KR101267075B1 - 누설전류 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 누설전류 측정장치는 루프 형상의 프로브; 상기 루프 형상의 프로브의 중앙에 삽입되는 절연체; 상기 절연체의 중앙에 형성된 삽입구에 삽입되는 복수개의 케이블; 상기 루프 형상의 프로브에 소정 횟수로 감겨지는 구리선; 상기 구리선에 연결되는 저항; 및 상기 저항에 커넥터 또는 전선에 의해 연결되어 상기 케이블에서 누설되는 전류를 측정하는 누설전류 측정모듈을 포함한다. 본 발명에 의하면, 다수개의 소선으로 구성된 연선 2가닥의 케이블을 프로브의 중앙에 위치시켜 고정시킨 상태에서 케이블에서 발생되는 누설전류를 측정함으로써 케이블과 프로브의 위치에 따른 자계장 성분이 측정 결과에 영향을 미치지 않는 효과가 있다.

Description

누설전류 측정장치{PROBE FOR LEAKAGE CURRENT BETWEEN CABLE}

본 발명은 누설전류 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온라인 전기자동차의 급전라인에서 케이블의 소손 등으로 인하여 케이블에서 누설되는 전류를 측정하는 누설전류 측정장치에 관한 것이다.

전기/전자 분야에서 전압이나 전류, 전계, 자계 등과 같은 전기적 특성을 검출하기 위한 장치로서 전압계나 전류계 오실로 스코프 등의 계측기가 사용된다. 이와 같은 계측기는 통상적으로 본체 및 본체에 전기적으로 연결되는 프로브로 구성된다. 계측기는 이 프로브를 통해 측정하고자 하는 물체의 전기적 특성 정보를 제공받아 그 정보를 분석하기 때문에 피검사물에 대한 프로브의 접근성에 따라 전기적 특성 정보의 정확도와 검사자의 사용 편의성이 결정된다. 그러나, 기존의 전류 프로브(Probe)는 자기장의 영향을 받아 대전류 측정이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 다수개의 소선으로 구성된 연선 2가닥의 케이블을 프로브의 중앙에 위치시켜 고정시킨 상태에서 케이블에서 발생되는 누설전류를 측정함으로써 케이블과 프로브의 위치에 따른 자계장 성분이 측정 결과에 영향을 미치지 않도록 한 누설전류 측정장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 누설전류 측정장치의 일 측면에 따르면, 루프 형상의 프로브; 상기 루프 형상의 프로브의 중앙에 삽입되는 절연체; 상기 절연체의 중앙에 형성된 삽입구에 삽입되는 복수개의 케이블; 상기 루프 형상의 프로브에 소정 횟수로 감겨지는 구리선; 상기 구리선에 연결되는 저항; 및 상기 저항에 커넥터 또는 전선에 의해 연결되어 상기 케이블에서 누설되는 전류를 측정하는 누설전류 측정모듈을 포함한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온라인 전기자동차 시스템의 누설전류 측정장치의 일 측면에 따르면, 교류 전원을 공급하는 인버터; 도로의 길이 방향을 따라 매설되어 상기 인버터로부터 공급되는 전원을 공급받는 급전라인; 및 상기 인버터와 상기 급전라인의 사이에 접속되어 상기 급전라인에서 누설되는 전류를 측정하는 누설전류 측정장치를 포함한다.

본 발명에 의하면, 다수개의 소선으로 구성된 연선 2가닥의 케이블을 프로브의 중앙에 위치시켜 고정시킨 상태에서 케이블에서 발생되는 누설전류를 측정함으로써 케이블과 프로브의 위치에 따른 자계장 성분이 측정 결과에 영향을 미치지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 누설전류 측정 프로브의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에서 프로브의 정면도이다.
도 3은 도 1에서 프로브의 평면도이다.
도 4는 도 1에서 프로브의 측면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 누설전류 측정 프로브의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에서 프로브의 정면도이며, 도 3은 도 1에서 프로브의 평면도이고, 도 4는 도 1에서 프로브의 측면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 누설전류 측정 프로브는 루프 형상의 프로브(10)와, 루프 형상의 프로브(10)의 중앙에 삽입되는 절연체(30)와, 절연체(30)의 중앙에 형성된 삽입구(31)에 삽입되는 복수개의 케이블(50)과, 루프 형상의 프로브(10)에 소정 횟수만큼 감겨지는 구리선(70)과, 구리선(70)에 연결되는 저항(90)과, 저항(90)에 커넥터(110) 또는 전선(130)에 의해 연결되는 누설전류 측정기기(미도시됨)를 포함한다.

