KR101117870B1

KR101117870B1 - Apparatus and method for detecting leak current

Info

Publication number: KR101117870B1
Application number: KR1020107004629A
Authority: KR
Inventors: 도요쓰구 아토찌; 기요시 미야자와
Original assignee: 오노 다케미; 도요쓰구 아토찌; 가시라모도 요리가쓰
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2012-02-27
Also published as: KR20100039434A

Abstract

대지절연저항에 기인하는 누설전류(Igr)만을 검출하는 누설전류검출장치와 방법을 제공한다. 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류(I₀)를 검출하고, 피측정 전선로에 발생하고 있는 전압(V)을 검출하고, 누설전류(I₀)와 전압(V)으로부터 위상차를 검출하고, 전압(V)에 기초하여, 피측정 전선로에 발생하고 있는 전원 주파수를 산출하고, 위상차와 전원 주파수에 기초하여, 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류의 위상각도(θ)를 산출하고, 누설전류(I₀)와 위상각도(θ)에 기초하여, 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류(I₀)에 포함되어 있는 대지절연저항에 기인하는 누설전류성분(Igr)을 산출한다. Provided are a leak current detecting apparatus and a method for detecting only the leak current Igr due to the earth insulation resistance. The leakage current I ₀ flowing in the cable under test is detected, the voltage V occurring in the cable under test is detected, the phase difference is detected from the leakage current I ₀ and the voltage V, and the voltage ( Based on V), the power source frequency occurring in the cable under test is calculated, and based on the phase difference and the power source frequency, the phase angle θ of the leakage current flowing in the cable under test is calculated, and the leakage current I ₀ is calculated _. ) And the leakage current component Igr resulting from the earth insulation resistance contained in the leakage current I ₀ flowing in the cable under test, based on the phase angle θ.

Description

Leakage Current Detection Apparatus and Method {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING LEAK CURRENT}

본 발명은 누설전류를 계측하는 누설전류검출장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a leakage current detection device and method for measuring leakage current.

일상생활 속에서 전기의 존재를 의식하는 일은 흔치 않지만 주지의 사실과 같이 에너지원(源)으로서 또는 정보나 통신을 필두로 하여 여러 분야에 이용되어 우리 사회에 있어서 없어서는 아니 될 존재가 된 것이다.It is rare to be aware of the existence of electricity in everyday life, but as it is known, it has been used in various fields as an energy source or information or communication, and has become an integral part of our society.

한편 전기의 이용은 편리한 반면 적절한 관리나 사용을 잘못해서는 크나큰 위험에 처할 측면도 함께 지니고 있다. 전기화재나 감전사고 등의 중대한 사고를 일으킬 가능성도 적지 않다.On the other hand, while the use of electricity is convenient, there is also a great risk of mismanagement and proper use. It is also less likely to cause serious accidents such as electric fire or electric shock.

이를테면 그런 중대한 사고원인의 하나로서 전로나 기기의 절연불량에 깊게 관련되어 있는 것이 누설전류이다. 그러나 이런 누설전류를 밝히는 데는 많은 시간이 걸리는 것에 더해 정전을 시키고 절연불량만의 수치를 절연저항계에 의하여 측정할 필요가 있다. For example, one of the major causes of accidents is the leakage current, which is deeply related to the insulation of the converter and equipment. However, in addition to the time it takes to find the leakage current, it is necessary to make a power failure and measure the value of insulation failure only with an insulation ohmmeter.

그러함에도 현재의 사회현상에서는 컴퓨터가 사회의 각 방면에 이용되어 인텔리젼트빌딩의 보급 확대와 공장의 FA(펙터리 오토메이션)화에 의해 24시간 연속가동 하는 시스템이 구축되어져서 누설전류를 계측하기 위해서 일시적이라도 정전상태가 될 수 없는 상황이 되었다. Nevertheless, in today's social phenomena, computers are used in various aspects of society, and the system is continuously operated for 24 hours by the expansion of intelligent building and factory automation (FA) to measure leakage current. For this reason, the situation could not be a power outage even temporarily.

따라서 현재로서는 이러한 고도 정보화에 의한 사회의 무정전화(無停電化)의 요청으로 전로 및 기기의 절연 불량관리가 정전을 함께해야 하는 절연저항계에 의한 방법에서 벗어나 전기를 끊지 않고 측정할 수 있는 누설전류 측정 방법으로 바뀌어 누설전류 차단기나 누설전류 화재경보기 등에 의하여 누설전류를 측정하여 절연 상태를 관리하는 통전 중의 예방책이 이따금 제안되고 있다.(예를 들어, 특개 2001-215247호 공보 및 특개 2002-98729호 공보참조.)Therefore, at present, the leakage current that can be measured without disconnecting electricity from the method of insulation ohmmeter, which requires insulation failure of the converter and equipment due to the request of uninterrupted societies by high-information society. Preventive measures during the energization of the insulation current by measuring the leakage current by means of a leakage current breaker or a leakage current fire alarm, etc. are sometimes proposed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-215247 and 2002-98729). See publication.)

그런데 누설전류 I 에는 대지정전용량에 기인하는 누설전류(Igc)와 절연저항에 직접 관여하고 있는 대지절연저항에 기인하는 누설전류(Igr) 등이 포함되어 있다.Incidentally, the leakage current I includes the leakage current Igc due to the ground capacitance and the leakage current Igr due to the ground insulation resistance directly involved in the insulation resistance.

상술한 누전화재 등을 유발시키는 원인은 절연저항의 존재이며 이런 절연저항에 기인하는 누설전류(Igr)만을 정확하게 검출할 수 있게 된다면 회로의 절연 상태를 체크 할 수 있게 되어 누전화재 등의 대참사를 피할 수 있게 된다.The cause of the above-mentioned leaky earth material and the like is the presence of insulation resistance, and if only the leakage current (Igr) caused by such insulation resistance can be accurately detected, the insulation state of the circuit can be checked to avoid the catastrophe of the leaky earth material. It becomes possible.

그렇지만 공장 등에 사용 되어지는 전기기기는 기기끼리 결선하는 사이에 전선의 길이가 길게 되는 일이 있어 이런 전선로가 길어지는 것에 의해 대지정전용량이 커지게 되어 그것에 따라서 대지정전용량에 기인하는 누설전류(Igc)가 커지고 만다.However, the electric equipment used in factories, etc., may have a long length of wires between devices, and as the length of these wires increases, the earth capacitance becomes large, and accordingly, the leakage current (Igc) ) Is getting bigger.

또 이와 같은 전기기기는 전력용 반도체 소자를 응용한 인버터를 탑재하고 있다. 전기기기에서는 이렇게 탑재하고 있는 인버터를 고속의 전자스위치로서 사용하고 있으므로 필연적으로 상업 전원의 기본 주파수인 50Hz 또는 60Hz의 정수배의 정현파인 고조파 왜곡 전류가 발생한다. 고조파 왜곡 전류에는 높은 주파수 성분이 포함되어 있기 때문에, 전선로에 자연 분포해 있는 대지정전용량을 통과해서 전선로에 흘러들어 버리고, 전선로에 흘러든 고조파 왜곡 전류에 의해 누설전류 I의 값이 크게 되고 만다.Moreover, such electric equipment is equipped with an inverter which applied the power semiconductor element. In the electric equipment, the inverter mounted in this way is used as a high-speed electronic switch, which inevitably generates a harmonic distortion current that is a sine wave of an integer multiple of 50 Hz or 60 Hz, which is the fundamental frequency of a commercial power supply. Since the harmonic distortion current contains high frequency components, the harmonic distortion current flowing through the natural capacitance distributed naturally in the cable line flows into the cable line, and the harmonic distortion current flowing in the cable line increases the value of the leakage current I.

따라서 절연의 양부에 직접 관계되는 대지절연저항에 기인하는 누설전류(Igr)가 전선로의 장거리화 및 인버터 등에 의한 고조파 왜곡 전류의 영향을 받아서 정확히 검출할 수 없게 된다.Therefore, the leakage current Igr due to the ground insulation resistance directly related to both sides of the insulation cannot be accurately detected due to the influence of the harmonic distortion current caused by the long distance to the wire and the inverter or the like.

또 부품이 고밀도로 장치된 기기, 이를테면 전화기, 팩시미리, 프린터 및 복합기 등에서는 절연개소를 밝혀내기 위하여 절연저항계 등에 의한 계측을 실행하는 경우 주입하는 측정 전압에 따라 전자회로가 영향을 받게 되는 위험이 있다. 따라서 이 같은 기기에서는 기능파괴가 초래되는 위험이 있기 때문에, 절연저항의 측정 자체가 불가능한 기기도 다수 존재한다.In addition, in devices equipped with high-density components, such as telephones, facsimile machines, printers, and multifunction devices, there is a risk that the electronic circuit will be affected by the measured voltage injected when measuring with an insulation ohmmeter to identify the insulation points. have. Therefore, in such equipment, there is a risk that function breakdown may occur, and therefore, there are many devices in which insulation resistance cannot be measured.

따라서 본 발명은 상술한 문제를 감안하여 안출(案出)된 것으로, 누설전류를 계측하고, 검출을 위하여 전로 및 기계설비 등을 정전시키지 않고 또한 피측정 전선로에 접속되어있는 기기의 기능을 파괴치 않고, 외부에서 간단하고 안전하게 절연의 양부에 직접 관계되는 대지절연저항에 기인하는 누설전류(Igr)만을 검출하는 누설전류검출장치 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and it measures the leakage current and destroys the function of the equipment connected to the cable under test without interrupting the converter and the mechanical equipment for detection. The present invention provides a leak current detecting apparatus and a method for detecting only the leakage current (Igr) due to the earth insulation resistance directly and easily related to both parts of insulation.

본 발명에 관한 누설전류검출장치는, 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류를 검출하는 누설전류검출부와, 상기 피측정 전선로에 발생하고 있는 전압을 검출하는 전압검출부와, 상기 누설전류검출부에 의해 검출된 누설전류와, 상기 전압검출부에 의해 검출된 전압으로부터 위상차를 검출하는 위상차검출부와, 상기 전압검출부에 의해 검출된 전압에 기초하여, 상기 피측정 전선로에 발생하고 있는 전원 주파수를 산출하는 주파수산출부와, 상기 위상차검출부에 의해 검출된 위상차와 상기 주파수산출부에서 산출된 전원 주파수에 기초하여, 상기 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류의 위상각도를 산출하는 위상각도산출부와, 상기 누설전류검출부에 의해 검출된 누설전류와, 상기 위상각도산출부에 의해 산출된 상기 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류의 위상각도에 기초하여, 상기 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류에 포함되어 있는 대지절연저항에 기인하는 누설전류성분을 산출하는 대지절연저항 누설전류성분 산출부를 구비하는 것을 특징으로 한다. The leak current detecting device according to the present invention includes a leak current detection unit for detecting a leakage current flowing in a wire under test, a voltage detection unit for detecting a voltage occurring in the wire under test, and a leak current detection unit. A phase difference detector which detects a phase difference from the leakage current, the voltage detected by the voltage detector, a frequency calculator that calculates a power source frequency generated in the cable under test based on the voltage detected by the voltage detector; And a phase angle calculator for calculating a phase angle of the leakage current flowing in the wire to be measured based on the phase difference detected by the phase difference detector and the power frequency calculated by the frequency calculator. The leakage current detected and flows through the wire under measurement calculated by the phase angle calculation unit. Based on the phase angle of the leakage current to be characterized by comprising a ground insulation resistance leakage current component calculation for calculating a leakage current component caused by the measured object isolated land included in the leakage current that flows in the resistance jeonseonro.

