KR101225449B1

KR101225449B1 - 통합형 고저항 접지장치

Info

Publication number: KR101225449B1
Application number: KR1020120103663A
Authority: KR
Inventors: 백용호
Original assignee: 백용호
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2013-01-24

Abstract

본 발명은 통합형 고저항 접지장치에 관한 것으로, 제1 전력기기(101)의 중성점(N1)과 대지 사이에서 직병렬로 접속되어서 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 최소 전류치로 감쇄시키는 제1 저항블록(111); 제1 저항블록(111)으로 과전류가 흐름에 따라 동작하는 제1 메타 릴레이(141); 제1 메타 릴레이(141)의 동작에 따라서 접점 동작을 하는 제1 펄스 컨택터(161); 제2 전력기기(102)의 중성점(N2)과 대지 사이에 직병렬로 연결된 다수의 저항으로 구성되어 지락으로 인한 순간 과전류를 감쇄시키는 제2 저항블록(112); 제2 저항블록(112)으로 과전류가 흐름에 따라 동작하는 제2 메타 릴레이(151); 제2 메타 릴레이(151)의 동작에 따라서 접점 동작을 하는 제2 펄스 컨택터(162); 제3 전력기기(103)의 중성점(N3)과 대지 사이에 설치되어 지락으로 인해 순간 과전류를 최소 전류치로 감쇄시키는 제3 저항(113)을 포함하여 구성되고, 제1, 2 저항블록(111, 112) 및 제3 저항의 대지 쪽 단자는 공통 노드(Nc)로 접속되며, 공통 노드(Nc)와 대지 사이에 구비되어서 지락을 검출하는 지락 계전기(120)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 이에 의하면, 하나의 통합된 접지장치로 3 대의 발전기(또는 변압기) 모두에 대해서 고저항 접지할 수 있는 이점이 있다.

Description

통합형 고저항 접지장치{INTEGRATED HIGH RESISTANCE GROUND DEVICE}

본 발명은 고저항 접지장치에 관한 것으로, 특히 하나의 통합된 접지장치로 3 대의 발전기(또는 변압기) 모두에 대해서 고저항 접지할 수 있도록 함으로써, 제품의 초기 설치 작업 비용 및 인건비를 줄일 수 있도록 하고, 설치 후에는 하나의 접지장치만을 모니터링하면 되므로 종래에 비하여 제품의 유지 관리 비용을 줄일 수 있도록 하며, 제품이 차지하는 점유공간을 줄일 수 있어서 좁은 공간에서도 설치할 수 있도록 하며, 제품의 부품수를 줄여서 원가를 절감할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 통합형 고저항 접지장치에 관한 것이다.

주지하다시피, 산업 현장에서는 지락으로 인한 시스템의 파손 및 인명 피해를 미연에 방지하기 위해 변압기 또는 발전기에 접지장치를 설치하여 사용하고 있다.

일찌기, 산업 현장의 3상 4선식 전력 공급방식에서는 지락으로 인한 시스템의 파손 및 인명 피해를 방지하기 위해 델타(Δ) 방식인 비접지 방식을 채택하여 사용하였다. 그러나, 상기 비접지 방식은 한 번에 많은 전동기나 부스바가 소손되는 경우가 빈번하게 발생하였고, 이러한 비접지 방식의 문제점을 분석해 본 결과 아아크(Arcing) 또는 공명 접지 장애(Resonant Ground Fault)에 의한 오버 전압(Over Voltage)이 그 원인임을 알게 되었다.

따라서, 국내외의 대부분의 산업 현장에서는 상술한 비접지 방식의 문제점을 극복하기 위해 직접 접지방식을 채택하여 사용하였다. 하지만, 이러한 종래의 직접 접지방식도 상술한 델타(Δ) 방식인 비접지 방식의 문제점은 극복할 수 있지만, 지락시 대전류로 인한 돌발적인 정전 현상, 발화위험 및 화재 등에 의한 시스템의 막대한 손실 및 인명 피해를 극복할 수는 없었다. 특히, 정유공장, 화학공장, 제지공장, 섬유공장, 반도체공장 및 LNG 인수기지 등과 같은 산업 현장에서는 지락시 돌발적인 정전으로 인해 시스템의 운전이 중단되게 되면 생산 제품의 특성상 치명적인 재산상의 피해를 입게 되는데, 상술한 종래의 직접 접지 방식에 의하면 이러한 재산상의 피해를 전혀 극복할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 극복하기 위해서 제안된 기술이 본원발명의 출원인에 의해서 특허등록된 대한민국 등록특허 10-0572466 호(공고일: 2006년04월18일, 발명의 명칭: 고저항 접지장치)가 알려져 있으며, 등록특허 10-0572466 호에 의한 고저항 접지장치는 그 등록공보에 상술되어 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

그런데, 위 등록특허 10-0572466 호에 의한 고저항 접지장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 등록특허 10-0572466 호에 의한 고저항 접지장치는 발전기나 변압기마다 1:1로 설치하여야 했는데, 예컨대 발전기나 변압기의 개수가 3 대인 경우에는 3 개의 고저항 접지장치를 구비하고 이를 각각의 발전기나 변압기마다 설치해야만 했다.

예컨대 반도체 제조 라인에 설치되는 변압기나 발전기의 경우에는 그 설치 간격이 상당히 멀어서 발전기나 변압기 마다 1:1로 설치하는 경우에는 설치 작업 시간이 많이 들고 설치 인건비가 높아지는 문제가 있었다.

