KR100920153B1 - Measurement Device of leakage current ohmic value on power line And Method Thereof - Google Patents

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KR100920153B1
KR100920153B1 KR20070009241A KR20070009241A KR100920153B1 KR 100920153 B1 KR100920153 B1 KR 100920153B1 KR 20070009241 A KR20070009241 A KR 20070009241A KR 20070009241 A KR20070009241 A KR 20070009241A KR 100920153 B1 KR100920153 B1 KR 100920153B1
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김득수
김래영
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주식회사 파워트론
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Abstract

본 발명은 피측정 전선로 또는 전기기기의 절연불량에 의해 접지되는 경우에 있어서, 피측정 전선로 또는 전기기기의 절연불량에 의해 접지되어 누설전류가 미세한 경우에도 영상전류센싱수단, 신호증폭부, 웨이브필터수단과, 임의의 각 상 전압신호를 검출하는 상전압검출부으로 구성된 측정회로를 통해 상전압 신호와 누설전류 신호를 감지하고 소정의 연산 프로그램수행을 통해 누설전류의 유효성분 Igr를 매우 정확하게 연산할 수 있으며, The invention blood in the case that is grounded by measuring insulation failure of a wire or electrical equipment, blood case is grounded by measuring insulation failure of a wire or electrical device is a fine leak current image current sensing means to the signal amplifying section, wave filter means, and detecting the phase voltage signal and the leakage signal from the measuring circuit comprised of a voltage detecting unit for detecting any of each phase voltage signal of very accurately computing the effective component Igr of leakage current through performing a predetermined operation program, may,
더 나아가 상기 누설전류의 유효성분 Igr의 크기 및 위상차(差)각도를 외부 표시장치에 디스플레이하여 사용자에게 보여줌으로써 접지된 상을 찾을 수 있고 피측정 전선로의 측정점을 변경해 가며 반복 측정한 데이터결과를 통해 접지된 상 및 접지점을 정확히 체크해 낼 수 있는 전선로의 누설전류 유효성분 측정 연산 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다. Moreover, through the size and the phase difference (差) angle of the effective component of the leakage current Igr to find the phase grounded by showing to the user display to an external display device, and repeating the measurement data gamyeo change the measurement point of the measurement jeonseonro Results leakage current of an active ingredient that can accurately check a ground phase and a ground point jeonseonro to provide a measurement apparatus and calculation method.
누전,전선로,접지,누설전류,영상분,누설전류 유효성분, 누설전류 저항성분 A short circuit, a wire, a ground leakage current, video minute, leakage current effective ingredient, the leakage current resistance component

Description

전선로의 누설전류 유효성분 측정 연산 장치 및 그 방법{Measurement Device of leakage current ohmic value on power line And Method Thereof} Leakage current of the active ingredient jeonseonro measurement calculation apparatus and method {Measurement Device of leakage current ohmic value on power line And Method Thereof}

도 1은 3상 저압전선로의 누설전류의 발생 흐름도 1 is a flowchart illustrating the generation of a leakage current of the three-phase low pressure jeonseonro

도 2는 각 상전압 신호와 누설전류의 유효성분 및 대지정전용량에 의한 누설전류의 무효성분과의 위상 벡터도 Figure 2 is a phase vector of the reactive component of the leakage current caused by the active ingredient and a ground electrostatic capacitance of each phase voltage signal and the leakage current also

도 3은 단상 저압전선로의 누설전류의 발생 흐름도 Figure 3 is the generation of a leakage current of a single phase low pressure flowchart jeonseonro

도 4는 본 발명에 따른 측정연산 장치의 블럭 회로도 Figure 4 is a block circuit diagram of the measuring operation according to the present invention

도 5는 본 발명에 따른 측정연산 장치의 또 다른 실시 예 Figure 5 is another embodiment of the measuring operation according to the present invention

도 6는 단상 전선로의 측정연산장치 입력신호 결선도 Figure 6 is a measurement calculation unit of the single-phase input signal wiring diagram jeonseonro

도 7는 동기좌표법을 이용한 상전압 및 누설전류의 위상각의 벡터도 Figure 7 is a vector of the phase angle of the phase voltage and a leakage current using synchronous coordinate method also

도 8는 본 발명에 따른 측정연산 방법을 개략적으로 나타낸 순서도. Figure 8 is a flowchart schematically showing the measurement calculation method according to the invention.

1. 한국 등록실용 제 20-0401899호 1. The 20-0401899 Korea registered utility Lake

2. 일본특허 특개 2005-140532호 2. Japanese Patent Laid-Open No. 2005-140532

본 발명은 저압전선로의 정전시키지 않고 활선상태에서 저압선로의 누전여부를 파악하는 누설전류 유효성분 측정연산 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a leakage current effective component measurement calculation apparatus and method for, without a power failure of the low pressure jeonseonro determine whether a short circuit in the hot-line state to the jeoapseon. 이를 자세히 설명하자면 저압전선로에 접지가 발생되면 접지저항성분에 의한 누설전류성분과 전선로의 대지 정전용량에 의해 흐르는 용량성 누설전류가 흐르게 되는 데 누설전류의 유효성분(저항성분에 의해 발생)값을 정확하게 측정 연산하고 접지된 찾을 수 있도록 하는 측정연산 회로 및 연산 알고리즘에 관한 것이다. To explain this in detail when the grounding is generated (generated by a resistance component), the active ingredient of the leakage current for which the capacitive leakage current to flow flowing by the leakage current components and the earth capacitance of the jeonseonro by the earth resistance component value to a low pressure jeonseonro to help find the correct measurement calculation and ground relates to the measurement calculation circuit and a calculation algorithm.

일반적으로, 전기의 이용은 편리한 반면 적절하게 관리하지 못하거나 이의 사용을 잘못하면, 대단히 위험한 요소도 가지고 있어 전기화재나 감전사고등 중대한 사고를 발생시킬 가능성이 적지 않는 것이다. In general, the use of electricity is easy to do, while likely to cause not properly managed or improper use thereof, also have a very dangerous element in an electrical fire or electrical shock quite a few serious accidents.

예를 들자면, 이러한 중대사고의 원인의 하나로써 전선로 또는 전기기기의 절연불량에 의해 기인되어 접지되는 경우에 누설전류가 발생된다. For instance, a leakage current is generated in the case that is caused by the insufficient insulation of a wire or electrical equipment ground by one of these major cause of the accident. 이와 같이 피측정 전선로에는 전선로 또는 전기기기의 절연불량에 의해 전선로가 접지될 경우에는 전선로의 대지정전용량에 의해 흐르는 용량성전류와 접지저항성분에 의한 누설전류성분이 흐르게 된다. In this manner, when the measured object has jeonseonro be jeonseonro the ground by the insufficient insulation of a wire or electrical equipment is to flow the leakage current component by the capacitive current to ground flowing resistance component by the ground capacitance of the jeonseonro.

대한민국 등록실용 제 20-0401899호는 저압전선로를 정전시키지 않고 활선상태에서 저압선로의 누전위치 또는 누전구간을 탐색 파악하는 장치에 관한 것으로, 각종 부하에서 발생되는 여러가지 주파수로 인해 흐르는 누설전류를 검출하는 기존 방식의 누전차단기 및 누전경보기와 같은 누전검출장치의 오동작을 없애기 위해 상용 주파수이외의 누설전류를 모두 제거시키고 상용 주파수성분만의 누설전류를 검출하여 누전위치 또는 누전구간을 탐색 검출하거나, 전선로 및 부하 입력회로에 상존하는 대지정전용량에 의해 흐르는 무효누설전류(용량성전류)Igc를 줄이기 위해 별도의 저주파(예 20Hz 이하)신호전압을 중성점 회로의 전선로를 통해 중첩시켜 이 저주파 신호전압에 의해 발생되는 누설전류성분과 상용주파수 성분의 누설전류를 검출하여 누전위 Republic of Korea Registered Utility No. 20-0401899 discloses a power failure, without the low pressure jeonseonro hot-line relates to a device for identifying search conditions as a short circuit or a short circuit interval of the position a in jeoapseon, for various frequencies generated by the various loads for detecting a leak current because of the remove any leak current other than a power frequency to eliminate the erroneous operation of the leak detecting apparatus, such as circuit breakers, and earth leakage detector of the conventional method and search the short-circuit position or the short circuit section detects a leakage current of only a commercial frequency component detection, or to wire and by superimposing a signal voltage a separate low frequency (e.g., 20Hz or less) through the jeonseonro the neutral circuit in order to reduce the void leakage current (capacitive current) Igc flowing by the ground electrostatic capacitance which reside in the load input circuit by the low-frequency signal voltage above short circuit, by detecting the leakage current of the leakage current component and power frequency components generated 치 또는 누전구간을 탐색 검출한다. It detects the navigation device or shorted period.

또한, 특허10-0463450 및 특허10-0503713는 이와 유사한 기술적 과제를 해결하는 방안으로 누전위치를 찾는 핀포인트 방법을 제시하고 있다. Further, Patent 10-0463450 and 10-0503713 patent has proposed a pin-point leak location method to find a way to solve the technical problem the like.

또한, 일본특허 특개 2005-140532호는 누설전류를 계측하는 것으로 전기기기의 절연상태를 판정하는 위상차 각도 산출장치 또는 그 방법에 관한 것으로 상세하게는, 피측정전선로에 흐르는 대지 절연저항성분만의 누설전류를 검출하는 위상차 각도 산출장치 및 이를 이용한 누설전류검출장치 또는 방법을 제시하고 있다. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-140532 calculates the phase difference angle by measuring the leakage current determines the insulation of electrical equipment or apparatus that relates to the methods specifically, the ground insulation resistance of the leakage current to be measured flowing through the delivery jeonseonro phase angle for detecting an output device, and using the same presents a leakage current detection device or method.

상기 일본특허 특개 2005-140532호 발명에서는 상술한 기술적 과제를 해결하기 위해서 피측정선로에 흐르는 누설전류 Ig를 검출하는 누설전류 검출부로 부터 검출된 누설전류 Ig를 얻는다. Japanese Patent Laid-Open No. 2005-140532 obtains the invention, the detection from the leakage current detecting unit for detecting a leak current Ig flows to the measured track in order to solve the aforementioned technical problems the leakage current Ig.

상기에서 검출된 누설전류 Ig를 전압신호로 변환한 후 저역주파수 통과필터(LPF)에서 고조파성분을 전부 제거하여 전원주파수 F에 해당되는 파형으로부터 인용발명의 도 8,도 및 9 (a),(b)에 도시된 전압파형 V1을 얻는다. After converting the leak current Ig detected by the a voltage signal the low-frequency pass filter (LPF) of the quotation from the waveform by removing the harmonic components all of which corresponds to the power supply frequency F invention at 8, and 9 (a), ( b) to obtain a voltage waveform shown in V1. 또한 선(Line) 전압 검출부(14)를 통해 얻어진 선전압 파형으로 부터 또 다른 저역주파수 통과필터(LPF)에서 고조파성분을 제거하고 인용발명의 도 8,도 9 (a)에 도시된 전압파형V2을 얻고 상기 전압파형V1 및 전압파형V2로 부터 인용발명의 도 10에 도시된 구형파 V1 및 V2 신호를 얻고 전원주파수측정부(21)에서는 전원주파수F를 산출하고 위상펄스측정부(20)를 통해 위상차 각도(θ)를 θ=360×A/F 의 식에 의해 산출한다. Further line (Line), the voltage waveforms shown in the voltage detector 14 is a view of from the line voltage waveform obtained by again removing the harmonic component from the other low-frequency pass filter (LPF) and Reference 8, Fig. 9 (a) V2 to get through the square waves V1 and V2 to obtain a signal power frequency measuring unit 21, the power supply frequency F-phase pulse measuring section 20 calculates a shown in Figure 10 of Reference from the voltage waveforms V1 and the voltage waveform V2 a phase difference angle (θ) is calculated by the equation θ = 360 × a / F.

