KR101164009B1 - Automatic Meter Reading, remote meter reading service electric meter which includes a leakage rheometry function - Google Patents

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Abstract

본 발명은 누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계에 관한 것으로 전력량계 내부에 설치된 영상 변류기를 사용하여 검출되는 누설전류와, 선로 전압의 펄스 시간차를 산출하여 누설전류(누전전류)의 유효성분(저항성 누전전류, Igr)과 무효성분(용량성 누전전류,Igc)을 구분하여 수용가의 전력 사용량과 함께 상위 서버로 전송한다. The present invention relates to a remote meter reading meter having a leakage current measuring function, and calculates the pulse time difference between the leakage current and the line voltage detected by using an image current transformer installed inside the meter. Resistive leakage current (Igr) and reactive components (capacitive leakage current, Igc) are classified and transmitted to the upper server with the power consumption of the customer.

본 발명에 의하면 전력량계에서 누설전류의 유효 성분 및 무효 성분을 구분하여 그 데이터를 상위 서버로 전송하여 전기 요금 고지서에 실제 누전 측정값을 통지함으로써 수용가에서 누전 상태를 쉽게 확인하고 스스로 누전을 보완하고 추후 누설전류로 인한 감전사고 및 화재 발생을 감소시킨다.According to the present invention, by dividing the active and reactive components of the leakage current in the electricity meter and transmitting the data to the upper server to notify the actual leakage measurement value in the electricity bill, the leakage state is easily checked at the customer, and the leakage is corrected by itself. Reduces the risk of electric shock and fire caused by leakage current.

전력량계, 누설 전류, 원격 검침, 누전전류 Power meter, leakage current, remote meter reading, leakage current

Description

누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계{Automatic Meter Reading, remote meter reading service electric meter which includes a leakage rheometry function}Automatic meter reading, remote meter reading service electric meter which includes a leakage rheometry function

본 발명은 수용가에 설치되어 전력 사용량을 검침하는 전력량계 내부에 저항성 누전전류와 용량성 누전전류를 측정하는 기능을 추가하여 전력 사용량과 누전량을 동시에 측정하는 누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계에 관한 것이다. The present invention is a remote meter reading power meter that includes a leakage current measurement function to measure the power consumption and the leakage current by adding a function to measure the resistance current and capacitive leakage current inside the electricity meter installed in the customer to read the power consumption It is about.

일반적으로 전선의 피복, 전기기기의 절연물이 노후화되거나 손상되어 절연체가 손상되면 그 개소를 통하여 전선로에서 대지로 누전전류가 흘러나가게 된다. 누전전류가 흘러나가는 개소에 인체가 접촉되면 감전사고의 위험이 있고, 과도한 누전전류가 흐르는 개소에는 아크에 의한 과열이 발생되고 주위에 인화성물질로 인하여 발화되어 누전화재의 원인이 되기도 한다. 이와 같이 위험성이 있는 누설전류를 누설전류의 유효성분(저항성 누전전류,Igr)이라 한다.In general, when the covering of wires and the insulation of electrical equipment are aged or damaged, the insulator is damaged so that the leakage current flows from the wire path to the ground through the location. If the human body touches the place where the leakage current flows, there is a risk of electric shock.In the place where the excessive leakage current flows, overheating occurs due to the arc, and it is ignited by the flammable material around, which may cause the leakage material. The dangerous leakage current is called an effective leakage current (resistive leakage current, Igr).

그리고, 전선의 피복, 전기기기의 절연물이 손상되지 않은 상태에서 전선로와 대지 간 용량성분으로 인하여 전선로에서 대지로 누설전류가 흘러나가게 되는데 이를 누설전류의 무효성분(용량성 누전전류,Igc)이라 한다.In addition, the leakage current flows from the cable line to the ground due to the capacitive component between the cable line and the ground in a state where the coating of the wire and the insulation of the electric device are not damaged. .