또한, 설치 후에도 각각의 접지장치마다 인력을 배치하여 모니터링해야 했으므로 유지 관리 비용이 높아지는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 통합형 고저항 접지장치의 목적은,

첫째, 3 대의 발전기 또는 변압기에 대해서 모두 고저항 접지장치를 설치할 필요가 있는 경우, 그 발전기나 변압기 각각에 대해서 개별로 접지장치를 설치할 필요가 없이 하나의 접지장치만으로도 3 대의 발전기나 변압기에 고저항 접지장치를 구현할 수 있도록 하고,

둘째, 하나의 통합된 접지장치로 3 대의 발전기(또는 변압기) 모두에 대해서 고저항 접지할 수 있도록 함으로써, 제품의 초기 설치 작업 비용 및 인건비를 줄일 수 있도록 하고, 설치 후에는 하나의 접지장치만을 모니터링하면 되므로 종래에 비하여 제품의 유지 관리 비용을 줄일 수 있도록 하며,

셋째, 한 개의 접지장치만으로도 3 대의 발전기 또는 변압기에 대하여 접지할 수 있도록 하여 제품이 차지하는 점유공간을 줄일 수 있어서 좁은 공간에서도 설치할 수 있도록 하고 그리하여 설치 공간 활용도를 높일 수 있도록 하며,

넷째, 각각 발전기 또는 변압기의 중성점과 연결된 저항수단의 대지 쪽 노드를 공통노드로 구성하고, 이 공통노드와 대지 사이에 하나의 지락 계전기와 하나의 전류미터를 구성하며, 3 대의 발전기 또는 변압기 중에서 어느 하나의 변압기 또는 발전기의 중성점에는 저항만을 연결하고 메타 릴레이나 펄스 컨택터를 채택 연결하지 않아도 되어서 부품수와 부품 조립 공수를 줄일 수 있어서 제품 원가를 낮출 수 있도록 하며,

다섯째, 대지에서 흘러오는 지락전류를 제1 저항모듈, 제2 저항모듈 및 제3 저항에서 분기되도록 함으로써 지락전류의 값이 작아지게 되어서 지락전류에 의한 위험부담을 줄일 수 있도록 하며,

여섯째, 3 대의 변압기(또는 발전기)의 운전 여부를 감지하여 운전하고 있는 발전기나 변압기에 대해서만 전력라인을 연결하고 현재 운전하고 있지 않은 변압기나 발전기에 대해서는 전력라인을 스위칭 오프할 수 있도록 함으로써, 전력 라인 결선의 편리성을 구현하고 또한 불량지점 검출의 효율성을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 한 통합형 고저항 접지장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 통합형 고저항 접지장치는, 변압기 또는 발전기의 중성점과 대지 사이에 설치되어 지락시 변압기 또는 발전기의 파손을 방지하는 접지장치에 있어서: 제1 변압기 또는 제1 발전기(이하, 제1 전력기기라고 칭함)의 중성점과 대지 사이에서 직병렬로 접속된 다수의 제1 저항으로 구성되고, 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 감쇄시키는 제1 저항블록; 상기 제1 저항블록에 병렬 접속되고, 상기 제1 저항블록으로 과전류가 흐름에 따라 동작하는 제1 메타 릴레이; 상기 제1 저항블록과 병렬접속되고, 상기 제1 메타 릴레이의 동작에 따라서 접점 동작을 하는 제1 펄스 컨택터(Pulse Contactor); 제2 변압기 또는 제2 발전기(이하, 제2 전력기기라고 칭함)의 중성점과 대지 사이에 구비되고, 직병렬로 연결된 다수의 저항으로 구성되어서, 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 감쇄시키는 제2 저항블록; 상기 제2 저항블록에 병렬 접속되고, 상기 제2 저항블록으로 과전류가 흐름에 따라 동작하는 제2 메타 릴레이; 상기 제2 저항블록과 병렬접속되고, 상기 제2 메타 릴레이의 동작에 따라서 접점 동작을 하는 제2 펄스 컨택터; 제3 변압기 또는 제3 발전기(이하, 제3 전력기기로 칭함)의 중성점과 대지 사이에 설치되어, 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 감쇄시키는 제3 저항을 포함하여 구성되고,

상기 제1 저항블록의 대지 쪽 단자와 상기 제2 저항블록의 대지 쪽 단자와 상기 제3 저항의 대지 쪽 단자는 공통 노드로 접속되며,

상기 공통 노드와 대지 사이에 구비되어서 지락을 검출하는 지락 계전기; 상기 제1 전력기기와 제3 전력기기 또는 제2 전력기기와 제3 전력기기의 전원라인에 연결되어서 동작전압으로 변환시키는 변압부; 상기 제1, 2 메타 릴레이 및 제1, 2 펄스 컨택터의 접점 동작에 기초하여 제1 전력기기와 제2 전력기기의 지락상태를 표시함과 동시에 불량지점 검출을 위한 펄스를 일정 간격으로 상기 제1 전력기기 및 제2 전력기기로 발생시키는 경보 및 펄스 발생 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 통합형 고저항 접지장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 3 대의 발전기 또는 변압기에 대해서 모두 고저항 접지장치를 설치할 필요가 있는 경우, 그 발전기나 변압기 각각에 대해서 개별로 접지장치를 설치할 필요가 없이 하나의 접지장치만으로도 3 대의 발전기나 변압기에 고저항 접지장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 하나의 통합된 접지장치로 3 대의 발전기(또는 변압기) 모두에 대해서 고저항 접지할 수 있도록 함으로써, 제품의 초기 설치 작업 비용 및 인건비를 줄일 수 있고, 설치 후에는 하나의 접지장치만을 모니터링하면 되므로 종래에 비하여 제품의 유지 관리 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

셋째, 한 개의 접지장치만으로도 3 대의 발전기 또는 변압기에 대하여 접지할 수 있도록 하여 제품이 차지하는 점유공간을 줄일 수 있어서 좁은 공간에서도 설치할 수 있고 그 결과 설치 공간 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.

