KR101273415B1 - 절연감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무정전 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 전선로 및 부하입력단에 존재하는 정전용량의 크기에 관계없이 누전에 직접 관계하는 저항성분을 감시하는 절연감시시스템에 관한 것으로, 전선로 및 부하입력단에 존재하는 정전용량의 성분의 무효분 누설전류치가 매우 커서 누전에 직접 관계하는 저항성분에 의한 유효분 누설전류치가 누전에 직접 관계없는 정전용량성분에 의한 무효분 누설전류치의 영향으로 인하여 검출오차가 커지는 문제점을 해소하기 위하여 정전용량에 의한 무효분 누설전류성분과 반대방향으로 누설전류검출수단에 흘려 정전용량에 의한 무효분 누설전류성분이 누설전류검출수단에 매우 작게 흐르도록 하여 누전에 직접 관계되는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 고감도로 검출하여 유효분 누설전류치 또는 절연저항치를 표시하고 감시하는 전선로의 활선 절연감시시스템에 관한 것이다.

누설전류,활선,무정전,절연저항,유효분

Description

절연감시시스템{Insulation Detecting System }

도 1은 종래의 활선상태에서의 절연감시시스템의 실시 예의 설명도

도 2는 종래의 활선상태에서의 절연감시시스템의 또 다른 실시 예의 설명도

도 3은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시시스템 제1의 실시예의 연결접속 설명도

도 4는 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시시스템 제2의 실시예의 연결접속 설명도

도 5는 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시시스템 제3의 실시예의 연결접속 설명도

도 6은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시시스템 제4의 실시예의 연결접속 설명도

도 7은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시시스템 제5의 실시예의 연결접속 설명도

도 8은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시시스템 제6의 실시예의 연결접속 설명도

도 9는 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시시스템 제7의 실시예의 연결접속 설명도

도 10은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시시스템 제8의 실시예의 연결접속 설명도

도 11은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시장치의 제1의 실시 예의 내부 상세 설명도

도 12는 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시장치의 제2의 실시 예의 내부 상세 설명도

도 13은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시장치의 제3의 실시 예의 내부 상세 설명도

도 14는 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시장치의 제4의 실시 예의 내부 상세 설명도

도 15는 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시장치의 제5의 실시 예의 내부 상세 설명도

도 16은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시장치의 제6의 실시 예의 내부 상세 설명도

도 17은 본 발명의 3상 전선로에 있어 절연감시장치의 제7의 실시 예의 내부 상세 설명도

도 18은 본 발명의 3상 전선로용 절연감시장치의 실시예에 사용되는 대표적인 동작 플로우

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 변압기 2: 개폐기

3: 전선로(선로) 4: 부하설비

5: 접지선 6: 변압기용 접지

7: 접지 8: 전선로의 정전용량

9: 전선로의 대지간 절연저항 10: 영상변류기

12: 절연감시장치

21,21a,21b,21c: 무효전류보상권선

22a,22b,22c: 전압검출수단

31,31a,31b,31c: 전압검출부 32,32a,32b,32c: 전압용필터부

33a,33b,33c: 90도 이상부 34: 120도 이상부

35: 240도 이상부

41: 전류/전압변환부 42: 증폭부

43: 전류용필터부 44: 동기검파부

51,51a,51b.51c: 디지털/아날로그변환부

52,52a,52b,52c: 아날로그승산부

53,53a,53b,53c: 보상용필터부

54,54a,54b,54c: 제로크로스부

55,55a,55b,55c: 디지털승산부

56,56a,56b,56c: 파형정형부

61: 아날로그/디지털변환부 62: 연산제어부

63: 설정부 64: 표시부

65: 출력부 66: 기억부

본 발명은 3상 전선로의 절연상태를 정전시키지 않고 활선 상태에서 절연상태를 전선로 및 부하입력단에 상존하는 누전과는 직접 관계없는 정전용량의 성분의 무효분 누설전류의 크기에 관계없이 누전에 직접 관계되는 절연저항성분의 유효분 누설전류 또는 절연저항치를 활선상태에서 검출하는 절연감시시스템에 있어,

교류상용전압으로 인해 정전용량으로 흐르는 무효분의 누설전류가 매우 커서 절연저항으로 인해 흐르는 유효분의 누설전류가 매우 작을 때, 누설전류를 검출하는 영상변류기에 의해 검출되는 누설전류가 큰 무효분의 누설전류치때문에 유효분의 작은 누설전류치의 검출오차에 지대한 영향을 끼치는 영향을 배제하기 위해, 3상 전선로의 상용교류전압성분을 검출하고, 또한 상용교류주파수(60Hz 또는 50Hz)성분에 해당하는 누설전류를 영상변류기를 통해 검출한 후, 검출된 누설전류를 검출된 상용교류전압의 90도 위상차에 해당하는 무효분에 해당하는 누설전류를 취출하여 이 무효분에 해당하는 누설전류성분에 해당하는 전류를 영상변류기에 무효분 누설전류와 반대로 흘려 무효분에 해당하는 누설전류가 소거되도록 한 후, 누전과 직접 관계되는 유효분에 해당하는 누설전류성분만 영상변류기에서 검출되도록 하여 영상변류기에서 유효분의 누설전류가 정확하게 검출하고 절연저항치 및 저항성분에 해당하는 유효분 누설전류치를 표시하는 감시하는 절연감시시스템에 관한 것이다.

또한 무효분 누설전류제거전의 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류(Io)도 검출하여 비교Data로 사용되도록 하고, 부가적으로 검출된 Data를 미리 설정된 누설전류경보설정치보다 크면 경보발생시킬 수 있는 기능을 수행할 수 있다.

종래에는 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 파악감시하는 즉 누전을 검출하는 장치로는 도 1과 같이 변압기(1)과 부하(4)사이의 전선로(3)의 중간에 또는 변압기(1)의 중성점과 대지간에 연결된 접지선(5)의 중간에 변류기(10)를 설치하여 전선로(3)과 대지(7)간에 흐르는 정전용량(8)에 의한 누설전류한 무효분 누설전류(Ioc)와 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ior)의 벡터합에 해당하는 영상누설전류(Io=Ior+Ioc)를 상기의 영상변류기(10)에서 검출하고, 상기의 영상변류기(10)에서 검출되는 누설전류(Io)를 절연감시장치(12)에서 증폭과 필터링을 거쳐 미리 설정된 값보다 크면 경보를 표시하거나, 검출된 누설전류치를 표시하는 누전경보기 또는 누설전류계와 같은 절연감시시스템이 일반적으로 사용되어 왔다. 이와 유사한 장치로는 누전릴레이,누전차단기, 클램프 미터(Clamp Meter), 지락검출기 등이 있다.본 발명에서 "전선로" 또는 "전로"는 부하를 포함한 저압전선로뿐만아니라 고압배전선로도 모두 포함함을 의미한다.

상기에서 설명한 영상누설전류(Io)를 검출하여 절연상태를 감시하는 절연감시시스템은 전선로(3)와 대지간에 존재하는 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류 (Ior)와 선로가 긴 경우에 발생하는 정전용량과 부하설비의 입력단에 삽되어 있는 노이즈필터 등의 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류 (Ioc)의 벡터합으로 검출되기 때문에 절연저하(누전)가 발생하지 않고 절연저항이 매우 양호하여도 정전용량이 매우 크면 정전용량 성분에 의한 무효분 누설전류(Ioc)도 커지므로 절연상태가 불량한, 즉 누전 또는 미지락이 발생한 것으로 측정 검출되어 지는 문제점이 있어 왔다.

이러한 문제 때문에 외국에서는 활선상태에서 절연상태에 기인하는 절연저항성분에 해당하는 유효분 누설전류(Ior)를 검출하기 위해 일본 실용신안 공개 실개평7-29477 (절연성누설전류측정장치)를 사용하고 있다. 이 장치에 대해 간략하게 설명하면 3상 전선로방식이지만 도 2와 같은 구성으로 되어 있으며 일단접지된 변압기(1)의 접지선(5)에 흐르는 누설전류(Io)를 영상변류기(10)에서 검출하고, 전선로(3)에 절연감시장치(12)에서 별도로 충전부에 연결된 기준전압입력선을 통하여 일단접지된 상과 접지되지 않은 상간의 상전압에 해당하는 기준전압(Vrs)를 측정하고, 이 누설전류Io와 Vrs로 부터 위상차 θ를 구하여 이 위상차θ와 누설전류Io로 부터 저항성분에 해당하는 유효분 누설전류치(Ior)를 계산하고 있다. 이 방법은 여러 가지의 문제점이 있지만 전선로(3)과 대지간에 존재하는 절연저항(9)성분이 매우 작고 정전용량(8)성분이 매우 클 때에는 상용교류전압에 의해 대지로 누설되는 전류(Io)는 Ioc>>Ior이므로 영상변류기(10)에서 검출되는 누설전류는 매우 큰 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류(Ioc)로 인해 매우 작은 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ior)의 측정감도는 영상변류기(10)에서의 변류기의 자계특성이 저하되 어 정확한 측정을 할 수 없었고, 또한 종래에서 많이 사용되고 있는 영상누설전류(Io)가 표시되지 않아 정전용량에 의한 누설전류(Ioc)성분이 커서 영상누설전류(Ioc)가 크게 검출되는 지 비교할 수 있지 못하는 등의 다양한 정보를 누전관리자에게 제공하지 못하는 불편한 점이 있다. 그리고 정전용량(8)성분에 의한 영향을 선행기술인 일본 실용신안 공개 실개소58-180478(전선로대지정전용량보상장치)에서는 대지간에 존재하는 정전용량에 해당하는 값의 정전용량(8)에 해당하는 무효분의 누설전류를 영상변류기(10)에 반대방향으로 흐르도록 절연감시장치에 별도로 내장된 가변정전용량을 조작하여 영상변류기(10)에 흐르는 무효분의 누설전류를 소거시키는 방법을 적용하고 있다. 하지만 이 방법은 측정자가 가변정전용량을 조작해야 하는 불편한 점이 있어 왔다.

