KR101909987B1 - 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치 및 그 방법이며, 크램프 형태를 포함한 변류기에서 전류위상을 검출하기 위하여 로우패스필터와 전류위상검출부를 구비하고, 상기 변류기에서 전압위상을 검출하기 위하여 변류기의 출력이 로우패스필터에 인가되도록 함과 아울러 신호정형모듈을 연결하되, 상기 변류기와 전류위상 또는 전압위상을 검출하기 위한 로우패스필터가 선택적으로 연결되도록 스위칭수단을 구동하며, 마이크로콘트롤유니트에 의하여 상기 전류위상검출부와 신호정형모듈의 출력에서 전류와 전압의 위상차 값을 구하고 이에 의하여 저항성 누설전류를 산출하도록 한 것이다. 이에 따라, 본 발명은 정전시키거나 위험한 활선 작업을 실시하지 않고 단순히 변류기를 거는 동작만으로 저항성 누설전류 측정이 가능하므로 단전이 불필요하게 되어 설비의 가동 연속성을 유지할 수 있게 되며, 아울러 이를 휴대용 크램프 형태로 제작하는 경우 활선 상태에서 크램프를 걸어 주는 단순한 조작으로 누전 상태를 측정할 수 있으므로 점검 작업이 매우 편리하고 안전하며 작업 능률을 향상 시킬 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Description

비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치 및 그 방법{Resistive Leakage Current Measurable Apparatus with Noncontact and Hot-line Status and Method Thereof}
본 발명은 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로 특히 각종 전자 기기 등에서 발생하는 용량성 누설전류를 제외한 저항성 누설전류만을 비접촉 활선 상태에서 측정할 수 있도록 한 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 전선의 피복, 전기기기의 절연물이 노후화되거나 손상되어 절연체가 손상되면 그 개소를 통하여 전선로에서 대지로 누전전류가 흘러나가게 된다. 누설전류가 흘러나가는 개소에 인체가 접촉 되면 감전사고의 위험이 있고, 과도한 누설전류가 흐르는 개소에는 아크에 의한 과열이 발생되며 주위의 인화성물질로 인하여 발화되어 누전화재의 원인이 되기도 한다.
이러한 누설전류는 저항성 누전전류와 용량성 누설전류의 벡터합으로 측정된다. 즉, 부하의 종류에 따라 그 크기가 상이한 저항성 누설전류와 용량성 누설전류의 벡터합에 의하여 전체 누설전류(Io)가 결정되는 바, 이러한 저항성 누전전류(Igr)는 선로의 노후화 또는 손상으로 실제 누전이 발생되는 것이지만, 용량성 누설전류(Igc)는 선로와 대지 간에 존재하는 캐패시턴스(Capacitance)의 임피던스 성분에 의한 누설전류와 상용주파수 보다 높은 주파수에서 스위칭 방식으로 전압을 제어하는 인버터 및 컴퓨터와 프린터 등 DC 전원부로 사용되는 SMPS(switching mode power supply)에서 발생되는 고조파 누설전류에 의한 것이므로, 정확한 저항성 누전전류(Igr)의 측정값이 실제 선로에서의 누전 전류량을 측정할 수 있는 기준이 되는 것이다.
그러므로, 본 출원인은 대한민국 등록특허 10-0876651(이하 '인용발명'이라 함)를 제안한 바 있으며, 이러한 인용발명은 전원 공급을 차단하지 않고, 피측정장치의 전원선과 중성선 양단사이의 전압값과 전압 위상을 검출하는 1 과정과, 전원선과 중성선의 외부로 흐르는 누설전류 백터합 값(Io)과 전류위상을 검출하는 2 과정과, 선간 전압값과 전압위상, 상기 누설전류 백터합(Io)과 전류위상을 이용하여, 위상각(θ), 저항성 누전전류(Igr), 용량성 누설전류(Igc), 절연저항값(MΩ)을 계산하여 액정 표시부로 출력하는 3 과정을 포함하여서 된 것이다.
이에 따라, 인용발명은 24시간 운영되는 정보통신장비 또는 자동화 생산라인이 설치된 저압선로에 전원을 차단하지 않고, 실제 누전으로 인하여 감전사고와 화재발생의 위험을 발생시키는 저항성 누전전류(Igr)를 한번에 정확히 측정하여 해당 장치의 이상 여부를 간편하게 판별하는 위상각 산출에 의한 누설전류 측정이 가능하게 되는 것이다.
이에 따라, 인용발명은 실제 누전의 감지를 간단히 파악할 수 있어 작업하기 매우 편리하고, 정확한 누전을 검출하므로 누전으로 인한 감전사고와 화재사고를 줄일 수 있는 효과가 있다.
반면에 이러한 인용발명은 도1로 도시한 바와 같이 전류센싱을 위하여 변류기를 설치하는 것 외에 전원선에 전압 위상 감지를 위한 감압트랜스(22)를 도면부호 20과 같이 전원선에 연결하여야 하는 활선작업의 위험과 작업의 번거로움이 수반되는 문제점이 있는 것이다.
대한민국 등록특허 10-0876651
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 전원선과 연결하는 일체의 과정 없이도 활선 상태에서 전압 위상을 측정할 수 있도록 하여 전류와의 위상차를 산출하고, 이에 따라 정확한 저항성 누설 전류를 제공할 수 있는 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치 및 그 방법을 제안한다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 전원선에 설치되어 전류 및 전압 위상을 검출하기 위한 변류기와, 상기 변류기의 출력신호를 전류 위상 출력회로와 전압 위상 검출회로에 선택적으로 제공하기 위한 스위칭수단과, 상기 스위칭 수단에 의하여 제공되는 상기 변류기의 출력 전류 위상 검출을 위한 필터 및 증폭기로 구성된 전류위상출력회로와, 상기 스위칭 수단에 의해 회로의 일측은 상기 변류기와 연결되고, 타측은 오픈되어 상기 변류기를 통해 전원선의 전계에 의한 유기 전위를 입력받아 전압 위상을 검출하는 로우패스필터회로 및 부궤환증폭기 그리고 파형정형회로를 구비하여서 된 전압위상검출회로와, 상기 전류위상출력회로에서 출력되는 전류 위상 신호와 전압위상검출회로에서 출력되는 전압 위상 신호를 입력받되, 상기 스위칭 수단의 작동에 따라 교호로 입력되는 각각의 전류 위상 신호와 전압 위상 신호의 1주기를 저장하였다가 다음 주기에 독출하여 각각 합성하므로 연속된 전류 위상 신호와 전압 위상 신호로 보정며, 전류 위상 신호로부터 전류제로크로싱 시각과 벡터합성누설전류값을 저장하고, 전압 위상 신호로부터 전원선의 전압 위상 주파수를 산출하여 산출된 주파수로 자체 발진하는 신호를 생성하여 전압제로크로싱 시각을 산출, 저장하며, 상기 저장된 전류제로크로싱 시각과 전압제로크로싱 시각의 시각차로부터 위상차를 산출하고 산출된 위상차와 벡터합성누설전류값에 의해 저항성 누설전류를 산출하는 마이크로콘트롤유니트와, 상기 마이크로콘트롤유니트의 입출력포트에 연결된 디스플레이가 구성되어, 상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 상기 전류위상출력회로와 전압위상검출회로의 출력에서 전류와 전압의 위상차 값을 구하고 이에 의하여 저항성 누설전류를 산출하도록 한 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치를 제안한다.
