 있는 보상용 누설전류를 만들어 상기 영상변류기 또는 대지접지로 흘리기 위한 누설전류보상기를 구비하여 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 전선로의 절연검출방법에 있어서,Impedance of the three-phase alternating current between the three-phase AC voltage component inputted by the voltage detection line and the earth ground is made almost equal so that no additional leakage current flows in the actual cable line, and no leakage is caused by the capacitance of the actual cable line. Insulation detection method for a wire path which detects the insulation state of a three-phase wire path by providing a leakage current compensator for making a compensatory leakage current for compensating an effective leakage current by current or insulation resistance and flowing it to the image current transformer or earth ground. To
상기 누설전류검출수단에서 출력되어지는 누설전류값과 상기 위상차검출수단에서 검출되어진 3상 각상의 위상차의 값을 사용하여 상기 영상변류기의 2차측에서 검출되는 정전용량 또는 절연저항에 의한 누설전류값이 거의 나타나지 않도록 영상변류기의 테스트선 또는 별도로 구성한 1차권선으로된 누설전류보상권선으로 상기 누설전류보상기에서 조작한 정전용량 또는 저항에 의해 흐르는 보상용누설전류를 상기 영상변류기에 흐르는 누설전류와 반대방향 또는 같은 방향으로 흐르도록 하는 단계와; 상기 누설전류보상기에서 조작한 정전용량 또는 저항에 의해 흐르는 보상용누설전류값을 사용하여 전선로의 절연상태를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.By using the leakage current value output from the leakage current detection means and the phase difference of each of the three phases detected by the phase difference detection means, the leakage current value due to capacitance or insulation resistance detected at the secondary side of the current transformer is Leakage current compensation winding consisting of a test wire of a current transformer or a primary winding configured separately so that the leakage current for compensation caused by the capacitance or resistance manipulated by the leakage current compensator is opposite to the leakage current flowing through the image current transformer. Or flowing in the same direction; And detecting the insulation state of the cable line by using the compensation leakage current value flowing by the capacitance or the resistance operated by the leakage current compensator.
또, 본 발명의 절연검출시스템은 3상 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류성분을 검출하기 위한 영상변류기와; 상기 영상변류기에서 검출되는 누설전류성분을 증폭 및 필터링하기 위한 누설전류검출수단과; 상기 누설전류검출수단의 출력값을 표시하기 위한 누설전류표시수단과; 전선로와 대지간의 전압성분을 검출하여 일정한 크기로 변환하고 3상중 1개의 상의 전압성분을 선택하기 위한 전압성분검출수단과; 상기 전압성분검출수단에서 검출되어진 전압성분과 상기 누설전류검출수단에서 출력되어진 누설전류성분의 위상차를 검출하기 위한 위상차검출수단과; 상기 위상차검출수단의 출력값을 표시하기 위한 위상차표시수단과; 상기 전압검출선에 의해 입력된 3상 교류전압성분과 대지접지간의 3상 각상의 임피던스를 거의 동일하게 이루어지도록 구성하여 실제 전선로에는 추가적으로 누설전류가 흐르지 않도록 하고 실제 전선로의 정전용량에 의한 누설전류를 보상할 수 있는 보상용 누설전류를 만들어 상기 영상변류기 또는 대지접지로 흘리기 위한 누설전류보상기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the insulation detection system of the present invention includes an image current transformer for detecting a leakage current component flowing between the three-phase cable line and the ground; Leakage current detection means for amplifying and filtering the leakage current component detected by the image current transformer; Leakage current display means for displaying an output value of the leakage current detection means; Voltage component detecting means for detecting a voltage component between the cable line and the ground, converting the voltage component into a predetermined magnitude, and selecting the voltage component of one of the three phases; Phase difference detecting means for detecting a phase difference between the voltage component detected by the voltage component detecting means and the leakage current component output from the leakage current detecting means; Phase difference display means for displaying an output value of the phase difference detection means; Impedance of the three-phase AC voltage component inputted by the voltage detection line and the three-phase each phase between the earth ground is made almost the same so that no additional leakage current flows in the actual line and the leakage current due to the capacitance of the actual line And a leakage current compensator for making a compensatory leakage current for compensation and flowing it to the image current transformer or ground.
또, 본 발명의 또 다른 절연검출시스템은 3상 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류성분을 검출하기 위한 영상변류기와; 상기 영상변류기에서 검출되는 누설전 류성분을 증폭 및 필터링하기 위한 누설전류검출수단과; 상기 누설전류검출수단의 출력값을 표시하기 위한 누설전류표시수단과; 3상 전선로의 교류전압을 검출하기 위한 전압검출선과; In addition, another insulation detection system of the present invention includes an image current transformer for detecting a leakage current component flowing between the three-phase wire and the ground; Leakage current detection means for amplifying and filtering the leakage current component detected by the image current transformer; Leakage current display means for displaying an output value of the leakage current detection means; A voltage detection line for detecting an AC voltage of the three-phase wire;
상기 전압검출선에 의해 입력된 3상 각상의 대지간의 전압성분을 일정한 크기로 변환하고 3상중 1개의 상의 전압성분을 선택하거나 또는 상기 전압검출선에 의해 입력된 3상 각상 모든 상의 전압성분을 검출하기 위한 전압성분검출수단과; Converts the voltage component between the three phases of each phase input by the voltage detection line to a certain magnitude and selects the voltage component of one of the three phases or detects the voltage components of all three phases of each phase input by the voltage detection line. Voltage component detecting means for performing;
상기 전압성분검출수단에서 검출되어진 전압성분과 상기 누설전류검출수단에서 출력되어진 누설전류성분의 위상차를 검출하기 위한 위상차검출수단과; Phase difference detecting means for detecting a phase difference between the voltage component detected by the voltage component detecting means and the leakage current component output from the leakage current detecting means;
상기 위상차검출수단의 출력값을 표시하기 위한 위상차표시수단과; Phase difference display means for displaying an output value of the phase difference detection means;
상기 전압검출선에 의해 입력된 3상 교류전압성분과 대지접지간의 3상 각상의 임피던스를 거의 동일하게 이루어지도록 구성하여 실제 전선로에는 추가적으로 누설전류가 흐르지 않도록 하고 실제 전선로의 정전용량과 절연저항에 의한 누설전류를 보상할 수 있는 보상용 누설전류를 만들어 상기 영상변류기 또는 대지접지로 흘리기 위한 누설전류보상기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The three-phase AC voltage component inputted by the voltage detecting line and the grounding of the three-phase each phase are configured to be substantially the same, so that no additional leakage current flows in the actual line, and the capacitance and insulation resistance of the actual line It characterized in that it comprises a leakage current compensator for making a leakage current for compensation to compensate for the leakage current and flowing to the image current transformer or ground.
상기 전압성분검출수단은 전선로와 대지간의 전압성분을 검출하여 일정한 크기로 변환하는 전압성분 변환수단과; 상기 전압성분 변환수단에서 변환되어진 3상의 전압성분중 1개의 상의 전압을 읽기 위한 전압 상선택수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The voltage component detecting means includes: voltage component converting means for detecting a voltage component between an electric line and a ground and converting the voltage component into a predetermined magnitude; And voltage phase selection means for reading the voltage of one phase of the three phase voltage components converted by the voltage component converting means.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 누설전류보상기는 3상 전선로의 상용교류전압을 검출하기 위한 전압검출선과; 상기 전압성분검출수단에 의해 검출된 3상 상용교류전압성분과 대지접지간의 3상 각각의 임피던스를 거의 동일하게 이루어지도록 구성하고 보상용누설전류를 만들기 위한 보상용수단과; 상기 영상변류기에 통과해 대지접지로 보상용 누설전류를 흘리기 위한 누설전류보상권선수단과; 상기 전압성분검출수단의 상용교류전압에 의해 보상용수단을 통해 흐르는 보상용 누설전류를 3상 각각 상에 대해 대지접지로 흘릴 것인지 상기 누설전류보상권선수단을 통해 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 전류상선택수단; 상기 전류상선택수단을 통해 흐르는 보상용 누설전류의 방향은 실제 부하를 포함한 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류의 방향과 반대방향 또는 동일한 방향으로 되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.Leakage current compensator of the present invention for achieving the object of the present invention and the voltage detection line for detecting the commercial AC voltage of the three-phase wire; Compensating means for constructing a three-phase commercial AC voltage component detected by the voltage component detecting means and an impedance of each of the three phases between the earth ground and making a compensatory leakage current; Leakage current compensation winding means for flowing a compensatory leakage current through the image current transformer to earth ground; Current phase selection for selecting whether to flow the compensatory leakage current flowing through the compensating means to the earth ground for each of the three phases or through the leak current compensation winding means by the commercial AC voltage of the voltage component detecting means. Way; The direction of the compensating leakage current flowing through the current phase selection means is configured to be in the opposite direction or the same direction as the direction of the leakage current flowing between the wire and the ground including the actual load.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 누설전류보상기는 3상 전선로의 상용교류전압을 검출하기 위한 전압검출선과; 상기 전압성분검출수단에 의해 검출된 3상 상용교류전압성분과 대지접지간의 3상 각각의 임피던스를 거의 동일하게 이루어지도록 구성하고 보상용누설전류를 만들기 위한 보상용수단과; 상기 영상변류기에 통과해 대지접지로 보상용 누설전류를 흘리기 위한 누설전류보상권선수단과; 상기 전압성분검출수단의 상용교류전압에 의해 보상용수단을 통해 흐르는 보상용 누설전류를 3상 각각 상에 대해 대지접지로 흘릴 것인지 상기 누설전류보상권선수단을 통해 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 전류상선택수단; 상기 전류상선택수단을 통해 흐르는 보상용 누설전류의 방향을 실제 부하를 포함한 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류의 방향과 동일한 방향으로 흘릴 것인지 반대방향으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 접지방향선택수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. Another leakage current compensator of the present invention for achieving the object of the present invention includes a voltage detection line for detecting a commercial AC voltage in the three-phase wire; Compensating means for constructing a three-phase commercial AC voltage component detected by the voltage component detecting means and an impedance of each of the three phases between the earth ground and making a compensatory leakage current; Leakage current compensation winding means for flowing a compensatory leakage current through the image current transformer to earth ground; Current phase selection for selecting whether to flow the compensatory leakage current flowing through the compensating means to the earth ground for each of the three phases or through the leak current compensation winding means by the commercial AC voltage of the voltage component detecting means. Way; And a ground direction selection means for selecting whether to flow the leakage current for compensation flowing through the current phase selection means in the same direction as the direction of the leakage current flowing between the cable line and the earth including the actual load or in the opposite direction. It is characterized in that the configuration.
상기 보상용수단은 각상별로 정전용량에 의한 무효분누설전류를 보상하기 위한 1개 이상의 정전용량으로 이루어진 보상용 정전용량부와; 절연저항에 의한 유효분누설전류를 보상하기 위한 1개 이상의 저항으로 이루어진 보상용저항부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The compensating means includes: a compensating capacitive section comprising at least one capacitance for compensating the reactive leakage current by the capacitance for each phase; Characterized in that it comprises a compensation resistor portion consisting of one or more resistors for compensating the effective leakage current by the insulation resistance.
상기 전류상선택수단은 무효분 보상전류를 접지측으로 흘릴 것인지, 누설전류 보상권선측으로 흘릴 것인지를 선택하기 위한 무효분 방향선택부와; 유효분 보상전류를 접지측으로 흘릴 것인지, 누설전류 보상권선측으로 흘릴 것인지를 선택하기 위한 유효분 방향선택부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The current phase selection means includes an invalid portion direction selection section for selecting whether to flow an invalid portion compensation current to the ground side or a leakage current compensation winding side; And an effective portion direction selection section for selecting whether the effective portion compensation current flows to the ground side or the leakage current compensation winding side.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 누설전류검출방법을 설명한 결선도이고, 도 2는 종래의 절연검출시스템의 결선도이고, 도 3은 종래의 절연검출방법을 설명한 벡터도이다.1 is a connection diagram illustrating a conventional leakage current detection method, FIG. 2 is a connection diagram of a conventional insulation detection system, and FIG. 3 is a vector diagram illustrating a conventional insulation detection method.
도 4는 본 발명의 절연검출시스템의 제1실시예 결선이고, 도 5는 본 발명의 절연검출시스템의 제2실시예 결선도이고, 도 6은 본 발명의 절연검출시스템의 제3실시예 결선도이다.Figure 4 is a wiring diagram of a first embodiment of the insulation detection system of the present invention, Figure 5 is a wiring diagram of a second embodiment of the insulation detection system of the present invention, Figure 6 is a connection diagram of a third embodiment of the insulation detection system of the present invention. .
도 7은 본 발명의 절연검출시스템의 제4실시예 결선도이고, 도 8은 본 발명의 절연검출시스템의 제5실시예 결선도이고, 도 9는 본 발명의 절연검출시스템의 제6실시예 결선도이다.Figure 7 is a connection diagram of the fourth embodiment of the insulation detection system of the present invention, Figure 8 is a connection diagram of the fifth embodiment of the insulation detection system of the present invention, Figure 9 is a connection diagram of the sixth embodiment of the insulation detection system of the present invention. .
도 10은 본 발명의 절연검출시스템의 제7실시예 결선도이고, 도 11은 발명의 절연검출시스템의 제8실시예 결선도이고, 도 12는 본 발명의 절연검출시스템의 제9실시예 결선도이고, 도 13은 본 발명의 절연검출시스템의 제10실시예 결선도이다.10 is a connection diagram of a seventh embodiment of the insulation detection system of the present invention, FIG. 11 is a connection diagram of an eighth embodiment of the insulation detection system of the present invention, and FIG. 12 is a connection diagram of a ninth embodiment of the insulation detection system of the present invention. 13 is a connection diagram of
도 14는 도 4 ~ 도 13의 검출기 제1실시예 상세Block도이고, 도 15는 도 4 ~ 도 13의 검출기 제2실시예 상세Block도이다. 도 16은 도 14의 전압성분검출수단 제1실시예 상세 회로도이고, 도 17은 도 15의 전압성분검출수단 제2실시예 상세 회로도이다. 도 18은 도 16 및 도 17의 전압변환수단 제1실시예 상세 회로도이고, 도 19는 도 16 및 도 17의 전압변환수단 제2실시예 상세 회로도이다. 도 20은 본 발명의 누설전류보상기 또 다른 실시예의 상세 회로도이다.14 is a detailed block diagram of the first embodiment of the detector of FIGS. 4 to 13, and FIG. 15 is a detailed block diagram of the second embodiment of the detector of FIGS. FIG. 16 is a detailed circuit diagram of the voltage component detecting means of the first embodiment of FIG. 14, and FIG. 17 is a detailed circuit diagram of the second embodiment of the voltage component detecting means of FIG. FIG. 18 is a detailed circuit diagram of the voltage conversion means of the first embodiment of FIGS. 16 and 17, and FIG. 19 is a detailed circuit diagram of the second embodiment of the voltage conversion means of FIGS. 20 is a detailed circuit diagram of still another embodiment of the leakage current compensator of the present invention.
도 4는 본 발명의 절연검출시스템의 제1실시예의 연결결선도이다. 도 5는 본 발명의 절연검출시스템의 제2실시예의 연결결선도이다.Figure 4 is a connection diagram of a first embodiment of the insulation detection system of the present invention. Fig. 5 is a connection diagram of a second embodiment of the insulation detection system of the present invention.
도 4와 도 5의 차이점은 누설전류보상기(30)내의 전류상선택수단(32)에서 누설전류보상권선(15)측으로 연결되는 사항이 다른 것으로 도 4에서는 전류상선택수단(32)에서 영상변류기(10)의 1차측의 부하(4)측에서 변압기(1)측으로 누설전류보상권선(15)이 연결되어 접지로 연결되는 반면, 도 5에서는 전류상선택수단(32)에서 영상변류기(10)의 1차측의 변압기(1)측에서 부하(4)측으로 누설전류보상권선(15)이 연결되어 접지로 연결되는 구성된다. 4 and 5 are different from those connected from the current
도 4에서는 보상용수단(31)에 의해 흐르는 무효분 보상전류(Ic')를 실제 전 선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 흐름방향을 반대로 하기 위함이고, 도 5에서는 보상용수단(31)에 의해 흐르는 무효분 보상전류(Ic')를 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 동일방향으로 하는 것이 특징이다. 4 is to reverse the flow direction of the image leakage current Io flowing between the
도 6은 본 발명의 절연검출시스템의 제3실시예의 연결결선도이다. 도 7은 본 발명의 절연검출시스템의 제4실시예의 연결결선도이다. Figure 6 is a connection diagram of a third embodiment of the insulation detection system of the present invention. 7 is a connection diagram of a fourth embodiment of the insulation detection system of the present invention.
도 6은 도 4와 도 5의 무효분 보상전류(Ic')의 한쪽 방향으로만 선택할 수 있던 것을 접지방향선택수단(33)에 의해 무효분 보상전류(Ic')의 방향을 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 흐름방향으로 선택할 수도 있고, 상기 영상누설전류(Io)의 흐르는 방향과 반대방향으로 선택할 수 있도록 구성한 것이다.Fig. 6 shows that only the one side of the reactive compensation current Ic 'of Figs. 4 and 5 can be selected by the ground direction selecting means 33 to change the direction of the reactive compensation current Ic' to the electric wire 3. ) May be selected in the flow direction of the image leakage current Io flowing between the ground and the ground, or in the opposite direction to the flow direction of the image leakage current Io.