따라서, 대지간에 존재하는 정전용량(8)성분이 매우 큰 상태 즉 무효분 누설전류(Ioc)가 매우 큰 상태에서도 절연저항(9)성분이 매우 큰 즉 유효분 누설전류(Ior)이 매우 작은 상태에서 정확하게 유효분 누설전류(Ior)를 검출할 수 있는 절연감시시스템이 요구되어 왔다.

또한, 종래방법에 의해 검출되는 무효분 누설전류(Ioc)의 제거전의 영상누설전류(Io) 및 무효분 누설전류(Ioc)를 비롯한 여러가지 누전관리자에 필요한 검출Data를 제공함으로써 원활한 전선로 관리를 수행할 수 있는 절연감시시스템이 요구되어 왔다.

따라서 본 발명은 상기의 같은 누전과 직접 관계가 없는 대지간에 존재하는 정전용량(8)성분이 매우 큰 상태 즉 무효분 누설전류(Ioc)가 매우 큰 상태에서도 누전에 직접 관계되는 절연저항(9)성분이 매우 큰 즉 유효분 누설전류(Ior)이 작은 상태에서 정확하게 유효분 누설전류(Ior)를 검출하고, 실제 전선로(3)과 대지간에 흐르는 상용주파수성분의 영상누설전류(Io) 및 무효분 누설전류(Ioc)도 함께 검출 표시할 수 있는 절연감시시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 추가적으로 전선로(3)과 대지간의 상용교류주파수의 전압에 대한 절연저항(9)을 계산하여 표시,경보알람출력 및 입출력을 통한 원격제어할 수 있는 절연감시시스템을 제공하는 것으로 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 이하 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에 의하여 보다 명확해질 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 청구1항의 절연감시시스템은,

아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부와; 디지털값을 아날로그 값으로 변환하는 기능을 가진 디지털/아날로그변환부와; 아날로그성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산부와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부와; 각종 Data를 읽고 출력 시키고 연산기능을 가진 연산제어부와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부와;

전선로와 대지간에 존재하는 정전용량성분이 매우 커도 대지간에 존재하는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 정확하게 검출 감시하기 위해 전선로의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단과; 상기의 전압검출수단을 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부와; 상기의 전압검출부를 통해 변환된 전압성분중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부와; 상기의 전압용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압의 위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부와; 전선로과 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기와; 상기의 영상변류기의 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부와; 상기의 전류/전압변환부를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부와; 상기의 증폭부를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분을 취출하기 위한 전류용필터부와; 상기의 전류용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분을 상기의 전압용필터부를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분과 상기의 90도이상부에서 변환된 90도쉬프트전압성분을 위상동기검파하기 위한 동기검파부와; 상기의 영상변류기의 1차측에 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기의 무효전류보상권선에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부;로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 청구2항의 절연감시시스템은,

아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부와; 교류성분을 제로점에서 크기를 비교하여 디지털성분으로 변환하는 기능을 가진 제로크로스부와; 두가지 디지털성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 디지털승산부와; 디지털값을 아날로그값으로 변환하고 파형을 정형시키는 기능을 가진 파형정형부와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부와;

전선로와 대지간에 존재하는 정전용량성분이 매우 커도 대지간에 존재하는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 정확하게 검출 감시하기 위해 전선로의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단과; 상기의 전압검출수단을 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부와; 상기의 전압검출부를 통해 변환된 전압성분중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부와; 상기의 전압용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압의 위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부와; 전선로과 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기와; 상기의 영상변류기의 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부와; 상기의 전류/전압변환부를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부와; 상기의 증폭부를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분을 취출하기 위한 전류용필터부와; 상기의 전류용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분을 상기의 전압용필터부를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분과 상기의 90도이상부에서 변환된 90도쉬프트전압성분을 위상동기검파하기 위한 동기검파부와; 상기의 영상변류기의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기의 무효전류보상권선에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부;로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 청구3항의 절연감시시스템은,

아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부와; 디지털값을 아날로그 값으로 변환하는 기능을 가진 디지털/아날로그변환부와; 두가지 아날로그성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산부와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부와;

전선로와 대지간에 존재하는 정전용량성분이 매우 커도 대지간에 존재하는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 정확하게 검출 감시하기 위해 전선로의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단과; 상기의 전압검출수단을 통해 검출된 전압성분 을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부와; 상기의 전압검출부를 통해 변환된 전압성분중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부와; 상기의 전압용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압의 위상을 120도 쉬프트하기 위한 120도이상부와; 240도 쉬프트하기 위한 240도이상부와; 상기의 전압필터부와 120도이상부와 240도이상부의 전압위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부와; 전선로와 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기와; 상기의 영상변류기의 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부와; 상기의 전류/전압변환부를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부와; 상기의 증폭부를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분을 취출하기 위한 전류용필터부와; 상기의 전류용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분을 상기의 전압용필터부 및 120도이상부 및 240도이상부를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분과 상기의 90도이상부에서 변환된 90도쉬프트전압성분을 위상동기검파하기 위한 동기검파부와; 상기의 영상변류기의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기의 무효전류보상권선에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부;로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 청구4항의 절연감시시스템은,

아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부와 디지털값을 아날로그 값으로 변환하는 기능을 가진 디지털/아날로그변환부와; 두가지 아날로그성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산부와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부와;

전선로와 대지간에 존재하는 정전용량성분이 매우 커도 대지간에 존재하는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 정확하게 검출 감시하기 위해 전선로의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단과; 상기의 전압검출수단을 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부와; 상기의 전압검출부를 통해 변환된 전압성분중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부와; 상기의 전압용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압의 위상을 120도 쉬프트하기 위한 120도이상부와; 상기의 전압필터부와 120도이상부의 전압위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부와; 전선로와 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기와; 상기의 영상변류기의 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부와; 상기의 전류/전압변환부를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부와; 상기의 증폭부를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분을 취출하기 위한 전류용필터부와; 상기의 전류용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분을 상기의 전압용필터부 및 120도이상부를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분과 상기의 90도이상부에서 변환된 90도쉬프트전압성분을 위상동기검파하기 위한 동기검파부와; 상기의 영상변류기의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기의 무효전류보상권선에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부;로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 청구5항의 절연감시시스템은, 설정부에서 설정되는 경보설정치 또는 기억부에 저장된 경보설정치와 비교하여 누설전류치가 경보설정치보다 크거나 절연저항치가 경보설정치보다 작으면 표시부에서 부저나 LED,릴레이와 같은 수단을 사용하여 외부에 경보알람을 표시할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 절연감시시스템은 원격통신 및 제어하기 위한 입출력부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 절연감시시스템을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 ~ 도 10은 본 발명의 3상 전선로에 있어 실시형태의 절연감시시스템을 설치한 실시 예이고, 도 11~ 도 17은 도 3 ~ 도 10의 3상 전선로에 사용되는 절연감시장치(12)의 내부 상세 실시 예이다. 도 18은 도 11 ~ 도 17의 절연감시장치의 동작을 설명하기 위한 대표적인 흐름도의 실시 예이다.

3상 전선로에 있어서의 실시 예인 도 3과 도 11과 도 18에 대해 먼저 설명한다.

도 3에 있어서 1은 으로 변환하기 위한 변압기로 개폐기(2)를 통하여 전선로(3)에 전력을 공급한다. 5는 변압기(1)의 안전을 위하여 접지(6)에 연결하기 위한 접지선이다. 접지는 일반적으로 변압기의 접지는 2종 접지를 실시하고 있고, 부하측은 3종 접지를 실시하고 있으며, 앞으로는 2종,3종 접지를 구분하지 않고 공통접지로 변경될 가능성이 많다. 한편 개폐기(2) 및 전선로(3)을 통해 부하(4)로 전력이 공급이 되고 있는 상태에서 부하(4)를 포함한 전선로(3)과 대지간에는 절연저항(9)와 정전용량(8)이 존재한다. 상기의 절연저항(9)는 전선로(3) 및 부하(4)의 절연상태에 직접관계되는 것이고 절연저항(9)에는 전선로(3)과 대지간의 전압성분과 동위상의 누설전류 즉 유효분 누설전류(Ior)이 흐르고, 상기의 정전용량(8)은 부하입력단의 노이즈필터와 같은 정전용량성분과 케이블과 대지간에 존재하는 정전용량성분을 표시한 것이지만 절연상태 즉 절연상태와는 직접 관계되지 않는 것이고 정전용량(8)에는 전선로(3)과 대지간의 전압성분과 90도 위상차의 누설전류 즉 무효분 누설전류(Ioc)가 흐른다. 10는 전선로(3)의 대지간에 흐르는 누설전류성분 즉 영상누설전류(Io=Ior+Ioc)을 검출하기 위해 설치되는 영상변류기와 같은 누설전류검출수단으로 1차측은 감시하고자 하는 전선로를 통과시키고 2차측은 1차측에 흐르는 누설전류성분을 1차와 2차의 권선수에 비례한 누설전류성분이 출력된다. 그리고 이 영상변류기(10)에는 3상 전선로의 절연상태를 감시하는 경우에는 정전용량성분 에 의한 무효분 누설전류를 일정한 값이하로 검출되도록 전선로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류와는 반대방향으로 흘리기 위해 별도의 보조권선을 1차측에 도체로 설치하거나 또는 별도의 복수개의 3차권선을 설치하거나 또는 영상변류기(10)의 테스트용으로 사용하는 권선을 사용할 수도 있다.

12는 전선로(3)과 대지간의 절연상태인 절연상태를 감시하는 절연감시장치이다.

