KR101885333B1 - 쇼트턴 검출 장치 및 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쇼트턴 검출 장치 및 쇼트턴 검출 방법에 관한 것으로서, 자기장 발생장치 및 류 측정장치를 포함하고, 자기장 발생장치는 '

'형상의 제 1 말굽부 및 제 1 말굽부(110)의 상단에 일방향으로 감겨있는 제 1 솔레노이드부(120)를 포함한다. 또한, 본 발명의 쇼트턴 검출 방법은 쇼트턴 검출 장치를 통한 전류 공급 단계, 극성 형성 단계, 유도전류 생성 단계 및 전류 측정 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 코일의 쇼트 여부를 간편하게 측정할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 코일이 배치된 상태에서 코일의 쇼트 여부를 알 수 있기 때문에, 코일의 해체 등과 같은 별도의 작업이 불필요하여 작업 효율을 극대화하고, 코일의 파손을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 코일의 쇼트턴 발생 위치를 신속하게 검출할 수 있어, 코일의 대량 점검이 가능하다. 또한, 본 발명에 따르면 코일에 직접 전류를 인가하지 않고 쇼트턴을 검출할 수 있어, 코일의 전류 인가 과정에서 발생할 수 있는 코일의 발열 및 화재 등을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 코일의 쇼트 여부를 육안으로 즉시 확인할 수 있기 때문에 작업자는 신속하게 후속 대응에 나설 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 코일의 쇼트 여부를 측정하는 과정에서 작업자는 감전 등의 사고를 방지할 수 있어 인명피해를 최소화할 수 있다.

Description

쇼트턴 검출 장치 및 검출 방법{SHORT TURN DETECTOR AND SHORT TURN DETECTION METHOD}

본 발명은 쇼트턴 검출 장치 및 쇼트턴 검출 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 유도 전류를 통해 코일을 훼손하지 않고도 코일의 쇼트 여부를 정확하고 빠르게 검출할 수 있는 쇼트턴 검출 장치 및 쇼트턴 검출 장치에 의한 쇼트턴 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 화력 발전소, 수력 발전소, 원자력 발전소 등의 발전 설비 중에서 발전기는 매우 중용한 구성요소이다. 발전기는 기계적인 회전에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 직류 발전기, 동기 발전기, 유도 발전기 등이 있다.

발전기는 통상적으로 스테이터, 로터, 베어링 및 여자기 등으로 구성되는데, 여기서 로터는 발전기 등의 회전 기계에서 회전하는 부분을 통틀어 이르는 말이다. 이 로터에는 회전을 통해 전기를 생성할 수 있도록 코일이 감겨져 있는데 이를 로터 코일이라한다.

이러한 로터 코일은 여러 턴으로 형성될 수 있는데, 이 때 로터 코일의 각 턴 간에 서로 맞닿아 쇼트가 되면, 코일 내부에 과전류가 흘러 전기 사고, 화재 등이 발생할 수 있다. 이처럼 서로 맞닿아 쇼트된 턴을 쇼트턴이라고 한다.

종래의 선행기술들은 실제 코일에 직접 전류를 흘려 측정하는 방법으로, 사용 전 쇼트턴을 검출하는 것은 어려움이 있었다. 또한, 복잡한 회로의 단계를 거쳐야 하므로 대량 점검에 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 코일에 간접적으로 전류를 흘려 사용하기 전에 코일의 쇼트 여부를 확인하고, 쇼트턴의 위치를 확인할 수 있는 쇼트턴 검출 장치 및 검출 방법을 제공하고자 한다.

선행문헌 1: 대한민국 등록특허 제10-1001268호 (2010.12.08) 선행문헌 2: 대한민국 등록특허 제10-0363267호 (2002.11.20)

본 발명의 기술적 과제는 코일을 훼손시키지 않고도 코일의 쇼트 여부를 용이하게 검출할 수 있는 쇼트턴 검출 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 코일을 부위별로 측정하여 코일의 쇼트 위치를 정확하게 검출하는 쇼트턴 검출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 코일의 쇼트턴 검출 속도를 증가시켜 작업 효율을 높일 수 있는 쇼트턴 검출 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 코일의 쇼트 여부를 미리 검출하고, 이를 즉시 알릴 수 있는 쇼트턴 검출 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 자기장 발생장치 및 전류 측정장치를 포함한다. 또한, 자기장 발생장치는 제 1 말굽부 및 제 1 말굽부의 상단에 일방향으로 감겨있는 제 1 솔레노이드부를 포함하며, 전류 측정장치는 제 2 말굽부, 제 2 말굽부의 상단에 일방향으로 감겨있는 제 2 솔레노이드부 및 전류 측정부를 포함한다.