이와 같은 누설전류의 무효성분(용량성 누전전류)에 대한 유효전력의 크기는 전압과 누설전류의 위상 차가 90도가 되므로 '유효전력 = 전압 × 용량성 누전전류 × cosθ = 0'의 계산에 의해 유효전력의 크기가 제로가 되므로, 용량성 누전전류로 인하여 감전사고가 발생하거나 누전 화재의 원인이 되지 않는다.The magnitude of the effective power for the reactive component (capacitive leakage current) of the leakage current is effective by calculating 'effective power = voltage × capacitive leakage current × cosθ = 0' because the phase difference between voltage and leakage current is 90 degrees. Since the magnitude of the power is zero, the capacitive leakage current does not cause an electric shock or a short circuit fire.

현재 누설전류를 원격 측정하기 위한 방법은 전력량계, 원격검침 시스템 또는 수배전반 내부의 영상변류기를 설치하여 누설전류에 대한 유효성분과 무효성분에 대한 벡터합의 누설전류를 검출한다. 하지만, 이와 같은 방법은 유효성분과 무효성분이 구분되지 않아서 측정값에 대한 신뢰성이 낮은 단점이 있다. Currently, a method for remotely measuring leakage current is to install a power meter, a remote metering system, or a video current transformer inside a switchgear to detect leakage current of a vector sum for an active component and an invalid component for leakage current. However, this method has a disadvantage in that the reliability of the measured value is low because active ingredients and inactive ingredients are not distinguished.

따라서, 누설전류의 유효성분과 무효성분을 구분하여 계측하고, 유효성분만으로 누전의 위험성을 원격 확인할 뿐만아니라 수용가 부재 또는 수용가 댁내에 출입하지 않아도 누전여부를 측정할 수 있는 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method for distinguishing and measuring the leakage current and the active component, and remotely checking the risk of leakage by using only the active component, and measuring the leakage of the leakage without having to enter or leave the customer's home.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 수용가의 전력 사용량을 측정하는 전력량계 내부에 수용가 구내에서 발생하는 누설전류를 측정하고, 측정된 누설전류를 저항성 누전전류(Igr)와 용량성 누전전류(Igc)를 구분하는 기능을 추가함으로써, 전력 사용량 데이터와 함께 누설전류 데이터를 상위 서버로 전송하여 원격에서 누설 전류 감시가 가능한 누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계를 제공하는 데에 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention measures a leakage current generated in a customer premises inside a wattmeter measuring power consumption of a consumer, and measures the measured leakage current as a resistive leakage current (Igr) and a capacitive leakage current (Igc). The purpose of the present invention is to provide a remote meter reading power meter that includes a leakage current measurement function capable of remotely monitoring leakage current by transmitting leakage current data together with the power usage data to a higher server by adding a function of classifying a).

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 누설전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계는 원격 검침용 전력량계는 내부의 영상변류기에서 측정한 누설전류와 선로 전압의 타이밍 펄스 시간차를 산출하는 신호처리 방법으로 누설전류에 대한 유효성분(Igr)과 무효성분(Igc)의 크기를 각각 산출하여 전력 사용량 데이터와 함께 통신모듈을 매개로 상위 서버로 전송할 수 있다.In order to achieve the above object, the remote meter reading power meter including the leakage current measuring function of the present invention is a remote meter reading meter is a signal processing method for calculating the timing pulse time difference between the leakage current and the line voltage measured by the internal current transformer Sizes of the active component Igr and the reactive component Igc for the current may be calculated, and transmitted together with the power usage data to the upper server through the communication module.