또한 본 발명은 마이크로콘트롤유니트에 의하여 작동 초기에 레지스터 초기값이 설정되는 초기화 단계와; 제로크로싱 동기를 위한 보정값으로 활용하기 위한 제로크로싱 설정값이 저장되는 제로크로싱 설정값 저장 단계와; 전원선에서의 벡터합성누설전류가 발생하는 경우 필터와 증폭기를 거쳐 획득한 벡터합성누설전류 신호를 상기 마이크로콘트롤유니트로 인가하여 A/D 변환되는 벡터합성누설전류 위상 출력 A/D 변환 단계와; 상기 A/D 변환으로 검출된 전류 위상 신호가 제로크로싱하는 시각을 저장하는 제로크로싱 시각 저장 단계와; 상기 A/D 변환으로 검출된 전류 위상 신호의 크기를 저장하는 벡터합성누설전류값 저장 단계와; 작동이 개시된 이후 앞서 존재하는 전(前)주기를 저장하였다가 전주기의 전류 위상 데이터와 현재 주기의 전류 위상 데이터를 합성하는 전류위상데이터 합성 단계와; 회로의 일단은 변류기에 연결되고 회로의 타단은 오픈된 전압위상검출회로에서 전원선의 전계로부터 유기된 전압 위상 신호를 파형정형회로에서 구형파로 출력시키기 위한 파형정형회로 출력 단계와; 상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 파형정형회로 출력 주파수가 산출되는 주파수 산출 단계와; 작동이 개시된 이후 앞서 존재하는 전(前)주기를 저장하였다가 전주기의 전압 위상 데이터와 현재 주기의 전압 위상 데이터 합성하는 전압위상데이터 합성 단계와; 상기 마이크로콘트롤유니트가 파형정형회로의 구형파 출력 에지 시각을 메모리에 저장하는 파형 에지 시각 저장 단계와; 상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 산출되는 파형정형회로의 구형파 출력의 파형 에지 시각 간격에서 설정값을 차감하는 설정값 차감 시각 산출 단계와; 상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 파형 에지 시간 간격에서 설정값을 차감한 시간으로 산출된 시각에 제로크로싱 동기를 위하여 출력을 반전시키는 파형 에지 반전 출력 단계와; 상기 동기를 위한 마이크로콘트롤유니트에 의한 파형 반전 출력과 동기되어 마이크로콘트롤유니트 산출 주파수가 자체 발진되어 출력되는 마이크로콘트롤유니트 산출 주파수 자체 발진 단계와; 상기 마이크로콘트롤유니트가 전류 위상 신호와 전압 위상 신호의 제로크로싱 시각차를 산출하는 제로크로싱 시각차 산출 단계와; 상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 상기 제로크로싱 시각차와 벡터합성누설전류값에 기초한 저항성누설전류가 산출되는 저항성누설전류 산출 단계와; 상기 마이크로콘트롤유니트에 연결된 디스플레이에 의해 산출값이 출력되는 디스플레이 출력 단계가; 구성된 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 방법을 제공한다.
또 다른 본 발명은 전원선에 설치되어 전류 위상을 검출하기 위한 제1변류기와, 전원선에 설치되어 전압 위상을 검출하기 위한 제2변류기와, 상기 제1변류기의 전류 위상 신호를 여과하여 증폭하기 위한 필터 및 증폭기가 구성된 전류위상출력회로와, 회로의 일단은 상기 제2변류기와 연결되고, 회로의 타단을 오픈되어 상기 제2변류기를 통해 상기 전원선의 전계에 의한 유기 전위를 입력받아 전압 위상을 검출하기 위한 로우패스필터회로 및 부궤환증폭기 그리고 파형정형회로를 구비하여서 된 전압위상검출회로와, 상기 전류위상출력회로에서 출력되는 전류 위상 신호와 전압위상검출회로에서 출력되는 전압 위상 신호를 입력받되, 입력받은 전류 위상 신호로부터 전류제로크로싱 시각과 벡터합성누설전류값을 저장하고, 전압 위상 신호로부터 전원선의 전압 위상 주파수를 산출하여 산출된 주파수로 자체 발진하는 신호를 생성하여 전압제로크로싱 시각을 산출, 저장하며, 상기 저장된 전류제로크로싱 시각과 전압제로크로싱 시각의 시각차로부터 위상차를 산출하고 산출된 위상차와 벡터합성누설전류값에 의해 저항성 누설전류를 산출하는 마이크로콘트롤유니트와, 상기 마이크로콘트롤유니트의 입출력포트에 연결된 디스플레이가 구성되어 상기 마이크로콘트롤유니트가 전류와 전압의 위상차 값을 구하고 이에 의하여 저항성 누설전류를 산출하도록 한 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치 및 그 방법을 제안한다.
이와 같이 하여 본 발명은 정전시키거나 위험한 활선 작업을 실시하지 않고 단순히 하나 또는 두 개의 변류기를 거는 동작만으로 저항성 누설전류 측정이 가능하므로 단전이 불필요하게 되어 설비의 가동 연속성을 유지할 수 있게 되며, 아울러 이를 휴대용 크램프 형태로 제작하는 경우 활선 상태에서 크램프를 걸어 주는 단순한 조작으로 누전 상태를 측정할 수 있으므로 점검 작업이 매우 편리하고 안전하여 인명을 보호하고, 신속한 누설 전류 측정이 가능하므로 작업 능률을 향상 시킬 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.