또한, 본 발명의 쇼트턴 검출 방법은 쇼트턴 검출 장치를 통한 전류 공급 단계, 극성 형성 단계, 유도전류 생성 단계 및 전류 측정 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 코일의 쇼트 여부를 간편하게 측정할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 코일이 배치된 상태에서 코일의 쇼트 여부를 알 수 있기 때문에, 코일의 해체 등과 같은 별도의 작업이 불필요하여 작업 효율을 극대화하고, 코일의 파손을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 코일의 쇼트턴 발생 위치를 신속하게 검출할 수 있어, 코일의 대량 점검이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 코일에 직접 전류를 인가하지 않고 쇼트턴을 검출할 수 있어, 코일의 전류 인가 과정에서 발생할 수 있는 코일의 발열 및 화재 등을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 코일의 쇼트 여부를 육안으로 즉시 확인할 수 있기 때문에 작업자는 신속하게 후속 대응에 나설 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 코일의 쇼트 여부를 측정하는 과정에서 작업자는 감전 등의 사고를 방지할 수 있어 인명피해를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 쇼트턴 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 쇼트턴 검출 장치를 사용하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 쇼트턴 검출 장치의 원리를 단계별로 나타낸 단계도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 전류 공급 단계 및 극성 형성 단계를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 유도전류 생성 단계 및 전류 측정 단계를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 전류 공급 단계 및 극성 형성 단계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예의 유도전류 생성 단계를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 전류 측정 단계를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 로터 코일에 쇼트턴 검출 장치를 사용하는 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 절연부, 점등부 및 제어부를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있어, 이하에서 기재되거나 도면에 도시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 쇼트턴 검출 장치 및 검출 방법을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 쇼트턴 검출 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 쇼트턴 검출 장치를 사용하는 것을 나타낸 도면이다.

본 발명의 쇼트턴 검출 장치는 자기장 발생장치(100) 및 전류 측정장치(200)로 구성될 수 있다. 자기장 발생장치(100)는 코일(10)에 자기장(B2)을 발생시켜, 제 1 유도 전류(I2)를 흐르도록 하며, 전류 측정장치(200)는 제 1 유도전류(I2)에 따른 유도자기장(B3)에 의해 발생된 제 2 유도전류(I3)를 측정하여 코일(10)의 쇼트 여부를 판단한다.

자기장 발생장치(100)는 제 1 말굽부(110), 제 1 솔레노이드부(120) 및 전원 공급부(130)를 포함하며, 스위치부(140) 및 손잡이부 등을 더 포함할 수 있다.

제 1 말굽부(110)는 '

'형상으로, 제 1 말굽부(110)의 양측에 구비되는 제 1 철판부(111), 제 2 철판부(112) 및 제 1 말굽부(110)의 상단에 구비되는 제 1 연결부(113)로 구성된다.

제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 각각 수직 방향으로 연장된 전도성 재질의 판 형상으로, 서로 소정의 간격을 두고 평행하게 마주보도록 구비된다. 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 도체로 구성되는 것이 바람직하며, 규소 강판으로 구성되는 것이 가장 바람직하다. 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 두꺼운 한 개의 전도성 재질의 판 형상 또는 직육면체의 기둥형상으로 구성될 수도 있으나, 얇은 두께의 전도성 재질의 판이 복수 개 겹쳐져 직육면체를 이루는 기둥 형상으로 구성되는 것이 보다 바람직하다. 여기서, 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 판 형상으로 이루어 지는 것이 가장 바람직하나, 사각기둥 또는 원기둥의 봉 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 일단이 힌지 연결되어 일단의 힌지 축을 기준으로 소정의 각도만큼 외측으로 회전될 수 있다. 따라서, 측정 하는 코일(10)의 두께, 크기가 다양한 경우에도 모두 적용할 수 있다.

제 1 연결부(113)는 제 1 말굽부(110)의 상단에 구비되어, 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)를 연결하는 구성이다. 제 1 연결부(113)는 도체로 이루어지는 것이 바람직하며, 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)와 동일한 재질로 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 제 1 연결부(113)는 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)의 일단에 연결되며, 하측 방향으로 개구된 '

'형상으로 양 끝단에 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)가 각각 접하도록 연결될 수 있으며, '-'형상으로 수평 방향으로 구비되어 양 끝단에 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)가 각각 수직하도록 연결될 수도 있다. 제 1 연결부(113)는 외측에 제 1 솔레노이드부(120)가 감길 수 있도록 제 1 솔레노이드부(120)의 내직경보다 작도록 구비되는 것이 바람직하다. 제 1 연결부(113)의 수평방향은 기둥 형상으로 구비되는 것이 바람직하며, 사각기둥, 원기둥 및 다각기둥 중 어느 하나의 형상으로 구비될 수 있다.