또한 A/D 변환부 및 CPU를 통해 누설전류 실효치를 산출하고 상기에서 산출된 위상차 각도(θ)와 상기 누설전류 실효치를 기초로 하여 대지 절연저항 성분만의 누설전류를 산출하는 것이다. In addition, through the A / D converter and the CPU calculates a leakage current effective value, and to calculate a leakage current of only the ground insulation resistance component on the basis of the phase difference angle (θ) and the leakage current effective value calculated in the above.

이와 같이 종래에는 저압전선로의 정전시키지 않고 활선상태에서 저압선로의 누전여부를 파악하는 방법에 있어서는 하드웨어로 구성된 회로를 통해 누설전류영상분의 실효치 크기를 측정하던가 마이콤회로에서 연산하는 방법을 사용하거나, 1차로 누설전류영상분의 실효치 크기를 측정 연산한 후 전선로의 라인전압신호와 누설전류 영상분의 위상차 각도(θ)를 위상각 검출회로를 사용하여 측정연산하고 상기의 누설전류영상분 크기에 위상차 각도(θ)를 곱하여 누설전류 영상분 중 접지저항성분에 의한 누설전류 유효성분(Igr)만을 측정 연산하였다. Thus, conventionally, hadeonga measuring the effective value of the size of the leakage current image minutes via consisting of a hardware circuit in the method of identifying a short circuit if the in in without electrostatic hot-line state of the low-pressure jeonseonro jeoapseon using the method of calculating from the microcomputer circuit, or 1 of measuring the effective value of the size of the leakage current image-minute drive operation after the phase of a phase difference angle (θ) of the line voltage signal and a leakage current video minutes of jeonseonro measured using an angle detecting circuit operation and the phase difference in the leakage current image minute size of the by multiplying the angle (θ) it was calculated only measures the leakage current effective component (Igr) caused by the resistance component of the earth leakage current image minutes.

그러나, 수전용량이 큰 대수용가의 저압 배전선로의 경우에는 일반적으로 피측정 전선로가 길어져서 대지정전용량이 크게 되고 이에 흐르는 용량성전류(Igc)가 접지저항성분에 의해 발생되는 누설전류 유효성분(Igr)보다 훨씬 크게 되어 라인전압신호와 누설전류 영상분의 위상각 차이인 위상차 각도(θ)가 90°에 근접되게 된다. However, in the case of a power reception capacity of the low-voltage distribution line of the large for suyongga there normally be a longer as the measured jeonseonro ground capacitance is larger and this flowing capacitive current (Igc) the leakage current effectively generated by the ground resistor element component ( is much larger than Igr) is a phase angle difference between the phase difference angle (θ) of the line voltage signal and a leakage current image minutes so close to 90 °.

종래에는 일반적으로 위상차 각도(θ)를 측정하기 위한 수단으로써 일본특허 특개 2005-140532호에서 제시된 바와 같이, 상기 참고발명의 도 8 및 도 9 (a),(b)에 도시된 영상전류파형인 전압파형 V1 과 상전압파형인 전압파형 V2을 얻고 상기 전압파형 V1 및 전압파형 V2로 부터 제로클로스 검출회로와 같은 공지된 수단을 통해 상기 참고발명의 도 10에 도시된 구형파 V1 및 V2 신호를 얻게 되는 데, 고조파 성분의 영향으로 상기 전압파형 V1 또는 전압파형 V2의 중앙부근에 미세한 찌그러짐이 있는 경우에는 위상차 각도(θ)를 1% 이내로 정확하게 측정하는 것이 난이하였다. Conventionally, 8 and 9 of the invention as reference as a means of generally measures the phase difference angle (θ) as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-140532 (a), in the video current waveforms shown in (b) voltage waveforms V1 and the voltage to obtain the waveform of the voltage waveform V2 the voltage waveforms V1 and the voltage waveform to get the square wave V1 and V2 signals shown in Fig. 10 of the reference invention from V2 through a known means, such as a zero Claus detection circuit for, when there is the influence of harmonic components fine dents in the vicinity of the center of the voltage waveform V1 or V2 is a voltage waveform have been Nan to accurately measure a phase difference angle (θ) less than 1%.

또한 전술한 바와 같이, 상기 위상차 각도(θ)가 비교적 정확하게 측정될 수 있다고 하더라도, 피측정 전선로의 대지정전용량이 큰 경우에는 이에 흐르는 용량성전류(Igc)가 접지저항성분에 의해 발생되는 누설전류 유효성분(Igr)보다 훨씬 크게 되어 위상각 차이인 위상차 각도(θ)가 90°에 근접되게 되고, 예로써, 위상차각도(θ)의 85.0°와 85.5°차이는 1% 이내이나 이의 cosθ 값인 cos85.0°와 cos85.5°의 차이는 10% 정도로 커지게 된다. Further, even if the phase difference angle (θ) can be relatively accurately measured, if the ground capacitance of the measured jeonseonro large, this flowing capacitive current leakage current (Igc) is caused by the earth resistance component, as described above Active ingredient (Igr) is much larger than the phase of each difference between a phase difference angle (θ) and to be close to 90 °, of example, the phase difference 85.0 ° and 85.5 ° the difference of the angle (θ) is 1% less than or its cosθ value cos85 difference .0 ° and cos85.5 ° becomes large as 10%.

이와 같이 미세한 위상차 각도(θ)의 오차가 1% 이내로 확보되더라도 이에 해당되는 cosθ 값의 오차는 훨씬 커지게 되기 때문에, 위상차 각도(θ)를 측정하여 Igr= Igo ×cosθ의 계산법에 따라 접지저항성분에 의한 누설전류 유효성분(Igr)를 측정 연산하는 방법은 위상차 각도(θ)의 미세한 측정오차에 의해 누설전류 유효성분(Igr)의 측정오차가 커지게 되고 따라서 측정장치의 변별력이 감소되게 된다. Error of the cosθ value Thus, even if the gain error of the minute phase difference angle (θ) less than 1% is equivalent is more, since increases, by measuring the phase difference angle (θ) Igr = Igo earth resistance component according to the calculation of × cosθ method for computing measuring the leakage current effective component (Igr) caused by the measurement error of the phase difference angle (θ) minute leakage current effective component (Igr) by the measurement error of the becomes larger Therefore, the discrimination of the measuring device is to be reduced.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 착안된 것이다. The present invention was conceived to solve the above problems. 도 1은 3 상 저압전선로의 누설전류의 발생 흐름도를 도시하고 도 2는 각 상전압 신호와 누설전류의 유효성분 및 대지정전용량에 의한 무효성분과의 위상 벡터도를 표시하고 있다. Figure 1 Figure 2 shows a flow chart of generating leakage current of the three-phase low pressure jeonseonro shows the phase diagram of the vector and the reactive component by the active ingredient and the ground capacitance of the respective phase voltage signal and the leakage current.

도 1에서 C 1 , C 2 ~ Cn 은 전선로의 대지간에 분포되어 형성된 대지정전용량 인 분포 캐패던스로써 이를 통해 용량성 전류(Igc)가 흐르게 된다. In Figure 1 C 1, C 2 ~ Cn is to flow, the capacitive current (Igc) through which the ground as a capacitance is formed between the ground distribution of residence jeonseonro distributed capacitance. 또한 접지저항 Ro는 전선로 또는 전기기기의 절연불량에 의해 접지되는 경우의 접지저항을 표시하고 피측정 전선로에는 접지저항 Ro를 통해 접지저항성분에 의한 누설전류 유효성분(Igr)이 흐르게 된다. In addition, the ground resistance Ro to flow the leakage current effective component (Igr) due to ground through a resistance component earth ground resistance Ro display a resistance to be measured and has jeonseonro the case is grounded by the insufficient insulation of a wire or electrical equipment.

도 2는 각 상(R,S,T) 전압신호의 위상 벡터도와 예로써 어느 임의 한 상(R)에 접지가 발생된 경우에 있어서 각 상(R,S,T)전압을 기준하여 누설전류 영상분Igo(R), 누설전류 유효성분 Igr(R) 및 대지정전용량에 의한 누설전류 무효성분 Igc(R)에 대한 위상 벡터도를 표시하고 있다. Figure 2, each phase (R, S, T) in the case of the ground on which any one phase (R) by the phase vector help example of the voltage signal generated based on the respective phases (R, S, T) the voltage leakage current image minutes Igo (R), is indicative of the phase vector diagram of a leakage current Igr the active ingredient (R) and the leakage current Igc reactive component (R) according to the ground capacitance. 여기서 누설전류 유효성분 Igr(R)의 벡터는 상(R)전압과 동일하고 대지정전용량에 의한 누설전류 무효성분 Igc(R)은 상기 누설전류 유효성분 Igr(R)에 비해 90°뒤지며, 누설전류 영상분 Igo(R)는 상기 두 성분의 벡터합으로써 결과적으로 누설전류 유효성분 Igr(R)과 누설전류 영상분Igo(R) 사이의 위상차 각도는 θ만큼 차이가 나게 된다. The vector is the (R) equal to the voltage and the leakage current reactive component Igc (R) according to the ground capacitance of the leakage current effective component Igr (R) is becomes the back 90 ° relative to Igr (R) the leakage current effective ingredient, leakage current image minutes Igo (R) is a phase difference angle between the active ingredient as a result, the leakage current Igr (R) and the leakage current image minutes Igo (R) as the vector sum of the two components will hear a difference of θ.

또한 상기에서 한 상 R 에 접지가 발생된 경우의 누설전류의 유효성분 Igr(R)은 S 상전압 신호와는 120°차이가 나고 T 상전압 신호와는 240°차이가 나게 되는 것이다. In addition, the active ingredient of the leakage current in the case where a ground at a phase R in the Igr occurs (R) is to be reminded that the S-phase voltage signal is hear a 120 ° phase difference T and the signal voltage difference is 240 °.

도 3은 단상 저압전선로의 누설전류의 발생 흐름도를 도시한다. Figure 3 shows a flow chart of generating leakage current of a single phase low pressure jeonseonro. 비접지된 단상 저압 전선로의 어느 한 상에 접지가 발생되면 누설전류는 전선로의 대지간에 분포되어 형성된 대지정전용량인 C 1 , C 2 ~ Cn 분포 캐패던스를 통해 흐르는 게 되므로, 누설전류는 매우 미세한 크기의 신호레벨로 감지되고 위상차 각도는 90°에 근접하게 되어 이때 누설전류의 유효성분 Igr를 측정 연산하기가 더욱 더 난이하게 되는 것이다. When the grounding occurs in any one phase of the non-grounded phase low pressure jeonseonro leakage current is to flow through the distribution is formed ground the capacitance of C 1, C 2 ~ Cn distributed capacitance residence between ground jeonseonro, the leakage current is very small which it will be detected as a signal level of the size and the phase angle is close to 90 ° in this case the further measuring Nan calculating the effective component of the leakage current Igr.

본 발명은 상기에서와 같이 피측정 전선로 또는 전기기기의 절연불량에 의해 접지되어 누설전류가 미세한 경우에도 누설전류의 유효성분 Igr를 매우 정확하고 빠르게 측정 연산할 수 있어 피측정 전선로 또는 전기기기의 접지 유무를 파악할 수 있으며 더 나아가 상기 접지 누설전류의 유효성분 Igr 의 크기 및 위상차 각도를 연산하고 상기 위상차 각도의 측정결과를 디스플레이하여 사용자에게 보여줌으로써 피측정 전선로의 측정점을 변경해 가며 반복 측정한 데이터결과를 통해 접지된 상 및 접지점을 정확히 체크해 낼수 있는 전선로의 누설전류 유효성분 측정 연산 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다. The present invention is the measured wire is in, or the ground by the insufficient insulation of electrical equipment leakage current to it an electric or by the measured front to a very accurate and quick measurement calculation to the active ingredient of the leakage current Igr, even when a fine device such as in the the identify the ground whether or not, and a further computing a magnitude and phase angle of the active ingredient Igr of the ground leakage current and changes gamyeo repeatedly measuring the measurement points of the measured jeonseonro by showing to the user by displaying the result of measurement of the phase difference angle data a leakage current in jeonseonro naelsu accurately check the image and points on the ground through an active ingredient a result to provide a measurement apparatus and calculation method.