도1은 종래의 위상각 산출에 의한 누설전류 측정 장치의 구성을 보인 회로도.
도2는 1개의 변류기만을 적용한 본 발명에 의한 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치의 개략적인 구성을 보인 블록다이어그램.
도3는 도2에 의한 본 발명의 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치의 구체적인 구성을 보인 회로도.
도4는 도2에 의한 본 발명의 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치의 구체적인 작동을 보인 흐름도.
도5는 본 발명에 의한 전압 위상 검출회로의 파형정형회로 동작을 보인 파형도.
도6은 본 발명의 작동을 설명하기 위한 것으로 전원 전압 파형, 파형정형회로 출력파형, 마유의 발진 파형을 보인 파형도.
도7은 본 발명에서 실제의 동기 작동을 설명하기 위한 파형도.
도8은 본 발명에서 전압 위상 파형과 전류 위상 파형의 제로크로싱 시각차를 보인 설명도.
도9는 본 발명의 스위칭 수단을 적용한 실시예에서 파형 복원을 위한 마유의 동작을 보인 파형도.
도10은 2개의 변류기를 적용한 본 발명에 의한 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치의 개략적인 구성을 보인 블록다이어그램.
도11은 도10에 의한 본 발명의 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치의 구체적인 구성을 보인 회로도.
도12는 도 10 에 의한 본 발명의 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치의 구체적인 작동을 보인 흐름도.
이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치의 개략적인 구성을 도2의 블록다이어그램으로 도시하였다.
이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 전원선(900)에 설치하여 전류 및 전압 위상을 검출하기 위한 변류기(100)와,
변류기(100)의 출력신호를 후술되는 전류 위상 출력회로(700) 또는 전압 위상 검출회로(800)에 선택적으로 제공하기 위한 스위칭수단(200)과,
상기 스위칭 수단(200)에 의하여 제공되는 상기 변류기(100)의 출력 전류 위상 검출을 위한 로우패스필터(300)회로 및 부궤환증폭기(400)로 구성된 전류 위상 출력회로(700)와,
상기 스위칭 수단(200)에 의하여 제공되는 상기 변류기(100)의 출력 전위 검출을 위한 로우패스필터(300)회로 및 부궤환증폭기(400) 그리고 파형정형회로(403)를 구비하여서 된 전압 위상 검출회로(800)와,
상기 전류 위상 출력회로(700)와 전압 위상 검출회로(800)가 A/D 포트(501)와 입력포트(502)에 각각 접속된 마이크로콘트롤유니트( 이하 'MCU(500)'라 함)와, 상기 MCU(500)의 출력포트(503)에 연결된 디스플레이(600) 및 선택적으로 연결 가능한 블루투스모듈(601)로 구성될 수 있다.
이러한 본 발명의 구체적인 전기적 구성과 함께 작동을 도3의 회로도 및 도4의 흐름도로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, MCU(500)는 도4로 보인 바와 같이, 레지스터의 초기값과 스위칭수단(200)으로서의 아날로그 스위치(201) 제어, 전류위상 출력회로(700) 및 전압 위상 검출회로(800), 디스플레이(600) 그리고 선택적으로 블루투스 모듈(601) 연결 상태 확인 등 작동을 위한 초기화 작업을 실시한다. 이어서, 본 발명에서는 추후 설명되는 제로크로싱 설정값을 저장하는 단계를 실시한다.
특히, 본 발명은 도2,3에서 보는 바와 같이, 단지 하나의 변류기(100)만을 활선 상태의 전원선(900)에 설치하였다. 이러한 변류기(100)는 고정형으로 사용하기 위한 폐쇄된 링형이나 계측기 형태로 된 크램프형 변류기 또는 2개의 반원으로 된 분할형 변류기 등 어느 형태의 것도 적용 가능하다.
이와 같이 된 변류기(100)의 출력은 스위칭수단(200)을 거쳐서 전류 위상 출력회로(700)와 전압 위상 검출회로(800)에 선택적으로 공급되는 바, 본 발명에서의 스위칭수단(200)은 아날로그 스위치(201)를 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들면 DPDT(Double Pole / Double Throw) 아날로그 스위치(201)를 사용하여 제어단자에 후술되는 MCU(500)에서 공급되는 하이레벨 또는 로우레벨 신호에 의하여 변류기(100)의 양측 단자가 전류 위상 출력회로(700)에 연결되거나 변류기(100)의 일측 단자가 전압 위상 검출회로(800)에 연결되도록 하는 것이다.
또한, 본 발명에서는 도3으로 도시한 바와 같이, 상기 아날로그 스위치(201)에 연결된 전류 위상 출력회로(700)가 로우패스필터(300)회로와 부궤환증폭기(400)로 구성될 수 있다.
이러한 로우패스필터(300)회로는 변류기(100)로부터 공급되는 신호전류가 저항(301) 및 접지된 콘덴서(304)를 거치면서 고역 신호가 접지되어 소멸되고, 전원부의 60Hz 신호만이 저항을 통하여 감쇄된 상태로 부궤환증폭기(400)의 비반전단자에 인가된다.
여기에서 상기 부궤환증폭기(400)는 반전단자와 접지 그리고 반전단자와 출력단자 사이에 저항(401, 402)이 연결되어 있다.
이에 따라 출력단자에는 부궤환 동작으로 필터 응답 특성에 영향을 주게 되어 상기 로우패스필터(300)회로와 부궤환증폭기(400)가 결합된 능동필터(Active RC Filter) 로 기능하게 된다.
이러한 능동필터는 특히 매우 낮은 저주파 영역인 60Hz에서 용량이 큰 인덕턴스의 사용을 배제할 수 있게 되어 장비의 중량 및 부피를 감소시키고 누설자계 발생으로 인한 동작의 신뢰도 저하를 방지할 수 있으며, 상기 부궤환 증폭기(400)에서 이득 감쇄를 보상할 수 있는 높은 출력 전압 이득(
Figure 112018029580074-pat00001
)을 제공한다.
(여기서,
Figure 112018029580074-pat00002
은 도3의 저항(401)에 해당하고,
Figure 112018029580074-pat00003
는 도3의 저항(402)에 해당하며,
Figure 112018029580074-pat00004
는 변류기(100)측에서 입력되는 전압이다. )
이와 같이 하여 변류기(100)에 의하여 도4로 보인 단계와 같이 출력된 벡터합성누설전류가 발생되면 전류 위상 출력회로(700)의 신호는 MCU(500)의 A/D 변환 기능을 갖는 포트( 501 ; 이하 'A/D포트'라 함)로 입력되는 것이다.