여기서, 제 1 말굽부(110)의 구성요소인 제 1 철판부(111), 제 2 철판부(112) 및 제 1 연결부(113)는 각각 별도의 구성으로 결합되어 형성될 수 있으며, 하나의 '

'형상으로 형성될 수도 있다.

제 1 솔레노이드부(120)는 제 1 연결부(113)를 따라 외측에 일방향으로 감겨있는 형상의 도선으로, 외부로부터 전류가 공급되어 도선을 따라 일방향으로 전류가 흐를 수 있다. 전원 공급부(130)로부터 외부 전원을 공급 받아 전류가 흐르는 것이 가장 바람직하나, 별도의 전원 공급부(130) 없이 유도 전류 등을 통해 전류가 흐를 수도 있다.

전원 공급부(130)는 제 1 솔레노이드부(120)에 전원을 공급하여 전류를 흘려주는 구성이다. 전원 공급부(130)에 전원을 인가함과 동시에 제 1 솔레노이드부(120)에 전류가 흐를 수도 있으나, 별도의 스위치부(140)를 구비하여, 전원 공급부(130)에 전원을 인가한 후, 스위치부(140)의 ON 또는 OFF에 의해 제 1 솔레노이드부(120)의 전류의 흐름이 제어될 수도 있다.

이하, 전류 측정장치(200)에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전류 측정장치(200)의 전체적인 구성 및 형상은 자기장 발생장치(100)와 유사하다.

전류 측정장치(200)는 제 2 말굽부(210), 제 2 솔레노이드부(220) 및 전류 측정부(230)를 포함하며, 손잡이부 등을 더 포함할 수 있다.

제 2 말굽부(210)는 '

'형상으로, 제 2 말굽부(210)의 양측에 구비되는 제 3 철판부(211), 제 4 철판부(212) 및 제 2 말굽부(210)의 상단에 구비되는 제 2 연결부(213)로 구성된다.

제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)는 각각 수직 방향으로 연장된 전도성 재질의 판 형상으로, 서로 소정의 간격을 두고 평행하게 마주보도록 구비된다. 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)는 도체로 구성되는 것이 바람직하며, 규소 강판으로 구성되는 것이 가장 바람직하다. 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)는 두꺼운 한 개의 전도성 재질의 판 형상 또는 직육면체의 기둥형상으로 구성될 수도 있으나, 얇은 두께의 전도성 재질의 판이 복수 개 겹쳐져 직육면체를 이루는 기둥 형상으로 구성되는 것이 보다 바람직하다. 여기서, 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)는 판 형상으로 이루어 지는 것이 가장 바람직하나, 사각기둥 또는 원기둥의 봉 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)는 일단이 힌지 연결되어 일단의 힌지 축을 기준으로 소정의 각도만큼 외측으로 회전될 수 있다. 따라서, 측정 하는 코일(10)의 두께, 크기가 다양한 경우에도 모두 적용할 수 있다.

제 2 연결부(213)는 제 2 말굽부(210)의 상단에 구비되어, 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)를 연결하는 구성이다. 제 2 연결부(213)는 도체로 이루어지는 것이 바람직하며, 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)와 동일한 재질로 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 제 2 연결부(213)는 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)의 일단에 연결되며, 하측 방향으로 개구된 '

'형상으로 양 끝단에 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)가 각각 접하도록 연결될 수 있으며, '-'형상으로 수평 방향으로 구비되어 양 끝단에 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부2120)가 각각 수직하도록 연결될 수도 있다. 제 2 연결부(213)는 외측에 제 2 솔레노이드부(220)가 감길 수 있도록 제 2 솔레노이드부(220)의 내직경보다 작도록 구비되는 것이 바람직하다. 제 2 연결부(213)의 수평방향은 기둥 형상으로 구비되는 것이 바람직하며, 사각기둥, 원기둥 및 다각기둥 중 어느 하나의 형상으로 구비될 수 있다.

여기서, 제 2 말굽부(210)의 구성요소인 제 3 철판부(211), 제 4 철판부(212) 및 제 2 연결부(213)는 각각 별도의 구성으로 결합되어 형성될 수 있으며, 하나의 '

'형상으로 형성될 수도 있다.

제 2 솔레노이드부(220)는 제 2 연결부(213)를 따라 외측에 일방향으로 감겨있는 형상의 도선으로, 외부로부터 전류가 공급되어 도선을 따라 일방향으로 전류가 흐를 수 있다. 제 2 솔레노이드부(220)의 전류는 자기장 발생장치(100)에 의해 생성된 유도자기장(B3)에 의한 제 2 유도전류(I3)가 흐르는 것이 바람직하다.