도 7은 본 발명의 절연검출시스템의 제4실시예의 연결결선도이다. 도 7은 상기 도 4 ~ 도 6에서 변압기(1)의 2차측 결선이 와이결선에서의 실시예를 델타결선에서도 사용할 수 있다는 것을 설명하기 위한 것이다. 7 is a connection diagram of a fourth embodiment of the insulation detection system of the present invention. FIG. 7 illustrates that the secondary connection of the
도 8은 상기 도 4 ~ 도 7에서의 누설전류보상기(30)내의 보상용수단(31)이 접지측으로 연결되어 있는 것을 누설전류보상권선(15)측으로 연결되는 실시예도 있을 수 있다는 것을 설명하기 위한 것이다. FIG. 8 illustrates that the compensating means 31 in the leakage
절연검출기(20)의 상세 Block도인 도 14와 도 15의 차이점은 다음에 자세하게 기술하겠지만 도 14에서는 전압성분검출수단(21)에서 한상씩 전압성분을 검출하여 위상검출수단(23)에서 누설전류검출수단(22)에서 출력되는 영상누설전류(Io)성분과의 위상차를 한상씩 검출하는 것이지만, 도 15에서는 전압성분검출수단(21)에 서 3상 모두 전압성분을 검출하여 위상검출수단(23)에서 누설전류검출수단(22)에서 출력되는 영상누설전류(Io)성분과의 위상차를 한 상씩 또는 3상을 한꺼번에 검출하는 실시하는 것이 다르다.Differences between FIG. 14 and FIG. 15, which are detailed block diagrams of the
도 16과 도 17의 차이점은 도 16은 도 14의 절연검출기(20)내의 전압성분검출수단(21)에 해당하는 것으로 한상씩 전압성분을 검출하기 위해 전압상선택수단(212)을 사용한 것이고, 도 18은 도 15의 절연검출기(20)내의 전압성분검출수단(21)에 해당하는 것으로 3상 전압성분을 한꺼번에 검출하기 위해 전압상선택수단(212)을 사용하지 않은 실시하는 것이 다르다.The difference between FIG. 16 and FIG. 17 is that the voltage component detecting means 21 in the
도 18 및 도 19는 상기 도 16 및 도 17의 전압성분검출수단(21)내의 전압성분변환수단(211)의 구성으로 저항을 사용할 것인지, 콘덴서를 사용할 것인지 또는 트랜스(TR)를 사용할 것인지 등의 여러 가지의 실시예를 설명하기 위한 것이다.18 and 19 show the configuration of the voltage component converting means 211 in the voltage component detecting means 21 of FIGS. 16 and 17, such as whether to use a resistor, a capacitor, or a transformer (TR). It is for describing various embodiments.
(제 1실시예)(First embodiment)
본 발명의 절연검출방법, 절연검출시스템 및 누설전류보상기를 설명하기 위한 제 1실시예로 도 4 및 도 14와 도 16에 대해 먼저 설명한다.4, 14, and 16 will be described first as a first embodiment for explaining the insulation detection method, insulation detection system, and leakage current compensator of the present invention.
도 4에 있어서, 변압기(1)는 전압을 변환하기 위한 변압기로 개폐기(2)를 통하여 전선로(3)에 전력을 공급한다. 도면부호 5는 안전을 위하여 변압기(1)의 중성점을 접지(6)에 연결하기 위한 접지선이다. 개폐기(2) 및 전선로(3)를 통해 부하(4)로 전력이 공급되고 있는 상태에서 부하(4)를 포함한 전선로(3)와 대지간에 절연열화가 발생하면 절연저항(8)의 절연저항치가 낮아지고, 이 절연저항(9)을 통해 대지로 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)가 흐른다. 상기 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)만을 검출할 수 있다면 전선로(3)의 대지간 절연상태를 알 수 있다.In FIG. 4, the
하지만 전선로(3)가 장거리 선로인 경우나 여러 군데로 분기된 전선로(3)의 경우에는 전선로(3)의 케이블의 대지간 정전용량의 병렬합성으로 정전용량(C)값이 커지게 되며, 특히 부하(4)가 전자정밀설비인 경우에는 부하(4)의 입력단에는 노이즈의 침입을 막기 위해 노이즈필터와 같은 전자부품이 입력단과 접지간에 삽입된 경우가 많다. 노이즈필터와 같은 전자부품류는 콘덴서성분이 많이 있기 때문에 절연상태와는 직접 관계없는 전압보다 90도 앞선 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 많이 흐르고, 또한 부하(4)가 인버터류와 같은 전력전자소자를 사용하여 설비를 제어하는 전력전자설비는 고주파로 주파수를 제어하거나 전압을 제어할 때 고주파에 의해 설비에 포함된 콘덴서를 통하여 대지로 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 흐르거나 인버터와 같은 설비에서 발생하는 고주파가 케이블과 대지간에 있는 정전용량을 통하여 대지로 상용주파수보다 큰 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 흐르게 되고, 그리고 전선로(3)가 긴 경우에도 전선로(3)와 대지간에 정전용량이 병렬 합성되어 전선로(3)의 길이가 길수록, 전선로(3)의 케이블의 굵기가 클수록 정전용량이 커지며 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 커진다. 상기와 같은 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 3상 RST상과 대지간에 같은 크기로 흐르면 3상이 평형되어 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)의 3상 벡터합은 거의 영(zero)이 되지만 3상 전선로에서 단상부하를 사용하거나 여러 부하로 분기되는 복잡한 계통에서는 3상의 대지간의 정전용량이 평형이 되기는 어렵다. 이러한 정전 용량의 불평형에 의해 전선로(3)와 대지간에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 커진다.However, in the case where the
그리고 전선로(3)와 대지간에는 상기 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)와 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 함께 흐르게 되며, 상기에서 설명한 바와 같이 전선로(3)의 대지간 절연상태를 알기 위해 대지로 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위해 ZCT와 같은 영상변류기(10)를 전선로(3)의 중간 또는 변압기(1)의 중성점 또는 변압기(1)의 일단접지상의 접지로 연결된 접지선(5)의 중간에 설치한다. 상기 영상변류기(10)에는 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)와 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)의 벡터합으로 나타나기 때문에 절연저항이 무척 큰, 즉 절연상태가 양호하여도 절연상태와 직접 관계없는 정전용량의 불평형에 의해 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 커질수록 영상변류기(10)의 2차권선에서 검출되는 Ir과 Ic의 벡터합인 영상누설전류(Io)는 크게 검출된다. In addition, the effective leakage current (Ir) due to the insulation resistance and the reactive leakage current (Ic) due to the capacitance flow together between the
상기 Ir과 Ic의 벡터합인 영상누설전류(Io)의 크기만으로 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)를 분리할 수 없으므로 전선로(3)의 상용교류전압성분과의 위상차(θ)를 검출하여, 전압성분과 동위상인 즉 영상누설전류(Io)의 cosθ가 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)이고, 전압성분과 90도 위상인 즉 영상누설전류(Io)의 sinθ가 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ic)를 분리하는 방법을 단상에서는 유효하지만, 3상에서는 3상 각상이 120도 위상차를 가지므로 3상 종합 영상누설전류(Io)에는 3상 각각의 동위상성분과 90도위상성분이 혼합되어 나타나므로 유효분 누설전류(Ir)와 무효분 누설전류(Ic)를 분리하는 것이 매우 어렵다. Since the effective leakage current Ir due to the insulation resistance cannot be separated only by the magnitude of the image leakage current Io, which is the vector sum of Ir and Ic, the phase difference θ with the commercial AC voltage component of the
또한 일정한 유효분누설전류(Ir)가 흐르는 상태에서 무효분누설전류(Ic)가 클수록 영상변류기(10)의 2차측에는 영상변류기(10)의 자계특성 때문에 정확하게 일정한 유효분누설전류(Ir)의 크기가 나타나지 않는 현상이 발생하여 정확하게 유효분누설전류(Ir)의 크기를 검출하는 것이 매우 어렵다.Also, the larger the effective leakage current Ic in the state where the constant effective leakage current Ir flows, the more accurate the effective leakage current Ir is caused by the magnetic field characteristic of the image
따라서 전선로(3)의 절연상태를 검출 검출하는 데 있어 정전용량의 불평형상태에서도 정확하게 부하(4)를 포함한 전선로(3)의 대지간 절연상태를 고감도로 검출하기 위해서는 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하는 ZCT와 같은 영상변류기(10)에 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 매우 작게 흐르도록 하여 영상변류기(10)에는 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)성분만 흐르게 하는 것이 필요하므로, 상기 영상변류기(10)의 1차 권선에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)와 같은 무효분 누설전류(Ic')를 반대방향으로 흘려 영상변류기(10)의 2차권선에서 검출되는 정전용량에 의한 누설전류성분(Ic)이 거의 나타나지 않도록 하고 전선로(3)와 대지간에 불필요하게 추가로 다른 누설전류성분이 나타나지 않게 하는 것이 필요하다.Therefore, in order to detect and detect the insulation state of the
앞에서 설명한 바와 같이, 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하기 위한 ZCT와 같은 영상변류기(10)을 전선로(3) 또는 변압기(1)의 접지선(5)의 중간에 설치하고, 위상차(θ)를 검출하기 위해 필요한 전선로(3)의 각상의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출선(12,13,14)을 사용하고, 상기 영상누설전류(Io)의 성분크기와 3상의 각상별 위상차(θ)를 검출하기 위한 절연검출기(20)에 상기 영상변류기(10)의 2차측과 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결된다. 상기 절연검출기(20)는 도 8에 상세하 게 도시되어 있다. 그리고 상기 절연검출기(20)에서 검출되는 영상누설전류(Io)와 3상의 각상별로 위상차(θ)에 의해 3상중 정전용량에 의한 무효분누설전류가 가장 많이 흐른다고 판단되는 상부터 정전용량을 조작하여 3상의 정전용량이 평형이 되도록 하여 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ic)가 상기 영상변류기(10)의 2차권선에 검출되지 않도록 하기 위한 누설전류보상기(30)와 상기 누설전류보상기(30)에서 조작된 정전용량에 의한 무효분보상전류(Ic')가 상기 영상변류기(10)의 3상 일괄(또는 변압기의 접지선)통과된 누설전류의 흐름과 반대방향으로 흐르도록 하기 위한 누설전류보상권선수단(15)은 상기 영상변류기(10)에 영상변류기의 테스트선을 이용하거나 별도의 보조권선을 사용한다. 상기 누설전류보상기(30)에는 여러 가지의 무효분보상전류(Ic')를 만들기 위한 보상용수단(31)과 상기 보상용수단(31)의 정전용량을 통해 흐르는 무효분보상전류(Ic')를 접지측으로 흘릴 것인지 상기 누설전류보상권선(15)측으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 전류상선택수단(32)이 각 상마다 구성되어져 있다. 상기 전류상선택수단(32)이 동작하지 않을 시에는 상기 보상용수단(31)의 정전용량을 통해 흐르는 전류는 접지측으로 흐르도록 되어 있고, 정전용량(C1,C2,C3)의 값은 달리 할 수 있지만, 3상 각상마다의 합성 정전용량(C1+C2+C3)값은 거의 동일하게 구성하여 상기 전압검출선(12,13,14)과 상기 보상용수단(31)을 통해 접지 또는 상기 누설전류보상권선(15)을 통해 접지로 흐르는 무효분누설전류는 평형이 되도록 구성하는 것이 바람직하다. As described above, an image
예를 들어, 3상 전선로(3)와 대지간의 전압은 220V 60Hz이고 각상과 대지간 의 절연저항(9)에 흐르는 유효분누설전류는 즉 R상은 Irr=1mA, S상은 Irs=40mA, T상은 Irt=1mA이고, 3상 각상과 대지간의 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류 즉 R상은 Icr=60mA, S상은 Ics=20mA, T상은 Ict=20mA인 전선로를 예를 들어 설명한다. 실제로 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류의 벡터합은 39mA이고, 정전용량에 흐르는 무효분 누설전류의 벡터합은 40mA이다. 하지만 전선로와 대지간에 흐르는 영상누설전류Io는 즉 영상변류기를 통해 흐르는 누설전류는 약76mA로, 이 76mA만을 검출하는 것으로는 정확하게 전선로와 대지간에 흐르는 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 알 수 없었다. 본 발명은 상기 유효분 누설전류 Ir=39mA를 정확하게 검출할 수 있는 방법과 장치를 구현하는 데 있는 것으로 R상의 정전용량에 의한 무효분 누설전류가 다른 상에 비해 많이 흐르기 때문에 발생하는 Ic=40mA를 상기 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 값이 거의 제로가 되도록 영상변류기의 1차권선으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류의 전류흐름과 반대방향으로 R상의 전압성분과 90도 위상차를 가진 무효분 보상전류 Ic'=40mA를 흘린 상태에서 상기 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 영상보정전류(Io') 즉 거의 무효분 누설전류(Ic)성분이 거의 검출되지 않고 절연저항에 의한 유효분 누설전류만을 검출하고자 하는 것이다.For example, the voltage between the three-phase line (3) and the ground is 220 V 60 Hz, and the effective part leakage current flowing through the insulation resistance (9) between each phase and the ground is: R phase is Irr = 1 mA, S phase is Irs = 40 mA, T As an example, a phase-discharge leakage current flowing through the capacitance 8 between each of the three phases and the ground, that is, the phase is Irt = 1 mA, that is, the R phase is Icr = 60 mA, the S phase is Ics = 20 mA, and the T phase is Ict = 20 mA. Actually, the vector sum of the effective leakage current flowing through the
상기 영상변류기(10)의 2차측에 의해 검출되어진 영상누설전류(Io)는 도 8과 같이 절연검출기(20)에 입력되어지면 누설전류검출수단(22)에 의해 증폭 및 필터링을 거쳐 누설전류표시수단(25)에서 영상누설전류(Io)값을 표시하고, 그리고 상기 누설류검출수단(22)에 의해 증폭 및 필터링된 누설전류성분(Io)은 위상검출수단(23)으로 출력되어 지고 있는 상태에서, 상기 전압검출선(12,13,14)에 의해 입력된 전선로(3)의 대지간 3상 각상의 전압성분은 도 14와 같이 절연검출기(20)에 입력되어지면 도 16과 같은 실시예의 전압성분 검출수단(21)에서 전압성분변환수단(211)의 저항Rv1과 Rv2에 의해 다음 식 1과 같이 변환된다.When the image leakage current Io detected by the secondary side of the
즉 3상 각상의 전압성분은 식 1과 같은 비율로 변환되고 위상의 변화는 없고, 실제 전선로에 추가적으로 상기 저항 Rv1과 Rv2의 불평형에 의해 발생하는 누설전류가 발생하는 것을 없애기 위해 각상의 Rv1의 값은 같고, 또한 Rv2의 값도 같게 하는 것이 바람직하다. 상기 전압성분변환수단(211)에 의해 변환된 3상 각상의 전압성분은 전압상선택수단(212)에서의 스위치(sw_v)를 r측으로 선택하면 R상의 전압성분이, 스위치(sw_v)를 s측으로 선택하면 S상의 전압성분이, 스위치(sw_v)를 t측으로 선택하면 T상의 전압성분이 위상검출수단(23)으로 출력되어 진다. 상기 누설전류검출수단(22)에서 출력되어진 영상누설전류성분(Io)과 전압상선택수단(212)에 의해 선택되어진 상의 전압성분과 3상 각각 전압성분에 대한 영상누설전류성분(Io)과의 위상차를 검출하여 위상차표시수단(24)에 표시한다. That is, the voltage component of each phase of three phases is converted at the same ratio as in
상기 누설전류표시수단(25)에 표시되어지는 영상누설전류성분(Io)은 다음 식 2와 같이 표시할 수 있다.The image leakage current component (Io) displayed on the leakage current display means 25 can be expressed as in
여기서 V와 I는 벡터함수이다.Where V and I are vector functions.
예를 들어 상기 위상차표시수단(24)에서 표시되어 지는 R상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θr, S상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θs, T상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θt라고 하면For example, the phase difference of the image leakage current Io with respect to the R phase voltage component displayed by the phase difference display means 24 is θr, and the phase difference of the image leakage current Io with respect to the S phase voltage component is θs, T phase. If the phase difference of the image leakage current (Io) with respect to the voltage component is θ t
R상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 3과 같이 표현될 수 있고,The component of the image leakage current Io with respect to the R phase voltage component may be expressed as shown in
S상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 4와 같이 표현될 수 있고,The component of the image leakage current Io with respect to the S phase voltage component may be expressed as shown in
T상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 5와 같이 표현될 수 있다.The component of the image leakage current Io with respect to the T phase voltage component may be expressed as shown in
예를 들어 상기에서 설명한 예와 같이 R상에 흐르는 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irr=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Icr=60mA이고, S상에 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irs=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ics=20mA이고,T상에 흐르는 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irt=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ict=20mA인 3상전선로에 있어서, 상기 영상변류기(10)의 2차측에 연결된 누설전류검출수단(22)과 누설전류표시수단(25)을 통해 검출 표시되는 영상누설전류의 값은 Io=76.3mA이고, 상기 전압검출선(12,13,14)과 전압성분검출수단(22)을 통해 검출되어지는 3상 각상의 전압성분에 대한 상기 누설전류검출수단(22)에서 출력되어지는 영상누설전류성분과의 위상차를 상기 위상검출수단(23) 및 상기 위상차표시수단(24)을 통해 검출 표시되는 3상 각상의 전압성분에 대한 위상차 즉 R상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θr=104.8이고, S상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θs=-15.2이고, T상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θt=-135.2이다.For example, as described above, the effective leakage current Irr = 1 mA due to the resistance component flowing in R phase, the reactive leakage current Icr = 60 mA due to capacitance, and the effective leakage current Irs due to the resistance component in S phase. In a three-phase wire line where = 1 mA, the reactive leakage current Ics = 20 mA due to capacitance, the effective leakage current Irt = 1 mA due to the resistance component flowing in T phase, and the reactive leakage current Ict = 20 mA due to capacitance, The value of the image leakage current detected and displayed by the leakage current detection means 22 and the leakage current display means 25 connected to the secondary side of the image current transformer 10 is Io = 76.3mA, and the voltage detection line 12, 13 and 14 and a phase difference between the image leakage current component outputted from the leakage current detecting means 22 for the voltage component of each of the three phases detected through the voltage component detecting means 22; 23) and each of the three-phase each phase detected and displayed by the phase difference display means 24 The phase difference with respect to the voltage component, that is, the phase difference with the image leakage current (Io) with respect to the voltage component of the R phase is θ r = 104.8, the phase difference with the image leakage current (Io) with respect to the voltage component of the S phase is θ s = -15.2, and the voltage of the T phase The phase difference with the image leakage current Io for the component is θ t = -135.2.