변압기(1)을 통해 전선로(3)에 전력이 공급되고 있는 상태에서 전선로(3) 또는 부하(4)의 절연상태가 따라 전선로(3)과 대지간에 누전에 직접관계되는 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ior)와 누전에 직접 관계되지 않는 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류(Ioc)가 부하측 3종 접지(7)와 변압기측 2종 접지(6)을 통해 누설전류(Io)가 흐른다. 이 누설전류(Io)는 유효분 누설전류(Ior)와 무효분 누설전류(Ioc)의 벡터합 성분으로 누설전류검출하는 영상변류기(10)에 의해 검출되어 절연감시장치(12)에 입력된다.

그리고, 상기의 누설전류(Io)에서 유효분 누설전류(Ior)와 무효분 누설전류(Ioc)를 구별하기 위해 전선로(3)의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단(22a,22b,22c)에 의해 검출된 상용교류전압성분이 절연감시장치(12)에 입력된다.

먼저 절연감시장치(12)의 제 1의 실시 예인 도 11 과 도 18에 대해 상세하게 설명한다.

도 18의 대표적인 실시 예와 같은 절연감시장치(12)의 내부의 기억부(66)에 저장된 주요 흐름에서 키패드나 스위치와 같은 부품으로 절연감시장치(12)에서 사 용되어지는 각종 Data 예를 들면 복수개의 절연감시장치(12)가 설치되어 있는 경우에 각 절연감시장치(12)별의 번호Address,경보설정치,주파수, 전선로(3)의 상전압, 각 구성요소별 증폭율 등과 같은 Data를 설정할 수 있는 기능을 가진 설정부(63)에서의 각종 Data설정흐름(100)이 실행되고 다음에 상기의 설정부(63)에 의해 설정되어진 각종 Data 또는 기억부(66)에 미리 저장되어 진 각종 Data 또는 외부 원격지에서 외부입출력부(65)를 통해 입력되어지는 각종 Data를 읽는 각종Data읽음흐름(110)의 동작이 실행되고 다음에 Vr2,Vs2,Vt2,Vr3,Vs3,Vt3읽음&저장흐름(120)이 실행되게 되면, 상기의 도 3 ~ 도 10의 절연감시시스템의 실시예의 누설전류검출수단(10)에서 검출된 누설전류(Io)와 전압검출수단(22a,22b,22c)에서 검출된 전압성분이 절연감시장치(12)로 입력된다. 상기의 전압검출수단(22a,22b,22c)에서 검출된 전압성분은 전압검출부(31a,31b,31c)에서 저항이나 콘덴서 또는 트랜스를 사용하여 절연감시장치(12)에서 사용가능한 전압으로 Devide되어 Vr1,Vs1,Vt1값으로 출력되고, 상기의 Vr1,Vs1,Vt1전압성분은 상용주파수성분과 상용주파수성분과 다른 성분의 노이즈성 성분이 혼합된 성분이므로 전압필터부(32a,32b,32c)에서 상용주파수성분의 전압성분(Vr2,Vs2,Vt2)만 취출한다. 상기의 전압필터부(32a,32b,32c)에서 취출한 상용주파수성분의 전압성분(Vr2,Vs2,Vt2)의 위상을 90도 쉬프트시키는 90도이상부(33a,33b,33c)으로 입력되어져 상기의 90도이상부(33a,33b,33c)에서는 상기의 상용주파수성분의 전압성분(Vr2,Vs2,Vt2)의 위상을 90도 쉬프트시킨 90도쉬프트전압성분(Vr3,Vs3,Vt3)로 변환시키다. 상기의 전압필터부(32a,32b,32c)에서 취출된 상용주파수성분의 전압성분(Vr2,Vs2,Vt2)과 90도쉬프트전압성분(Vr3,Vs3,Vt3)는 아 날로그값을 디지털값으로 변환하는 아날로그/디지털변환부(61)로 출력되어지고, 상기의 아날로그/디지털변환부(61)에서 상기의 Vr2,Vs2,Vt2와 Vr3,Vs3,Vt3값을 디지털값으로 변환되어 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 상기의 Vr2,Vs2,Vt2,Vr3,Vs3,Vt3의 Data가 저장되어진다.

다음에 Io1읽음&저장흐름(130)이 실행되어지면 상기에서 설명한 바와 같이 영상변류기(10)을 통해 검출된 영상누설전류성분(Io)는 전류를 전압으로 변환하는 전류/전압변환부(41)에서 전압성분으로 변환되어지고 증폭부(42)에서 증폭되어진 누설전류성분은 전류용필터부(43)에서 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)만 취출하여,상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장된다.

다음에 Iocr1,Iorr1,Iocs1,Iors1,Ioct1,Iort1읽음&저장흐름(134)이 실행되어지면 상기의 전류용필터부(43)에서 취출된 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분과 상기의 전압용필터부(32a,32b,32c)에서 취출한 상용주파수 성분의 전압성분(Vr2,Vs2,Vt2)와 상기의 90도이상부(33a,33b,33c)에서 변환된 90도쉬프트전압성분(Vr3,Vs3,Vt3) 6가지 성분이 위상을 동기검파하는 동기검파부(44)로 입력되어진다. 동기검파부(44)에서는 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분중 먼저 R상에 해당하는 90도쉬프트전압성분(Vr3)와 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)성분의 누설전류(Iocr1)성분을 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다시 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분을 상용주파수 성분의 전압성분(Vr2)과 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류(Ior)성분의 누설전류(Iorr1)를 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다음에 S상에 해당하는 90도쉬프트전압성분(Vs3)와 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)성분의 누설전류(Iocs1)성분을 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다시 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분을 상용주파수 성분의 전압성분(Vs2)과 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류(Ior)성분의 누설전류(Iors1)를 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고,세번째로 T상에 해당하는 90도쉬프트전압성분(Vt3)와 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)성분의 누설전류(Ioct1)성분을 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다시 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분을 상용주파수 성분의 전압성분(Vt2)과 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류(Ior)성분의 누설전류(Iort1)를 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장된다.

다음에 Iocr1<k*Iorr1조건만족? 흐름(140)이 실행되어지면 상기의 기억 부(66)에 저장된 무효분 누설전류성분인 Iocr1값이 유효분 누설전류성분인 Iorr1값에 일정 상수(k)를 곱한 값보다 큰가 작은가를 비교판단하게 된다. 상기의 k값은 0보다 큰 수이지만 전선로(3)의 설치운용상태인 전선로 길이가 길거나 부하(4)의 입력단에 정전용량이 크기 등에 따라 k의 값이 달리하는 것이 좋고, 일반적으로 k의 값은 1로 하는 것이 바람직하고 본 발명의 실시 예에서도 k값을 1로 한다. 이유는 유효분 누설전류(Ior)값과 무효분 누설전류(Ioc)값이 같으면 영상변류기(10)의 2차측에 검출되는 유효분 누설전류과 무효분 누설전류을 정확하게 검출할 수 있기때문이다. 상기의 Iocr1<k*Iorr1조건만족?흐름(140)을 만족 즉 Iorr1값이 Iocr1값보다 크면 Iocs1<k*Iors1조건만족?흐름(200)으로 실행하고,만족하지 않으면 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)값에 해당하는 Iocr1값이 절연저항(9)에 ㅎ흐르는 유효분 누설전류(Ior)값에 해당하는 Iorr1값보다 크면 상기의 영상변류기(10)의 1차권선에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)를 줄이기 위해 상기의 무효분 누설전류(Ioc)의 누설전류흐름과 반대방향으로 강제적으로 무효분 누설전류(Ioc)의 위상이 같은 성분을 흘리기 위한 값을 계산하는 R상무효분계산 흐름(150)을 실행한다.

상기의 R상무효분계산 흐름(150)이 실행되어지면, 상기의 각종Data읽음흐름(110)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 각종 Data와 상기의 Vr2,Vs2,Vt2, Vr3,Vs3,Vt3읽음&저장흐름(120)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 Vr3성분과 상기의 Io1읽음&저장흐름(130) 및 Iocr1,Iorr1,Iocs1,Iors1,Ioct1,Iort1읽음 & 저장흐름(134)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 Iocr1값 및 Iorr1값을 상기의 전압검출 부(31a,31b,31c)과 전압용필터부(32a,32b,32c)와 90도이상부(33a,33b,33c)의 상용주파수전압성분 검출에 관계되는 증폭율과 상기의 영상변류기(10)과 전류/전압변환부(41)과 증폭부(42)와 전류용필터부(43)과 동기검파부(44)의 상용주파수성분의 누설전류성분 검출에 관계되는 증폭율과 두가지 이상의 아날로그 성분을 승산(또는 믹싱)시키는 기능을 가진 아날로그승산부(52a,52b,52c)와 상용주파수성분의 값을 취출 및 전류값으로 변환시키는 기능을 가진 보상용필터부(53a,53b,53c)의 상용주파수성분의 무효분 누설전류성분의 제거에 관계되는 증폭율과 같은 Data를 이용하여 상기의 연산제어부(62)에서 연산과정을 통해 실제 전선로(3)과 대지간에 흐르는 정전용량(8)에 의한 상용주파수 성분의 무효분 누설전류(Ioc)와 거의 동일 크기의 R상의 무효분 제거누설전류값(Iocr3)을 계산한다. 상기에서의 R상의 무효분 제거누설전류값(Iocr3)은 다음과 같이 계산되고 다음 계산식에 사용되는 증폭율 또는 게인에 대한 상수 대한 정의는 다음과 같고, 이 값들은 상기의 설정부(63)에서 설정되거나 또는 미리 상기의 기억부(66)에 저장된 값들이다.

A1: 전압검출부(31a,31b,31c)의 증폭관련 계수

A2: 전압용필터부(32a,32a,32c)의 증폭관련 계수

A3: 90도이상부(33a,33b,33c)의 증폭관련 계수

B1: 영상변류기(10)의 1차/2차권수비율에 관한 증폭관련 계수

B2: 전류/전압변환부(41)의 증폭관련 계수

B3: 전류용필터부(43)의 증폭관련 계수

B4: 증폭부(43)의 증폭관련 계수

B5: 동기검파부(44)의 증폭관련 계수

C1: 아날로그승산부(52a,52b,52c)의 증폭관련 계수

C2: 보상용필터부(53a,53b,53c)의 증폭관련 계수

그리고 아날로그/디지털변환부(61) 및 디지털/아날로그변환부(51a,51a,51c)의 변환관련 증폭계수는 1로 한다.