본 발명은 수용가 내의 전력 사용량을 검침하여 통신모듈을 통해 상위 서버로 전송하는 전력량계에 있어서, 선로의 전압 및 전압을 센싱하여 사용 전력량을 계산하는 전력량 계산 모듈을 포함하고, 선로의 누설전류를 측정하고, 상기 선로의 전압 및 누설전류의 펄스 신호를 발생시켜 상기 펄스 신호의 시간차 및 위상차를 통해 저항성 누전전류와 용량성 누전전류를 계산하는 누설전류 측정 모듈을 포함한다. 그리고, 상기 계산된 저항성 누전전류, 용량성 누전전류 및 검침된 전력 사용량을 통합하는 마이크로 컨트롤러를 포함하며, 상기 마이크로 컨트롤러에 의해 통합된 데이터를 상위 서버로 전송하는 통신모듈을 포함할 수 있다.The present invention provides a power meter for reading the power consumption in the customer and transmitting to the upper server through the communication module, comprising a power calculation module for sensing the voltage and voltage of the line to calculate the amount of power used, and measures the leakage current of the line And a leakage current measuring module configured to generate a pulse signal of the voltage and the leakage current of the line and calculate a resistive leakage current and a capacitive leakage current based on a time difference and a phase difference of the pulse signal. The microcontroller may include a microcontroller integrating the calculated resistive leakage current, capacitive leakage current, and metered power usage, and may include a communication module configured to transmit data integrated by the microcontroller to a higher server.

본 발명에서 상기 누설전류 측정 모듈은 영상 변류기를 통해 상기 선로의 누 전류를 측정하는 센싱부를 포함하고, 상기 전력량계에 의해 측정된 선로전압과 상기 누설전류 각각의 펄스 신호를 발생시키는 제 1,2펄스 발생부를 포함하며, 상기 제 1,2펄스 발생부로부터 상기 선로 전압 펄스 신호와 누설 전류 펄스 신호를 수신하여 시간차를 비교하는 시간차 비교부를 포함한다. 그리고, 상기 시간차 비교부에 의해 계산된 시간차를 통해 상기 선로전압 펄스와 누설전류 펄스의 위상차를 계산하는 위상차 산출부를 포함하며,상기 위상차를 통해 저항성 누전전류와 용량성 누전전류를 각각 계산하여 상기 전력량계의 컨트롤러로 전송하는 누설전류 산출부를 포함할 수 있다.In the present invention, the leakage current measuring module includes a sensing unit for measuring the leakage current of the line through the image current transformer, and the first and second pulses for generating a pulse signal of each of the line voltage and the leakage current measured by the electricity meter It includes a generator, and includes a time difference comparison unit for receiving the line voltage pulse signal and the leakage current pulse signal from the first and second pulse generator to compare the time difference. And a phase difference calculator configured to calculate a phase difference between the line voltage pulse and the leakage current pulse based on the time difference calculated by the time difference comparator, and calculate the resistive leakage current and the capacitive leakage current through the phase difference, respectively. It may include a leakage current calculation unit for transmitting to the controller.

본 발명에서 상기 저항성 누전전류는 상기 센싱부에 의해 측정된 누설전류와 코사인 위상각(cosθ)의 곱으로 계산하고, 상기 용량성 누전전류는 상기 센싱부에 의해 측정된 누설전류와 사인 위상각(sinθ)의 곱으로 계산할 수 있다.In the present invention, the resistive leakage current is calculated by multiplying the leakage current measured by the sensing unit and the cosine phase angle (cosθ), and the capacitive leakage current is measured by the leakage current and the sinusoidal phase angle measured by the sensing unit. can be calculated as the product of sinθ).

본 발명에서 상기 누설전류 측정부에 의해 계산된 상기 저항성 누전전류와 용량성 누전전류의 값이 기준치를 초과하는지 판단하여, 초과할 경우 누전을 표시하는 알림 표시부를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a notification display unit which displays a short circuit when it is determined whether the values of the resistive leakage current and the capacitive leakage current calculated by the leakage current measurement unit exceed a reference value.

본 발명에 의하면 전력량계 내에서 저항성 누전전류(Igr)와 용량성 누전전류(Igc)를 구분하여 표시하고, 누설전류의 값이 일정 수준을 벗어날 경우 사용자에게 알림으로 수용가에서 누전상태를 실시간으로 확인하여 스스로 누전에 대한 보안을 유도하는 효과가 있다.According to the present invention, the resistive leakage current (Igr) and the capacitive leakage current (Igc) are distinguished and displayed in the electricity meter, and when the leakage current value is out of a certain level, the user is notified in real time by checking the leakage state in the customer. It is effective in inducing security against leakage.

