KR102652597B1 - 절연 감시 장치 및 그 절연 감시 장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연감시장치에 관한 것으로, 기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 일단에 연결된 보호 도체를 통해 상기 대지에 상기 측정 신호를 인가하는 신호 생성부와, 상기 전송선로와 연결되는 커플러 저항와, 상기 커플러 저항과 상기 신호 생성부의 타단 사이에 구비되는 검출 저항을 포함하며, 상기 검출 저항 양단의 전압차에 따라 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항으로 형성되는 상기 절연감시장치의 내부 저항에 분배된 상기 측정 신호의 전압을 검출하는 신호 검출부 및, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압으로부터, 상기 전송선로와 상기 대지 사이의 기생 커패시턴스에 의해 형성되는 시스템 커패시터의 충전 및 방전에 의한 과도전압를 검출하고, 상기 과도전압을 검출한 결과에 근거하여 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 체크하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

절연 감시 장치 및 그 절연 감시 장치의 제어 방법{IMD(INSULATION MONITORING DEVICE) AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 비접지(IT : Insulation Terra) 전력 계통에서 지락 사고 등을 미연에 검출하여 사고를 예방하기 위한 절연감시장치 및 그 절연감시장치의 제어 방법에 대한 것이다.

IT(Insulation Terra) 접지 방식은, 전송선로의 어느 쪽도 접지되지 않으며, 부하의 외함만을 통해 접지가 이루어지는 접지 방식이다. 이러한 비접지 방식의 계통(IT System)은 지락 고장 시 고장 전류가 매우 적게 흐르므로, 접지 계통에서 사용하는 지락 검출 장치로는 검출이 어렵다는 문제가 있다. 특히 태양광 시스템이나 ESS(Energy Storage System) 등 에서 사용되는 DC 계통의 경우, 이러한 비접지 계통의 절연 상태를 측정하기 위한 방안으로 절연감시장치(IMD)가 대두되고 있다.

통상적인 절연감시장치(IMD)는, 접지(그라운드)와 전송선로 사이에 형성되며, 상기 전송선로와 대지 사이에 형성되는 가상의 절연 저항을 측정하여 상기 접지와 전송선로 사이의 절연 상태를 측정한다. 이를 위해 상기 절연감시장치는 접지를 통해 대지에 인가할 신호를 생성하는 신호 생성부와 상기 신호 생성부에서 생성된 신호의 전압을 검출하기 위한 검출 저항을 포함하여 생성된다. 그리고 검출 저항의 양단의 전압차를 검출하여 상기 절연 저항의 크기를 산출함으로써, 상기 전송선로와 대지 사이의 절연 상태를 검출하는 구성을 가진다.

한편 절연감시장치는 상술한 바와 같이 전송선로와 대지 사이의 절연 상태를 절연 저항의 크기를 통해 판단하는 것으로, 상기 절연 저항에 의해 강하되는 전압(검출 저항을 통해 검출되는 전압)의 크기가 클수록, 즉 절연 저항의 크기가 작을수록 절연 상태가 좋지 않은 것으로 판단하고, 일정 크기 이하인 경우 절연 상태가 파괴되어 지락이 발생한 것으로 검출한다. 반대로 검출되는 전압의 크기가 작을수록, 즉 절연 저항의 크기가 클수록 절연 상태가 양호한 것으로 판단한다.

그런데 상기 절연감시장치가 전송선로 또는 대지와의 연결이 파괴된 경우, 예를 들어 절연감시장치와 전송선로 사이가 단선되거나 또는 절연감시장치와 대지 사이의 단선되는 경우, 절연 저항을 경유하여 연결된 전송선로 및 대지와 상기 절연감시장치를 연결하는 회로가 개방(open)될 수 있다. 그러면 상기 단선된 회로의 양단 사이의 저항은 크기가 무한대가 될 수 있으며, 이 경우 상기 단선으로 인해 상기 신호 생성부에서 생성된 신호의 전압이 검출되지 않을 수 있다. 그리고 이는 절연 저항의 크기가 매우 큰 경우, 즉 전송선로의 절연 상태가 매우 양호한 경우와 유사할 수 있다.