상기의 식2의 Iocr값에 상기의 식1의 Iocr값을 대입하면 상기와 같이 Iocr3를 구할 수 있다.

다음에 R상 무효분제거흐름(160)이 실행되어지면 상기 연산제어부(62)에서 계산된 정전용량(8)에 의한 상용주파수성분의 무효분 제거누설전류값(Iocr3)을 상기의 디지털/아날로그변환부(51a)으로 값을 송출하고, 상기의 디지털/아날로그변환부(51a)에서는 아날로그값으로 변환되어 상기의 아날로그승산부(52a)로 입력되어진다. 상기의 아날로그승산부(52a)에서는 상기의 90도이상부(33a)에서 검출된 저주파성분의 90도전압성분(Vr3)와 상기 연산제어부(62)에서 계산되어 상기의 디지털/아날로그변환부(51a)를 통해 입력된 무효분 제거누설전류값(Iocr3)을 승산(믹싱)하여 전선로(3)과 대지간의 상용주파수성분의 전압과 90도 위상차를 가지게 하여 보상용필터부(53a)으로 송출한다. 상기의 보상용필터부(53a)에서는 다시 한번 전선로(3)과 대지간의 상용주파수전압와 같은 주파수가 되도록 필터링하고 또한 영상변류기(10)에 전선로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류와 반대방향으로 흐를 수 있도록 전류값으로 변환시켜 영상변류기(10)의 테스트선 또는 별도의 복수개의 보조권선으로 이루어진 무효전류보상권선(21a,21b,21c)으로 송출하여 영상변류기(10)의 2차측권선에 검출되는 무효분 누설전류성분이 일정한 값이하되도록 한다.

다음에 정전용량에 의한 무효분 누설전류가 상기의 영상변류기(10)에서 검출되어지는 가를 확인하기 위해 Iorr1,Iocr1읽음흐름(170)을 실행하여 상기에서 설명한 것과 같이 동기검파부(44)에서 검출되어 지는 유효분 누설전류(Iorr1)값과 무효분 누설전류(Iocr1)값을 상기의 아날로그/디지털변환부(61)을 통해 연산제어부(62)에서 읽고, 상기의 Iocr1<k*Iorr1조건만족?흐름(140)과 동일한 Iocr1<k*Iorr1조건만족?흐름(180)을 재실행하여 판단한다.

상기와 같이 k상수가 k=1인 경우에 상기의 R상 무효분 제거흐름(160)이 실행되어진 상태에서도 무효분 누설전류(Iocr1)값이 유효분 누설전류(Iorr1)값보다 크면 즉 아직도 R상의 무효분 누설전류가 영상변류기(10)을 통해 계속 일정한 값이상으로 검출되고 있으면 다시 상기의 R상 무효분계산(150)과 유사한 R상무효분 보정계산흐름(190)을 실행하고 나서 다시 R상 무효분 제거흐름(160)을 반복 실행한다. 한편 상기의 R상 무효분제거흐름(160)과 Iocr1,Iorr1읽음흐름(170)이 실행된 상태에서 R상의 무효분 누설전류(Iocr1)값이 유효분 누설전류(Iorr1)값보다 작으면 즉 무효분 누설전류가 영상변류기(10)을 통해 일정한 값이하로 검출되거나, 상기의 Io1읽음&저장(130) 및 Iocr1,Iorr1,Iocs1,Iors1,Ioct1,Iort1읽음&저장흐름(134)이 실행된 상태에서 R상의 무효분 누설전류(Iocr1)값이 유효분 누설전류(Iorr1)값보다 작은 상태이면 Iocs1<k*Iors1조건만족?흐름(200)을 실행하게 된다.

다음에 Iocs1<k*Iors1조건만족? 흐름(200)이 실행되어지면 상기의 기억부(66)에 저장된 무효분 누설전류성분인 Iocs1값이 유효분 누설전류성분인 Iors1값에 일정 상수(k)를 곱한 값보다 큰가 작은가를 비교판단하게 된다. 상기의 Iocs1<k*Iors1조건만족?흐름(200)을 만족 즉 Iors1값이 Iocs1값보다 크면 Ioct1<k*Iort1조건만족?흐름(260)으로 실행하고,만족하지 않으면 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)값에 해당하는 Iocs1값이 절연저항(9)에 ㅎ흐르는 유효분 누설전류(Ior)값에 해당하는 Iors1값보다 크면 상기의 영상변류기(10)의 1차권선에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)를 줄이기 위해 상기의 무효분 누설전류(Ioc) 의 누설전류흐름과 반대방향으로 강제적으로 무효분 누설전류(Ioc)의 위상이 같은 성분을 흘리기 위한 값을 계산하는 S상무효분계산 흐름(210)을 실행한다.

상기의 S상무효분계산 흐름(210)이 실행되어지면, 상기의 각종Data읽음흐름(110)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 각종 Data와 상기의 Vr2,Vs2,Vt2,Vr3,Vs3,Vt3읽음&저장흐름(120)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 Vr3성분과 상기의 Io1읽음&저장흐름(130) 및 Iocr1,Iorr1,Iocs1,Iors1,Ioct1,Iort1읽음 & 저장흐름(134)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 Iocs1값 및 Iors1값을 상기의 전압검출부(31a,31b,31c)과 전압용필터부(32a,32b,32c)와 90도이상부(33a,33b,33c)의 상용주파수전압성분 검출에 관계되는 증폭율과 상기의 영상변류기(10)과 전류/전압변환부(41)과 증폭부(42)와 전류용필터부(43)과 동기검파부(44)의 상용주파수성분의 누설전류성분 검출에 관계되는 증폭율과 두가지 이상의 아날로그 성분을 승산(또는 믹싱)시키는 기능을 가진 아날로그승산부(52a,52b,52c)와 상용주파수성분의 값을 취출 및 전류값으로 변환시키는 기능을 가진 보상용필터부(53a,53b,53c)의 상용주파수성분의 무효분 누설전류성분의 제거에 관계되는 증폭율과 같은 Data를 이용하여 상기의 연산제어부(62)에서 연산과정을 통해 실제 전선로(3)과 대지간에 흐르는 정전용량(8)에 의한 상용주파수 성분의 무효분 누설전류(Ioc)와 거의 동일 크기의 S상의 무효분 제거누설전류값(Iocs3)을 계산한다. 상기에서의 S상의 무효분 제거누설전류값(Iocs3)은 다음과 같이 계산되고 다음 계산식에 사용되는 증폭율 또는 게인에 대한 상수 대한 정의는 다음과 같고, 이 값들은 상기의 설정부(63)에서 설정되거나 또는 미리 상기의 기억부(66)에 저장된 값들이 다.

A1: 전압검출부(31a,31b,31c)의 증폭관련 계수

A2: 전압용필터부(32a,32a,32c)의 증폭관련 계수

A3: 90도이상부(33a,33b,33c)의 증폭관련 계수

B1: 영상변류기(10)의 1차/2차권수비율에 관한 증폭관련 계수

B2: 전류/전압변환부(41)의 증폭관련 계수

B3: 전류용필터부(43)의 증폭관련 계수

B4: 증폭부(43)의 증폭관련 계수

B5: 동기검파부(44)의 증폭관련 계수

C1: 아날로그승산부(52a,52b,52c)의 증폭관련 계수

C2: 보상용필터부(53a,53b,53c)의 증폭관련 계수

그리고 아날로그/디지털변환부(61) 및 디지털/아날로그변환부(51a,51a,51c)의 변환관련 증폭계수는 1로 한다.

상기의 식4의 Iocs값에 상기의 식3의 Iocs값을 대입하면 상기와 같이 Iocs3를 구할 수 있다.

다음에 S상 무효분제거흐름(220)이 실행되어지면 상기 연산제어부(62)에서 계산된 정전용량(8)에 의한 상용주파수성분의 무효분 제거누설전류값(Iocs3)을 상기의 디지털/아날로그변환부(51b)으로 값을 송출하고, 상기의 디지털/아날로그변환부(51b)에서는 아날로그값으로 변환되어 상기의 아날로그승산부(52b)로 입력되어진다. 상기의 아날로그승산부(52b)에서는 상기의 90도이상부(33b)에서 검출된 저주파성분의 90도전압성분(Vs3)와 상기 연산제어부(62)에서 계산되어 상기의 디지털/아날로그변환부(51b)를 통해 입력된 무효분 제거누설전류값(Iocs3)을 승산(믹싱)하여 전선로(3)과 대지간의 상용주파수성분의 전압과 90도 위상차를 가지게 하여 보상용필터부(53b)으로 송출한다. 상기의 보상용필터부(53b)에서는 다시 한번 전선로(3)과 대지간의 상용주파수전압와 같은 주파수가 되도록 필터링하고 또한 영상변류기(10)에 전선로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류와 반대방향으로 흐를 수 있도록 전류값으로 변환시켜 영상변류기(10)의 테스트선 또는 별도의 복수개의 보조권선으 로 이루어진 무효전류보상권선(21a,21b,21c)으로 송출하여 영상변류기(10)의 2차측권선에 검출되는 무효분 누설전류성분이 일정한 값이하되도록 한다.

다음에 정전용량에 의한 무효분 누설전류가 상기의 영상변류기(10)에서 검출되어지는 가를 확인하기 위해 Iors1,Iocs1읽음흐름(230)을 실행하여 상기에서 설명한 것과 같이 동기검파부(44)에서 검출되어 지는 유효분 누설전류(Iors1)값과 무효분 누설전류(Iocs1)값을 상기의 아날로그/디지털변환부(61)을 통해 연산제어부(62)에서 읽고, 상기의 Iocs1<k*Iors1조건만족?흐름(200)과 동일한 Iocs1<k*Iors1조건만족?흐름(240)을 재실행하여 판단한다.