또한, 본 발명은 통상의 저역통과필터(LPF), 고역통과필터(HPF) 또는 대역통과필터와 같은 복잡하게 구성된 하드웨어적 필터수단를 사용치 않으면서 소정의 주파수나 상용주파수 성분에 의한 누설전류를 측정 연산할 수 있도록 소정의 주파수나 상용 주파수이외의 성분을 제거시키는 효과를 가질 수 있으며, 동기검파 연산 알고리즘에 의해 누설전류의 유효성분 Igr의 크기 및 위상차 각도를 빠르고 정확히 측정 연산할 수 있는 피측정 전선로의 누설전류 유효성분 측정 연산 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다. The present invention is a conventional low-pass filter (LPF), a high pass filter (HPF) or a band pass up filter and if in use hardware filter sudanreul complex consisting of measuring the leakage current of a predetermined frequency and power frequency component at a predetermined frequency and the commercial may have the effect of removing the components other than the frequency, the synchronous detection operation algorithm the measured wire that can be calculated quickly and accurately measure the magnitude and phase angle of Igr active ingredient of the leakage current by the to operation leakage current of the active ingredient to provide a measurement apparatus and calculation method.

3상이나 단상 형태의 피측정 전선로 부터 공지의 전류프로브와 같은 영상전류센싱수단을 설치하고 이를 통해 얻어진 고조파가 함유되어 있는 영상전류파형을 신호증폭기로 증폭한 다음 이 신호를 고역통과필터와 같은 공지의 필터회로수단에 의하여 고조파 성분 및 노이즈가 배제된 피측정 전선로의 영상전류파형을 얻고, 또한 상전압검출부를 통해 RS,T 중 임의의 상전압파형을 얻고 상기 영상전류파형 및 상전압파형을 A/D컨버터로써 디지털신호로 변환하여 마이크로컨트롤라 CPU에서 동기검파 연산 알고리즘에 의해 누설전류의 유효성분 Igr의 크기 및 위상차 각도를 연산하게 되는 것이다. Three-phase or known, such as installing the video current sensing means, such as a known current probe from the measured electric wire of the single-phase form, and a amplifying the image current waveform with harmonics is contained obtained through which a signal amplifier passes, and then the high-band signal filter by means of a filter circuit to obtain the image current waveform of the harmonic wave component and the noise is excluded to be measured jeonseonro, also via the voltage detector of the RS, to obtain a random-phase voltage waveform of the T to the video current waveform and the voltage waveform a / D converter will to as converted into the digital signal to calculate the magnitude and phase angle of the active ingredient of the leakage current Igr calculated by the synchronization detection algorithms in the La microcontroller CPU.

상기 목적을 달성하고 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 누설전류 유효성분 측정 연산 방법은, 피측정 전선로의 누설전류의 유효성분 Igr 의 크기 및 위상차 각도을 측정 연산함에 있어서, 영상전류센싱수단(1)으로 부터 피측정 전선로에 흐르는 누설전류 영상분를 검출하는 단계; Achieve the above object, and the leakage current effective component measurement calculation method according to the present invention for solving the technical problem is characterized as the leakage current of the measured jeonseonro effective component Igr size and phase difference gakdoeul measurement operation, image current sensing means (1 ) to step from the detected leakage current bunreul image passing through the object to be measured jeonseonro; 상전압검출부(4)를 통해 임의의 한(1개)상과 중성점을 접촉함으로써 상전압 신호를 검출하는 단계; Any one of (1) through a voltage detector (4) detecting a voltage signal by contacting the phase and neutral; 및 상기 누설전류 영상분의 측정신호 및 상전압의 측정신호 성분을 이용하여 누설전류의 유효성분 Igr의 크기 및 위상차 각도를 연산하는 단계;를 포함한다. It includes; and calculating the magnitude and phase angle of the leakage current Igr of the active ingredient using a measuring signal component of the leakage current measurement signal and the voltage of the image minutes.

추가적으로 상기 누설전류 영상분의 측정신호 주파수 성분 중에서 공지의 필터수단 또는 측정연산 장치 내부의 필터링 프로그램수행을 통해 측정 연산에 필요한 주파수 성분을 여과시키는 단계; Additionally, the step of performing a leakage current through the minute image of the measurement signal a frequency component in a known filter unit or measurement calculation unit inside the filtering program for filtering a frequency component required for the measurement calculation; 및 상기 상전압 신호의 주파수 성분 중에서 필터수단 또는 측정연산 장치 내부의 필터링 프로그램수행을 통해 측정 연산에 필요한 주파수 성분만을 여과시키는 단계;를 더 포함할 수 있다. May further include; and the step of filtering only a frequency component required for the measurement operation over the frequency components carried out in the filter means or a measurement calculation unit of the internal program of the filtering phase voltage signals.

그리고, 본 발명에 따른 누설전류 유효성분 측정 연산 장치는, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 피측정 전선로(R,S,T상)의 3가닥 전체(단상 전선로의 경우 2가닥)를 전류클램프암(이하 클램프암이라 함)이 감싸도록 설치하여 여기에 흐르는 영상전류를 검출하는 공지의 AC 전류크램프와 같은 영상전류센싱수단(1)과; Then, the leakage current effective component measurement calculation device according to the invention, Figure 4 or 5, the three-strand full (in the case of a single-phase jeonseonro two strands) to the measured wires (R, S, T phase) a current clamp arm (the clamp arm quot;) sequence current sensing means, such as AC current clamp a known method of detecting the image current flowing in this installed to surround the 1 and;

상기 영상전류센싱수단(1)으로 부터 얻어진 신호를 적정한 신호로 증폭하는 신호증폭부(2)와; A signal amplification unit 2 for amplifying the signals obtained from the image current sensing means (1) in an appropriate signal;

상기의 신호증폭부(2)의 출력신호중에 함유된 매우 높은 차수의 고조파 성분 이나 노이즈 성분를 제거하기 위한 웨이브필터수단(3)과; Wherein the signal amplifier (2) a very high degree of a wave filter for removing harmonic components and noise seongbunreul means (3) contained in the output signal of the;

임의의 각 상 전압신호를 검출하는 상전압검출부(4)와: And a voltage detector 4 for detecting any respective phase voltage signal of:

상기 상전압검출부(4)로 부터 얻어진 상전압 신호중에 함유된 매우 높은 차수의 고조파 성분이나 노이즈 성분를 제거하기 위한 웨이브필터수단(5)과; Wherein the voltage detector 4 wave filter for removing the high-order harmonic component and the noise seongbunreul contained in the voltage signal obtained from the means 5, and;

상기 상전압 신호와 상기 영상전류 센싱수단(1)으로 부터 얻어진 누설전류 신호를 기초로 하여 누설전류의 유효성분 Igr(R)의 크기 및 위상차 각도를 연산하는 마이크로컨트롤라 회로(MCU)를 포함한다. On the basis of the phase voltage signal and the leakage signal obtained from the image current sensing means (1) includes a la the microcontroller for computing the magnitude and phase angle circuit (MCU) of Igr (R), the active ingredient of the leakage current .

또한 상기 마이크로컨트롤라 회로(MCU)는 상기의 아날로그신호들를 디지털신호로 변환하기 위해 ADC(8,9,11,12)나 A/D 컨버터(15) 및 CPU(14)를 포함하는 것이 바람직 하다. In addition, it is preferred that the La microcontroller circuit (MCU) comprises an ADC (8,9,11,12) and the A / D converter 15 and a CPU (14) for converting a digital signal to stop by the analog signal .

추가적으로, 상기 마이크로컨트롤라 회로(MCU)에 내장된 연산프로그램 수행단계에서 상기 상전압파형의 기본파 전압신호 또는 상기 누설전류성분(Igo)의 기본 주파수 성분과 정확히 일치된 정현파(싸인파 및 코싸인파)가 필요하게 되는 데 이를 얻기 위한 PLL부(7 또는 8)가 더 포함될 수 있다. Additionally, the micro control La circuit (MCU) the operation program in the performing step the fundamental wave voltage signal or exactly matched sinusoid and the fundamental frequency component of the leakage current component (Igo) of the phase voltage waveform (sine wave and cosine incorporated in wave) the PLL unit for obtaining them to be necessary (7 or 8) may be further included.

추가적으로, 상기 상전압신호와 상기 누설전류성분(Igo)의 위상차 각도가, 일 실시 예로써, 소정의 값인 120°이내 인지를 판별하여 위상차 각도가 120°이내일 경우에만 접지 누설전류의 크기를 연산하기 위한 위상차판별부(6)가 더 포함될 수 있다. Additionally, the phase angle of the phase voltage signal and the leak current component (Igo), as one embodiment, calculating the size of only the earth leakage current If to determine whether the predetermined value of less than 120 ° one phase difference angle less than 120 ° a phase difference determination unit 6 to be further included.

이하 본 발명의 누설전류 유효성분 측정 연산 장치 및 그 방법에 대하여 자세히 설명한다. The details with respect to the active ingredient below the leakage current measurement calculation apparatus and method of the present invention.

영상전류센싱수단(1)은 피측정전선로에 흐르는 누설전류 영상분에 의해 발생되는 자기량을 전류클램프암(Current Transformer)를 사용하여 검출하며 검출된 자기 변화량으로 부터 전류가 생성된다. Image current sensing means (1) is the current from the detected amount of the self-generated by the leakage current flowing to the measured image minutes jeonseonro using current clamp arm (Current Transformer) detects a magnetic change is generated. 영상전류센싱수단(1)에서 생성된 누설전류는 도 2에서 보인 바와 같이 누설전류 영상분(Igo)으로써 대지정전용량에 기인하는 누설전류 Igc와 절연저항에 직접 관계되며 대지절연저항에 기인하는 누설전류 유효성분 Igr 함유하고 벡터(Vector)합으로 표시될 수 있으며 또한 상기 누설전류에도 각 고조파성분 및 배선선로상에 유도되는 노이즈 성분이 함유되어 있다. Sequence current sensing means a leakage current generated in (1) is directly related to the leakage current Igc and insulation resistance due to the ground electrostatic capacitance by the leakage current image minutes (Igo) As shown in Figure 2 the leakage resulting from the ground insulation resistance It may contain the active ingredient current Igr and display of the sum vector (Vector), and are also contained in the noise component induced in the respective harmonic components and wiring lines the leakage current.

누설전류 Igc는 피측정 전선로의 길이에 대응하여 용량이 증가될 뿐만 아니라 전기기기에 사용되는 각종 전력변환장치 및 노이즈필터등 전선로의 부하에 기인하는 고조파 왜곡전류에 따라 크기가 증가된다. Leakage current Igc is, the size is increased depending on the harmonic distortion current caused by the jeonseonro the like as well as increase the capacity corresponding to the length of the measured jeonseonro various power converter and a noise filter used in the electrical equipment loads.

신호증폭부(2)는 상기 영상전류센싱수단(1)으로 부터 공급된 누설전류 영상분 (Igo)을 공지된 방법에 의해 전압신호 i(t)로 변환하고 변환된 전압신호 i(t)가 상기 마이크로컨트롤라 회로(MCU)에서 연산될 수 있도록 소정의 레벨로 증폭시키는 역할을 한다. Signal amplifier (2) is the image current sensing means (1) a leakage current supplied from the video-minute voltage signals i transformed to (Igo) into a voltage signal i (t) by a known method and converted (t) is It serves to amplify to a predetermined level to be calculated by the microcontroller La circuit (MCU). 예로써 영상전류센싱수단(1)으로 얻어진 누설전류 영상분(Igo)의 크기가 수십 mA 이하 수준일 경우에는, 후단의 웨이브필터수단에서 증폭되어진 전압신호 레벨이 마이크로컨트롤라 회로(MPU)의 입력레벨에 적합하도록 1단 또는 2단으로 증폭한다. If the size of the leakage current image minutes (Igo) obtained by the image current sensing means (1) as an example of several tens of mA or lower level, the input of the LA voltage signal level been amplified by the wave filter means at the rear end a micro-control circuit (MPU) to suit the level is amplified by single-stage or two-stage.