상기 Io,θr,θs,θt값을 사용하여 3상 각상에 대해 상기 식 3 ~ 식 5에 대입하면 R상의 전압성분에 대한 Io는 -19.5+j73.8, S상의 전압성분에 대한 Io는 73.6-j20.0, T상 의 전압성분에 대한 Io는 -54.1-j53.8로 계산되어 질 수 있다. 그리고 상기 Io의 값의 좌측항은 전압에 대한 동상분이고, 우측은 즉 j항이 들어 있는 것은 전압에 대해 90도 위상분이라 말할 수 있다.Substituting the
다음에 3상중 어느 상에 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 많이 흐르고 있는지 확인하는 작업을 수행한다. 먼저 상기 각상의 전압에 대한 누설전류의 동상분과 90도위상분중 각각 큰 것을 확인하면 R상의 90도위상분이 가장 크고, S상의 동상분이 가장 크다는 것을 알 수 있다. R상의 90도위상분이 +(플러스)가 되는 것은 식 3에서 알 수 있듯이 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 크거나 또는 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 큰 경우에 해당하는 것이 일반적이고, S상의 동상분이 +(플러스)가 되는 것은 식 4에서 알 수 있듯이 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 크거나 또 는 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 큰 경우에 해당하는 것이고, 다음에 상기에서 확인한 Icr값과 Irs값이 가장 큰 것이라는 사항을 재확인하기 위해 상기 각상의 전압에 대한 누설전류의 동상분과 90도위상분중 각각 작은 것을 확인하면 T상의 동상분이 가장 작고 T상의 90도위상분이 가장 작다는 것을 알 수 있다. T상의 동상분이 -(마이너스)가 되는 것은 식 5에서 알 수 있듯이 R상의 유효분 누설전류(Irr)가 크거나 또는 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 크거나 또는 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 큰 경우에 해당하는 것이 일반적이고, T상의 90도위상분이 -(마이너스)가 되는 것은 식 5에서 알 수 있듯이 R상의 무효분누설전류(Icr)가 크거나 또는 S상의 무효분누설전류(Ics)가 크거나 또는 S상의 유효분누설전류(Irs)가 큰 경우에 해당하는 것이므로 상기 가장 큰 값과 가장 작은 값에 대한 각상의 유효분과 무효분 누설전류의 조합에 만족하는 것은 R상의 무효분누설전류(Icr)가 크고, S상의 유효분누설전류(Irs)가 큰 경우라는 것을 알 수 있게 된다. Next, a check is made to see if any of the three phases has a large amount of reactive leakage current Ic due to capacitance. First, confirming that each of the in-phase and 90-degree phases of the leakage current with respect to the voltage of each phase is larger, the 90-phase phase of the R phase is the largest and the in-phase of the S phase is the largest. It is common that the 90-degree phase of R phase becomes + (plus) when the reactive leakage current (Icr) of R phase is large or the effective leakage current (Irs) of S phase is large. In phase, the phase in phase becomes + (plus) when the effective phase leakage current (Irs) of S phase is large or the reactive leakage current (Icr) of R phase is large. In order to reconfirm that the Icr and Irs values identified above are the largest, confirm that the in phase and the 90 degree phases of the leakage current with respect to the voltage of each phase are respectively small, the phase phase of the T phase is the smallest and the 90 degree phase of the T phase is smaller. You can see that it is the smallest. As shown in
다음에 무효분 누설전류가 가장 큰 R상에 어느 정도 크기의 무효분 누설전류를 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로에 흐르는 누설전류와 반대방향으로 흘리면 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 무효분 누설전류를 상쇄시켜 상기 영상변류기(10)의 2차측에 무효분 누설전류가 검출되지 않을 가를 계산하는 작업을 수행한다. 상기 식 3 ~ 식 5의 j항 즉 90도위상분이 제로가 되는 Icr'값을 계산하면 다음과 같이 된다.Next, when the reactive leakage current of a certain magnitude flows in the opposite direction to the leakage current flowing in the actual line to the primary side of the
상기 표 1에서 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 가장 큰 조건에 해당하는 것은 식 4에 해당하는 것이므로, R상에 대한 무효분 보상전류(Icr')는 40mA이다.In Table 1, since the effective leakage current Irs of the S phase corresponds to
다음에 누설전류보상기(30)내의 R상 즉 전압검출선(12)에 연결된 보상용수단(31)의 C1,C2,C3(본 발명의 실시예에서는 각상별로 3개의 콘덴서 소자로 구성되어 있지만 3개를 한정하는 것은 아니다.)와 전선로(3)와 대지간의 상전압을 계산하여 전류상선택수단(32)의 접점스위치(sw1r,sw2r,sw3r)중 무효분 보상전류(Icr')가 40mA에 해당되는 접점스위치를 누설전류보상권선(15)측으로 절환시키면, 상기 전압검출선(12)과 상기 보상용수단(31)의 해당되는 정전용량(C1,C2,C3)과 상기 전류상선택수단(32)과 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 상기 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)와 반대방향 즉 영상변류기(10)의 부하측으로 부터 영상변류기(10)를 통과하여 접지측으로 흘러 무효분 누설전류(Ic)가 상쇄되어 상기 영상변류기(10)의 2차측에는 거의 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ir)성분만 검출되어 진다.Next, C1, C2, and C3 of the compensation means 31 connected to the R phase, that is, the
다음에 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 무효분 보상전류(Ic') 즉 상기 예에서는 R상의 무효분 보상전류(Icr')가 상기 영상변류기(10)의 1차권선으로 흐르고 있는 상태에서 상기 영상변류기(10)의 2차측이 연결되어 있는 절연검출기(20)내의 누설전류검출수단(22)에서 증폭 및 필터링과정을 통해 영상보정전류(Io')를 검출하고, 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출되어진 영상보정전류(Io')를 누설전류표시수단(25)에서 표시하고, 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결되어 있는 절연검출기(20)내의 전압성분검출수단(21)내의 전압성분변환수단(211)에서 3상 각상의 상전압을 일정한 전압으로 변환하고, 상기 전압성분변환수단(211)에서 변환된 3상 각상의 상전압을 전압상선택수단(212)내의 sw_v스위치를 3상 순서에 의해 r측으로 전환하여 R상에 대한 전압성분을 검출하고, 상기 전압상선택수단(212)에서 검출된 R상의 전압성분과 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출된 영상보정전류(Io')이 입력되어진 위상검출수단(23)에서 R상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θr'를 검출하고, 상기 위상검출수단(23)에서 검출되어진 R상의 위상차θr'를 표시한다. 다음에 상기 전압상선택수단(212)내의 sw_v스위치를 s측으로 전환하여 S상에 대한 전압성분을 검출하고, 상기 전압상선택수단(212)에서 검출된 S상의 전압성분과 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출된 영상보정전류(Io')이 입력되어진 위상검출수단(23)에서 S상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θs'를 검출하고, 상기 위상검출수단(23)에서 검출되어진 S상의 위상차θs'를 표시한다. 다음에 상기 전압상선택수단(212)내의 sw_v스위치를 t측으로 전환하여 T상에 대한 전압성분을 검출하고, 상기 전압상선택수단(212)에서 검출된 T상의 전압성분과 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출된 영상보정전류(Io')이 입력되어진 위상검출수단(23)에서 T상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θt'를 검출하고, 상기 위상검출수단(23)에서 검출되어진 S상의 위상차θt'를 표시한다.Next, in the state where the reactive compensation current Ic 'of the R phase, that is, the reactive compensation current Icr' in the R phase, flows through the leakage current compensation winding 15 to the primary winding of the
상기에서 S상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')와의 위상차 θs'가 거의 제로인가를 재확인되면, 또는 다른 R상과 T상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')와의 위상차 θr'과 θt'가 120도 또는 -120도인가 확인되면, 상기에서 검출되어진 영상보정전류(Io')가 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 절연저항(9)에 의해 흐르는 유효분 누설전류(Ir)에 해당하는 것이며, 상기 영상변류기(10)의 1차측에 무효분 누설전류(Ic)성분이 거의 흐르지 않으므로 영상변류기(10)는 매우 작은 유효분 누설전류(Ir)크기만큼 영상변류기(10)의 2차측에 유기되어지게 되므로 고감도로 직접 누전에 관계되는 절연저항(9)에 의해 대지로 흐르는 유효분 누설전류(Ir)를 검출할 수 있게 되며, 절연이 가장 나쁜 즉 누전이 되고 있는 상을 확인할 수 있게 되어 누전이 되고 있는 상에 대해서 집중적으로 누전원인을 조사하여 조치할 수 있게 되어 누전원인조사 및 조치에 시간을 절약할 수 있게 되는 효과도 있고, 또한 부가적으로 정전용량이 가장 큰 상의 정보 및 무효분 누설전류(Ic)크기도 알 수 있게 된다. 한편, 만약 상기에서의 S상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')와의 θs'가 거의 제로가 되지 않으면 R상에 대한 무효분 보상전류(Icr')를 누설전류보상수단(15)에 흘리고 있는 상태에서 상기에서 수행한 작업을 반복 수행하여 무효분 누설전류(Ic)성분이 상기 영상변류기(10)의 2차측에 거의 검출되지 않는 상태에서 유효분 누설전류(Ir)를 검출 표시하는 것이 바람직하다.When reconfirming that the phase difference θs 'with the image correction current Io' for the S phase voltage component is almost zero, or the phase difference θr 'with the image correction current Io' for the other R and T phase voltage components, When? t 'is determined to be 120 degrees or -120 degrees, the image correction current Io' detected above is applied to the effective leakage current Ir flowing by the
상기에서 설명한 예에서는 3상중 한상의 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 크게 흐르는 경우에서는 무효분누설전류(Ic)가 큰 상에 대해서 무효분보정전류(Ic')를 검출 계산하여 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 전류흐름방향과 반대방향으로 흘리도록 하고 있으나, 만약 3상중 두개상의 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 크게 흐르는 경우에는 무효분누설전류(Ic)가 큰 두개의 상에 대해서 동시에 무효분보정전류(Ic')를 검출계산하여 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 전류흐름방향과 반대방향으로 흘리도록 하거나, 또는 가장 큰 상에 대해서 먼저 보정전류를 흘리고 다시 다음 작은 상에 대해서 보정전류를 흘리는 순서로 흘려 영상보정전류(Io)가 거의 제로가 되는 가를 확인하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.In the example described above, when the reactive leakage current Ic due to the capacitance of one of the three phases flows large, the detection of the invalid residual compensation current Ic 'is performed for the phase where the reactive leakage current Ic is large. The current flows in the direction opposite to the current flow direction of the image leakage current Io flowing between the
(제 2실시예)(Second embodiment)
다음에 본 발명의 절연검출방법, 절연검출시스템 및 누설전류보상기를 설명하기 위한 제 2실시예로 도 5 및 도 15와 도 17에 대해 설명한다.Next, FIGS. 5, 15, and 17 will be described as a second embodiment for explaining the insulation detection method, insulation detection system, and leakage current compensator of the present invention.
도 5의 구성은 상기에서 설명한 도 4와 대부분이 동일하지만 제1실시예인 도 4에서는 전선로(3)와 대지간의 3상 각상의 전압성분을 검출하기 위해 연결된 전압검출선(12,13,14)이 누설전류보상기(30)로 연결되어 보상용수단(31)내의 정전용량(C1,C2,C3)을 통하여 전류상선택수단(32)의 접지측으로 연결되어 있다. 상기 전류상선택수단(32)의 다른 접점은 영상변류기(10)의 부하(4)로부터 변압기(1)측으로 영상변류기(10)를 1차측을 관통하여 접지로 연결된 누설전류보상권선(15)에 연결되어 무효분보상전류(c')의 전류흐름방향이 전선로(3)와 대지간의 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 반대방향으로 구성된 것인 반면, 제 2실시예인 도 5에서는 전선로(3)와 대지간의 3상 각상의 전압성분을 검출하기 위해 연결된 전압검출선(12,13,14)이 누설전류보상기(30)로 연결되어 보상용수단(31)내의 정전용량(C1,C2,C3)을 통하여 전류상선택수단(32)의 접지측으로 연결되어 있다. 상기 전류상선택수단(32)의 다른 접점은 영상변류기(10)의 변압기(1)로 부터 부하(4)측으로 영상변류기(10)의 1차측을 관통하여 접지로 연결된 누설전류보상권선(15)에 연결되어 무효분보상전류(c')의 전류흐름방향이 전선로(3)와 대지간의 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 동일방향으로 구성되는 점이 다르다.The configuration of FIG. 5 is substantially the same as that of FIG. 4 described above, but in FIG. 4, which is the first embodiment,
상기 제1실시예에서 설명한 것과 같이 전선로(3)의 절연상태를 검출 검출하는 데 있어 정전용량의 불평형상태에서도 정확하게 부하(4)를 포함한 전선로(3)의 대지간 절연상태를 고감도로 검출하기 위해서는 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하는 ZCT와 같은 영상변류기(10)에 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 매우 작게 흐르도록 하여 영상변류기(10)에는 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)성분만 흐르게 하는 것이 필요한데, 앞에서 설명한 제1실시예에서는 무효분누설전류(Ic)가 가장 큰 상에 대해 무효분보정전류(Ic')를 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)와 같은 무효분 보정전류(Ic')를 반대방향으로 흘려 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 정전용량에 의한 누설전류성분(Ic)이 거의 나타나지 않도록 하고 있지만 본 제 2실시예에서는 무효분누설전류(Ic)가 가장 큰 상을 제외한 다른 두개의 상에 대해 무효분보정전류(Ic')를 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)와 같은 무효분 보정전류(Ic')를 동일방향으로 흘려 영상변류기(10)의 2차측에 검출되는 정전용량에 의한 누설전류성분(Ic)이 거의 나타나지 않도록 하는 것이다.As described in the first embodiment, in detecting the insulation state of the
앞에서 설명한 바와 같이, 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하기 위한 ZCT와 같은 영상변류기(10)을 전선로(3) 또는 변압기(1)의 접지선(5)의 중간에 설치하고, 위상차(θ)를 검출하기 위해 필요한 전선로(3)의 각상의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출선(12,13,14)을 사용하고, 상기 영상누설전류(Io)의 성분크기와 3상의 각상별 위상차(θ)를 검출하기 위한 절연검출기(20)에 상기 영상변류기(10)의 2차측과 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결된다. 상기 절연검출기(20)는 도 15에 상세하게 도시되어 있다. 그리고 상기 절연검출기(20)에서 검출되는 영상누설전류(Io)와 3상의 각상별로 위상차(θ)에 의해 3상중 정전용량에 의한 무효분누설전류가 가장 많이 흐른다고 판단되는 상이 아닌 상의 정전용량을 조작하여 3상의 정전용량이 평형이 되도록 하여 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ic)가 상기 영상변류기(10)의 2차측에 검출되지 않도록 하기 위한 누설전류보상기(30)와 상기 누설전류보상기(30)에서 조작된 정전용량에 의한 무효분보상전류(Ic')가 상기 영상변류기(10)의 3상 일괄(또는 변압기의 접지선)통과된 누설전류의 흐름과 동일방향으로 흐르도록 하기 위한 누설전류보상권선수단(15)은 상기 영상변류기(10)에 영상변류기의 테스트선을 이용하거나 별도의 보조권선을 사용한다. 상기 누설전류보상기(30)에는 여러 가지의 무효분보상전류(Ic')를 만들기 위한 보상용수단(31)과 상기 보상용수단(31)의 정전용량을 통해 흐르는 무효분보상전류(Ic')를 접지측으로 흘릴 것인지 상기 누설전류보상권선(15)측으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 전류상선택수단(32)이 각 상마다 구성되어져 있다. 상기 전류상선택수단(32)이 동작하지 않을 시에는 상기 보상용수단(31)을 통해 흐르는 전류는 접지측으로 흐르도록 되어 있고, 정전용량(C1,C2,C3)의 값은 달리 할 수 있지만, 3상 각상마다의 합성 정전용량(C1+C2+C3)값은 거의 동일하게 구성하여 상기 전압검출선(12,13,14)과 상기 보상용수단(31)을 통해 접지 또는 상기 누설전류보상권선(15)을 통해 접지로 흐르는 무효분누설전류는 평형이 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어 설명한다.As described above, an image
3상 전선로(3)와 대지간의 전압은 220V 60Hz이고 각상과 대지간의 절연저항(9)에 흐르는 유효분누설전류는 즉 R상은 Irr=1mA, S상은 Irs=40mA, T상은 Irt=1mA이고, 3상 각상과 대지간의 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류 즉 R상은 Icr=60mA, S상은 Ics=20mA, T상은 Ict=20mA인 전선로를 예를 들면,The voltage between the three-phase cable line (3) and the ground is 220V 60 Hz, and the effective leakage current flowing through the insulation resistance (9) between each phase and the ground is: R phase is Irr = 1 mA, S phase is Irs = 40 mA, and T phase is Irt = 1 mA. For example, an inductor leakage current flowing in the capacitance 8 between each of the three phases and the ground, i.e., an Icr = 60mA for the R phase, an Ics = 20mA for the S phase, and an Ict = 20mA for the T phase, for example,
실제 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류의 벡터합은 39mA이고, 정전용량에 흐르는 무효분 누설전류의 벡터합은 40mA이다. 하지만 전선로와 대지간에 흐르는 영상누설전류Io는 즉 영상변류기를 통해 흐르는 누설전류는 약76mA로, 이 76mA만을 검출하는 것으로는 정확하게 전선로와 대지간에 흐르는 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 알 수 없었다. 본 발명은 상기 유효분 누설전류 Ir=39mA를 정확하게 검출할 수 있는 방법과 장치를 구현하는 데 있는 것으로 R상의 정전용량에 의한 무효분 누설전류가 다른 상에 비해 많이 흐르기 때문에 발생하는 Ic=40mA를 상기 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 값이 거의 제로가 되도록 영상변류기의 1차권선으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류의 전류흐름과 동일방향으로 S상과 T상의 전압성분과 90도 위상차를 가진 무효분 보상전류 Ic'=40mA를 각각 흘린 상태에서 상기 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 영상보정전류(Io') 즉 거의 무효분 누설전류(Ic)성분이 거의 검출되지 않고 절연저항에 의한 유효분 누설전류만을 검출하고자 하는 것이다.The vector sum of the effective leakage current flowing through the
즉, 상기 영상변류기(10)의 2차측에 의해 검출되어진 영상누설전류(Io)는 도 15와 같이 절연검출기(20)에 입력되어지면 누설전류검출수단(22)에 의해 증폭 및 필터링을 거쳐 누설전류표시수단(25)에서 영상누설전류(Io)값을 표시하고, 그리고 상기 누설류검출수단(22)에 의해 증폭 및 필터링된 누설전류성분(Io)은 위상검출수단(23)으로 출력되는 상태에서, 상기 전압검출선(12,13,14)에 의해 입력된 전선로(3)의 대지간 3상 각상의 전압성분은 도 15와 같이 절연검출기(20)에 입력되어지면 도 17과 같은 실시예의 전압성분 검출수단(21)에서 전압성분변환수단(211)의 저항Rv1과 Rv2에 의해 상기 식 1과 같이 변환된다That is, when the image leakage current Io detected by the secondary side of the image
상기에서 설명한 제 1실시예에서 전압성분검출수단의 상세회로도인 도 16에서는 3상 각상의 전압성분을 전압상선택수단(212)의 sw_v에 의해 1상씩 순차적으로 검출한다. 반면, 제 2실시예에서 전압성분검출수단의 상세회로도인 도 17에서는 제1실시예의 도 16의 전압상선택수단(212)이 없는 것으로 3상 각상의 전압성분을 일괄로 검출하는 점이 다르다.In FIG. 16, which is a detailed circuit diagram of the voltage component detecting means in the first embodiment described above, the voltage components of each of the three phases are sequentially detected one by one by sw_v of the voltage
즉 3상 각상의 전압성분은 식 1과 같은 비율로 변환되고 위상의 변화는 없고, 실제 전선로에 추가적으로 상기 저항 Rv1과 Rv2의 불평형에 의해 발생하는 누설전류가 발생하는 것을 없애기 위해 각상의 Rv1의 값은 같고, 또한 Rv2의 값도 같게 하는 것이 바람직하다. 상기 전압성분변환수단(211)에 의해 변환된 3상 각상의 전압성분은 위상검출수단(23)으로 출력되어 진다. 상기 누설전류검출수단(22)에서 출력되어진 영상누설전류성분(Io)과 상기 전압성분변환수단(211)에 의해 출력되어지는 3상 각각의 전압성분에 대한 영상누설전류성분(Io)과의 위상차를 검출하여 위상차표시수단(24)에 표시한다. That is, the voltage component of each phase of three phases is converted at the same ratio as in
상기 누설전류표시수단(25)에 표시되어지는 영상누설전류성분(Io)은 상기 식 2와 같이 표시할 수 있다.The image leakage current component Io displayed on the leakage current display means 25 can be displayed as shown in
예를 들어 상기 위상차표시수단(24)에서 표시되어 지는 R상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θr, S상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θs, T상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θt라고 하면For example, the phase difference of the image leakage current Io with respect to the R phase voltage component displayed by the phase difference display means 24 is θr, and the phase difference of the image leakage current Io with respect to the S phase voltage component is θs, T phase. If the phase difference of the image leakage current (Io) with respect to the voltage component is θ t
R상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 3과 같이 표현될 수 있다. 또, S상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 4와 같이 표현될 수 있다. T상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 5와 같이 표현될 수 있다.The component of the image leakage current Io with respect to the R phase voltage component may be expressed as shown in
예를 들어, 앞에서 설명한 예와 같이 R상에 흐르는 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irr=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Icr=60mA이고, S상에 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irs=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ics=20mA이고,T상에 흐르는 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irt=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ict=20mA인 3상전선로에 있어서, 상기 영상변류기(10)의 2차측에 연결된 누설전류검출수단(22)과 누설전류표시수단(25)을 통해 검출 표시되는 영상누설전류의 값은 Io=76.3mA이고, 상기 전압검출선(12,13,14)과 전압성분검출수단(22)을 통해 검출되어지는 3상 각상의 전압성분에 대한 상기 누설전류검출수단(22)에서 출력되어지는 영상누설전류성분과의 위상차를 상기 위상검출수단(23) 및 상기 위상차표시수단(24)을 통해 검출 표시되는 3상 각상의 전압성분에 대한 위상차 즉 R상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θr=104.8이고, S상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θs=-15.2이고, T상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θt=-135.2이다.For example, as in the example described above, the effective leakage current Irr = 1 mA due to the resistance component flowing in R phase, the reactive leakage current Icr = 60 mA due to capacitance, and the effective leakage current Irs due to the resistance component in S phase. In a three-phase wire line where = 1 mA, the reactive leakage current Ics = 20 mA due to capacitance, the effective leakage current Irt = 1 mA due to the resistance component flowing in T phase, and the reactive leakage current Ict = 20 mA due to capacitance, The value of the image leakage current detected and displayed by the leakage current detection means 22 and the leakage current display means 25 connected to the secondary side of the image current transformer 10 is Io = 76.3mA, and the voltage detection line 12, 13 and 14 and a phase difference between the image leakage current component outputted from the leakage current detecting means 22 for the voltage component of each of the three phases detected through the voltage component detecting means 22; 23) and each of the three-phase each phase detected and displayed by the phase difference display means 24 The phase difference with respect to the voltage component, that is, the phase difference with the image leakage current (Io) with respect to the voltage component of the R phase is θ r = 104.8, and the phase difference with the image leakage current (Io) with respect to the voltage component of the S phase is θ s = -15.2, and the voltage of the T phase is The phase difference with the image leakage current Io for the component is θ t = -135.2.