또한, 기설되어 있는 원격 검침 시스템의 전력량계에 누설전류를 측정하는 기능을 추가하여 검침된 전력 사용량과 측정된 누전전류 값을 통신모듈을 통해 원격지의 상위 서버로 전송함에 따라 별도의 추가 설비 없이 원격지에서 누전에 대한 조치를 유도하는 효과가 있다.Also, by adding the function of measuring leakage current to the electricity meter of the existing remote metering system, the metered power consumption and measured leakage current are transmitted to the remote server through the communication module. It has the effect of inducing measures against leakage.

그리고, 전기요금 고지서에 누전 측정값을 함께 기입하여 수용가에게 송부함에 따라 누전으로 인한 향후 감전 및 화재 발생을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by writing the electric leakage measurement value together with the electric bill to send to the customer there is an effect that can reduce the occurrence of electric shock and fire caused by the electric leakage.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a remote meter reading meter having a leakage current measurement function according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 선로를 통해 수용가에 공급되는 전력을 검침하는 전력량계(100)의 구성을 나타낸 것으로 전력량 계산 모듈(110), 누설전류 측정 모듈(120), 마이크로 컨트롤러(130), 통신모듈(140), 및 제 1표시부(150)를 포함한다.Referring to Figure 1, it shows the configuration of the electricity meter 100 for reading the power supplied to the customer through the line power amount calculation module 110, leakage current measurement module 120, microcontroller 130, communication module ( 140, and a first display unit 150.

전력량계 계산 모듈(110)은 기존의 일반 전력량계에 관한 것으로 전류 센싱부(112), 전압 센싱부(114)를 사용하여 전기 수용가에 흐르는 전류와 전압을 센싱하고, 센싱된 전류 값과 전압 값을 전력량 산출부(116)로 전송한다. The electricity meter calculation module 110 relates to a conventional general electricity meter, and senses the current and voltage flowing through the electricity consumer using the current sensing unit 112 and the voltage sensing unit 114, and measures the detected current value and the voltage value. Transfer to the calculator 116.

전류 센싱부(112)는 비접촉방식으로 선로의 흐르는 전류의 크기를 측정하고, 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후, 전력량 산출부(116)로 전송한다.The current sensing unit 112 measures the magnitude of the current flowing in the line in a non-contact manner, converts the measured analog signal into a digital signal, and then transmits the measured amount to the power calculating unit 116.

전압 센싱부(114)는 선로(Line)과 중성선(Neutral)에 연결되어 선로를 통해 입력되는 전압과 중선선을 통해 출력되는 전압 차이를 통해 수용가의 사용 전압을 측정한 후, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후 누설전류 측정 모듈(120)과 전력량 산출부(116)로 전송한다.The voltage sensing unit 114 is connected to a line and a neutral line to measure the use voltage of the customer through the voltage difference inputted through the line and the voltage output through the center line, and then converts the analog signal into a digital signal. After conversion to the leakage current measuring module 120 and the power amount calculation unit 116 is transmitted.

전력량 산출부(116)에서는 전류 값과 전압 값을 사용하여 수용가에서 사용한 전력량을 계산하여 마이크로 컨트롤러(130)로 전송한다. The power calculator 116 calculates the amount of power used by the customer using the current value and the voltage value, and transmits the calculated amount to the microcontroller 130.

누설전류 측정 모듈(120)은 본원발명의 핵심 구성요소로서 선로의 흐르는 누설전류를 측정하여 무효성분과 유효성분으로 구별하여 측정한다.Leakage current measurement module 120 is a key component of the present invention by measuring the leakage current flowing in the line by measuring the reactive component and the effective component.

누설전류 측정 모듈(120)은 센싱부(121), 제 1,2펄스 발생부(122,123), 시간차 비교부(124), 위상차 산출부(125), 누설전류 산출부(126), 및 제 2표시부(127)를 포함한다.The leakage current measuring module 120 includes the sensing unit 121, the first and second pulse generators 122 and 123, the time difference comparator 124, the phase difference calculator 125, the leakage current calculator 126, and the second. The display unit 127 is included.

