KR100925277B1 - 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치에 관한 것으로, 일정량의 물이 담수되고, 양측부에 절연을 위한 절연애자가 설치되며, 절연애자 사이에 봉형상의 제1전극이 장착되며, 물속에 제2전극이 연결되어 안전장구의 일부분을 침지하는 수조; 및 상기 제1전극에 거치하기 위한 고리에 제1전원입력단이 연결되고, 안전장구 내측에 담수된 물에 제2전원입력단이 제3전극에 연결되어 안전장구의 절연상태를 감지하여 시청각적으로 표시하는 불량검출장치가 구비되고, 상기 불량검출장치는 물에 잠긴 안전장구의 외측과 안전장구 내측 사이에 절연상태를 감지하는 센싱부와, 상기 센싱부에서 유도된 전압으로 스위칭되어 경보음 및 경보표시를 작동시키는 경보부를 포함하여 수조에 침지된 안전장구의 절연파괴 여부를 불량검출장치로 식별할 수 있어 안전장구의 불량여부를 간편하고 신속하게 시험할 수 있도록 한 것이다.
안전장구, 절연파괴, 활선작업, 수조, 불량검출

Description

고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치{Insulation Defective Warning Apparatus from High Voltage Test Apparatus}
본 발명은 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압선로의 활선작업 등을 수행할 때에 작업자가 착용하는 각종 안전장구의 절연상태를 시험하기 위한 장치에서의 절연불량을 경보하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기는 일상생활에서 자주 사용하는 가전제품을 포함하여 조명장치나 제조설비 등 현대생활의 편의를 위하여 반드시 필요한 에너지이다. 이러한 전기에너지는 폭넓은 사용에 의한 의존도가 높아지면서 가속화되는 산업화 및 정보화에 필수적인 에너지이다. 따라서 전기에너지의 지속적인 공급이 이루어지지 않고 정전이 되면 수많은 생활의 불편을 초래하게 된다. 전기에너지의 공급이 중단되는 정전은 대부분 사용부주의나 자연재해 등에 의한 사고로 발생되거나 선로작업 중에 발생되는 경우가 대부분이다.
더욱이 최근에 전기에너지의 확대 및 수요증가 등에 의하여 전기시설의 확충을 위한 작업이나 정전사고의 복구 및 사고예방을 위하여 송배전선로는 무정전 상태에서 활선작업이 이루어진다. 이러한 활선작업을 위하여 작업자의 보호 및 방호를 위한 각종의 안전장구, 예를 들어 절연된 고무장갑, 고무장화 및 헬멧 등을 이용한다. 따라서 활선작업을 위하여 안전장구의 높은 신뢰성이 확보되어야 한다.
이와 같은 안전장구의 신뢰성을 도모하기 위하여 안전장구에 대한 점검이 주기적으로 이루어져야 한다. 특히 안전장구는 작업자가 활선작업을 할 때에 고압, 예를 들어 22kV 내외의 전압을 접촉하고 있으므로 작업자가 착용하는 안전장구에 대하여 충분한 절연시험이 선행되어야 한다.
더욱이 새로 제조되는 안전장구에 대한 불량여부 뿐만 아니라 현재 사용되고 있는 안전장구에 대해서도 갱년열화 등에 의한 불량검사가 이루어져한다.
종래에 안전장구의 절연내력검사나 비파괴절연진단검사 등은 안전장구와 일정 용량의 물이 채워진 수조에 각각 고전압을 인가하고 물이 채워진 수조에 안전장구를 침지시킨 후에 안전장구가 일정 시간동안 일정 전압에서 견디는지에 대한 검사를 수행하였다. 더욱이 절연시험의 효율성을 위하여 수조에 복수의 안전장구를 침지시킨 상태에서 안전장구의 절연시험을 수행하는데, 이때 절연시험 중에 절연파괴가 발생하는 안전장구가 발생되면 어느 것이 절연파괴가 발생한 것인지를 식별하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다. 또한, 단일 또는 소수의 안전장구의 절연시험을 할 때에도 많은 양의 물을 수조에 채워 넣어야 하는 번거로운 문제도 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 수조에 침지된 하나 이상의 안전장구에 대하여 절연이 파괴된 안전장구를 신속하고 정확하게 검출할 수 있도록 시청각적으로 경보하여 절연불량을 용이하게 식별할 수 있도록 하기 위한 것이 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 일정량의 물이 담수되고, 양측부에 절연을 위한 절연애자가 설치되며, 절연애자 사이에 봉형상의 제1전극이 장착되며, 물속에 제2전극이 연결되어 안전장구의 일부분을 침지하는 수조; 및 상기 제1전극에 거치하기 위한 고리에 제1전원입력단이 연결되고, 안전장구 내측에 담수된 물에 제2전원입력단이 제3전극에 연결되어 안전장구의 절연상태를 감지하여 시청각적으로 표시하는 불량검출장치가 구비되고, 상기 불량검출장치는 물에 잠긴 안전장구의 외측과 안전장구 내측 사이에 절연상태를 감지하는 센싱부와, 상기 센싱부에서 유도된 전압으로 스위칭되어 경보음 및 경보표시를 작동시키는 경보부를 포함하여 이루어진 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치를 제공한 것이 특징이다.