프로브(10)는 페라이트 재질로 된 직사각형의 루프 형상을 갖는다. 이러한 루프 형상의 프로브(10)에는 구리선(70)이 N회 감겨진다. 그리고, 구리선(70)에 연결되는 저항(90)의 값은 예를 들어, 프로브(10)에 구리선(70)이 50회 감겨진 경우 50[Ω]의 저항을 사용한다. 여기서, 저항 50[Ω]의 의미는 루프 형상의 프로브(10)에 구리선(70)이 50회 감겨져 있어 케이블(50)에서 누설되는 누설 전류의 미세한 값을 1:1 로 대응하기 위해 사용한다. 손실이 전혀 없다는 가정 하에 케이블(50)에 흐르는 전류를 1로 보면 프로브(10)에 전달되는 전류는 1/50 이 되고, 전압 측면에서 보면 V=I*R 이므로 전압도 1이 된다. 실제 활용시에는 기기 보호를 위해 500[Ω] 저항 10개를 병렬로 연결하여 갑작스런 큰 전류가 발생하여도 분산되어 저항이 타거나 파손되지 않도록 한다.

루프 형상의 프로브(10)의 중앙에 삽입되는 절연체(30)는 프로브(10)와 절연체(30)의 중앙에 형성된 삽입구(31)에 삽입되는 복수개의 케이블(50)을 절연시킨다.

케이블(50)은 다수개의 소선으로 구성된 연선 2가닥을 사용하며, 이러한 연선 2가닥의 케이블(50)은 절연체(30)의 중앙에 형성된 삽입구(31)에 삽입되어 고정됨으로써 케이블(50)과 프로브(10)의 위치에 따른 자계장 성분이 케이블(50)에서 발생되는 누설 전류의 측정에 영향을 미치지 않도록 한다.

케이블(50)을 절연체(30)의 중앙에 형성된 삽입구(31)에 삽입시켜 고정시키는 이유는 일반적 프로브는 범용성을 가져야 하므로 케이블 두께와 측정 위치에 제약을 덜 받기 위해 측정 부분이 실제 측정하려는 케이블 두께보다 큰 경우가 많다. 이에 프로브의 위치 및 각도에 따라 미세한 전류값의 오차가 발생하고 환경 및 측정자에 따라서도 값이 차이가 날 수 있기 때문이다.

저항(90)에는 연선 2가닥의 케이블(50)에 20 kHz의 대용량(200 A 이상) 전류가 흐르는 경우 케이블(50)에서 누설되는 누설 전류를 측정하기 위한 오실로 스코프(미도시됨)가 커넥터(110)에 의해 연결되거나 전압계(미도시됨)가 전선(130)에 의해 연결된다. 예를 들어, 오실로 스코프나 전압계와 같은 누설전류 측정기에서 측정된 전압이 0[V]이면 누설 전류가 없는 것으로 판단하고, 전압이 측정되면 해당 전압 만큼의 누설 전류가 발생된 것으로 판단한다.

본 발명에서 케이블 절단 후 직렬 연결로 직접 전류를 측정하지 않는 이유는 측정하려는 전류가 통상적인 60 Hz AC 전류가 아니고 20 kHz의 대용량(200 A 이상) 전류이기 때문에 일반적 60 Hz 장비는 소손의 우려가 있고, 고주파 전류의 표피 효과로 측정하고자 하는 전류의 정확한 값을 측정할 수 없기 때문이다.