따라서 통상적인 절연감시장치는, 전송선로 및/또는 대지와 상기 절연감시장치 사이가 단선되는 경우를 감지하지 못한다는 문제가 있다. 또한 이처럼 전송선로 및/또는 대지와 절연감시장치 사이가 단선되는 경우, 상기 단선의 영향으로 인해 전송선로의 절연 상태를 감시할 수 없다는 문제가 있다. 즉 실제로는 절연 파괴로 인한 지락이 발생한 경우에도, 상기 단선된 절연감시장치는 절연 저항의 크기가 매우 큰 것으로 판단하므로 전송선로의 절연 상태가 양호하다고 판단한다는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 절연감시장치와 전송선로 사이의 연결 상태를 체크하여, 상기 전송선로와 절연감시장치 사이의 단선 여부를 검출할 수 있는 절연감시장치 및 그 절연감시장치의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 복수의 전송선로 각각에 대하여 상기 절연감시장치와의 연결 상태를 체크할 수 있는 절연감시장치 및 그 절연감시장치의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 절연감시장치와 대지 사이의 연결 상태를 체크하여, 상기 대지와 절연감시장치 사이의 단선 여부를 검출할 수 있는 절연감시장치 및 그 절연감시장치의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 절연감시장치가 계통에서 분리된 상태에서 부하의 외함 사이의 연결을 체크하고, 상기 부하의 외함과 절연감시장치의 연결 상태를 관리자에게 통지할 수 있는 절연감시장치 및 그 절연감시장치의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치는, 기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 일단에 연결된 보호 도체를 통해 상기 대지에 상기 측정 신호를 인가하는 신호 생성부와, 상기 전송선로와 연결되는 커플러 저항와, 상기 커플러 저항과 상기 신호 생성부의 타단 사이에 구비되는 검출 저항을 포함하며, 상기 검출 저항 양단의 전압차에 따라 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항으로 형성되는 상기 절연감시장치의 내부 저항에 분배된 상기 측정 신호의 전압을 검출하는 신호 검출부 및, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압으로부터, 상기 전송선로와 상기 대지 사이의 기생 커패시턴스에 의해 형성되는 시스템 커패시터의 충전 및 방전에 의한 과도전압을 검출하고, 상기 과도전압을 검출한 결과에 근거하여 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 체크하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압으로부터, 정상 상태 전압을 검출하고, 검출된 정상 상태 전압보다 기 설정된 크기 이상의 전압을 상기 과도전압으로 검출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기 설정된 시간을 주기로, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압으로부터 상기 과도전압을 검출하며, 상기 기 설정된 시간은, 상기 측정 신호의 형태 및 상기 측정 신호의 주기 중 적어도 하나에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 기 설정된 시정수에 따라 결정되는 샘플링 기간들을 결정하고, 상기 신호 검출부에서 각 샘플링 기간 동안 검출되는 전압들의 평균 전압들을 산출 및, 산출된 평균 전압들의 차이에 근거하여 상기 정상 상태 전압을 검출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 정상 상태 전압보다 기 설정된 크기 이상의 전압이 검출되는 경우 일정 시간동안 상기 검출된 전압의 크기가 일정 크기 이상 변화하는지 여부를 검출하고, 상기 검출된 전압의 크기 변화에 더 근거하여 상기 과도전압이 발생하였는지를 판별하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 기 설정된 서버 또는 단말기와 통신 연결을 수행하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 과도전압을 검출한 결과에 근거하여 상기 절연감시장치의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 상기 서버 또는 단말기에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치의 제어 방법은, 기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 상기 대지에 상기 측정 신호를 인가하는 단계와, 기 설정된 검출 저항에 근거하여, 상기 전송선로에 연결되는 커플러 저항과 상기 검출 저항으로 형성되는 상기 절연감시장치의 내부 저항에 분배된 상기 측정 신호의 전압을 검출하는 단계와, 상기 검출 저항을 통해 검출되는 전압이 정상 상태 전압인지를 판별하는 단계와, 상기 검출 저항을 통해 검출되는 전압이 정상 상태 전압인 경우, 기 설정된 시간 동안 상기 검출 저항을 통해 검출되는 전압으로부터 과도전압이 발생하였는지 여부를 검출하는 단계와, 상기 과도전압의 발생 여부에 근거하여, 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 과도전압이 발생하였는지 여부를 검출하는 단계는, 상기 검출 저항을 통해 검출된 전압과, 상기 정상 상태 전압의 전압차를 산출하는 단계와, 산출된 전압차와 기 설정된 크기의 전압값을 비교하는 단계와, 상기 비교 결과, 상기 산출된 전압차가 기 설정된 크기의 전압값 이상인 경우 상기 과도전압이 발생한 것으로 검출하는 단계 및, 상기 비교 결과, 상기 산출된 전압차가 상기 기 설정된 크기의 전압값 미만인 경우, 상기 과도전압이 발생하지 않은 것으로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 정상 상태 전압 여부를 판별하는 단계는,기 설정된 시정수에 따라 샘플링 기간을 결정하는 단계와, 샘플링 기간 동안에 검출되는 전압들의 평균 전압을 산출하는 단계와, 상기 평균 전압과 이전 샘플링 기간 동안에 검출된 전압들의 평균 전압의 차이를 산출하는 단계와, 산출된 차이와 기 설정된 오차를 비교하는 단계 및, 상기 비교 결과에 근거하여, 상기 샘플링 기간 동안 검출된 전압들의 평균 전압을 상기 정상 상태 전압으로 판별하거나, 상기 샘플링 기간을 결정하는 단계, 상기 평균 전압을 산출하는 단계, 상기 평균 전압 차이를 산출하는 단계, 그리고 상기 기 설정된 오차를 비교하는 단계를 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계는, 상기 기 설정된 시간 동안 상기 과도전압이 발생하지 않은 경우, 상기 절연감시장치의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 기 설정된 서버 또는 단말기에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치는, 기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 일단에 연결된 보호 도체를 통해 상기 대지에 상기 측정 신호를 인가하는 신호 생성부와, 상기 전송선로와 연결되는 커플러 저항와, 상기 커플러 저항과 상기 신호 생성부의 타단 사이에 구비되는 검출 저항을 포함하며, 상기 검출 저항 양단의 전압차에 따라 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항으로 형성되는 상기 절연감시장치의 내부 저항에 분배된 상기 측정 신호의 전압을 검출하는 신호 검출부와, 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이를 연결하거나 또는 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결을 차단하는 회로개폐 스위치 및, 상기 회로개폐 스위치를 제어하며, 상기 회로개폐 스위치에 의해 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서 상기 신호 검출부에서 검출되는 제1 전압에 근거하여 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항이 연결된 상태에서 상기 신호 검출부에서 검출되는 제2 전압이 과도전압을 포함하고 있는지 여부를 검출 및, 상기 과도전압을 검출한 결과에 근거하여 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 체크하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제1 전압은, 상기 신호 검출부에 인가되는 기 설정된 오프셋 전압이며, 상기 제어부는, 상기 제2 전압이 상기 오프셋 전압보다 기 설정된 전압값 이상 큰 경우, 상기 제2 전압이 상기 과도전압을 포함하는 것으로 판별하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 전송선로는 복수의 선로를 포함하고, 상기 커플러 저항은, 상기 복수의 선로 각각에 연결되며, 상기 회로개폐 스위치는, 상기 복수의 선로 각각에 연결되는 서로 다른 커플러 저항 각각과 상기 검출 저항 사이에 형성되는 복수의 스위치로 형성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 스위치 모두를 제어하여, 각각의 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이를 차단한 상태에서 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압을 상기 제1 전압으로 검출하고, 상기 복수의 스위치 중 제1 스위치를 선택 및 제어하여 상기 제1 스위치에 연결된 제1 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이를 연결하며, 상기 제1 커플러 저항과 상기 검출 저항이 서로 연결될 때, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압으로부터 검출되는 전압을 상기 제2 전압으로 검출하고, 상기 제1 전압에 근거하여 상기 제2 전압이 상기 과도전압을 포함하고 있는지를 검출 및, 상기 과도전압 포함 여부에 근거하여, 상기 제1 커플러 저항과 연결된 상기 복수의 선로 중 어느 하나가, 상기 절연감시장치와 연결된 상태를 체크하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 기 설정된 서버 또는 단말기와 통신 연결을 수행하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 과도전압을 검출한 결과에 근거하여 상기 절연감시장치의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 상기 서버 또는 단말기에 전송하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 알림 정보는, 상기 어느 하나의 선로와 상기 절연감시장치의 연결 상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 부하의 외함과 연결되는 외함 단자 및, 상기 검출 저항과 연결되며, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이를 연결하거나 또는 상기 검출 저항과 상기 외함 단자 사이의 연결을 차단하는 외함접지 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회로개폐 스위치에 의해 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단되도록 상기 외함접지 스위치를 제어하고, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압에 근거하여 오프셋 전압을 검출하며, 상기 회로개폐 스위치에 의해 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이를 연결하도록 상기 외함접지 스위치를 제어하고, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항이 연결된 상태에서 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압과 상기 오프셋 전압을 비교한 결과에 근거하여 상기 부하의 외함과 상기 절연감시장치의 연결 상태를 더 체크하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치의 제어 방법은, 전송선로에 연결된 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이를 개폐하는 회로개폐 스위치 및, 상기 검출 저항을 구비하는 신호 검출부를 포함하는 절연감시장치의 제어 방법에 있어서,