상기 Io,θr,θs,θt값을 사용하여 3상 각상에 대해 상기 식 3 ∼ 식 5에 대입하면 R상의 전압성분에 대한 Io는 -19.5+j73.8, S상의 전압성분에 대한 Io는 73.6-j20.0, T상 의 전압성분에 대한 Io는 -54.1-j53.8로 계산되어 질 수 있다. 그리고 상기 Io의 값의 좌측항은 전압에 대한 동상분이고, 우측은 즉 j항이 들어 있는 것은 전압에 대해 90도 위상분이라 말할 수 있다.Substituting the
다음에 3상중 어느 상에 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 많이 흐르고 있는지 확인하는 작업을 수행한다. 먼저 상기 각상의 전압에 대한 누설전류의 동상분과 90도위상분중 각각 큰 것을 확인하면 R상의 90도위상분이 가장 크고, S상의 동상분이 가장 크다는 것을 알 수 있다. R상의 90도위상분이 +(플러스)가 되는 것은 식 3에서 알 수 있듯이 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 크거나 또는 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 큰 경우에 해당하는 것이 일반적이다.Next, a check is made to see if any of the three phases has a large amount of reactive leakage current Ic due to capacitance. First, confirming that each of the in-phase and 90-degree phases of the leakage current with respect to the voltage of each phase is larger, the 90-phase phase of the R phase is the largest and the in-phase of the S phase is the largest. It is common that the 90-degree phase of R phase becomes + (plus) when the reactive leakage current (Icr) of R phase is large or the effective leakage current (Irs) of S phase is large as shown in
S상의 동상분이 +(플러스)가 되는 것은 식 4에서 알 수 있듯이, S상의 유효분 누설전류(Irs)가 크거나 또는 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 큰 경우에 해당하는 것이고, 다음에 상기에서 확인한 Icr값과 Irs값이 가장 큰 것이라는 사항을 재확인하기 위해 상기 각상의 전압에 대한 누설전류의 동상분과 90도위상분중 각각 작은 것을 확인하면 T상의 동상분이 가장 작고 T상의 90도위상분이 가장 작다는 것을 알 수 있다. The in phase of S phase becomes + (plus), as shown in
T상의 동상분이 -(마이너스)가 되는 것은 식 5에서 알 수 있듯이 R상의 유효분 누설전류(Irr)가 크거나 또는 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 크거나 또는 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 큰 경우에 해당하는 것이 일반적이고, T상의 90도위상분이 -(마이너스)가 되는 것은 식 5에서 알 수 있듯이 R상의 무효분누설전류(Icr)가 크거나 또는 S상의 무효분누설전류(Ics)가 크거나 또는 S상의 유효분누설전류(Irs)가 큰 경우에 해당하는 것이므로 상기 가장 큰 값과 가장 작은 값에 대한 각상의 유효분과 무효분 누설전류의 조합에 만족하는 것은 R상의 무효분누설전류(Icr)가 크고, S상의 유효분누설전류(Irs)가 큰 경우라는 것을 알 수 있게 된다. As shown in
다음에 무효분 누설전류가 가장 큰 R상을 제외한 S상과 T상에 어느 정도 크기의 무효분 누설전류를 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로에 흐르는 누설전류와 동일방향으로 흘리면 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 무효분 누설전류를 상쇄시켜 상기 영상변류기(10)의 2차측에 무효분 누설전류가 검출되지 않을 가를 계산하는 작업을 수행한다. 상기 식 3 ~ 식 5의 j항 즉 90도위상분이 제로가 되는 Ics'와 Ict'값을 계산하면 다음과 같이 된다.Next, when the reactive leakage current of a certain magnitude is passed in the S phase and the T phase except the R phase having the largest reactive leakage current, in the same direction as the leakage current flowing in the actual line to the primary side of the
상기 표 2에서 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 가장 큰 조건에 해당하는 것은 식 4에 해당하는 것이므로, R상이 가장 큰 무효분 누설전류(Icr)는 40mA에 해당하므로 반대로 S상과 T상에 40mA씩 무효분누설전류를 증가시키면 무효분누설전류가 평형될 것이다.In Table 2, since the effective leakage current (Irs) of the S phase corresponds to the condition of
다음에 누설전류보상기(30)내의 S상과 T상의 전압검출선(13,14)에 연결된 보상용수단(31)의 C1,C2,C3(본 발명의 실시예에서는 각상별로 3개의 콘덴서 소자로 구성되어 있지만 3개를 한정하는 것은 아니다.)과 전선로(3)와 대지간의 상전압을 계산하여 S상과 T상에 해당하는 전류상선택수단(32)의 접점스위치(sw1r,sw2r,sw3r)중 무효분 보상전류(Ics'와 Ict')가 40mA에 해당되는 접점스위치를 누설전류보상권선(15)측으로 절환시키면, 상기 전압검출선(12)과 상기 보상용수단(31)의 해당되는 정전용량(C1,C2,C3)과 상기 전류상선택수단(32)과 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 상기 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)와 동일방향 즉 영상변류기(10)의 변압기(1)측으로 부터 영상변류기(10)를 통과하여 접지측으로 무효분보상전류(Ic')를 증가시켜 무효분 누설전류(Ic)가 평형되어 상기 영상변류기(10)의 2차측에는 거의 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ir)성분만 검출되어 진다.Next, C1, C2, C3 of the compensation means 31 connected to the S and T phase
다음에 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 무효분 보상전류(Ic') 즉 상기 예에서는 S상과 T상의 무효분 보상전류(Ics'와 Ict')가 상기 영상변류기(10)의 1차권선으로 흐르고 있는 상태에서 상기 영상변류기(10)의 2차측이 연결되어 있는 절연검출기(20)내의 누설전류검출수단(22)에서 증폭 및 필터링과정을 통해 영상보정전류(Io')를 검출하고, 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출되어진 영상보정전류(Io')를 누설전류표시수단(25)에서 표시하고, 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결되어 있는 절연검출기(20)내의 전압성분검출수단(21)내의 전압성분변환수단(211)에서 3상 각상의 상전압을 일정한 전압으로 변환하고, 상기 전압성분변환수단(211)에서 변환된 3상 각상의 상전압성분과 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출된 영상보정전류(Io')이 입력되어진 위상검출수단(23)에서 R상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θr'와 S상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θs'와 T상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θt'를 검출하여 상기 위상차표시수단(25)에 표시한다.Then, through the leakage current compensation winding 15, the reactive compensation current Ic ', that is, in the above example, the reactive compensation currents Ics' and Ict' of the S phase and the T phase are the primary values of the
상기에서 S상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')와의 위상차 θs'가 거의 제로인가를 재확인되면, 또는 다른 R상과 T상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')와의 위상차 θr'과 θt'가 120도 또는 -120도인가 확인되면, 상기에서 검출되어진 영상보정전류(Io')가 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 절연저항(9)에 의해 흐르는 유효분 누설전류(Ir)에 해당하는 것이며, 상기 영상변류기(10)의 1차측에 무효분 누설전류(Ic)성분이 거의 흐르지 않으므로 영상변류기(10)는 매우 작은 유효분 누설전류(Ir)크기만큼 영상변류기(10)의 2차측에 유기되어지게 되므로 고감도로 직접 누전에 관계되는 절연저항(9)에 의해 대지로 흐르는 유효분 누설전류(Ir)를 검출할 수 있게 되며, 절연이 가장 나쁜 즉 누전이 되고 있는 상을 확인할 수 있게 되어 누전이 되고 있는 상에 대해서 집중적으로 누전원인을 조사하여 조치할 수 있게 되어 누전원인조사 및 조치에 시간을 절약할 수 있게 되는 효과도 있고, 또한 부가적으로 정전용량이 가장 큰 상의 정보 및 무효분 누설전류(Ic)크기도 알 수 있게 된다. 한편, 만약 상기에서의 S상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')와의 θs'가 거의 제로가 되지 않으면 S상에 대한 무효분 보상전류(Ics')와 T상에 대한 무효분보정전류(Ict')를 누설전류보상수단(15)에 흘리고 있는 상태에서 상기에서 수행한 작업을 반복 수행하여 무효분 누설전류(Ic)성분이 상기 영상변류기(10)의 2차측에 거의 검출되지 않는 상태에서 유효분 누설전류(Ir)를 검출 표시하는 것이 바람직하다.When reconfirming that the phase difference θs 'with the image correction current Io' for the S phase voltage component is almost zero, or the phase difference θr 'with the image correction current Io' for the other R and T phase voltage components, When? t 'is determined to be 120 degrees or -120 degrees, the image correction current Io' detected above is applied to the effective leakage current Ir flowing by the
상기에서 설명한 예에서는 3상중 한상의 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 크게 흐르는 경우에서는 무효분누설전류(Ic)가 작은 두개상에 대해서 무효분보정전류(Ic')를 검출 계산하여 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 전류흐름방향과 동일방향으로 흘리도록 하고 있으나, 만약 3상중 두개상의 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 크게 흐르는 경우에는 무효분누설전류(Ic)가 작은 상의 무효분보정전류(Ic')를 검출 계산하여 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 전류흐름방향과 반대방향으로 흘리도록 하거나, 또는 가장 작은 상에 대해서 먼저 보정전류를 흘리고 다시 다음 작은 상에 대해서 보정전류를 흘리는 순서로 흘려 영상보정전류(Io)가 거의 제로가 되는 가를 확인하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.In the example described above, when the reactive leakage current Ic due to the capacitance of one of the three phases flows largely, the detection of the residual dispersion correction current Ic 'is performed for two phases with a small amount of the reactive leakage current Ic. Although the current flows in the same direction as the current flow direction of the image leakage current Io flowing between the
(제 3실시예)(Third Embodiment)
다음에 본 발명의 절연검출방법 및 누설전류보상기를 설명하기 위한 제 3실시예로 도 6과 본 발명의 절연검출시스템의 절연검출기의 제2실시예인 도 15와 도 17에 대해 설명한다.Next, FIGS. 15 and 17, which are the second embodiment of the insulation detector of the insulation detection system of FIG. 6 and the present invention, will be described as a third embodiment for explaining the insulation detection method and the leakage current compensator of the present invention.
