KR102379021B1 - 비접촉 전압 측정 장치 및 방법 - Google Patents

비접촉 전압 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비접촉 전압 측정 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 케이블에 대한 전압을 측정하는 장치에 있어서, 얇은 금속판을 포함하는 센서; 상기 센서와 연결되어 전압을 증폭하거나 조정하는 전압조정부; 상기 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준신호를 발생시키는 기준신호 발생부; 상기 기준신호 발생부에 연결되는 임피던스부;를 포함하고, 상기 기준신호 발생부 및 상기 임피던스부가 상기 전압조정부에 병렬로 연결되며, 상기 센서와 상기 임피던스부 사이에서 측정이 이루어지는 것에 기술적 특징이 있다.

Description

비접촉 전압 측정 장치 및 방법{NON-CONTACT VOLTAGE MEASURING DEVICE AND METHOD}
본 발명은 비접촉 전압 측정 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는, 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준 신호를 발생시키는 방식을 통해 효과적으로 비접촉 전압 측정이 가능한 장치에 관한 것이다.
근래 들어 절연 피복으로 피복된 케이블에 흐르는 교류의 전압을 비접촉으로 측정하는 장치가 개발되어 사용되고 있다. 이러한 비접촉 측정 방식은 케이블 내 도선에 직접 접촉하지 않고 측정하는 방식으로 이루어진다.
예를 들어, 도선의 절연 피복부에 대하여 전압을 검출하기 위한 검출 프로브를 근접시키고, 절연 피복부와 검출 프로브가 근접한 때, 검출 프로브와 도선 간에 결합 용량이 발생하는데, 이렇게 검출 프로브와 도선 간에 결합 용량이 발생한 상태에서 프로브와 도선 간에 교류 전압이 걸리면, 검출 프로브에 유기 전압이 발생하며, 이 유기 전압의 전압값과 결합 용량의 정전 용량값을 사용하여 대상 전압이 도출될 수 있다.
특허문헌 1에는 가요성을 갖는 소재로 덮인 검출 프로브를 구비한 비접촉 전압 검출 장치가 기재되어 있다. 검출 프로브가 가요성을 가지므로, 사용자는 검출 프로브를 전선의 절연 피복부에 권취하는 것에 의해, 전선과 검출 프로브의 밀착성을 향상시킴과 함께, 그것들의 접촉 면적을 확대할 수 있다. 이에 의해, 검출 프로브와 전선 내의 코어선 간에 발생하는 결합 용량이 커지고, 결합 용량의 변동(불균일)이 억제될 수 있는 구성이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는 도선에 권취된 상태에서 전압을 검출하는 검출 프로브를 구비하고 있고, 검출 프로브와 도선 간에 결합 용량이 발생하도록, 검출 프로브를 도선에 비접촉으로 근접시켰을 때, 검출 프로브에 발생하는 유기 전압에 기초하여, 도선에 인가되는 측정 대상 전압을 측정하되, 검출 프로브가 당해 검출 프로브에 작용하는 장력에 반하여, 당해 검출 프로브의 길이 방향으로 연신되어 있는 제1 상태와, 상기 장력이 작용하는 방향으로 권회되어 있는 제2 상태 사이에서 탄성 변형되는 내용이 개시되어 있다.