기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 대지에 상기 측정 신호를 인가하는 단계와, 상기 회로개폐 스위치를 제어하여 상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이의 연결을 차단하는 단계와, 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압에 근거하여 오프셋 전압을 검출하는 단계와, 상기 회로개폐 스위치를 제어하여 상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이를 연결하는 단계 및, 상기 오프셋 전압에 근거하여, 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압이 과도전압을 포함하는지 여부를 검출하고, 상기 과도전압 포함 여부에 근거하여 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 절연감시장치는, 부하의 외함과 연결되는 외함 단자 및, 상기 검출 저항과 연결되며, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이를 연결하거나 또는 상기 검출 저항과 상기 외함 단자 사이의 연결을 차단하는 외함접지 스위치를 더 포함하고, 상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이의 연결을 차단하는 단계는, 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서, 상기 외함접지 스위치를 제어하여 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이의 연결을 차단하는 단계와, 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압에 근거하여 오프셋 전압을 검출하는 단계와, 상기 외함접지 스위치를 제어하여 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이를 연결하는 단계와, 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압과 상기 오프셋 전압을 비교하는 단계 및, 상기 비교 결과에 근거하여 상기 부하의 외함과 상기 절연감시장치의 연결 상태를 체크하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 전송선로는 복수의 선로를 포함하고, 상기 커플러 저항은, 상기 복수의 선로 각각에 연결되며, 상기 회로개폐 스위치는, 상기 복수의 선로 각각에 연결되는 서로 다른 커플러 저항 각각과 상기 검출 저항 사이에 형성되는 복수의 스위치를 포함하고, 상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이를 연결하는 단계는, 상기 복수의 스위치 중 순차적으로 어느 하나의 스위치를 선택하고, 선택된 스위치에 연결된 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이를 연결하도록 상기 선택된 스위치를 제어하는 단계이며, 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계는, 특정 커플러 저항과 상기 검출 저항이 서로 연결될 때, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압이 상기 과도전압을 포함하고 있는지 여부에 근거하여, 상기 특정 커플러 저항에 연결된 상기 복수의 선로 중 어느 하나와 상기 절연감시장치가 연결된 상태를 판별하는 단계임을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계는, 상기 과도전압 포함 여부에 근거하여, 상기 절연감시장치의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 기 설정된 서버 또는 단말기에 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 알림 정보는, 상기 복수의 선로 각각과 상기 절연감시장치의 연결 상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 절연감시장치 및 그 절연감시장치의 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 절연감시장치 사이 또는 대지와 절연감시장치 사이의 단선 여부를 검출함으로써, 상기 단선에 의해 상기 전송선로의 절연 상태가 잘못 검출되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

또한 본 발명은 전송선로와 절연감시장치 사이 또는 대지와 절연감시장치 사이의 단선이 검출되는 경우 이를 통지함으로써, 관리자가 상기 단선으로 인해 상기 절연감시장치가 상기 비접지계통의 지락이 검출되지 못하는 상태임을 인지할 수 있도록 한다는 효과가 있다.

또한 본 발명은 복수의 전송선로 각각과 절연감시장치 사이의 연결 상태를 검출함으로써, 복수의 전송선로 중 어느 하나와 절연감시장치 사이가 단선되는 경우에도 이를 검출할 수 있다는 효과가 있다.

또한 본 발명은 절연감시장치와 부하의 외함 사이의 연결을 체크하고 상기 절연감시장치와 부하의 외함 사이의 연결 상태를 통지함으로써, 누전 사고시 부하의 외함에 의한 감전 사고를 예방할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치가 전송선로 또는 대지와의 연결 상태를 체크하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치에서 검출되는 수신 신호 전압의 변화 예를 도시한 그래프이다.
도 3은, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치에서 검출되는 수신 신호 전압에 과도전압이 포함되어 있는지 여부를 판단하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치가, 전송선로와 절연 저항, 그리고 대지와 연결되는 회로의 개폐를 제어하는 회로개폐 스위치를 구비하는 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는, 상기 도 4에서 도시한 절연감시장치가, 상기 회로개폐 스위치의 온 오프에 근거하여 전송선로 및 대지와의 연결 상태를 체크 및 절연 저항을 산출하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치가, 복수의 회로개폐 스위치를 통해 복수의 전송선로 각각에 연결되는 구조를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치가, 부하의 외함과 연결되는 예를 도시한 개념도이다.
도 8은 외함 단자(KE)를 통해 연결되는 외함 접지 회로에 근거하여 부하의 외함과의 연결 및 상기 부하 외함의 접지 상태를 체크할 수 있는 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치가, 부하의 외함과 연결되는 외함접지 스위치를 통해 부하의 외함과 연결 상태를 체크하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치에 구비되는 스위치가, 마스터-슬레이브 스위치로 형성되는 경우 상기 마스터-슬레이브 스위치의 동작을 도시한 예시도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다

본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이하에서 설명되는 각각의 실시 예들 뿐만 아니라, 실시 예들의 조합은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물 내지 대체물로서, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 해당될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)는 제어부(100)와 상기 제어부(100)에 연결되는 신호 생성부(110), 검출 저항(Rm)을 포함하는 신호 검출부(130)와 절연저항 산출부(108), 메모리(104)를 구비할 수 있다. 그리고 통신부(106)를 더 구비할 수 있다.

여기서 상기 신호 생성부(110)의 일측은, 상기 신호 생성부(110)의 일단과 대지 사이를 연결하는 보호도체(Protective Earth, PE)(120)에 연결되고, 상기 신호 생성부(110)의 타단은 상기 검출 저항(Rm)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 검출 저항(Rm)은 상기 전송선로(170)를 구성하는 각 선로(L1, L2)에 연결되는 저항들, 즉 커플러(coupler) 저항(Rc, 180)에 연결될 수 있다.