웨이브필터수단(3)은 상기 신호증폭부(2)에서 얻어진 소정의 크기 레벨을 가진 누설전류신호로 부터 접지유무 판정에 기여될 수 없는 매우 높은 차수의 고조파 성분 또는 각종 전력변환장치와 같은 부하나 배선선로에서 유도되어 지는 노이즈 신호성분를 제거하는 기능을 가진다. Wave filter means 3 is a portion, such as the signal amplifier (2) a predetermined leak current harmonic content of the high-order signal from which can not be contributed to the ground existence determination or various power conversion apparatus having a size level obtained from which it is induced in the wiring line and has a function of removing a noise signal seongbunreul.

또한 웨이브필터수단(5)는 상전압검출부(4)에서 얻어진 소정 크기 레벨의 상전압 신호로 부터 접지유무 판정에 기여할 수 없는 매우 높은 차수 고조파 또는 각종 전력변환장치와 같은 부하나 배선선로상에서 유도되는 노이즈성분를 제거하는 기능을 가진다. Also induced on the load or the wiring lines such as the wave filter means (5) is a voltage detector (4) very high order harmonics, or the various power converter from the phase voltage signal of a predetermined magnitude level that can not contribute to ground existence determination obtained in It has a function of removing noise seongbunreul.

MPU는 신호증폭부(2) 및 상전압검출부(4)의 신호를 받아 CPU(14)에 탑재된 동기검파 연산 알고리즘에 의해 누설전류의 유효성분 Igr(R)의 크기 및 위상차 각도를 연산하게 된다. MPU is to calculate the magnitude and phase angle of the signal amplifier (2) and the voltage detector 4, a synchronization detection effective component Igr (R) of the leakage current by the calculation algorithm, with the CPU (14) receives a signal .

일반적으로 전선로에서 발생되는 낮은 차수 고조파의 크기는 기본파 크기의 30%이내이므로, 웨이브필터수단(3) 또는 웨이브필터수단(5)을 통해 기본파 주파수 보다 매우 높은 고조파 주파수성분 및 노이즈성분만이 제거되더라도 연산 프로그램 수행으로 누설전류의 연산이 가능할 수 있다. Because the size of the lower order harmonics are common in jeonseonro is within 30% of the fundamental magnitude, wave filter means 3 or the high harmonic frequency components than the fundamental frequency by the wave filter means 5 and a noise component only removal may be possible even if the operation of the leakage current by an arithmetic operation program performs. 따라서 상기 필터수단의 Cut-off 주파수를 기본파 주파수보다 매우 큰 값(예로써 수Khz)으로 설계된다. Therefore it designed a Cut-off frequency of the filter means in (number Khz for example), so a value greater than the fundamental frequency.

이와 같이 설계된 상기 웨이브필터수단(3) 또는 또 다른 웨이브필터수단(5)의 Cut-off 주파수는 기본파 주파수보다 매우 높기 때문에, 상기 필터수단을 구성하는 부품의 온도특성이 우수하지 않는 것을 사용함으로 인해 주위온도가 변화하여 상기 필터 수단의 필터링 감쇄특성이 다소 변화되더라도 측정 연산에 기여하는 상전압 신호 및 누설전류신호의 기본파 주파수성분는 전혀 감쇄되거나 영향을 받지 않는 장점을 가진다. Due to this, as designed Cut-off frequency of the wave filter means (3) or another wave filter means 5 is very higher than the fundamental frequency, by using the temperature characteristic of the parts constituting the filter device is not excellent because the fundamental wave has a frequency attenuation seongbunneun advantages at all or is not affected by the signal voltage and leakage current signals to the filter attenuation characteristic of the filter means contribute to slightly change even if the measuring operation by the ambient temperature change. 따라서, 통상적인 필터회로보다 훨신 저렴한 구조로 설계할 수 있다. Therefore, it is possible to design a low hwolsin structure than conventional filter circuit.

또한, 본 기술의 요지를 알기 쉽게 기술하기 위하여 도 4 에서 보인 바와 같이 상전압 신호는 A/D컨버터(10)에 입력되며 누설전류신호는 또 다른 A/D컨버터(9)에 입력되고 PLL부(7,8)의 신호는 또 다른 A/D컨버터(12,13)에 입력되는 것과 같이 MPU의 원론적인 동작 이론을 바탕으로 설명하였으나, 현실적으로 시판되고 있는 디바이스들은 대개 A/D컨버터 전단에 Analog Switch 기능을 가진 수개 채널의 멀티플렉서(MUX)를 가지고 있어 상기의 멀티플렉서(MUX)로써 상전압 신호 및 누설전류신호 또는 PLL부(7,8)의 신호를 필요한 연산시점에서 A/D컨버터회로에 연결시켜 A/D변환시킨 후 CPU(14)에서 연산하게 된다. Further, a voltage signal as shown in Figure in order to facilitate technology understand the subject matter of the present technology 4 is input to the A / D converter 10 is input to a leakage signal is further A / D converter (9) PLL unit (7, 8) of the signal is also as input to the other a / D converters 12 and 13 has been described on the basis of the theory of operation principle of the MPU, a commercial reality devices that are typically Analog a / D converter shear it has a multiplexer (MUX) of the several channels with Switch function connected to the a / D converter circuit in the operation time necessary for the signal of the voltage signal and the leakage signal or a PLL unit (7, 8) by the multiplexer (MUX) of the then to A / D conversion is calculated in the CPU (14).

도 5 는 시판되고 있는 디바이스를 사용한 일 실시 예이다. Figure 5 is an embodiment using a device available on the market. 현재 상용화되어 있는 A/D 컨버터(15)의 소자에는 ± 10V 범위의 레벨신호를 디지털신호로 변환할 수 있는 ADC와 상기의 A/D컨버터 입력단에 고속의 아날로그 MUX(멀티플렉서)회로가 내장되어 있다. Device includes a high-speed analog MUX (Multiplexer) circuit to ADC and the A / D converter input terminals to convert the level signal of ± 10V range to a digital signal of the A / D converter 15 that is currently commercially available . 상기의 아날로그 MUX 회로는 CPU(14)의 선택신호를 받아서 필요한 연산싯점에 수개 채낼(channel)의 Analog 입력신호를 고속 순차적으로 ADC에 연결시키는 역할을 한다. Analog MUX circuit of the serves to connect the Analog input signals of the several channel only (channel) on the operation sitjeom required receiving a selection signal of the CPU (14) at a high speed sequentially to the ADC. 상기의 Analog 입력신호는 상기의 ADC(A/D 컨버터)에 의하여 디지털값으로 고속변환되고 CPU(14)의 입력단에 인가되어 연산처리된다. Analog input signals, by the above-mentioned ADC (A / D converter), and high speed conversion to a digital value is processed operation is applied to the input terminal of the CPU (14). 본 발명의 원형회로에는 아날로그 디바이스사의 AD7891 모델규격 또는 동등품이 사용되어 변환속도가 1.6 마이크로sec(초)로써 고속 변환이 가능하고 ± 10V 범위의 Analog 입력신호를 12비트 디지털신호로 변환하여 연산시에 해상도(분해능)를 높일 수 있으므로 측정시에 높은 정확도가 확보되게 되는 것이다. Circular circuit of the present invention at the time of operation by the AD7891 model specification or equivalent's analog device is used conversion rate is high-speed conversion by 1.6 micro-sec (seconds) and converts Analog input signals of ± 10V range in the 12-bit digital signal since the increase the resolution (resolution) becomes a high accuracy in the measurement to be obtained.

또한 또 다른 실시 예로써, 상기의 마이크로 콘트롤라(MCU)소자에 내장되어 있는 A/D컨버터를 사용하여 연산에 필요되는 신호로 A/D 변환시킬 수 있다. In addition, as another embodiment, a signal required for the operation can be A / D conversion using the A / D converter incorporated in the micro konteurolra (MCU) of the device. 대개의 경우 마이크로 콘트롤라(MCU)소자에 내장된 A/D컨버터의 입력범위는 0V ~ +5V 이내이다. In most cases, the input range of the A / D converter built into the micro konteurolra (MCU) element is less than 0V ~ + 5V.

또한, 본 발명의 일 실시 예인 동기좌표(검파)연산 알고리즘에 따라, 연산 프로그램의 수행단계에서 누설전류 유효성분 Igr의 크기를 연산할 때 상전압파형의 기본파 전압신호 또는 상기 누설전류 영상분(Igo)의 기본파 성분과 정확히 주파수가 일치된 코싸인파 C 1 과 싸인파 S 1 가 필요하게 되는 데, 전술한 바와 같이 PLL부(6 또는 7)에서 상기 기본파 성분과 주파수가 동기되면서 임의의 일정각 만큼 차이를 가진 코싸인파 C 1 또는 싸인파 S 1 에 해당되는 신호를 생성하여 MPU에 입력한다. Further, one embodiment synchronization coordinates (detected) according to the calculation algorithm, the fundamental voltage signal, or the leakage current video minutes of the voltage waveform when calculating the amount of leakage current effective component Igr in the performing step of the operational program of the present invention ( arbitrary as is the fundamental wave component and the frequency synchronization in the main wave component and exactly frequency matched the cosine wave C 1 and the sine wave S 1 is used to be required, PLL unit (6 or 7 as described above) of Igo) generation of a cosine wave C 1 or sine wave signal corresponding to S 1 with the difference by a predetermined angle to be input to the MPU.

MPU는 상기 PLL부(6 또는 7)로 부터 입력되어 지는 신호로 부터 연산시에 필요한 코싸인파 C 1 또는 싸인파 S 1 MPU is the PLL unit (6 or 7) cosine wave required for operation from the signal which is input from the C 1 or the sine wave S 1 on 해당되는 값을 코딩하여 연산시 사용한다. And encoding the corresponding value will be used during operation.

또 다른 실시 예로, MPU는 상기 PLL부(6 또는 7)로 부터 입력되어 지는 신호를 받지 않고, 해당 프로그램수행 연산과정에서 상기 코싸인파 C 1 또는 싸인파 S 1 In yet another example embodiment, the MPU has a PLL section (6 or 7) does not receive the signal which is input from the cosine wave in the program calculation process performed C 1 or the sine wave S 1 에 해당되는 신호를 자체적으로 상용 전원의 주파수(60Hz 또는 50Hz) ω를 기준으로 코딩하여 사용할 수 있으나, 상용 전원의 주파수 ω가 변동되는 경우에는 연산결과에 다소의 오차를 수반할 수 있는 우려가 있다. On, but can a signal corresponding to its own use by coding based on the frequency (60Hz or 50Hz) ω of the commercial power supply, in the case where the frequency ω of the commercial power supply variation there is a fear that may involve some error in the calculation result .

3 상중 임의의 한 상이 접지된 경우에 있어서 측정자가 처음 1차적으로 측정을 시도할 때에는 접지되지 않는 임의의 한 상과 중성점이 접촉될 수 있고, 이때 상전압검출부(4)를 통해 접촉되어진 임의의 상전압이 검출될 수 있다. 3 measured self may be any one phase and the neutral point of the non-ground when attempting to measure the first time a primary contact in the case mourning any one different from the ground, this time been in contact with the voltage detector (4) any the voltage may be detected. 이와 같이 실지 접지된 상이 1차 측정시에 접촉되지 않고 다른 상전압이 검출되게 된다면, 검출된 상전압 신호와 접지로 인한 누설전류(접지 누설전류)와의 위상차 각도는 120°또는 240°에 더하여 (120°+θ) 또는 (240°+ θ)로 위상차 각도가 더 벌어지게 된다. Thus, if, as a practical grounded phase does not come into contact at the time of the first measurement to be different phase voltage is detected, the leak current due to the detected phase voltage signal and the ground phase difference angle between the (ground leakage currents) in addition to the 120 ° or 240 ° ( to 120 ° + θ), or (240 ° + θ) is the phase difference angle becomes further apart.