그러나 특허문헌 1의 비접촉 전압 검출 장치는 사용자가 검출 프로브의 위치나 형상을 조절하면서 검출 프로브를 절연 피복 주위에 권취해야 하는 수작업의 불편함이 있고, 특허문헌 2의 비접촉 전압 검출 장치는 검출 프로브를 절연 피복 주위에 직접 권취하지 않아도 되지만 장력 및 탄성일 이용하여 전압 측정의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
일본공개특허 제2012-1633944호(2012.08.30.) 한국공개특허 제10-2016-0096662호(2016.08.16.)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 발명으로, 발명에서 해결하고자 하는 과제는 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준 신호를 발생시키는 방식을 통해 효과적으로 비접촉 전압 측정이 가능한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는, 케이블에 대한 전압을 측정하는 장치에 있어서, 얇은 금속판을 포함하는 센서; 상기 센서와 연결되어 전압을 증폭하거나 조정하는 전압조정부; 상기 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준신호를 발생시키는 기준신호 발생부; 상기 기준신호 발생부에 연결되는 임피던스부;를 포함하고, 상기 기준신호 발생부 및 상기 임피던스부가 상기 전압조정부에 병렬로 연결되며, 상기 센서와 상기 임피던스부 사이에서 측정이 이루어지는 것에 기술적 특징이 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 상기 전압조정부에 연결되는 AD컨버터; 및 상기 AD컨버터에 연결되는 제어부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 상기 제어부가 상기 측정 위치에서 상기 센서와 상기 임피던스부에 의해 분압된 값을 측정하고, 상기 분압된 값에 기초하여 상기 센서와 상기 케이블 내 도선 간의 캐패시턴스값을 측정할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 상기 제어부가 상기 임피던스부의 임피던스값과 상기 측정된 캐패시턴스값에 기초하여 상기 케이블의 전압을 계산하도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 상기 케이블 감싸 덮도록 형성되되, 개폐 가능하게 설치되는 덮개부; 및 상기 덮개부가 닫혔을 때, 상기 덮개부 방향으로 가압하여 상기 케이블을 밀착시키는 케이블 밀착부;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 상기 케이블 밀착부의 상부는 비금속으로 형성되고, 상기 케이블 밀착부의 하부는 철판으로 형성되며, 상기 케이블 밀착부와 나사 결합되는 결합부재를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 상기 케이블 밀착부가 탄성체로 형성되어, 상기 덮개부가 닫혔을 때, 상기 덮개부 방향으로 가압하여 상기 케이블을 밀착시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 상기 덮개부는 단면이 반원형 형태로 형성되며, 상기 센서도 단면이 반원형 형태로 형성되어 상기 덮개부의 내측에 설치될 수 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 방법은 얇은 금속판을 포함하는 센서; 상기 센서와 연결되어 전압을 증폭하거나 조정하는 전압조정부; 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준신호를 발생시키는 기준신호 발생부; 상기 기준신호 발생부에 연결되는 임피던스부; 상기 전압조정부에 연결되는 AD컨버터; 및 상기 AD컨버터에 연결되는 제어부;를 포함하는 비접촉 전압 측정 장치를 이용하여, 상기 케이블과 상기 센서가 근접하여, 상기 센서와 상기 임피던스부 사이에서 측정이 이루어지는 단계; 상기 제어부가, 상기 측정 위치에서 상기 센서와 상기 임피던스부에 의해 분압된 값을 측정하고, 상기 분압된 값에 기초하여 상기 센서의 캐패시턴스값을 측정하는 단계; 상기 제어부가, 상기 임피던스부의 임피던스값과 상기 측정된 캐패시턴스값에 기초하여 상기 케이블의 전압을 계산하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준 신호를 발생시키는 방식을 통해 효과적으로 비접촉 전압 측정이 가능하며 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 덮개부가 케이블 감싸 덮도록 형성되고, 밀착부가 덮개부 방향으로 가압하여 케이블을 밀착시킴으로써, 전압 측정 시 케이블과 센서 사이의 거리를 일정하게 하여 오차율을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 측정 장치의 내부 회로 구성도
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 측정 장치의 측정 원리를 설명하기 위한 도면
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 장치의 측정 방식을 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 측정 장치 일부의 회로 구성도
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 밀착 구조를 설명하기 위한 도면
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 측정 방법의 순서도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치에 대해 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 측정 장치의 내부 회로 구성도이다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 얇은 금속판을 포함하는 센서(10); 센서(10)와 연결되어 전압을 증폭하거나 조정하는 전압조정부(20); 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준신호를 발생시키는 기준신호 발생부(30); 기준신호 신호발생부(30)에 연결되는 임피던스부(40); 전압조정부(20)에 연결되는 AD컨버터(50); 및 AD컨버터(50)에 연결되는 제어부(60);를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 이때 기준신호 발생부(30) 및 임피던스부(40)가 전압조정부(20)에 병렬로 연결되고, 센서(10)와 임피던스부(40) 사이에서 측정이 이루어지도록 구성될 수 있다.