넷째, 각각 발전기 또는 변압기의 중성점과 연결된 저항수단의 대지 쪽 노드를 공통노드로 구성하고, 이 공통노드와 대지 사이에 하나의 지락 계전기와 하나의 전류미터만을 구성하며, 3 대의 발전기 또는 변압기 중에서 어느 하나의 변압기 또는 발전기의 중성점에는 저항만을 연결하고 메타 릴레이나 펄스 컨택터를 채택 연결하지 않아도 되어서 부품수와 부품 조립 공수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 대지에서 흘러오는 지락전류를 제1 저항모듈, 제2 저항모듈 및 제3 저항에서 분기되도록 함으로써 지락전류의 값이 작아지게 되어서 지락전류에 의한 위험부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 3 대의 변압기(또는 발전기)의 운전 여부를 감지하여 운전하고 있는 발전기나 변압기에 대해서만 전력라인을 연결하고 현재 운전하고 있지 않은 변압기나 발전기에 대해서는 전력라인을 스위칭 오프할 수 있도록 함으로써, 전력 라인 결선의 편리성을 구현하고 또한 불량지점 검출의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치의 회로도이다.
도 2는 도 1에서 변압부(132)에 연결된 제1 제1 경보 발생부(140)와 제2 경보 발생부(150)와 펄스 발생부(160)의 회로도이다.

다음은 본 발명인 통합형 고저항 접지장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치는, 외부 시스템에 구비된 변압기 또는 발전기의 중성점(N1, N2, N3)과 대지 사이에 설치되어 지락시 외부 시스템의 파손을 방지하는 접지장치에 있어서, 제1 변압기 또는 제1 발전기(이하, 제1 전력기기(101)라고 칭함)의 중성점(N1)과 대지 사이에서 직병렬로 접속된 다수의 제1 저항(GRES1)으로 구성되고 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 최소 전류치로 감쇄시키는 제1 저항블록(111)과, 상기 제1 저항블록(111)에 병렬 접속되고 상기 제1 저항블록(111)으로 과전류가 흐름에 따라 동작하는 제1 메타 릴레이(Meter Relay)(141)와, 상기 제1 저항블록(111)과 병렬접속되고 상기 제1 메타 릴레이(141)의 동작에 따라서 접점 동작을 하는 제1 펄스 컨택터(Pulse Contactor)(161)와, 제2 변압기 또는 제2 발전기(이하, 제2 전력기기(102)라고 칭함)의 중성점(N2)과 대지 사이에 구비되고 직병렬로 연결된 다수의 저항으로 구성되어서 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 최소 전류치로 감쇄시키는 제2 저항블록(112)과, 상기 제2 저항블록(112)에 병렬 접속되고 상기 제2 저항블록(112)으로 과전류가 흐름에 따라 동작하는 제2 메타 릴레이(151)와, 상기 제2 저항블록(112)과 병렬접속되고 상기 제2 메타 릴레이(151)의 동작에 따라서 접점 동작을 하는 제2 펄스 컨택터(162)와, 제3 변압기 또는 제3 발전기(이하, 제3 전력기기(103)로 칭함)의 중성점(N3)과 대지 사이에 설치되어 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 최소 전류치로 감쇄시키는 제3 저항(113)을 포함하여 구성되고, 상기 제1 저항블록(111)의 대지 쪽 단자와 상기 제2 저항블록(112)의 대지 쪽 단자와 상기 제3 저항(113)의 대지 쪽 단자는 모두 공통 노드(Nc)로 접속되며, 상기 공통 노드(Nc)와 대지 사이에 구비되어서 지락을 검출하는 지락 계전기(120)와, 상기 제1 전력기기(101)와 제3 전력기기(103) 또는 제2 전력기기(102)와 제3 전력기기(103)의 전원라인(3 φ 중 2 가닥)에 연결되어서 소정의 동작전원으로 변환시키는 변압부(132)와, 상기 제1, 2 메타 릴레이(141, 151) 및 제1, 2 펄스 컨택터(161, 162)의 접점 동작에 기초하여 제1 전력기기(101)와 제2 전력기기(102)의 지락상태를 표시함과 동시에 불량지점 검출을 위한 펄스를 일정 간격으로 상기 제1 전력기기(101) 및 제2 전력기기(102)로 발생시키는 경보 및 펄스 발생 수단(140, 150, 160)과, 상기 변압부(132)로부터 공급되는 전압에 의해 구동되어 상기 지락 계전기(120)를 통해 지락이 검출되면, 일정 시간 동안 부저를 발생시키는 부저발생 수단(170)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하면, 예컨대 반도체 제조 라인과 같은 외부의 시스템에 3 대의 발전기(또는 변압기)(101, 102, 103)가 있고, 이 3 대의 전력기기(101, 102, 103)에 대해서 모두 고저항 접지장치를 설치할 필요가 있는 경우, 그 전력기기(101, 102, 103) 각각에 대해서 별개로 접지장치를 구성할 필요가 없이 하나의 접지장치만으로도 3 대의 전력기기(101, 102, 103)에 고저항 접지장치를 구현할 수 있는 이점이 있다.