본 발명에 관한 누설전류검출방법은, 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류를 검출하는 누설전류검출단계와, 상기 피측정 전선로에 발생하고 있는 전압을 검출하는 전압검출단계와, 상기 누설전류검출단계에 의해 검출된 누설전류와, 상기 전압검출단계에 의해 검출된 전압으로부터 위상차를 검출하는 위상차검출단계와, 상기 전압검출단계에 의해 검출된 전압에 기초하여, 상기 피측정 전선로에 발생하고 있는 전원 주파수를 산출하는 주파수산출단계와, 상기 위상차검출단계에 의해 검출된 위상차와 상기 주파수산출단계에서 산출된 전원 주파수에 기초하여, 상기 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류의 위상각도를 산출하는 위상각도산출단계와, 상기 누설전류검출단계에 의해 검출된 누설전류와, 상기 위상각도산출단계에 의해 산출된 상기 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류의 위상각도에 기초하여, 상기 피측정 전선로에 흐르고 있는 누설전류에 포함되어 있는 대지절연저항에 기인하는 누설전류성분을 산출하는 대지절연저항 누설전류성분 산출단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. The leak current detection method according to the present invention includes a leak current detection step of detecting a leakage current flowing in a wire under test, a voltage detection step of detecting a voltage occurring in the wire under measurement, and a leak current detection step. Based on the leakage current detected by the step, the phase difference detection step of detecting the phase difference from the voltage detected by the voltage detection step, and the voltage detected by the voltage detection step, A phase angle calculation step of calculating a phase angle of the leakage current flowing in the cable under test based on the frequency calculating step of calculating, the phase difference detected by the phase difference detecting step, and the power source frequency calculated in the frequency calculating step; The leakage current detected by the leakage current detection step and the phase angle calculation step And a ground insulation resistance leakage current component calculating step of calculating a leakage current component attributable to the ground insulation resistance included in the leakage current flowing in the measurement cable line, based on the phase angle of the leakage current flowing in the measurement cable line. It is characterized by.

본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해서 얻어지는 구체적 이점은, 아래와 같이 설명되는 실시예의 설명에서 한층 더 밝혀질 것이다.Another object of the present invention, the specific advantages obtained by the present invention, will be further revealed in the description of the embodiments described below.

본 발명은 정확한 누설전류의 위상각도를 산출할 수 있고, 또한, 정확한 위상각도와, 대지절연저항만에 기인하는 누설전류를 산출할 수 있다. 그러므로, 본발명은 피측정 전선로의 장대화에 의해, 또는 인버터에 의한 고조파 왜곡 전류에 의한 영향을 받아서 대지정전용량이 증가하여도, 누전 화재 등의 대참사를 초래하는 대지절연저항만에 기인하는 누설전류만을 검출할 수 있다. The present invention can calculate the exact phase angle of the leakage current, and can also calculate the accurate phase angle and the leakage current due only to the earth insulation resistance. Therefore, the present invention is a leak caused only by the earth insulation resistance which causes a catastrophic event such as a short circuit fire, even when the earth capacitance is increased due to the lengthening of the cable under measurement or by the harmonic distortion current by the inverter. Only current can be detected.

또, 본 발명은 누설전류를 계측 검출하기 위하여 전로(電路), 기계설비 등을 일시적 정전상태로 하지 않고, 간단하고 안전하게 Igr을 측정할 수 있다. In addition, in the present invention, Igr can be measured simply and safely without causing the converter, the mechanical equipment or the like to be temporarily interrupted in order to measure and detect the leakage current.

도 1은 본 발명에 관한 누설전류검출장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 전원이 단상의 경우와 3상의 경우에 있어서의 누설전류(Igr)와 누설전류(Igc)의 위상차를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 관한 누설전류검출장치에 갖추어진 차단부의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명에 관한 누설전류검출장치에 의해 이루어지는, 누설전류의 검출 모습을 파형으로 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 관한 누설전류검출장치에 의해 이루어지는, 누설전류의 검출 모습을 벡터로서 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명에 관한 누설전류검출장치의 동작에 대하여 설명하는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명에 관한 누설전류검출장치에 의한 전선로를 실제로 측정했을 때의 제1의 데이터의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 관한 누설전류검출장치에 의해 전선로를 실제 측정했을 때의 제2의 데이터 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 비교부에 입력된 변환 후 전압(V1)과 전압(V2)의 위상차를 나타내는 도면이다.
도 10A는 비교부에 입력되었을 때의 변환 후 전압(V1)의 파형과, 변환 후 전압(V1)에 바탕을 둔 방형파(方形波)로 변환했을 때의 파형을 나타낸 도면이다.
도 10B는 비교부에 입력되었을 때의 전압(V2)의 파형과, 전압(V2)에 바탕을 둔 방형파로 변환했을 때의 파형을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에서 나타낸 변환 후의 전압(V1)에 바탕을 둔 방형파로 변환했을 때의 파형과 전압(V2)에 바탕을 둔 방형파로 변환 했을 때의 파형에 따라 EXOR를 실행했을 때에 형성되는 파형을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of a leakage current detecting device according to the present invention.
Fig. 2 is a diagram showing the phase difference between the leakage current Igr and the leakage current Igc in the case where the power source is single-phase and in the three-phase case.
3 is a diagram showing the configuration of a breaker provided in the leakage current detecting device according to the present invention.
Fig. 4 is a diagram showing waveforms of detection of leakage current made by the leakage current detection device according to the present invention.
Fig. 5 is a diagram showing, as a vector, the state of detection of leakage current made by the leakage current detection device according to the present invention.
6 is a flowchart for explaining the operation of the leakage current detecting apparatus according to the present invention.
Fig. 7 is a diagram showing an example of first data when the cable path by the leakage current detection device according to the present invention is actually measured.
Fig. 8 is a diagram showing a second example of data when the cable path is actually measured by the leakage current detecting device according to the present invention.
9 is a diagram illustrating a phase difference between the converted voltage V1 and the voltage V2 input to the comparator.
FIG. 10A is a diagram showing waveforms of the converted voltage V1 when input to the comparator and waveforms when converted into a square wave based on the converted voltage V1.
Fig. 10B is a diagram showing waveforms of the voltage V2 when input to the comparator and the waveforms when the waveform is converted into a square wave based on the voltage V2.
FIG. 11 is a waveform formed when EXOR is executed in accordance with the waveform when the waveform is converted to the square wave based on the converted voltage V1 shown in FIG. 10 and the waveform when the square wave is converted based on the voltage V2. It is a diagram showing.

이하, 본 발명의 실시 형태로서의 누설전류검출장치 및 방법을 응용한 일 실시예인 누설전류차단장치 및 방법에 대하여 설명한다. 덧붙여, 누설전류차단장치 및 방법은 하나의 실시예이고, 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, the leakage current interruption device and method, which is an example in which the leakage current detection device and method as the embodiment of the present invention are applied, will be described. In addition, the leakage current interrupting device and method are one embodiment, and the present invention is not limited to this embodiment.