그러므로, MCU(500)에 입력된 전류 위상 출력회로(700)의 신호값은 아날로그 값에서 디지털 값으로 변환되는 벡터합성누설전류 위상 출력 A/D 변환 단계가 실시된다.
그러므로, MCU(500)는 디지털 값으로 환산한 전류가 0으로 되는 순간의 제로크로싱 시각 저장 단계와 벡터합성누설전류값(
Figure 112018029580074-pat00005
) 저장단계를 실시하여 그 결과 데이터를 메모리에 저장하게 되는 것이며, 이러한 데이터들은 MCU(500) 자체의 내장 메모리에 저장되거나 또는 도2, 3 으로 보인 것과 같이 외장메모리(504)에 저장되는 것이다.
한편, MCU(500)는 두 번째 단계로 상기 하나의 변류기(100)에서 전압 위상 값을 검출하기 위하여 상기한 아날로그 스위치(201)인 스위칭수단(200)을 제어하여 변류기(100)의 출력이 전압 위상 검출회로(800)의 로우패스필터(300)에 연결되어 신호가 공급되도록 한다.
이에 따라 전원선(900)에 흐르는 전력에 의하여 유기되는 변류기(100) 양단의 전계에 의한 전위값이 저항(302)을 거쳐서 로우패스필터(300)에 인가되는 바, 도3으로 보인 본 발명에서는 부궤환증폭기(400)의 비반전단자에 연결된 인덕터(303)와 접지에 연결된 콘덴서(304)로 로우패스필터(300)를 구성하였다. 이에 따라, 전원선(900)의 60㎐에 해당하는 저주파신호는 인덕터(303)를 경유하여 부궤환증폭기(400)의 비반전단자에 인가되며, 전원선(900)에 포함된 고역주파수신호는 콘덴서(304)를 경유하여 접지되어 소멸된다.
이에 따라 부궤환증폭기(400)의 비반전단자에 인가된 후 증폭된 신호는 출력 전압 이득(
Figure 112018029580074-pat00006
)으로 출력되는 바, 특히, 차동 증폭기의 높은 입력 임피던스에 의하여 변류기(100)의 전위값은 저하되거나 왜곡됨이 없이 소정의 크기로 증폭될 수 있는 것이다.
특히 본 발명에서는 낮은 저주파신호 전위만을 걸러 내기에 적합한 인덕터(303)를 사용하고 있으므로 전원선(900)의 전압신호를 선별하여 전위 신호를 증폭할 수 있게 된다. 이러한 과정으로 도4의 변류기(100) 전압 위상 검출 신호 입력 단계가 실시되면 입력된 전압 신호는 증폭후 파형정형회로(403)인 슈미트 트리거회로(404)에 공급되며, 이에서 높은 전압에 로우레벨로 되고 낮은 전압 이하에서 하이레벨로 출력을 반전시키는 과정으로 상기 전압 신호가 구형파로 반전되는 파형정형회로(403) 출력 단계가 실시된다. 이러한 상태의 동작을 도5, 도6의 파형도로 보였다.
이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 인덕터(303) 및 부궤환증폭기(400)를 경유하여 출력된 전압이 도5의 좌측으로 보인 바와 같이 사인파로 출력되는 것이며, 입력전압(Vin)범위 내에서 파형정형회로(403)인 슈미트 트리거회로(404)의 출력을 하이레벨 또는 로우레벨로 반전시켜 구형파 출력을 생성하는 것이다.
즉, 상기 전압 위상 검출회로(800)의 부궤환증폭기(400) 출력 전압이 VT+ 이상으로 되는 경우에는 슈미트 트리거회로(404)의 출력전압이 로우레벨로 되는 것이고, 부궤환증폭기(400) 출력 전압이 VT-이하로 되는 경우에는 슈미트 트리거회로(404)의 출력전압이 하이레벨로 되는 것이다.
이러한 슈미트 트리거회로(404)의 출력 상태를 도5 좌측의 Vout로 표시하였다. 그러나, 전원선(900)에는 여러 전기, 전자 기기가 연결되어 있고 따라서 실제의 전원선(900) 전계에 의하여 변류기(100)에 유기되는 전압은 도5의 우측과 같이 각종 고조파 등 노이즈가 합성된 상태로 된다. 따라서 슈미트 트리거회로(404)에 입력되는 전압이 VT+이상으로 된 경우에는 슈미트 트리거회로(404)의 출력전압이 로우레벨로 되는 것이고, 부궤환증폭기(400) 출력 전압이 VT-이하로 된 경우에는 슈미트 트리거회로(404)의 출력전압이 하이레벨로 되도록 함으로써 그 사이 구간의 전압 변화값이 노이즈에 의하여 오동작하지 않는 상태로 될 수 있는 것이다.
이와 같은 슈미트 트리거회로(404)의 구형파 출력은 MCU(500)의 입력포트(502)에 인가되는 바 이러한 슈미트 트리거회로(404)의 구형파 출력을 카운트하여 도4의 파형정형회로(403) 출력에서 주파수를 산출하는 주파수 산출 단계를 수행하게 된다.
즉, MCU(500)는 전원선(900)과 동일한 주파수를 산출하는 단계를 수행하며, 이러한 상태를 도6으로 보였다.
여기에서 황색선은 전원선(900), 변류기(100)를 통하여 증폭기에 입력되고 증폭된 전위 신호를 보인 것이고, 녹색선은 슈미트 트리거회로(404)인 파형정형회로(403)의 출력신호이다.
아울러, MCU(500)는 측정된 주파수 값과 동일한 주파수 신호를 자체적으로 발진시켜, 도6의 보라색선으로 보인 발진 파형을 발생시키게 되는 것이다.
반면에 실제의 경우에는 초기 작동시에 변류기(100)의 전계에 의한 유기 전위 신호가 불안정하게 될 수 있으며, 이는 다음과 같은 과정으로 동기화 되도록 하여 제로크로싱 시각을 산출하는 것이 바람직하다.
즉, 도4의 흐름도로 보인 바와 같이, 파형정형회로(403)의 출력에서 주파수를 산출하는 단계를 수행한 후 파형 에지 시각을 저장하는 단계를 수행하며, 이어서 설정값 차감 시각 산출 단계에서 MCU(500)는 파형 에지 시각에서 상기에서 언급한 바와 같은 실험값에 바탕을 둔 설정값을 차감하여 전원선(900) 전위의 제로크로싱 시점과 동기되는 폴링 에지를 발생시키는 시각을 산출한다.