위상차판별부(6)에서는 상전압 신호와 접지 누설전류 영상분과의 위상차 각도가 소정의 값인 120°이내 인지만을 판별하여 이의 위상차 각도가 120°이내일 경우에만 접지 누설전류의 크기를 연산하게 된다. A phase difference determining unit (6) it is only calculated the size of the ground leakage current when the phase angle of the phase difference angle thereof to determine only is within 120 ° predetermined value of the voltage signal and the earth leakage current image minutes and less than 120 °. 예로써 접촉된 상이 R 상 전선로인 경우에는, 상기 누설전류의 유효성분 Igr(R)과 S상전압 신호와는 120°+θ 만큼 차이가 나고 상전압 T와는 240°+θ 만큼 차이가 나게 되는 것이다. If it is a different R a jeonseonro contact by way of example, the above-mentioned effective ingredient of the leakage current Igr (R) and S-phase voltage signal and is 120 ° + θ as hear a difference-phase voltage T than 240 ° + θ as that reminds the difference will be.

상기 위상차판별부(6)는 1차로 측정된 상전압 신호와 접지 누설전류 영상분과의 위상차 각도가 소정의 값 이내인가를 판별하여 이의 판별신호가 MPU에 입력되어 진다. The phase difference determination unit 6 and a phase difference angle of the voltage signal and the earth leakage current measurement image division primarily determine the application of the compound within a predetermined determination signal is input to the MPU. 일 실시예로써, MPU는 상기 위상차판별부(6)로 부터 입력된 정보를 받아 상기 위상차 각도가 120°이상인 조건이면 접지 누설전류의 크기를 연산치 않고 디스플레이부(15)에 위상차 각도가 120°이내가 아님을 표시하여 다른 상을 접촉하여 검출하도록 표시한다. As one embodiment, MPU is the phase difference determination unit 6 receives the input information from the phase angle is 120 ° or more conditions, if the phase difference angle of the magnitude of earth leakage current in the display section 15 without value calculation 120 ° show that it is not a within the display so as to be detected by contacting the other phase.

또 다른 실시예로, 상기 위상차판별부(6)을 두지 않고, MPU에서 프로그램의 연산에 의해 상전압 신호와 접지 누설전류 영상분과의 위상차 값인 cosθ 과 sinθ 값을 연산하여 상기 상전압 신호와 접지 누설전류 영상분과의 위상차 각도(θ)가 90°이내 인지를 판별할 수 있다. In another embodiment, the phase difference determination unit 6, a place not, by calculating a phase difference value of cosθ and sinθ value of the voltage signal and the earth leakage current video division by the operation of the program in MPU and a ground leak the phase voltage signals a phase difference angle (θ) of the current image division can be determined is within 90 °. 즉 cosθ 값은 2 또는 3 상한인 90°<θ< 270°조건에서는 음(-) 값이고, sinθ은 3 또는 4 상한인 180°<θ< 360°조건에서는 음(-) 값이 되므로, 연산에 의해 산출된 위상차 값 cosθ 과 sinθ 이 모두 양이 되게 되면 위상차 각도(θ)는 1 상한내에 존재하게 되어 90°이내가 되게 되고, 따라서 상기 두 위상차 값들이 양(+)의 값인 경우에 한해서 MPU 는 현재 접촉되어 측정되고 있는 상이 접지된 전선로의 상과 동일하다고 판정할 수 있다. I.e. cosθ The value in the second or third upper limit of 90 ° <θ <270 ° condition negative (-) value, and the sinθ is 3 or 4. The upper limit of 180 ° <θ <360 ° condition negative (-) because the value, calculated when the retardation value cosθ and sinθ calculated by the so this both phase difference angle (θ) is that present in the first quadrant being presented is within 90 °, thus the two phase values ​​only if the value of the amount of (+) MPU may be determined to be equal to the phase of the phase grounded jeonseonro being measured currently in contact.

전술한 바와 같이 프로그램의 연산에 의해 상전압 신호와 접지 누설전류 영상분과의 기본 주파수 성분의 위상차 각도를 연산하기 위해서는 MPU의 연산량이 다소 많아 질 수 있으며 이에 따른 연산 시간도 더 소요되므로, 만약 상기 위상차판별부(6)을 현실적으로 저렴하게 설계할 수 있다면 위상차판별부(6)을 두는 것이 실효성이 있게 될 수도 있다. In order to calculate the phase angle of the fundamental frequency component of the voltage signal and the earth leakage current video division by the operation of the program as described above may be the amount of operation of the MPU rather large and therefore also more required calculation time to do so, if the phase difference If the determination unit 6 can be low cost design practice to place the phase difference determination unit 6 may be so stale.

상기 상전압 신호와 접지누설전류 성분값은 A/D컨버터(10), A/D컨버터(9) 또는 MPU 내의 A/D컨버터(5)로 입력되어 디지털 값으로 변환되고, 상기 MPU 내에 내장되어 있는 연산프로그램이 실행되어 누설전류 유효성분 Igr =Igo×cos θ The phase voltage signal and the earth leakage current component value is input to the A / D converter (10), A / D converter 9 or the A / D converter 5 in the MPU is converted to a digital value, it is built in the MPU operation a program is running leak current active ingredient Igr = Igo × cos θ 의 수식원리에 따라 누설전류 유효성분 값이 연산된다. The leakage current value of the active ingredient is calculated according to the equation principle.

일반적으로 상기 상전압 신호와 접지 누설전류와 같은 교류신호에는 전선로의 부하로 발생되는 각종의 유도노이즈나 정류부하에 의한 각 차수의 고조파를 함유하고 있다. In general, an AC signal, such as the phase voltage signal and the earth leakage current, and contains a harmonic of each order of under-induced noise or rectifying the various generated by the jeonseonro load. 본 발명에서는 상전압 신호와 접지 누설전류의 기본 주파수 성분외에 임의의 고조파 성분이 추가로 포함되어 있거나 기본 주파수 성분과 유사한 주파수가 포함되어 있는 경우에도, 본 발명에서 제시된 동기검파 연산 알고리즘을 적용하므로써 누설전류 유효성분값 또는 위상차 각도를 용이하게 연산할 수 있다는 것을 아래에서 규명하고저 한다. The present invention further include any of the harmonic components in addition to the fundamental frequency component of the voltage signal and a ground leakage current or even if they contain a frequency similar to the fundamental frequency component, the leakage By applying synchronous detection operation algorithm presented in this invention identified in the following that the current value of the active ingredient or the phase difference angle can be easily calculated, and low.

우선, 피측정 전선로의 상용 전원의 주파수(60Hz 또는 50Hz)를 ω라 할 때, 임의 전선로의 R상에 해당되는 전압파형은 일반적으로 식 (1)과 같이 표시될 수 있 다. First, when the frequency ω d (60Hz or 50Hz) of the commercial power supply of the measured jeonseonro, a voltage waveform corresponding to the phase R of any jeonseonro generally is can be shown as equation (1).

Figure 112007008968798-pat00001
(1) (One)

또한 피측정물의 접지에 따른 누설전류 영상분 Igo 는 식 (2)와 같이 정현파 함수로 나타낼 수 있고 전선로 부하로 부터 발생되는 각종의 유도노이즈나 정류부하에 의한 각 차수의 고조파를 함유하고 있다. It also contains a minute leakage current image Igo the formula may represent a sinusoidal function, as shown in (2) of the harmonic of each order of under various inducing noise and the holding portion of the electric wire from being generated in the load according to the measured ground water.

Figure 112007008968798-pat00002
(2) (2)

이러한 고조파 성분은 주로 정류기형태의 부하에서 발생되고 정류기부하가 단상정류방식인 경우에는 2, 4, 6, 8.... , 삼상 3펄스인 경우에는 3, 6, 9, 12,... , 6상 6펄스 정류방식인 경우에는 3, 6, 9, 12,.... 의 각 고조파를 함유하게 된다. These harmonic components are mainly generated in the case when the rectifier type load, and the single-phase load is a rectifier rectifying method, the 2, 4, 6, 8 ..., 3-phase pulse, the 3, 6, 9, 12, ... , in the case of six-phase six-pulse rectification, there is contained a respective harmonic of 3, 6, 9, 12, ....

상기 고조파 성분은 전술한 바와 같이 일반적으로 상용 전원 주파수(60 또는 50Hz) ω의 우수(짝수)배 차수의 주파수 성분을 가지나 삼상 정류 방식의 경우에는 기수(홀수)배 차수 주파수 성분을 가질 수 있으므로 이의 모든 경우를 고려하여 상용 전원 주파수 ω인 기본 주파수를 가진 전압성분을 기본파 전압신호(V B f )라 칭하면, R 상 전선로로 부터 얻어 지는 전압파형 V (RN) 은 식(3)와 같이 기본파 전압신호(V B f )와 각각의 고조파 성분(V hm )의 합으로 나타낼 수 있다. The harmonic component is, as described above In general, the commercial power supply frequency (60 or 50Hz) ω of the even (even) gajina the frequency components of the exhaust order for three-phase rectification, there can have an odd number (odd number) times the order of frequency components thereof, when considering all the cases referred to as the commercial power source frequency ω of the fundamental frequency voltage component fundamental wave voltage signal (V B f) with a, R a jeonseonro voltage waveform V (RN) that is obtained from the as in the formula (3) It can be expressed as the sum of the fundamental wave voltage signal (V B f) with a respective harmonic components (V hm). 즉, In other words,

Figure 112007008968798-pat00003
Figure 112007008968798-pat00004
(3) 3

이때, θ,θ i,f 는 상기 기본파 또는 해당 i 차 고조파에 대한 전압파형 및 누설전류 파형간의 위상차이며, 2A, 2A i 는 기본파 전압신호(V B f ) 또는 해당 i 차 고조파 전압 성분의 최대치이다. At this time, θ, θ i, f is the fundamental wave or the i is the phase difference between the voltage waveform and the leakage current waveform for harmonic, 2A, 2A i is the fundamental wave voltage signal (V B f) or the i-th harmonic voltage component of the maximum. 또한 여기서 φ, φ i,f 는 상기 기본파 또는 해당 i 차 고조파 전압신호에 대한 누설전류파형의 초기 위상각이다. In addition, where φ, φ i, f are the initial phase angle of the leakage current waveform for the fundamental wave or the i-th harmonic voltage signal.

또한, 상기 누설전류성분 중 기본 주파수에 해당되는 전류성분을 I B f 라 한다면, 식(2)에 표시된 주파수 ω가 되는 기본 주파수 전류성분(I B f )와 고조파 성분의 누설전류(I hm ) 합으로 나타낼 수 있다. Also, if a current component corresponding to the fundamental frequency of the leakage current component I B f d, the fundamental frequency current component is the frequency ω (I B f) and leakage current (I hm) of the harmonic component shown in formula (2) It can be expressed as a sum.

Figure 112007008968798-pat00005
Figure 112007008968798-pat00006
(4) (4)

여기서, φ, φ i,f 는 누설전류성분의 기본파 또는 i 차 고조파 성분의 초기위상이며, 2B, 2B i 는 기본파 또는 i 차 고조파 성분의 최대치이다. Here, φ, φ i, f is the initial phase of the fundamental wave or the i-order harmonic component of the leakage current component, 2B, 2B i is the maximum value of the fundamental wave or the i-order harmonic component.

한편, 전선로의 전원측 중성점과 접지단자간에 중첩변성기를 설치하고 jωt의 주파수를 가진 측정신호를 중첩시킬 경우나, 또는 전선로의 임의의 상전압 파형 에 특정 주파수 jωt의 노이즈 전압파형이 포함되어 있는 경우에, 상기 특정 주파수 jωt의 전압파형(V Jf )은 하기 식(5)과 같이 상용 전원 주파수 ω의 실수배로 나타낼 수 있다. On the other hand, when installing the overlap shift converter between the power supply side neutral point and the ground terminal of jeonseonro and if nest a measurement signal with a frequency of jωt I, or any of the phase voltage waveform of the jeonseonro that contains the noise voltage waveforms of a particular frequency jωt , the voltage waveform (V Jf) of the specific frequency jωt may represent real number times of the commercial power supply frequency ω as shown in the following formula (5).

Figure 112007008968798-pat00007
(5) 5

이때, 2K i 는 j차 전압 파형의 최대치이고, θj ,RP 는 j차 특정 주파수의 전압성분(V Jf )의 초기 위상이다. At this time, 2K i is the maximum value of the primary voltage waveform j, θj, RP is the initial phase of the j-degree voltage component of a predetermined frequency (V Jf). 여기서 j는 0보다 큰 양의 실수이다. Where j is a real number in an amount greater than zero.