본 발명은 상기 해결수단에 의하여, 하나 이상의 안전장구의 절연시험 중에 절연이 파괴된 안전장구를 시청각적으로 경보하여 용이하게 식별할 수 있고, 안전장구의 절연시험을 간편하게 수행할 수 있어 안전장구의 절연시험에 편의를 도모한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치에 관하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 블록도이며, 도 3은 회로구성도이다.
먼저, 본 발명의 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치는 수조에 침지된 안전장구의 절연파괴를 시청각적으로 용이하게 식별할 수 있도록 하기 위한 것이다.
수조(1)는 일정량의 물을 담수할 수 있는 것이다. 수조(1)의 상부는 개방되어 있다. 수조(1)의 양측부에는 절연을 위한 절연애자(3)가 설치되어 있다. 절연애자(3)의 상부에는 봉형상의 제1전극(4)이 장착되어 있다. 그리고 수조(1)의 내측에는 제2전극(7)이 설치되어 물속에 침수된다. 수조(1)는 절연 및 부식방지와 내구성을 위하여 비도전성의 금속이나 합성수지 등이 적용된다. 수조(1)에 담수되는 물은 수돗물과 같은 일반적인 물이다. 제1전극(4)과 제2전극(7)에는 고압의 전원, 예를 들어 30,000~50,000V의 전원이 인가되어 방전을 일으킨다. 수조(1)의 측면 저부에는 배수관과 배수밸브(9)가 연결되어 절연시험이 완료된 후에 수조(1)에 담수된 물 을 외부로 배출시킬 수 있도록 한다. 수조(1)에는 단일 또는 복수의 안전장구(2)의 절연시험을 동시에 할 수 있는 것이다. 안전장구(2)의 내측에도 물이 담수되고, 제3전극(6)이 침지된다.
수조(1)에 담수된 물에 안전장구의 일부분을 침지시킨 상태에서 절연시험을 할 때에 절연이 파괴된 안전장구의 용이한 식별을 위하여 불량검출장치(10)가 설치된다. 불량검출장치(10)에는 상기 제1전극(4)에 거치하기 위한 고리(5)에 전기적으로 연결되는 제1전원입력단(IN1)과, 안전장구(2) 내측에 담수된 물에 전기적으로 연결되는 제2전원입력단(IN2)이 인출되어 있다. 불량검출장치(10)는 안전장구(2)의 절연파괴를 감지하는 센싱부(11)와 센싱부(11)의 감지신호를 표출하는 경보부(12)를 포함한다.
도 2의 블록도에서, 불량검출장치(10)의 센싱부(11)는 물에 잠긴 안전장구(2)의 외측과 안전장구(2) 내측 사이에 절연상태를 감지하는 것이다. 센싱부(11)는 제1전원입력단(IN1)과 제2전원입력단(IN2) 사이에 한 쌍이상의 다이오드(D1-D4)가 서로 반대방향으로 병렬 연결된다. 따라서 본 발명에서는 제1전원입력단(IN1)과 제2전원입력단(IN2) 사이에 순방향 및 역방향으로 2개씩의 다이오드(D1-D4)가 병렬로 연결되어 있지만, 2개 이상으로 연결되어도 좋다. 그리고 서로 다른 방향으로 병렬로 연결된 다이오드(D1-D4)에는 유도코일(T)이 연결되어 다이오드(D1-D4)를 거친 전압이 경보부(12)로 유도될 수 있도록 연결되어 있다.