이를 위한 작동을 파형도인 도7로 도시하였다. 이에서는 전원선(900) R,S,T 상을 청색으로 도시하였고, 파형정형회로(403)로 사용된 슈미트 트리거회로(404)의 출력을 황색으로 도시하였다.
아울러, MCU(500)의 내부에서 발진되는 발진파형을 녹색으로 도시하였다.
이와 같이 도7에 도시된 본 발명에서는 신호의 안정을 위하여 폴링에지 기준 상기 슈미트 트리거회로(404)의 구형파 출력의 3번째 폴링에지 시각을 측정하고 이를 저장하는 도4의 파형 에지 시각 저장 단계를 수행하고,
상기한 시각에 슈미트 트리거회로(404)의 구형파 출력 1주기 시간을 더하고, 미리 주어진 실험에 의한 상기 설정값인 보정을 위한 시간 값을 감하여 산출된 시각을 얻는 파형 에지 시각 간격과 차감 시간 산출 단계를 수행하며, 제로크로싱 동기를 위한 파형 에지 반전 출력 단계 수행을 위하여 MCU(500) 자체 발진 파형의 폴링에지가 발생 되도록 출력을 로우 레벨로 반전 출력시키고, 이러한 시점부터 미리 확보한 주파수로 자체 발진을 진행시킨다.
이와 같이 하면 슈미트 트리거회로(404)에서 전원선(900)의 전압 위상 주파수를 정확하게 산출하고, 산출된 주파수로 자체 발진하는 MCU(500) 산출 주파수 자체 발진 단계가 수행됨과 아울러 전원선(900) 전압의 정확한 제로 크로싱 시간을 산출할 수 있게 되는 것이며, 이러한 시간을 내부 메모리 또는 외장메모리(504)에 저장하게 되는 것이다.
이어서 MCU(500)는 상기 전류 위상 검출 과정에서 산출하여 저장된 제로크로싱 시간과 상기 전압 위상 검출 과정에서 산출하여 저장한 시간을 기초로 시각차(
Figure 112018029580074-pat00007
)를 산출하게 되는 것이며, 전류위상, 전압출력파형 제로크로싱 시각차 산출단계가 완료된다.
이러한 시간차는 1주기(
Figure 112018029580074-pat00008
)로 나누고 360˚로 곱하여 위상차(
Figure 112018029580074-pat00009
˚)를 구하게 되는 것이다.
즉, 위상차(
Figure 112018029580074-pat00010
˚)는
Figure 112018029580074-pat00011
가 된다.
이러한 상기 전류 위상 검출 과정에서 산출하여 저장된 제로크로싱 시간과 상기 전압 위상 검출 과정에서 산출하여 저장한 시간값을 기초로 시간차(
Figure 112018029580074-pat00012
)를 도8에 도시하였다.
이때의 전압과의 위상차(
Figure 112018029580074-pat00013
˚)와, 전류 위상 검출회로(800)를 통하여 산출한 용량성누설전류값(
Figure 112018029580074-pat00014
)과 저항성누설전류값(
Figure 112018029580074-pat00015
)의 벡터합성 결과인 벡터합성누설전류값(
Figure 112018029580074-pat00016
)을 이용하여 아래와 같이 주지된 공식으로 저항성 누설전류값을 산출할 수 있게 되는 것이다.
저항성누설전류값(
Figure 112018029580074-pat00017
) =
Figure 112018029580074-pat00018
Figure 112018029580074-pat00019
˚ *벡터합성누설전류값(
Figure 112018029580074-pat00020
)
이와 같이 하여 계산된 결과를 디스플레이(600) 출력단계로 출력시킴과 동시에 선택적으로 블루투스 모듈(601)을 경유하여 스마트폰 등으로 데이터 전송함으로써 작업자나 관리자가 쉽게 현재의 저항성누설전류의 크기를 파악하고, 필요한 경우 적절한 조치를 취할 수 있는 정보를 제공할 수 있게 되는 것이다.
특히, 이러한 과정에서 본 발명은 MCU(500)가 16.7mS의 시간 동안 변류기(100)의 출력이 전류 위상 출력회로(700)와 전압 위상 검출회로(800)에 교번으로 공급되도록 제어하고 있으므로 도9로 보인 바와 같이, 전류 위상 출력회로(700)의 부궤환증폭기(400)에서 출력되는 신호는 중간 중간 끊어진 형태의 단속된 파형신호이며, 그러므로 이를 A/D 변환하였을 시 중간 중간 공백기가 발생하게 된다.
또한, 도9로 보인 바와 같이 전압 위상 검출회로(800)에 공급되는 전압 위상 신호 역시 중간 중간 끊어진 형태의 단속된 파형신호이며, 중간 중간 공백기간이 발생하게 된다.
이러한 상태로는 필요한 연산을 할 수 없으므로 본 발명에서는 전류 위상 출력회로(700)의 부궤환증폭기(400)에서 출력되는 신호에서 얻어진 1주기의 A/D 데이터를 메모리에 저장하였다가 다음 주기에서 독출하여 합성함으로써 전류 위상 신호가 부궤환증폭기(400)에서 연속 출력되는 것과 같은 기능을 하도록 한다.
아울러, 슈미트 트리거회로(404)에 공급되는 끊어진 형태의 구형파 역시 1주기의 구형파 데이터가 갖는 폴링에지 시각 및 유지시간 그리고 라이징 에지 및 유지시간 데이터를 저장하였다가 다음 주기에서 독출하여 합성함으로써 연속적으로 전압 위상 신호가 슈미트 트리거회로(404)에서 출력되는 것과 같은 기능이 구현되도록 하는 것이다.
아울러, 본 발명에서는 도10로 보인 바와 같이, 두 개의 변류기를 사용하여 전류 위상 출력회로(700)와 전압 위상 검출 회로(800)를 구동하도록 할 수도 있다. 이러한 실시예에서는 전원선(900)에 설치하여 전류 및 전압 위상을 검출하기 위한 제1변류기(101) 및 제2변류기(102)가 설치되며,
상기 제1변류기(101) 및 제2변류기(102)의 출력은 후술되는 전류 위상 출력회로(700) 또는 전압 위상 검출회로(800)에 각각 연결되고, 이러한 실시예에서는 상기 도2 및 도3으로 보인 실시예에서와는 달리 스위칭 수단(200)이나 도9로 보인 바와 같은 MCU(500)에 의한 공백 기간의 전주기 데이터 저장 및 합성의 과정이 불필요하다.