상기와 같이 k상수가 k=1인 경우에 상기의 S상 무효분 제거흐름(220)이 실행되어진 상태에서도 무효분 누설전류(Iocs1)값이 유효분 누설전류(Iors1)값보다 크면 즉 아직도 S상의 무효분 누설전류가 영상변류기(10)을 통해 계속 일정한 값이상으로 검출되고 있으면 다시 상기의 S상 무효분계산(210)과 유사한 S상무효분 보정계산흐름(250)을 실행하고 나서 다시 S상 무효분 제거흐름(220)을 반복 실행한다. 한편 상기의 S상 무효분제거흐름(220)과 Iocs1,Iors1읽음흐름(230)이 실행된 상태에서 S상의 무효분 누설전류(Iocs1)값이 유효분 누설전류(Iors1)값보다 작으면 즉 무효분 누설전류가 영상변류기(10)을 통해 일정한 값이하로 검출되면 Ioct1<k*Iort1조건만족?흐름(200)을 실행하게 된다.

다음에 Ioct1<k*Iort1조건만족? 흐름(260)이 실행되어지면 상기의 기억부(66)에 저장된 무효분 누설전류성분인 Ioct1값이 유효분 누설전류성분인 Iort1값 에 일정 상수(k)를 곱한 값보다 큰가 작은가를 비교판단하게 된다. 상기의 Ioct1<k*Iort1조건만족?흐름(260)을 만족 즉 Iort1값이 Ioct1값보다 크면 Io2읽음&저장흐름(320)으로 실행하고,만족하지 않으면 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)값에 해당하는 Ioct1값이 절연저항(9)에 ㅎ흐르는 유효분 누설전류(Ior)값에 해당하는 Iort1값보다 크면 상기의 영상변류기(10)의 1차권선에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)를 줄이기 위해 상기의 무효분 누설전류(Ioc)의 누설전류흐름과 반대방향으로 강제적으로 무효분 누설전류(Ioc)의 위상이 같은 성분을 흘리기 위한 값을 계산하는 T상무효분계산 흐름(270)을 실행한다.

상기의 T상무효분계산 흐름(270)이 실행되어지면, 상기의 각종Data읽음흐름(110)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 각종 Data와 상기의 Vr2,Vs2,Vt2,Vr3,Vs3,Vt3읽음&저장흐름(120)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 Vr3성분과 상기의 Io1읽음&저장흐름(130) 및 Iocr1,Iorr1,Iocs1,Iors1,Ioct1,Iort1읽음 & 저장흐름(134)에서 실행되어 기억부(66)에 저장된 Iocs1값 및 Iors1값을 상기의 전압검출부(31a,31b,31c)과 전압용필터부(32a,32b,32c)와 90도이상부(33a,33b,33c)의 상용주파수전압성분 검출에 관계되는 증폭율과 상기의 영상변류기(10)과 전류/전압변환부(41)과 증폭부(42)와 전류용필터부(43)과 동기검파부(44)의 상용주파수성분의 누설전류성분 검출에 관계되는 증폭율과 두가지 이상의 아날로그 성분을 승산(또는 믹싱)시키는 기능을 가진 아날로그승산부(52a,52b,52c)와 상용주파수성분의 값을 취출 및 전류값으로 변환시키는 기능을 가진 보상용필터부(53a,53b,53c)의 상용주파수성분의 무효분 누설전류성분의 제거에 관계되는 증폭 율과 같은 Data를 이용하여 상기의 연산제어부(62)에서 연산과정을 통해 실제 전선로(3)과 대지간에 흐르는 정전용량(8)에 의한 상용주파수 성분의 무효분 누설전류(Ioc)와 거의 동일 크기의 T상의 무효분 제거누설전류값(Ioct3)을 계산한다. 상기에서의 T상의 무효분 제거누설전류값(Ioct3)은 다음과 같이 계산되고 다음 계산식에 사용되는 증폭율 또는 게인에 대한 상수 대한 정의는 다음과 같고, 이 값들은 상기의 설정부(63)에서 설정되거나 또는 미리 상기의 기억부(66)에 저장된 값들이다.

A1: 전압검출부(31a,31b,31c)의 증폭관련 계수

A2: 전압용필터부(32a,32a,32c)의 증폭관련 계수

A3: 90도이상부(33a,33b,33c)의 증폭관련 계수

B1: 영상변류기(10)의 1차/2차권수비율에 관한 증폭관련 계수

B2: 전류/전압변환부(41)의 증폭관련 계수

B3: 전류용필터부(43)의 증폭관련 계수

B4: 증폭부(43)의 증폭관련 계수

B5: 동기검파부(44)의 증폭관련 계수

C1: 아날로그승산부(52a,52b,52c)의 증폭관련 계수

C2: 보상용필터부(53a,53b,53c)의 증폭관련 계수

그리고 아날로그/디지털변환부(61) 및 디지털/아날로그변환부(51a,51a,51c)의 변환관련 증폭계수는 1로 한다.

상기의 식6의 Ioct값에 상기의 식5의 Ioct값을 대입하면 상기와 같이 Ioct3를 구할 수 있다.

다음에 T상 무효분제거흐름(280)이 실행되어지면 상기 연산제어부(62)에서 계산된 정전용량(8)에 의한 상용주파수성분의 무효분 제거누설전류값(Ioct3)을 상기의 디지털/아날로그변환부(51c)으로 값을 송출하고, 상기의 디지털/아날로그변환부(51c)에서는 아날로그값으로 변환되어 상기의 아날로그승산부(52c)로 입력되어진다. 상기의 아날로그승산부(52c)에서는 상기의 90도이상부(33c)에서 검출된 저주파성분의 90도전압성분(Vt3)와 상기 연산제어부(62)에서 계산되어 상기의 디지털/아 날로그변환부(51c)를 통해 입력된 무효분 제거누설전류값(Ioct3)을 승산(믹싱)하여 전선로(3)과 대지간의 상용주파수성분의 전압과 90도 위상차를 가지게 하여 보상용필터부(53c)으로 송출한다. 상기의 보상용필터부(53c)에서는 다시 한번 전선로(3)과 대지간의 상용주파수전압와 같은 주파수가 되도록 필터링하고 또한 영상변류기(10)에 전선로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류와 반대방향으로 흐를 수 있도록 전류값으로 변환시켜 영상변류기(10)의 테스트선 또는 별도의 복수개의 보조권선으로 이루어진 무효전류보상권선(21a,21b,21c)으로 송출하여 영상변류기(10)의 2차측권선에 검출되는 무효분 누설전류성분이 일정한 값이하되도록 한다.

다음에 정전용량에 의한 무효분 누설전류가 상기의 영상변류기(10)에서 검출되어지는 가를 확인하기 위해 Iort1,Ioct1읽음흐름(290)을 실행하여 상기에서 설명한 것과 같이 동기검파부(44)에서 검출되어 지는 유효분 누설전류(Iort1)값과 무효분 누설전류(Ioct1)값을 상기의 아날로그/디지털변환부(61)을 통해 연산제어부(62)에서 읽고, 상기의 Ioct1<k*Iort1조건만족?흐름(260)과 동일한 Ioct1<k*Iort1조건만족?흐름(300)을 재실행하여 판단한다.

상기와 같이 k상수가 k=1인 경우에 상기의 T상 무효분 제거흐름(230)이 실행되어진 상태에서도 무효분 누설전류(Ioct1)값이 유효분 누설전류(Iort1)값보다 크면 즉 아직도 T상의 무효분 누설전류가 영상변류기(10)을 통해 계속 일정한 값이상으로 검출되고 있으면 다시 상기의 T상 무효분계산(270)과 유사한 T상무효분 보정계산흐름(310)을 실행하고 나서 다시 T상 무효분 제거흐름(270)을 반복 실행한다. 한편 상기의 T상 무효분제거흐름(270)과 Ioct1,Iort1읽음흐름(290)이 실행된 상태 에서 T상의 무효분 누설전류(Ioct1)값이 유효분 누설전류(Iort1)값보다 작으면 즉 무효분 누설전류가 영상변류기(10)을 통해 일정한 값이하로 검출되면 Io2읽음&저장흐름(230)을 실행하게 된다.

상기의 Io2읽음&저장흐름(320)이 실행되어지면 상기에서 설명한 Io1읽음&저장흐름(130)과 같은 방법으로 상기의 전류용필터부(43)에서 상용주파수성분의 누설전류(Io2)를 취출하여, 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장된다.

다음에 Iocr2,Iorr2,Iocs2,Iors2,Ioct2,Iort2읽음&저장흐름(330)이 실행되어지면 상기의 전류용필터부(43)에서 취출된 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분과 상기의 전압용필터부(32a,32b,32c)에서 취출한 상용주파수 성분의 전압성분(Vr2,Vs2,Vt2)와 상기의 90도이상부(33a,33b,33c)에서 변환된 90도쉬프트전압성분(Vr3,Vs3,Vt3) 6가지 성분이 위상을 동기검파하는 동기검파부(44)로 입력되어진다. 동기검파부(44)에서는 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io2)성분중 먼저 R상에 해당하는 90도쉬프트전압성분(Vr3)와 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)성분의 누설전류(Iocr2)성분을 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다시 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io1)성분을 상용주파수 성분의 전압성 분(Vr2)과 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류(Ior)성분의 누설전류(Iorr2)를 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다음에 S상에 해당하는 90도쉬프트전압성분(Vs3)와 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)성분의 누설전류(Iocs2)성분을 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다시 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io2)성분을 상용주파수 성분의 전압성분(Vs2)과 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류(Ior)성분의 누설전류(Iors2)를 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고,세번째로 T상에 해당하는 90도쉬프트전압성분(Vt3)와 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 정전용량(8)에 흐르는 무효분 누설전류(Ioc)성분의 누설전류(Ioct2)성분을 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장되고, 다시 연산제어부(62)의 제어에 의해 상기의 상용주파수 성분의 누설전류(Io2)성분을 상용주파수 성분의 전압성분(Vt2)과 위상이 같은 성분의 누설전류, 즉 절연저항(9)에 흐르는 유효분 누설전류(Ior)성분의 누설전류(Iort2)를 취출하여 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 출력시켜 상기의 연산제어부(62)를 통하여 기억부(66)에 저장된다.