센싱부(121)는 선로(Line)와 중성선(Neutral)의 외경에 영상변류기(Zct)를 설치하여 선로를 통해 입력된 전류와 중성선을 통해 출력되는 전류 차를 측정하여 수용가 구내의 누설전류를 측정한다. 그리고, 이때 측정되는 누설전류는 저항성 누전전류와 용량성 누전전류의 벡터합으로서 수용가의 누전상태를 정확히 나타내지는 않는다.The sensing unit 121 measures the difference between the current input through the line and the current output through the neutral line by installing an image current transformer (Zct) on the outer diameters of the line and the neutral line to measure the leakage current in the customer premises. do. In addition, the leakage current measured at this time is a vector sum of the resistive leakage current and the capacitive leakage current, and does not accurately represent the leakage state of the consumer.

제 1펄스 발생부(122)는 센싱부(121)에 의해 측정된 누설전류의 아날로그 신호를 디지털 신호인 펄스신호로 발생시킨다..The first pulse generator 122 generates an analog signal of the leakage current measured by the sensing unit 121 as a pulse signal which is a digital signal.

제 2펄스 발생부(123)는 전력량계 계산 모듈(110)의 전압 센싱부(114)에 의해 측정된 전압을 수신하여 디지털 신호인 펄스신호로 발생시킨다.The second pulse generator 123 receives the voltage measured by the voltage sensing unit 114 of the wattmeter calculation module 110 and generates the pulse signal as a digital signal.

시간차 발생부(124)는 제 1,2펄스 발생부(122,123)로부터 수신된 전류펄스 신호와 전압펄스 신호의 시간차를 산출하여 위상차 발생부(125)로 전송하고, 위상차 발생부(125)에서 1사이클 주기에 대한 전류, 전압 펄스의 시간차 비율을 계산하여 전압에 대한 전류의 위상차를 산출한다.The time difference generator 124 calculates a time difference between the current pulse signal and the voltage pulse signal received from the first and second pulse generators 122 and 123, and transmits the time difference to the phase difference generator 125. The phase difference of the current with respect to the voltage is calculated by calculating the ratio of the time difference between the current and the voltage pulse with respect to the cycle period.

누설전류 산출부(126)는 센싱부(121)에 의해 측정된 누설전류와 위상차 발생부(125)에서 산출된 위상각을 사용하여 유효성분인 저항성 누전전류와 무효성분인 용량성 누전전류를 산출한다. The leakage current calculator 126 calculates a resistive leakage current as an active ingredient and a capacitive leakage current as an active component using the leakage current measured by the sensing unit 121 and the phase angle calculated by the phase difference generator 125. do.

저항성 누전전류와 용량성 누전전류의 산출은 도 2를 참조할 수 있다.The calculation of the resistive leakage current and the capacitive leakage current may refer to FIG. 2.

제 2표시부(127)는 누설전류 측정 모듈(120)의 필수 구성요소는 아니지만 저항성 누전전류와 용량성 누전전류의 값은 사용자가 인지할 수 있도록 표시한다. 그리고, 저항성 누전전류와 용량성 누전전류의 값이 사용자가 설정해 놓은 기준을 초과할 경우 알람을 발생시키는 기능을 추가로 장착할 수 있다.Although the second display unit 127 is not an essential component of the leakage current measuring module 120, the values of the resistive leakage current and the capacitive leakage current are displayed so that the user can recognize them. In addition, a function of generating an alarm when the value of the resistive leakage current and the capacitive leakage current exceeds a threshold set by a user may be additionally installed.

마이크로 컨트롤러(130)는 전력량 계산 모듈(110)에서 계산된 수용가 전력 사용량 데이터와 누설전류 측정 모듈(120)에서 측정된 누설전류(저항성 누전전류, 용량성 누전전류) 데이터를 통합하여 통신모듈(140)을 통해 상위 서버로 전송한다.The microcontroller 130 integrates the customer power usage data calculated by the power calculation module 110 and the leakage current (resistive leakage current, capacitive leakage current) data measured by the leakage current measurement module 120 to communicate the module 140. ) To the parent server.