전류 측정부(230)는 제 2 솔레노이드부(220)에 흐르는 제 2 유도전류(I3)를 측정하는 구성이다. 전류 측정부(230)에서 전류값이 0인 경우, 코일(10)에 쇼트가 없으며 양호한 상태인 것으로 판단할 수 있다. 반면, 전류 측정부(230)에서 전류값이 측정되면, 코일(10)의 쇼트로 판단할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명을 통해 코일의 쇼트턴을 검출하는 방법을 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 쇼트턴 검출 장치의 원리를 단계별로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 쇼트턴 검출 장치는 전류 공급 단계(S100), 극성 형성 단계(S200), 유도전류 생성 단계(S300) 및 전류 측정 단계(S400)에 의해 쇼트턴을 검출한다.

전류 공급 단계(S100)는 자기장 발생장치(100)의 제 1 솔레노이드부에 외부 전원을 인가하여 전류(I1)를 공급하는 단계이다. 여기서, 외부 전원은 전원 공급부(130)를 통한 직접 인가일 수도 있으며, 별도의 유도 전류 등을 통해 전원을 인가할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 전원 공급부(130)를 통해 전원을 인가하여, 제 1 솔레노이드부(120)에 감김 방향을 따라 전류가 일 방향으로 흐르도록 할 수 있다.

극성 형성 단계(S200)는 제 1 솔레노이드부(120)에 공급된 전류(I1)에 의해 제 1 말굽부(110)가 자기화가 되어 극성을 형성하는 단계이다. 제 1 솔레노이드부(120)에 공급된 전류(I1)의 방향에 따라, 제 1 말굽부(110)의 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 각각 서로 다른 자석의 극성을 가질 수 있다.

유도전류 생성 단계(S300)는 제 1 말굽부(110)에 형성된 극성에 따라 발생되는 자기장(B2)에 의해 코일(10)에 내부에 흐르는 제 1 유도전류(I2)를 생성하는 단계이다. 자기장(B2)의 방향에 따라, 제 1 유도전류(I2)의 흐르는 방향이 바뀔 수 있다.

전류 측정 단계(S400)는 제 1 유도전류(I2)가 코일을 따라 흐르는 경우, 발생되는 유도자기장(B3)이 발생되며, 유도자기장(B3)에 의해 제 2 솔레노이드부(220)에 생성되는 제 2 유도전류(I3)를 측정하는 단계이다. 전류 측정 단계(S400)에 의해 전류 측정부(230)에서 제 2 유도전류(I3)가 측정되는 경우, 코일(10)은 쇼트된 것으로 판단될 수 있으며, 제 2 유도전류(I3)가 0인 경우, 코일(10)이 양호한 것으로 판단될 수 있다.

전류 측정 단계(S400) 이후, 코일(10)의 쇼트를 검출하는 쇼트 검출 단계(S500)가 더 포함된다. 쇼트 검출 단계(S500)는 제 2 유도전류(I3)를 이용하여 후술되는 점등부(300)를 점등함으로써 코일(10)의 쇼트 여부를 외부에 알리는 단계이다. 여기서, 점등부(300)는 후술할 제어부(400)에 의해 점등이 제어된다. 점등부(300) 및 제어부(400)에 대한 보다 자세한 설명은 도 11에서 후술하겠다.

이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 각 단계에 관한 상세한 설명을 하도록 한다. 먼저, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 것이다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 전류 공급 단계 및 극성 형성 단계를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 유도전류 생성 단계 및 전류 측정 단계를 나타낸 도면이다.

전류 공급 단계(S100)는 자기장 발생장치(100)에 외부 전원을 통해 전류를 공급하는 단계이다. 보다 상세하게는 자기장 발생장치(100)의 전원 공급부(130)를 통해 전원을 인가하여, 제 1 솔레노이드부(120)에 감김 방향을 따라 전류가 일 방향으로 흐르도록 하는 단계이다. 이때, 전원은 별도의 스위치부(140)를 통해 ON 또는 OFF를 제어할 수 있으며, 직접적인 전원 인가 이외의 간접적인 유도전류등을 통한 전원 인가도 가능하다.

제 1 실시예에 따르면, 전류 공급 단계(S100)에서 제 1 솔레노이드부(120)에 전원을 인가하기 전에 제 1 말굽부(110)의 내측에 코일(10)을 먼저 관통시킨다. 코일(10)이 '

'형상으로 구비된 제 1 말굽부(110)의 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112) 사이에 위치하도록 자기장 발생장치(100)를 배치한다. 이후, 전원을 인가하여 제 1 솔레노이드부(120)에 일방향으로 전류(I1)를 흘려준다.

극성 형성 단계(S200)는 전류 공급 단계(S100)에서 공급된 전류에 의해 제 1 말굽부(110)에 극성이 형성되는 단계이다.