다음에 계산&표시흐름(340)이 실행되어지면, 상기의 각 흐름에서 기억부(66) 에 저장된 각종 Data 예를 들면 Vr2, Vs2, Vt2, Vr3, Vs3, Vt3, Io1, Ioc1, Ior1, Io2, Ioc2, Ior2등과 같은 검출된 Data 및 증폭관련계수를 사용하여 다음과 같은 계산식으로 표시할 수 있다.

전선로(3)과 대지간에 흐르는 절연저항(9)에 흐르는 유효분누설전류(Ior)은 다음의 식7로 계산되어 질 수 있다.

전선로(3)과 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)은 다음의 식8로 계산되어 질 수 있다.

전선로(3)과 대지간의 절연저항(R)은 다음의 식9로 계산되어 질 수 있다.

전선로(3)과 대지간에 흐르는 정전용량(8)에 흐르는 무효분누설전류(Ioc)은 다음의 식10로 계산되어 질 수 있다.

상기에서 설명한 수학식1~수학식10과 같이 다양한 종류의 누설전류값과 절연저항치를 계산할 수 있게 되어, 정전용량에 의해 대지로 누설되는 무효분 누설전류(Ioc)가 많이 흘러도 직접 누전에 관계되는 절연저항에 의한 유효분 누설전류(Ior)를 정확하게 검출할 수 있게 되며,또한 상기와 같이 실제 전선로(3)과 대지간에 흐르는 영상누설전류(Io)도 함께 검출 계산할 수 있어, 상기의 유효분 누설전류(Ior)뿐만 아니라 영상누설전류(Io) Data를 FND 또는 LCD와 같은 종류의 표시수단에 나타내거나 LED 또는 부저와 같은 표시수단에 출력하는 표시부(64)에 누설전류값이나 상태를 나타낼 수 있다.

또한 상기에서와 같이 실제 전선로(3)과 대지간의 전압에 의한 절연저항(R)값도 자동적으로 계산되어질 수 있고, 상기의 표시부(64)에 표시할 수 있다.

또한 상기의 무효분 누설전류의 보상제거전에 읽어 기억부(66)에 기억된 무효분 누설전류성분(Ioc1)을 이용하여 실제 전선로(3)에서 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분 누설전류(Ioc)를 계산할 수 있고 표시부(64)에 표시할 수도 있고,

또한 스위치나 키패드와 같은 종류의 수단을 이용하여 각종 data를 입력하거나 선택할 수 있는 기능을 가진 설정부(63)를 사용하여 상기의 각종 누설전류성분 및 절연저항치를 선택적으로 표시부(64)에 표시하거나, 상기의 설정부(63)에서 입력한 경보레벨 또는 상기의 기억부(66)에 기억된 경보레벨과 비교하는 방법을 통해 경보레벨보다 크거나(누설전류) 또는 작으면(절연저항) 표시부(64)에 경보상태를 표시할 수 있고, 또는 외부출력부(65)를 통해 상기에서 계산된 각종 Data나 경보알람을 출력시킬 수 있다.

다음에 본 발명의 3상전선로에 있어 절연감시시스템 제2의 연결접속 설명도인 도 4에 대해 간략하게 설명한다.

상기에서 도 4에 대해 간략하게 기술하였지만, 도 3과 도 4의 큰 차이점은 도 3에서는 누설전류검출수단인 영상변류기(10)을 변압기(1)과 부하(4)사이에 연결접속한 예로써 상기의 변류기(10)를 변압기(1)과 부하(4)사이의 전선로(3)에 어느 부분이든지 연결설치가능하다는 것을 설명하기 위한 것으로, 영상변류기(10)가 설치된 이후의 전선로(3) 및 부하(4)의 절연상태만 검출할 수 있는 것인 반면, 도 4에서는 영상변류기(10)를 변압기(1)와 접지(6)를 연결하는 접지선(5)의 중간에 설치연결한 것으로 변압기(1)의 2차측에서 전력공급하는 모든 전선로(3)와 부하(4)의 절연상태를 검출할 수 있다는 것을 설명한 것이다.

다음에 본 발명의 3상전선로에 있어 절연감시시스템 제3의 연결접속 설명도인 도 5에 대해 간략하게 설명한다.

본 제 3의 연결접속 설명도인 도 5는 상기에서 설명한 도 3과 거의 유사하고 도 3은 3상3선식 방식인 반면 도 5는 3상4선식에서도 본 발명을 사용할 수 있다는 것을 설명하기 위한 것으로 나머지 사항은 도 3과 같다.

다음에 본 발명의 3상전선로에 있어 절연감시시스템 제4의 연결접속 설명도인 도 6에 대해 간락하게 설명한다.

도 6은 상기에서 설명한 도 3과 도 5와 같은 변압기(1)의 2차측 결선인 와이결선으로 설명되어 있고, 상기의 도 3과 도 5에서는 전압검출수단을 3상 R,S,T모두 사용하고 있으나, 본 실시예는 도 6은 전압검출수단을 1개만사용하여도 본 발명을 구성할 수 있다는 것을 설명하는 것으로 절연감시장치(12)의 상세하게 설명한 도 15 ~ 도 17에 전압검출수단을 1개만 사용하고 있다. 그리고 상기의 도 3 ~ 도 5에서는 무효전류보상권선을 상별로 각각 사용하여 3개를 사용하고 있으나, 본 실시예인 도 6에서는 무효전류보상권선을 1개만 사용하여도 본 발명을 실시할 수 있다는 것을 설명하기 위한 것으로 절연감시장치(12)를 상세하게 설명한 도 14에서 무효전류보상권선을 1개만 실시한 예를 나타내고 있다.

다음에 본 발명의 3상전선로에 있어 절연감시시스템 제5의 연결접속 설명도인 도 7에 대해 간략하게 설명한다.

도 7은 상기에서 설명한 도 4에서의 영상변류기(10)을 접지선(5)의 중간에 설치하고 무효전류보상권선을 3개 사용하는 사항과 도 6의 전압검출수단을 1개만 사용하는 사항을 합친 것으로 전압검출수단을 1개만 사용하여도 영상변류기(10)을 접지선(5)의 중간에 설치하여도 본 발명을 실시할 수 있다는 것을 설명한 예이다.

다음에 본 발명의 3상전선로에 있어 절연감시시스템 제6의 연결접속 설명도 인 도 8에 대해 간략하게 설명한다.

도 8은 본 발명이 변압기(1)의 2차측 결선이 델타결선에서도 사용할 수 있고,전압검출선을 3개사용하고 무효전류보상권선을 1개만 사용하여도 사용할 수 있다는 것을 설명하기 위한 설명도이다.

다음에 본 발명의 3상전선로에 있어 절연감시시스템 제7의 연결 설명도인 도 9에 대해 간략하게 설명한다.

도 9는 본 발명이 변압기(1)의 2차측 결선이 델타결선에서도 사용할 수 있고, 전압검출선을 1개사용하고 무효전류보상권선을 2개사용하여도 사용할 수 있다는 것을 설명하기 위한 설명도이다.

다음에 본 발명의 3상전선로에 있어 절연감시시스템 제8의 연결설명도인 도 10에 대해 간략하게 설명한다.

도 10은 본 발명이 상기에서 설명한 도 6과 같이 전압검출선 1개와 무효전류보상권 1개를 사용하여 영상변류기(10)의 설치위치를 접지선(5)의 중간에 설치하여도 본 발명을 실시할 수 있다는 것을 설명하기 위한 설명도이다.

다음에 본 발명의 3상전선로용 절연감시장치(12)의 제2의 실시예인 도 12에 대해 간략하게 설명한다.

상기에서 설명한 절연감시장치(12)의 제 1의 실시 예인 도 11에서는 누설전류를 검출,계산,제어 및 표시하는 절연감시장치(12)의 내부구성이 영상변류기(10)을 통하여 누설전류성분을 검출하여 상기의 누설전류성분을 전류/전압변환부(41)에서 전압성분으로 변환하고, 상기의 전압성분으로 변환된 값을 증폭부(42)를 통하여 증폭시키고 이 증폭된 값을 전류용필터부(43)에서 상용주파수성분의 값만 취출하는 순서로 구성되는 것이었지만, 절연감시장치(12)의 제 2의 실시 예인 도 12에서는 영상변류기(10)을 통하여 누설전류성분을 검출하고 이 값을 전류/전압변환부(41)에서 전압성분으로 변환한 후 먼저 증폭부(42)에서 증폭하고 나서 전류용필터부(43)에서 상용주파수성분의 값만 취출하고 있다. 다시말하면 증폭부(42)와 전류용필터부(43)의 위치 순서를 바꾼것으로 상기의 동기검파부(44) 및 상기의 아날로그/디지털변환부(61)로 입력되는 값은 도 11에서는 전류용필터부(43)의 출력값을 사용한 것에 비해 도 12에서는 증폭부(42)의 출력값을 사용한 것으로써 정전용량에 의한 무효분 큰 누설전류에 때문에 영상변류기(10)에서 검출되는 매우 작은 절연저항에 의한 유효분 누설전류의 검출의 부정확성을 줄이기 영상변류기(10)으로 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분 누설전류의 방향과 반대방향으로 흘린 후 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 검출 계산 및 표시출력하는 방법은 상기에서 설명한 실시 예와 동일하다.

다음에 본 발명의 3상전선로용 절연감시장치(12)의 제3의 실시예인 도 13에 대해 간략하게 설명한다.