따라서, 접지장치와 연결되는 발전기(또는 변압기)와 같은 전력기기의 개수가 3 개인 경우라도 각각의 발전기나 변압기마다 접지장치를 설치하지 않아도 되므로, 제품의 초기 설치 작업 비용 및 인건비를 줄일 수 있고, 한대의 접지장치로서 3 대의 변압기 내지 발전기 접지가 가능하므로 제품의 유지 보수 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 종래에는 발전기(또는 변압기)가 3 대인 경우에는 3 개의 접지장치가 필요했으나, 본원발명에 의하는 경우는 한 개의 접지장치만으로도 3 대의 발전기 또는 변압기에 대하여 접지할 수 있어서 제품이 차지하는 점유공간을 줄일 수 있어서 좁은 공간에서도 3 대의 발전기나 변압기를 접지할 수 있는 접지장치를 설치할 수 있는 이점이 있고, 그 결과 설치 공간 활용도를 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 각각 전력기기(101, 102, 103)의 중성점(N1, N2, N3)과 연결된 저항수단의 대지 쪽 노드를 공통노드로 구성하고, 이 공통노드(Nc)와 대지 사이에 하나의 지락 계전기(120)와 하나의 전류미터(193b)만으로 구성하며, 3 대의 전력기기(101, 102, 103) 중에서 제3 전력기기(103)의 중성점에는 저항만을 연결하고 메타 릴레이나 펄스 컨택터를 연결하지 않아도 되므로, 부품수와 부품 조립 공수를 줄일 수 있어서 제품 원가를 낮출 수 있는 이점이 있다.

상기와 같이 본원 발명의 일 실시예에서는 제3 전력기기(103)의 중성점에는 제3 저항(113)만을 구비하고 제1, 2 전력기기(101, 102)에서와 같은 메타 릴레이(141, 151)와 펄스 컨택터(161, 162)를 구비하지 않고 있는데 그 이유는 다음과 같다.

즉, 제1, 2 메타릴레이(141, 151)와 제1, 2 펄스 컨택터(161, 162)가 구비된 펄스 발생부(160)의 펄스 발생에 의해서 제1, 2 전력기기(101, 102)의 불량지점을 디텍팅할 수 있고, 여기서 불량지점을 검출하지 못한 경우에는 제3 전력기기(103)에 불량지점이 있다고 판단할 수 있기 때문에, 제3 전력기기(103)의 중성점(N3)에 메타 릴레이와 펄스 컨택터를 구비하지 않더라도 제3 전력기기의 불량지점을 검출할 수 있게 되는 것이다.

또한, 대지에서 흘러오는 지락전류가 제1 저항모듈(111), 제2 저항모듈(112) 및 제3 저항(113)에서 분기되므로 지락전류의 값이 작아지게 되고, 따라서 지락전류에 의한 위험부담을 줄일 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기 제1 저항모듈(111)은 복수의 제1 저항(GRES1)과 제1 단자대(111a)로 구성되는데, 각 제1 저항(GRES1) 사이의 노드와 제1 단자대(111a)의 단자는 단락선(63, 65)이 구성되어서 상기 제1 저항(GRES1)은 도 1에 도시된 바와 같이 직병렬 접속되며, 상기 제1 펄스 컨택터(161)는 상기 제1 단자대(111a)에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 저항모듈(112)은 복수의 제2 저항(GRES2)과 제2 단자대(112a)로 구성되는데, 각 제2 저항(GRES2) 사이의 노드와 제2 단자대(112a)의 단자는 단락선(68, 70)이 구성되어서 상기 제2 저항(GRES2)은 도 1에 도시된 바와 같이 직병렬 접속되며, 상기 제2 펄스 컨택터(162)는 상기 제2 단자대(112a)에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