본 발명에서 센서(10)는 얇은 금속판을 포함하여 구성되고, 이 얇은 금속판이 케이블의 절연 피복부와 닿았을 때 센서(10)와 케이블 내 도선 간 캐패시턴스가 발생한다.
전압조정부(20)는 전압을 증폭하거나 조정하는 구성요소로, 도면에는 AMP를 의미하는 삼각형 형상의 기호로 도시되었으나, 전압을 증폭하는 역할도 수행하기 때문에, 이해를 도모하고자 삼각형 형상의 기호로 도시한 것이며 전압조정부(20)가 AMP로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서 전압조정부(20)는 전압을 증폭하는 이외에도 상황에 따라 전압을 조정할 수 있도록 구성될 수 있다.
기준신호 발생부(30)는 소정 주파수의 기준신호를 발생시키는 구성요소로, 특히 케이블에 흐르는 신호의 주파수와 무관한 주파수의 기준신호를 발생시키도록 구성된다. 예를 들어 케이블에 흐르는 신호의 주파수가 60Hz라면, 기준신호 발생부(30)는 1kHz의 기준신호를 발생시킬 수 있다. 즉, 본 발명에서 기준신호 발생부(30)는 케이블에 흐르는 주파수와 동일하지 않은 주파수의 기준신호를 발생시키며, 케이블에 흐르는 신호의 주파수와 차이가 큰 주파수의 기준신호를 발생시킬 수 있다.
본 발명에서 기준신호 발생부(30)가 케이블에 흐르는 주파수와 전혀 다른 대역의 주파수를 발생시키는 이유는, 각 전원의 주파수에 대해 계산할 때 주파수가 무관한 전원은 영향을 주지 않기 때문이며, 이러한 원리를 이용하여 비접촉 전압 측정에 적용할 수 있다.
임피던스부(40)는 센서(10)의 캐패시턴스와 분압될 수 있도록 임피던스 회로형태로 구성될 수 있으며, 기준신호 발생부(30)가 발생시키는 기준신호가 소정 주파수를 갖는 교류형태이기 때문에 임피던스부(40)에 부하가 걸리고 임피던스가 생성될 수 있다.
AD컨버터(50)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 구성요소이다.
제어부(60)는 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정기의 동작을 전반적으로 제어하기 위한 구성요소로 MCU(Micro Controller Unit)로 구성될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 측정 장치의 측정 원리를 설명하기 위한 도면으로, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치의 측정 원리에 대해 설명한다.
예를 들어, 도 1의 회로 구성을 좀 더 간략하게 도식화 해보면 도 2와 같이 구성될 수 있다. 이때 케이블에 60Hz의 신호가 흐르고, 기준신호 발생부(30)가 1kHz의 기준신호를 발생시킨다고 가정한다. 이러한 도 2의 구성은 케이블 측을 하나의 전원으로 볼 수 있고, 기준신호 발생부(30)를 하나의 전원으로 볼 수 있다. 따라서 케이블 측을 '전원 A'라 가정하고, 기준신호 발생부(30)를 '전원 B'라고 가정하여 회로 표현 후 계산이 가능해진다.
도 3은 전원 A의 입장에서 표현된 회로도이고, 도 4는 전원 B의 입장에서 표현된 회로도이다.
본 발명에서 기준신호 발생부(30)가 케이블에 흐르는 주파수와 전혀 다른 대역의 주파수를 발생시키고 그 예시로써 케이블에 60Hz의 신호가 흐르고, 기준신호 발생부(30)가 1kHz의 기준신호를 발생킨다고 가정해 보면, 전원 A에 대해 계산 시 1kHz의 성분은 영향을 주지 못하고 60Hz 성분만 계산된다. 그리고 전원 B에 대하여 계산 시 60Hz 성분은 영향을 주지 못하고 1kHz의 성분만 계산된다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 장치의 측정 방식을 설명하기 위한 도면으로, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 비접촉 전압 장치의 측정 방식을 설명한다.