상기에서 설명한 절연감시장치(12)의 제 1의 실시 예인 도 11에서는 전선로(3)과 대지간의 무효분 누설전류(Ioc)가 커서 상기의 영상변류기(10)에서 검출되는 누전에 직접 관계되는 유효분 누설전류(Ior)성분 검출이 부정확하게 검출되는 문제점을 해결하기 위해 동기검파부(44)를 통해 취출되는 무효분 누설전류(Ioc1)성 분이 일정배수의 유효분 누설전류(Ior1)보다 크면 연산제어부(62)에서 계산에 의해 영상변류기(10)의 무효전류 보상권선(21)에 전선로(3)과 대지간에 흐르는 누설전류와 반대방향으로 흘리기 위해 연산제어부(62)에서 계산된 무효분 제거누설전류(Ioc3)값을 디지털/아날로그변환부(51)과 아날로그승산부(52)와 보상용필터부(53)를 통해 무효전류 보상권선(21)으로 흘려 동기검파부(44)에서 검출되어지는 무효분 누설전류(Ioc1)값이 일정 배수의 유효분 누설전류(Ior1)보다 작아지도록 제어하도록 구성되어 있는 반면에, 본 제 3의 실시예인 도 13에서는 90도이상부(33)에서 취출된 전선로(3)과 대지간의 전압성분의 위상을 90도 쉬프트한 90도쉬프트전압성분(Va3)의 아날로그전압성분을 제로점을 비교하여 제로점보다 크면 High의 디지털값으로 제로점보다 작으면 Low의 디지털값으로 변환한 디지털성분의 90도쉬프트전압성분으로 변환시킨 값과 연산제어부(62)에서 계산된 디지털성분의 무효분 제거누설전류값(Ioc3)값을 디지털승산부(55)에서 승산(또는 믹싱)한 디지털값을 파형정형부(56)에서는 위상은 상기의 90도이상부(33)의 위상과 동일하고 크기는 상기의 연산제어부(62)에서 계산된 무효분 제거누설전류값에 해당되는 값으로 되는 아날로그성분의 파형을 가진 성분으로 변환시켜 보상용필터부(53)으로 출력시키는 실시예로써, 정전용량에 의한 무효분 큰 누설전류에 때문에 영상변류기(10)에서 검출되는 매우 작은 절연저항에 의한 유효분 누설전류의 검출의 부정확성을 줄이기 영상변류기(10)으로 대지로 흐르는 정전용량에 의한 무효분 누설전류의 방향과 반대방향으로 흘린 후 절연저항에 의한 유효분 누설전류를 검출 계산 및 표시출력하는 방법은 상기에서 설명한 실시 예와 큰 차이가 없다.

다음에 본 발명의 3상전선로용 절연감시장치(12)의 제4의 실시예인 도 14에 대해 간략하게 설명한다.

상기에서 설명한 절연감시장치(12)의 제 1의 실시 예인 도 11에서는 3상의 전압성분을 검출하기 위해 3개의 전압검출수단(22a,22b,22c)와 3개의 전압검출부(31a,31b,31c)와 3개의 전압용필터부(32a,32b,32c)를 사용하는 실시 예이지만, 본 제4의 실시예인 도 14에서는 3상의 전압성분을 검출하기 위해 1개의 전압검출수단(22a, 또는 22b 또는 22c)과 1개의 전압검출부(31)과 1개의 전압용필터부(32)를 사용하여 먼저 1개의 상용주파수성분의 전압성분을 검출한 후, 위상을 120도 쉬프트시키는 120도위상부(34)에서 다른 1개의 상의 전압성분으로 변환시키고, 위상을 240도 쉬프트시키는 240도위상부(35)에서 또 다른 1개의 상의 전압성분으로 변환시켜 3상 3개의 전압성분을 검출하는 점이 다르다. 좀 더 상세하게 설명하면 R상의 전압을 검출하기 위해 전압검출수단(22a)(S상의 전압을 검출하기 위해서는 22b, T상의 전압을 검출하기 위해서는 22c를 사용할 수 있다.)에 의해 검출되어 절연감시장치(12)로 입력된 상용교류전압성분은 전압검출부(31)에서 저항성분 또는 콘덴서성분 또는 코일성분을 사용하여 절연감시장치(12)에서 사용할 수 있는 일정한 전압값으로 변환시키고, 상기의 전압검출부(31)에서 변환된 전압성분은 여러가지 주파수성분의 값으로 혼합된 값이므로 전압용필터부(32)에서 일정한 주파수이하 또는 상용주파수대역의 전압성분을 취출한다. 상기의 전용필터부(32)에서 취출된 전압성분은 3상중 1개의 상, 즉 R상에 해당하는 성분값이므로 나머지 2개의 상, 즉 S상과 T상의 전압성분을 검출하기 위해서는 상기의 R상의 전압성분을 120도이상부(34)에서 120도 위상쉬프트시키면 S상에 해당하는 전압성분을 취출하고, 상기의 R상의 240도이상부(35)에서 240도 위상쉬프트시키면 T상에 해당하는 전압성분을 취출하여 3개의 상에 대한 상용주파수성분의 전압성분을 검출할 수 있고 다른 사항은 제1실시예인 도 11과 같다.

다음에 본 발명의 3상전선로용 절연감시장치(12)의 제5의 실시예인 도 15에 대해 간략하게 설명한다.

상기에서 설명한 제4의 실시예인 도 14에서와 같이 전압성분검출은 1개의 전압검출수단을 사용하고, 보상용필터부(53a,53b,53c)에서 상용주파수성분의 3상의 전류성분을 1개의 전류성분으로 혼합하여 영상변류기(10)의 1개의 무효전류보상권선(21) 또는 테스트권선으로 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류와 반대방향으로 흐르도록 출력시켜 영상변류기(10)의 2차측에 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류가 거의 흐르지 않도록 연산제어부(62)에서 제어하는 것으로 다른 사항은 제 1실시예인 도 11과 거의 같으므로 상세한 설명은 하지 않는다.

다음에 본 발명의 3상전선로용 절연감시장치(12)의 제5의 실시예인 도 16에 대해 간략하게 설명한다.

상기에서 설명한 제5의 실시예인 도 15에서는 1개의 전압검출수단과 전압검출부(31)과 1개의 전압용필터부(32)를 사용하여 1개의 상의 전압성분을 검출한 후 120도이상기(34)와 240도이상기(35)를 사용하여 나머지 두개의 상의 전압성분을 취출하고 있으나, 본 실시예인 도 16에서는 두개의 120도이상기(34b,34c)를 사용하여 도 나머지 두개의 상의 전압성분을 취출할 수 있다는 것과 상기의 제5의 실시예인 도 15에서는 3개의 디지털/아날로그변환부(51a,51b,51c)를 사용하는 실시예였지만, 본 실시예인 도 16에서는 3개이상의 채널을 가진 1개의 디지털/아날로그변환부(51)를 사용하여도 본 발명을 실시할 수 있다는 것을 설명하기 위한 것이다.

다음에 본 발명의 3상전선로용 절연감시장치(12)의 제7의 실시예인 도 17에 대해 간략하게 설명한다.

상기에서 설명한 제6의 실시예인 도 16에서 1개의 디지털/아날로그변환부(51)를 사용하고 제1의 실시예인 도 11에서 3개의 전압검출수단(22a,22b,22c)를 사용하고 있는 두가지의 실시예를 혼합시킨 예로써, 상기에서와 같이 본 발명은 여러가지의 절연감시장치(12)의 구성을 실시할 수 있다는 것을 설명하기 위한 것이다.

그리고 본 발명의 실시 예에서는 전압위상과 크기를 검출하기 위해 전선로(3)에 전압검출부(31)를 절연감시장치(12)의 내부구성으로 이루어져 있으나 전압검출부(31)의 기능을 가진 부분을 절연감시장치(12)의 외부에 구성하는 실시 예도 있을 수 있고, 누설전류를 검출하기 위해 전류/전압변환부(41)을 절연감시장치(12)의 내부구성으로 이루어져 있으나, 영상변류기(10)의 2차측에 저항과 같은 전자부품소자를 직접연결하면 절연감시장치(12)의 전류/전압변환부(41)의 기능을 가진 부분을 절연감시장치(12)의 외부에 구성하는 실시예도 있을 수 있으며, 전류/전압변환부(41)의 기능을 가진 증폭부(42)를 구성하는 실시 예도 있을 수 있으며, 도 12의 증폭부(42)와 전류용필터부(43)의 위치를 변경한 실시 예도 있을 수 있고, 아날 로그승산부(52a,52b,52c)대신에 상기의 아날로그승산부와 동일한 기능을 가진 디지털승산부를 사용할 수 있고, 3개의 아날로그승산부를 3개의 채널을 가진 1개의 아날로그승산부를 사용할 수 있는 등의 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 본 발명에 관련된 업무에 종사하고 있는 기술자라면 쉽게 응용할 수 있음은 명백하다.

본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이, 전선로(3)의 대지간에 흐르는 누설전류성분(Io)을 영상변류기(10)을 통해 검출하고 이 누설전류(Io)를 증폭부(42)를 통해 증폭하고 이 증폭된 누설전류성분를 전류용필터부(43)를 통해 상용주파수성분의 누설전류성분(Io1)를 취출하거나 또는 상기의 영상변류기(10)를 통해 검출된 누설전류(Io)를 전류용필터부(43)를 통해 상용주파수 성분을 취출하고 이 취출된 누설전류성분을 증폭부(42)를 통해 증폭된 상용주파수 성분의 누설전류성분(Io1)과, 또한 전압검출수단(22a,22b)을 통해 전선로(3)의 상용교류전압을 검출하고 이 검출된 전압을 상용주파수성분의 전압을 검출하기 위한 전압용필터부(32)를 통해 상용주파수성분의 전압을 취출한 전압성분(Va2)과 90도이상부를 통해 90도 위상쉬프트한 전압성분(Va3)을 상기의 전류용필터부(43) 또는 상기의 증폭부(42)를 통해 취출된 상용주파수 성분의 누설전류성부(Io1)과 동기검파부(44)에서 각각 위상동기검파하여 상기의 전압성분(Va2)와 동위상의 유효분 누설전류(Ior1)과 90도위상쉬프트전압성분(Va3)와 동위상의 무효분 누설전류(Ioc1)를 검출하고, 이 검출된 유효분의 누 설전류(Ior1)과 무효분의 누설전류(Ioc1)를 아날로그/디지털변환부(61)과 연산제어부(62)를 통해 기억부(66)에 저장하고, 상기의 아날로그/디지털변환부(61)를 통해 읽은 유효분의 누설전류(Ior1)값과 무효분의 누설전류(Ioc1)값을 비교하여 무효분의 누설전류(Ioc1)값이 일정배수(k)의 유효분의 누설전류(Ior1)값보다 크면 즉 정전용량(8)에 의한 누설전류(Ioc)성분의 누설전류가 많이 흐르면 상기의 연산제어부(62)에서 연산에 의해 무효분의 제거누설전류(Ioc3)값을 계산하여 디지털/아날로그변환부(51)를 통해 90도 위상부를 통한 전압성분(Va3)과 아날로그 승산부(52)에서 승산 및 보상용필터부(53)를 통해 상용주파수교류전압과 90도 위상차를 가진 무효분의 제거누설전류를 영상변류기(10)에 반대방향으로 흐르도록 하여 영상변류기(10)통하여 동기검파부(44)에서 검출되는 무효분의 누설전류(Ioc1)값이 일정한 값이하가 되도록 상기의 아날로그/디지털변환부(61)과 연산제어부(62)을 통해 제어한 상태에서, 상기의 동기검파부(44)에서 검출되는 유효분 누설전류(Ior2)를 정확하게 검출할 수 있게 되므로, 전선로(3) 또는 부하(4)의 입력단에 존재하는 정전용량(8)성분에 의한 무효분 누설전류(Ioc)값이 절연저항(9)성분에 의한 유효분 누설전류(Ior)보다 매우 커서 영상변류기(10)를 통하여 검출되는 유효분 누설전류(Ior)를 정확하게 검출할 수 없는 문제점을 해결할 수 있게 되었으며, 또한 상기의 유효분의 누설전류(Ior)뿐만아니라 상기의 전류용필터부(43) 또는 증폭부(42)에서 검출되어 상기의 기억부(66)에 저장된 영상누설전류(Io1)값을 사용하여 상기의 연산제어부(62)에서 연산에 의해 기존 종래방식에서 검출하여 사용하고 있던 실제로 전선로(3)에서 대지로 흐르는 정전용량과 절연저항에 의한 상용주파수 성분의 영상누설 전류(Io)도 검출표시할 수 있어 기존 종래방식의 측정치와 비교할 수 있는 효과가 있다. 또한 상기의 전압검출수단(22a,22b)를 통해 검출된 전선로(3)과 대지간의 전압을 사용하여 상기의 연산제어부(62)에서 연산에 의해 자동적으로 누설전류치가 아닌 절연저항치(R)를 계산하여 표시할 수 있는 효과도 있다. 또한 부가적으로 설정부(63)에서 입력한 경보레벨 또는 기억부(66)에 기억된 경보레벨과 비교하는 방법을 통해 표시부(64)에 경보상태를 표시하거나, 원격지에 있는 원격제어장치와 통신 또는 제어할 수 있는 기능을 가진 출력부(65)를 통해 원격지로 검출된 각종 Data 또는 경보상태를 원격감시할 수 있는 장치도 구성할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 절연감시시스템에 있어서,

   아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부와; 디지털값을 아날로그 값으로 변환하는 기능을 가진 디지털/아날로그변환부와; 아날로그성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산부와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부와;

   대지간에 존재하는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 정확하게 검출 감시하기 위해 전선로의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단과; 상기의 전압검출수단을 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부와; 상기의 전압검출부를 통해 변환된 전압성분중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부와; 상기의 전압용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압의 위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부와; 전선로과 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기와; 상기의 영상변류기의 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부와; 상기의 전류/전압변환부를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부와; 상기의 증폭부를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분을 취출하기 위한 전류용필터부와; 상기의 전류용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분을 상기의 전압용필터부를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분과 상기의 90도이상부에서 변환된 90도쉬프트전압성분을 위상동기검파하기 위한 동기검파부와; 상기의 영상변류기의 1차측에 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기의 무효전류보상권선에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부;로 구성된 것을 특징으로 하는 절연감시시스템.
2. 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 절연감시시스템에 있어서,

   아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부와; 교류성분을 제로점에서 크기를 비교하여 디지털성분으로 변환하는 기능을 가진 제로크로스부와; 두가지 디지털성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 디지털승산부와; 디지털값을 아날로그값으로 변환하고 파형을 정형시키는 기능을 가진 파형정형부와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부와;

   대지간에 존재하는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 정확하게 검출 감시하기 위해 전선로의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단과; 상기의 전압검출수단을 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부와; 상기의 전압검출부를 통해 변환된 전압성분중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부와; 상기의 전압용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압의 위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부와; 전선로과 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기와; 상기의 영상변류기의 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부와; 상기의 전류/전압변환부를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부와; 상기의 증폭부를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분을 취출하기 위한 전류용필터부와; 상기의 전류용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분을 상기의 전압용필터부를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분과 상기의 90도이상부에서 변환된 90도쉬프트전압성분을 위상동기검파하기 위한 동기검파부와; 상기의 영상변류기의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기의 무효전류보상권선에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부;로 구성된 것을 특징으로 하는 절연감시시스템.
3. 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 절연감시시스템에 있어서,

   아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부와; 디지털값을 아날로그 값으로 변환하는 기능을 가진 디지털/아날로그변환부와; 두가지 아날로그성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산부와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부와;

   대지간에 존재하는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 정확하게 검출 감시하기 위해 전선로의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단과; 상기의 전압검출수단을 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부와; 상기의 전압검출부를 통해 변환된 전압성분중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부와; 상기의 전압용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압의 위상을 120도 쉬프트하기 위한 120도이상부와; 240도 쉬프트하기 위한 240도이상부와; 상기의 전압용필터부와 120도이상부와 240도이상부의 전압위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부와; 전선로와 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기와; 상기의 영상변류기의 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부와; 상기의 전류/전압변환부를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부와; 상기의 증폭부를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분을 취출하기 위한 전류용필터부와; 상기의 전류용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분을 상기의 전압용필터부 및 120도이상부 및 240도이상부를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분과 상기의 90도이상부에서 변환된 90도쉬프트전압성분을 위상동기검파하기 위한 동기검파부와; 상기의 영상변류기의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기의 무효전류보상권선에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부;로 구성된 것을 특징으로 하는 절연감시시스템.
4. 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 검출하는 절연감시시스템에 있어서,

   아날로그값을 디지털값으로 변환하는 기능을 가진 아날로그/디지털변환부와 디지털값을 아날로그 값으로 변환하는 기능을 가진 디지털/아날로그변환부와; 두가지 아날로그성분을 승산(또는믹싱)하는 기능을 가진 아날로그승산부와; 키패드나 스위치와 같은 종류의 부품을 사용하여 각종 Data를 설정 및 입력시키는 기능을 가진 설정부와; 각종 Data를 표시하거나 알람표시할 수 있는 표시부와; 각종 Data를 읽고 출력시키고 연산기능을 가진 연산제어부와; 각종 Data를 저장하는 기능을 가진 기억부와;

   대지간에 존재하는 절연저항성분의 유효분 누설전류를 정확하게 검출 감시하기 위해 전선로의 전압성분을 검출하기 위한 전압검출수단과; 상기의 전압검출수단을 통해 검출된 전압성분을 일정한 전압크기로 변환하기 위한 전압검출부와; 상기의 전압검출부를 통해 변환된 전압성분중 상용주파수성분의 전압성분 취출하기 위한 전압용필터부와; 상기의 전압용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 전압의 위상을 120도 쉬프트하기 위한 120도이상부와; 상기의 전압용필터부와 120도이상부의 전압위상을 90도 쉬프트하기 위한 90도이상부와; 전선로와 대지간에 흐르는 영상누설전류를 검출하기 위한 영상변류기와; 상기의 영상변류기의 2차측에서 검출한 영상누설전류성분의 전류값을 전압값으로 변환시키기 위한 전류/전압변환부와; 상기의 전류/전압변환부를 통해 전압성분으로 변환된 영상누설전류성분를 증폭하기 위한 증폭부와; 상기의 증폭부를 통해 증폭된 영상누설전류성분중 상용주파수성분을 취출하기 위한 전류용필터부와; 상기의 전류용필터부를 통해 취출된 상용주파수성분의 영상누설전류성분을 상기의 전압용필터부 및 120도이상부를 통해 취출한 상용주파수성분의 전압성분과 상기의 90도이상부에서 변환된 90도쉬프트전압성분을 위상동기검파하기 위한 동기검파부와; 상기의 영상변류기의 테스트선이나 별도로 설치하여 보조권선의 기능을 가진 무효전류보상권선과; 상용주파수 성분의 취출 및 상기의 영상변류기의 무효전류보상권선에 전류를 흐릴 수 있는 기능을 가진 보상용필터부;로 구성된 것을 특징으로 하는 절연감시시스템.
5. 청구항 제1항 내지 청구항 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 설정부에서 설정되는 경보설정치 또는 기억부에 저장된 경보설정치와 비교하여 누설전류치가 경보설정치보다 크거나 절연저항치가 경보설정치보다 작으면 표시부에서 부저나 LED,릴레이와 같은 수단을 사용하여 외부에 경보알람을 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 절연감시시스템.
6. 청구항 제1항 내지 청구항 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 외부에서 원격감시하기 위한 입출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시시스템.

Images