도 1에 도시된 절연감시장치(10)의 구성요소들은 상기 절연감시장치(10)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 절연감시장치(10)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

먼저 신호 생성부(110)는 제어부(100)의 제어에 따라 기 설정된 양(+) 또는 음(-)의 전압(Up)을 가지는 측정 신호를 생성할 수 있다. 이 경우 신호 생성부(110)는 구형파(square wave) 형태의 신호를 생성할 수 있다. 그리고 상기 신호 생성부(110)는 상기 보호도체(120)를 통해 대지와 연결될 수 있다. 따라서 상기 신호 생성부(110)에서 생성된 측정 신호가 대지에 인가될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 비접지 계통은 전송선로의 어느 쪽도 접지되지 않고 부하의 외함만을 통해 접지가 이루어지는 계통으로서, 전송선로들(L1, L2, 170)과 대지 사이에는 절연 저항(Re, 140)이 존재한다. 상기 절연 저항(140)은 전송선로(170)와 대지, 즉 접지 사이에 존재하는 가상의 저항일 수 있다. 또한 전송선로(170)도 도체이고, 대지도 도체이므로 도체와 도체 사이에 형성되는 기생 커패시턴스(capacitance) 성분이 존재할 수 있다. 도 1의 시스템 커패시터(Ce, 150)는 이처럼 전송선로(170)와 대지 사이에 형성되는 기생 커패시턴스 성분을 의미할 수 있다.

이 경우 절연 저항(140)을 매개로, 전송선로(170)와 대지가 서로 연결될 수 있다. 또한 상기 대지는 보호도체(120)를 통해 신호 생성부(110)의 일단에 연결되고, 상기 전송선로(170)는 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm)을 통해 상기 신호 생성부(110)의 타단에 연결될 수 있다. 따라서 대지를 매개로 보호도체(120), 신호 생성부(110), 검출 저항(Rm), 커플러 저항(180), 전송선로(170) 및 절연 저항(140)이 연결되는 회로가 형성될 수 있다. 이하 상기 대지를 매개로 전송선로(170)와 절연 저항(140)을 포함하여 형성되는 회로를 절연 회로라고 하기로 한다.

따라서 대지에 인가된 측정 신호는 상기 절연 회로를 통해 절연 저항(140)을 경유하여 전송선로(170)에 인가될 수 있다. 그리고 상기 전송선로(170)와 연결된 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm)으로 인가될 수 있다. 따라서 상기 절연 저항(140)과 커플러 저항(180) 그리고 검출 저항(Rm)을 경유한 상기 측정 신호의 전압이, 상기 검출 저항(Rm)에 의해 상기 신호 검출부(130)에서 검출될 수 있다.

한편 상기 커플러 저항(180)과 상기 검출 저항(Rm), 즉 절연감시장치(10) 내부의 저항(Ri)과 상기 절연 저항(140)은 합성 저항을 형성할 수 있다. 그리고 상기 측정 신호의 전압(Up)은 상기 합성 저항에 의해 강하될 수 있다. 따라서 상기 측정 신호의 전압(Up)보다 작은 전압이 상기 신호 검출부(130)에 의해 검출될 수 있다. 이하 상기 절연 저항(Rm)과 상기 절연감시장치(10)의 내부 저항(Ri)의 합성 저항에 의해 강하된 전압을 가지는 신호를 수신 신호라고 하기로 하고, 상기 신호 검출부(130)에서 검출되는 전압을 상기 수신 신호의 전압(Um)이라고 하기로 한다.

한편 상술한 바와 같이 절연감시장치(10) 내부의 저항(Ri)과 상기 절연 저항(140)은 합성 저항을 형성하므로, 상기 수신 신호의 전압(Um)은, 상기 절연 저항(140)과 상기 절연감시장치(10)의 내부 저항(Ri) 크기 비율에 따라 상기 내부 저항(Ri)에 분배된 상기 측정 신호의 전압(Up)일 수 있다.

한편 상기 신호 검출부(130)는 상기 검출 저항(Rm) 및, 상기 검출 저항(Rm) 양단의 전압을 측정 가능한 레벨로 증폭시키기 위한 증폭부, 그리고 증폭된 아날로그 형태의 전압값을 디지털 값으로 변환하기 위한 ADC(Analog digital converter)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 신호 검출부(130)를 통해 디지털 값으로 변환된 수신 신호 전압을 수신한 제어부(100)는 수신된 수신 신호 전압(Um)을 절연저항 산출부(108)에 입력하고, 상기 절연저항 산출부(108)를 통해 절연 저항(140)의 크기를 산출할 수 있다.

상기 절연저항 산출부(108)는 제어부(100)의 제어에 따라 절연 저항(140)의 크기를 산출할 수 있다. 보다 자세하게 절연저항 산출부(108)는 상기 수신 신호 전압(Um)이, 절연 저항(140)과 절연감시장치(10) 내부 저항(Ri)의 크기 비율에 따라 상기 내부 저항(Ri)에 분배된 전압임에 근거하여 상기 절연 저항(140)을 산출할 수 있다.

이 경우, 절연 저항(140)의 크기는 알지 못하나, 합성 저항(Ri)를 형성하는 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm)의 크기는 절연감시장치(10)의 제원에 따라 결정될 수 있으므로, 절연저항 산출부(108)는 검출된 수신 신호 전압(Um)의 크기와 내부 저항(Ri)의 크기, 그리고 측정 신호의 전압(Up)에 근거하여 상기 절연 저항(140)의 크기를 역산할 수 있다. 그리고 산출된 절연 저항(140)의 크기를 제어부(100)에 반환할 수 있다.

메모리(104)는 절연감시장치(10)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(104)는 절연감시장치(10)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 또한 메모리(104)에는 상기 제어부(100)에 입력되는 데이터와, 상기 제어부(100)에서 출력되는 데이터들을 임시 또는 영구적으로 저장될 수 있다. 일 예로 메모리(104)는 상기 절연저항 산출부(108)의 제어를 위한 데이터들, 예를 들어 커플러 저항(180)의 크기, 검출 저항(Rm)의 크기 및 측정 신호 전압(Up)에 관련된 정보들 및 신호 검출부(130)에서 수신되는 수신 신호 전압(Um)들이 저장될 수 있다.

한편 통신부(106)는 기 설정된 서버 또는 단말기와 통신 연결을 수행할 수 있다. 여기서 상기 단말기는 절연감시장치(10)를 관리하는 관리자의 단말기로서, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), PDA(personal digital assistants), 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device) 등을 포함할 수 있다.

제어부(100)는 상기 절연저항 산출부(108)에서 산출되는 절연 저항(140)의 크기에 따라 상기 전송선로(170)와 대지 사이의 절연 상태를 판단할 수 있다. 일 예로 제어부(100)는 산출된 절연 저항(140)의 크기가 기 설정된 값 이상인 경우 전송선로(170)와 대지 사이의 절연 상태가 양호한 것으로 판단할 수 있다. 그러나 산출된 절연 저항(140)의 크기가 기 설정된 값 미만 경우 전송선로(170)와 대지 사이의 절연 상태가 불량한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 절연 상태가 일정 수준 이하이면, 제어부(100)는 지락 사고가 발생할 수 있다고 판단할 수 있으며, 상기 통신부(106)를 통해 절연 파괴가 의심되는 상태임을 관리자에게 통지할 수 있다.