도 6의 구성은 앞에서 설명한 도 4 및 도 5와 대부분이 동일하지만 제1실시예인 도 4에서는 전선로(3)와 대지간의 3상 각상의 전압성분을 검출하기 위해 연결된 전압검출선(12,13,14)이 누설전류보상기(30)로 연결되어 보상용량수단(31)내의 정전용량(C1,C2,C3)을 통하여 전류상선택수단(32)의 접지측으로 연결되어 있고, 상기 전류상선택수단(32)의 다른 접점은 영상변류기(10)의 부하(4)로부터 변압기(1)측으로 영상변류기(10)를 1차측을 관통하여 접지로 연결된 누설전류보상권선(15)에 연결되어 무효분보상전류(c')의 전류흐름방향이 전선로(3)와 대지간의 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 반대방향으로 구성된 것이다. 제 2실시예인 도 5에서는 전선로(3)와 대지간의 3상 각상의 전압성분을 검출하기 위해 연결된 전압검출선(12,13,14)이 누설전류보상기(30)로 연결되어 보상용수단(31)내의 정전용량(C1,C2,C3)을 통하여 전류상선택수단(32)의 접지측으로 연결되어 있다. 상기 전류상선택수단(32)의 다른 접점은 영상변류기(10)의 변압기(1)로 부터 부하(4)측으로 영상변류기(10)를 1차측을 관통하여 접지로 연결된 누설전류보상권선(15)에 연결되어 무효분보상전류(c')의 전류흐름방향이 전선로(3)와 대지간의 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 동일방향으로 구성된다. The configuration of FIG. 6 is the same as that of FIGS. 4 and 5 described above, but in FIG. 4, which is the first embodiment,
반면, 제 3실시예로 도 6에서는 전선로(3)와 대지간의 3상 각상의 전압성분을 검출하기 위해 연결된 전압검출선(12,13,14)이 누설전류보상기(30)로 연결되어 보상용수단(31)내의 정전용량(C1,C2,C3)을 통하여 전류상선택수단(32)의 접지측으로 연결되어 있다. 상기 전류상선택수단(32)의 다른 접점은 무효분보상전류(Ic')의 흐름 방향을 영상변류기(10)의 부하(4)로부터 변압기(1)측으로 영상변류기(10)의 1차측을 관통하여 접지로 흘릴 것인지 혹은 영상변류기(10)의 변압기(1)측으로부터 부하(4)측으로 영상변류기(10)의 1차측을 관통하여 접지로 흘릴 것인지 즉 전선로(3)와 대지간에 흐르는 무효분 누설전류(Ic)와 반대방향으로 흘릴 것인지 혹은 동일방향으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 접지방향선택수단(33)을 통하여 영상변류기(10)의 1차측을 관통시킨 누설전류보상권선(15)에 연결되어 구성되는 점이 다르다.On the other hand, in the third embodiment, in FIG. 6,
제 1실시예 및 제 2실시예에서 설명한 것과 같이, 전선로(3)의 절연상태를 검출 검출하는 데 있어 정전용량의 불평형상태에서도 정확하게 부하(4)를 포함한 전선로(3)의 대지간 절연상태를 고감도로 검출하기 위해서는 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하는 ZCT와 같은 영상변류기(10)에 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 매우 작게 흐르도록 하여 영상변류기(10)에는 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)성분만 흐르게 하는 것이 필요한데, 상기에서 설명한 제1실시예에서는 무효분누설전류(Ic)가 가장 큰 상에 대해 무효분보정전류(Ic')를 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)와 같은 무효분 보정전류(Ic')를 반대방향으로 흘려 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 정전용량에 의한 누설전류성분(Ic)이 거의 나타나지 않도록 하고 있다. As described in the first and second embodiments, in the detection and detection of the insulation state of the
상기 제 2실시예에서는 무효분누설전류(Ic)가 가장 큰 상을 제외한 다른 두개의 상에 대해 무효분보정전류(Ic')를 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)와 같은 무효분 보정전류(Ic')를 동일방향으로 흘려 영상변류기(10)의 2차측에 검출되는 정전용량에 의한 누설전류성분(Ic)이 거의 나타나지 않도록 하고 있지만, 본 발명의 제3실시예에서는 상기 제1실시예와 제2실시예의 기능을 합친 것으로 접지방향선택수단(33)의 스위치(sw4)의 선택위치에 따라 전선로(3)과 대지간의 무효분 누설전류(Ic)의 방향과 반대방향으로 흘릴 것인지 아니면 동일방향으로 흘릴 것인지를 결정하여 영상변류기(10)의 2차측에 검출되는 정전용량에 의한 누설전류성분(Ic)이 거의 나타나지 않도록 하는 것이다.In the second embodiment, the invalid partial correction current Ic 'is invalid due to the capacitance flowing to the primary side of the
앞에서 설명한 바와 같이, 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하기 위한 ZCT와 같은 영상변류기(10)을 전선로(3) 또는 변압기(1)의 접지선(5)의 중간에 설치하고, 위상차(θ)를 검출하기 위해 필요한 전선로(3)의 각상의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출선(12,13,14)을 사용하고, 상기 영상누설전류(Io)의 성분크기와 3상의 각상별 위상차(θ)를 검출하기 위한 절연검출기(20)에 상기 영상변류기(10)의 2차측과 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결된다. 상기 절연검출기(20)는 도 15에 상세하게 도시되어 있다. 그리고 상기 절연검출기(20)에서 검출되는 영상누설전류(Io)와 3상의 각상별로 위상차(θ)에 의해 3상중 정전용량에 의한 무효분누설전류가 가장 많이 흐른다고 판단되는 상 또는 가장 작게 흐른다고 판단되는 상의 정전용량을 조작하여 3상의 정전용량이 평형되도록 하여 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ic)가 상기 영상변류기(10)의 2차측에 검출되지 않도록 하기 위한 누설전류보상기(30)와 상기 누설전류보상기(30)에서 조작된 정전용량에 의한 무효분보상전류(Ic')가 상기 영상변류기(10)의 3상 일괄(또는 변압기의 접지선)통과된 누설전류의 흐름과 동일방향 혹은 반대방향으로 흐르도록 선택하기 위한 접지방향선택수단(33)을 통해 연결되어 무효분보정전류(Ic')를 흘리기 위한 누설전류보상권선수단(15)은 상기 영상변류기(10)에 영상변류기의 테스트선를 이용하거나 별도의 보조권선을 사용한다. 상기 누설전류보상기(30)에는 여러 가지의 무효분보상전류(Ic')를 만들기 위한 보상용수단(31)과 상기 보상용수단(31)을 통해 흐르는 무효분보상전류(Ic')를 접지측으로 흘릴 것인지 상기 접지방향선택수단(33)을 통해 연결된 누설전류보상권선(15)측으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 전류상선택수단(32)이 각 상마다 구성되어져 있고, 상기 전류상선택수단(32)을 통해 누설전류보상권선(15)으로 흘리기 위한 무효분보정전류(Ic')를 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 무효분누설전류(Ic)의 흐름방향과 반대방향으로 흘릴 것인지 아니면 동일방향으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 접지방향선택수단(33)이 구성되어 있다. 상기 전류상선택수단(32)이 동작하지 않을 시에는 상기 보상용수단(31)을 통해 흐르는 전류는 접지측으로 흐르도록 되어 있고, 정전용량(C1,C2,C3)의 값은 달리 할 수 있지만, 3상 각상마다의 합성 정전용량(C1+C2+C3)값은 거의 동일하게 구성하여 상기 전압검출선(12,13,14)과 상기 보상용수단(31)을 통해 접지 또는 상기 접지방향선택수단(33)과 누설전류보상권선(15)을 통해 접지로 흐르는 무효분누설전류는 평형되도록 구성하는 것이 바람직하다. As described above, an image
예를 들어 설명한다. 상기 제 1실시예와 제 2실시예에서 설명한 3상 전선로(3)와 대지간의 전압은 220V 60Hz이고 각상과 대지간의 절연저항(9)에 흐르는 유효분누설전류는 즉 R상은 Irr=1mA, S상은 Irs=40mA, T상은 Irt=1mA이고, 3상 각상과 대지간의 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류 즉 R상은 Icr=60mA, S상은 Ics=20mA, T상은 Ict=20mA인 전선로의 경우에는 R상의 무효분누설전류(Icr)가 가장 많이 흐르고 있고 다른 두개의 상(S상과 T상)의 무효분누설전류(Ics와 Ict)는 R상에 비해 매우 작기때문에 R상전압에 대한 무효분보정전류(Icr')를 무효분누설전류(Ic)방향과 반대방향으로 흘려 영상변류기(10)를 통과하는 무효분누설전류성분을 상쇄시키도록 접지방향선택수단(33)에서 누설전류보상권선(15)의 영상변류기(10)의 부하측의 z1을 전류상선택수단(32)으로 연결 및 누설전류보상권선(15)의 영상변류기(10)의 변압기측의 z2를 접지측으로 연결되도록 sw4를 선택하여 무효분보정전류(Icr')가 영상변류기(10)의 부하측에서 변압기측으로 흘려 즉 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 방향과 반대방향으로 흘려 무효분누설전류(Ic)를 상쇄시켜 영상변류기(10)의 2차측에 유기되지 않도록 한 상태에서 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 영상보정전류(Io')를 검출하여 유효분누설전류(Ir)를 매우 고감도로 정확하게 검출한다. 상기 예를 들은 3상중 1상만 무효분누설전류(Ic)가 매우 큰 경우가 아닌 3상중 2개상의 무효분누설전류(Ic)가 매우 크고 1상의 무효분 누설전류(Ic)가 매우 작은 경우에는 매우 작은 무효분누설전류(Ic)가 흐르는 상과 크기를 상기 제1실시예 및 제2실시예에서 설명한 방법으로 검출계산하여 무효분누설전류(Ic)가 매우 작은 상의 전압에 대한 무효분보정전류(Ic')를 보상용수단(31)에서 해당되는 상의 정전용량(C1,C2,C3)과 전류상선택수단(32)을 조작하고 상기 접지방향선택수단(33)에서 무효분보정전류(Ic')의 흐름방향을 변압기측에서 부하측으로 흐르도록 즉 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 동일방향으로 흐르도록 조작하여 영상변류기(10)의 1차측을 통과하는 무효분누설전류성분이 평형되도록 하여 영상변류기(10)의 2차측에는 무효분누설전류성분이 거의 검출되지 않도록 한 상태에서 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 영상보정전류(Io')를 검출하여 유효분누설전류(Ir)를 매우 고감도로 정확하게 검출하는 것이다.An example is demonstrated. The voltage between the three-
앞에서 설명한 제 1실시예인 도 4와, 제 2실시예인 도 5와 , 제 3실시예인 도6은 변압기(1)의 2차측결선이 와이결선으로 설명하고 있지만 델타결선에서도 사용하다는 것을 설명하기 위해 도 7과 같은 다른 실시예의 연결구성도를 나타낸 것이다. 도 6에서 변압기(1)의 2차측 결선을 델타결선으로 변경한 것이지만 누설전류보상기(30)의 구성을 도 4와 도 5에서 사용되는 누설전류보상기(30)도 적용할 수 있다는 것은 물론이다. 4, the second embodiment, FIG. 5, and the third embodiment, FIG. 6, illustrate that the secondary side connection of the
그리고 도 8은 변압기(1)의 2차측결선을 비접지방식에서도 사용가능하고 또한 누설전류보상기(30)내의 보상용수단(31)이 상기 제1실시예~제3실시예에서는 보정전에는 접지로 연결되어 있는 것을 누설전류보상권선(15) 또는 접지방향선택수단(33)에 보정전에 연결되는 구성의 실시예도 있을 수 있다는 것을 설명하기 위한 실시예이다. 8 shows that the secondary side connection of the
도 18과 도 19는 상기 제1실시예~제3실시예인 도 4 ~ 도 6에서 사용되는 전압성분검출수단인 도 16과 도 17의 전압변환수단이 저항소자로 구성되어 있는 실시예이었지만, 전압변환수단의 제1실시예인 도 18에서는 저항대신에 콘덴서를 사용하여 콘덴서 Cv1과 Cv2를 직렬로 구성하여 Cv2에 나타나는 각상의 전압성분을 사용하는 실시예도 있을 수 있다는 것을 설명하기 위한 것이다. 전압변환수단의 제2 실시예인 도 19에서는 저항 또는 콘덴서를 사용하여 전압을 변환하지 않고 트랜스(TR)를 사용하여도 전압을 변환할 수 있다는 것을 설명하기 위한 실시예이다. 도 19에서의 트랜스(TR)의 2차측과 접지간에 연결되어 있는 저항(Rv)대신에 콘덴서를 사용할 수도 있고, 저항이나 콘덴서를 사용하지 않고 바로 트랜스(TR)2차측과 접지간의 3상 각상의 전압성분을 사용하는 구성의 실시예도 있을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 누설전류보상권선(15)을 1개만 사용하는 것으로 되어 있으나 3상 각상별로 3개의 누설전류보상권선(15)을 사용하는 구성의 실시예도 있을 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 전압성분을 검출하기 위한 전압성분변환수단(211)이 절연검출기(20)의 내부구성으로 이루어져 있으나 전압성분변환수단(211)의 기능을 가진 부분을 절연검출기(20)의 외부에 구성하는 실시예도 있을 수 있다. 영상누설전류를 검출하기 위한 누설전류검출수단(22)의 일부기능을 절연검출기(20)의 외부에 구성하는 실시예도 있을 수 있고, 전압검출선(12,13,14)에 검출되는 상전압대신에 선간전압을 검출하는 실시예도 있을 수 있고, 사용하여 3상중 1상만의 전압성분을 검출하고 120도씩 위상쉬프트하여 3상전압성분을 변환하는 실시예도 있을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 영상변류기(10)의 설치위치를 변압기(1)와 부하(4)의 중간인 전선로(3)의 중간에 설치되어 있는 실시예에 대해 설명하였지만 변압기(1)와 접지(6)의 접지선(5)의 중간에 설치되는 실시예도 있을 수 있다. 전압검출선(12,13,4)의 연결위치가 영상변류기(10)의 전단 즉 변압기(1)측 방향에 연결되어 있는 실시예에 대해 설명하였지만 영상변류기(10)의 후단 즉 부하(4)측 방향에 연결되는 실시예도 있을 수 있다.18 and 19 show an embodiment in which the voltage converting means of Figs. 16 and 17, which are the voltage component detecting means used in Figs. In FIG. 18, the first embodiment of the converting means, there may be an embodiment in which capacitors Cv1 and Cv2 are configured in series using a capacitor instead of a resistor to use voltage components of each phase shown in Cv2. In FIG. 19, which is a second embodiment of the voltage converting means, an embodiment for explaining that the voltage can be converted even when the transformer TR is used without converting the voltage using the resistor or the capacitor. In FIG. 19, a capacitor may be used instead of the resistor Rv connected between the secondary side of the transformer TR and the ground, and a three-phase phase between the secondary side of the transformer TR and the ground may be used without using a resistor or a capacitor. There may also be an embodiment of the configuration using the voltage component. In addition, in the embodiment of the present invention, only one leakage current compensation winding 15 is used, but there may be an embodiment in which three leakage
(제 4실시예)(Example 4)
먼저 본 발명의 절연검출방법, 절연검출시스템 및 누설전류보상기를 설명하기 위한 제 4실시예로 도 9 및 도 14와 도 16에 대해 먼저 설명한다.First, a fourth embodiment for explaining the insulation detection method, insulation detection system, and leakage current compensator of the present invention will be described with reference to FIGS. 9, 14, and 16.
도 9에 있어서, 변압기(1)는 전압을 변환하기 위한 변압기로 개폐기(2)를 통하여 전선로(3)에 전력을 공급한다. 도면부호 5는 안전을 위하여 변압기(1)의 중성점을 접지(6)에 연결하기 위한 접지선이다. 개폐기(2) 및 전선로(3)를 통해 부하(4)로 전력이 공급되고 있는 상태에서 부하(4)를 포함한 전선로(3)와 대지간에 절연열화가 발생하면 절연저항(8)의 절연저항치가 낮아지고, 이 절연저항(9)을 통해 대지로 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)가 흐른다. 상기 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)만을 검출할 수 있다면 전선로(3)의 대지간 절연상태를 알 수 있다.In FIG. 9, the
하지만 전선로(3)가 장거리 선로인 경우나 여러 군데로 분기된 전선로(3)의 경우에는 전선로(3)의 케이블의 대지간 정전용량의 병렬합성으로 정전용량(C)값이 커지게 되며, 특히 부하(4)가 전자정밀설비인 경우에는 부하(4)의 입력단에는 노이즈의 침입을 막기 위해 노이즈필터와 같은 전자부품이 입력단과 접지간에 삽입된 경우가 많다. 노이즈필터와 같은 전자부품류는 콘덴서성분이 많이 있기 때문에 절연상태와는 직접 관계없는 전압보다 90도 앞선 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 많이 흐르고, 또한 부하(4)가 인버터류와 같은 전력전자소자를 사용하여 설비를 제어하는 전력전자설비는 고주파로 주파수를 제어하거나 전압을 제어할 때 고주파에 의해 설비에 포함된 콘덴서를 통하여 대지로 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 흐르거나 인버터와 같은 설비에서 발생하는 고주파가 케이블과 대지간에 있는 정전용량을 통하여 대지로 상용주파수보다 큰 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 흐르게 되고, 그리고 전선로(3)가 긴 경우에도 전선로(3)와 대지간에 정전용량이 병렬합성되어 전선로(3)의 길이가 길수록, 전선로(3)의 케이블의 굵기가 클수록 정전용량이 커지며 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 커진다. 상기와 같은 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 3상 RST상과 대지간에 같은 크기로 흐르면 3상이 평형되어 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)의 3상 벡터합은 거의 영(zero)이 되지만 3상 전선로에서 단상부하를 사용하거나 여러 부하로 분기되는 복잡한 계통에서는 3상의 대지간의 정전용량이 평형되기는 어렵다. 이러한 정전용량의 불평형에 의해 전선로(3)와 대지간에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 커진다.However, in the case where the
그리고 전선로(3)와 대지간에는 상기 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)와 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 함께 흐르게 되며, 상기에서 설명한 바와 같이 전선로(3)의 대지간 절연상태를 알기 위해 대지로 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위해 ZCT와 같은 영상변류기(10)를 전선로(3)의 중간 또는 변압기(1)의 중성점 또는 변압기(1)의 일단접지상의 접지로 연결된 접지선(5)의 중간에 설치한다. 상기 영상변류기(10)에는 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)와 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)의 벡터합으로 나타나기 때문에 절연저항이 무척 큰, 즉 절연상태가 양호하여도 절연상태와 직접 관계없는 정전용량의 불평형에 의해 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 커질수록 영상변류기(10)의 2차권선에서 검출되는 Ir과 Ic의 벡터합인 영상누설전류(Io)는 크게 검출된다. In addition, the effective leakage current (Ir) due to the insulation resistance and the reactive leakage current (Ic) due to the capacitance flow together between the
상기 Ir과 Ic의 벡터합인 영상누설전류(Io)의 크기만으로 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)를 분리할 수 없으므로 전선로(3)의 상용교류전압성분과의 위상차(θ)를 검출하여, 전압성분과 동위상인 즉 영상누설전류(Io)의 cosθ가 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)이고, 전압성분과 90도 위상인 즉 영상누설전류(Io)의 sinθ가 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ic)를 분리하는 방법을 단상에서는 유효하지만, 3상에서는 3상 각상이 120도 위상차를 가지므로 3상 종합 영상누설전류(Io)에는 3상 각각의 동위상성분과 90도위상성분이 혼합되어 나타나므로 유효분 누설전류(Ir)와 무효분 누설전류(Ic)를 분리하는 것이 매우 어렵다. Since the effective leakage current Ir due to the insulation resistance cannot be separated only by the magnitude of the image leakage current Io, which is the vector sum of Ir and Ic, the phase difference θ with the commercial AC voltage component of the
또한 일정한 유효분누설전류(Ir)가 흐르는 상태에서 무효분누설전류(Ic)가 클수록 영상변류기(10)의 2차측에는 영상변류기(10)의 자계특성때문에 정확하게 일정한 유효분누설전류(Ir)의 크기가 나타나지 않는 현상이 발생하여 정확하게 유효분누설전류(Ir)의 크기를 검출하는 것도 매우 어렵다.In addition, the larger the reactive leakage current Ic in the state where the constant effective leakage current Ir flows, the more effective the effective leakage current Ir due to the magnetic field characteristic of the
따라서 전선로(3)의 절연상태를 검출 검출하는 데 있어 정전용량의 불평형상태에서도 정확하게 부하(4)를 포함한 전선로(3)의 대지간 절연상태를 고감도로 검출하기 위해서는 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하는 ZCT와 같은 영상변류기(10)에 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 매우 작게 흐르도록 하여 영상변류기(10)에는 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)성분만 흐르게 하는 것이 필요하므로, 상기 영상변류기(10)의 1차 권선에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)와 같은 무효분 보상전류(Ic')를 반대방향으로 흘려 영상변류기(10)의 2차권선에서 검출되는 정전용량에 의한 누설전류성분(Ic)이 거의 나타나지 않도록 할 수 있지만, 상기에서 설명한 바와 같이 3상 특히 변압기(1)의 2차측 결선이 Y(와이)결선에서는 3상 각상의 영상누설전류(Io)성분에 절연저항(9)과 정전용량(8)에 의해 흐르는 누설전류성분에 영향을 끼치므로 상기 영상변류기(10)의 1차권선에 흐르는 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)와 같은 유효분보상전류(Ir')도 함께 반대방향으로 흘려 영상변류기(10)의 2차권선에서 검출되는 영상누설전류(Io)값이 제로(영)가 되는 가를 확인하면 더욱 정확하게 전선로(3)와 대지간의 흐르는 유효분누설전류(Ir)와 무효분누설전류(Ic)를 검출할 수 있다.Therefore, in order to detect and detect the insulation state of the
앞에서 설명한 바와 같이 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하기 위한 ZCT와 같은 영상변류기(10)를 전선로(3) 또는 변압기(1)의 접지선(5)의 중간에 설치하고, 위상차(θ)를 검출하기 위해 필요한 전선로(3)의 각상의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출선(12,13,14)을 사용하고, 상기 영상누설전류(Io)의 성분크기와 3상의 각상별 위상차(θ)를 검출하기 위한 절연검출기(20)에 상기 영상변류기(10)의 2차측과 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결된다. 상기 절연검출기(20)는 도 14에 상세하게 도시되어 있다. 그리고 상기 절연검출기(20)에서 검출되는 영상누설전류(Io)와 3상의 각상별로 위상차(θ)에 의해 3상중 정전용량에 의한 무효분누설전류와 절연저항에 의한 유효분누설전류가 가장 많이 흐른다고 판단되는 상부터 정전용량 및 저항을 조작하여 3상의 정전용량 및 저항이 평형되도록 하여 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ic)와 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)가 상기 영상변류기(10)의 2차권선에 검출되지 않도록 하기 위한 누설전류보상기(30)와 상기 누설전류보상기(30)에서 조작된 정전용량에 의한 무효분보상전류(Ic')와 저항에 의한 유효분보상전류(Ir')가 상기 영상변류기(10)의 3상 일괄(또는 변압기의 접지선)통과된 누설전류의 흐름과 반대방향으로 흐르도록 하기 위한 누설전류보상권선수단(15)은 상기 영상변류기(10)에 영상변류기의 테스트선을 이용하거나 별도의 보조권선을 사용한다. 상기 누설전류보상기(30)에는 여러 가지의 무효분보상전류(Ic')를 만들기 위한 보상용정전용량부(311)와 여러 가지의 유효분보상전류(Ir')를 만들기 위한 보상용저항부(312)로 구성된 보상용수단(31)과, 상기 보상용수단(31)을 통해 흐르는 무효분보상전류(Ic')를 접지측으로 흘릴 것인지 상기 누설전류보상권선(15)측으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 무효분방향선택부(321)와 유효분보상전류(Ir')를 접지측으로 흘릴 것인지 상기 누설전류보상권선(15)측으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 유효분방향선택부(322)로 구성된 전류상선택수단(32)이 구성된다. 상기 보상용정전용량부(311)의 정전용량(C1,C2,C3)의 값은 달리 할 수 있으며, 3상 각상마다의 합성 정전용량(C1+C2+C3)값은 동일하게 구성하여 상기 전압검출선(12,13,14)과 상기 보상용수단(31)을 통해 접지 또는 상기 누설전류보상권선(15)을 통해 접지로 흐르는 무효분누설전류는 평형이 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 보상용저항부(312)의 정전용량(r1,r2,r3)의 값은 달리 할 수 있으며, 3상 각상마다의 합성 저항(r1+r2+r3)값은 동일하게 구성하여 상기 전압검출선(12,13,14)과 상기 보상용수단(31)을 통해 접지 또는 상기 누설전류보상권선(15)을 통해 접지로 흐르는 무효분누설전류는 평형이 되도록 구성하는 것이 바람직하고, 상기 보상용정전용량부(311)와 보상용저항부(312)의 정전용량수량과 저항수량이 3개로 한정하는 것은 아니다. As described above, an image
3상 전선로(3)와 대지간의 전압은 220V 60Hz이고 각상과 대지간의 절연저항(9)에 흐르는 유효분누설전류는 즉 R상은 Irr=1mA, S상은 Irs=40mA, T상은 Irt=1mA이고, 3상 각상과 대지간의 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류 즉 R상은 Icr=60mA, S상은 Ics=20mA, T상은 Ict=20mA인 전선로를 예를 들어 설명한다.The voltage between the three-phase cable line (3) and the ground is 220V 60 Hz, and the effective leakage current flowing through the insulation resistance (9) between each phase and the ground is: R phase is Irr = 1 mA, S phase is Irs = 40 mA, and T phase is Irt = 1 mA. An example of an ineffective leakage current flowing in the capacitance 8 between each of the three phases and the ground, i.e., an electric wire path in which the R phase is Icr = 60 mA, the S phase is Ics = 20 mA, and the T phase is Ict = 20 mA will be described.