통상 반도체 제조 라인에 이는 발전기 또는 변압기의 경우에 있어서는, 운전모드에서는 제1, 3 전력기기(101, 103)가 운전되고 제2 전력기기(102)는 휴지되며, 비상시에서는 제2, 3 전력기기(102, 103)가 운전되고 제1 전력기기(101)가 휴지된다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 예컨대, 제1 저항블록(111), 제2 저항블록(112), 변압부(132) 등과 같은 상기의 모든 구성들은 전면에 도어(미도시)가 설치된 사각 스탠드 형상의 하우징(미도시) 내에 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 상기 경보 및 펄스 발생 수단(140, 150, 160)은, 상기 변압부(132)로부터 공급되는 변압된 전압에 의해 구동되어 지락이 발생함에 따라 상기 제1 메타 릴레이(141)가 구동되면 경보를 발생시킴과 동시에 지락발생 상황을 운용자에게 디스플레이하는 제1 경보 발생부(140)와, 상기 변압부(132)로부터 공급되는 전압에 의해 구동되어 지락이 발생함에 따라 상기 제2 메타 릴레이(151)가 구동되면 경보를 발생시킴과 동시에 지락발생 상황을 운용자에게 디스플레이하는 제2 경보 발생부(150)와, 운용자의 선택에 따라 상기 제1, 2 펄스 컨택터(161, 162) 동작을 기초로 불량지점 검출을 위한 펄스를 일정 간격으로 제1 전력기기(101) 및 제2 전력기기(102)로 발생시키는 펄스 발생부(160)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 상기 제1 경보 발생부(140)는, 제1 전력기기(101)의 노말(nomal) 상태(정상 상태)를 표시하는 제1 녹색램프(G1)와, 제1 전력기기(101)의 지락시 위험 상태를 표시하는 제1 적색램프(R1)와, 상기 제1 메타 릴레이(141) 및 상기 제1 녹색램프(G1) 사이에 접속되어, 운용자의 누름 동작에 따라 상기 제1 녹색램프(G1)의 점등 상태를 테스트하는 제1 녹색램프 테스트 버튼(142)과, 상기 제1 메타 릴레이(141) 및 상기 제1 적색램프(R1) 사이에 접속되어 운용자의 누름 동작에 따라 상기 제1 적색램프(R1)의 점등 상태를 테스트하는 제1 적색램프 테스트 버튼(143)과, 상기 제1 메타 릴레이(141)의 a 접점에 접속되어 상기 제1 적색램프(R1)가 점등되면 일정 시간 동안 경보를 발생시키는 제1 알람(144)으로 구성되고, 상기 제1 메타 릴레이(141)는 상기 변압부(132)와 상기 제1 녹색램프(G1) 및 제1 적색램프(R1) 사이에 접속되어 노말 상태일 경우 상기 변압부(132)와 상기 제1 녹색램프(G1) 간의 b 접점을 단락시켜 상기 제1 녹색램프(G1)를 점등시키다가 지락이 발생함에 따라 상기 제1 메타 릴레이(141)가 구동되면 b 접점을 단선시키고 상기 변압부(132)와 상기 제1 적색램프(R1) 간의 a 접점을 단락시켜 상기 제1 녹색램프(G1)를 소등시키고 상기 제1 적색램프(R1)를 점등시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 상기 제2 경보 발생부(150)는, 제2 전력기기(102)의 노말 상태를 표시하는 제2 녹색램프(G2)와, 제2 전력기기(102)의 지락시 위험 상태를 표시하는 제2 적색램프(R2)와, 상기 제2 메타 릴레이(151) 및 상기 제2 녹색램프(G2) 사이에 접속되어, 운용자의 누름 동작에 따라 상기 제2 녹색램프의 점등 상태를 테스트하는 제2 녹색램프 테스트 버튼(152)과, 상기 제2 메타 릴레이(151) 및 상기 제2 적색램프(R2) 사이에 접속되어 운용자의 누름 동작에 따라 상기 제2 적색램프의 점등 상태를 테스트하는 제2 적색램프 테스트 버튼(153)과, 상기 제2 메타 릴레이(151)의 a 접점에 접속되어 상기 제2 적색램프(R2)가 점등되면 일정 시간 동안 경보를 발생시키는 제2 알람(154)으로 구성되고, 상기 제2 메타 릴레이(151)는 상기 변압부(132)와 상기 제2 녹색램프(G2) 및 제2 적색램프(R2) 사이에 접속되어 노말 상태일 경우 상기 변압부(132)와 상기 제2 녹색램프(G2) 간의 b 접점을 단락시켜 상기 제2 녹색램프(G2)를 점등시키다가 지락이 발생함에 따라 상기 제2 메타 릴레이(151)가 구동되면 b 접점을 단선시키고 상기 변압부(132)와 상기 제2 적색램프(R2) 간의 a 접점을 단락시켜 상기 제2 녹색램프(G2)를 소등시키고 상기 제2 적색램프(R2)를 점등시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 상기 펄스 발생부(160)는, 상기 제1 알람(144)의 동작에 따라서 스위칭하는 제1 알람 스위치(164)와, 상기 제2 알람(154)의 동작에 따라서 스위칭하는 제2 알람 스위치(165)와, 상기 제1, 2 알람 스위치(164, 165)에 접속되어 운용자의 선택에 따라 펄스 발생 모드를 선택하는 셀렉트 스위치(163)와, 상기 제1 펄스 컨택터(161)와 제2 펄스 컨택터(162)를 내부에 구비하고 펄스 컨택터 릴레이(PCR: Pulse Contactor Relay)를 구비하여서 상기 셀렉트 스위치(163)를 통해 펄스 발생 모드가 선택되면 불량지점 검출을 위한 펄스를 일정 간격으로 제1 전력기기(101) 또는 제2 전력기기(102)로 발생시키는 펄스 발생모듈(160')로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 상기 제1 전력기기(101) 내지 제3 전력기기(103)의 운전 상태를 감지하고 운전 중인 기기에 대해서는 기기 고유 ID와 함께 운전상태판별제어신호(예컨대, 운전 중인 경우에는 제1 제어신호 휴지 중인 경우에는 제2 제어신호)를 출력하는 운전상태 판단부(181)와, 상기 운전상태 판단부(181)와 변압부(132)[도 1에 도시된 바와 같이 파워 푸시버튼(131)이 구비된 경우에는 파워 푸시버튼(131)과 운전상태 판단부(181) 사이]사이에 구비되어서 상기 운전상태 판단부(181)에서 출력되는 제어신호에 따라서 해당 전력기기와 변압부(132)의 전력라인(L1, L2)을 연결하거나 단선하는 스위칭 모듈(182)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하면, 3 대의 변압기(또는 발전기)(101, 102, 103) 중에서 운전하고 있는 기기에 대해서만 상기 전력라인(L1, L2)을 연결하여 지락시 불량지점을 디텍팅할 수 있도록 하고, 현재 운전하고 있지 않은 변압기나 발전기에 대해서는 전력라인을 스위칭 오프함으로써 별도로 지락이 있는 불량지점에 대한 경보나 검출을 할 필요가 없도록 하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 상기 제1 전력기기(101)와 제3 전력기기(103) 또는 제2 전력기기(102)와 제3 전력기기(103)의 전원라인(3 φ 중 2 가닥)과 상기 변압부(132) 사이에 접속되어, 운용자의 누름동작에 따라 상기 변압기(또는 발전기)(101, 102, 103)의 중성점(N1, N2, N3)과 상기 변압부(132)를 스위칭 온/오프하는 파워 푸쉬버튼(131)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 상기 부저발생 수단(170)은, 상기 지락 계전기(120)를 통해 지락이 검출됨에 따라 구동되는 지락 릴레이(171)와, 상기 지락 릴레이(171)에 접속되어 노말 상태에서 운용자의 선택에 따라 부저 기능을 온시키는 부저선택 스위치(172)와, 상기 지락 릴레이(171)가 구동됨과 동시에 상기 부저선택 스위치(172)가 온 상태이면 일정 시간 동안 부저를 발생시키는 부저 발생부(173)와, 상기 지락 릴레이(171) 및 상기 부저 발생부(173) 사이에 접속되어, 운용자의 누름 동작에 따라 상기 부저 발생부를 스톱시키는 부저스톱 버튼(174)과, 부저 발생부(173)가 일정 시간 동안만 동작하도록 동작 시간을 설정하는 타이머(TR)로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치에 있어서, 상기 제1, 2 저항모듈(111, 112)의 양단 전압을 측정하는 제1, 2 전압 트랜듀서(191a, 192a)와, 상기 제1, 2 전압 트랜듀서(191a, 192a)를 통해 측정된 제1, 2 저항모듈(111, 112)의 양단 전압을 운용자에게 표시하는 제1, 2 전압 메터(191b, 192b)와, 상기 공통노드(Nc) 및 대지 사이에 구비되어서 지락시 상기 제1, 2 저항모듈(111, 112) 및 제3 저항(113)으로 흐르는 정격전류를 측정하는 전류 트랜듀서(193a)와, 상기 전류 트랜듀서(193a)를 통해 측정된 정격전류값을 운용자에게 표시하는 전류 메터(193b)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