제 1 실시예에 따르면, 제 1 솔레노이드부(120)에 일방향으로 전류(I1)를 흘려주면, 상기 전류(I1)에 의해 제 1 솔레노이드부(120) 주변에 자기장이 형성된다. 상기 자기장에 의해 제 1 솔레노이드부(120) 내측에 관통된 제 1 연결부(113)의 양단에 각각 서로 다른 극성이 생성되며, 도체로 구성된 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 자성이 전도되어 각각 서로 다른 자석의 극성을 갖게 된다. 즉, 제 1 솔레노이드부(120)에 전류를 공급함으로써, 제 1 말굽부(110)는 자기화가 되어 말굽자석의 성질을 띄게 된다. 따라서, 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 각각 서로 다른 극성의 자성을 갖는다. 여기서 극성의 방향은 제 1 솔레노이드부(120)에 흐르는 전류(I1)의 방향에 따라 결정된다.

제 1 말굽부(110)의 내측 사이에 코일(10)이 관통되도록 위치시킨 후, 제 1 말굽부(110)에 극성을 형성시키면, 말굽자석의 자기장의 방향에 의해 N극에서 S극 방향으로 자기력선이 형성된다. 이때, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 자기장의 방향에 따른 전류(I2)의 방향이 결정된다.

이하, 도 5를 참조하여, 제 1 실시예에 따른 유도전류 생성 단계 및 전류 측정 단계를 설명하도록 한다.

제 1 실시예에 따른 유도전류 생성 단계(S300)는 상기한 자기장의 방향에 의해 생성되는 전류(I2)가 코일(10)의 감김 방향을 따라 흐르는 단계이다. 이 때, 코일(10)에 흐르는 전류를 제 1 유도전류(I2)라 한다.

코일(10)에 쇼트가 없는 양호한 상태인 경우, 코일(10)의 양 끝단이 서로 연결되지 않은 개방된 회로로 제 1 유도전류(I2)는 흐르지 않는 것이 바람직하다. 반면, 코일(10)에 쇼트가 발생된 경우, 쇼트 발생 부위에 의해 코일(10)의 일부가 폐쇄된 원형 회로가 형성되어 제 1 유도전류(I2)가 쇼트 부위를 따라 흐르게 된다. 이때, 제 1 유도전류(I2)가 흐르는 원형 회로 사이에 저항 등의 에너지를 방출할 소자 등이 존재하지 않으므로, 쇼트 부위의 코일(10)에는 과전류가 발생할 수 있다.

제 1 실시예에 따른 전류 측정 단계(S400)는 제 2 유도전류(I3)를 측정하여, 코일(10)이 쇼트 여부를 판단하는 단계이다. 코일(10)이 쇼트된 경우, 제 1 유도전류(I2)에 의해 코일(10) 내부에 유도자기장(B3)이 형성되며, 유도자기장(B3)의 영향으로 전류 측정장치(200)의 제 2 솔레노이드부(220)에 제 2 유도전류(I3)가 흐른다. 반면, 코일(10)이 쇼트가 없이 양호한 경우, 제 2 유도전류(I3)는 발생하지 않아 전류 측정부(230)에서의 전류가 0으로 측정된다.

이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예를 설명하도록 한다. 먼저, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 전류 공급 단계 및 극성 형성 단계를 나타낸 도면이다.

제 2 실시예에 따르면, 전류 공급 단계(S100)에서 자기장 발생장치(100)를 코일(10)에 삽입하기 전, 제 1 솔레노이드부(120)에 전원을 인가한다. 전원 공급부(130) 또는 유도 전류 등을 통해 제 1 솔레노이드부(120)에 전원을 인가하면, 제 1 솔레노이드부(120)에서 일방향으로 전류(I1)가 흐르게 된다. 제 1 솔레노이드부(120)에 일방향으로 전류(I1)를 흘려주면, 상기 전류(I1)에 의해 제 1 솔레노이드부(120) 주변에 자기장이 형성된다. 형성된 자기장에 의해 제 1 솔레노이드부(120) 내측에 관통된 제 1 연결부(113)의 양단에 각각 서로 다른 극성이 생성되며, 도체로 구성된 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 자성이 전도되어 각각 서로 다른 자석의 극성을 가지게 된다. 즉, 제 1 솔레노이드부(120)에 전류를 공급함으로써, 제 1 말굽부(110)는 자기화가 되어 말굽자석의 성질을 띄게 된다. 따라서, 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)는 각각 서로 다른 극성의 자성을 갖는다.

도 6의 제 2 실시예를 참조하여 설명하면, 극성 형성 단계(S200)에서는 제 1 솔레노이드부(120)에 일 방향으로 공급된 전류(I1)에 의해 제 1 철판부(111)는 N극, 제 2 철판부(112)는 S극의 극성을 가지게 된다. 여기서 극성의 방향은 제 1 솔레노이드부(120)에 흐르는 전류(I1)의 방향에 따라 결정되므로, 공급되는 전류(I1)의 방향에 따라 서로 바뀔 수 있다.