또한, 상기 특정 주파수의 전압성분(V Jf )에 의해 피측정 전선로에 흐르게 되는 특정 주파수의 전류성분( Jf )은 하기 식 (6)와 같이 상용 전원 주파수 ω의 실수배로 나타낼 수 있다. Further, the current component of a predetermined frequency to flow to the measured jeonseonro by the voltage component (V Jf) of the predetermined frequency (Jf) may represent real number times of the commercial power supply frequency ω as shown in the following formula (6).

Figure 112007008968798-pat00008
(6) 6

이때, 2L i 는 j차 특정 주파수 전류성분의 최대치이고, θj ,RP 는 j차 특정 주파수의 전압성분(V Jf )과 전류성분(I Jf )과의 위상차이다. At this time, 2L i is the maximum value of j car specific frequency current component, θj, RP is a phase difference between the primary voltage and the j component of a predetermined frequency (V Jf) and current components (I Jf).

피측정 전선로의 상용 전원의 주파수(60Hz 또는 50Hz)를 ω라 할 때, 예로써 전선로 R 상에서 측정되는 전압파형은 일반적으로 R상 전선로의 전압파형 V (RN) 에 상기 특정 주파수의 전압성분(V Jf )이 함께 중첩되어 측정되므로 통상적인 필터수단을 통해 전선로에 유기되는 노이즈전압 신호를 제거하면 R상 전선로에서 측정되는 순수 교류전압 V (RN)j 성분은 상기 식(3)와 식(5)의 합으로 표현될 수 있다. The frequency of the commercial power supply of the measured jeonseonro (60Hz or 50Hz) when to ω d, e as a voltage waveform which is measured on a R a wire which is generally a voltage component of said specific frequency for a voltage waveform V (RN) of the R-phase jeonseonro ( V Jf) are so superposed is measured and a typical when using a filter unit to remove the noise voltage signal induced in jeonseonro pure alternating voltage V (RN) j components to be measured at the R phase jeonseonro with the above formula (3) and (5 ) it can be expressed as the sum of.

즉, In other words,

Figure 112007008968798-pat00009

Figure 112007008968798-pat00010

Figure 112007008968798-pat00011
(7) 7

또한, 상기 누설전류 영상분(Igo)에 상기 특정 주파수의 전압성분(V Jf )에 의해 피측정 전선로에 흐르게 되는 특정 주파수의 전류성분(I Jf )이 중첩되게 되므로 이 경우의 누설전류 영상분 Igo(j)성분은 주파수 ω가 되는 기본 주파수 전류성분(I B f ), 고조파성분(I hm )및 특정 주파수 전류성분(I Jf )의 합으로 나타낼 수 있다. In addition, since the leakage current image minutes (Igo) said to be the voltage component of a predetermined frequency current component of a predetermined frequency to flow to the measured jeonseonro by (V Jf) (I Jf) are superposed in this case the leakage current video minutes of Igo (j) component may be represented by the sum of fundamental frequency current component is the frequency ω (I f B), harmonic components (I hm), and the specific frequency current component (I Jf). 즉, 상기 식(4)와 식(6)의 합이 된다. That is, the sum of the formula (4) and (6).

Figure 112007008968798-pat00012

Figure 112007008968798-pat00013

Figure 112007008968798-pat00014
(8) (8)

한편, 또 다른 실시 예로써, 본 발명의 누설전류 측정 연산회로를 구성함에 있어서, 웨이브필터수단(3, 5)의 필터특성을 소정의 대역폭(B)을 가지게 설계하거나 또는 이의 공진주파수(fr)가 상기 기본 주파수 성분인 ω와 동일하거나 유사하도록 하고 소정의 차단주파수(F L, F H )특성을 가진 고역통과필터 또는 저역통과필터 특성을 갖도록 구성한다. On the other hand, As another embodiment, in constituting the leakage current measurement operation circuit of the present invention, the wave filter means (3, 5), filter characteristics of a given bandwidth (B) the design, or its resonant frequency have the (fr) It is the fundamental frequency component, to the same or similar to the ω, and configured to have a high-pass filter or a low pass filter characteristic with a predetermined cut-off frequency (F L, F H) characteristics. 이렇게 설계된 웨이브필터수단을 통과한 후에 R상 전선로에서 측정되는 순수 교류전압(V (RN)j ) 또는 누설전류 영상분(Igo (j) )의 각 고조파 구성 성분은 공진주파수(fr)와 유사한 주파수 대역의 고조파 성분 또는 소정 주파수 대역의 고조파 성분만을 가지게 된다. So each harmonic structure of the designed wave after the filter unit through the pure AC voltage measured at the R phase jeonseonro (V (RN) j) or leakage current image minutes (Igo (j)) component has a frequency similar to the resonant frequency (fr) It is only have harmonic components or the harmonic components of the predetermined frequency band of the band. 따라서 상기와 같은 특성을 가진 필터수단를 통과하고 난 후의 순수 상전압성분(V (RN),FIL )과 누설전류 영상분(I GO,FIL )는 하기 식(9) 및 (10)과 같이 나타낼 수 있다. Accordingly pass filter sudanreul with characteristics as mentioned above and the pure-phase voltage component after the I (V (RN), FIL) and leakage current image min (I GO, FIL) is expressed as the following formula (9) and (10) have.

Figure 112007008968798-pat00015

Figure 112007008968798-pat00016

(9) 9

Figure 112007008968798-pat00017

Figure 112007008968798-pat00018

(10) 10

상기 식 (9) 및 (10)에서, r, t는 1보다 큰 임의의 정수가 되고 j는 임의의 0 보다 큰 양의 실수가 될 것이다. In the formula (9) and (10), r, t is an arbitrary integer greater than 1 j will be a real number in an amount greater than any of zero. 상기 웨이브필터수단(3, 5)이 협대역 통과특성 또는 저역통과필터 특성을 가지게 되면 t는 r보다 크면서 1에 다소 근접된 임의의 정수가 되게 된다. When the wave filter means (3, 5) have a narrow band transmission characteristic or a low-pass filter characteristics while t is greater than r are any integer so that a rather close to 1. 또한, 이와 반대로 상기 웨이브필터수단(3, 5)이 광대역통과 필터특성 또는 고역통과 필터특성을 가진다면 이와 반대로 t는 r보다 크면서 1에 근접되지 않고 1 보다 다소 큰 값이 선정될 것이다. In addition, this will on the other hand the wave filter means (3, 5) slightly greater than 1, if the wide band pass filter with a high pass filter characteristics or properties while greater than t r is close to 1 on the other hand is not selected.

만약, 임의의 수단에 의해 R 상의 전압파형 V (RN) 의 기본파 전압신호(V B f ) 또는 상기 누설전류 영상분(Igo)의 기본 주파수 성분인 교류전류(I B f )의 주파수와 정확히 일치된 코싸인파 C 1 과 싸인파 S 1 가 얻어 진다면 하기 식(11) 및 식(12)와 같이 표현된다. If exactly the frequency of the fundamental voltage signal (V B f) or the leakage current video minutes of the alternating current (I B f) the primary frequency component of (Igo) of the voltage waveform V (RN) on the R by any means the match cosine wave and the sine wave S 1 C 1 is expressed as follows jindamyeon obtained formula (11) and (12).

Figure 112007008968798-pat00019
(11) 11

Figure 112007008968798-pat00020
(12) 12

또한 상기 식 (9)의 필터수단을 통과한 직후의 순수 교류전압(V (RN)j ) 성분과 식 (10)의 필터를 통과한 직후의 누설전류 영상분(Igo (j) )을 상기 식(11) 및 식(12)와 상호 각각 곱함으로써, 다음의 연산항 m 1 , m 2 , m 3 및 m 4 를 계산 할 수 있다. In addition, the expression of the expression (9) of the filter means pure alternating voltage (V (RN), j) component and (10) the leakage current image minutes (Igo (j)), immediately after having passed through the filter in a state just after passing through the by multiplying (11) and (12) with each other, respectively, it is possible to calculate the next operation, wherein m 1, m 2, m 3 and m 4.

Figure 112007008968798-pat00021

Figure 112007008968798-pat00022

Figure 112007008968798-pat00023

Figure 112007008968798-pat00024
(13) 13

Figure 112007008968798-pat00025

Figure 112007008968798-pat00026

Figure 112007008968798-pat00027
(14) 14
Figure 112007008968798-pat00028

Figure 112007008968798-pat00029

Figure 112007008968798-pat00030

Figure 112007008968798-pat00031
(15) 15

Figure 112007008968798-pat00032

Figure 112007008968798-pat00033

Figure 112007008968798-pat00034
(16) 16

상기 식(13) 내지 식(16)의 각 연산항은 시간 t에 따라 변하지 않는 직류성분과 시간 t에 따라 주기적(ω t )으로 변하는 정현파의 고조파 교류성분으로 구성되어 있다. Wherein each operation of the formula (13) to (16) is made up of harmonic components of the AC sine wave that varies periodically (ω t) according to the direct current component and the time t does not change with time t.

이때, 상기 식(13) 내지 식(16)의 교류성분은 모두 ω의 정수배로 표시되는 각(angle)주파수를 가지게 된다. At this time, the AC component of the formula (13) to (16) all will have the angle (angle) that is displayed to an integer multiple of the frequency ω. 또한, 상기 식(13) 내지 식(16)를 하기 식(17)과 같은 적분주기(T D )를 취하여 각각 적분하게 되면 상기 식(13) 내지 식(16)의 각 항은 직류성분항을 제외한 모든 교류성분항이 영(0)이 되며 그 결과로는 직류성분항에 적분주기(T D )를 곱한 값이 얻어지게 된다. Furthermore, each term of the above equation (13) to (16) is a direct current component, wherein if the expression 13 or expression to each integral by taking the integration period (T D) of the following general formula (17) (16) all the AC components term zero and other than as a result, the value obtained by multiplying the integration period, wherein the DC component (T D) is obtained.

웨이브필터수단(3)과 또 다른 웨이브필터수단(5)의 필터특성 차이때문에 상기 필터수단들을 통과하고 난 후의 순수 상전압성분 V (RN),FIL 성분과 누설전류 영상분 I GO,FIL 중에 함유된 고조파 성분의 차수는 다소 상이하게 되고 따라서 식 (9) 또는 식 (10)에서 r, t 에 해당되는 값이 달라질 수 있으나, 식 (9) 또는 식 (10)는 각각 독립적인 연산항이므로 이 경우에도 식(17)과 같은 적분주기(T D )를 취하여 각각 적분하게 되면 상기 식(13) 내지 식(16)의 각 항은 직류성분항을 제외한 모든 교류성분항이 영(0)이 된다는 것을 알 수 있다. Wave filter means 3 and another wave filter means contained in the 5 filter characteristic difference due to the filter means, and the pure-phase voltage component V (RN), FIL component and the leakage current image minutes after I pass I GO, FIL of the order of the harmonic component because it is less and differently according formula (9) or expression, but (10) the values ​​corresponding to the r, t can vary in the formula (9) or (10) are each independent operation wherein the when in the formula are each integral by taking the 17 integration period (T D), such as the case that each term is a term all the AC components other than the DC component, wherein zero (0) of the equation (13) to (16) Able to know.

다시 말하면, 하기 식(17) 및 식(18)에서 보인 바와 같이 임의의 주파수 또는 이의 정수배 주파수를 가진 정현파 함수에 대하여 주기 적분을 행하게 되면, 어떠한 임의 차수의 고조파 성분이 함유된 경우에도 그 결과는 0이 된다는 성질을 이용하여 상기 식(13) 내지 식(16)의 모든 정현파 교류성분항을 제거할 수 있는 것이다. When the other words, the following equation (17) and, as shown in equation (18) performed a period integrated over a sine wave function with any frequency or its integer multiple frequency, even if any harmonic component of any order containing the results using the characteristics that the zero is capable of removing all the sinusoidal AC component, wherein in the formula (13) to (16).