누설전류차단장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 피측정 전선로(A)의 전체에 클램프(clamp)되어 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류(I)를 검출하는 전류 변환(Current Transformer) 센서(이하 CT센서라 칭한다)부(10)와, CT센서부(10)에 의해 검출된 누설전류(I)를 전압으로 변환해서 변환후의 전압(이하‘변환후 전압’이라 칭한다)(V1)을 증폭시키는 증폭부(11)와, 증폭후의 변환후 전압(V1)에서 고조파성분을 제거하는 로-패스-필터(이하 LPF라 칭한다)(12)와, LPF(12)에서 고조파성분이 제거된 변환후 전압(V1)을 정류하는 전파(全波) 정류부(13)와, 피측정 전선로(A)의 전압선로에서 전압(V2)를 검출하는 전압검출부(14)와, 전압검출부(14)에서 검출된 전압(V2)를 소정의 변압비(比)가 되도록 변압하는 변압기(15)와, 변압기(15)에서 소정의 전압 값으로 변압된 전압(V2)으로부터 고조파성분을 제거하는 LPF(16)와, LPF(16)에서 고조파성분이 제거된 전압(V2)를 정류(整流)하는 전파정류부(17)와, LPF(12)에 의해 고조파성분이 제거된 변환후 전압(V1)의 신호 파형(S1)과, LPF(16)에 의해 고조파성분이 제거된 전압(V2)의 신호파형(S2)을 비교하는 비교부(18)와, 비교부(18)에 의해 비교된 결과에 따라서 소정의 연산을 행하는 연산부(19)와, 연산부(19)에 의한 연산결과에 따라서 위상펄스폭을 측정하는 위상펄스폭측정부(20)과, LPF(16)에 의해 고조파성분이 제거된 전압(V2)의 신호에서 피측정 전선로(A)의 전압선로에 발생하고 있는 전원주파수를 측정하는 전원주파수측정부(21)와, 위상펄스폭측정부(20)에서 측정된 위상펄스와 전원주파수측정부(21)로 측정된 전원주파수로부터 피측정 전선로(A)에 흐르는 누설전류(I)의 위상각도를 산출하는 위상각도산출부(22)와, 전파정류부(13)에서 정류된 변환후 전압(V1)을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(23)와, A/D 변환부(23)에서 디지털 신호로 변환된 변환후 전압(V1)의 실효치를 산출하는 실효치산출부(24)와, 전파정류부(17)에서 정류된 전압(V2)를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(25)와, A/D 변환부(25)에서 디지털 신호로 변환된 전압(V2)의 실효치를 산출하는 실효치산출부(26)와, 위상각도산출부(22)에서 산출된 누설전류(I)의 위상각도와 실효치산출부(24)에서 산출된 변환후 전압(V1)의 실효치로부터 대지절연저항에 기인한 누설전류(Igr)을 산출하는 누설전류산출부(27)와, 위상각도산출부(22)에서 산출된 누설전류(I)의 위상각도와 실효치산출부(26)에서 산출된 전압(V2)의 실효치로부터 대지절연저항의 저항치를 산출하는 저항치산출부(28)와, 누설전류산출부(27)에서 산출된 누설전류(Igr)가 임의의 값를 넘는지 여부를 판단하는 판단부(29)와, 판단부(29)에 의한 판단에 따라서 피측정 전선로(A)를 차단하는 차단부(30)와, 외부기기와 통신하는 통신부(33)를 갖춘다. 또한 차단부(30)는, 기존의 누전 브레이커에 준(準)해 있으며, 차단 스피드는 대개 2사이클(50Hz의 경우에는 0.04초) 내지 5사이클(50Hz의 경우에는 0.1초)정도이다. 또한, 본 발명에 따르는 누설전류차단장치(1)에서는 도 1중에서 B부분을 칩화(chip 化)하여, 기존의 브레이커에 있어서 I₀의 검출을 행하는 블록(회로)을 치환하여 구성되는 것을 상정(想定)하고 있다.As shown in FIG. 1, the leakage current interruption device 1 is clamped on the entire wire line A to be detected and detects the leakage current I flowing in the wire line A to be measured. The transformer 10 (hereinafter referred to as a CT sensor) section 10 and the leakage current I detected by the CT sensor section 10 are converted into voltages to convert the voltage (hereinafter referred to as a voltage after conversion). An amplifying section 11 for amplifying (V1), a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) 12 for removing harmonic components from the converted voltage V1 after amplification, and an LPF 12 A full-wave rectifier 13 for rectifying the converted voltage V1 from which harmonics have been removed, a voltage detector 14 for detecting the voltage V2 in the voltage line of the cable line A to be measured, From the transformer 15 for transforming the voltage V2 detected by the voltage detector 14 to have a predetermined voltage ratio ratio, and from the voltage V2 transformed to a predetermined voltage value in the transformer 15. LPF 16 for removing harmonic components, full wave rectifying unit 17 for rectifying voltage V2 from which harmonic components are removed from LPF 16, and conversion in which harmonic components are removed by LPF 12 The comparison unit 18 and the comparison unit 18 for comparing the signal waveform S1 of the post-voltage V1 and the signal waveform S2 of the voltage V2 from which harmonic components have been removed by the LPF 16 are compared. By the arithmetic unit 19 which performs a predetermined operation according to the result compared with the phase, the phase pulse width measuring unit 20 which measures the phase pulse width according to the arithmetic result by the arithmetic unit 19, and the harmonics by the LPF 16 The power frequency measuring unit 21 and the phase pulse width measuring unit 20 measure the power frequency generated in the voltage line of the cable line A under the signal of the voltage V2 from which the component is removed. Phase angle calculation unit for calculating the phase angle of the leakage current I flowing in the cable line A to be measured from the power source frequency measured by the phase pulse and the power source frequency measuring unit 21. (22), an A / D converter (23) for converting the converted voltage (V1) rectified by the full-wave rectifying unit (13) into a digital signal, and a conversion converted into a digital signal by the A / D converter (23). An effective value calculator 24 for calculating an effective value of the post-voltage V1, an A / D converter 25 for converting the voltage V2 rectified by the full-wave rectifier 17 into a digital signal, and an A / D conversion The effective value calculator 26 calculates the effective value of the voltage V2 converted into the digital signal by the unit 25, and the phase angle and effective value calculator of the leakage current I calculated by the phase angle calculator 22 ( The leakage current calculated by the phase current calculating section 22 and the leakage current calculating section 27 for calculating the leakage current Igr due to the earth insulation resistance from the effective value of the converted voltage V1 calculated in 24). The resistance value calculation unit 28 and the leakage current calculation unit 27 calculate the resistance value of the earth insulation resistance from the phase angle of I) and the effective value of the voltage V2 calculated by the effective value calculation unit 26. Judgment unit 29 for judging whether or not the leakage current Igr exceeds an arbitrary value, breaking unit 30 for blocking the wire under test A in accordance with the judgment by the judging unit 29, and external And a communication unit 33 for communicating with the device. In addition, the interruption | blocking part 30 is based on the existing earth leakage breaker, and the interruption speed is usually about 2 cycles (0.04 second at 50 Hz) to 5 cycles (0.1 second at 50 Hz). In addition, the leak-current-shielding device 1 according to the invention (chip化) chipped the B part of the figure 1, intended to be formed by substituting a block (circuit) which performs detection of the I ₀ in the conventional breaker (想定).

CT센서부(10)는, 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류성분에서 생기는 자기를 검출하여 그 검출한 자기로부터 전류를 생성한다. CT센서부(10)는, 생성된 전류를 누설전류(I)로서 증폭부(11)에 공급한다. 한편 CT센서(10)에 의해 생성된 누설전류(I)는 대지정전용량에 기인하는 누설전류(Igc)와, 절연저항에 직접관여하고 있는 대지절연저항에 기인하는 누설전류(Igr)가 포함되어있다. 또한 누설전류(Igc)는 피측정 선로의 길이에 따라서 용량이 증가할 뿐 아니라, 전기기기에 사용되고 있는 인버터 또는 노이즈필터 등에 기인하는 고조파 왜곡 전류에 의해서도 용량이 증대한다. The CT sensor unit 10 detects magnetism generated from the leakage current component flowing in the wire A to be measured and generates a current from the detected magnetism. The CT sensor unit 10 supplies the generated current to the amplifier 11 as the leakage current I. On the other hand, the leakage current I generated by the CT sensor 10 includes the leakage current Igc due to the earth capacitance and the leakage current Igr due to the earth insulation resistance directly involved in the insulation resistance. have. In addition, the leakage current Igc not only increases its capacity depending on the length of the line under test, but also increases its capacity due to harmonic distortion currents caused by inverters or noise filters used in electrical equipment.

증폭부(11)은, CT센서부(10)로부터 공급된 누설전류(I)를 전압으로 변환하여 변환후 전압(V1)을 소정의 레벨까지 증폭한다. 또 증폭부(11)는 이를테면 CT센서부(10)에서 공급된 누설전류(I)가 0mA~10mA인 때에는 이단(二段)으로 증폭하며, 또 CT센서부(10)에서 공급된 누설전류(I)가 10mA~300mA인 때에는 1단으로 증폭한다. 증폭부(11)은 증폭후의 변환후 전압(V1)을 LPF(12)에 공급한다. LPF(12)는 변환후 전압(V1)에 포함된 고조파성분을 제거한다. LPF(12)는 고조파성분이 제거된 변환후 전압(V1)을 전파정류부(13)과 비교부(18)에 공급한다. 전파정류부(13)는 공급된 변환후 전압(V1)을 정류해서 정류후의 변환후 전압(V1)을 A/D 변환부(23)에 공급한다. The amplifier 11 converts the leakage current I supplied from the CT sensor unit 10 into a voltage to amplify the converted voltage V1 to a predetermined level. For example, the amplifying unit 11 amplifies in two stages when the leakage current I supplied from the CT sensor unit 10 is 0 mA to 10 mA, and the leakage current supplied from the CT sensor unit 10 ( If I) is 10mA ~ 300mA, amplify to 1 stage. The amplifier 11 supplies the converted voltage V1 after the amplification to the LPF 12. The LPF 12 removes harmonic components included in the voltage V1 after the conversion. The LPF 12 supplies the converted voltage V1 from which harmonics have been removed to the full-wave rectifying unit 13 and the comparing unit 18. The full-wave rectifying unit 13 rectifies the supplied converted voltage V1 and supplies the converted voltage V1 after rectification to the A / D converter 23.

전압검출부(14)는 피측정 전선로(A)에 전압프로브를 접속하는 것에 의해 전압선로에 발생하고 있는 전압을 검출한다. 또한 전압검출부(14)는 피측정 전선로 (A)의 전기방식이 삼상3선식(三相3線式; 델타결선으로 이루어지는 방식)의 경우에는 S상(접지) 이외의 R상과 T상간의 전압을 검출한다. 또 전압검출부(14)는 피측정 전선로(A)의 전기방식이 삼상4선식(스타-결선으로 이루어지는 방식)의 경우에는 접지선 이외의 상간(相間)에서 전압을 검출한다. 또, 전압검출부(14)는 피측정 전선로(A)의 전기방식이 단상(單相)2선식의 경우에는 N상과 L상간의 전압을 검출한다. The voltage detector 14 detects the voltage generated in the voltage line by connecting the voltage probe to the wire A under measurement. In addition, the voltage detecting unit 14 is provided between the R phase and the T phase other than the S phase (ground) when the electrical method of the cable under test (A) is a three-phase three-wire type (method consisting of a delta connection). Detect the voltage. In addition, the voltage detection unit 14 detects the voltage between phases other than the ground line when the electrical method of the cable A to be measured is a three-phase four-wire system (a system consisting of a star-connection). In addition, the voltage detector 14 detects the voltage between the N phase and the L phase when the electric system of the cable A to be measured is a single-phase two-wire system.

그리고 전압검출부(14)는 피측정 전선로(A)에서 검출한 전압(V2)에서 기준점을 구하여 전압(V2)를 변압기(15)에 공급한다. 이를테면, 전압검출부(14)는 피측정 전선로(A)에서 검출한 전압(V2)의 0 교차점(点)을 기준점으로 한다.The voltage detector 14 obtains a reference point from the voltage V2 detected by the cable line A to be measured and supplies the voltage V2 to the transformer 15. For example, the voltage detection unit 14 sets a reference point as the zero crossing point of the voltage V2 detected by the cable line A to be measured.

변압기(15)는 공급된 전압(V2)를 소정의 전압치로 변압시켜 변압후의 전압(V)를 LPF(16)에 공급한다. 변압기(15)는 이를테면 전압비가 20:1이 되도록 변압을 행한다. LPF(16)은 공급된 전압(V2)에 포함된 고조파성분을 제거한다. LPF(16)은 고조파성분을 제거한 전압(V2)를 전파정류부(17)와, 비교부(18)와, 전원주파수측정부(21)에 공급한다. 전파정류부(17)는, 공급된 전압(V2)를 정류해서 정류후의 전압(V2)를 A/D 변환부(25)에 공급한다.The transformer 15 transforms the supplied voltage V2 into a predetermined voltage value and supplies the voltage V after the transformation to the LPF 16. The transformer 15 transforms such that the voltage ratio is 20: 1. The LPF 16 removes harmonic components contained in the supplied voltage V2. The LPF 16 supplies the voltage V2 from which harmonic components are removed to the full-wave rectifying unit 17, the comparing unit 18, and the power source frequency measuring unit 21. The full-wave rectifying unit 17 rectifies the supplied voltage V2 and supplies the rectified voltage V2 to the A / D converter 25.