불량검출장치(10)의 경보부(12)는 상기 센싱부(11)에서 유도된 전압으로 스위칭되어 경보음 및 경보표시를 표출하는 것이다. 경보부(12)는 센싱부(11)의 유도 전압을 직류전압으로 변환하기 위한 복수의 다이오드(D5, D6)와 커패시터(C1, C2)가 직병렬로 구성된 정류기(13)가 연결되어 있다. 그리고 정류기(13)의 출력단에는 정류기(13) 출력된 전압의 크기를 조절하기 위한 가변저항(VR)이 연결되어 있다. 가변저항(VR)에서 인가된 전압으로 배터리(DCV)의 전원을 스위칭하는 스위칭부재(SCR, 사이리스터)가 구비되어 있다. 스위칭부재(SCR)의 게이트단에 가변저항(VR)의 출력단이 연결되어 있다. 상기 스위칭부재(SCR)의 출력단, 즉 캐소드단에는 병렬로 가청주파수의 경보음으로 경보를 표시하는 부저(BZ)와 가시적인 빛으로 경보를 표시하는 표시램프(LED)로서 발광다이오드가 연결되어 있다. 스위칭부재(SCR)의 애노드단에는 부저(BZ)의 경보음과 표시램프(LED)의 경보표시를 오프시키기 위한 리셋스위치(SW1)가 배터리(DCV)와 연결되어 있다. 그리고 리셋스위치(SW1)와 병렬로 경보부(12)의 작동에 필요한 전원을 공급하는 배터리(DCV)의 전원 공급여부를 시험하기 위한 테스트스위치(SW2)가 구성되어 있다. 테스트스위치(SW2)는 배터리(DCV)와 스위칭부재(SCR)의 캐소드단 사이에 연결되어 있다.
불량검출장치는 전체적으로 제1전원입력단(IN1)과 제2전원입력단(IN2)에 센싱부(11)가 구성되고, 센싱부(11)의 유도코일(T)을 통해 경보부(12)의 정류기(13)가 구성되며, 그리고 경보부(12)의 정류기(13)에 스위칭부재(SCR)가 연결되고, 스위칭부재(SCR)에는 경보를 위한 부저(BZ)와 표시램프(LED)가 각각 회로 구성된다.
상기 불량검출장치의 일반적인 사양으로, 동작전압은 3~6V 내외이고, 동작시간은 0.1초 이내이며, 적용온도는 -4~40℃ 이내이고, 내부 임피던스는 대략 10Ω 이내이지만, 사양은 충분히 변경이 가능한 것이다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치의 작동을 설명한다.
본 발명에서는 안전장구 중에서 헬멧의 절연시험을 설명하지만, 송배전선로의 활선작업을 하는 작업자가 착용하는 모든 안전장구에 대하여 동일한 절연시험을 수행할 수 있을 것이다.
본 발명은 하나 이상의 안전장구에 대하여 절연시험을 수행하기 위하여 먼저 수조(1)에 일정량의 물을 저수한다. 수조(1)에 일정량의 물이 저수되면 절연시험의 대상이 되는 안전장구(2)를 절연된 로프 등의 지지부재(8)로 고정하여 지지한다. 이때 안전장구(2)는 저수된 물보다 일정높이, 예를 들어 대략 7cm 이내의 수면 위에 돌출되도록 침지 설치된다. 이는 헬멧뿐만 아니라, 고무장갑이나 고무장화 등도 동일하게 적용된다.
안전장구(2)를 물에 침지시킨 상태에서 불량검출장치(10)에서 인출된 제1전원입력단(IN1)을 고리(5)에 연결시키고, 고리(5)를 봉형상의 제1전극(4)에 거치한다. 그리고 불량검출장치(10)에서 인출된 제2전원입력단(IN2)에 안전장구(2) 내측에 침지된 제3전극(6)에 연결시킨다. 이때 안전장구(2) 내측에도 일정량의 물을 채운다. 수조(1)의 양측부에 설치된 절연애자(3)는 제1전극(4)과 제2전극(7) 사이의 절연을 구현하기 위한 것이다.
이와 같이 안전장구(2)의 설치가 완료되면 제1전극(4)과 제2전극(7)에 고전압을 인가시킨다. 인가되는 고전압은 상용의 전원인 220V를 고전압으로 승압하여 인가시킨다. 인가되는 전압은 30,000~50,000V이지만, 안전장구(2)의 절연파괴 상태 를 측정하기 위하여 서서히 전압을 올리는 것이 좋다.
상기 제1전극(4)과 제2전극(7)에 가해진 전압에 의하여 안전장구(2)가 규정된 절연이 이루어진 경우에는 제2전극(7)과 제3전극(6) 사이에는 절연상태가 형성되어 불량검출장치(10)의 센싱부(11)에서 불량을 검출하지 못하여 경보부(12)를 통해 어떠한 경보음이 경보표시를 하지 않는다. 그러나 제2전극(7)과 제3전극(6) 사이에 절연이 파괴되어 안전장구(2)가 규정된 절연상태가 아닌 절연파괴 상태라면, 불량검출장치(10)의 센싱부(11)에서 불량을 검출하여 경보부(12)의 부저(BZ)와 표시램프(LED)를 통해 경보음을 발생하게 된다.