Figure 112007008968798-pat00035
(17) 17

Figure 112007008968798-pat00036
(18) 18

또한, 상기 식(13) 내지 식(16)의 각 연산식에서 r은 n보다 적은 임의의 정수가 되고 정수 t는 각각 n보다 큰 임의의 정수만을 만족하는 조건이면, 상기 모든 교류성분의 항이 영(0)이 될 수 있다. In addition, when the formula (13) to each arithmetic expression r of the equation 16 are terms that meet the large random integers than each of which is a small random integer n integer t is n, a term of the all the AC component zero ( It can be zero).

또한, 정수 t가 n보다 매우 큰 임의의 정수인 경우까지를 고려한다면 이와 같이 n보다 매우 큰 차수의 높은 고조파 성분항에 대하여도 일정 주기(T D ) 적분이 정확하게 수행될 수 있어야 하므로, MPU는 높은 고조파성분에 대해서 연산의 정확 도를 확보할 수 있는 고속의 디지털 시그널프로세서(DSP)를 채택하여야 할 필요가 있다. Also, if the integer t is considered to a very large random integer than the n this way it is also with respect to the high harmonic content of the very large degree wherein more n a predetermined period (T D) integrating this must be carried out accurately, MPU is high it is necessary to adopt a high-speed digital signal processor (DSP) capable of ensuring the accuracy of calculation for the harmonic component.

이와 같이 고속의 디지털 시그널프로세서(DSP)를 채택하여 연산 프로그램수행을 통해 높은 고조파성분에 대해서 일정주기(T D ) 적분 연산이 정확하게 수행될 수 있는 경우에는 상기 웨이브필터수단(3,5)이 단순히 고역차단필터(저역통과필터)의 특성을 갖게 되도록 설계되어도 상기 연산이 가능하므로 상기 일정주기(T D ) 적분 연산단계에서 소프트웨어적 필터링기능를 갖는 것으로 볼 수 있다. Thus, by adopting a high-speed digital signal processor (DSP) via the operation program to perform a certain period for the high harmonic content (T D), if it can be carried out correctly, the integral calculation means (3,5) is simply the wave filter may be designed to have the characteristics of high-frequency cut-off filter (low pass filter), the operation is possible, so may be viewed as having said predetermined period (T D) Functionality software filter in the integral calculation step.

상기 적분결과로 얻어진 값은 상기 식(13) 내지 식(16)의 직류성분에 적분주기(T D )를 곱한 값으로 나타나므로, 이후 결과값을 적분주기(T D )로 나누고, 이를 M 1 , M 2 , M 3 및 M 4 로 정의하면 하기 식(19) 내지 식(22)과 같이 표시할 수 있다. Value obtained by the integration result is divided by the equation (13) to equation integration period on the DC components of 16, so indicated by the product of the (T D), cycle integration since the result (T D), this M 1 , it can be represented as M 2, M 3, and so as to define when M 4 (19) to (22).

Figure 112007008968798-pat00037
(19) 19

Figure 112007008968798-pat00038
(20) 20

Figure 112007008968798-pat00039
(21) 21

Figure 112007008968798-pat00040
(22) 22

상기의 식(19) 내지 식(22)을 이용하여 하기 식(23)를 계산하게 되면 식(23)의 결과치는 누설전류 영상분(Igo)의 유효성분과 동일하게 되며 따라서 하기 식(23)를 이용하여 간단하게 누설전류 영상분(Igo)의 유효성분를 구할 수 있다. The above formula (19) to (22) when to calculate the following formula (23) using Equation (23) results, and the same effectiveness division of values ​​leakage current image minutes (Igo) of according to formula (23) It can be easily found effective seongbunreul of leakage current image minutes (Igo) used.

Figure 112007008968798-pat00041
(23) 23

이때, 2B는 누설전류 영상분(Igo)의 기본 주파수 성분의 최대치가 되고, 따라서 2B cosθ는 누설전류 유효성분의 실효값으로 표시될 수 있다. At this time, 2B is the maximum value of the fundamental frequency component of the leakage current image minutes (Igo), thus cosθ 2B can be represented by the effective value of the leakage current effective ingredient.

다시 말하면, 식(13) 내지 식(16)의 각 연산항 m 1 , m 2 , m 3 및 m 4 를 연산하고, 일정 적분주기(T D )로 적분하여 직류성분을 제외한 모든 교류성분 항이 영(0)이 되게 하여 직류성분만으로 구성된 M 1 ,M 2 ,M 3 및 M 4 항을 구함으로써, 식(23)까지의 동기 검파법에 의한 연산과정에 통해 누설전류 유효성분의 실효값을 정확하며 용이하게 연산할 수 있다. In other words, Expression (13) to (16) each operation, wherein m 1, in m 2, m 3 and m 4 the operation and constant integration period (T D) in all the AC components other than the DC component by the integration term is zero (0) be this by calculating the M 1, M 2, M 3 and M 4, wherein composed of only DC components, equation (23) synchronous with the operation procedure according to the detection method accurately the effective value of the leakage current the active ingredient of up to and it can be easily calculated.

또한, 식 (20)과 식(23)을 각각 제곱하여 더하게 되면 누설전류 영상분 Igo의 기본 주파수 성분의 최대치 B를 얻을 수 있으므로 식 (23) 및 식 (24)로 부터 cosθ 값을 얻을 수 있으며 코싸인함수 테이블로 부터 위상차 각도 θ를 얻을 수 있는 것이다. In addition, equation (20) and (23) when more respectively squaring the leakage current image minutes, so to obtain the maximum value B of the fundamental frequency component of the Igo expression 23 and expression from the 24 to get cosθ value and will to get the phase angle θ from the sine function table nose.

Figure 112007008968798-pat00042
(23) 23
Figure 112007008968798-pat00043
(24) 24

또한, 상기 계산과정을 자세히 검토해 보면, 식(13) 내지 식(16)의 각 연산항 m 1 , m 2 , m 3 및 m 4 으로 부터 직류성분만으로 구성된 M 1 , M 2 , M 3 및 M 4 항을 추출하기 위해 사용되는 적분주기(T D )는, 순수 교류전압 V (RN)j 또는 누설전류 영상분 Igo (j) 성분를 구성하는 모든 교류성분의 주파수를 상호 가산 및 감산하거나 또는 필터회로를 통과한 후의 순수 상전압성분 V (RN),FIL 과 누설전류 영상분 I GO,FIL 를 구성하는 모든 교류성분의 주파수를 상호 가산 및 감산하여 그 가산 및 감산의 결과값 사이의 최대공약수를 구하고 이의 주파수에 해당되는 주기 또는 상기 주기의 정수배로 결정할 수 있다. Further, After a review of the calculation process in detail, formula (13) each operand in to equation (16), m 1, m 2, m 3 and m 4 consisting only of a DC component from the M 1, M 2, M 3 and M extracting 4, wherein the integration period used for (T D) is the frequency of a pure alternating voltage V (RN) j or leakage current image minutes Igo (j) seongbunreul configure all AC components to each other addition and subtraction or filter circuit pure phase voltage component after passing through the V (RN), FIL and leakage current image minutes I GO, the frequency of all the AC components constituting the FIL by mutual addition and a subtraction to obtain the greatest common factor between the results of the addition and subtraction period corresponding to the frequency thereof or may determine an integral multiple of the period.

또한, 누설전류 유효성분의 실효값을 연산하기 위하여 소요되는 시간을 줄이고 측정에 있어 정확성을 확보하기 위해서는 상기에서 선정된 주기의 정수배로 상기 적분주기(T D )를 정하여 적분하게 되면 연산량이 증가하게 되나 측정연산시 오차를 감소시킬 수 있는 장점이 있을 수 있다. In addition, the amount of computation increases when reducing the time required to in order to ensure the accuracy in measuring the integral appointed an integer times the integration period (T D) of the periodic selection of the order to calculate the effective value of the leakage current Active ingredient but there may be an advantage to reduce the calculation error during the measurement.

또한, 일반적으로 상용으로 채택되는 전선로 전원의 주파수는 60Hz 또는 50Hz로 사용되고 있다. Further, the electric wire that is commonly used as a power frequency of the power source is used to 60Hz or 50Hz. 따라서, 상기에서 설명한 기술적 사상에 따라 순수 상전압성분 V (RN)j 과 누설전류 영상분 Igo (j) 를 구성하는 모든 교류성분의 주파수를 구성하는 모든 교류성분의 주파수를 상호 가산 및 감산하여 그 가산 및 감산의 결과값의 최대공약수가 10Hz로 결정되어 지게 되어 10Hz에 해당되는 주기 또는 상기 주기의 정수배로 주기적분을 하게 되면, 상용 전원의 주파수가 60Hz 또는 50Hz에 관계없이 모든 교류성분 항이 영(0)이 되어 직류성분만으로 구성된 M 1 ,M 2 ,M 3 및 M 4 항을 얻을 수 있으므로, 상용 전원 주파수가 60Hz 또는 50Hz에 관계없이 동일한 연산주기를 사용하여 식(24)까지의 동기 검파법에 의한 연산과정을 수행하더라도 누설전류 유효성분 실효값 및 위상차 각도를 연산할 수 있다. Thus, by mutual addition and subtraction frequencies of all the AC components constituting the frequency of all the AC components that make up the pure phase voltage component V (RN) j and leakage current image minutes Igo (j) according to the technical concept described in the above that When the addition and the greatest common factor of the result of the subtraction is be determined by 10Hz to an integer multiple cyclic minutes of the period, or the period corresponding to 10Hz, a term all the AC component frequency of the commercial power supply, regardless of the 60Hz or 50Hz zero ( since zero) is to obtain the M 1, M 2, M 3 and M 4, wherein composed of only DC components, the commercial power source frequency synchronous detection method to use the same operation cycle (24), regardless of the 60Hz or 50Hz even if performing the calculation process can be calculated by the effective leakage current effective component value and the phase difference angle.

그럼, 이하 관련도면을 참조하여 본 발명에 따른 누설전류 유효치 실효값 측정연산 방법에 대하여 상세히 설명한다. Then, reference to the related drawings will be described in detail leakage current effective value rms value measurement calculation method according to the invention.

도 8는 본 발명에 따른 측정연산 방법의 흐름을 개략적으로 나타낸 순서도이다. Figure 8 is a flow chart schematically showing a flow of measurement calculation process according to the invention. 우선, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 측정연산 방법은, 피측정전선로의 누설전류의 유효성분 Igr 의 크기 및 위상차 각도을 측정 연산함에 있어서, First, as shown in Figure 8, according as the measurement calculation process according to the invention, measuring the size and phase of the leakage current Igr gakdoeul of the active ingredient of the measured jeonseonro operation,

영상전류센싱수단(1)으로 부터 피측정전선로에 흐르는 누설전류 영상분를 검출한다.(S201); From the current image sensing means (1) detects bunreul leakage current flowing in the image to be measured jeonseonro (S201).;

또한 이때, 상기 누설전류 영상분의 측정신호 주파수 성분 중에서 공지의 필터수단 또는 측정연산 장치 내부의 필터링 프로그램수행을 통해 가능한 한 측정 연산에 필요한 주파수 성분만을 여과시키는 것이 바람직 하다.(S202); Also this time, it was filtered to only a frequency component required for the measurement operation possible through the filter means perform a known or measured calculation device inside the filtering program from the measurement signal a frequency component of the leakage current image minutes are preferred (S202).;

한편, 상전압검출부(4)를 통해 3상중 임의의 한 상과 중성점을 접촉함으로써 상전압을 검출한다.(S203) On the other hand, detects a phase voltage by contacting the 3 mourning any one phase and the neutral point of the through-phase voltage detector (4). (S203)

또한 이때, 상기 상전압의 측정신호 주파수 성분 중에서 필터수단 또는 측정연산 장치 내부의 필터링 프로그램수행을 통해 가능한 한 측정 연산에 필요한 주파수 성분을 여과시키는 것이 바람직 하다.(S204) In this case also, it is desirable to filter the frequency components necessary for the measurement calculation program available through the filtering performed within the phase voltage of the measurement signal from the filter means or a measurement calculation frequency component device. (S204)

그 다음으로, CPU가 디지털신호로 변환된 상기 검출신호들을 읽고, 상기 여과된 누설전류 영상분 신호 및 상전압 신호 성분을 이용하여 누설전류의 유효성분 Igr의 실효치 크기 및 위상차 각도 θ를 연산한다. Followed by, CPU reads the detection signal converted into a digital signal, using the filtered leakage current image minutes signal and the voltage signal component and calculates the effective value of the size and the phase difference angle θ of Igr active ingredient of the leakage current.