본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 센서(10)와 임피던스부(40) 사이에서 측정이 이루어지도록 구성되는데, 도 5와 같이 간략히 도식화된 도면으로 살펴본다. 참고적으로, 도 5 내지 도 7도 앞서 살펴본 것과 같이 케이블 측을 '전원 A'라 가정하고, 기준신호 발생부(30)를 '전원 B'라고 가정하여 회로 표현이 되어있다.
도 5 내지 7을 참조하면 센서(10)와 임피던스부(40) 사이에서 측정이 되며, '전원 B'쪽에서 '전원 A'를 그라운드로 볼 수 있으므로 측정 위치에서 임피던스부(40)와 센서(10)에 의해 분압된 값을 측정하고, 이를 통해 센서(10)의 캐패시턴스(capacitance) 즉, 센서(10)의 정전용량을 계산할 수 있다.
그리고, '전원 A'쪽에서 '전원 B'를 그라운드로 볼 수 있으므로, 측정 위치에서 분압된 전압을 측정하면, 임피던스부의 임피던스값과 측정된 캐패시턴스값에 기초하여 '전원 A'의 전압 즉, 케이블의 전압을 계산할 수 있게 된다.
결국, 본 발명에서 제어부(60)는 상기 측정 위치에서 센서(10)와 임피던스부(40)에 의해 분압된 값을 측정하고, 상기 분압된 값에 기초하여 센서(10)의 캐패시턴스값을 측정할 수 있고, 임피던스부(40)의 임피던스값과 상기 측정된 캐패시턴스값에 기초하여 상기 케이블의 전압을 계산할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 측정 장치 일부의 회로 구성도이다. 도 8을 참고하면 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 중성점(N상)과 시스템 그라운드 연결되도록 구성될 수 있다.
이러한 중성점(N상)과 시스템 그라운드 연결 구성은 효과적인 측정을 위한 것으로 추가적인 분압 네트워크를 생략함으로써, 간단한 회로 구조를 통해 효율적인 측정이 가능해진다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준 신호를 발생시키는 방식을 통해서 정확한 전압 측정이 가능하고, 간단한 회로 구조를 통해 효율적인 측정이 가능한 장점이 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 밀착 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 케이블 감싸 덮도록 형성되되, 개폐 가능하게 설치되는 덮개부(110); 및 덮개부(110)가 닫혔을 때, 덮개부(110) 방향으로 가압하여 상기 케이블을 밀착시키는 케이블 밀착부(120);를 포함하여 구성될 수 있다.
이때 덮개부(110)는 단면이 반원형 형태로 형성되고, 센서(10)도 단면이 반원형 형태로 형성되어 덮개부(110)의 내측에 설치될 수 있다. 즉, 센서(10)의 단면이 덮개부(110) 단면에 대응되도록 형성되어 덮개부(110)의 내측에 설치될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 도 10에 도시된 바와 같이 케이블 밀착부(120)의 상부는 비금속으로 형성되고, 케이블 밀착부(120)의 하부는 철판으로 형성되고, 케이블 밀착부(120)와 나사 결합되는 결합부재(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 이는 하나의 실시예로, 본 발명에서 케이블 밀착부(120)는 센서(10)와 케이블을 밀착시키는 압력을 충분히 견딜 정도의 단단한 소재라면 금속, 비금속에 상관없이 형성될 수 있다. 그리고 케이블 밀착부(120)는 필요에 따라 2 가지 이상의 소재로 형성되지 않고 동종 소재로 형성될 수도 있다.