한편 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)의 제어부(100)는, 상기 수신 신호 전압(Um)의 변화에 근거하여 절연감시장치(10)와 전송선로(170) 또는 대지와의 연결 상태를 판단할 수 있다. 보다 자세하게, 제어부(100)는 검출되는 수신 신호 전압(Um)이 전송선로(170)와 대지 사이에 형성되는 기생 커패시터, 즉 시스템 커패시터(150)에 의한 변화를 포함하고 있는지 검출할 수 있다.

예를 들어 상술한 바와 같이 대지와 전송선로(170) 사이에 시스템 커패시터(150)가 형성되는 경우, 대지에 인가되는 측정 신호의 전압은 전송선로(170)에 인가되기 전에 먼저 시스템 커패시터(150)를 충전할 수 있다. 이에 따라 시스템 커패시터(150)가 충전되는 일정시간 동안 수신 신호 전압(Um)은 크게 상승하고, 이후 시스템 커패시터(150)에 충전된 전압이 방전됨에 따라 점차 낮아지는 양상을 가진다. 그리고 이러한 양상은 구형파의 펄스를 따라 반복될 수 있다. 즉, 구형파의 펄스를 따라 반복적으로, 일정 시간동안 수신 신호 전압(Um)의 크기가 크게 증가하는 과도전압이 발생할 수 있다.

이처럼 수신 신호 전압(Um)이 시스템 커패시터(150)에 의해 갑자기 증가하였다가 일정 시간이 경과한 이후에 안정되는 양상을 가지므로, 절연저항 산출부(108)는 상기 과도전압에 의해 절연 저항(140)의 크기가 잘못 산출되는 것을 방지하기 위해, 정상 상태 전압, 즉 과도전압에 의한 전압 변화가 해소된 안정화된 상태의 수신 신호 전압을 검출할 수 있다.

이를 위해, 절연저항 산출부(108)는 수신 신호 전압(Um)으로부터 과도전압이 검출되면, 기 설정된 시간 배수에 따라 결정된 샘플링 구간동안 절연 저항 산출을 보류할 수 있다. 그리고 각 샘플링 구간에서 산출된 평균 전압의 차이에 따라 수신 신호 전압(Um)이 안정화되었는지 여부를 판단할 수 있다. 보다 자세하게, 절연저항 산출부(108)는 현재 샘플링 구간에서 산출된 평균 전압과 그 이전에 산출된 평균 전압 간의 차이가 기 설정된 오차 이하인 경우에, 현재 샘플링 구간에서 산출된 평균 전압을 정상 상태 전압으로 검출하는 구성을 가진다.

한편 상기 과도전압은, 상술한 바와 같이 시스템 커패시터(150)에 측정 신호의 전압(Up)이 충전되는 과정에서 발생할 수 있다. 즉, 상기 과도전압은 전송선로(170)와 대지 사이에 시스템 커패시터(150)가 형성된 경우에 발생할 수 있다. 한편 커패시터의 충전은 전류가 흐르는 회로, 즉 폐쇄(close)된 회로에서 커패시터를 형성하는 도체와 도체 사이에서 이루어지므로, 상기 과도전압은 전송선로(170)와 대지가 절연 저항(140)을 매개로 서로 연결되는 폐쇄된 절연 회로가 형성된 경우에 한해 발생할 수 있다.

따라서 제어부(100)는 상기 과도전압을 통해 절연감시장치(10)가 전송선로(170) 또는 대지에 연결된 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해 제어부(100)는 신호 검출부(130)에서 검출되는 수신 신호 전압(Um)의 변화를 감지할 수 있으며, 기 설정된 시간 동안 상기 과도전압이 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다.

그리고 과도전압이 발생한 경우라면 절연감시장치(10)가 전송선로(170) 또는 대지에 연결된 상태라고 판단하고, 과도전압이 발생하지 않은 경우라면 상기 전송선로(170)와 상기 절연감시장치(10) 사이, 또는 대지와 상기 절연감시장치(10) 사이에 단선이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

그리고 단선이 발생한 경우라면, 제어부(100)는 통신부(106)를 통해 절연감시장치(10)의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 기 설정된 서버 또는 관리자의 단말기에 전송할 수 있다.

한편 상기 도 1에서는 계통의 전송선로(170)가 단상인 경우의 예를 도시하였으나, 상기 전송선로(170)는 다상으로 형성될 수도 있음은 물론이다. 일 예로 상기 전송선로(170)는 3상(R, S, T)으로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 커플러 저항(180)은 상기 다상의 전송선로들, 예를 들어 3상인 경우 R선, S선, T선에 각각 형성되는 저항들로 구성될 수 있다.

이하 상기 도 1에서 살펴본 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)가, 수신 신호 전압(Um)에 근거하여 전송선로(170) 또는 대지와의 단선 여부를 체크하는 동작 과정을 하기 도 2a 및 도 2b를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 2a는 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)가 전송선로(170) 또는 대지와 연결 상태를 체크하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 그리고 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)에서 검출되는 수신 신호 전압의 변화 예를 도시한 그래프이다.

먼저 도 2a를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)의 제어부(100)는 기 설정된 양 또는 음의 전압을 가지는 측정 신호를 생성할 수 있다. 그리고 생성된 측정 신호를 출력할 수 있다. 그러면 신호 생성부(110)에서 출력된 측정 신호는 보호도체(120)를 통해 접지된 대지에 인가될 수 있다(S200).

상기 S200 단계에서 측정 신호가 대지에 인가되면, 제어부(100)는 대지와 전송선로(170)를 포함하여 형성되는 절연 회로로부터 검출되는 전압, 즉 상기 측정 신호에 대응하여 상기 절연 회로로부터 수신되는 수신 신호의 전압(Um)을 검출할 수 있다(S202).

상술한 바와 같이, 절연감시장치(10)가 전송선로(170) 및 대지와 올바르게 연결되는 경우, 상기 전송선로(170)와 대지 사이의 시스템 커패시턴스에 따른 시스템 커패시터(150)가 형성될 수 있다. 따라서 상기 시스템 커패시터(150)의 충전 및 방전에 따른 과도전압이 발생할 수 있다. 그리고 제어부(100)는 상기 기 시스템 커패시터(150)에 충전된 전압이 완전히 방전된 이후에 검출되는 수신 신호 전압(Um)으로부터 정상 상태 전압을 검출할 수 있다(S204).