누설전류의 유효성분 Igr의 크기 및 위상차 각도를 연산하는 방법은, 누설전류 영상분의 측정신호 또는 상전압의 측정신호을 형성하는 모든 주파수 성분을 상호 가산 및 감산한 결과값 사이의 최대공약수를 구한다.(S205) Method for computing a magnitude and phase angle of Igr active ingredient of the leakage current is a result of mutual addition and subtraction for every frequency component of the leakage form the current image minutes measurement signal or sinhoeul measurement of the voltage of the obtained the greatest common factor between the value. (S205)

상기 최대공약수의 주파수에 해당되는 주기 또는 상기 주기의 정수배로써 연산에 필요한 일정 적분주기(T D )를 결정한다.(S206) Determines the predetermined integration period (T D) required for operation as an integral multiple of the cycle or the cycle corresponding to the frequency of the greatest common divisor. (S206)

기본파 성분 또는 기본파 성분에 각 고조파 성분이 포함된 상전압 신호 The phase voltage signal such that each harmonic component to a fundamental wave component, or the fundamental wave component
[

Figure 112008072704912-pat00054
〕 및 기본파 성분 또는 기본파 성분에 각 고조파 성분이 포함된 누설전류 영상분 신호〔 ], And the leakage signal that contains the image minutes each harmonic component to a fundamental wave component, or the fundamental wave component [
Figure 112008072704912-pat00055
〕를, 코싸인파 C1 〔 A], [C1 cosine wave
Figure 112008072704912-pat00056
〕또는 싸인파 S1〔 ] Or the sine wave S1 [
Figure 112008072704912-pat00057
〕과 상호 각각 곱함으로써, 연산항 m1, m2, m3 및 m4를 각각 연산한다.(S207) ] And multiplied by each other, respectively, and calculates the operation, wherein m1, m2, m3 and m4, respectively. (S207)

상기 연산항 m1, m2, m3 및 m4를 상기 일정 적분주기(T D )동안 적분하여 직류성분만으로 구성된 연산항 M1,M2,M3 및 M4을 각각 구한다.(S208) The operation wherein m1, m2, m3 and m4 said integrated during the predetermined integration period (T D) is obtained by an operation wherein M1, M2, M3 and M4 each composed of only DC components. (S208)

상기 연산항 M1,M2,M3 및 M4으로 부터 누설전류의 유효성분 Igr의 실효치 또는 위상차 각도 θ을 구한다.(S209) The operation wherein M1, M2, M3, and obtains the effective value or the phase difference angle θ of the effective component of the leakage current Igr from M4. (S209)

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예 들은 예시의 목적을 위해 개시 된 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 그대로 이용하면서 직렬통신이나 TCP/IP 통신 모듈을 추가하여 전선로의 접지여부나 접지점을 온 라인 감시장치로 적용가능하다. Preferred embodiments of the invention described above are would the disclosed for illustrative purposes, without compromising the technical idea of ​​the present invention, serial communication or TCP / IP, on-line to ground or whether the ground point of jeonseonro watchdog additional communication modules it is possible to apply.

또한 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. It will also be the normal's various substitution may be made without departing from the scope of the invention to those having the knowledge, changes and modifications in the art to which this invention pertains, such substitutions, changes and the like to fall within the scope of the following claims It will have to see.

상술한 바와 같이 본 발명은, 피측정 전선로 또는 전기기기의 절연불량에 의해 접지되는 경우에 있어서, 하드웨어적 회로가 비교적 간단하면서도 연산 알고리즘을 통해 매우 정확하고 빠르게 누설전류의 유효성분 Igr 또는 위상차 각도를 측정 연산하여 피측정 전선로 또는 전기기기의 접지 유무를 파악할 수 있다. The present invention as described above, to be measured in the case that is grounded by the insufficient insulation of a wire or electrical equipment, a hardware circuit is relatively simple, yet effective component Igr or phase angle of a very accurate and leakage current rapidly through the operation algorithm the measurement operation by the ground can determine the presence or absence of the object to be measured by wires or electrical equipment.

더 나아가 측정시에 3상중 어느 한 상만을 접촉하게 하고 상기 접지 누설전류와 접촉된 전선로 전압신호의 위상차 각도을 연산한 결과에 의해 피측정 전선로의 상이 올바른 지를 판단하여 디스플레이하여 줌으로써 측정자는 피측정 전선로의 상 또는 측정선로의 위치을 변경해 가며 측정하고 측정된 데이터결과를 통해 접지된 상 및 접지점을 정확히 체크해 낼 수 있다. To further contact the third mourning any one sangman during the measurement, and in The Measurement by giving the display to determine if the ground of the measured jeonseonro by the phase difference gakdoeul operation as a result of the voltage signal to the wire in contact with the leakage current phase correct the measured wire the phase or the phase and the ground point a ground through a change wichieul gamyeo measured and the measurement data of the measurement result of the line can be accurately check.

또한 본 발명은 통상의 저역통과필터(LPF), 고역통과필터(HPF) 또는 대역통과필터와 같은 복잡하게 설계된 하드웨어적 필터수단를 사용치 않으면서 상용주파수 성분만의 누설전류만을 측정 연산할 수 있도록 상용 주파수이외의 누설전류를 모두 제거시키는 효과를 가질 수 있으며, In addition, commercial to the invention to a conventional low-pass filter (LPF), a high pass filter (HPF) or a band-pass filter and the complex unless in use, designed hardware filter sudanreul standing only measure the leakage current of only a commercial frequency components such operations may have the effect of removing all of the leakage current of the other frequency,

상전압 신호와 접지누설전류의 기본 주파수 성분외에 임의의 고조파 성분이 추가로 포함되어 있거나, 기본 주파수 성분과 유사하거나 또한 특정한 주파수가 추가로 포함되어 있는 경우에도 본 발명에서 제시된 동기검파 연산 알고리즘을 적용하므로써 상용주파수 성분에 의한 누설전류 유효성분값 또는 위상차 각도를 용이하게 연산할 수 있다는 장점이 있다. In addition to the fundamental frequency component of the voltage signal and the earth leakage current it may be included to add any harmonics component, applying synchronous detection operation algorithm presented in this invention even if it is similar to the fundamental frequency component or also additionally comprise a particular frequency by the advantage that it can easily calculate the leakage current effective value or phase angle component of the commercial frequency component.

아울러, 본 발명은, 웨이브필터수단의 Cut-off 주파수를 기본파 주파수보다 매우 높게 설계함으로써 주위온도가 변화되어 상기 필터 수단의 필터링 감쇄특성이 변화되더라도 측정 연산에 기여하는 상전압 신호 및 누설전류신호의 기본파 주파수성분는 웨이브필터수단에서 전혀 감쇄되거나 영향을 받지 않으므로 측정 연산시 주위온도가 변화하더라도 비교적 정확한 측정값을 얻을 수 있다. In addition, the present invention, the Cut-off frequency of the wave filter means and the ambient temperature is changed by a very high design than the fundamental frequency phase voltage signal and the leakage signal, even if the filter attenuation characteristic of the filter means changes contribute to the measurement calculation even in the fundamental wave frequency seongbunneun because it is not at all attenuated or influence the wave filter means measuring operation when ambient temperature changes can be obtained a comparatively accurate measurements.

Claims (8)

  1. 피측정물의 누설전류 크기 또는 위상차 각도를 측정 연산하고 접지된 상을 찾는 방법에 있어서, A method of finding the phase of the measurement operations and to ground the leakage current magnitude or phase angle measurement of the object,
    영상전류센싱수단으로 부터 피측정전선로에 흐르는 누설전류 영상분를 검출하는 단계; Further comprising: image sensing means a current flowing in the blood leakage current video detecting bunreul measured jeonseonro from;
    상전압검출부를 통해 임의의 한 상의 상전압 신호를 검출하는 단계; Detecting the voltage signal on any one of through the voltage detector;
    상기 누설전류 영상분 또는 상전압 신호를 형성하는 모든 주파수 성분을 상호 가산 및 감산한 결과값 사이의 최대공약수를 구하여 상기 최대공약수의 주파수에 해당되는 주기 또는 이의 정수배로써 연산에 필요한 일정 적분주기(T D )를 결정하는 단계; The leakage current image minutes or the all frequency components forming the voltage signal, obtain the greatest common divisor between mutual addition and subtraction a result period corresponding to the frequency of the greatest common divisor or a predetermined integration period required for the operation by its integer times (T determining D);
    기본파 성분 또는 기본파 성분에 각 고조파 성분이 포함된, 상전압 신호 A, a voltage signal such that each harmonic component to a fundamental wave component, or the fundamental wave component
    [
    Figure 712009002526475-pat00066
    〕및 누설전류 영상분 신호 ], And the leakage current image signal minutes
    [
    Figure 712009002526475-pat00067
    〕를, 코싸인파 C1〔 A], [C1 cosine wave
    Figure 712009002526475-pat00068
    〕또는 싸인파 S1〔 ] Or the sine wave S1 [
    Figure 712009002526475-pat00069
    〕과 상호 각각 곱함으로써, 연산항 m1, m2, m3 및 m4 를 구하는 단계; ] And multiplied by each other, respectively, and finding an operation wherein m1, m2, m3 and m4;
    상기 연산항 m1, m2, m3 및 m4를 상기 일정 적분주기(T D )동안 적분하여 직류성분만으로 구성된 연산항 M1(식 19), M2(식 20), M3(식21) 및 M4(식 22)를 구하는 단계; The operation wherein m1, m2, m3, and the m4 said predetermined integration period (T D) integral with operands composed of only DC components M1 (formula 19), M2 (formula 20), M3 (Expression 21) and M4 (Equation 22 for ) the step of obtaining;
    Figure 712009002526475-pat00070
    (19) 19
    Figure 712009002526475-pat00071
    (20) 20
    Figure 712009002526475-pat00072
    (21) 21
    Figure 712009002526475-pat00073
    (22) 22
    상기 연산항 M1, M2, M3 및 M4로부터 누설전류의 유효성분 또는 위상차 각도를 구하는 단계를 포함하는 누설전류 유효성분 측정 연산 방법. The operation wherein M1, M2, M3, and the leakage current measurement calculation active ingredient comprising the step of obtaining the active ingredient or phase angle of the leakage current from M4.
  2. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 누설전류 영상분 신호 중에서 공지의 필터수단 또는 필터링 프로그램수행을 통해 측정 연산에 필요한 주파수 성분만을 여과시키는 단계; Step only for filtering a frequency component required for the measurement operation performed by the filter means of the known or filtering program from the leakage current image signal minutes; And
    상기 상전압 신호 중에서 필터수단 또는 필터링 프로그램수행을 통해 측정 연산에 필요한 주파수 성분만을 여과시키는 단계를 더 포함하는 누설전류 유효성분 측정 연산 방법. Leakage current effective component measurement calculation method further comprises filtering only a frequency component required for the measurement operation performed by the filter means or a filtering program from the phase voltage signal.
  3. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 일정 적분주기(T D )는 10Hz에 해당되는 주기 또는 이의 정수배로 정하는 것을 특징으로 하는 누설전류 유효성분 측정 연산 방법. The predetermined integration period (T D) is the leakage current measurement calculation active ingredient characterized in that to set multiple of a cycle or a whole number corresponding to 10Hz.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3,
    상기 상전압 신호와 상기 누설전류 영상분 신호의 위상차 각도(θ)가 90°이내 인지를 판별하여 위상차 각도(θ)가 90°이내일 경우에 한해 접지 누설전류의 크기를 연산하는 단계를 더 포함하는 누설전류 유효성분 측정 연산 방법. A step of calculating the size of the earth leakage current and only a phase difference angle (θ) of the phase voltage signal and the leakage current image minutes signal to determine whether within 90 ° when the phase difference angle (θ) be within 90 ° more leakage current measurement calculation method for the active ingredient.
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