실제 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류의 벡터합은 39mA이고, 정전용량에 흐르는 무효분 누설전류의 벡터합은 40mA이다. 하지만 전선로와 대지간에 흐르는 영상누설전류Io는 즉 영상변류기를 통해 흐르는 누설전류는 약76mA로, 이 76mA만을 검출하는 것으로는 정확하게 전선로와 대지간에 흐르는 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 알 수 없었다. 본 발명은 상기 유효분 누설전류 Ir=39mA를 정확하게 검출할 수 있는 방법과 장치를 구현하는 데 있는 것으로 R상의 정전용량에 의한 무효분 누설전류가 다른 상에 비해 많이 흐르기 때문에 발생하는 Ic=40mA를 상기 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 값이 거의 제로가 되도록 영상변류기의 1차권선으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류의 전류흐름과 반대방향으로 R상의 전압성분과 90도 위상차를 가진 무효분 보상전류 Ic'=40mA와 S상의 절연저항에 의한 유효분누설전류가 다른 상에 비해 많이 흐르기 때문에 발생하는 Ir=39mA를 상기 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 값이 거의 제로가 되도록 영상변류기의 1차권선으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류의 전류흐름과 반대방향으로 S상의 전압성분과 같은 위상차를 가진 유효분 보상전류Ir'=39mA를 흘린 상태에서 상기 영상변류기(10)의 2차측에서 검출되는 영상보정전류(Io') 즉 거의 제로가 되는 가를 확인하여 유효분누설전류(Ir)가 S상에 39mA흐르고, 무효분누설전류(Ic)가 R상에 40mA흐르고 있다는 사항을 검출하는 것이다.The vector sum of the effective leakage current flowing through the
상기 영상변류기(10)의 2차측에 의해 검출되어진 영상누설전류(Io)는 도 14와 같이, 절연검출기(20)에 입력되어지면 누설전류검출수단(22)에 의해 증폭 및 필터링을 거쳐 누설전류표시수단(25)에서 영상누설전류(Io)값을 표시하고, 그리고 상기 누설류검출수단(22)에 의해 증폭 및 필터링된 누설전류성분(Io)은 위상검출수단(23)으로 출력되어 지고 있는 상태에서, 상기 전압검출선(12,13,14)에 의해 입력된 전선로(3)의 대지간 3상 각상의 전압성분은 도 14와 같이, 절연검출기(20)에 입력되어지면 도 9와 같은 실시예의 전압성분 검출수단(21)에서 전압성분변환수단(211)의 저항Rv1과 Rv2에 의해 식 1과 같이 변환된다.When the image leakage current Io detected by the secondary side of the
즉 3상 각상의 전압성분은 식 1과 같은 비율로 변환되고 위상의 변화는 없고, 실제 전선로에 추가적으로 상기 저항 Rv1과 Rv2의 불평형에 의해 발생하는 누설전류가 발생하는 것을 없애기 위해 각상의 Rv1의 값은 같고, 또한 Rv2의 값도 같게 하는 것이 바람직하다. 상기 전압성분변환수단(211)에 의해 변환된 3상 각상의 전압성분은 전압상선택수단(212)에서의 스위치(sw_v)를 r측으로 선택하면 R상의 전압성분이, 스위치(sw_v)를 s측으로 선택하면 S상의 전압성분이, 스위치(sw_v)를 t측으로 선택하면 T상의 전압성분이 위상검출수단(23)으로 출력되어 진다. 상기 누설전류검출수단(22)에서 출력되어진 영상누설전류성분(Io)과 전압상선택수단(212)에 의해 선택되어진 상의 전압성분과 3상 각각 전압성분에 대한 영상누설전류성분(Io)과의 위상차를 검출하여 위상차표시수단(24)에 표시한다. That is, the voltage component of each phase of three phases is converted at the same ratio as in
상기 누설전류표시수단(25)에 표시되어지는 영상누설전류성분(Io)은 상기 식 2와 같이 표시할 수 있다.The image leakage current component Io displayed on the leakage current display means 25 can be displayed as shown in
예를 들어 상기 위상차표시수단(24)에서 표시되어 지는 R상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θr, S상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θs, T상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θt라고 하면For example, the phase difference of the image leakage current Io with respect to the R phase voltage component displayed by the phase difference display means 24 is θr, and the phase difference of the image leakage current Io with respect to the S phase voltage component is θs, T phase. If the phase difference of the image leakage current (Io) with respect to the voltage component is θ t
R상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 3과 같이 표현되고, S상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 4와 같이 표현된다. 또, T상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 5와 같이 표현된다.The component of the image leakage current Io with respect to the R phase voltage component is expressed by
예를 들어 상기에서 설명한 예와 같이 R상에 흐르는 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irr=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Icr=60mA이고, S상에 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irs=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ics=20mA이고,T상에 흐르는 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irt=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ict=20mA인 3상전선로에 있어서, 상기 영상변류기(10)의 2차측에 연결된 누설전류검출수단(22)과 누설전류표시수단(25)을 통해 검출 표시되는 영상누설전류의 값은 Io=76.3mA이고, 상기 전압검출선(12,13,14)과 전압성분검출수단(22)를 통해 검출되어지는 3상 각상의 전압성분에 대한 상기 누설전류검출수단(22)에서 출력되어지는 영상누설전류성분과의 위상차를 상기 위상검출수단(23) 및 상기 위상차표시수단(24)을 통해 검출 표시하다 3상 각상의 전압성분에 대한 위상차 즉 R상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θr=104.8이고, S상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θs=-15.2이고, T상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θt=-135.2이다.For example, as described above, the effective leakage current Irr = 1 mA due to the resistance component flowing in R phase, the reactive leakage current Icr = 60 mA due to capacitance, and the effective leakage current Irs due to the resistance component in S phase. In a three-phase wire line where = 1 mA, the reactive leakage current Ics = 20 mA due to capacitance, the effective leakage current Irt = 1 mA due to the resistance component flowing in T phase, and the reactive leakage current Ict = 20 mA due to capacitance, The value of the image leakage current detected and displayed by the leakage current detection means 22 and the leakage current display means 25 connected to the secondary side of the image
상기 Io,θr,θs,θt값을 사용하여 3상 각상에 대해 상기 식 3 ~ 식 5에 대입하면 R상의 전압성분에 대한 Io는 -19.5+j73.8, S상의 전압성분에 대한 Io는 73.6-j20.0, T상 의 전압성분에 대한 Io는 -54.1-j53.8로 계산되어 질 수 있다. 그리고 상기 Io의 값의 좌측항은 전압에 대한 동상분이고, 우측은 즉 j항이 들어 있는 것은 전압에 대해 90도 위상분이라 말할 수 있다.Substituting the
다음에 3상중 어느 상에 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)와 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)가 많이 흐르고 있는지 확인하는 작업을 수행한다. 먼저 상기 각상의 전압에 대한 누설전류의 동상분과 90도위상분중 각각 큰 것을 확인하면 R상의 90도위상분이 가장 크고, S상의 동상분이 가장 크다는 것을 알 수 있다. R상의 90도위상분이 +(플러스)가 되는 것은 식 3에서 알 수 있듯이 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 크거나 또는 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 큰 경우에 해당하는 것이 일반적이고, S상의 동상분이 +(플러스)가 되는 것은 식 4에서 알 수 있듯이 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 크거나 또는 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 큰 경우에 해당하는 것이고, 다음에 상기에서 확인한 Icr값과 Irs값이 가장 큰 것이라는 사항을 재확인하기 위해 상기 각상의 전압에 대한 누설전류의 동상분과 90도위상분중 각각 작은 것을 확인하면 T상의 동상분이 가장 작고 T상의 90도위상분이 가장 작다는 것을 알 수 있다. T상의 동상분이 -(마이너스)가 되는 것은 식 5에서 알 수 있듯이 R상의 유효분 누설전류(Irr)가 크거나 또는 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 크거나 또는 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 큰 경우에 해당하는 것이 일반적이고, T상의 90도위상분이 -(마이너스)가 되는 것은 식 5에서 알 수 있듯이 R상의 무효분누설전류(Icr)가 크거나 또는 S상의 무효분누설전류(Ics)가 크거나 또는 S상의 유효분누설전류(Irs)가 큰 경우에 해당하는 것이므로 상기 가장 큰 값과 가장 작은 값에 대한 각상의 유효분과 무효분 누설전류의 조합에 만족하는 것은 R상의 무효분누설전류(Icr)가 크고, S상의 유효분누설전류(Irs)가 큰 경우라는 것을 알 수 있게 된다. Next, an operation is performed to check whether any of the three phases has a large amount of reactive leakage current Ic due to capacitance and effective leakage current Ir due to insulation resistance. First, confirming that each of the in-phase and 90-degree phases of the leakage current with respect to the voltage of each phase is larger, the 90-phase phase of the R phase is the largest and the in-phase of the S phase is the largest. It is common that the 90-degree phase of R phase becomes + (plus) when the reactive leakage current (Icr) of R phase is large or the effective leakage current (Irs) of S phase is large. The in phase of S phase becomes + (plus), as shown in
다음에 무효분 누설전류가 가장 큰 R상에 어느 정도 크기의 무효분 누설전류를 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로에 흐르는 누설전류와 반대방향으로 흘리면 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 무효분 누설전류를 상쇄시켜 상기 영상변류기(10)의 2차측에 무효분 누설전류가 검출되지 않을 가를 계산하는 작업을 수행한다. 상기 식 3 ~ 식 5의 j항 즉 90도위상분이 제로가 되는 Icr'값을 계산하면 다음과 같이 된다.Next, when the reactive leakage current of a certain magnitude flows in the opposite direction to the leakage current flowing in the actual line to the primary side of the
상기 표 3에서 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 가장 큰 조건에 해당하는 것은 식 4에 해당하는 것이므로, R상에 대한 무효분 보상전류(Icr')는 40mA이고, S상에 대한 유효분 보상전류(Irs')는 39mA가 된다.In Table 3, since the effective leakage current (Irs) of the S phase corresponds to the condition of
다음에 누설전류보상기(30)내의 R상 즉 전압검출선(12)에 연결된 보상용수단(31)내의 보상용정전용량부(311)의 C1,C2,C3(본 발명의 실시예에서는 각상별로 3개의 콘덴서 소자로 구성되어 있지만 3개를 한정시키는 것은 아니다.)과 전선로(3)와 대지간의 상전압을 계산하여 전류상선택수단(32)의 접점스위치(sw1r,sw2r,sw3r)중 무효분 보상전류(Icr')가 40mA되도록 만들어지는 접점스위치들을 누설전류보상권선(15)측으로 절환시키고, 또한 누설전류보상기(30)내의 S상 전압검출선(13)에 연결된 보상용수단(31)내의 보상용저항부(312)의 r1,r2,r3(본 발명의 실시예에서는 각상별로 3개의 저항소자로 구성되어 있지만 3개를 한정시키는 것은 아니다.)과 전선로(30과 대지간의 보상전류(Irs')가 39mA되도록 만들어지는 접점스위치들을 누설전류보상권선(15)측으로 절환시키면, 상기 무효분보상전류(Icr')는 전압검출선(12)과 상기 보상수단(31)내의 해당되는 정전용량(C1,C2,C3)과 상기 전류상선택수단(32)내의 무효분방향선택부(321)와 유효분보상전류(Irs')는 전압검출선(13)과 상기 보상수단(31)내의 해당되는 저항(r1,r2,r3)과 상기 전류상선택수단(32)내의 유효분방향선택부(322)와 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 상기 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)와 반대방향 즉 영상변류기(10)의 부하측으로 부터 영상변류기(10)를 통과하여 접지측으로 흘러 무효분 누설전류(Ic) 및 유효분 누설전류(Ir)가 상쇄되어 상기 영상변류기(10)의 2차측에는 거의 영상누설전류(Io)성분이 검출되지 않을 것이다.Next, C1, C2, C3 of the
다음에 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 무효분 보상전류(Ic') 즉 상기 예에서는 R상의 무효분 보상전류(Icr')가 상기 영상변류기(10)의 1차권선으로 흐르고 있는 상태 및 유효분 보상전류(Ir') 즉 상기 예에서는 S상의 유효분 보상전류(Irs')가 상기 영상변류기(10)의 1차권선으로 흐르고 있는 상태에서 상기 영상변류기(10)의 2차측이 연결되어 있는 절연검출기(20)내의 누설전류검출수단(22)에서 증폭 및 필터링과정을 통해 영상보정전류(Io')를 검출하고, 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출되어진 영상보정전류(Io')를 누설전류표시수단(25)에서 표시하고, 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결되어 있는 절연검출기(20)내의 전압성분검출수단(21)내의 전압성분변환수단(211)에서 3상 각상의 상전압을 일정한 전압으로 변환하고, 상기 전압성분변환수단(211)에서 변환된 3상 각상의 상전압을 전압상선택수단(212)내의 sw_v스위치를 3상 순서에 의해 r측으로 전환하여 R상에 대한 전압성분을 검출하고, 상기 전압상선택수단(212)에서 검출된 R상의 전압성분과 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출된 영상보정전류(Io')이 입력되어진 위상검출수단(23)에서 R상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θr'을 검출하고, 상기 위상검출수단(23)에서 검출되어진 R상의 위상차θr'을 표시한다. 다음에 상기 전압상선택수단(212)내의 sw_v스위치를 s측으로 전환하여 S상에 대한 전압성분을 검출하고, 상기 전압상선택수단(212)에서 검출된 S상의 전압성분과 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출된 영상보정전류(Io')이 입력되어진 위상검출수단(23)에서 S상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θs'를 검출하고, 상기 위상검출수단(23)에서 검출되어진 S상의 위상차θs'를 표시한다.다음에 상기 전압상선택수단(212)내의 sw_v스위치를 t측으로 전환하여 T상에 대한 전압성분을 검출하고, 상기 전압상선택수단(212)에서 검출된 T상의 전압성분과 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출된 영상보정전류(Io')가 입력되어진 위상검출수단(23)에서 T상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θt'를 검출하고, 상기 위상검출수단(23)에서 검출되어진 S상의 위상차θt'를 표시한다.Next, the reactive compensation current Ic 'of the R phase, in this example, flows through the leakage current compensation winding 15 to the primary winding of the
상기에서 검출한 3상 R, S, T상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')와 위상차 θr'와θs'와θt'가 각각 거의 제로인가를 재확인되면, S상에 대해 유효분보상전류(Irs')=39mA가 직접 누전에 관계되는 유효분누설전류(Ir)에 해당하는 것이고, R상에 대해 무효분보상전류(Icr')=40mA가 누전에 직접 관계되지 않는 무효분 누설전류(Ic)에 해당하는 것이 되며, 또한 절연이 가장 나쁜 즉 누전이 되고 있는 상(상기 예에서는 S상)을 확인할 수 있게 되어 누전이 되고 있는 상에 대해서 집중적으로 누전원인을 조사하여 조치할 수 있게 되어 누전원인조사 및 조치에 시간을 절약할 수 있게 되는 효과도 있고, 또한 부가적으로 정전용량이 가장 큰 상의 정보 및 무효분 누설전류(Ic)크기도 알 수 있게 된다. 한편, 만약 상기에서의 3상 R, S, T상전압에 대한 영상보정전류(Io')와 위상차 θr'와θs'와θt'가 각각 거의 제로로 되지 않지 않으면 상기에서 수행한 작업을 반복 수행하여 3상 R, S, T상전압에 대한 영상보정전류(Io')와 위상차 θr'와θs'와θt'가 각각 거의 제로가 되도록 보정작업을 반복수행하는 것이 바람직하다.When the image correction current Io 'and the phase differences θr', θs ', and θt' for the three-phase R, S, and T-phase voltage components detected above are confirmed to be almost zero, respectively, (Irs ') = 39 mA corresponds to the effective leakage current (Ir) which is directly related to the leakage current, and the reactive leakage current (Icr') = 40 mA is not related to the leakage current. Ic), and it is possible to check the phase (S phase in the above example) in which the insulation is the worst, so that it is possible to intensively investigate and take measures of the leakage source. In addition, it is possible to save time in leakage inspection and measures, and additionally, it is possible to know information on the phase having the largest capacitance and the amount of the reactive leakage current Ic. On the other hand, if the image correction current (Io ') and the phase differences θr', θs 'and θt' for the three-phase R, S, and T phase voltages do not become substantially zero, the above-described operation is repeated. It is preferable to repeat the correction operation so that the image correction current Io 'and the phase differences θr', θs ', and θt' for the three-phase R, S, and T phase voltages become almost zero, respectively.