제 1 말굽부(110)가 자기화가 되어 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112)가 서로 다른 극성의 자성을 가지게 되면, 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112) 중 어느 하나의 철판부가 측정 위치의 코일(10)의 내부로 관통되도록 삽입한다. 즉, 코일(10)이 '

'형상으로 구비된 제 1 말굽부(110)의 제 1 철판부(111) 및 제 2 철판부(112) 사이에 위치하도록 코일(10)을 관통시킨다.

제 2 실시예에 따라, N극의 극성을 띄는 제 1 철판부(111)를 측정 위치의 코일(10) 내측으로 관통시키면, 전자기 유도 원리에 따라 코일(10)을 관통하는 제 1 철판부(111)에 의해 발생되는 자기장(B1)의 자기력선을 방해하는 방향으로 코일(10) 내부에 자기장(B2)이 형성된다.

이하, 도 7을 참조하여 코일(10) 내부에 형성된 자기장(B2)에 의한 유도전류(I2)가 생성되는 과정을 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시예의 유도전류 생성 단계를 나타낸 도면이다.

제 2 실시예에 따른, 유도전류 생성 단계(S300)는 상기한 코일(10) 내부에 형성된 자기장(B2)에 의해 코일(10)을 따라 흐르는 제 1 유도전류(I2)가 생성되는 단계이다.

N극의 극성을 띄는 제 1 철판부(111)를 코일(10)의 내측으로 관통 시켜 전자기 유도 원리에 따라 코일(10) 내부에 형성된 자기장(B2)의 변화에 의해 코일(10)에 기전력이 발생하게 되며, 코일(10)에 제 1 유도전류(I2)가 흐르게 된다. 여기서, 유도전류(I2)의 방향은 플레밍의 오른손 법칙에 따르는 방향으로 흐른다. 따라서, 자기장(B2)의 방향에 따라 제 1 유도전류(I2)의 방향이 바뀔 수 있다.

단, 전류는 폐쇄된 회로에서만 흐르는 것이 일반적이기 때문에, 쇼트가 되지 않은 정상적인 코일(10)은 양 끝단이 서로 개방되어 있으므로 전류가 흐르지 않는 것이 일반적이다. 반면, 쇼트가 된 코일(10)의 경우 코일(10)이 폐쇄되어 원형 도선의 형상을 이루므로 전류가 계속해서 흐를 수 있다.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 전류 측정 단계(S400)를 상세히 설명하도록 한다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 전류 측정 단계를 나타낸 도면이다.

도 8은 쇼트가 되지 않은 정상적인 코일(10)에서의 전류 측정 단계(S400)를 나타낸 도면이고, 도 9는 쇼트가 된 코일(10)에서의 전류 측정 단계(S400)를 나타낸 도면이다.

전류 측정 단계(S400)는 전류 측정부(230)에서 제 2 유도전류(I3)를 측정하여, 코일(10)의 쇼트 여부를 판단하는 단계이다.

상기 설명한바와 같이, 코일(10) 내부에 형성된 자기장(B2)의 변화에 의한 제 1 유도전류(I2)는 폐쇄된 회로 상에서만 정상적으로 흐를 수 있다. 도 8과 같이 정상적인 양호한 코일(10)의 경우, 코일(10)의 양 끝단이 각각 개방되어 있으며, 쇼트된 부분도 없기 때문에 제 1 유도전류(I2)는 흐르지 못한다. 따라서, 제 1 유도전류(I2)에 의한 유도자기장(B3) 또한 발생할 수 없다.

반면, 도 9와 같이 쇼트가 된 코일(10)의 경우, 쇼트 부위에 의해 코일(10)이 폐쇄되므로, 제 1 유도전류(I2)가 쇼트 부위의 코일(10)을 따라 흐르게 된다. 이 때, 쇼트된 코일(10) 사이에는 저항 등의 전류를 소모할 수 있는 소자가 존재하지 않기 때문에 순간적으로 과전류가 흐를 수 있다. 따라서, 제 1 유도전류(I2)에 의한 유도자기장(B3)이 코일(10) 내부에 형성된다. 이때, 전류 측정장치(200)를 자기장 발생장치(100)와 대응되도록 코일(10) 내측에 관통시키면, 코일(10) 내부에 형성된 유도자기장(B3)이 전류 측정장치(200)의 제 2 솔레노이드부(220)에도 영향을 미치게 된다. 상기 유도자기장(B3)이 제 2 솔레노이드부(220)의 내측을 관통하여 형성되면, 유도자기장(B3)의 방향에 따라 제 2 솔레노이드부(220)에 제 2 유도전류(I3)가 흐를 수 있다. 제 2 솔레노이드부(220)에 제 2 유도전류(I3)가 흐르면, 전류 측정부(230)에서 전류값이 측정될 수 있으며, 이 전류값을 통해 코일(10)의 쇼트 여부를 판단할 수 있다. 만약, 코일(10)이 쇼트가 없는 양호한 상태라면, 전류값은 0으로 전류 측정부(230)의 변화가 없는 것이 정상적이다.