통신모듈(140)은 전력선 통신(PLC), 지그비(Zigbee), 또는 무선통신(RF) 중 선택되는 하나의 통신방식을 사용하여 데이터를 원격 전송함으로써, 원격지의 상위 서버에서 수용가의 전력 사용량뿐만아니라 누설전류 즉, 저항성 누전전류와 용량성 누전전류에 대한 정확한 데이터를 수신하여 감시하도록 한다.The communication module 140 remotely transmits data by using one communication method selected from power line communication (PLC), Zigbee, or wireless communication (RF), so that not only the power consumption of the customer at the remote server of the remote site is used. Receive and monitor accurate data on leakage current, that is, resistive leakage current and capacitive leakage current.

제 1표시부(150)는 마이크로 컨트롤러에서 수신된 데이터를 사용자가 육안으로 볼 수 있도록 나타내는 부분으로, 기존의 전력량계와 같이 전력 사용량만을 표시하거나, 제 2표시부(127)에 나타나는 누설전류(저항성 누전전류, 용량성 누전전류) 값에 의해 누전 위험을 표시할 수 있다.The first display unit 150 displays the data received from the microcontroller so that the user can see the naked eye. The first display unit 150 displays only the power consumption as in the conventional electricity meter, or the leakage current (resistive leakage current that appears on the second display unit 127). In addition, the risk of leakage may be indicated by the capacitive leakage current value.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 누설 전류 측정 모듈의 신호 흐름을 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating a signal flow of a leakage current measuring module according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 센싱부(121)에 의해 측정된 전류값에 있어서 수용가 측에 용량성 누전전류의 성분이 발생하면 전압보다 앞서는 위상차(θ)가 발생하게 된다. Referring to FIG. 2, when a component of the capacitive leakage current is generated on the customer side in the current value measured by the sensing unit 121, a phase difference θ preceding the voltage is generated.

이에 따라, 전류에 대한 펄스 신호를 나타내는 제 1펄스 발생부(122)에서는 센싱부에서 검출한 sine파의 시작점에서 펄스를 발생시킨 후, 발생된 펄스값을 시간차 비교부(124)로 전송한다. Accordingly, the first pulse generator 122 representing the pulse signal for the current generates a pulse at the start point of the sine wave detected by the sensing unit, and then transmits the generated pulse value to the time difference comparator 124.

그리고, 전압의 펄스 신호를 나타내는 제 2펄스 발생부(123)는 전압 센싱부(114)에 의해 센싱된 전압의 sine파의 시작점에서 펄스를 발생시킨 후, 발생된 펄스값을 시간차 비교부(124)로 전송한다. The second pulse generator 123 representing the pulse signal of the voltage generates a pulse at the start point of the sine wave of the voltage sensed by the voltage sensor 114, and then compares the generated pulse value with the time difference comparator 124. To send).

시간차 비교부(124)에서는 위상이 다른 두 개의 펄스 신호(전류 펄스 신호, 전압 펄스 신호)를 수신하여 두 펄스 신호의 시간차(T)를 산출한 후, 위상차 산출부(125)로 전송한다.The time difference comparator 124 receives two pulse signals (current pulse signal and voltage pulse signal) having different phases, calculates the time difference T between the two pulse signals, and then transmits them to the phase difference calculator 125.

위상차 산출부(125)는 1사이클에 대한 시간차(T)를 산출할 수 있으며, 시간차(T)가 산출되면 위상차(θ)를 산출할 수 있다. The phase difference calculator 125 may calculate a time difference T for one cycle. When the time difference T is calculated, the phase difference calculator 125 may calculate the phase difference θ.

즉, 전류와 전압의 파형에서 1초에 60사이클이므로, 1사이클의 시간은 1/60(0.016666667)초가 된다. 그리고 1사이클의 위상각은 360도이므로 하기의 식에 의해 위상각을 산출할 수 있다.That is, since 60 cycles per second in the waveform of current and voltage, the time of one cycle is 1/60 (0.016666667) seconds. And since the phase angle of one cycle is 360 degrees, the phase angle can be calculated by the following equation.