미설명 부호 (PB1) 은 테스트 스위치(PB1)로서, 운용자의 선택에 따라 온되면 상기 변압기 또는 발전기의 중성점(N1, N2, N3)에 걸린 정격전압이 상기 제1, 2 저항모듈(111, 112)과 제3 저항(113)으로 흐르도록 스위칭하여 상기 제1, 2 메타 릴레이(141, 151)를 구동시키는 구성이다.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 통합형 고저항 접지장치의 동작에 대하여 기술한다.

선행적으로, 상기 스위칭 모듈(182)은 상기 운전상태 판단부(181)의 제어신호에 기초하여 제1, 2, 3 전력기기 중에서 운전중인 장비와 파워 푸쉬버튼(131)의 전력라인(L1, L2)을 스위칭 제어되어 있는 상태이다.

운용자는 상기 파워 푸쉬버튼(131)을 눌러 전원을 온시킨다. 그러면, 상기 변압부(30)는 변압기(또는 발전기)(101, 102, 103)의 중성점(N1, N2, N3)으로부터 정격전압(3상 4선식의 "220∼460V")을 입력받아 상용전압(110V/220V)으로 변환시켜 각 회로로 공급한다.

이후, 운용자는 부저선택 스위치(172)를 온시킨다. 이때, 지락이 발생하지 않은 노말 상태일 경우에는 상기 제1, 2 메타 릴레이(141, 151)에 아무런 변화가 없으며 상기 제1, 2 메타 릴레이(141, 151)의 b 접점에 있는 상태이어서, 제1, 2 녹색램프(G1, G2)가 점등되고 상기 셀렉트 스위치(163)도 노말 상태로 위치한다.

한편, 이러한 상황에서 지락이 발생하면, 상기 제1, 2 저항모듈(111, 112)과 제3 저항(113)은 지락으로 인해 발생한 순간 과전류를 최소 전류치로 상쇄시켜 변압기(또는 발전기)(101, 102, 103)를 보호한다.

이때, 상기 제1 메타 릴레이(141) 또는 제2 메타 릴레이(162)는 구동되고, 이와 동시에 지락 계전기(120)는 지락 발생 상황을 검출한다. 이러한 상황에서, 상기 전압 메터(191b, 192b) 및 전류 메터(193b)는 제1 저항모듈(111) 또는 제2 저항모듈(112)에 흐르는 순간 과전압 및 과전류를 운용자에게 표시한다.

상술한 바와 같이 지락 발생에 따라 제1 메타 릴레이(141) 또는 제2 메타 릴레이(162)가 구동되면, 상기 b 접점을 단선시키고 상기 변압부(30)와 상기 제1, 2 적색램프(R1, R2) 간의 a 접점을 단락시켜 상기 제1 녹색램프(G1) 또는 제2 녹색램프(G2)를 소등시키고 상기 제1 적색램프(R1) 또는 제2 적색램프(R2)를 점등시키며, 이로써 상기 제1 알람(144) 또는 제2 알람(154)에 전원이 공급되어 일정 시간 동안 운용자에게 경보가 발생 된다.

또한, 상기 지락 계전기(120)를 통해 지락이 검출됨에 따라 상기 지락 릴레이(171)가 구동되면, 부저 발생부(173)는 전원을 공급받아 일정시간 동안 운용자에게 부저를 발생시킨다. 이때, 운용자가 부저음을 듣다가 상기 부저스톱 버튼(174)을 누르면 상기 부저 발생부(173)의 부저(BZ)는 스톱된다.