비교부(18)에서는, LPF(12)에서 공급된 변환후 전압(V1)의 0V 교차점(点)을 취하고 방형파 변환을 행하여 방형파 변환후의 신호를 연산부(19)에 공급한다. 또한 비교부(18)에서는, LPF(16)에서 공급된 전압(V2)의 0V 교차점을 취하고 방형파 변환을 행하여, 방형파 변환후의 신호를 연산부(19)에 공급한다. The comparator 18 takes the 0V intersection point of the converted voltage V1 supplied from the LPF 12 and performs square wave conversion to supply the signal after the square wave conversion to the calculation unit 19. In addition, the comparator 18 takes a 0V intersection point of the voltage V2 supplied from the LPF 16, performs square wave conversion, and supplies the signal after the square wave conversion to the calculation unit 19.

연산부(19)는 비교부(18)에서 공급된 신호에 따라 소정의 연산을 행하여 연산후의 신호를 위상펄스폭측정부(20)에 공급한다. 연산부(19)는 이를테면 EXOR(배타적 논리합) 회로로 이루어지고, 비교부(18)에서 공급되어온 2개의 방형파 변환후의 신호에 대해 EXOR 연산을 실행한다.The calculating unit 19 performs a predetermined operation according to the signal supplied from the comparing unit 18 and supplies the signal after the calculation to the phase pulse width measuring unit 20. The calculation unit 19 is composed of, for example, an EXOR (exclusive-OR) circuit, and performs an EXOR operation on the signals after the two square wave conversions supplied from the comparison unit 18.

위상펄스폭측정부(20)는 연산부(19)에서 공급되는 연산결과에 따라서 변환후 전압(V1)과 전압(V2)의 위상펄스폭을 검출한다. 여기에서 위상펄스폭측정부(20)의 동작에 관하여 설명한다. The phase pulse width measuring unit 20 detects phase pulse widths of the voltage V1 and the voltage V2 after the conversion according to the calculation result supplied from the calculation unit 19. Here, the operation of the phase pulse width measuring unit 20 will be described.

전기방식이 단상인 경우에는 도 2A에 나타내는 바와 같이 누설전류 (Igr)의 위상각(θ)은 0°이고, 누설전류(Igc)의 위상각(θ)은 90°가 된다. 따라서 누설전류(Igr)와 누설전류(Igc)의 위상차는, 90°(1/4 싸이클)가 된다. 또 전원이 삼상인 경우에는 도 2B에서 나타낸 바와 같이 누설전류(Igr)의 위상각(θ)은 60°이고, 누설전류(Igc)의 위상각(θ)은 0°가 된다. 따라서 누설전류(Igr)와 누설전류(Igc)의 위상차는 60°(1/6 싸이클)가 된다. 여기에서 위상펄스폭측정부(20)는 전원이 단상인 경우이건 삼상의 경우이건 대응할 수 있도록 위상펄스폭이 1싸이클의 1/4 이하인 것만을 대상으로 한다. In the case where the electric system is single-phase, as shown in Fig. 2A, the phase angle θ of the leakage current Igr is 0 degrees, and the phase angle θ of the leakage current Igc is 90 degrees. Therefore, the phase difference between the leakage current Igr and the leakage current Igc becomes 90 degrees (1/4 cycle). When the power supply is three-phase, as shown in Fig. 2B, the phase angle θ of the leakage current Igr is 60 degrees, and the phase angle θ of the leakage current Igc is 0 degrees. Therefore, the phase difference between the leakage current Igr and the leakage current Igc becomes 60 ° (1/6 cycle). Here, the phase pulse width measuring unit 20 is only for the phase pulse width is 1/4 or less of one cycle so that the power source is a single phase or three phase.

더불어, 위상펄스폭측정부(20)은 연산부(19)에서 공급되는 연산결과에 따라서 산출된 1싸이클의 1/4이하의 위상펄스폭을 위상각도산출부(22)에 출력한다. 또한 전원주파수가 60Hz의 경우에는 1싸이클이 16.6ms이므로, 위상펄스폭은 4.15ms 이하가 되며, 또, 전원주파수가 50Hz의 경우에는 1싸이클이 20ms이므로, 5ms 이하가 된다.In addition, the phase pulse width measuring unit 20 outputs a phase pulse width of 1/4 or less of one cycle calculated according to the calculation result supplied from the calculating unit 19 to the phase angle calculating unit 22. In the case where the power frequency is 60 Hz, one cycle is 16.6 ms, and therefore, the phase pulse width is 4.15 ms or less, and when the power frequency is 50 Hz, one cycle is 20 ms, and therefore 5 ms or less.

전원주파수측정부(21)은 LPF(16)에서 공급되는 전압(V2)에 따라서 전원주파수를 측정하여 그 측정결과를 위상각도산출부(22)에 공급한다. 한편 피측정 전선로(A)가 상용전원일 때에는, 전원주파수측정부(21)의 측정결과는 50Hz 또는 60Hz가 된다. 또 전원주파수측정부(21)는 LPF(16)에서 공급된 전압(V2)에 따라서 50Hz 또는 60Hz의 어느 것을 판단하는 구성이어도 좋다.The power supply frequency measuring unit 21 measures the power supply frequency according to the voltage V2 supplied from the LPF 16 and supplies the measurement result to the phase angle calculation unit 22. On the other hand, when the cable A to be measured is a commercial power source, the measurement result of the power source frequency measuring unit 21 is 50 Hz or 60 Hz. The power supply frequency measuring unit 21 may be configured to determine either 50 Hz or 60 Hz in accordance with the voltage V2 supplied from the LPF 16.

위상각도산출부(22)는 위상펄스폭측정부(20)에서 공급되는 위상펄스폭(W)과, 전원주파수측정부(21)에서 공급된 전원주파수(F)에 따라서 하기(下記)1식에 의해 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류(I)의 위상각도(θ)를 산출한다.The phase angle calculation unit 22 has the following equation according to the phase pulse width W supplied from the phase pulse width measuring unit 20 and the power frequency F supplied from the power frequency measuring unit 21. By this, the phase angle θ of the leakage current I flowing in the wire A to be measured is calculated.

. . . (1)

. . . (One)

위상각도산출부(22)는 산출한 위상각도(θ)를 누설전류산출부(27)에 공급한다.The phase angle calculation unit 22 supplies the calculated phase angle θ to the leakage current calculation unit 27.

A/D 변환부(23)은 전파정류부(13)에서 공급된 정류후의 변환후 전압(V1)을 디지털 신호로 변환해 변환후의 신호를 실효치산출부(24)에 공급한다. 실효치산출부(24)는 A/D 변환부(23)에서 공급된 신호에 따라서 하기(2)식에 의해 변환후 전압(V1)의 실효치를 산출한다. 한편 실효치산출부(24)에 공급되는 신호는 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류(I)를 전압으로 변환한 변환후 전압(V1)에 따른 것으로 편의적으로 I₀ 라 한다.The A / D converter 23 converts the post-converted voltage V1 supplied by the full-wave rectifying unit 13 into a digital signal and supplies the converted signal to the effective value calculation unit 24. The effective value calculation unit 24 calculates the effective value of the converted voltage V1 by the following expression (2) in accordance with the signal supplied from the A / D conversion unit 23. On the other hand, the signal supplied to the effective value calculation unit 24 depends on the voltage V1 after the conversion of the leakage current I flowing in the cable line A to be converted into a voltage, and is conveniently referred to as I ₀ .

. . . (2)

실효치산출부(24)는 산출된 실효치(I₀)를 누설전류산출부(27)에 공급한다.The effective value calculation unit 24 supplies the calculated effective value I ₀ to the leakage current calculation unit 27.

또 A/D 변환부(25)는 전파정류부(17)에서 공급된 정류후의 전압(V2)를 디지털 신호로 변환해 변환후의 신호를 실효치산출부(26)에 공급한다. 실효치산출부(26)는 A/D 변환부(25)에서 공급된 신호에 따라서 하기(3)식에 의해 전압(V2)의 실효치(V₀)를 산출한다.The A / D converter 25 converts the voltage V2 after rectification supplied from the full-wave rectifying unit 17 into a digital signal, and supplies the converted signal to the effective value calculation unit 26. The effective value calculation unit 26 calculates the effective value V ₀ of the voltage V2 by the following expression (3) in accordance with the signal supplied from the A / D converter 25.

. . .(3)

. . (3)

실효치산출부(26)는 산출된 실효치(V₀)를 저항치산출부(28)에 공급한다.The effective value calculation unit 26 supplies the calculated effective value V ₀ to the resistance value calculation unit 28.

누설전류산출부(27)은 위상각도산출부(22)에서 공급된 위상각도(θ)와 실효치산출부(24)에서 공급된 I₀에 따라서 누설전류(Igr)를 산출하여 산출한 누설전류(Igr)를 저항치산출부(28)에 공급한다. 또한 전원이 단상전원인 경우에는, 하기(4)식에 따라 누설전류(Igr)을 산출하고, 전원이 삼상전원인 경우에는 하기(5)식에 의해 누설전류(Igr)을 산출한다.The leakage current calculation unit 27 calculates the leakage current Igr calculated according to the phase angle θ supplied from the phase angle calculation unit 22 and I ₀ supplied from the effective value calculation unit 24. Igr) is supplied to the resistance calculation unit 28. When the power source is a single-phase power source, the leakage current Igr is calculated according to the following equation (4), and when the power source is a three-phase power source, the leakage current Igr is calculated by the following equation (5).

. . . (4)

. . . (5)

한편 누설전류산출부(27)은 전원이 단상전원인지 삼상전원인지를 로터리 스위치의 선택상태에 맞추어서 판단하기로 한다.On the other hand, the leakage current calculation unit 27 determines whether the power source is a single phase power source or a three phase power source in accordance with the selected state of the rotary switch.

저항치산출부(28)는 실효치산출부(26)에서 공급된 실효치(V₀)와 누설전류산출부(27)에서 공급된 누설전류(Igr)에 따라서 하기(6)식에 의해 Gr을 산출한다.The resistance calculation unit 28 calculates Gr by the following equation (6) according to the effective value V ₀ supplied from the effective value calculation unit 26 and the leakage current Igr supplied from the leakage current calculation unit 27. .

. . . (6)

판단부(29)는 누설전류산출부(27)에서 산출된 누설전류(Igr)가 임의의 값을 넘었을 경우에는, 소정의 차단신호(Sc)를 생성하고, 생성한 차단신호(Sc)를 차단부(30)에 공급한다.When the leakage current Igr calculated by the leakage current calculation unit 27 exceeds a predetermined value, the determination unit 29 generates a predetermined cutoff signal Sc, and generates the cutoff signal Sc. It supplies to the interruption | block part 30.