이러한 실시예에 의하면, 상기 제1변류기(101)의 출력신호에서 전류 위상 검출을 위한 로우패스필터(300)회로 및 부궤환증폭기(400)로 된 전류 위상 출력회로(700)와,
제2변류기와 연결되며, 로우패스필터(300) 및 부궤환증폭기(400) 그리고 파형정형회로(403)을 구비하여서 된 전압 위상 검출회로(800)가 구비되고, 상기 MCU(500)와, 상기 MCU(500)의 입출력포트(503)에 연결된 블루투스모듈(601) 및 디스플레이(600)로 구성될 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 구체적인 전기적 구성 및 작동을 도11 및 흐름도인 도12에 의하여 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 분리된 제1변류기(101) 및 제2변류기(102)를 활선 상태의 전원선(900)에 설치하였다. 이러한 변류기들은 폐쇄된 링형이나 크램프형 변류기 또는 2개의 반원으로 된 분할형 변류기 등 어느 것도 적용 가능하다.
이와 같이 된 변류기의 출력은 직접 전류 위상 출력회로(700)와 전압 위상 검출회로(800)로 공급되는 바, 전류 위상 출력회로(700)는 로우패스필터(300)회로와 부궤환증폭기(400)로 구성된다.
이러한 로우패스필터(300)회로는 변류기로부터 공급되는 신호전류가 저항(301) 및 접지된 콘덴서(304)로 된
Figure 112018029580074-pat00021
형 필터를 거치면서 고역 신호가 접지되어 소멸되고, 전원부의 60Hz 신호만이 저항을 통하여 감쇄된 상태로 부궤환증폭기(400)의 비반전단자에 인가된다. 상기 부궤환증폭기(400)는 반전단자와 접지 그리고 반전단자와 출력단자 사이에 저항(401,402)이 연결되어 구성될 수 있다.
이에 따라 출력단자에는 부궤환 동작으로 필터 응답 특성에 영향을 주게 되어 상기 로우패스필터(300)회로와 부궤환증폭기(400)가 결합된 능동필터(Active RC Filter) 로 기능하게 된다.
이와 같이 된 전류 위상 출력회로(700)의 신호는 MCU(500)의 A/D포트에 연결되며, 이에 입력된 신호값이 아날로그 값에서 디지털 값으로 변환됨은 전술한 실시예와 동일하다.
그러므로, MCU(500)는 디지털 값으로 전류가 '0'으로 되는 순간의 시간값과 벡터합성누설전류값(
Figure 112018029580074-pat00022
)을 메모리에 저장하게 되는 것이며, 이는 도10, 도11로 보인 것과 같은 외장메모리(504)에 저장될 수 있는 것이다.
한편, MCU(500)는 상기 제2변류기(102)에서 전압 위상 값을 검출하기 위하여 전압 위상 검출회로(800)의 로우패스필터(300)에 전위를 인가한다.
이에 따라 전원선(900)에 흐르는 전력에 의하여 형성되는 전계가 유기되는 제2변류기(102) 양단에 전위값이 발생하고, 이는 저항(302)을 거쳐서 로우패스필터(300)에 인가되는 바, 도11으로 보인 본 발명에서는 부궤환증폭기(400)의 비반전단자에 연결된 인덕터(303)와 접지에 연결된 콘덴서(304)로 로우패스필터(300)를 구성하였다. 이에 따라, 전원선(900)의 60㎐에 해당하는 저주파신호는 인덕터(303)를 경유하여 부궤환증폭기(400)의 비반전단자에 인가되며, 전원선(900)에 포함된 고역주파수신호는 콘덴서(304)를 경유하여 접지되어 소멸된다.
이에 따라 부궤환증폭기(400)의 비반전단자에 인가된 후 증폭된 신호가 증폭되며, 인덕터(303) 및 부궤환증폭기(400)를 경유하여 출력된 전압이 도5의 좌측으로 보인 바와 같이, 사인파로 출력되는 것이며, 입력전압(Vin)범위 내에서 파형정형회로(403)인 슈미트 트리거회로(404)의 출력을 하이레벨 또는 로우레벨로 반전시켜 구형파 출력을 생성하는 것이다.
이와 같은 슈미트 트리거회로(404)의 구형파 출력은 MCU(500)의 입력포트(502)에 인가되는 바, MCU(500)는 이러한 슈미트 트리거회로(404)의 구형파 출력으로 주파수를 산출하는 단계를 수행하게 된다.
즉, MCU(500)는 전원선(900)과 동일한 주파수를 산출하는 단계를 수행하며, 이러한 상태를 도6으로 보였으며, 이는 전술한 실시예와 동일하므로 상세한 기재를 생략한다.
아울러, MCU(500)는 측정된 주파수 값과 동일한 주파수 신호를 자체적으로 발진시키며, 초기 작동시의 변류기의 전계에 의한 유기 전위 신호가 불안정하게 될 수 있음을 감안하여 도12의 흐름도로 보인 바와 같이, 파형정형회로(403)의 출력에서 주파수를 산출하는 단계를 수행한 후 파형 에지 시각을 저장하는 단계를 수행하며, 파형 에지 시각에서 상기에서 언급한 바와 같은 실험값에 바탕을 둔 설정값을 차감하여 동기를 위하여 전원선(900) 전위의 제로크로싱 시점과 동기되는 폴링 에지를 발생시키는 시각을 산출한다.
이러한 도7에 도시된 본 발명에서는 신호의 안정을 위하여 폴링에지 기준 상기 슈미트 트리거회로(404)의 구형파 출력의 3번째 폴링에지 시간을 측정하고 이를 저장하는 도12의 파형 에지 시각 저장 단계를 수행하고,
상기한 시각에 슈미트 트리거회로(404)의 구형파 출력 1주기 시간을 더하고, 미리 주어진 실험에 의한 상기 설정값인 보정을 위한 시간 값을 차감하여 산출된 시각을 얻는 파형 에지 시각 간격과 차감 시간 산출 단계를 수행하며, 제로크로싱 동기를 위한 에지 파형 반전 출력 단계 수행을 위하여 MCU(500) 자체 발진 파형의 폴링에지가 발생 되도록 출력을 로우 레벨로 반전 출력시키는 설정값 차감 시각 경과 후 MCU(500)의 출력 파형 에지반전 출력 단계를 수행하고, 이러한 시점부터 미리 확보한 주파수로 자체 발진을 진행시킨다.