이처럼, 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 같이 자기장 발생장치(100)를 삽입한 상태로 전원을 공급하여 코일(10)에 제 1 유도전류(I2)를 발생시킬 수 있으며, 전원을 공급한 상태에서 자기장 발생장치(100)를 코일(10)에 삽입하여 제 1 유도전류(I2)를 발생시킬 수도 있다. 또한, 전류 측정장치(200)에서는 자기장 발생장치(100)에 의해 코일(10)에 생성된 제 1 유도전류(I2)를 통해, 유도자기장(B3)을 형성하고, 이에 따른 제 2 유도전류(I3)를 흐르도록 하여 제 2 유도전류(I2)의 흐름여부에 따른 코일(10)의 쇼트 여부를 판단할 수 있다.

이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 코일의 쇼트를 판단하는 방법을 설명하도록 한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예의 로터 코일에 쇼트턴 검출 장치를 사용하는 것을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 형태의 개방된 코일(10)에 적용할 수 있으며, 특히 발전기 모터의 내부에 삽입되는 로터 코일(10)에도 적용이 가능하다. 로터 코일(10)은 발전기 모터의 일 부품으로, 복수개의 층으로 권선된 코일들이 소정의 간격을 두고 나열되어 있다. 본 발명은 로터 코일(10) 간의 소정의 간격에 삽입하여 로터 코일(10)의 쇼트를 검출하기위해 사용될 수 있다. 본 발명의 쇼트턴 검출 장치는 로터 코일(10)의 쇼트를 검출하기 위해 사용되는 것이 가장 바람직하나, 그 외의 코일(10)의 쇼트를 검출하기 위해 사용될 수도 있다.

본 발명의 쇼트턴 검출 장치를 사용하여 코일(10)의 쇼트 여부를 판단하는 경우, 코일(10)의 양단을 폐쇄시킨 후 전류를 흘려 전류 값의 크기를 통해 판단하는 종래의 기술과는 달리, 개방된 코일(10)의 본 상태에서 유도전류를 통해 쇼트 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 전류의 값이 0이 아닌 경우 모두 쇼트가 된 것으로 판단할 수 있어 비교적 신속하게 정확한 쇼트의 여부를 확인할 수 있다. 또한, 정상적인 코일(10)의 경우 쇼트 여부 검사 과정에서 실수로 과전류를 흘려 손상을 입히는 문제를 방지할 수 있다. 본 발명의 경우 간접적인 유도전류를 통해 쇼트 여부를 판단하므로, 양호한 상태의 코일(10)은 검사를 통한 파손의 우려가 전혀 없으며, 쇼트된 코일(10)의 정확한 쇼트 위치를 파악하기에 용이하다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 절연부(214), 점등부(300) 및 제어부(400)를 나타내는 도면이다. 본 발명의 제3 실시예는 제1 실시예와 비교하여 절연부(214), 점등부(300) 및 제어부(400)를 더 포함한다.

절연부(214)는 제 2 말굽부(210)와 코일(10)의 접촉에 의한 과전류 발생을 방지한다. 이를 위해, 절연부(214)는 제 2 말굽부(210)의 내측면, 즉 제 3 철판부(211) 및 제 4 철판부(212)의 서로 마주보는 면에 구비된다. 또 다른 실시예로서, 절연부(214)는 제 2 말굽부(210)의 하단의 일 부분에 구비되어 제 2 말굽부(210)의 하단을 감싸도록 구비될 수 있다. 절연부(214)는 통전되지 않는 재질, 즉 절연체로 구비된다. 보다 바람직한 실시예로서, 절연부(214)는 고무, 실리콘 등의 재질로 구비될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 절연부(214)가 구비됨으로써, 사용자가 전류 측정장치(200)으로 코일(10)의 과전류를 측정하는 과정에서 제 2 말굽부(210)가 코일(10)가 접촉함으로써 과전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 과전류로 인해 사용자가 감전되는 것 또한 방지할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 절연부(214)가 제 2 말굽부(210)에 구비되는 것으로 설명하지만 이에 한정되지 않고 제 1 말굽부(110)에도 구비될 수 있어 과전류의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