차단부(30)은 판단부(29)에서 공급된 차단신호(Sc)에 따라서 피측정 전선로(A)를 차단한다. 또, 차단부(30)은 도 3에 나타낸 바와 같이 트리거 코일(Tc)등에 의해 구성되어 있고, 판단부(29)에서 공급된 차단신호(Sc)에 따라서 피측정 전선로(A)를 차단한다.The cutoff unit 30 cuts the wire A under measurement according to the cutoff signal Sc supplied from the determination unit 29. In addition, as shown in FIG. 3, the interruption | blocking part 30 is comprised by the trigger coil Tc, etc., and cut | disconnects the wire A to be measured A according to the interruption signal Sc supplied from the determination part 29. As shown in FIG. .

또한 누설전류차단장치(1)은 임의의 값를 설정하는 설정부(31)을 갖추어 누설전류산출부(27)에서 산출된 누설전류(Igr)가 설정부(31)에서 설정된 임의의 값을 넘겼는지 여부를 판단부(29)에서 판단하는 구성이라도 좋다. 또 이 같은 구성의 경우, 설정부(31)는 이미 정해져 있는 복수의 값을 로터리 스위치로 선택할 수 있는 구성이라도 좋다. 또 값은 이를테면 10mA 스탭으로 설정되어 있다. In addition, the leakage current interrupting device 1 has a setting unit 31 for setting an arbitrary value so that the leakage current Igr calculated by the leakage current calculating unit 27 has exceeded an arbitrary value set by the setting unit 31. The structure which judges whether or not it is determined by the determination part 29 may be sufficient. Moreover, in the case of such a structure, the setting part 31 may be a structure which can select a predetermined value with a rotary switch. The value is also set to, for example, 10mA steps.

또 누설전류차단장치(1)는 누설전류산출부(27)에 의해 산출된 누설전류(Igr)을 기록하는 기록부(32)를 갖추는 구성이라도 좋다. 기록부(32)에서는 누설전류산출부(27)에 의해 산출된 누설전류(Igr)를 경과시간마다 기록하는 것이며, 사용자는 누설전류(Igr)의 시간적 변화의 모습을 파악할 수 있게 된다.The leakage current interruption device 1 may be configured to include a recording unit 32 for recording the leakage current Igr calculated by the leakage current calculation unit 27. The recording unit 32 records the leakage current Igr calculated by the leakage current calculating unit 27 for each elapsed time, and the user can grasp the state of the temporal change of the leakage current Igr.

이를테면 사용자는 통신커넥터를 통하여 모니터 장치를 누설전류차단장치(1)에 접속해서 기록부(32)에 기억된 데이터의 액세스를 한다. 또한 누설전류차단장치(1)에는 이미 고유의 식별번호를 셋트해 둔다. For example, the user connects the monitor device to the leakage current interrupting device 1 via a communication connector to access data stored in the recording unit 32. In addition, a unique identification number is already set in the leakage current interrupting device 1.

모니터 장치는 통신커넥터를 통하여, 누설전류차단장치(1)로부터, 실효치산출부(24)에서 산출된 실효치(I₀)와 누설전류산출부(27)에서 산출된 누설전류(Igr)와 전압검출부(14)에서 검출한 피측정 전선로(A)의 전압치(V)와 전원주파수측정부(21)로 측정된 주파수와 누설전류차단장치(1)의 식별번호를 읽어낸다. 또 모니터 장치는 통신부(33)와 접속되는 커넥터의 형상을 환형(丸形)커넥터로 하고, 통신부(33)와의 접촉불량을 없애기 위해 접속분리 방지기구를 갖추고 있다.The monitoring device uses the communication connector to determine the effective value I ₀ calculated by the effective value calculation unit 24, the leakage current Igr calculated by the leakage current calculation unit 27, and the voltage detection unit from the leakage current blocking device 1. The voltage value V of the cable line A to be detected in (14) and the frequency measured by the power supply frequency measuring unit 21 and the identification number of the leakage current interrupting device 1 are read. In addition, the monitor device has an annular connector in the shape of a connector connected to the communication unit 33, and is provided with a connection disconnection prevention mechanism in order to eliminate contact failure with the communication unit 33.

기록부(32)에 기록되어 있는 데이터를 참조해 누설전류(Igr)의 시간적 변화의 모습으로부터 이를테면 순간에 누설전류(Igr)가 임의의 값에 이르렀음을 파악한 경우에는, 누설전류(Igr)가 임의의 값에 이르렀을 때 기동시킨 기기, 또는 기동중인 기기가 누전의 원인이라는 의심이 강하므로, 이것에 근거하여 누전 개소의 특정이 가능하다.When the leakage current Igr reaches an arbitrary value from the state of the temporal change of the leakage current Igr by referring to the data recorded in the recording unit 32, the leakage current Igr is arbitrary. Since there is a strong suspicion that the device started or the device being started is the cause of a short circuit when the value is reached, a ground fault location can be specified based on this.

또 누설전류(Igr)의 시간적인 변화의 모습에서 이를테면 서서히 누설전류(Igr)가 증가 되는 것을 파악했을 경우에는 기동중인 기기를 검사하는 것에 의해 누전의 원인이 되는 기기를 조기에 발견할 수 있게 된다. In addition, when the leakage current (Igr) changes in time, for example, when the leakage current (Igr) is gradually increased, the device that causes the short circuit can be detected early by inspecting the device in operation. .

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 관한 누설전류차단장치(1)에서는 이를테면 피측정 전선로(A)의 전원이 삼상식의 경우 전원을 단상식과 같이 처리가 가능한 구성으로 되어있다. 여기에서 본 발명에 관한 누설전류차단장치(1)의 원리에 대하여 기술한다. In the leakage current interruption apparatus 1 according to the present invention configured as described above, for example, when the power supply of the wire under test A is a three-phase type, the power supply can be treated like a single phase type. Here, the principle of the leakage current interruption device 1 according to the present invention will be described.

CT센서부(10)는 피측정 전선로(A)를 클램프하여 도 4A에서 나타낸 바와 같이 위상이 120°만큼씩 다른 R상-S상간, S상-T상간 및 T상-R상간의 파형을 검출한다. 또한 도 4A에서는 편의상 각각의 파형을 나타내고 있으나 CT 센서부(10)에서 검출된 파형은 합성 파형이다. CT센서부(10)에 의하여 검출된 합성 파형은 증폭부(11), LPF(12) 및 비교부(18)를 거쳐서 연산부(19)에 입력된다.The CT sensor unit 10 clamps the cable A to be measured to form waveforms between R phases, S phases, S phases, T phases, and T phases, and R phases, each of which is different in phase by 120 ° as shown in FIG. 4A. Detect. 4A shows each waveform for convenience, but the waveform detected by the CT sensor unit 10 is a synthesized waveform. The synthesized waveform detected by the CT sensor unit 10 is input to the calculating unit 19 via the amplifier unit 11, the LPF 12, and the comparison unit 18.

또 전압검출부(14)는 R상 및 T상에 전압프로브를 접촉해 R상-T상간의 전압을 검출하고, 검출한 전압을 도 4B에 나타낸 바와 같이 반전시킨다. 전압검출부(14)는 검출한 전압의 소정 장소에서 0 교차하는 점을 기준점 a로서 결정한다. 이처럼 기준점 a가 정해진 전압 V2는 변압기(15), LPF(16) 및 비교부(18)를 거쳐서 연산부(19)에 입력된다. In addition, the voltage detector 14 contacts the voltage probes on the R and T phases to detect the voltage between the R phase and the T phase, and inverts the detected voltage as shown in Fig. 4B. The voltage detection unit 14 determines the point where zero crossings occur at a predetermined place of the detected voltage as the reference point a. As such, the voltage V2 having the reference point a determined is input to the calculating unit 19 via the transformer 15, the LPF 16, and the comparing unit 18.

이를테면 피측정 전선로(A)의 R상에 누설전류(Igr)(이하 'R상 Igr'이라 한다)만이 발생하거나, 또는, T상에 누설전류(Igr)(이하 'T상 Igr' 이라 한다)만이 발생하고 있는 경우에는, 도 4C에 나타낸 바와 같이, R상 Igr은 기준점 a로부터 120°의 위상차가 생기고, T상 Igr은 기준점 a로부터 60°의 위상차가 생긴다. For example, only leakage current Igr (hereinafter referred to as 'R phase Igr') occurs in R phase of the wire under test A, or leakage current Igr (hereinafter referred to as 'T phase Igr') in T phase. If only) is generated, as shown in Fig. 4C, the R phase Igr generates a phase difference of 120 degrees from the reference point a, and the T phase Igr produces a phase difference of 60 degrees from the reference point a.

또 피측정 전선로(A)의 R상에 누설전류(Igc)(이하 'R상 Igc'라 한다)만이 발생하거나, 또는 T상에 누설전류(Igc)(이하 'T상 Igc'라 한다)만이 발생하고 있는 경우에는, 도 4D에 나타낸 바와 같이, R상 Igc와 T상 Igc의 합성 파형의 기준점 a로부터의 위상차는 180°(0°)이다. In addition, only the leakage current Igc (hereinafter referred to as R phase Igc) occurs in R phase of the cable line A to be measured, or the leakage current Igc in T phase (hereinafter referred to as T phase Igc). When only the generation occurs, as shown in Fig. 4D, the phase difference from the reference point a of the synthesized waveform of the R phase Igc and the T phase Igc is 180 degrees (0 degrees).

더욱이, 피측정 전선로(A)의 R상에 누설전류(Igr)와 누설전류(Igc)가 발생하고, T상에 누설전류(Igr)와 누설전류(Igc)가 발생하고 있는 경우에는 도 4E에 나타낸 바와 같다.Further, in the case where the leakage current Igr and the leakage current Igc are generated on the R phase of the cable line A under test, and the leakage current Igr and the leakage current Igc are generated on the T phase, Fig. 4E. As shown in.

또 상술한 설명을 벡터로 표시하면 이하와 같이 된다. 피측정 전선로(A)가 삼상식이므로 도 5A에 나타낸 바와 같이 된다. 그리고 전압검출부(14)로 R상-T상간의 전압을 검출하고, 검출한 전압으로부터 기준점 a를 구하면, 도 5B에 나타낸 바와 같이, 단상식의 벡터도가 된다. 또한 상술한 바와 같이 R상 Igr과 기준점 a와의 위상차는 60°이며, 또한 T상 Igr과 기준점 a와의 위상차는 120°이다.In addition, when the above description is expressed by a vector, it becomes as follows. Since the wire A to be measured is a three-phase type, it is as shown in Fig. 5A. When the voltage detection unit 14 detects the voltage between the R phase and the T phase and obtains the reference point a from the detected voltage, it is a vector diagram of a single phase equation as shown in Fig. 5B. As described above, the phase difference between the R-phase Igr and the reference point a is 60 °, and the phase difference between the T-phase Igr and the reference point a is 120 °.