이를 위해 제어부(100)는 상기 S204 단계에서 기 설정된 시정수에 따라 샘플링 구간을 결정하고, 결정된 샘플링 구간의 수신 신호 전압 평균을 산출할 수 있다. 그리고 새로 샘플링 구간을 결정 및 상기 새로 결정된 샘플링 구간의 수신 신호 전압의 평균을 산출할 수 있다. 그리고 새로 결정된 샘플링 구간 직전의 샘플링 구간에서 산출된 수신 신호 전압 평균과, 새로 결정된 샘플링 구간에서 산출된 수신 신호 전압 평균의 차이가 기 설정된 오차 이하인 경우에, 상기 새로 결정된 샘플링 구간에서 산출된 수신 신호 전압 평균을 상기 정상 상태 전압으로 결정할 수 있다.

그러나 상기 수신 신호 전압 평균들 간의 차이가 상기 기 설정된 오차를 초과하는 경우, 제어부(100)는 샘플링 구간을 새로 결정하고 새로 결정된 샘플링 구간 동안의 평균 전압을 산출 및, 새로 결정된 샘플링 구간 직전의 샘플링 구간에서 산출된 수신 신호 전압 평균과, 상기 새로 결정된 샘플링 구간의 수신 신호 전압 평균을 산출하는 과정을 다시 수행할 수 있다. 따라서 현재 설정된 샘플링 구간의 수신 신호 전압 평균과 직전 샘플링 구간의 수신 신호 전압 평균 간의 차이가 상기 기 설정된 오차 이하가 될 때까지 상기 S204 단계가 반복 수행될 수 있다.

한편 상기 S204 단계에서 정상 상태 전압이 검출되면, 제어부(100)는 기 설정된 시간 동안 시스템 커패시터 충전에 의한 과도전압이 검출되는지 여부를 체크할 수 있다(S206).

이 경우 제어부(100)는 상기 정상 상태 전압이 검출되는 경우에 상기 기 설정된 시간을 설정할 수 있다. 즉, 제어부(100)는 정상 상태 전압이 검출되는 경우에, 상기 정상 상태 전압이 검출된 이후에 경과되는 시간을 카운트(count)할 수 있다. 그리고 상기 기 설정된 시간 내에 과도전압이 검출되는지 여부를 체크할 수 있다. 그리고 상기 기 설정된 시간 내에 과도전압이 발생하는 경우라면, 상기 시간 카운트를 초기화할 수 있다.

한편 도 2b는 신호 생성부(110)가 일정 시간 동안 기 설정된 양의 전압을 가지는 측정 신호를 생성하고 일정 시간이 경과되면 다시 일정 시간 동안 기 설정된 음의 전압을 가지는 측정 신호를 생성하는 경우에, 상기 과도전압이 발생한 수신 신호 전압(Um)의 예를 도시한 도면이다.

도 2b에서 보이고 있는 바와 같이, 정상 상태 전압은, 시스템 커패시터(150)에 충전된 전압이 완전히 방전된 이후의 전압(구간(210 또는 220)의 전압)으로서, 일정한 양 또는 음의 전압(+Vm, -Vm)을 가질 수 있다. 반면 과도전압은, 상기 정상 상태 전압보다 큰 전압으로서, 상기 정상 상태 전압(구간(210 또는 220) 동안의 전압, +Vm 또는 -Vm)보다 기 설정된 크기(Vd) 이상의 전압값을 가지는 구간(211 또는 212)의 전압일 수 있다.

따라서 상기 S206 단계에서 제어부(100)는, 정상 상태 전압이 검출되는 경우 기 설정된 시간 동안 상기 S204 단계에서 검출된 정상 상태 전압보다 기 설정된 크기(예 : Vd) 이상의 전압이 검출되었는지 여부를 체크할 수 있다. 그리고 정상 상태 전압(+Vm 또는 -Vm)보다 기 설정된 크기(예 : Vd) 이상의 전압이 상기 기 설정된 시간 내에 검출되는 경우, 제어부(100)는 수신 신호 전압이 과도전압을 포함하는 것으로 판단할 수 있다. 그리고 절연감시장치(10)가 전송선로(170) 및 대지에 올바르게 연결되어 폐쇄된 절연 회로가 형성된 것으로 판단할 수 있다. 그러면 제어부(100)는 다시 S200 단계로 진행하여 상기 S200 단계 내지 S206 단계에 이르는 과정을 다시 수행할 수 있다.

한편 상기 과도전압은, 측정 신호의 전압이 변경될 때, 예를 들어 구형파의 펄스 형태에 따른 전압 변화 또는, 도 2b에서 보이고 있는 바와 같이, 측정 신호의 극성이 변경되는 경우 발생할 수 있다. 따라서 상기 기 설정된 시간은 상기 측정 신호의 전압이 1회 변경되는 시간, 즉 양 또는 음의 전압을 가지는 신호만 생성되는 구형파 신호의 경우 한 주기의 시간, 양 및 음의 전압이 일정 시간 간격으로 교차되는 구형파 신호의 경우 전압이 교차되는 시간(즉, 반주기) 보다 큰 시간으로 결정될 수 있다.

즉 상기 기 설정된 시간은, 상기 신호 생성부(110)에서 생성되는 측정 신호의 형태와 펄스 주기에 따라 결정될 수 있다.

반면 상기 S206 단계의 체크 결과, 상기 기 설정된 시간동안 상기 정상 상태 전압보다 기 설정된 크기 이상의 전압이 검출되지 않은 경우라면, 제어부(100)는 전송선로(170)와 절연감시장치(10) 사이 및 대지와 절연감시장치(10) 사이 중 적어도 하나가 단선된 상태라고 판단할 수 있다. 따라서 제어부(100)는 통신부(106)를 제어하여, 기 설정된 서버 또는 단말기에 절연감시장치 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 전송할 수 있다(S208).

한편 상술한 도 2a의 과정은 기 설정된 시간을 주기로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 기 설정된 시간은 상술한 바와 같이 상기 신호 생성부(110)에서 생성되는 측정 신호의 형태와 펄스 주기에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어 상기 기 설정된 시간은 상기 측정 신호의 한 주기에 대응하는 시간일 수 있으며, 이 경우 제어부(100)는 상기 측정 신호의 한 주기가 끝날 때마다 상기 도 2a의 과정을 반복하여 수신 신호 전압(Um)으로부터 과도전압을 검출할 수 있다. 그리고 과도전압 검출 결과에 근거하여 절연감시장치(10)의 연결 상태를 알리기 위한 알림 정보를 전송할 수 있다.