앞에서 설명한 예에서는 3상중 한상의 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir) 또는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 크게 흐르는 경우에서는 유효분누설전류(Ir) 또는 무효분누설전류(Ic)가 큰 상에 대해서 유효분보정전류(Ir') 또는 무효분보정전류(Ic')를 검출 계산하여 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 전류흐름방향과 반대방향으로 흘리도록 하고 있으나, 만약 3상중 두개상의 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir) 또는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 크게 흐르는 경우에는 유효분누설전류(Ir) 또는 무효분누설전류(Ic)가 큰 두개의 상에 대해서 동시에 유효분보정전류(Ir') 또는 무효분보정전류(Ic')를 검출 계산하여 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 전류흐름방향과 반대방향으로 흘리도록 하거나, 또는 가장 큰 상에 대해서 먼저 보정전류를 흘리고 다시 다음 작은 상에 대해서 보정전류를 흘리는 순서로 흘려 영상보정전류(Io)가 거의 제로가 되는 가를 확인하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.In the above-described example, the effective leakage current (Ir) or the reactive leakage current (Ic) when the effective leakage current (Ir) due to the insulation resistance of one of the three phases or the reactive leakage current (Ic) due to the capacitance flows large. ) Is calculated by detecting and calculating the effective differential compensation current Ir 'or the reactive differential correction current Ic', and the current flow direction of the image leakage current Io flowing between the
(제 5실시예)(Example 5)
다음에 본 발명의 절연검출방법, 절연검출시스템 및 누설전류보상기를 설명하기 위한 제5실시예로 도 10 및 도 15와 도 17에 대해 설명한다.Next, FIGS. 10, 15, and 17 will be described as a fifth embodiment for explaining the insulation detection method, insulation detection system, and leakage current compensator of the present invention.
도 10의 구성은 앞에서 설명한 도 9와 대부분이 동일하지만 제 4실시예인 도 9에서는 전류상선택수단(32)에서 출력되는 것이 부하(4)로부터 변압기(1)측으로 영상변류기(10)의 1차측을 관통하여 접지로 연결된 누설전류보상권선(15)에 연결되어 영상보정전류(Io')의 전류흐름방향이 전선로(3)와 대지간의 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 반대방향으로 구성된다. 반면, 제 5실시예인 도 10에서는 전류상선택수단(32)에서 출력되는 것이 변압기(1)로 부터 부하(4)측으로 영상변류기(10)를 1차 1차측을 관통하여 접지로 연결된 누설전류보상권선(15)에 연결되어 영상보정전류(Io')의 전류흐름방향이 전선로(3)와 대지간의 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 동일방향으로 구성되는 점이 다르다.The configuration of FIG. 10 is substantially the same as that of FIG. 9 described above, but in the fourth embodiment of FIG. 9, the output from the current
제 4실시예에서 설명한 것과 같이, 전선로(3)의 절연상태를 검출 검출하는 데 있어 정전용량 및 절연저항의 불평형상태에서도 정확하게 부하(4)를 포함한 전선로(3)의 대지간 절연상태를 고감도로 검출하기 위해서는 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하는 ZCT와 같은 영상변류기(10)에 정전용량 및 절연저항에 의한 영상누설전류(Io)가 매우 작게 흐르도록 하여 영상변류기(10)에는 영상누설전류(Io)가 거의 흐르지 않게 하는 것이 필요한데, 상기에서 설명한 제4실시예에서는 영상보정전류(Io')를 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 영상누설전류(Io)와 반대방향으로 흘리고 있다. As described in the fourth embodiment, in detecting and detecting the insulation state of the
그러나, 제 5실시예에서는 무효분누설전류(Ic) 및 유효분누설전류(Ir)가 가장 큰 상을 제외한 다른 두개의 상에 대해 영상보정전류(Io')를 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 영상누설전류(Io)와 동일방향으로 흘려 영상변류기(10)의 2차측에 검출되는 영상누설전류(Io)성분이 거의 나타나지 않도록 하는 것이다.However, in the fifth embodiment, the image correction current Io 'is applied to the other two phases except for the phase where the reactive leakage current Ic and the effective leakage current Ir are the largest. The image leakage current Io flowing in the same direction as that flowing in the vehicle side flows in the same direction so that the image leakage current Io component detected on the secondary side of the image
앞에서 설명한 바와 같이, 영상누설전류(Io)의 성분을 검출하기 위한 ZCT와 같은 영상변류기(10)을 전선로(3) 또는 변압기(1)의 접지선(5)의 중간에 설치하고, 위상차(θ)를 검출하기 위해 필요한 전선로(3)의 각상의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출선(12,13,14)을 사용하고, 상기 영상누설전류(Io)의 성분크기와 3상의 각상별 위상차(θ)를 검출하기 위한 절연검출기(20)에 상기 영상변류기(10)의 2차측과 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결된다. 상기 절연검출기(20)는 도 15에 상세하게 도시되어 있다. 그리고 상기 절연검출기(20)에서 검출되는 영상누설전류(Io)와 3상의 각상별로 위상차(θ)에 의해 3상중 정전용량에 의한 무효분누설전류가 가장 많이 흐른다고 판단되는 상이 아닌 상의 정전용량을 조작하여 3상의 정전용량이 평형되도록 하여 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ic) 및 상기 영상누설전류(Io)와 3상의 각상별로 위상차(θ)에 의해 3상중 절연저항에 의한 유효분누설전류가 가장 많이 흐른다고 판단되는 상이 아닌 상의 저항을 조작하여 3상의 절연저항이 평형이 되도록 하여 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ir)가 상기 영상변류기(10)의 2차측에 검출되지 않도록 하기 위한 누설전류보상기(30)와 상기 누설전류보상기(30)에서 조작된 정전용량에 의한 무효분보상전류(Ic') 및 상기 누설전류보상기(30)에서 조작된 저항에 의한 유효분보상전류(Ir')가 상기 영상변류기(10)의 3상 일괄(또는 변압기의 접지선)통과된 누설전류의 흐름과 동일방향으로 흐르도록 하기 위한 누설전류보상권선수단(15)은 상기 영상변류기(10)에 영상변류기의 테스트선을 이용하거나 별도 보조권선을 사용한다. As described above, an image
3상 전선로(3)와 대지간의 전압은 220V 60Hz이고 각상과 대지간의 절연저항(9)에 흐르는 유효분누설전류는 즉 R상은 Irr=1mA, S상은 Irs=40mA, T상은 Irt=1mA이고, 3상 각상과 대지간의 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류 즉 R상은 Icr=60mA, S상은 Ics=20mA, T상은 Ict=20mA인 전선로를 예를 들어 설명한다.The voltage between the three-phase cable line (3) and the ground is 220V 60Hz, and the effective leakage current flowing through the insulation resistance (9) between each phase and the ground is: R phase is Irr = 1mA, S phase is Irs = 40mA, and T phase is Irt = 1mA. An example of an ineffective leakage current flowing in the capacitance 8 between each of the three phases and the ground, i.e., an electric wire path in which the R phase is Icr = 60 mA, the S phase is Ics = 20 mA, and the T phase is Ict = 20 mA will be described.
실제 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류의 벡터합은 39mA이고, 정전용량에 흐르는 무효분 누설전류의 벡터합은 40mA이다. 하지만 전선로와 대지간에 흐르는 영상누설전류Io는 즉 영상변류기를 통해 흐르는 누설전류는 약76mA로, 이 76mA만을 검출하는 것으로는 정확하게 전선로와 대지간에 흐르는 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 알 수 없었다. 본 발명은 상기 유효분 누설전류 Ir=39mA를 정확하게 검출할 수 있는 방법과 장치를 구현하는 데 있고 또한 부가적으로 상기 무효분 누설전류 Ic=40mA를 정확하게 검출할 수 있는 방법과 장치를 구현하는 것이다. 이하 자세하게 설명한다.The vector sum of the effective leakage current flowing through the
상기 영상변류기(10)의 2차측에 의해 검출되어진 영상누설전류(Io)는 도 15와 같이 절연검출기(20)에 입력되어지면 누설전류검출수단(22)에 의해 증폭 및 필터링을 거쳐 누설전류표시수단(25)에서 영상누설전류(Io)값을 표시하고, 그리고 상기 누설류검출수단(22)에 의해 증폭 및 필터링된 누설전류성분(Io)은 위상검출수단(23)으로 출력되어 지고 있는 상태에서, 상기 전압검출선(12,13,14)에 의해 입력된 전선로(3)의 대지간 3상 각상의 전압성분은 도 15와 같이 절연검출기(20)에 입력되어지면 도 16과 같은 실시예의 전압성분 검출수단(21)에서 전압성분변환수단(211)의 저항Rv1과 Rv2에 의해 상기 식 1과 같이 변환된다.When the image leakage current Io detected by the secondary side of the
즉 3상 각상의 전압성분은 식 1과 같은 비율로 변환되고 위상의 변화는 없고, 실제 전선로에 추가적으로 상기 저항 Rv1과 Rv2의 불평형에 의해 발생하는 누설전류가 발생하는 것을 없애기 위해 각상의 Rv1의 값은 같고, 또한 Rv2의 값도 같게 하는 것이 바람직하다. 상기 전압성분변환수단(211)에 의해 변환된 3상 각상의 전압성분은 위상검출수단(23)으로 출력되어 진다. 상기 누설전류검출수단(22)에서 출력되어진 영상누설전류성분(Io)과 상기 전압성분변환수단(211)에 의해 출력되는 3상 각각의 전압성분에 대한 영상누설전류성분(Io)과의 위상차를 검출하여 위상차표시수단(24)에 표시한다. That is, the voltage component of each phase of three phases is converted at the same ratio as in
상기 누설전류표시수단(25)에 표시되어지는 영상누설전류성분(Io)은 상기 식 2와 같이 표시할 수 있다.The image leakage current component Io displayed on the leakage current display means 25 can be displayed as shown in
예를 들어 상기 위상차표시수단(24)에서 표시되어 지는 R상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θr, S상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θs, T상 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 위상차를 θt라고 하면For example, the phase difference of the image leakage current Io with respect to the R phase voltage component displayed by the phase difference display means 24 is θr, and the phase difference of the image leakage current Io with respect to the S phase voltage component is θs, T phase. If the phase difference of the image leakage current (Io) with respect to the voltage component is θ t
R상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 3과 같이 표현될 수 있고, S상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 식 4와 같이 표현될 수 있다.또, T상전압성분에 대한 영상누설전류(Io)의 성분은 상기 식 5와 같이 표현될 수 있다.The component of the image leakage current Io with respect to the R phase voltage component may be expressed as in
예를 들어 상기에서 설명한 예와 같이 R상에 흐르는 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irr=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Icr=60mA이고, S상에 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irs=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ics=20mA이다. T상에 흐르는 저항성분에 의한 유효분 누설전류Irt=1mA, 정전용량에 의한 무효분 누설전류Ict=20mA인 3상전선로에 있어서, 상기 영상변류기(10)의 2차측에 연결된 누설전류검출수단(22)과 누설전류표시수단(25)을 통해 검출 표시하는 영상누설전류의 값은 Io=76.3mA이고, 상기 전압검출선(12,13,14)과 전압성분검출수단(22)를 통해 검출되어지는 3상 각상의 전압성분에 대한 상기 누설전류검출수단(22)에서 출력되어지는 영상누설전류성분과의 위상차를 상기 위상검출수단(23) 및 상기 위상차표시수단(24)을 통해 검출 표시되는 3상 각상의 전압성분에 대한 위상차 즉 R상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θr=104.8이고, S상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θs=-15.2이고, T상의 전압성분에 대한 영상누설전류(Io)와의 위상차는 θt=-135.2이다.For example, as described above, the effective leakage current Irr = 1 mA due to the resistance component flowing in R phase, the reactive leakage current Icr = 60 mA due to capacitance, and the effective leakage current Irs due to the resistance component in S phase. = 1 mA and reactive leakage current Ics = 20 mA due to capacitance. In a three-phase wire line having an effective leakage current Irt = 1 mA by a resistance component flowing in a T phase and an invalid leakage current Ict = 20 mA by a capacitance, the leakage current detection means connected to the secondary side of the current transformer 10 ( 22) and the value of the image leakage current detected and displayed by the leakage current display means 25 is Io = 76.3 mA, and is detected through the
상기 Io,θr,θs,θt값을 사용하여 3상 각상에 대해 상기 식 3 ~ 식 5에 대입하면 R상의 전압성분에 대한 Io는 -19.5+j73.8, S상의 전압성분에 대한 Io는 73.6-j20.0, T상 의 전압성분에 대한 Io는 -54.1-j53.8로 계산되어 질 수 있다. 그리고 상기 Io의 값의 좌측항은 전압에 대한 동상분이고, 우측은 즉 j항이 들어 있는 것은 전압에 대해 90도 위상분이라 말할 수 있다.Substituting the
다음에 3상중 어느 상에 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic) 및 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir)가 많이 흐르고 있는지 확인하는 작업을 수행한다. 먼저 상기 각상의 전압에 대한 누설전류의 동상분과 90도위상분중 각각 큰 것을 확인하면 R상의 90도위상분이 가장 크고, S상의 동상분이 가장 크다는 것을 알 수 있다. R상의 90도위상분이 +(플러스)가 되는 것은 식 3에서 알 수 있듯이 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 크거나 또는 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 큰 경우에 해당하는 것이 일반적이고, S상의 동상분이 +(플러스)가 되는 것은 식 4에서 알 수 있듯이 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 크거나 또는 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 큰 경우에 해당하는 것이다. 다음에 상기에서 확인한 Icr값과 Irs값이 가장 큰 것이라는 사항을 재확인하기 위해 상기 각상의 전압에 대한 누설전류의 동상분과 90도위상분중 각각 작은 것을 확인하면 T상의 동상분이 가장 작고 T상의 90도위상분이 가장 작다는 것을 알 수 있다. T상의 동상분이 -(마이너스)가 되는 것은 식 5에서 알 수 있듯이 R상의 유효분 누설전류(Irr)가 크거나 또는 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 크거나 또는 R상의 무효분 누설전류(Icr)가 큰 경우에 해당하는 것이 일반적이고, T상의 90도위상분이 -(마이너스)가 되는 것은 식 50에서 알 수 있듯이 R상의 무효분누설전류(Icr)가 크거나 또는 S상의 무효분누설전류(Ics)가 크거나 또는 S상의 유효분누설전류(Irs)가 큰 경우에 해당하는 것이므로 상기 가장 큰 값과 가장 작은 값에 대한 각상의 유효분과 무효분 누설전류의 조합에 만족하는 것은 R상의 무효분누설전류(Icr)가 크고, S상의 유효분누설전류(Irs)가 큰 경우라는 것을 알 수 있게 된다. Next, an operation is performed to check whether any of the three phases has an effective partial leakage current Ic due to capacitance and an effective partial leakage current Ir due to insulation resistance. First, confirming that each of the in-phase and 90-degree phases of the leakage current with respect to the voltage of each phase is larger, the 90-phase phase of the R phase is the largest and the in-phase of the S phase is the largest. It is common that the 90-degree phase of R phase becomes + (plus) when the reactive leakage current (Icr) of R phase is large or the effective leakage current (Irs) of S phase is large. The in phase of the phase S becomes + (plus), as shown in
다음에 무효분 누설전류가 가장 큰 R상을 제외한 S상과 T상에 어느 정도 크기의 무효분 누설전류를 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로에 흐르는 누설전류와 동일방향으로 흘리면 상기 영상변류기(10)의 1차측에 흐르는 무효분 누설전류를 상쇄시켜 상기 영상변류기(10)의 2차측에 무효분 누설전류가 검출되지 않을 가를 계산하는 작업을 수행한다. 상기 식 3 ~ 식 5의 j항 즉 90도위상분이 제로가 되는 Ics'와 Ict'값을 계산하면 다음과 같이 된다.Next, when the reactive leakage current of a certain magnitude is passed in the S phase and the T phase except the R phase having the largest reactive leakage current, in the same direction as the leakage current flowing in the actual line to the primary side of the