이러한 구성에서 덮개부(110)는 사용상 편의성을 위해 본체부(130)에 힌지 결합되어 회전하도록 구성될 수 있다. 그리고 밀착부(120)는 본체부(130) 내에 내입되도록 형성될 수 있다. 본체부(130)는 전압 측정 시 케이블이 내입될 수 있도록 소정 공간이 형성되는 것이 바람직하며, 이 공간을 케이블 내입부(131)라고 하면 케이블 내입부(131) 하단에 케이블 밀착부(120)가 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 케이블 밀착부(120)가 비금속 및 철판의 조합이 아닌 탄성체로 형성되어, 덮개부(110)가 닫혔을 때, 덮개부(110) 방향으로 가압하여 케이블을 밀착시키도록 구성될 수 있다. 케이블 밀착부(120)가 탄성체로 형성되면 덮개부(110)가 닫혔을 때 탄성체가 자연스럽게 케이블을 가압하므로, 나사와 같은 결합부재의 회전 없이 간단하게 케이블 밀착이 가능해진다.
이처럼 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 장치는 덮개부(110) 감싸 덮도록 형성되고, 밀착부(120) 방향으로 가압하여 케이블을 밀착시킴으로써, 전압 측정 시 케이블과 센서 사이의 거리를 일정하게 하여 오차율을 개선할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 전압 측정 방법의 순서도이다. 도 11을 참조하면 본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 방법은 얇은 금속판을 포함하는 센서(10); 센서(10)와 연결되어 전압을 증폭하거나 조정하는 전압조정부(20); 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준신호를 발생시키는 기준신호 발생부(30); 기준신호 발생부에 연결되는 임피던스부(40); 전압조정부(30)에 연결되는 AD컨버터(50); 및 AD컨버터(50)에 연결되는 제어부(60);를 포함하는 비접촉 전압 측정 장치를 이용하여,
케이블과 센서(10)가 근접하여, 센서(10)와 임피던스부(40) 사이에서 측정이 이루어지는 단계(S10);
제어부(60)가, 상기 측정 위치에서 센서(10)와 임피던스부(40)에 의해 분압된 값을 측정하고, 상기 분압된 값에 기초하여 센서(10)의 캐패시턴스값을 측정하는 단계(S20);
제어부(60)가, 임피던스부(40)의 임피던스값과 상기 측정된 캐패시턴스값에 기초하여 상기 케이블의 전압을 계산하는 단계(S30);를 포함하여 구성될 수 있다.
S10 단계는 케이블과 센서(10)가 근접하여, 센서(10)와 임피던스부(40) 사이에서 측정이 이루어지는 단계로, 사용자가 케이블에 센서(10)를 근접시켜 측정이 이루어 질 수 있다.
본 발명에서, 케이블 감싸 덮도록 형성되되, 개폐 가능하게 설치되는 덮개부(110); 및 덮개부(110)가 닫혔을 때, 덮개부(110) 방향으로 가압하여 상기 케이블을 밀착시키는 케이블 밀착부(120);를 포함하는 비접촉 전압 장치를 사용할 수 있는데, 이러한 비접촉 전압 장치를 사용하는 경우, S10 단계는 비접촉 전압 장치에 케이블을 근접시키고, 덮개부(110)를 덮는 과정이 포함될 수 있다. 이러한 단계를 통해 전압 측정 시 케이블과 센서 사이의 거리를 일정하게 하여 오차율을 개선할 수 있다.
S20 단계는 측정 위치에서 센서(10)와 임피던스부(40)에 의해 분압된 값을 측정하고, 상기 분압된 값에 기초하여 센서(10)의 캐패시턴스값을 측정하는 단계이다.
S30 단계는 임피던스부(40)의 임피던스값과 상기 측정된 캐패시턴스값에 기초하여 상기 케이블의 전압을 계산하는 단계이다.
본 발명에 따른 비접촉 전압 측정 방법은 S20 단계 및 S30 단계를 통해 상기 측정 위치에서 센서(10)와 임피던스부(40)에 의해 분압된 값을 측정하고, 상기 분압된 값에 기초하여 센서(10)의 캐패시턴스값을 측정할 수 있고, 임피던스부(40)의 임피던스값과 상기 측정된 캐패시턴스값에 기초하여 상기 케이블의 전압을 계산할 수 있게 된다.
10: 센서 20: 전압조정부
30: 기준신호 발생부 40: 임피전스부
50: AD컨버터 60: 제어부

Claims (9)

  1. 케이블에 대한 전압을 측정하는 장치에 있어서,
    얇은 금속판을 포함하여 전압 측정 대상인 상기 케이블의 전압에 따라 커패시턴스가 변화되는 센서;
    상기 케이블에 흐르는 주파수와 무관한 주파수의 기준신호를 발생시키는 기준신호 발생부;
    상기 기준신호 발생부와 상기 센서의 사이에 연결되어 임피던스를 제공하는 임피던스부;
    상기 임피던스부와 상기 센서의 접점측에서 분압된 전압을 검출하는 전압조정부;
    상기 전압조정부의 전압을 디지털신호로 변환하는 AD컨버터; 및
    상기 AD컨버터의 출력을 이용하여 센서의 커패시턴스값을 계산하고, 커패시턴스값에 기초하여 상기 케이블의 전압을 계산하는 제어부를 포함하는 비접촉 전압 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 케이블 감싸 덮도록 형성되되, 개폐 가능하게 설치되는 덮개부; 및
    상기 덮개부가 닫혔을 때, 상기 덮개부 방향으로 가압하여 상기 케이블을 밀착시키는 케이블 밀착부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 전압 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 케이블 밀착부의 상부는 비금속으로 형성되고, 상기 케이블 밀착부의 하부는 철판으로 형성되며,
    상기 케이블 밀착부와 나사 결합되는 결합부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 전압 측정 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 케이블 밀착부가 탄성체로 형성되어, 상기 덮개부가 닫혔을 때, 상기 덮개부 방향으로 가압하여 상기 케이블을 밀착시키는 것을 특징으로 하는 비접촉 전압 측정 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 덮개부는 단면이 반원형 형태로 형성되며,
    상기 센서도 단면이 반원형 형태로 형성되어 상기 덮개부의 내측에 설치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 전압 측정 장치.
  9. 제1항의 비접촉 전압 측정 장치를 이용하여 케이블의 전압을 측정하는 방법으로서,
    상기 케이블과 상기 센서가 근접하여, 상기 센서와 상기 임피던스부 사이에서 분압된 전압을 측정하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 센서와 상기 임피던스부에 의해 분압된 전압값을 측정하고, 상기 분압된 전압값에 기초하여 상기 센서의 캐패시턴스값을 계산하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 임피던스부의 임피던스값과 상기 측정된 캐패시턴스값에 기초하여 상기 케이블의 전압을 계산하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉 전압 측정 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020167303A1 (en) * 2001-04-04 2002-11-14 Koichi Nakano Non-contact voltage measurement method and device, and detection probe
KR20030036571A (ko) * 2003-04-21 2003-05-09 류인학 전력선의 휴대용 고주파 임피던스 측정장치
KR20100107101A (ko) * 2009-03-25 2010-10-05 (주)락싸 비접촉식 센서 회로
KR20160096662A (ko) 2014-01-31 2016-08-16 오므론 가부시키가이샤 비접촉 전압 계측 장치
KR20170066492A (ko) * 2014-09-29 2017-06-14 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 광학 파라미터를 측정하기 위한 조정 회로, 방법 및 광학 측정 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020167303A1 (en) * 2001-04-04 2002-11-14 Koichi Nakano Non-contact voltage measurement method and device, and detection probe
KR20030036571A (ko) * 2003-04-21 2003-05-09 류인학 전력선의 휴대용 고주파 임피던스 측정장치
KR20100107101A (ko) * 2009-03-25 2010-10-05 (주)락싸 비접촉식 센서 회로
KR20160096662A (ko) 2014-01-31 2016-08-16 오므론 가부시키가이샤 비접촉 전압 계측 장치
KR20170066492A (ko) * 2014-09-29 2017-06-14 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 광학 파라미터를 측정하기 위한 조정 회로, 방법 및 광학 측정 시스템

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