또 단상식의 경우에는, 도 2A를 써서 기술한 바와 같이, 누설전류(Igr)와 누설전류(Igc)의 위상차는 90°이므로, R상 Igr로부터 90°돌아간 위치에 R상 Igc를 구할 수 있고, 또한, T상 Igr로부터 90°돌아간 위치에 T상 Igc를 구할 수 있다. 더욱이, 기준점 a로부터 180°(0°)의 위치에 R상 Igc와 T상 Igc의 합성 벡터 Igc를 구할 수 있다(도 5C).In the case of the single phase equation, as described with reference to Fig. 2A, the phase difference between the leakage current Igr and the leakage current Igc is 90 degrees, so that the R phase Igc can be obtained at a position that is rotated 90 degrees from the R phase Igr. Moreover, T phase Igc can be calculated | required in the position which returned 90 degrees from T phase Igr. Furthermore, the synthesis vector Igc of R phase Igc and T phase Igc can be calculated | required from the reference point a 180 degrees (0 degree) (FIG. 5C).

따라서, 이를테면 피측정 전선로(A)에 R상 Igr만이 발생하고 있는 경우에는, R상 Igr과 Igc의 합성 벡터, 즉 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류(I₀)는 도 5D와 같이 표시할 수가 있다. 또한 도 5D에서 R상 Igr을 산출하는 식으로서, 상술한 (5)식을 이끌어 낼 수가 있다. 또 누설전류(I₀)의 위상차(θ)는 R상 Igr 및 Igc의 크기에 따라 변화하고, 변화의 폭은 기준점 a로부터 60°~180°이다.Thus, for example, in the case where only R phase Igr is generated in the cable under test A, the synthesis vector of R phase Igr and Igc, that is, the leakage current I ₀ flowing through the cable under test A is shown in Fig. 5D. Can be displayed as: In addition, the above formula (5) can be derived as the formula for calculating the R phase Igr in FIG. 5D. The phase difference θ of the leakage current I ₀ changes depending on the magnitudes of the R phases Igr and Igc, and the width of the change is 60 ° to 180 ° from the reference point a.

또한, 이를테면 피측정 전선로(A)에 T상 Igr만이 발생하고 있는 경우에는, T상 Igr와 Igc의 합성 벡터, 즉 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류(I₀)는, 도 5E와 같이 표시할 수가 있다. 또한 도 5E에서 T상 Igr을 산출하는 식으로서, 상술한 (5)식을 이끌어 낼 수가 있다. 또 누설전류(I₀)의 위상차(θ)는 T상 Igr 및 Igc의 크기에 따라 변화하고, 변화의 폭은 120°~180°이다. For example, in the case where only the T phase Igr is generated in the cable line A to be measured, the leakage vector I ₀ flowing through the composite vector of the T phase Igr and Igc, that is, the cable line A to be measured is shown in FIG. It can be displayed as 5E. In addition, the above formula (5) can be derived as the formula for calculating the T phase Igr in FIG. 5E. The phase difference θ of the leakage current I ₀ changes depending on the magnitudes of the T phases Igr and Igc, and the width of the change is 120 ° to 180 °.

여기서 위에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따르는 누설전류차단장치(1)에 의해, 피측정 전선로(A)에 흐르는 누설전류(Igr)를 검출하고, 검출한 누설전류(Igr)에 따라서 피측정 전선로(A)를 차단하는 동작에 대하여 도 6에 나타낸 플로우 차트를 가지고 설명한다. 또한 누설전류차단장치(1)는 기존의 누전 브레이커 속에 수납(收納)하는 것을 상정하고 있으나, 수납이 되지 않는 경우에는 겉에 부착해도 좋다.Here, as shown above, the leakage current interruption device 1 according to the present invention detects the leakage current Igr flowing through the cable line A to be measured and according to the detected leakage current Igr. An operation of blocking (A) will be described with the flowchart shown in FIG. 6. In addition, although the leakage current interruption device 1 is supposed to be accommodated in the existing earth leakage breaker, when it is not stored, you may attach it on the surface.

스텝(ST1)에 있어서 사용자는 피측정 전선로(A)의 종류(단상2선식, 삼상3선식등)에 응하여 누설전류차단장치(1)에 도시하지 않은 로터리 스위치를 절환한다. 또한 스텝(ST1)의 공정에서는 피측정 전선로(A)는 차단상태이다.In step ST1, the user switches the rotary switch which is not shown in the leakage current interrupting device 1 according to the type (single-phase two-wire, three-phase three-wire, etc.) of the cable line A to be measured. In addition, in the process of step ST1, the electric wire A to be measured is cut off.

스텝(ST2)에 있어서 사용자는 설정부(31)을 조작해서 임의의 값을 설정한다.In step ST2, the user operates the setting unit 31 to set an arbitrary value.

스텝(ST3)에 있어서 사용자는 누설전류차단장치(1)를 통전상태로 한다.In step ST3, the user puts the leakage current interruption device 1 into a energized state.

그 후에 누설전류차단장치(1)는 누설전류산출부(27)에 의해 피측정 전선로(A)의 누설전류(Igr)의 산출을 행하고, 판단부(29)에 의해 누설전류(Igr)가 임의의 값에 이르렀는지 여부를 판단하게 된다. 그리하여 누설전류차단장치(1)는 판단부(29)에 의해 임의의 값에 이르렀다고 판단한 경우에는 차단부(30)에 의해 피측정 전선로(A)를 차단한다.Thereafter, the leakage current interrupting device 1 calculates the leakage current Igr of the cable line A under measurement by the leakage current calculating unit 27, and the determination unit 29 calculates the leakage current Igr. It is determined whether an arbitrary value has been reached. Thus, when the leakage current interrupting device 1 determines that the determination unit 29 has reached an arbitrary value, the leakage current interrupting device 1 cuts off the wire A under measurement by the blocking unit 30.

여기에서 본 발명에 관한 누설전류차단장치(1)에 의하여 실제로 피측정 전선로에서 누설전류성분을 측정한 제1의 결과를 도 7에 나타낸다. 도 7은 옥상 수배전(受配電) 큐비클(cubicle; 고압수전설비)의 동력반(전원주파수:50Hz, 전압:200V, 피측정 저전압전로의 종류:삼상3선식, 150KVA, 실온(室溫):41℃, 습도:43%)를 측정대상으로 삼아 행하여진 것이다. Here, FIG. 7 shows the first result of actually measuring the leakage current component in the wire under test by the leakage current interrupting device 1 according to the present invention. Fig. 7 shows a power panel (power frequency: 50 Hz, voltage: 200 V, type of low voltage converter under test: three-phase three-wire type, 150 KVA, room temperature) of a rooftop water distribution cubicle; (41 ° C., humidity: 43%) as the measurement target.

또 실험에서는 측정개시에서 6분 경과시 ~ 9분 경과 전(3분간)에 의사(疑似)절연저항으로서 R상에 20㏀을 접지하고, 측정개시에서 9분 경과시에서 ~ 11분 경과 전(2분간)에 의사절연저항으로서 T상에 20㏀을 접지하고, 측정개시에서 11분 경과시 ~ 12분 경과 전(1분간)에 의사절연저항을 떼어내고(접지해제), 측정개시에서 12분 경과시~13분 경과 전(1분간)에 의사절연저항으로서 R상에 10㏀을 접지하고, 측정개시에서 13분 경과시 ~ 15분 경과 전(2분간)에 의사절연저항으로서 T상에 10㏀을 접지하고, 측정개시에서 15분 경과 후에 의사절연저항을 떼어낸다.In the experiment, 20 μs was grounded on R as a pseudo insulation resistance after 6 minutes and 9 minutes (3 minutes) from the start of measurement. 2 ㏀), ground 20 상 에 on T as pseudo insulation resistance, remove the pseudo insulation resistance (1 minute) after 11 minutes elapsed from 12 minutes from the start of measurement (disconnect), and then remove it for 12 minutes. 10 μs before the elapsed to 13 minutes (1 minute), grounded to R phase as a pseudo insulation resistance, and 10 minutes after the measurement was started for 10 minutes to the 15 minutes before (2 minutes). Ground ㏀ and remove pseudo insulation resistance after 15 minutes from the start of measurement.

예를 들어, 의사절연저항으로서 R상에 20㏀의 저항을 접지한 경우에는, 이론적으로 의사절연저항성분의 전류로서,For example, in the case of grounding a resistance of 20 mA on R as a pseudo insulation resistance, theoretically, as a current of a pseudo insulation resistance component,

. . . (5)

의 전류가 피측정 전선로에 가산되어 흐른다.The current of is added to the cable under test and flows.

누설전류차단장치(1)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 시간이 6분 경과시에 의사절연저항으로서 R상에 20㏀의 저항을 접지하면, 12.3mA의 누설전류(Igr)을 검출한다. 의사절연저항을 접지하지 않았을 때 (측정개시에서 6분 경과 전, 측정개시에서 11분 경과시 ~ 12분 경과 전 및 측정개시에서 15분 경과 후)의 누설전류(Igr)가 2mA이므로, R상에 20㏀의 의사저항을 접지한 후의 누설전류(Igr)로부터 2mA를 빼내면 10.3mA가 된다. 따라서 본 발명에 따르는 누설전류차단장치(1)는 10.3mA의 변화를 측정할 수 있게 된다. 이런 값은 상술한 이론치(10mA)와 거의 일치하고 있다. 또 R상의 의사절연저항을 20㏀ 접지했을 때 접지 전의 저항치(GR≒105.46㏀(측정개시에서 6분 경과 전까지의 Gr 평균치))와의 합성저항치는 As shown in Fig. 7, the leakage current interruption device 1 detects a leakage current Igr of 12.3 mA when a resistance of 20 kΩ on R is grounded as a pseudo insulation resistance after 6 minutes has elapsed. When the quasi-insulation resistance is not grounded (6 minutes before the start of measurement, 11 minutes after the start of measurement to 12 minutes before the start of measurement, and 15 minutes after the start of measurement), the leakage current (Igr) is 2 mA. If 2mA is subtracted from the leakage current (Igr) after grounding a pseudo resistor of 20mA, it becomes 10.3mA. Therefore, the leakage current interruption device 1 according to the present invention can measure a change of 10.3 mA. This value is almost in agreement with the theoretical value (10 mA) described above. Also, when the pseudo-insulation resistance of R phase is grounded 20 ㏀, the combined resistance value with the resistance value before ground (GR ≒ 105.46 ㏀ (Gr average value 6 minutes before the start of measurement))

Gr = (20×10³×105.46×10³)/(20×10³＋105.46×10³)≒16.3㏀ Gr = (20 × 10 ³ × 105.46 × 10 ³ ) / (20 × 10 ³ + 105.46 × 10 ³ ) ≒ 16.3㏀

가 된다. 누설전류차단장치(1)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 측정개시에서 6분 경과시의 저항(Gr)은 17.2㏀을 나타내고 있어 상술한 이론치(16.3㏀)와 거의 일치하고 있다. Becomes As shown in Fig. 7, the leakage current interruption device 1 exhibited a resistance of 17.2 mA at 6 minutes from the start of measurement, which is almost in agreement with the above-described theoretical value (16.3 mA).