한편 상기 도 2b는 신호 생성부(110)가 일정 시간 간격으로 기 설정된 크기의 양 또는 음의 전압을 가지는 측정 신호를 교차하여 생성하는 경우를 가정한 것이다. 그러나 신호 생성부(110)는 양의 전압만을 가지는 구형파 신호를 측정 신호로 생성하거나 또는 음의 전압만을 가지는 구형파 신호를 측정 신호로 생성할 수도 있다. 이 경우 신호 검출부(130)는, 음의 전압을 가지는 구간 대신 양의 전압을 가지는 구간만 연속적으로 검출(양의 전압을 가지는 구형파 신호가 측정 신호로 인가되는 경우)하거나, 또는 양의 전압을 가지는 구간 대신 음의 전압을 가지는 구간만 연속적으로 검출(음의 전압을 가지는 구형파 신호가 측정 신호로 인가되는 경우)할 수 있다.

한편 상기 S204 단계의 정상 상태 수신 신호 전압을 검출하는 과정은, 절연저항 산출부(108)가 절연 저항(140)을 산출하는 과정 중 일부일 수 있다.

상술한 설명에 따르면, 과도전압이 발생하는 경우, 과도전압에 의하여 절연 저항(140)의 크기가 잘못 산출되는 것을 방지하기 위해, 절연저항 산출부(108)는 안정화된 수신 신호 전압, 즉 정상 상태의 수신 신호 전압으로부터 상기 절연 저항(140)의 크기를 산출할 수 있다. 이에 상기 정상 상태의 수신 신호 전압을 검출할 때까지, 제어부(100)는 절연 저항(140)의 크기 산출을 보류할 수 있다.

이 경우 상기 절연 저항(140)의 크기를 산출하기 위해 정상 상태 전압을 산출하는 과정이 상기 S204 단계에 대응할 수 있다. 따라서 제어부(100)는 상기 S204 단계에서 정상 상태 전압이 검출되면, 검출된 정상 상태 전압에 근거하여 절연 저항(140)을 산출하도록 절연저항 산출부(108)를 제어함과 동시에, 상기 S206 단계로 진행하여 기 설정된 시간 동안 시스템 커패시터(150)에 의한 과도전압이 있는지를 검출할 수 있다.

한편 상술한 설명에서는 수신 신호 전압(Um)에 근거하여 정상 상태 전압을 검출하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 과도전압을 검출하기 위한 정상 상태 전압은 메모리(104)에 미리 저장될 수도 있음은 물론이다. 이 경우 상기 S204 단계는 상기 메모리(104)에 저장된 정상 상태 전압을 독출하는 단계일 수 있다. 이 경우 상기 메모리(104)에 저장된 정상 상태 전압과, 절연 저항(140)의 크기를 산출하기 위해 절연저항 산출부(108)가 검출한 정상 상태 전압은 서로 다른 것일 수 있다.

한편 도 3은, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)에서, 수신 신호 전압(Um)으로부터 과도전압이 포함되어 있는지 여부를 판단하는 상기 도 2의 S206 단계의 동작 과정을 보다 자세히 도시한 흐름도이다.

도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(10)의 제어부(100)는, 검출된 수신 신호 전압이 과도전압인지 여부를 검출하기 위해 현재 검출된 수신 신호 전압과 상기 S204 단계에서 검출된 정상 상태 전압의 차이를 산출할 수 있다(S300). 그리고 산출된 전압차가 기 설정된 크기의 전압값(예 : Vd) 이상인지 여부를 판별할 수 있다(S302).

상기 S302 단계의 판단 결과, 산출된 전압차가 기 설정된 크기의 전압값 미만인 경우라면, 제어부(100)는 상기 기 설정된 시간이 경과하였는지를 체크할 수 있다(S308). 그리고 기 설정된 시간이 경과하지 않은 경우라면, 다시 S300 단계로 진행하여 현재 검출된 수신 신호 전압과 정상 상태 전압의 차이를 산출하고, S302 단계로 진행하여 산출된 전압차를 상기 기 설정된 크기의 전압값과 비교할 수 있다.

그리고 상기 S302 단계의 판단 결과에 따라 다시 S308 단계로 진행하여 기 설정된 시간이 경과하였는지 여부를 판별할 수 있다. 그리고 상기 S308 단계의 체크 결과, 기 설정된 시간이 경과된 상태라면, 제어부(100)는 시스템 커패시터(150)의 충전 및 방전에 의한 과도전압이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 그러면 제어부(100)는 상기 도 2의 S206 단계에서 S208 단계로 진행하여, 절연감시장치(10)의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 전송할 수 있다.

한편 지락 등으로 절연 파괴가 발생하는 경우 절연 저항(140)의 크기가 작아짐에 따라 수신 신호 전압(Um)은 큰 값을 가질 수 있다. 이러한 경우 지락에 의해 큰 값을 가지는 수신 신호 전압(Um)에 의하여 과도전압이 발생된 것으로 판단될 수 있다.

이러한 경우를 방지하기 위하여, 제어부(100)는 산출된 전압차가 정상 상태 전압보다 기 설정된 크기 이상인 경우 상기 수신 신호 전압(Um)이 실질적으로 변화하는지 여부를 체크할 수 있다. 그리고 수신 신호 전압(Um)이 변화되었는지 여부에 따라 과도전압이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 이는 안정화되지 않은 경우, 즉 시스템 커패시터(150)가 완전히 방전되지 않은 경우, 상기 도 2b에서 보이고 있는 바와 같이, 수신 신호 전압(Um)은 시스템 커패시터(150)의 방전에 따라 점차 그 값이 작아지기 때문이다. 따라서 제어부(100)는 상기 S302 단계의 판단 결과, 산출된 전압차가 기 설정된 크기 이상인 경우라면, 일정 시간 내에 검출되는 수신 신호 전압(Um)의 크기에 변화가 있는지를 체크할 수 있다(S304).

그리고 상기 S304 단계의 체크 결과, 수신 신호 전압(Um)의 크기가 일정 시간 동안 일정 크기 이상 변화하는 경우라면, 제어부(100)는 과도전압이 발생한 것으로 판단할 수 있다(S306). 상기 일정 크기는 상기 수신 신호 전압이 실질적으로 변경되었는지 여부를 체크하기 위한 것이다. 따라서 수신 신호 전압이 변화하더라도, 상기 일정 크기 이상 변화하지 않는 경우, 제어부(100)는 상기 수신 신호 전압의 변화를 노이즈 등에 의한 영향으로 간주하고 무시할 수 있다.

그리고 상기 S306 단계의 체크 결과 과도전압이 발생한 것으로 판단되면, 제어부(100)는 상기 도 2의 S206 단계에서 다시 S200 단계로 진행하여, S200 단계 내지 S206 단계에 이르는 과정을 반복할 수 있다.