한편, 운용자가 지락에 따른 경보 및 부저음을 들은 후, 상기 펄스 발생부(160)의 셀렉트 스위치(163)를 온시키면, 상기 펄스 발생모듈(160')는 불량지점 검출을 위한 펄스를 일정 간격(SET:0.75sec, 40pulse/1min)으로 변압기(또는 발전기)(101, 102, 103)로 발생시킨다. 이로써, 운용자는 시스템이 운전 중인 상태에서 커런트 디텍터(Current Detector)를 이용하여, 상기 펄스 발생모듈(160')에서 출력한 펄스를 통해 지락 선로를 찾을 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.

101, 102, 103 : 변압기, 발전기 N1, N2, N3 : 중성점
Nc : 공통 노드 111 : 제1 저항블록
GRES1 : 제1 저항 111a : 제1 단자대
112 : 제2 저항블록 GRES2 : 제2 저항
112a : 제2 단자대 113 : 제3 저항
120 : 지락 계전기 131 : 파워 푸쉬버튼
132 : 변압부 140 : 제1 경보 발생부
141 : 제1 메타 릴레이 142 : 제1 녹색램프 테스트 버튼
G1 : 제1 녹색램프 R1 : 제1 적색램프
143 : 제1 적색램프 테스트 버튼 144 : 제1 알람
150 : 제2 경보 발생부 151 : 제2 메타 릴레이
G2 : 제2 녹색램프 R2 : 제2 적색램프
152 : 제2 녹색램프 테스트 버튼 153 : 제2 적색램프 테스트 버튼
154 : 제2 알람 160 : 펄스 발생부
160': 펄스 발생모듈 161 : 제1 펄스 컨택터
162 : 제2 펄스 컨택터 163 : 셀렉트 스위치
164 : 제1 알람 스위치 165 : 제2 알람 스위치
170 : 부저발생 수단 171 : 지락 릴레이
172 : 부저선택 스위치 173 : 부저 발생부
174 : 부저스톱 버튼 TR : 타이머
181 : 운전상태 판단부 182 : 스위칭 모듈
191a: 제1 전압 트랜듀서 191b: 제1 전압 메터
192a: 제2 전압 트랜듀서 192b: 제2 전압 메터
193a: 전류 트랜듀서 193b: 전류 메터