또 의사절열저항으로서 T상에 20㏀의 저항을 접지했을 경우에도 상술과 같이 In the case of grounding a resistance of 20 mA on the T phase as a pseudo thermal resistance,

이론적으로는 의사절연저항성분의 전류는 10mA증가한다. 누설전류차단장치(1)에서는 도 7에 나타낸 바와 같이 측정개시에서 9분 경과시 11분 경과 전에 검출한 누설전류(Igr)는 거의 12.4mA가 되고, 이 수치로부터 2mA를 빼어내면 10.4mA가 되어 거의 이론치(10mA)와 일치한다.Theoretically, the current of the pseudo insulation resistance component increases by 10 mA. In the leakage current interruption device 1, as shown in Fig. 7, the leakage current Igr detected before 9 minutes and 11 minutes after the start of measurement is almost 12.4 mA, and when 2 mA is subtracted from this value, it becomes 10.4 mA. Almost coincide with theoretical value (10mA).

또 T상에 의사절연저항을 20㏀ 접지했을때의 합성저항치(Gr)는 상술한 바와 같이 이론적으로는 16.3㏀이다. 측정치는 17.4㏀를 표시하고 있어 거의 이론치와 일치하고 있다. In addition, the synthetic resistance value Gr when the pseudo insulation resistance is grounded at 20 mA on the T phase is 16.3 kW in theory as described above. The measured value is 17.4㏀ and almost agrees with the theoretical value.

또 누설전류차단장치(1)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 의사절연저항으로서 R상 또는 T상에 10㏀을 접지했을 때의 누설전류(Igr, Gr)도 이론치와 실측치가 거의 일치하고 있다. 더욱이, 누설전류차단장치(1)는 측정개시에서 11분 경과 후에서 12분 경과 전, 및 15분 경과시에 의사절연저항의 접지상태를 해제한 경우, 누설전류(Igr, I₀ 및 Gr)의 값이 접지 이전(측정개시에서 1분~5분)의 상태로 돌아간다.In addition, as shown in Fig. 7, the leakage current interruption device 1 almost equals the theoretical value and the measured value of the leakage currents Igr and Gr when the ground current is grounded in the R phase or the T phase as the pseudo insulation resistance. Furthermore, when the leakage current interrupting device 1 releases the ground state of the pseudo insulation resistance after 11 minutes from the start of measurement, 12 minutes before, and 15 minutes, the leakage current (Igr, I ₀ and Gr). The value of returns to the state before grounding (1 to 5 minutes from the start of measurement).

또 본 발명에 따른 누설전류차단장치(1)에 의해 실제로 피측정 전선로에서 누설전류성분을 측정한 제2의 결과를 도 8에 표시한다. 도 8은 수배전 큐비클(고압수전설비)의 동력반(전원주파수 : 50Hz, 전압 : 200V, 피측정 저전압전로의 종류 : 삼상3선식, 150KVA)를 측정대상으로 행하여 진 것이다.8 shows a second result of actually measuring the leakage current component in the wire under test by the leakage current interrupting device 1 according to the present invention. Fig. 8 shows a power unit (power frequency: 50 Hz, voltage: 200 V, type of low voltage circuit under test: three-phase three-wire type, 150 KVA) of a power distribution cubicle (high-voltage power supply facility) as a measurement target.

또 실험은 측정개시에서 1분 경과시~4분 경과 전(3분간)에 의사정전용량으로서 R상 및 T상에 0.22㎌를 접지하고, 측정개시에서 3분 경과시~4분 경과 전(1분간)에 의사절연저항으로서 T상에 20㏀을 접지하고, 측정개시에서 4분 경과 후에 의사정전용량 및 의사절연저항을 떼어내고 실시하였다. 따라서 측정개시에서 3분 경과시 ~ 4분 경과 전은, R상 및 T상에 의사정전용량을 접지하고 또한 T상에 의사절연저항을 접지하고 실시하였다.In addition, the experiment was conducted by grounding 0.22 ㎌ on the R and T phases as pseudocapacitance at 1 minute and 4 minutes before the start of measurement (3 minutes), and after 3 minutes and 4 minutes after the start of measurement (1 20 μs was grounded on the T phase as a pseudo insulation resistance, and after 4 minutes from the start of measurement, the pseudo capacitance and the pseudo insulation resistance were removed. Therefore, 3 minutes from the start of measurement to 4 minutes before, the pseudo capacitance was grounded on the R phase and the T phase, and the pseudo insulation resistance was grounded on the T phase.

이를테면 의사정전용량으로서 R상 및 T상에 0.22㎌의 용량을 접지했을 경우에는, 용량성 리엑턴스X는For example, if the capacitance of R2 and T is grounded as pseudo capacitance, the capacitive reactance X

X = 1/2πfC = 1/(2π×50×(0.22×10 ^-6＋0.22×10 ^-6)) ≒ 7.23×10³ X = 1 / 2πfC = 1 / (2π × 50 × (0.22 × 10 ^-6 + 0.22 × 10 ^-6 )) ≒ 7.23 × 10 ³

이된다.This becomes.

따라서 피측정 전선로에는Therefore, the line under test

I = V/X = 200/7.23×10³ ≒ 27.6mAI = V / X = 200 / 7.23 × 10 ³ ≒ 27.6 mA

의 전류가 가산되어 흐른다.Current is added and flows.

또 절연저항으로서 T상에 20㏀의 저항을 접지했을 경우에는, 이론적으로 의사절연저항성분의 전류로서In addition, in the case of grounding a resistance of 20 mA on the T phase as an insulation resistance, it is theoretically used as a current of a pseudo insulation resistance component.

I = V/R = 200/(20×10³) = 10mAI = V / R = 200 / (20 × 10 ³ ) = 10mA

누설전류차단장치(1)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 시간이 측정개시에서 1분 경과 시에 의사정전용량으로서 R상 및 T상에 0.22㎌의 정전용량이 접지되어 있을 때는, 7.8mA의 누설전류(Igr)를 검출하고 또한 100.8mA의 I₀를 검출한다. 한편 I₀는 상술한 바와 같이 절연저항에 기인하는 누설전류(Igr)와 정전용량에 기인하는 누설전류(Igc)의 합성전류이다. 의사정전용량을 접지하지 않을 때의 누설전류(Igr)는 도 8에 나타낸 바와 같이 7.6mA(측정개시에서 1분 경과 전의 누설전류(Igr))이므로, R상 및 T상에 의사정전용량을 접지했을 경우 누설전류(Igr)의 변화는 거의 없다.As shown in Fig. 8, the leakage current interruption device 1 has a leakage of 7.8 mA when the capacitance of R2 and T is grounded as a pseudo capacitance when a minute passes from the start of measurement. detecting a current (Igr) and also detects the I ₀ of 100.8mA. On the other hand, I ₀ is a synthesis current of the leakage current Igr due to the insulation resistance and the leakage current Igc due to the capacitance as described above. Since the leakage current Igr when the pseudo capacitance is not grounded is 7.6 mA (leakage current Igr 1 minute before the start of measurement) as shown in Fig. 8, the pseudo capacitance is grounded on the R phase and the T phase. In this case, there is almost no change in the leakage current Igr.

한편 의사정전용량을 접지하고 있지 않을 때의 I₀는 75.9mA(측정개시에서 1분 경과 전의 I₀)이다. 의사정전용량 접지 후의 I₀(100.8mA)에서 의사정전용량 접지 전의 I₀(75.9mA)를 빼내면 24.9mA가 되고 이것이, 가산된 누설전류(Igc)이다. 이 가산된 누설전류(Igc)는 이론치(27.6mA)와 거의 같다.The I ₀ of the doctor will not ground the electrostatic capacity is (I ₀ before 1 minutes from the measurement start) 75.9mA. Doctor doctor capacitance Removing the ground before I ₀ (75.9mA) 24.9mA at I ₀ (100.8mA) after ground capacitance, and this is the added leakage current (Igc). This added leakage current Igc is almost equal to the theoretical value (27.6 mA).

또 누설전류차단장치(1)는 도 8에 나타내는 바와 같이, R상 및 T상에 의사 정전용량이 접지되고, 또한 T상에 의사절연저항이 접지되어 있을 때(측정개시에서 3분 경과시~4분 경과 전)에 21.0mA의 누설전류(Igr)를 검출하고, 또한 107.0mA의 I₀를 검출한다.As shown in FIG. 8, the leakage current interruption device 1 has a pseudo capacitance grounded on the R phase and the T phase, and a pseudo insulation resistance is grounded on the T phase (at three minutes from the start of measurement). 4 minutes before), a leakage current Igr of 21.0 mA is detected, and I ₀ of 107.0 mA is also detected.

T상에 절연저항을 접지한 뒤의 누설전류(Igr; 21mA)에서 절연저항을 접지하기 전의 누설전류(Igr; 8mA(측정개시에서 3분 경과시의 누설전류(Igr)))를 빼내면 13mA로 되어 이론치(10mA)와 거의 같게 된다.It is 13mA if the leakage current (Igr; 8mA (leakage current (Igr) after 3 minutes from the start of measurement)) before grounding the insulation resistance is subtracted from the leakage current (Igr; 21mA) after grounding the insulation resistance on T phase. It is almost equal to the theoretical value (10mA).

또 R상에 의사절연저항으로서 10㏀를 접지했을 때의 비교부(18)와 연산부(19)의 동작에 대하여, 도 9 ~ 도 11을 써서 설명한다.9 to 11 will be described with reference to the operation of the comparator 18 and the calculation unit 19 when the ground of 10 kW is used as the pseudo insulation resistance on the R phase.