즉 불량검출장치(10)가 절연파괴된 안전장구(2)를 검출하는 경우에는 제1전원입력단(IN1)과 제2전원입력단(IN2)에 10mA 이상의 전류가 흐르게 되고, 이 전류는 서로 다른 방향으로 연결된 다이오드(D1-D4)로 인가된다. 이때 다이오드(D1-D4)에는 순간 높은 전압이 인가되지만, 다이오드(D1-D4)의 내압이 높아 대략 0.7V 이내의 제한된 클리핑(clipping)된 전압이 통과하게 된다. 순방향 오프셋(offset)에서 낮은 임피던스(Impedance)를 나타낸다. 그러므로 센싱부(11)의 다이오드(D1-D4)는 순간전압이 높아지더라도 제한된 전압을 감지하게 되는 것이다.
상기 다이오드(D1-D4)에서 감지된 전압은 유도코일(T)의 1차코일에서 2차코일로 유도된다. 2차코일에는 경보부(12)의 정류기(13)에서 유도된 교류전압은 직류전압으로 변환시킨 후에 가변저항(VR)을 거쳐 스위칭부재(SCR)의 게이트에 트리거(trigger)전압이 인가된다. 따라서 스위칭부재(SCR)의 스위칭으로 배터리(DCV)의 전원이 리셋스위치(SW1)를 거쳐 부저(BZ)와 표시램프(LED)로 인가되어 경보음과 경 보표시가 동시에 표출된다.
이와 같이 하나 이상의 안전장구(2)의 절연시험 중에 해당하는 안전장구(2)에 장착된 불량검출장치(10)로부터 경보표시가 발생된 것은 절연이 파괴된 불량 안전장구라는 것을 용이하게 식별할 수 있다. 불량검출장치(10)에서 경보표시가 지속되는 것을 방지하기 위하여 리셋스위치(SW1)를 스위칭시키면 부저(BZ)와 표시램프(LED)로 인가되는 구동전압은 오프차단 경보표시가 차단된다.
본 발명의 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치는 대용량의 수조 또는 소용량의 수조에서 각각 단일 또는 복수의 안전장구의 절연시험이 가능하도록 불량검출장치를 시험하는 안전장구에 연결 및 설치하여 절연이 파괴된 안전장구의 불량여부를 간편하고 신속하게 시험할 수 있도록 한 것이다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치의 연결상태를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 불량검출장치의 구성을 나타낸 회로도이다.

Claims (4)

  1. 일정량의 물이 담수되고, 양측부에 절연을 위한 절연애자가 설치되며, 절연애자 사이에 봉 형상의 제1전극이 장착되며, 물속에 제2전극이 연결되어 안전장구의 일부분을 침지하는 수조; 및 상기 제1전극에 거치하기 위한 고리에 제1전원입력단이 연결되고, 안전장구 내측에 담수된 물에 제2전원입력단이 제3전극에 연결되어 안전장구의 절연상태를 감지하여 시청각적으로 표시하는 불량검출장치가 구비되고, 상기 불량검출장치는 물에 잠긴 안전장구의 외측과 안전장구 내측 사이에 절연상태를 감지하는 센싱부와, 상기 센싱부에서 유도된 전압으로 스위칭되어 경보음 및 경보표시를 작동시키는 경보부를 포함하여 이루어진 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치에 있어서,
    상기 센싱부는 제1전원입력단과 제2전원입력단 사이에 한 쌍 이상의 다이오드가 서로 반대방향으로 병렬 연결되고, 한 쌍 이상의 다이오드에 유도코일이 연결되며, 상기 다이오드를 통과하는 순방향 오프셋 전압은 0.7V 내외의 제한된 전압인 것을 특징으로 하는 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 경보부는 센싱부의 유도전압을 직류전압으로 변환하는 정류기와,
    상기 정류기에서 출력된 전압의 크기를 조절하는 가변저항과,
    상기 가변저항에서 인가된 전압으로 배터리전원을 스위칭하는 스위칭부재와,
    상기 스위칭부재의 출력단에 병렬로 연결되어 가청주파수의 경보음으로 경보를 표시하는 부저와,
    상기 스위칭부재의 출력단에 병렬로 연결되어 가시적인 빛으로 경보를 표시하는 표시램프와,
    상기 부저의 경보음과 표시램프의 경보표시를 오프시키는 리셋스위치와,
    상기 경보부의 작동에 필요한 전원을 공급하는 배터리의 전원 공급여부를 시험하기 위한 테스트스위치가 회로구성된 것을 특징으로 하는 고전압 시험장치에서의 절연불량 경보장치.
  4. 삭제
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