1/60초 : 360도 = T(초) : X(도)1/60 second: 360 degrees = T (seconds): X (degrees)

X(도) = [T(초) × 360도] / (1/60)초X (degrees) = [T (seconds) × 360 degrees] / (1/60) seconds

예를 들어, 시간차(T)가 0.0035초로 측정이 된다면 위상차는 For example, if the time difference T is measured as 0.0035 seconds, the phase difference is

(0.0035 × 360) / (1/60)의 식에 의해 75.6도로 산출할 수 있다.It can be calculated at 75.6 degrees by the formula (0.0035 × 360) / (1/60).

누설전류 산출부(126)는 위상차 산출부(125)에 의해 산출된 위상각을 적용하여 하기의 식에 의해 저항성 누전전류와 용량성 누전전류를 산출한다.The leakage current calculation unit 126 calculates the resistive leakage current and the capacitive leakage current by the following equation by applying the phase angle calculated by the phase difference calculation unit 125.

저항성 누전전류(Igr) = 누설전류(센싱부(121)에 의해 측정된 값) × CosθResistive leakage current Igr = leakage current (value measured by the sensing unit 121) × Cosθ

용량성 누전전류(Igr) = 누설전류(센싱부(121)에 의해 측정된 값) × SinθCapacitive leakage current Igr = leakage current (value measured by the sensing unit 121) × Sinθ

예를 들어, 센싱부(121)에 의해 측정된 누설전류 값이 2mA이고, 위상차 산출부(125)에 의해 측정된 값이 75.6도 가정할 경우, 저항성 누전전류는 0.5mA(2mA × Cos 75.6도)로 산출되며, 용량성 누전전류는 1.94mA(2mA × Sin 75.6도)로 산출할 수 있다. For example, assuming that the leakage current value measured by the sensing unit 121 is 2 mA and the value measured by the phase difference calculator 125 is 75.6 degrees, the resistive leakage current is 0.5 mA (2 mA × Cos 75.6 degrees). The capacitive leakage current can be calculated as 1.94 mA (2 mA × Sin 75.6 degrees).

참고로, 위의 계산을 검산해보면 Root(0.52 + 1.942) = Root(0.25 + 3.75) = 2mA가 됨을 알 수 있다.For reference, if you check the above calculation, you can see that Root (0.5 2 + 1.94 2 ) = Root (0.25 + 3.75) = 2mA.

본 발명에 의하면, 전류와 전압의 펄스에 대한 시간차를 산출하고, 그에 따라 저항성 누전전류와 용량성 누전전류의 크기를 각각 산출함으로, 아날로그 신호가 아닌 디지털 신호를 사용함에 따라 누설전류 측정 모듈을 한 개의 회로 칩에 소형화 할 수 있으며 정확도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by calculating the time difference with respect to the pulse of the current and voltage, and calculates the magnitude of the resistive leakage current and the capacitive leakage current, respectively, by using a digital signal rather than an analog signal, It can be miniaturized in two circuit chips and improves accuracy.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계를 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a remote meter reading meter having a leakage current measurement function according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 누설 전류 측정 모듈의 신호 흐름을 나타낸 도면.2 is a view showing a signal flow of the leakage current measuring module according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>            <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 전력량계 110 : 전력량 계산 모듈100: power meter 110: power calculation module

112 : 전류 센싱부 114 : 전압 센싱부112: current sensing unit 114: voltage sensing unit

116 : 전력량 산출부 120 : 누설전류 측정 모듈116: power calculation unit 120: leakage current measuring module

121 : 센싱부 122 : 제 1펄스 발생부121: sensing unit 122: first pulse generator

123 : 제 2펄스 발생부 124 : 시간차 비교부123: second pulse generator 124: time difference comparison unit

125 : 위상차 산출부 126 : 누설전류 산출부125: phase difference calculator 126: leakage current calculator

127 : 제 2표시부 130 : 마이크로 컨트롤러127: second display unit 130: microcontroller

140 : 통신모듈 150 : 제 1표시부140: communication module 150: first display unit

Claims (4)