비교부(18)는 도 9에 나타낸 바와 같이, LPF(12)로부터 변환후 전압(V1)이 입력되고, LPF(16)로부터 전압(V2)가 입력된다. 변환후 전압(V1)과 전압(V2)의 위상차는 120°이다. 비교부(18)는 도 10A에 나타낸 바와 같이, LPF(12)로부터 입력된 변환후 전압(V1)을 방형파로 변환시키고, 변환후의 신호를 연산부(19)에 출력한다. 또 비교부(18)는 도 10B에 나타낸 바와 같이, LPF(16)로부터 입력된 전압(V2)을 방형파로 변환해서 변환후의 신호를 연산부(19)에 출력한다.As shown in FIG. 9, the comparator 18 receives the converted voltage V1 from the LPF 12 and the voltage V2 from the LPF 16. After the conversion, the phase difference between the voltage V1 and the voltage V2 is 120 °. As shown in FIG. 10A, the comparing unit 18 converts the converted voltage V1 input from the LPF 12 into a square wave, and outputs the converted signal to the calculating unit 19. FIG. As shown in Fig. 10B, the comparing unit 18 converts the voltage V2 input from the LPF 16 into a square wave and outputs the converted signal to the calculating unit 19.

연산부(19)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 변환후 전압(V1)의 방형파신호와 전압(V2)의 방형파신호에 따라서 EXOR 연산을 실행한다. 연산부(19)는 EXOR 연산 후의 신호에 따라서 1싸이클의 1/4이하의 위상펄스폭을 구하고, 구해진 위상펄스폭을 위상각도산출부(22)에 출력한다.As shown in Fig. 11, the calculation unit 19 performs an EXOR operation in accordance with the square wave signal of the voltage V1 and the square wave signal of the voltage V2 after the conversion. The calculation unit 19 obtains the phase pulse width of 1/4 or less of one cycle in accordance with the signal after the EXOR operation, and outputs the obtained phase pulse width to the phase angle calculation unit 22.

스탭(ST6)에 있어서는 사용자는 측정이 종료되면 누전류검출장치(1)의 전원을 OFF로 한다.In the step ST6, the user turns off the power supply of the leakage current detecting device 1 when the measurement is completed.

이같이 구성되는 본 발명에 따라서 누설전류차단장치(1)는 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류(I)를 검출하고, 검출된 누설전류(I)를 전압으로 변환하고, 변환후의 전압에서 고조파성분을 제거하고, 고조파성분을 제거한 변환후 전압(V1)과, 피측정 전선로(A)의 전압선로에서 전압(V2)를 검출하고 그 검출한 전압(V2)에서 고조파성분을 제거해 고조파성분을 제거한 전압(V2)에 따라서 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류(I)의 위상각도(θ)를 정확히 구하고, 그 정확한 위상각도(θ)와 고조파성분이 제거된 변환후 전압(V1)의 실효치(I₀)에서부터 대지절연저항에 기인하는 누설전류(Igr)만을 산출하고, 산출한 누설전류(Igr)를 감시하여 누설전류(Igr)가 임의의 값을 넘었을 경우에 피측정 전선로(A)를 차단한다. 따라서 본 발명에 따른 누설전류차단장치(1)는 피측정 전선로(A)의 장거리화에 의하거나 또는 고조파 왜곡 전류를 출력하는 인버터 등에 의해 대지정전용량에 기인한 누설전류(Igc)가 증가하여도 mA단위로 확실히 대지절연저항에 기인한 누설전류(Igr)만을 검출할 수가 있기 때문에, 누설전류(Igr)를 감시하여 누설전류(Igr)가 임의의 값을 넘었을 경우에만 피측정 전선로(A)를 차단시키도록 동작하게 된다.According to the present invention configured as described above, the leakage current interruption device 1 detects the leakage current I flowing in the cable line A to be measured, converts the detected leakage current I into a voltage, and converts the voltage after the conversion. The harmonic component is removed, the harmonic component is removed, and after the conversion, the voltage V1 and the voltage line of the line under test A are detected, and the voltage V2 is detected and the harmonic component is removed from the detected voltage V2. According to the voltage (V2) from which the component is removed, the phase angle (θ) of the leakage current (I) flowing in the cable line A to be measured is accurately obtained, and the correct phase angle (θ) and the post-conversion voltage from which harmonic components are removed. Only the leakage current (Igr) resulting from the earth insulation resistance is calculated from the effective value (I ₀ ) of (V1), and the calculated leakage current (Igr) is monitored to avoid when the leakage current (Igr) exceeds an arbitrary value. Shut off the measuring wire (A). Therefore, in the leakage current interruption device 1 according to the present invention, the leakage current Igc due to the large capacitance is increased due to the long distance of the cable A to be measured or an inverter for outputting harmonic distortion current. Since only the leakage current Igr due to the earth insulation resistance can be detected in mA units, it is possible to monitor the leakage current Igr and only when the leakage current Igr exceeds a certain value. To block A).

뿐만 아니라 본 발명에 따르는 누설전류차단장치(1)는 누설전류(Igr) 이외의 요소(누설전류(Igc)의 증대)에 의해 누설전류가 증가하더라도 종래 장치처럼 피측정 전선로(A)를 차단하지 않게 된다.In addition, the leakage current interruption device 1 according to the present invention cuts off the wire A to be measured like the conventional device even if the leakage current increases by an element other than the leakage current Igr (increase in the leakage current Igc). You will not.

또 본 발명에 따른 누설전류차단장치(1)는 전로(電路)ㆍ기계설비 등을 일시적으로 정전시키지 않고 누설전류(Igr)의 검출을 행할 수가 있으며 또한, 누전화재 등의 대참사에 이르기 전에 누전개소를 발견하는데 역할을 할 수 있다.In addition, the leakage current interruption device 1 according to the present invention can detect the leakage current Igr without temporarily interrupting the converter, the mechanical equipment, or the like, and before the catastrophe of the earth leakage material or the like, It can play a role in discovering.

또 본 발명에 따른 누설전류차단장치(1)는 주파수 주입식과 같이 기준점을 달리 가져오는 게 아니라 기준점을 전송선로에 발생하고 있는 전압에서 얻어내기 때문에 피측정 전선로(A)에 흐르고 있는 누설전류(Igr)를 정확히 측정하게된다.In addition, the leakage current blocking device 1 according to the present invention does not bring a reference point differently from a frequency injection type, but obtains the reference point from the voltage generated in the transmission line. Igr) will be measured accurately.

더 나아가 본 발명은 도면을 참조하며 설명한 상술의 실시예에 한정되지 않고 첨부한 청구의 범위 및 그 주(主)된 뜻을 이탈함이 없이 여러 가지 변경,치환(바꿔치기) 또는 그와 동등한 것을 행할 수 있음은 당업자로서는 명확한 것이다.Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments described with reference to the drawings, and various changes, substitutions, or equivalents thereof may be made without departing from the scope of the appended claims and their main meanings. It can be obvious to those skilled in the art.

10 … 전류 변환센서
14 … 전압 검출부
20 … 위상펄스폭 측정부
21 … 전원주파수 측정부
22 … 위상각도 산출부
24,26 … 실효치 산출부
27 … 누설전류 산출부
29 … 판단부
30 … 차단부10 ... Current conversion sensor
14. Voltage detector
20... Phase pulse width measurement unit
21 ... Power frequency measuring unit
22 ... Phase angle calculator
24,26. Effective value calculation part
27. Leakage current calculator
29. Judgment
30 ... Breaking

Claims

A leakage current detection unit for detecting a leakage current flowing in the cable line under test,
A converter for converting the leakage current detected by the leakage current detector into a voltage;
An amplifier for amplifying the voltage converted by the converter;
A first harmonic component removing unit for removing harmonic components contained in the voltage amplified by the amplifier;
A voltage detector for detecting a voltage occurring in the wire under measurement;
A second harmonic component removing unit for removing harmonic components contained in the voltage detected by the voltage detector;
A phase difference detection unit for detecting a phase difference from a signal waveform of a voltage from which harmonic components have been removed by the first harmonic component removing unit, and a signal waveform of a voltage from which harmonic components have been removed by the second harmonic component removing unit;
A frequency calculating section that calculates a power source frequency occurring in the wire under measurement based on a signal waveform of a voltage from which harmonic components are removed by the second harmonic component removing unit;
A phase angle calculator for calculating a phase angle of the leakage current flowing in the wire to be measured based on the phase difference detected by the phase difference detector and the power frequency calculated by the frequency calculator;
Included in the leakage current flowing in the wire under measurement based on the leakage current detected by the leakage current detection unit and the phase angle of the leakage current flowing in the wire under measurement calculated by the phase angle calculation unit. A ground insulation resistance leakage current component calculating section for calculating a leakage current component attributable to the ground insulation resistance;
The phase angle calculator calculates a phase angle θ of the leakage current detected by the leakage current detector from the phase difference W detected by the phase difference detector and the frequency F calculated by the frequency calculator.

Calculated by
The ground insulation resistance leakage current component calculating unit sets the leakage current component Igr when the average value of the leakage current detected by the leakage current detection unit is I.

Leakage current detection device characterized in that calculated by.

A leakage current detecting step of detecting a leakage current flowing in a cable under test;
A conversion step of converting the leakage current detected in the leakage current detection step into a voltage;
An amplifying step of amplifying the voltage converted in the converting step;
A first harmonic component removing step of removing harmonic components contained in the voltage amplified in the amplifying step;
A voltage detecting step of detecting a voltage occurring in the wire under measurement;
A second harmonic component removing step of removing harmonic components included in the voltage detected in the voltage detection step;
A phase difference detection step of detecting a phase difference from a signal waveform of a voltage from which harmonics are removed by the first harmonic component removing step and a signal waveform of a voltage from which harmonics are removed by the second harmonic component removing step;
A frequency calculating step of calculating a power source frequency occurring in the wire under measurement based on a signal waveform of a voltage from which harmonic components are removed by the second harmonic component removing unit;
A phase angle calculation step of calculating a phase angle of the leakage current flowing in the wire under measurement based on the phase difference detected by the phase difference detection step and the power source frequency calculated in the frequency calculation step;
Included in the leakage current flowing in the wire under measurement based on the leakage current detected by the leakage current detection step and the phase angle of the leakage current flowing in the wire under measurement calculated by the phase angle calculation step. A ground insulation resistance leakage current component calculating step of calculating a leakage current component due to the ground insulation resistance
The phase angle calculation step includes calculating a phase angle θ of the leakage current detected by the leakage current detection step from the phase difference W detected by the phase difference detection step and the frequency F calculated in the frequency calculation step.

Calculated by
In the ground insulation resistance leakage current component calculating step, when the average value of the leakage current detected by the leakage current detection step is set to I, the leakage current component Igr is calculated.

The leakage current detection method, characterized in that calculated by.