점등부(300)는 코일(10)의 쇼트를 보다 명확하게 알리기 위한 구성이다. 이를 위해, 점등부(300)는 전류 측정장치(200)치에 구비된다. 도 11에서는 점등부(300)가 전류 측정장치(200)의 상측에 구비되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되지 않고 전류 측정장치(200)의 측면 등의 다양한 위치에 구비될 수 있다. 점등부(300)는 전류 측정장치(200)와 전기적으로 연결된다. 즉, 점등부(300)는 전류 측정부(230)에서 제 2 유도전류(I3)가 측정되는 경우 전류 측정장치(200)로부터 제 2 유도전류(I3)를 공급받아 점등된다. 따라서, 사용자는 전류 측정부(230)를 자세히 보지 않고, 점등부(300)의 점등 만으로도 코일(10)의 쇼트 여부를 인식할 수 있다. 또한, 전류 측정부(230)에 표시되지 않을 정도로 코일(10)에 미세한 과전류가 흐르는 경우에도 점등부(300)는 이를 즉시 인지하여 점등됨으로써, 코일(10)의 쇼트 검출에 대한 정확도를 현저하게 높일 수 있다. 한편, 점등부(300)는 제어부(400)를 통해 점등이 제어될 수 있다.

제어부(400)는 점등부(300)의 점등을 제어한다. 상세하게, 제어부(400)는 검출된 제 2 유도전류(I3)의 크기에 따라 점등부(300)의 점등 제어 여부를 판단한다. 이를 위해, 제어부(400)는 전류 측정장치(200) 및 점등부(300)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제어부(400)는 미리 설정된 기준 전류(I0)를 포함한다. 즉, 제어부(400)는 기준 전류(I0)와 제 2 유도전류(I3)의 크기를 비교한 결과를 토대로 점등부(300)의 점등 여부를 결정한다. 예를 들어, 제 2 유도전류(I3)의 크기가 기준 전류(I0)의 크기보다 작은 경우, 제어부(400)는 점등부(300)를 점등시키지 않는다. 반면, 제 2 유도전류(I3)의 크기가 기준 전류(I0)의 크기보다 큰 경우 제어부(400)는 점등부(300)를 점등시킨다. 보다 바람직한 실시예로서, 코일(10)에 생기는 과전류를 전류의 크기에 상관없이 검출하기 위해, 기준 전류(I0)는 0 암페어(Ampere)로 구비될 수 있다. 제어부(400)가 구비됨으로써, 점등부(300)는 과전류의 크기가 코일(10)에 큰 영향을 미치지 않을 정도로 미세한 경우 점등되지 않기 때문에 불필요한 과전류 측정을 방지할 수 있다. 또한, 기준 전류(I0)가 0 암페어로 구비되는 경우, 미세한 크기의 과전류라도 이를 즉시 감지할 수 있어 코일(10)의 손상 및 누전 등의 사고를 미연에 방지할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이므로, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시예 및 첨부된 도면에 의해서만 한정되는 것은 아니다.

Claims (8)

1. 코일(10)의 쇼트를 검출하는 쇼트턴 검출 장치로서,
   자기장 발생장치(100); 및
   전류 측정장치(200);를 포함하고,
   상기 자기장 발생장치(100)는
   '

   

   '형상의 제 1 말굽부(110); 및
   상기 제 1 말굽부(110)의 상단에 일방향으로 감겨있는 제 1 솔레노이드부(120); 를 포함하며,
   상기 전류 측정장치(200)는
   전류 측정부(230);
   '

   

   '형상의 제 2 말굽부(210); 및
   상기 제 2 말굽부(210)의 상단에 일방향으로 감겨있는 제 2 솔레노이드부(220);
   제 2 유도전류(I3)에 의해 점등됨으로써 상기 코일(10)의 쇼트를 알리는 점등부(300); 및
   미리 설정된 기준 전류(I0)와 상기 제 2 유도전류(I3)를 비교하여 상기 점등부(300)를 점등하는 제어부(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼트턴 검출 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 솔레노이드부에 공급된 전류(I1)에 의해 상기 제 1 말굽부(110)가 자기화가 되어 극성을 형성하고,
   상기 제 1 말굽부(110) 내측에 코일(10)을 관통시켜 상기 코일(10)에 제 1 유도전류(I2)를 생성하는 것을 특징으로 하는 쇼트턴 검출 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 말굽부(210) 내측에 코일(10)을 관통시켜 상기 제 1 유도전류(I2)로부터 발생되는 유도자기장(B3)에 의해 생성된 제 2 유도전류(I3)를 측정하여, 코일(10)의 쇼트를 판단하는 쇼트턴 검출 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 유도자기장(B3)에 의한 제 2 유도전류(I3)가 측정될 경우, 상기 코일(10)의 쇼트로 판단하고,
   상기 제 2 유도전류(I3)가 발생하지 않아 전류가 0으로 변화가 없을 경우, 코일(10)이 양호한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 쇼트턴 검출 장치.
   
6. 삭제
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 말굽부(210)의 내측면에는 상기 코일(10)과의 접촉으로 인한 과전류 발생을 방지하는 절연부(214)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 쇼트턴 검출 장치.
   
8. 삭제

Images