이어서 MCU(500)는 상기 전류 위상 검출 과정에서 저장하였던 전류 위상 제로크로싱 시각과 산출된 전압 출력파형 제로크로싱 시각차를 산출하기 위한 전류위상 전압파형 제로크로싱 시각 차 산출 단계를 실시하고,
이어서 전류 위상과 전압 위상의 제로크로싱 시각차에 상응하는 각도를 산출하고 이와 벡터합성전류값에 의하여 저항성 누설전류를 산출하는
저항성 누설전류 산출 단계를 실시함으로써 도12로 보인 바와 같이, 저항성 누설전류 산출 단계의 산출값을 디스플레이(600) 출력단계로 출력시킴과 동시에 선택적으로 블루투스 모듈(601)을 경유하여 스마트폰 등으로 데이터 전송함으로써 작업자나 관리자가 쉽게 현재의 저항성누설전류의 크기를 파악하고 필요한 경우 적절한 조치를 취할 수 있는 정보를 제공할 수 있게 되는 것이다.
아울러, 본 발명은 상기한 실시예들에서 슈미트 트리거회로(404)가 입력을 반전시켜 구형파 출력 파형을 발생시키도록 하고 있으나, 비반전 상태로 출력시키는 형태의 것을 활용할 수도 있음은 물론이며 기타 다양한 형태의 파형정형회로를 사용할 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명에서는 도 2 내지 도4로 보인 실시예에서 변류기가 전압 위상 검출회로(800)에 연결될 때 변류기의 일측이 스위칭 수단(200)에 의하여 오픈 된 상태로 되도록 하였고,
도 10 내지 도12로 보인 실시예에서도 제2변류기의 타측이 오픈 된 상태로 되도록 하였다. 전원선(900)의 유도 전계에 의한 전위는 전류의 흐름을 수반하지 않는 것이므로 변류기의 양단에 동일한 상태로 발생되어 오픈 상태로 두어도 무방하며, 도 2,3에서 변류기(100)가 전압 위상 검출회로(800)에 연결되었을 때 단락되도록 결선하거나 도 10, 11에서 제2변류기(102)의 양단을 단락시킨 상태에서 전압 위상 검출회로(800)의 로우패스필터(300)가 접속되도록 하여도 동일한 결과를 얻을 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 도 3, 도 11로 보인 실시예에서는 차동증폭기를 부궤환증폭기(400)로 활용한 실시예를 보이고 있으나, 필요에 따라 이를 일반적인 증폭기로 대체하여 설계할 수도 있다.
아울러, 본 발명의 도 3, 도 11로 보인 실시예에서 예시된 로우패스필터(300)의 구체적인 회로는 적용 가능한 일예에 불과하며, 필요에 따라 다양한 형태의 부품으로 된 다양한 수동필터 또는 능동필터를 사용할 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명에서는 제로크로싱 동기를 위한 설정값은 반복 실험에 의한 시간값을 설정하여 정확한 동기가 이루어지도록 하면 되는 것이고, 이러한 설정값은 도 11, 도 12로 보인 흐름도에 의한 프로그램을 MCU(500)에 입력하는 과정에서 키보드나, 키패드 또는 블루투스를 이용하여 휴대용 단말기 등에서 입력시키고 저장할 수 있음은 물론이다.
이상에서, 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.
100 : 변류기 101 : 제1변류기 102 : 제2변류기
200 : 스위칭 수단 201 : 아날로그스위치 300 : 로우패스필터
301, 302 : 저항 303 : 인덕터 304 : 콘덴서
400 : 부궤환증폭기 401 : 저항 402 : 저항
403 : 파형정형회로 404 : 슈미트트리거회로 500 : 마이크로콘트롤유니트
501 : A/D 포트 502 : 입력포트 503 : 출력포트
504 : 외부메모리 600 : 디스플레이 601 : 블루투스모듈
700 : 전류위상출력회로 800 : 전압위상검출회로 900 : 전원선

Claims (6)

  1. 전원선에 설치되어 전류 및 전압 위상을 검출하기 위한 변류기와,
    상기 변류기의 출력신호를 전류 위상 출력회로와 전압 위상 검출회로에 선택적으로 제공하기 위한 스위칭수단과,
    상기 스위칭 수단에 의하여 제공되는 상기 변류기의 출력 전류 위상 검출을 위한 필터 및 증폭기로 구성된 전류위상출력회로와,
    상기 스위칭 수단에 의해 회로의 일측은 상기 변류기와 연결되고, 타측은 오픈되어 상기 변류기를 통해 전원선의 전계에 의한 유기 전위를 입력받아 전압 위상을 검출하는 로우패스필터회로 및 부궤환증폭기 그리고 파형정형회로를 구비하여서 된 전압위상검출회로와,
    상기 전류위상출력회로에서 출력되는 전류 위상 신호와 전압위상검출회로에서 출력되는 전압 위상 신호를 입력받되, 상기 스위칭 수단의 작동에 따라 교호로 입력되는 각각의 전류 위상 신호와 전압 위상 신호의 1주기를 저장하였다가 다음 주기에 독출하여 각각 합성하므로 연속된 전류 위상 신호와 전압 위상 신호로 보정며, 전류 위상 신호로부터 전류제로크로싱 시각과 벡터합성누설전류값을 저장하고, 전압 위상 신호로부터 전원선의 전압 위상 주파수를 산출하여 산출된 주파수로 자체 발진하는 신호를 생성하여 전압제로크로싱 시각을 산출, 저장하며, 상기 저장된 전류제로크로싱 시각과 전압제로크로싱 시각의 시각차로부터 위상차를 산출하고 산출된 위상차와 벡터합성누설전류값에 의해 저항성 누설전류를 산출하는 마이크로콘트롤유니트와, 상기 마이크로콘트롤유니트의 입출력포트에 연결된 디스플레이가 구성됨을 특징으로 하는 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 마이크로콘트롤유니트에 의하여 작동 초기에 레지스터 초기값이 설정되는 초기화 단계와,
    제로크로싱 동기를 위한 보정값으로 활용하기 위한 제로크로싱 설정값이 저장되는 제로크로싱 설정값 저장 단계와,
    전원선에서의 벡터합성누설전류가 발생하는 경우 필터와 증폭기를 거쳐 획득한 벡터합성누설전류 신호를 상기 마이크로콘트롤유니트로 인가하여 A/D 변환되는 벡터합성누설전류 위상 출력 A/D 변환 단계와,
    상기 A/D 변환으로 검출된 전류 위상 신호가 제로크로싱하는 시각을 저장하는 제로크로싱 시각 저장 단계와,
    상기 A/D 변환으로 검출된 전류 위상 신호의 크기를 저장하는 벡터합성누설전류값 저장 단계와,
    작동이 개시된 이후 앞서 존재하는 전(前)주기를 저장하였다가 전주기의 전류 위상 데이터와 현재 주기의 전류 위상 데이터를 합성하는 전류위상데이터 합성 단계와,