삭제delete 선로의 전압 및 전류를 측정하여 사용 전력량을 계산한 후, 상기 사용 전력량을 전력량 산출부에 전송하는 전력량 계산 모듈;A power amount calculating module for measuring a voltage and a current of a line to calculate a used power amount and then transmitting the used power amount to a power amount calculating unit; 선로의 누설 전류를 측정하고, 상기 선로의 전압 및 누설 전류의 펄스 신호를 발생시켜 상기 펄스 신호의 시간차 및 위상차를 통해 저항성 누전전류와 용량성 누전전류를 계산하는 누설전류 측정 모듈; A leakage current measuring module for measuring a leakage current of a line, generating a pulse signal of the voltage and the leakage current of the line, and calculating a resistive leakage current and a capacitive leakage current based on a time difference and a phase difference of the pulse signal; 상기 계산된 저항성 누전전류, 용량성 누전전류 및 상기 사용 전력량을 통합하는 마이크로 컨트롤러; 및A microcontroller integrating the calculated resistive leakage current, capacitive leakage current and the amount of power used; And 상기 마이크로 컨트롤러에 의해 통합된 데이터를 상위 서버로 전송하는 통신모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계에 있어서, A remote meter reading power meter including a leakage current measurement function, comprising: a communication module for transmitting the data integrated by the micro-controller to a higher server, 상기 누설전류 측정 모듈은, 영상 변류기를 통해 상기 선로의 누설 전류를 측정하는 센싱부;The leakage current measuring module may include: a sensing unit measuring leakage current of the line through an image current transformer; 상기 전력량계에 의해 측정된 선로 전압과 상기 누설 전류 각각의 펄스 신호를 발생시키는 제 1,2펄스 발생부;First and second pulse generators generating pulse signals of each of the line voltage and the leakage current measured by the power meter; 상기 제 1,2펄스 발생부로부터 상기 선로 전압 펄스 신호와 누설 전류 펄스 신호를 수신하여 시간차를 비교하는 시간차 비교부;A time difference comparison unit for receiving the line voltage pulse signal and the leakage current pulse signal from the first and second pulse generators and comparing the time difference; 상기 시간차 비교부에 의해 계산된 시간차를 통해 상기 선로 전압 펄스와 누설 전류 펄스의 위상차를 계산하는 위상차 산출부; 및A phase difference calculator for calculating a phase difference between the line voltage pulse and the leakage current pulse based on the time difference calculated by the time difference comparator; And 상기 위상차를 통해 저항성 누전전류와 용량성 누전전류를 각각 계산하여 상기 전력량계의 컨트롤러로 전송하는 누설전류 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계.And a leakage current calculating unit configured to calculate a resistive leakage current and a capacitive leakage current through the phase difference, and transmit the calculated leakage current to the controller of the watt-hour meter. 제 2항에 있어서, 상기 저항성 누전전류는 상기 센싱부에 의해 측정된 누설 전류와 코사인 위상각(cosθ)의 곱으로 계산하고, 상기 용량성 누설전류는 상기 센싱부에 의해 측정된 누설 전류와 사인 위상각(sinθ)의 곱으로 계산하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계.The method of claim 2, wherein the resistive leakage current is calculated by multiplying the leakage current measured by the sensing unit and the cosine phase angle (cosθ), and the capacitive leakage current is measured by the leakage current measured by the sensing unit. A remote meter reading power meter with a leakage current measurement function, characterized in that calculated by the product of the phase angle (sin θ). 제 2항에 있어서, 상기 누설전류 측정 모듈에 의해 계산된 상기 저항성 누전전류와 용량성 누설전류의 값이 기준치를 초과하는지 판단하여, 초과할 경우 누전을 표시하는 알림 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누설 전류 측정 기능을 포함하는 원격 검침용 전력량계.The method of claim 2, further comprising: a notification display unit for determining whether the values of the resistive leakage current and the capacitive leakage current calculated by the leakage current measuring module exceed a reference value, and displaying a short circuit if exceeded. Remote meter reading power meter that includes a leakage current measurement function.
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