또한, 본 발명의 프로브에 삽입되어 고정된 케이블에 통제된 20 kHz AC 성분의 전류를 흘려서 mA 단위로 교정을 하게 되면 손실 및 왜곡 부분에 대해 미리 교정값을 등록하여 실제의 값에 가깝게 측정할 수 있다.

전술한 누설전류 측정 프로브는 도로에 매설된 급전라인에서 무선으로 전력을 공급받아 주행하는 온라인 전기자동차의 급전라인에 적용될 수 있다. 인버터에서 급전라인으로 전력이 공급되어 급전라인에 대용량 전류가 흐르는 경우 본 발명의 프로브가 인버터와 급전라인의 사이에 접속되어 급전라인에 발생되는 누설전류를 측정할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 프로브 30 : 절연체
31 : 삽입구 50 : 케이블
70 : 구리선 90 : 저항
110 : 커넥터 130 : 전선

Claims (11)

1. 누설전류 측정장치로서,
   루프 형상의 프로브;
   상기 루프 형상의 프로브의 중앙에 삽입되는 절연체;
   상기 절연체의 중앙에 형성된 삽입구에 삽입되는 복수개의 케이블;
   상기 루프 형상의 프로브에 소정 횟수로 감겨지는 구리선;
   상기 구리선에 연결되는 저항; 및
   상기 저항에 커넥터 또는 전선에 의해 연결되어 상기 케이블에서 누설되는 전류를 측정하는 누설전류 측정모듈을 포함하는 누설전류 측정장치.
   
2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   청구항 1에 있어서,
   상기 프로브는 페라이트 재질로 된 직사각형의 루프 형상인
   것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
   
3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   청구항 1에 있어서,
   상기 루프 형상의 프로브의 중앙에 삽입되는 절연체는 상기 프로브와 상기 절연체의 중앙에 형성된 삽입구에 삽입되는 케이블을 절연시키는
   것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이블은 다수개의 소선으로 구성된 연선 2가닥을 사용하는
   것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 루프 형상의 프로브에 상기 구리선이 N회 감겨지는 경우 상기 구리선에 연결되는 저항은 N[Ω]의 저항값을 갖는
   것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
   
6. 온라인 전기자동차 시스템의 누설전류 측정장치로서,
   교류 전원을 공급하는 인버터;
   도로의 길이 방향을 따라 매설되어 상기 인버터로부터 공급되는 전원을 공급받는 급전라인; 및
   상기 인버터와 상기 급전라인의 사이에 접속되어 상기 급전라인에서 누설되는 전류를 측정하는 누설전류 측정장치를 포함하는 온라인 전기자동차 시스템의 누설전류 측정장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 누설전류 측정장치는,
   루프 형상의 프로브;
   상기 루프 형상의 프로브의 중앙에 삽입되는 절연체;
   상기 절연체의 중앙에 형성된 삽입구에 삽입되는 복수개의 급전라인 케이블;
   상기 루프 형상의 프로브에 소정 횟수로 감겨지는 구리선;
   상기 구리선에 연결되는 저항; 및
   상기 저항에 커넥터 또는 전선에 의해 연결되어 상기 급전라인 케이블에서 누설되는 전류를 측정하는 누설전류 측정모듈을 포함하는
   것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차 시스템의 누설전류 측정장치.
   
8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   청구항 7에 있어서,
   상기 프로브는 페라이트 재질로 된 직사각형의 루프 형상인
   것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차 시스템의 누설전류 측정장치.
   
9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   청구항 7에 있어서,
   상기 루프 형상의 프로브의 중앙에 삽입되는 절연체는 상기 프로브와 상기 절연체의 중앙에 형성된 삽입구에 삽입되는 케이블을 절연시키는
   것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차 시스템의 누설전류 측정장치.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 케이블은 다수개의 소선으로 구성된 연선 2가닥을 사용하는
    것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차 시스템의 누설전류 측정장치.
    
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 루프 형상의 프로브에 상기 구리선이 N회 감겨지는 경우 상기 구리선에 연결되는 저항은 N[Ω]의 저항값을 갖는
    것을 특징으로 하는 온라인 전기자동차 시스템의 누설전류 측정장치.
    

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