Claims

변압기 또는 발전기의 중성점(N1, N2, N3)과 대지 사이에 설치되어 지락시 변압기 또는 발전기의 파손을 방지하는 접지장치에 있어서:
제1 변압기 또는 제1 발전기(이하, 제1 전력기기(101)라고 칭함)의 중성점(N1)과 대지 사이에서 직병렬로 접속된 다수의 제1 저항(GRES1)으로 구성되고, 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 감쇄시키는 제1 저항블록(111);
상기 제1 저항블록(111)에 병렬 접속되고, 상기 제1 저항블록(111)으로 과전류가 흐름에 따라 동작하는 제1 메타 릴레이(141);
상기 제1 저항블록(111)과 병렬접속되고, 상기 제1 메타 릴레이(141)의 동작에 따라서 접점 동작을 하는 제1 펄스 컨택터(Pulse Contactor)(161);
제2 변압기 또는 제2 발전기(이하, 제2 전력기기(102)라고 칭함)의 중성점(N2)과 대지 사이에 구비되고, 직병렬로 연결된 다수의 저항으로 구성되어서, 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 감쇄시키는 제2 저항블록(112);
상기 제2 저항블록(112)에 병렬 접속되고, 상기 제2 저항블록(112)으로 과전류가 흐름에 따라 동작하는 제2 메타 릴레이(151);
상기 제2 저항블록(112)과 병렬접속되고, 상기 제2 메타 릴레이(151)의 동작에 따라서 접점 동작을 하는 제2 펄스 컨택터(162);
제3 변압기 또는 제3 발전기(이하, 제3 전력기기(103)로 칭함)의 중성점(N3)과 대지 사이에 설치되어, 지락으로 인해 순간 과전류가 발생하면 이를 감쇄시키는 제3 저항(113)을 포함하여 구성되고,
상기 제1 저항블록(111)의 대지 쪽 단자와 상기 제2 저항블록(112)의 대지 쪽 단자와 상기 제3 저항(113)의 대지 쪽 단자는 공통 노드(Nc)로 접속되며,
상기 공통 노드(Nc)와 대지 사이에 구비되어서 지락을 검출하는 지락 계전기(120);
상기 제1 전력기기(101)와 제3 전력기기(103) 또는 제2 전력기기(102)와 제3 전력기기(103)의 전원라인에 연결되어서 동작전압으로 변환시키는 변압부(132);
상기 제1, 2 메타 릴레이(141, 151) 및 제1, 2 펄스 컨택터(161, 162)의 접점 동작에 기초하여 제1 전력기기(101)와 제2 전력기기(102)의 지락상태를 표시함과 동시에 불량지점 검출을 위한 펄스를 일정 간격으로 상기 제1 전력기기(101) 및 제2 전력기기(102)로 발생시키는 경보 및 펄스 발생 수단(140, 150, 160)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 통합형 고저항 접지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 경보 및 펄스 발생 수단(140, 150, 160)은,
상기 변압부(132)로부터 공급되는 상용전압(110V/220V)에 의해 구동되어, 지락이 발생함에 따라 상기 제1 메타 릴레이(141)가 구동되면 경보를 발생시킴과 동시에 지락발생 상황을 운용자에게 디스플레이하는 제1 경보 발생부(140);
상기 변압부(132)로부터 공급되는 상용전압(110V/220V)에 의해 구동되어, 지락이 발생함에 따라 상기 제2 메타 릴레이(151)가 구동되면 경보를 발생시킴과 동시에 지락발생 상황을 운용자에게 디스플레이하는 제2 경보 발생부(150);
상기 제1, 2 펄스 컨택터(161, 162) 동작을 기초로, 불량지점 검출을 위한 펄스를 일정 간격으로 상기 제1 전력기기(101) 및 제2 전력기기(102)로 발생시키는 펄스 발생부(160)로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합형 고저항 접지장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 경보 발생부(140)는,
제1 전력기기(101)의 노말(nomal) 상태(정상 상태)를 표시하는 제1 녹색램프(G1)와, 제1 전력기기(101)의 지락시 위험 상태를 표시하는 제1 적색램프(R1)와, 상기 제1 메타 릴레이(141) 및 상기 제1 녹색램프(G1) 사이에 접속되어, 운용자의 누름 동작에 따라 상기 제1 녹색램프(G1)의 점등 상태를 테스트하는 제1 녹색램프 테스트 버튼(142)과, 상기 제1 메타 릴레이(141) 및 상기 제1 적색램프(R1) 사이에 접속되어 운용자의 누름 동작에 따라 상기 제1 적색램프(R1)의 점등 상태를 테스트하는 제1 적색램프 테스트 버튼(143)과, 상기 제1 메타 릴레이(141)의 a 접점에 접속되어 상기 제1 적색램프(R1)가 점등되면 일정 시간 동안 경보를 발생시키는 제1 알람(144)으로 구성되고, 상기 제1 메타 릴레이(141)는 상기 변압부(132)와 상기 제1 녹색램프(G1) 및 제1 적색램프(R1) 사이에 접속되어 노말 상태일 경우 상기 변압부(132)와 상기 제1 녹색램프(G1) 간의 b 접점을 단락시켜 상기 제1 녹색램프(G1)를 점등시키다가 지락이 발생함에 따라 상기 제1 메타 릴레이(141)가 구동되면 b 접점을 단선시키고 상기 변압부(132)와 상기 제1 적색램프(R1) 간의 a 접점을 단락시켜 상기 제1 녹색램프(G1)를 소등시키고 상기 제1 적색램프(R1)를 점등시키는 것을 특징으로 하고,
상기 제2 경보 발생부(150)는,
제2 전력기기(102)의 노말 상태를 표시하는 제2 녹색램프(G2)와, 제2 전력기기(102)의 지락시 위험 상태를 표시하는 제2 적색램프(R2)와, 상기 제2 메타 릴레이(151) 및 상기 제2 녹색램프(G2) 사이에 접속되어, 운용자의 누름 동작에 따라 상기 제2 녹색램프의 점등 상태를 테스트하는 제2 녹색램프 테스트 버튼(152)과, 상기 제2 메타 릴레이(151) 및 상기 제2 적색램프(R2) 사이에 접속되어 운용자의 누름 동작에 따라 상기 제2 적색램프의 점등 상태를 테스트하는 제2 적색램프 테스트 버튼(153)과, 상기 제2 메타 릴레이(151)의 a 접점에 접속되어 상기 제2 적색램프(R2)가 점등되면 일정 시간 동안 경보를 발생시키는 제2 알람(154)으로 구성되고, 상기 제2 메타 릴레이(151)는 상기 변압부(132)와 상기 제2 녹색램프(G2) 및 제2 적색램프(R2) 사이에 접속되어 노말 상태일 경우 상기 변압부(132)와 상기 제2 녹색램프(G2) 간의 b 접점을 단락시켜 상기 제2 녹색램프(G2)를 점등시키다가 지락이 발생함에 따라 상기 제2 메타 릴레이(151)가 구동되면 b 접점을 단선시키고 상기 변압부(132)와 상기 제2 적색램프(R2) 간의 a 접점을 단락시켜 상기 제2 녹색램프(G2)를 소등시키고 상기 제2 적색램프(R2)를 점등시키는 것을 특징으로 하며,
상기 펄스 발생부(160)는, 상기 제1 알람(144)의 동작에 따라서 스위칭하는 제1 알람 스위치(164)와, 상기 제2 알람(154)의 동작에 따라서 스위칭하는 제2 알람 스위치(165)와, 상기 제1, 2 알람 스위치(164, 165)에 접속되어 운용자의 선택에 따라 펄스 발생 모드를 선택하는 셀렉트 스위치(163)와, 상기 제1 펄스 컨택터(161)와 제2 펄스 컨택터(162)를 내부에 구비하고 상기 셀렉트 스위치(163)를 통해 펄스 발생 모드가 선택되면 불량지점 검출을 위한 펄스를 일정 간격으로 제1 전력기기(101) 또는 제2 전력기기(102)로 발생시키는 펄스 발생모듈(160')로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합형 고저항 접지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전력기기(101) 내지 제3 전력기기(103)의 운전 상태를 감지하고, 운전 중인 기기에 대해서는 기기 고유 ID와 함께 운전상태판별제어신호(운전은 제1 제어신호 휴지는 제2 제어신호)를 출력하는 운전상태 판단부(181);
상기 운전상태 판단부(181)에서 출력되는 제어신호에 따라서 해당 전력기기와 변압부(132)의 전력라인을 연결하거나 단선하는 스위칭 모듈(182)이 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 통합형 고저항 접지장치.