    회로의 일단은 변류기에 연결되고 회로의 타단은 오픈된 전압위상검출회로에서 전원선의 전계로부터 유기된 전압 위상 신호를 파형정형회로에서 구형파로 출력시키기 위한 파형정형회로 출력 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 파형정형회로 출력 주파수가 산출되는 주파수 산출 단계와,
    작동이 개시된 이후 앞서 존재하는 전(前)주기를 저장하였다가 전주기의 전압 위상 데이터와 현재 주기의 전압 위상 데이터 합성하는 전압위상데이터 합성 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트가 파형정형회로의 구형파 출력 에지 시각을 메모리에 저장하는 파형 에지 시각 저장 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 산출되는 파형정형회로의 구형파 출력의 파형 에지 시각 간격에서 설정값을 차감하는 설정값 차감 시각 산출 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 파형 에지 시간 간격에서 설정값을 차감한 시간으로 산출된 시각에 제로크로싱 동기를 위하여 출력을 반전시키는 파형 에지 반전 출력 단계와,
    상기 동기를 위한 마이크로콘트롤유니트에 의한 파형 반전 출력과 동기되어 마이크로콘트롤유니트 산출 주파수가 자체 발진되어 출력되는 마이크로콘트롤유니트 산출 주파수 자체 발진 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트가 전류 위상 신호와 전압 위상 신호의 제로크로싱 시각차를 산출하는 제로크로싱 시각차 산출 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 상기 제로크로싱 시각차와 벡터합성누설전류값에 기초한 저항성누설전류가 산출되는 저항성누설전류 산출 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 연결된 디스플레이에 의해 산출값이 출력되는 디스플레이 출력 단계가 구성됨을 특징으로 하는 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 방법.
  4. 전원선에 설치되어 전류 위상을 검출하기 위한 제1변류기와,
    전원선에 설치되어 전압 위상을 검출하기 위한 제2변류기와,
    상기 제1변류기의 전류 위상 신호를 여과하여 증폭하기 위한 필터 및 증폭기가 구성된 전류위상출력회로와,
    회로의 일단은 상기 제2변류기와 연결되고, 회로의 타단을 오픈되어 상기 제2변류기를 통해 상기 전원선의 전계에 의한 유기 전위를 입력받아 전압 위상을 검출하기 위한 로우패스필터회로 및 부궤환증폭기 그리고 파형정형회로를 구비하여서 된 전압위상검출회로와,
    상기 전류위상출력회로에서 출력되는 전류 위상 신호와 전압위상검출회로에서 출력되는 전압 위상 신호를 입력받되, 입력받은 전류 위상 신호로부터 전류제로크로싱 시각과 벡터합성누설전류값을 저장하고, 전압 위상 신호로부터 전원선의 전압 위상 주파수를 산출하여 산출된 주파수로 자체 발진하는 신호를 생성하여 전압제로크로싱 시각을 산출, 저장하며, 상기 저장된 전류제로크로싱 시각과 전압제로크로싱 시각의 시각차로부터 위상차를 산출하고 산출된 위상차와 벡터합성누설전류값에 의해 저항성 누설전류를 산출하는 마이크로콘트롤유니트와, 상기 마이크로콘트롤유니트의 입출력포트에 연결된 디스플레이가 구성됨을 특징으로 하는 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 장치.
  5. 삭제
  6. 마이크로콘트롤유니트에 의하여 작동 초기에 레지스터 초기값이 설정되는 초기화 단계와,
    제로크로싱 동기를 위한 보정값으로 활용하기 위한 제로크로싱 설정값이 저장되는 제로크로싱 설정값 저장 단계와,
    전원선에서의 벡터합성누설전류가 발생하는 경우 필터와 증폭기를 거쳐 획득한 벡터합성누설전류 신호를 상기 마이크로콘트롤유니트로 인가하여 A/D 변환되는 벡터합성누설전류 위상 출력 A/D 변환 단계와,
    상기 A/D 변환으로 검출된 전류 위상 신호가 제로크로싱하는 시각을 저장하는 제로크로싱 시각 저장 단계와,
    상기 A/D 변환으로 검출된 전류 위상 신호의 크기를 저장하는 벡터합성누설전류값 저장 단계와,
    회로의 일단은 변류기에 연결되고 회로의 타단은 오픈된 전압위상검출회로에서 전원선의 전계로부터 유기된 전압 위상 신호를 파형정형회로에서 구형파로 출력시키기 위한 파형정형회로 출력 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 파형정형회로 출력 주파수가 산출되는 주파수 산출 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트가 파형정형회로의 구형파 출력 에지 시각을 메모리에 저장하는 파형 에지 시각 저장 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 산출되는 파형정형회로의 구형파 출력의 파형 에지 시각 간격에서 설정값을 차감하는 설정값 차감 시각 산출 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 파형 에지 시간 간격에서 설정값을 차감한 시간으로 산출된 시각에 제로크로싱 동기를 위하여 출력을 반전시키는 파형 에지 반전 출력 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의한 파형 반전 출력과 동기되어 마이크로콘트롤유니트 산출 주파수가 자체 발진되어 출력되는 마이크로콘트롤유니트 산출 주파수 자체 발진 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 의하여 전류 위상 신호와 전압 위상 신호의 제로크로싱 시각차와 벡터합성누설전류값에 기초한 저항성누설전류가 산출되는 저항성누설전류 산출 단계와,
    상기 마이크로콘트롤유니트에 연결된 디스플레이에 의해 산출값이 출력되는 디스플레이 출력 단계가 구성됨을 특징으로 하는 비접촉 활선 방식 저항성 누설전류 측정 방법.
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