상기 표 4에서 S상의 유효분 누설전류(Irs)가 가장 큰 조건에 해당하는 것은 식 4에 해당하는 것이므로, R상이 가장 큰 무효분 누설전류(Icr)는 40mA에 해당하므로 반대로 S상과 T상에 40mA씩 무효분누설전류를 증가시키면 무효분누설전류가 평형될 것이다. In Table 4, since the effective leakage current (Irs) of the S phase corresponds to the condition of
다음에 S상이 가장 큰 유효분 누설전류(Irs)는 39mA에 해당되므로 반대로 R상과 T상에 39mA씩 유효분누설전류를 증가시키면 상기 영상변류기(10)의 1차측에 유효분 누설전류를 상쇄시켜 상기 영상변류기(10)의 2차측에 유효분누설전류가 검출되지 않을 것이다.Next, since the effective leakage current Irs having the largest S phase corresponds to 39 mA, increasing the effective leakage current by 39 mA in R and T phases cancels the effective leakage current on the primary side of the
다음에 누설전류보상기(30)내의 S상과 T상의 전압검출선(13,14)에 연결된 보상수단(31)내의 보상용정전용량부(311)의 C1,C2,C3(본 발명의 실시예에서는 각상별로 3개의 콘덴서 소자로 구성되어 있지만 3개를 한정하는 것은 아니다.)과 전선로(3)과 대지간의 상전압을 계산하여 S상과 T상에 해당하는 전류상선택수단(32)내의 무효분방향선택부(321)의 접점스위치(sw1r,sw2r,sw3r)중 무효분 보상전류(Ics'와 Ict')가 40mA에 해당되는 접점스위치를 누설전류보상권선(15)측으로 절환시키면, 상기 전압검출선(12)과 상기 보상수단(31)내의 보상용정전용량부(311)의 해당되는 정전용량(C1,C2,C3)과 상기 전류상선택수단(32)내의 무효분방향선택부(321)와 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 상기 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)와 동일방향 즉 영상변류기(10)의 변압기(1)측으로 부터 영상변류기(10)를 통과하여 접지측으로 무효분보상전류(Ic')를 증가시켜 무효분 누설전류(Ic)가 평형되어 상기 영상변류기(10)의 2차측에는 거의 무효분 누설전류(Ic)성분은 검출되지 않을 것이고, 다음에 누설전류보상기(30)내의 보상용저항부(312)의 r1,r2,r3(본 발명의 실시예에서는 각상별로 3개의 저항소자로 절연저항(9)에 구성되어 있지만 3개로 한정시키는 것은 아니다.)과 전선로(3)와 대지간의 상전압을 계산하여 R상과 T상에 해당하는 전류상선택수단(32)내의 유효분방향선택부(322)의 접점스위치(sw4r,sw5s,sw6t)중 유효분 보상전류(Irr'와 Irt')가 39mA에 해당하는 접점스위치를 누설전류보상권선(15)측으로 절환시키면, 상기 전압검출선(13)과 상기 보상수단(31)내의 보상용저항부(312)의 해당되는 저항(r1,r2,r3)과 상기 전류상선택수단(32)내의 유효분방향선택부(322)와 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 상기 영상변류기(10)의 1차측으로 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)와 동일방향 즉 영상변류기(10)의 변압기(1)측으로 부터 영상변류기(10)를 통화하여 접지측으로 유효분보상전류(Ir')를 증가시켜 유효분누설전류(Ir)가 평형되어 상기 영상변류기(10)의 2차측에는 거의 유효분 누설전류(Ir)성분은 검출되지 않는다. 따라서 상기 영상변류기(10)의 2차측에는 거의 무효분누설전류(Ic)와 유효분누설전류(Ir)성분이 검출되지 않게되어 상기 영상변류기(10)의 2차측에는 영상누설전류(Io)성분이 거의 검출되지 않게 된다.Next, C1, C2 and C3 of the
다음에 상기 누설전류보상권선(15)을 통하여 무효분 보상전류(Ic') 즉 상기 예에서는 S상과 T상의 무효분 보상전류(Ics'와 Ict')와 유효분 보상전류(Ir') 즉 상기 예에서는 R상과 T상의 유효분 보상전류(Irr'와 Irt')가 상기 영상변류기(10)의 1차권선으로 흐르고 있는 상태에서 상기 영상변류기(10)의 2차측이 연결되어 있는 절연검출기(20)내의 누설전류검출수단(22)에서 증폭 및 필터링과정을 통해 영상보정전류(Io')를 검출하고, 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출되어진 영상보정전류(Io')를 누설전류표시수단(25)에서 표시하고, 상기 전압검출선(12,13,14)이 연결되어 있는 절연검출기(20)내의 전압성분검출수단(21)내의 전압성분변환수단(211)에서 3상 각상의 상전압을 일정한 전압으로 변환하고, 상기 전압성분변환수단(211)에서 변환된 3상 각상의 상전압성분과 상기 누설전류검출수단(22)에서 검출된 영상보정전류(Io')이 입력되어진 위상검출수단(23)에서 R상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θr'과 S상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θs'와 T상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')의 위상차 θt'를 검출하여 상기 위상차표시수단(25)에 표시한다.Next, the reactive compensation current Ic 'through the leakage current compensation winding 15, that is, the reactive compensation currents Ics' and Ict 'of the S phase and the T phase in this example, and the effective compensation current Ir', In this example, the insulation detector having the secondary side of the
상기에서 보정영상전류(Io')의 크기와 3상 각상전압성분에 대한 영상보정전류(Io')와의 위상차 θr'과θs'와 θt'가 각각 거의 제로가 되는 지가 확인되면, 상기에서 R, T상에 보정되어진 유효분보상전류(Irr'와 Irt')와 3상벡터합이 제로가 되는 S상의 유효분누설전류(Irs')가 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 절연저항(9)에 의해 흐르는 유효분 누설전류(Ir)에 해당하는 것으로, 상기 영상변류기(10)의 1차측에 무효분 누설전류(Ic)성분도 거의 흐르지 않으므로 영상변류기(10)는 매우 작은 유효분 누설전류(Ir)크기만큼 영상변류기(10)의 2차측에 유기되어지게 되므로 고감도로 직접 누전에 관계되는 절연저항(9)에 의해 대지로 흐르는 유효분 누설전류(Ir)를 검출할 수 있게 되며, 절연이 가장 나쁜 즉 누전이 되고 있는 상을 확인할 수 있게 되어 누전이 되고 있는 상에 대해서 집중적으로 누전원인을 조사하여 조치할 수 있게 되어 누전원인조사 및 조치에 시간을 절약할 수 있게 되는 효과도 있고, 또한 부가적으로 정전용량이 가장 큰 상의 정보 및 무효분 누설전류(Ic)크기도 알 수 있게 된다. 한편, 만약 상기에서의 영상보정전류(Io')와의 θr' θs' θt'가 거의 제로가 되지 않으면 상기 무효분보상전류(Ics'와 Ict') 및 유효분보상전류(Irr'와 Irt')를 누설전류보상수단(15)에 흘리고 있는 상태에서 상기에서 수행한 작업을 반복 수행하여 영상보정전류(Io')성분이 상기 영상변류기(10)의 2차측에 거의 검출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.When it is confirmed that the phase difference θr ', θs', and θt' between the magnitude of the corrected image current Io 'and the image correction current Io' for the three-phase each phase voltage component are almost zero, R, The effective resistance compensation currents (Irr 'and Irt') corrected for T phase and the effective leakage current (Irs') of the S phase, in which the three-phase vector sum becomes zero, flows between the
상기에서 설명한 예에서는 3상중 한상의 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir) 또는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 크게 흐르는 경우에서는 유효분누설전류(Ir) 또는 무효분누설전류(Ic)가 큰 상을 제외한 다른 작은 두개의 상에 대해서 유효분보정전류(Ir') 또는 무효분보정전류(Ic')를 검출 계산하여 실제 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 전류흐름방향과 동일방향으로 흘리도록 하고 있으나, 만약 3상중 두개상의 절연저항에 의한 유효분누설전류(Ir) 또는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 크게 흐르는 경우에는 유효분누설전류(Ir) 또는 무효분누설전류(Ic)가 가장 작은 1개의 상에 대해서 유효분보정전류(Ir') 또는 무효분보정전류(Ic')를 검출계산하여 실제 전선로(3)과 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)의 전류흐름방향과 반대방향으로 흘리도록 하거나, 또는 가장 작은 상에 대해서 먼저 보정전류를 흘리고 다시 다음 작은 상에 대해서 보정전류를 흘리는 순서로 흘려 영상보정전류(Io)가 거의 제로가 되는 가를 확인하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.In the example described above, in the case where the effective leakage current Ir caused by the insulation resistance of one of the three phases or the reactive leakage current Ic caused by the capacitance flows large, the effective leakage current Ir or the reactive leakage current ( The image leakage current Io flowing between the
(제 6실시예)(Sixth Embodiment)
다음에 본 발명의 절연검출방법 및 누설전류보상기를 설명하기 위한 제 6실시예로 도 11과, 본 발명의 절연검출시스템의 절연검출기의 제5실시예인 도 14와 도 16에 대해 설명한다.Next, FIG. 11 and FIG. 14 and FIG. 16, which is a fifth embodiment of the insulation detector of the insulation detection system of the present invention, will be described as a sixth embodiment for explaining the insulation detection method and the leakage current compensator of the present invention.
도 11의 구성은 앞에서 설명한 도 9 및 도 10과 대부분이 동일하지만 제4실시예인 도 9에서는 전선로(3)와 대지간의 3상 각상의 전압성분을 검출하기 위해 연결된 전압검출선(12,13,14)이 누설전류보상기(30)로 연결되어 보상용수단(31)내의 보상용정전용량부(311)내의 정전용량(C1,C2,C3)과 보상용수단(31)내의 보상용저항부(312)내의 저항(r1,r2,r3)을 통하여 전류상선택수단(32)내의 무효분방향선택부(321)와 유효분방향선택부(322)를 통하여 영상변류기(10)의 부하(4)로 부터 변압기(1)측으로 영상변류기(10)를 1차측을 관통하여 접지로 연결된 누설전류보상권선(15)에 연결되어 영상보정전류(Io')의 전류흐름방향이 전선로(3)와 대지간의 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 반대방향으로 구성된 것이다. 제 5실시예인 도 10에서는 전선로(3)와 대지간의 3상 각상의 전압성분을 검출하기 위해 연결된 전압검출선(12,13,14)이 누설전류보상기(30)로 연결되어 보상용수단(31)내의 보상용정전용량부(311)내의 정전용량(C1,C2,C3)과 보상용수단(31)내의 보상용저항부(312)내의 저항(r1,r2,r3)을 통하여 전류상선택수단(32)내의 무효분방향선택부(321)와 유효분방향선택부(322)를 통하여 영상변류기(10)의 부하(4)로 부터 변압기(1)측으로 영상변류기(10)를 1차측을 관통하여 접지로 연결된 누설전류보상권선(15)에 연결되어 영상보정전류(Io')의 전류흐름방향이 전선로(3)와 대지간의 영상누설전류(Io)의 흐름방향과 동일방향으로 구성되어 있다. 반면, 제6실시예인 도 11에서는 전선로(3)와 대지간의 3상 각상의 전압성분을 검출하기 위해 연결된 전압검출선(12,13,14)이 누설전류보상기(30)로 연결되어 보상용수단(31)내의 보상용정전용량부(311)내의 정전용량(C1,C2,C3)과 보상용수단(31)내의 보상용저항부(312)내의 저항(r1,r2,r3)을 통하여 전류상선택수단(32)내의 무효분방향선택부(321)와 유효분방향선택부(322)를 통하여 영상보정전류(Io')의 전류흐름방향을 영상변류기(10)의 부하(4)로 부터 변압기(1)측으로 영상변류기(10)의 1차측을 관통하여 접지로 흘릴 것인지 혹은 영상변류기(10)의 변압기(1)측으로부터 부하(4)측으로 영상변류기(10)의 1차측을 관통하여 접지로 흘릴 것인지 즉 전선로(3)와 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)와 반대방향으로 흘릴 것인지 혹은 동일방향으로 흘릴 것인지를 선택할 수 있는 접지방향선택수단(33)을 통하여 영상변류기(10)의 1차측을 관통시킨 누설전류보상권선(15)에 연결되어 구성되는 점이 다르다. 즉 상기 제 4실시예와 제 5실시예의 혼합형태의 실시형태에 해당하는 것이므로 이하 상세한 설명은 하지 않기로 한다.The configuration of FIG. 11 is substantially the same as that of FIGS. 9 and 10 described above, but in FIG. 9, the fourth embodiment,
상기에서 설명한 제4실시예인 도 9와 제5실시예인 도 10과 제6실시예인 도 11은 변압기(1)의 2차측결선이 와이결선으로 설명하고 있지만 델타결선에서도 사용하다는 것을 설명하기 위해 도 12와 같은 다른 실시예의 연결구성도를 나타낸 것으로 도 10에서 변압기(1)의 2차측 결선을 델타결선으로 변경한 것이지만 누설전류보상기(30)의 구성을 도 9와 도 10에서 사용되는 누설전류보상기(30)도 적용할 수 있는 것은 물론이다. 9 and 5, which is the fourth embodiment described above, and FIG. 11, which is the fifth embodiment, and FIG. 11, the secondary side connection of the
그리고 도 13은 변압기(1)의 2차측결선을 비접지방식에서도 사용가능하다는 것을 설명하기 위한 실시예이다. 도 18과 도 19는 상기 제4실시예 ~ 제6실시예인 도 9 ~ 도 11에서 사용되는 전압성분검출수단인 도 16 및 도 17의 전압변환수단이 저항소자로 구성되어 있는 실시예이다. 그러나, 전압변환수단의 제1실시예인 도 18에서는 저항대신에 콘덴서를 사용하여 콘덴서 Cv1과 Cv2를 직렬로 구성하여 Cv2에 나타나는 각상의 전압성분을 사용하는 실시예도 있을 수 있다는 것을 설명하기 위한 것이다. 전압변환수단의 제2실시예인 도 19에서는 저항 또는 콘덴서를 사용하여 전압을 변환하지 않고 트랜스(TR)를 사용하여도 전압을 변환할 수 있다는 것을 설명하기 위한 실시예이다. 도 19에서 트랜스(TR)의 2차측과 접지간에 연결되어 있는 저항(Rv)대신에 콘덴서를 사용할 수도 있고, 저항이나 콘덴서를 사용하지 않고 바로 트랜스(TR)2차측과 접지간의 3상 각상의 전압성분을 사용하는 구성의 실시예도 있을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 누설전류보상권선(15)을 1개만 사용하는 것으로 되어 있으나 3상 각상별로 3개의 누설전류보상권선(15)을 사용할 수 있고 또는 유효분누설전류와 무효분누설전류를 보상하기 위한 2개의 누설전류보상권선(15)을 사용할 수 있고 또는 3상 각상별로 각각 유효분누설전류와 무효분누설전류를 보상하기 위한 2개의 누설전류보상권선(15)을 사용하여 총 6개의 누설전류보상권선(15)을 사용하는 실시예도 있을 수 있다. 또한 본 발명의 실 시예에서는 전류상선택수단(32)에는 무효분보상전류를 접지측으로 흘릴 것인지, 누설전류보상권선(15)측으로 흘릴 것인지를 선택하기 위한 무효분방향선택부(321)와 유효분보상전류를 접지측으로 흘릴 것인지, 누설전류보상권선(15)측으로 흘릴 것인지를 선택하기 위한 유효분방향선택부(322)로 구성되어 있으나 상기 무효분방향선택부(321)와 유효분방향선택부(322)의 두 가지의 기능을 할 수 있는 실시예도 있을 수 있다. 또한 무효분방향선택부(321)와 유효분방향선택부(322)에서 정전용량 또는 저항을 상시 접지측에 연결하여 선택되어진 정전용량 또는 저항만 누설전류보상권선(15)측으로 연결되도록 구성하거나, 또는 정전용량 또는 저항을 상시 누설전류보상권선(15)측으로 연결하여 선택되어진 정전용량 또는 저항만 접지측으로 연결되도록 구성하거나, 또는 정전용량은 상시 접지측에 연결하고 저항은 상시 누설전류보상권선(15)측으로 연결되도록 구성하거나, 또는 복수개의 정전용량 또는 저항으로 구성되는 경우에 상시 접지측과 누설전류보상권선(15)측으로 연결되도록 구성하는 실시예도 있을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 영상변류기(10)의 설치위치를 변압기(1)와 부하(4)의 중간인 전선로(3)의 중간에 설치되어 있는 실시예에 대해 설명하였지만 변압기(1)와 접지(6)의 접지선(5)의 중간에 설치되는 실시예도 있을 수 있고, 전압검출선(12,13,14)의 연결위치가 영상변류기(10)의 전단 즉 변압기(1)측 방향에 연결되어 있는 실시예에 대해 설명하였지만 영상변류기(10)의 후단 즉 부하(4)측 방향에 연결되는 실시예도 있을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 전압성분을 검출하기 위한 전압성분변환수단(211)이 절연검출기(20)의 내부구성으로 이루어져 있으나 전압성분변환수단(211)의 기능을 가진 부분을 절연검출기(20)의 외부에 구성하는 실시예도 있을 수 있다. 영상누설전류를 검출하기 위한 누설전류검출수단(22)의 일부기능을 절연검출기(20)의 외부에 구성하는 실시예도 있을 수 있고, 전압검출선(12,13,14)에 검출되는 상전압대신에 선간전압을 검출하는 실시예도 있을 수 있고, 사용하여 3상중 1상만의 전압성분을 검출하고 120도씩 위상쉬프트하여 3상전압성분을 변환하는 실시예도 있을 수 있는 등의 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러 가지로 본 발명에 관련된 업무에 종사하고 있는 기술자라면 쉽게 응용할 수 있음은 명백하다.13 is an embodiment for explaining that the secondary side connection of the
본 발명은 부하를 포함한 3상 전선로의 대지간에 존재하는 정전용량의 불평형상태에서 전선로와 대지간에 흐르는 정전용량에 의한 무효분누설전류(Ic)가 많이 흘러도 부하를 포함한 전선로의 절연상태인 절연저항에 의한 유효누설전류치를 고감도로 정확하게 검출할 수 있고, 또한 가장 불량한 상의 정보까지 알 수 있다.The present invention provides an insulation resistance that is insulated from an electric line including a load even when a large amount of reactive leakage current (Ic) flows due to the capacitance flowing between the electric wire and the ground in an unbalanced state of capacitance existing between the earth of a three-phase electric wire including a load. Effective leakage current can be accurately detected with high sensitivity, and even the information of the worst phase can be known.
또한, 본 발명은 영상변류기에 흐르는 무효분누설전류를 상쇄시키기 위한 누설전류보상기에서 추가적으로 전선로와 대지간에 영상누설전류를 발생시키지 않으므로 다른 절연검출기에 영향을 끼치지 않아 다른 절연검출기의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention does not generate an image leakage current between the wire and the ground in the leakage current compensator for canceling the reactive leakage current flowing through the image current transformer, so that it does not affect other insulation detectors and thus prevents malfunction of other insulation detectors. It can be effective.
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Legal Events
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120529 Year of fee payment: 5 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |