KR101773705B1 - Ground monitoring device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a grounded state monitoring device monitoring a grounded state of an electric facility in real time and alarming a ground fault in real time when the ground fault occurs, thereby preventing an electric shock accident. The grounded state monitoring device comprises a state information detection part, a comparison and calculation part, a grounded state determination part, an alarming part, a communication part and an external output part. The state information detection part detects state information for analyzing a grounded state. The comparison and calculation part compares a detected reference voltage with a ground voltage and calculates a ground resistance value based on a voltage difference. The grounded state determination part compares the ground resistance value with a first reference resistance value and a second reference resistance value, which are preset to determine a grounded state, to determine a grounded state and generates an alarming control signal for alarming an error in the grounded state when the error occurs, a power control signal for controlling power, and grounded state data. The alarm part alarms the error in the grounded state in accordance with the alarm control signal. The communication part converts the grounded state data into communication data to be transmitted to a manager terminal located at a remote place. The external output part transmits the power control signal as a trip signal to a connected circuit breaker to cut off power.

Description

접지상태 감시장치{Ground monitoring device}Ground monitoring device

본 발명은 접지상태 감시장치에 관한 것으로, 특히 환경이 변경된 상황에서도 전기설비의 접지상태를 실시간으로 정확하게 감시하고 접지 불량 시 이를 실시간으로 경보함으로써 감전 사고를 방지할 수 있도록 하는 접지상태 감시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a grounding state monitoring apparatus, and more particularly, to a grounding state monitoring apparatus which can accurately monitor the grounding state of an electric equipment in a real time in a situation where the environment is changed and prevent an electric shock accident by alerting the grounding state in real- will be.

일반적으로 감전사고를 방지하기 위한 수단으로서 누전 차단기, 지락 전류 검출장치 등 다수의 기기가 개발되었으며, 재해 현장에 적용되어 매우 긍정적인 대응수단으로 자리 잡고 있다. 그러나 이들 감전관련 모든 보호 및 검출 기기들은 해당 기기와 대지의 접지가 양호한 상태가 유지된다는 전제를 기반으로 동작한다.In general, many devices such as earth leakage breakers and ground fault current detectors have been developed as means to prevent electric shock accidents, and they have become a very positive countermeasure applied to the disaster site. However, all these protection and detection devices operate based on the premise that the grounding of the equipment and the ground is maintained in good condition.

산업 현장에서 이들 감전방지 기기들이 적용되고 있는 사용 환경을 고려해 볼 때, 지상이나 구조물에 고정된 기계기구에 설치된 접지 선이 단선 또는 접속이 풀릴 가능성은 매우 적다. 반면, 이동식 기계 기구를 다수 사용하고 있는 조선소, 건설현장 등에서는 초기에 확실한 접지 조치를 하였다고 하지만 사용 개소의 이동성으로 인하여 접지 상태가 지속적으로 유지된다는 장담할 수 없다. 아울러 접지 상태의 확실성을 지속적으로 확인할 수단으로서 사람에 의한 육안 검사 이외에는 마땅한 확인 수단이 없다.Considering the environment in which these anti-electrostatic devices are applied in the industrial field, there is very little possibility of disconnecting or disconnecting the grounding wire installed in the machine tool fixed to the ground or the structure. On the other hand, in the case of shipyards and construction sites that use a large number of mobile machinery, it is assumed that grounding is performed securely at the initial stage, but it can not be assured that the grounding state will be continuously maintained due to the mobility of the use site. In addition, there is no proper means other than a visual inspection by a human as means for continuously confirming the reliability of the grounding state.

여기서 접지가 불량하거나 접지 선이 단선 되면, 감전 사고가 발생하게 된다.If the ground is poor or the ground wire is disconnected, an electric shock accident will occur.

이렇게 접지 불량이나 접지 선 단선으로 인한 감전 사고를 예방하기 위해서 종래에 제안된 기술이 정하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.In order to prevent such an electric shock due to a ground fault or disconnection of a ground wire, a conventionally proposed technique is disclosed in Patent Document 1 defined above.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 접지 전위수단과 입력 전원과의 선간 전압을 비교부가 검지하고, 비교부 회로에 인가되는 전원 회로를 정전류 회로를 이용하여 각 구성요소에 전력 공급을 제어하는 전력공급 제어기가 필요 없도록 하고, 사용하는 분압용 저항소자에 걸리는 전압을 낮게 하여 소비전력이 적고, 접지수단의 불량발생시 전원을 차단하거나 전기기기의 작동을 중단시켜 기기의 오작동이나 손상을 미리 방지하고 안전사고를 예방하게 된다.In the prior art disclosed in Patent Document 1, the comparison section detects the line-to-line voltage between the ground potential means and the input power source, and the power source circuit applied to the comparison section circuit is a power source It is possible to prevent the malfunction or damage of the equipment in advance by preventing the supply controller, reducing the voltage applied to the resistor element for partial pressure to lower the power consumption, shutting off the power supply when the grounding means is defective, And prevent accidents.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the above-described conventional techniques have the following problems.

상기한 종래기술은 접지 전위 수단과 입력 전원과의 선간 전압을 이용하여, 접지 수단의 불량 발생 시 전원을 차단하고 전기기기의 작동을 중단시킬 수 있는 장점은 있으나, 전원 차단 원인을 관리자에게 알려줄 수 없는 단점이 있으며, 이로 인해 관리자가 실수로 다시 전기기기를 작동시킨 경우, 오동작으로 인해 전기장비가 손상되거나 누전으로 인한 감전 사고를 유발하는 문제점을 초래하였다.
The above-mentioned prior art has an advantage in that when the fault of the grounding means occurs, the power supply is cut off and the operation of the electric device can be stopped by using the line-to-line voltage between the ground potential means and the input power source. However, There is a disadvantage in that when the electric device is operated again by the administrator by mistake, the electric equipment is damaged due to a malfunction or the electric shock caused by the electric leakage is caused.

등록특허 제10-1287727호 "접지를 이용한 전기기기와 전자기기의 동작차단기능이 부가된 안전장치"(2013.07.12)Registered Patent No. 10-1287727 entitled " Safety Device Added to the Functioning of Operation of Electrical Devices and Electronic Devices Using Grounding (2013.07.12)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art,

본 발명의 목적은, 전기설비의 접지상태를 실시간으로 감시하고 접지 불량 시 이를 실시간으로 경보함으로써 감전 사고를 방지할 수 있도록 하는 접지상태 감시장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a grounding state monitoring apparatus which monitors a grounding state of an electric facility in real time and alerts it in real time when a grounding fault occurs, thereby preventing an electric shock accident.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 접지 유무 상태를 확실하게 확인하여 접지 불량 시 이를 경보해주며 접지 상태 감시장치를 현재 통용되고 있는 누전차단기를 비롯한 여러 관련 예방 보호기구와 연동시켜 기존 감전방지 시스템의 효용 극대화를 도모하며 이를 통해 감전에 의한 산업재해를 예방할 수 있도록 하는 접지상태 감시장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an electric shock prevention system which can prevent a ground fault by surely confirming whether there is a ground or not and alerting the ground state monitoring device to a current leakage preventing circuit breaker, Thereby maximizing utility and thereby preventing industrial disaster caused by electric shock.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 이동장비와 같이 환경이 변경되는 장비에서도 정확하게 실시간으로 접지 상태를 감시할 수 있도록 하는 접지상태 감시장치를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a grounding condition monitoring apparatus which can precisely monitor the grounding state in real time even in equipment whose environment is changed, such as mobile equipment.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "접지상태 감시장치"는, 접지 상태 분석용 상태정보를 검출하는 상태정보 검출부와; 상기 상태정보 검출부에서 검출한 기준전압과 접지전압을 비교하고, 그 전압 차이를 기초로 접지저항 값을 산출하는 비교 및 연산부와; 상기 비교 및 연산부에서 산출한 접지저항 값을 접지상태 판별을 위해 미리 설정된 제1 및 제2 기준 저항값을 비교하여 접지상태를 판별하고, 접지상태 이상 시 이를 경보하기 위한 경보 제어신호와 전력 제어를 위해 전력 제어신호 및 접지상태 데이터를 발생하는 접지상태 판별부와; 상기 접지상태 판별부에서 발생한 경보 제어신호에 따라 접지상태 이상을 경보해주는 경보부와; 상기 접지상태 판별부에서 출력되는 접지상태 데이터를 통신 데이터로 변환하여 원격에 위치한 관리자 단말기로 송신하는 통신부와; 상기 접지상태 판별부에서 발생한 전력 제어신호를 트립 신호로 연계된 차단기에 전달하여 전력 차단이 이루어지도록 하는 외부 출력부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a grounding state monitoring apparatus comprising: a state information detecting unit for detecting grounding state analysis state information; A comparing and calculating unit for comparing the reference voltage detected by the state information detecting unit with a ground voltage and calculating a ground resistance value based on the voltage difference; The ground resistance is determined by comparing the ground resistance value calculated by the comparison and calculation unit with the first and second reference resistance values set in advance for determining the ground state, and an alarm control signal and a power control for alarming the ground state abnormality A ground state discrimination unit for generating a hazard power control signal and ground state data; An alarm unit for alerting the ground state abnormality according to an alarm control signal generated in the ground state discrimination unit; A communication unit for converting the ground state data output from the ground state determining unit into communication data and transmitting the communication data to a remote manager terminal; An external output unit for transmitting a power control signal generated by the grounding state discriminating unit to a circuit breaker connected to the trip signal so as to cut off power; .

또한, 본 발명에 따른 "접지상태 감시장치"의 상기 상태정보 검출부는, 중성선과 단상 간의 전압을 기준전압으로 검출하고, 상기 단상과 접지 간의 전압을 접지 저항값을 갖는 접지 전압으로 검출하고, 내부 부하 저항을 이용하여 상기 단상과 접지 간의 전류인 접지 전류를 검출하는 것을 특징으로 한다.
The state information detecting unit of the "grounding state monitoring apparatus" according to the present invention detects the voltage between the neutral line and the single-phase as a reference voltage, detects the voltage between the single-phase and the ground as a grounding voltage having a ground resistance value, And a ground current, which is a current between the single phase and the ground, is detected using a load resistance.

또한, 본 발명에 따른 "접지상태 감시장치"의 상기 비교 및 연산부는, 상기 기준전압과 상기 접지전압을 비교하여 그 차이 값을 전압 변화량으로 산출하는 전압 비교부; 상기 전압 비교부에서 산출한 전압 변화량의 기울기 값을 산출하는 기울기 산출부; 상기 기울기 산출부에서 산출한 기울기 값을 기초로 접지 저항값을 산출하는 접지 저항값 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The comparing and calculating unit of the " grounding state monitoring apparatus "according to the present invention may further include: a voltage comparing unit comparing the reference voltage and the ground voltage and calculating the difference value as a voltage variation; A slope calculating unit for calculating a slope value of the voltage change amount calculated by the voltage comparing unit; And a ground resistance value calculation unit for calculating a ground resistance value based on the tilt value calculated by the tilt calculation unit.

또한, 본 발명에 따른 "접지상태 감시장치"의 상기 접지상태 판별부는, 상기 접지 저항값 산출부에서 산출한 접지 저항값과 접지상태 판별을 위해 미리 설정된 상기 제1 및 제2 기준 저항값을 비교하여, 상기 접지 저항값이 상기 제1기준 저항값 미만이면 접지상태가 정상이라고 판별하고, 상기 접지 저항값이 상기 제1기준 저항값 이상이고 상기 제2기준 저항값 미만이면 초기 접지 이상으로 판별하며, 상기 접지 저항값이 상기 제2기준 저항값 이상이면 최종 접지 이상으로 판별하는 것을 특징으로 한다.
The ground state determining unit of the "ground state monitoring apparatus" according to the present invention compares the ground resistance value calculated by the ground resistance value calculating unit with the first and second reference resistance values previously set for discrimination of the ground state. If the ground resistance value is equal to or greater than the first reference resistance value and less than the second reference resistance value, it is determined that the grounding resistance is greater than the initial grounding resistance If the ground resistance value is equal to or greater than the second reference resistance value, it is determined that the ground resistance is greater than the final ground resistance.

상술한 바와 같은 본 발명은, 전기설비의 접지상태를 실시간으로 감시하고, 접지 불량 시에 이를 실시간으로 경보함으로써, 감전 사고를 원활히 방지할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention as described above has an effect of smoothly preventing an electric shock accident by monitoring the ground state of the electric equipment in real time and alerting it in real time when the ground fault is bad.

또한, 본 발명은, 접지 유무 상태를 확실하게 확인하여, 접지 불량 시 이를 경보해주며, 접지 상태 감시장치를 현재 통용되고 있는 누전차단기를 비롯한 여러 관련 예방 보호기구와 연동시켜 기존 감전방지 시스템의 효용 극대화를 도모할 수 있으며, 이로 인해 감전에 의한 산업재해를 예방할 수 있는 탁월한 효과를 갖는다.In addition, the present invention can reliably check the presence or absence of grounding, alerting it when a ground fault occurs, and connecting the grounding status monitoring device to various related preventive protection devices including current leakage circuit breakers, And it is possible to prevent the industrial accident caused by the electric shock.

또한, 본 발명은 중성선과 단상 간의 전압을 기준전압으로 이용하여 접지 불량을 검출함으로써, 환경 변경으로 기준전압이 변경되는 경우에도 항상 정확하게 접지 상태를 검출할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention has an advantage that the grounding state can be always accurately detected even when the reference voltage is changed due to the environment change by detecting the grounding fault using the voltage between the neutral line and the single phase as the reference voltage.

도 1은 본 발명이 적용되는 이동형 전력장비의 실시 예를 보인 회로도,
도 2는 도 1의 일부 구성의 등가 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 접지상태 감시장치의 블록 구성도.1 is a circuit diagram showing an embodiment of a portable power equipment to which the present invention is applied,
Fig. 2 is an equivalent circuit diagram of a partial configuration of Fig. 1,
3 is a block diagram of a grounding state monitoring apparatus according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention can be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명이 적용되는 이동형 전력장비의 실시예를 보인 회로도이다.1 is a circuit diagram showing an embodiment of a portable power equipment to which the present invention is applied.

본 발명은 이동형 전력장비에 적용하는 것을 실시예로 설명 하나, 이것에 한정되는 것은 아니고 특정 장소에 고정 설치된 전력장비에도 동일하게 적용되어, 실시간으로 접지상태를 감시하고, 이를 연계된 장치와 연동하여 전력 차단을 할 수 있음은 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 자명하다 할 것이다.Although the present invention is applied to a portable power equipment as an embodiment, the present invention is not limited thereto. The present invention is equally applied to a power equipment installed in a specific place, and monitors the grounding state in real time, It will be apparent to those skilled in the art that the power shutdown can be effected.

도 1과 같은 이동형 전력장비는 단상 3선식 또는 3상 교류계통에서 변압기를 중성선(N)과 각 상(L1, L2, L3)을 Y결선 직접접지 방식으로 결합한 것이다.1 is a transformer in a single-phase three-wire system or a three-phase alternating-current system in which a neutral wire N and each phase L1, L2, and L3 are connected by Y wire direct grounding.

이러한 이동형 전력장비는 통상적으로 삼상 전력을 입력받기 위한 삼상(R상(L1), S상(L2), T상(L3))과 중성선(N), 과전압이나 과전류 시 전력 차단을 위한 배선용 차단기(MCCB)(11), 퓨즈(12), 트랜스(13), MC(14) 등을 포함한다. 도 1에서 참조부호 20은 부하를 의미한다.This mobile power equipment typically has three phases (R phase (L1), S phase (L2), T phase (L3)) and neutral line (N) for receiving three phase power, a circuit breaker for power interruption in overvoltage or overcurrent (MCCB) 11, a fuse 12, a transformer 13, an MC 14, and the like. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a load.

이러한 이동형 전력장비에, 접지상태를 실시간으로 감시하며, 접지 이상 시 이를 경고해주며, 연계된 차단기와 연동하여 전력 차단 동작을 하며, 접지상태 이상 데이터를 발생하여 통신을 통해 원격의 관리자 단말기로 전송해주는 접지상태 감시장치(100)를 부가하여, 접지 이상으로 인한 감전을 예방하고, 실시간으로 접지 상태를 감시할 수 있도록 한 것이다.This mobile electric power equipment monitors the grounding condition in real time, warns when grounding is abnormal, interlocks with the connected circuit breaker, performs power cut operation, generates ground fault data and transmits it to the remote administrator terminal The grounding state monitoring device 100 is provided to prevent electric shock due to abnormal grounding, and to monitor the grounding state in real time.

특히, 본 발명은 중성선(N)과 단상(예를 들어, R상) 간의 전압을 기준전압으로 이용하기 때문에, 이동장비와 같이 환경이 변경되거나 전력 상황이 변경되는 경우에도 정확하게 접지 상태를 검출할 수 있도록 한 것이다.In particular, since the present invention utilizes a voltage between a neutral line N and a single phase (for example, R phase) as a reference voltage, it is possible to accurately detect the ground state even when the environment is changed or the power situation is changed .

도 2는 본 발명에서 필요한 접지상태 판별을 위한 상태정보를 검출하기 위한 등가회로의 예시이다.Fig. 2 is an illustration of an equivalent circuit for detecting state information for determining grounding state required in the present invention.

도 2에서 N은 중성선, L1은 삼상 중 R상, Vb는 중성선과 R상간의 전압으로 기준 전압, Vr은 R상과 접지(E)간의 전압으로 접지 전압, Rr은 내부 부하 저항, Re는 접지 저항, EG는 접지봉을 각각 나타낸다.In FIG. 2, N is a neutral line, L1 is an R phase in three phases, Vb is a voltage between a neutral line and an R phase, Vr is a voltage between R phase and ground (E), ground voltage, Rr is an internal load resistance, Resistance, and EG are grounding rods, respectively.

본 발명은 상기와 같은 등가회로에서 접지 저항(Re) 값을 검출하여, 접지 상태를 판단하는 것이다.
The present invention detects a grounding resistance (Re) value in the above-described equivalent circuit to determine a grounding state.

도 3은 본 발명에 따른 접지상태 감시장치의 블록 구성도로서, 상태정보 검출부(110), 비교 및 연산부(120), 접지상태 판별부(130), 경보부(140), 외부 출력부(150) 및 통신부(160)를 포함한다.3 is a block diagram of a ground state monitoring apparatus according to the present invention. The state information detecting unit 110, the comparing and calculating unit 120, the ground state determining unit 130, the alarm unit 140, the external output unit 150, And a communication unit 160.

상기 상태정보 검출부(110)는 접지 상태 분석용 상태정보를 검출하는 역할을 한다. 이러한 상태 정보 검출부는 중성선(N)과 단상(예를 들어, R상) 간의 전압을 기준전압(Vb)으로 검출하고, 상기 단상(R상)과 접지(E) 간의 전압을 접지 저항값을 갖는 접지 전압(Vr)으로 검출하고, 내부 부하 저항을 이용하여 상기 단상과 접지 간의 전류인 접지 전류(Ig)를 검출하는 것이 바람직하다.The state information detector 110 detects state information for ground state analysis. The state information detecting section detects the voltage between the neutral line N and the single phase (for example, R phase) as the reference voltage Vb and the voltage between the single phase (R phase) and the ground E as the ground resistance value It is preferable to detect the ground voltage Vr and to detect the ground current Ig which is the current between the single phase and the ground using the internal load resistance.

상기 비교 및 연산부(120)는 상기 상태정보 검출부(110)에서 검출한 기준전압(Vb)과 접지전압(Vr)을 비교하고, 그 전압 차이를 기초로 접지저항 값을 산출하는 역할을 한다.The comparing and calculating unit 120 compares the reference voltage Vb detected by the state information detecting unit 110 with the ground voltage Vr and calculates a ground resistance value based on the voltage difference.

이러한 비교 및 연산부(120)는 상기 기준전압(Vb)과 상기 접지전압(Vr)을 비교하여 그 차이 값을 전압 변화량으로 산출하는 전압 비교부(121), 상기 전압 비교부(121)에서 산출한 전압 변화량의 기울기 값을 산출하는 기울기 산출부(122) 및 상기 기울기 산출부(122)에서 산출한 기울기 값을 기초로 접지 저항값을 산출하는 접지 저항값 산출부(123)를 포함할 수 있다.The comparing and calculating unit 120 includes a voltage comparator 121 for comparing the reference voltage Vb with the ground voltage Vr and calculating the difference as a voltage variation amount, A tilt calculating unit 122 for calculating a tilt value of the voltage change amount and a ground resistance value calculating unit 123 for calculating a ground resistance value based on the tilt value calculated by the tilt calculating unit 122. [

또한, 상기 접지상태 판별부(130)는 상기 비교 및 연산부(120)에서 산출한 접지저항 값을 접지상태 판별을 위해 미리 설정된 제1 및 제2 기준 저항값을 비교하여 접지상태를 판별하고, 접지상태 이상 시 이를 경보하기 위한 경보 제어신호와 전력 제어를 위해 전력 제어신호 및 접지상태 데이터를 발생하는 역할을 한다.The ground state determining unit 130 determines the ground state by comparing the first and second reference resistance values previously set for determining the ground state of the ground resistance value calculated by the comparison and calculation unit 120, And generates the power control signal and the ground state data for the alarm control signal and the power control for alarming the state abnormality.

이러한 접지상태 판별부(130)는 상기 접지 저항값 산출부(123)에서 산출한 접지 저항값과 접지상태 판별을 위해 미리 설정된 상기 제1 및 제2 기준 저항값을 비교하여, 상기 접지 저항값이 상기 제1기준 저항값 미만이면 접지상태가 정상이라고 판별하고, 상기 접지 저항값이 상기 제1기준 저항값 이상이고 상기 제2기준 저항값 미만이면 초기 접지 이상으로 판별하며, 상기 접지 저항값이 상기 제2기준 저항값 이상이면 최종 접지 이상으로 판별한다. 여기서 상기 제1기준 저항값 및 제2 기준 저항값은 접지 불량을 판단하기 위해 설정된 저항값으로, 이동장비 등에 구성 상황에 따라 적절하게 설정할 수 있으며, 본 발명은 예시적으로 제1기준 저항값은 500Ω으로 설정하고, 상기 제2기준 저항값은 2,000Ω으로 설정하였다.The ground state determiner 130 compares the ground resistance value calculated by the ground resistance value calculator 123 with the first and second reference resistance values previously set for determining the ground state, And determines that the ground state is normal if the ground resistance value is equal to or greater than the first reference resistance value and is less than the second reference resistance value, If it is greater than or equal to the second reference resistance value, it is determined to be more than final ground. Herein, the first reference resistance value and the second reference resistance value are set to determine a ground fault, and may be appropriately set according to the configuration of the mobile equipment and the like. In the present invention, And the second reference resistance value was set to 2,000 OMEGA.

또한, 상기 경보부(140)는 상기 접지상태 판별부(130)에서 발생한 경보 제어신호에 따라 접지상태 이상을 경보해주는 역할을 하며, 상기 통신부(160)는 상기 접지상태 판별부(130)에서 출력되는 접지상태 데이터를 통신 데이터로 변환하여 원격에 위치한 관리자 단말기로 송신하는 역할을 한다. 여기서 통신부(160)는 근거리 무선 통신(와이-파이, 블루투스, RoLa, 기타)을 이용하거나 원거리 무선통신(CDMA, LTE, 기타)을 이용하는 것이 바람직하다.The alarm unit 140 alerts the ground state abnormality according to the alarm control signal generated in the ground state determination unit 130 and the communication unit 160 outputs the alarm signal to the ground state determination unit 130, Converts the ground state data into communication data, and transmits the communication data to the remote administrator terminal. Here, it is preferable that the communication unit 160 uses short-range wireless communication (Wi-Fi, Bluetooth, RoLa, etc.) or long-range wireless communication (CDMA, LTE, etc.).

또한, 상기 외부 출력부(150)는 상기 접지상태 판별부(130)에서 발생한 전력 제어신호를 트립(Trip) 신호로 연계된 차단기에 전달하여 전력 차단이 이루어지도록 하는 역할을 한다.
In addition, the external output unit 150 transmits a power control signal generated in the ground state determination unit 130 to a circuit breaker connected to the trip signal, thereby performing power cut-off.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 접지상태 감시장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the grounding state monitoring apparatus according to the present invention constructed as described above will be described in detail as follows.

먼저, 본 발명은 중성선(N)과 단상(R상) 간의 전압을 실시간으로 측정하여 기준전압(Vb)으로 설정하고, 상기 단상(R상)과 접지(E)간의 전압을 접지 저항값을 갖는 접지전압(Vr)으로 측정한다. 그리고 상기 두 전압을 실시간 지속적으로 비교하여, 상기 접지전압(Vr)이 0이거나 상기 접지전압(Vr)이 상기 기준전압(Vb)보다 작게 변화하면 접지상태에 이상이 있는 것으로 판별하고, 이를 경보해주는 접지상태 모니터링 장치이다. 여기서 기준전압(Vb)을 대지 기준 전압이라고 할 수 있으며, 환경 변화에 의해 기준 전압이 변경될 수 있는 데, 본 발명은 이러한 대지 기준 전압을 기준전압(Vb)으로 활용하기 때문에, 환경 변화에도 적응적으로 정확하게 접지 상태를 판별할 수 있게 되는 것이다.First, the present invention is characterized in that the voltage between the neutral line N and the single phase (R phase) is measured in real time and set to the reference voltage Vb, and the voltage between the single phase (R phase) It is measured with the ground voltage (Vr). When the ground voltage (Vr) is 0 or the ground voltage (Vr) is less than the reference voltage (Vb), it is determined that the ground voltage is abnormal. A grounding condition monitoring device. Here, the reference voltage Vb may be referred to as a ground reference voltage, and the reference voltage may be changed by an environmental change. Since the present invention utilizes the ground reference voltage as the reference voltage Vb, It is possible to accurately determine the ground state.

이러한 접지상태 감시를 위해, 상태정보 검출부(110)는 접지상태 분석을 위한 다양한 상태정보를 검출한다. 여기서 접지상태 분석을 위한 다양한 상태정보로는, 중성선(N)과 단상(예를 들어, R상) 간의 전압인 기준전압(Vb), 상기 단상(R상)과 접지(E) 간의 전압으로 접지 저항값을 갖는 접지전압(Vr), 내부 부하 저항(Rr)을 이용하여 상기 단상(R상)과 접지(E) 간의 전류인 접지 전류(Ig)를 포함할 수 있다.For this ground state monitoring, the state information detecting unit 110 detects various state information for ground state analysis. Here, various state information for the ground state analysis includes a reference voltage Vb as a voltage between a neutral line N and a single-phase (for example, R-phase), and a ground voltage as a voltage between the single- (R phase) and a grounding current (E) using a ground voltage (Vr) having a resistance value and an internal load resistance (Rr).

이렇게 검출되는 접지상태 분석을 위한 상태정보는 비교 및 연산부(120)에 전달된다.The state information for the ground state analysis thus detected is transmitted to the comparison and calculation unit 120. [

상기 비교 및 연산부(120)는 상기 상태정보 검출부(110)에서 검출한 기준전압(Vb)과 접지전압(Vr)을 비교하고, 그 전압 차이를 기초로 접지상태 분석을 위한 접지저항 값을 산출하여, 접지상태 판별부(130)에 전달한다. The comparison and calculation unit 120 compares the reference voltage Vb detected by the state information detection unit 110 with the ground voltage Vr and calculates a ground resistance value for ground state analysis based on the voltage difference , And transmits it to the ground state determination unit (130).

예컨대, 비교 및 연산부(120)의 전압 비교부(121)는 상기 대기 기준전압인 기준전압(Vb)과 상기 접지전압(Vr)을 비교하여 그 차이 값을 전압 변화량으로 산출한다. 이어, 기울기 산출부(122)는 상기 전압 비교부(121)에서 산출한 전압 변화량의 기울기 값을 산출한다. 아울러 접지 저항값 산출부(123)는 상기 기울기 산출부(122)에서 산출한 기울기 값을 기초로 접지 저항값(Ω)을 산출한다.For example, the voltage comparator 121 of the comparing and calculating unit 120 compares the reference voltage Vb, which is the standby reference voltage, with the ground voltage Vr, and calculates the difference as a voltage variation. Next, the slope calculating unit 122 calculates the slope value of the voltage change amount calculated by the voltage comparing unit 121. [ In addition, the grounding resistance value calculating unit 123 calculates the grounding resistance value? Based on the inclination value calculated by the inclination calculating unit 122.

다시 말해, V = I * Re(접지 저항) * CosΘ(복소수)일 때, CosΘ = 1에 가깝다고 할 수 있다. 도 2의 등가 회로를 참조하면, 내부 부하저항(Rr)을 이용하여 전류(I) 값을 일정하게 하면, Re = V/I이므로, 전류와 전압은 반비례하고, 입력 전압이 전압 변화량에 반비례하는 전류가 된다.In other words, when V = I * Re (ground resistance) * CosΘ (complex number), CosΘ = 1. Referring to the equivalent circuit of Fig. 2, when the current I is constantly determined by using the internal load resistance Rr, Re = V / I, the current and the voltage are in inverse proportion and the input voltage is inversely proportional to the voltage variation Current.

국내 전압 변동률은 6% 이내이므로, 이를 표준으로 하면, 기준 전압(Vb) = 380*6% = 22.8V(최대 변화 전압)가 되고, 접지저항(Re) 전압인 접지 전압(Vr) = 380*6% = 22.8V가 된다. The reference voltage Vb = 380 * 6% = 22.8 V (maximum change voltage), and the ground voltage Vr = 380 * 6% = 22.8V.

따라서 양자의 전압 차이가 발생하면, 특히, 상기 접지전압(Vr)이 상기 기준전압(Vb)보다 작게 변화하면 접지상태에 이상이 있다고 할 수 있다.Therefore, when the voltage difference between the two voltages is varied, particularly when the ground voltage Vr is smaller than the reference voltage Vb, it may be said that the ground state is abnormal.

상기 접지상태 판별부(130)는 상기 비교 및 연산부(120)에서 산출한 접지 저항값(Ω)을 입력받고, 상기 접지 저항값을 접지상태 판별을 위해 미리 설정된 제1 및 제2 기준 저항값을 비교하여 접지상태를 판별한다. The ground state determining unit 130 receives the ground resistance value Ω calculated by the comparing and calculating unit 120 and outputs the ground resistance value to the first and second reference resistance values previously set for determining the ground state The ground state is discriminated.

예컨대, 상기 접지 저항값과 접지상태 판별을 위해 미리 설정된 상기 제1기준 저항값(500Ω)을 비교하여, 상기 접지 저항값이 상기 제1기준 저항값 미만이면 접지상태가 정상이라고 판별한다. 이와는 달리 상기 접지 저항값이 상기 제1기준 저항값(500Ω) 이상이고 상기 제2기준 저항값(2,000Ω) 미만이면 초기 접지 이상으로 판별하며, 상기 접지 저항값이 상기 제2기준 저항값(2,000Ω) 이상이면 최종 접지 이상으로 판별한다.For example, if the ground resistance value is less than the first reference resistance value, it is determined that the ground state is normal. If the ground resistance value is equal to or greater than the first reference resistance value (500?) And less than the second reference resistance value (2,000?), The ground resistance value is determined as the second reference resistance value Ω), it is judged to be more than final ground.

상기와 같은 판별 결과, 접지상태 이상(초기 접지 이상, 최종 접지 이상)으로 판별이 되면, 접지이상을 경보하기 위한 경보 제어신호와 전력 제어를 위해 전력 제어신호 및 접지상태 데이터를 발생한다. 여기서 초기 접지 이상일 경우 전력 제어를 위한 전력 제어신호는 발생하지 않는다.As a result of the above discrimination, when it is determined that the ground state is abnormal (initial ground abnormality, final ground abnormality), an alarm control signal for alarming the ground abnormality and a power control signal and ground state data are generated for power control. In this case, the power control signal for power control does not occur when the initial grounding is exceeded.

상기 경보부(140)는 상기 접지상태 판별부(130)에서 발생한 경보 제어신호에 따라 접지상태 이상을 경보해준다. 여기서 접지상태 이상 경보는 시각적인 경보장치를 이용하여 경보해주는 것도 가능하고, 버저와 같은 청각적인 경보장치를 이용하여 경보해주는 것도 가능하며, 시각적인 경보장치와 청각적인 경보장치를 함께 이용하여 경보해주는 것도 가능하다.The alarm unit 140 alerts the ground state abnormality according to the alarm control signal generated in the ground state determination unit 130. In this case, it is possible to alarm by using a visual alarm device, or by using an audible alarm device such as a buzzer, or by using a visual alarm device and an audible alarm device It is also possible.

다음으로, 상기 통신부(160)는 상기 접지상태 판별부(130)에서 출력되는 접지상태 데이터를 통신 데이터로 변환하여 원격에 위치한 관리자 단말기로 송신한다. 여기서 통신은 근거리 무선 통신(와이-파이, 블루투스, RoLa, 기타)을 이용하거나 원거리 무선통신(CDMA, LTE, 기타)을 이용할 수 있다. Next, the communication unit 160 converts the ground state data output from the ground state determination unit 130 into communication data and transmits the communication data to the remote administrator terminal. Here, the communication may use short range wireless communication (Wi-Fi, Bluetooth, RoLa, etc.) or long distance wireless communication (CDMA, LTE, etc.).

이러한 접지상태 데이터를 통신을 통해 송수신할 수 있도록 함으로써, 관리자는 이동형 전력장비를 직접 육안으로 실시간 감시하지 않고서도 다른 업무를 하면서 실시간으로 접지상태 이상을 감시할 수 있게 되는 장점이 있다. 특히, 접지상태 이상 데이터를 수신한 경우에는, 감전 우려가 있으므로 이를 충분히 고려하여 보수 작업을 함으로써, 감전 사고를 예방할 수 있게 되는 것이다.By allowing the ground state data to be transmitted and received through communication, the manager can monitor the ground state abnormality in real time while performing other tasks without directly monitoring the mobile power equipment directly with the naked eye. In particular, in the case of receiving the abnormal state data, since there is a possibility of electric shock, it is possible to prevent the electric shock accident by sufficiently performing the maintenance work.

또한, 외부 출력부(150)는 상기 접지상태 판별부(130)에서 발생한 전력 제어신호를 트립(Trip) 신호로 연계된 차단기에 전달하여 전력 차단이 이루어지도록 한다. 여기서 전력 제어 신호는 최종 접지 이상으로 판별되는 경우에만 발생하도록 하는 것이 바람직하다. 연계된 차단기는 누전차단기 등 다양한 보호기기를 의미한다.Also, the external output unit 150 transmits the power control signal generated in the ground state determination unit 130 to the circuit breaker connected to the trip signal, so that the power is cut off. Here, it is preferable that the power control signal is generated only when it is determined that the final grounding is over. The connected circuit breaker means various protective devices such as earth leakage breaker.

이상 설명한 본 발명은 사용 개소의 이동성으로 인하여 접지 상태의 불량이 발생할 수 있는 이동형 전력장비에서, 실시간으로 접지상태를 감시하고 이를 경고해주거나 관리자에게 실시간으로 알려 줄 수 있으며, 접지불량으로 인한 누전 등의 우려 발생 시에는 연계된 차단기와 연계하여 자동으로 전력을 차단하여 감전 사고를 사전에 예방할 수 있게 되는 것이다.
The present invention described above can monitor and alert the grounding state in real time or notify the manager in real time in a mobile type electric power equipment in which a failure of the grounding state may occur due to the mobility of the use point, It is possible to prevent the electric shock accident by automatically shutting off the power in connection with the connected circuit breaker.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be suitably modified and applied in the same manner. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention, which is defined by the limitations of the following claims.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

100 : 접지상태 감시장치
110 : 상태정보 검출부
120 : 비교 및 연산부
121 : 전압 비교부
122 : 기울기 산출부
123 : 접지 저항값 산출부
130 : 접지상태 판별부
140 : 경보부
150 : 외부 출력부
160 : 통신부100: Grounding status monitoring device
110: Status information detector
120: comparison and operation unit
121:
122: slope calculating section
123: ground resistance value calculating section
130: ground state discrimination unit
140:
150: External output section
160:

Claims (4)

접지상태를 실시간으로 감시하기 위한 장치로서,
접지 상태 분석용 상태정보를 검출하는 상태정보 검출부와;
상기 상태정보 검출부에서 검출한 기준전압과 접지전압을 비교하고, 그 전압 차이를 기초로 접지 저항값을 산출하는 비교 및 연산부와;
상기 비교 및 연산부에서 산출한 접지 저항값을 접지상태 판별을 위해 미리 설정된 제1 및 제2 기준 저항값을 비교하여 접지상태를 판별하고, 접지상태 이상 시 이를 경보하기 위한 경보 제어신호와 전력 제어를 위해 전력 제어신호 및 접지상태 데이터를 발생하는 접지상태 판별부와;
상기 접지상태 판별부에서 발생한 경보 제어신호에 따라 접지상태 이상을 경보해주는 경보부와;
상기 접지상태 판별부에서 출력되는 접지상태 데이터를 통신 데이터로 변환하여 원격에 위치한 관리자 단말기로 송신하는 통신부와;
상기 접지상태 판별부에서 발생한 전력 제어신호를 트립 신호로 연계된 차단기에 전달하여 전력 차단이 이루어지도록 하는 외부 출력부를; 포함하고,
상기 상태정보 검출부는,
중성선(N)과 단상 간의 전압을 기준전압으로 검출하고, 상기 단상과 접지(E) 간의 전압을 접지 저항값을 갖는 접지 전압으로 검출하며, 부하 저항을 이용하여 상기 단상과 접지 간의 전류인 접지 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 접지상태 감시장치.
An apparatus for monitoring the ground state in real time,
A state information detector for detecting state information for ground state analysis;
A comparing and calculating unit for comparing the reference voltage detected by the state information detecting unit with a ground voltage and calculating a ground resistance value based on the voltage difference;
The ground resistance is determined by comparing the ground resistance value calculated by the comparison and calculation unit with the first and second reference resistance values set in advance for determining the ground state, and an alarm control signal and a power control for alarming the ground state abnormality A ground state discrimination unit for generating a hazard power control signal and ground state data;
An alarm unit for alerting the ground state abnormality according to an alarm control signal generated in the ground state discrimination unit;
A communication unit for converting the ground state data output from the ground state determining unit into communication data and transmitting the communication data to a remote manager terminal;
An external output unit for transmitting a power control signal generated by the grounding state discriminating unit to a circuit breaker connected to the trip signal so as to cut off power; Including,
Wherein the state information detector comprises:
A voltage between the neutral line N and a single phase is detected as a reference voltage and a voltage between the single phase and the ground E is detected as a ground voltage having a ground resistance value. And the ground state monitoring device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 비교 및 연산부는,
상기 기준전압과 상기 접지전압을 비교하여 그 차이 값을 전압 변화량으로 산출하는 전압 비교부와,
상기 전압 비교부에서 산출한 전압 변화량의 기울기 값을 산출하는 기울기 산출부와,
상기 기울기 산출부에서 산출한 기울기 값을 기초로 접지 저항값을 산출하는 접지 저항값 산출부를,
포함하는 것을 특징으로 하는 접지상태 감시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the comparing and calculating unit comprises:
A voltage comparator for comparing the reference voltage with the ground voltage and calculating the difference as a voltage variation;
A slope calculating section for calculating a slope value of the voltage change amount calculated by the voltage comparing section;
And a ground resistance value calculating unit for calculating a ground resistance value based on the tilt value calculated by the tilt calculating unit,
And the ground state monitoring device.
제3항에 있어서,
상기 접지상태 판별부는,
상기 접지 저항값 산출부에서 산출한 접지 저항값과 접지상태 판별을 위해 미리 설정된 상기 제1 및 제2 기준 저항값을 비교하여, 상기 접지 저항값이 상기 제1기준 저항값 미만이면 접지상태가 정상이라고 판별하고, 상기 접지 저항값이 상기 제1기준 저항값 이상이고 상기 제2기준 저항값 미만이면 초기 접지 이상으로 판별하며, 상기 접지 저항값이 상기 제2기준 저항값 이상이면 최종 접지 이상으로 판별하는 것을 특징으로 하는 접지상태 감시장치.The method of claim 3,
The ground state determining unit may determine,
And comparing the ground resistance value calculated by the ground resistance value calculation unit with the first and second reference resistance values previously set for discrimination of the ground state and if the ground resistance value is less than the first reference resistance value, If the ground resistance value is equal to or greater than the first reference resistance value and less than the second reference resistance value, it is determined that the ground resistance is greater than or equal to the second reference resistance value. If the ground resistance value is equal to or greater than the second reference resistance value, And the ground state monitoring device.
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