반면 상기 S304 단계의 체크 결과 수신 신호 전압(Um)의 크기가 일정 시간 동안 일정 크기 이상 변화하지 않는 경우라면, 즉, 정상 상태 전압보다 기 설정된 크기 이상의 수신 신호 전압이 지속적으로 검출되는 경우라면, 제어부(100)는 전송선로(170)와 대지 사이의 절연 파괴로 인한 지락이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 그러면 제어부(100)는 통신부(106)를 제어하여, 기 설정된 서버 또는 관리자의 단말기에 알림 정보를 전송할 수 있다(S312). 이 경우 S312 단계에서 전송되는 알림 정보는 절연감시장치(10)의 절연 상태 이상을 알리는 정보를 포함할 수 있다.

한편 앞서 살펴본 도 1의 구성과 다르게, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치는 보호도체(120), 신호 생성부(110)와 신호 검출부(130), 그리고 커플러 저항(180)과 전송선로(170), 절연 저항(140) 및 대지가 연결되어 형성되는 절연 회로를 개폐할 수 있는 스위치(이하 회로개폐 스위치)를 포함할 수 있다. 그리고 절연감시장치를 설치 시에 또는 상기 절연감시장치의 리셋(reset) 시에, 상기 회로개폐 스위치(410)의 온, 오프 상태에 연동하여 상기 절연감시장치와 전송선로(170) 사이 및 상기 절연감시장치와 대지 사이의 연결 상태를 체크할 수도 있음은 물론이다.

도 4는 이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(40)가, 전송선로(170)와 절연 저항(140), 그리고 대지와 연결되는 절연 회로의 개폐를 제어하는 회로개폐 스위치(410)를 구비하는 구성을 도시한 블록도이다. 그리고 도 5는, 상기 도 4에서 도시한 절연감시장치(40)가, 상기 회로개폐 스위치(410)의 온, 오프에 근거하여 절연감시장치(40)와 전송선로(170) 및 대지와의 연결 상태를 체크 및, 절연 저항을 산출하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

먼저 도 4를 참조하여 살펴보면, 상기 회로개폐 스위치(410)는 절연감시장치(40) 내부에서 전송선로(170)와 절연 저항(140) 그리고 대지를 연결하는 절연 회로 상에 배치될 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 회로개폐 스위치(410)는 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 제어부(400)의 제어에 따라 온 또는 오프될 수 있다.

여기서 상기 회로개폐 스위치(410)의 온(on) 상태는, 회로개폐 스위치(410) 양단이 서로 연결되는 상태를 의미할 수 있다. 따라서 회로개폐 스위치(410)가 온 되는 경우 상기 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm) 사이가 연결될 수 있다. 따라서 보호도체(120), 신호 생성부(110)와 신호 검출부(130), 그리고 커플러 저항(180)과 전송선로(170), 절연 저항(140) 및 대지가 연결되어 형성되는 절연 회로는 폐쇄될 수 있다.

반면 상기 회로개폐 스위치(410)의 오프(off) 상태는, 회로개폐 스위치(410) 양단이 서로 연결되지 않은 상태를 의미할 수 있다. 따라서 회로개폐 스위치(410)가 오프되는 경우, 상기 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm) 사이가 전기적으로 단선될 수 있다. 따라서 보호도체(120), 신호 생성부(110)와 신호 검출부(130), 그리고 커플러 저항(180)과 전송선로(170), 절연 저항(140) 및 대지가 연결되어 형성되는 상기 절연 회로는 개방될 수 있다. 이 경우 절연감시장치(10)은 계통으로부터 분리될 수 있다.

한편, 제어부(400)는 절연감시장치(40)가 기 설정된 조건을 충족하는 경우 상기 회로개폐 스위치(410)를 온 또는 오프할 수 있다. 일 예로 제어부(400)는 전원이 오프된 상태에서 절연감시장치(40)에 전원이 다시 인가되거나, 또는 절연감시장치(40)가 리셋되는 경우 상기 회로개폐 스위치(410)를 오프할 수 있다.

도 5는 이처럼 절연감시장치(40)가 전원 재인가 또는 리셋으로 인해 구동을 시작하는 경우에, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(40)가, 상기 회로개폐 스위치(410)의 동작 상태에 근거하여 전송선로(170) 및 대지에 상기 절연감시장치(40)가 올바르게 연결이 이루어졌는지를 체크한 후, 절연 저항(140)의 크기를 산출하는 동작 과정을 도시한 것이다.

도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(40)의 제어부(400)는, 구동을 시작하는 경우 먼저 측정 신호를 생성 및 출력하도록 신호 생성부(110)를 제어할 수 있다(S500).

한편 상기 회로개폐 스위치(410) 양단의 전압을 고려하여, 검출되는 수신 신호 전압(Um)은 하기 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.

여기서, Um은 수신 신호 전압, V_offset은 오프셋 전압, A_v는 수신 이득, Up는 측정 신호 전압, Rm은 검출 저항, Rc는 커플러 저항, Re는 절연 저항, Rs는 회로개폐 스위치 양단 저항임.

한편 상기 S500 단계가 진행되는 동안 회로개폐 스위치(410)는 온 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어 회로개폐 스위치(410)는 온 상태가 디폴트(default) 상태일 수 있으며, 이에 따라 제어부(400)의 제어가 없는 경우, 상기 온 상태를 유지할 수 있다.

그리고 제어부(400)는 회로개폐 스위치(410)를 오프할 수 있다(S502). 그러면 상기 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm) 사이의 전기적 연결이 단선되고, 이에 따라 전송선로(170), 절연 저항(140) 및 대지가 연결되어 형성되는 절연 회로는 개방될 수 있다. 즉 절연감시장치(40)가 계통으로부터 분리될 수 있다.

이처럼 회로개폐 스위치(410)가 오프된 상태에서, 제어부(400)는 신호 검출부(130)를 통해 수신 신호 전압(Um)을 검출할 수 있다(S504). 이 경우, 상기 회로개폐 스위치(410) 양단이 연결되지 않으면, 상기 회로개폐 스위치(410) 양단의 저항(Rs)은 무한대에 가까울 수 있다. 따라서 상기 수학식 1에 근거하여 수신 신호 전압(Um)을 산출하면 상기 회로개폐 스위치(410)가 오프될 때 수신 신호 전압(Um)은 하기 수학식 2와 같이 오프셋 전압(V_offset)만 산출될 수 있다.

여기서 오프셋 전압은, 입력 신호가 0인 경우에도 출력이 있는 경우에 이를 보상하기 위해 회로 자체적으로 인기하는 전압으로서, 신호 검출부(130)에 인가되는 기 설정된 전압일 수 있다.

회로개폐 스위치(410)가 오프된 상태에서 수신 신호 전압(Um)이 검출되면, 제어부(400)는 상기 회로개폐 스위치(410)를 다시 온 시킬 수 있다(S506). 그리고 회로개폐 스위치(410)가 온 된 상태에서 수신 신호 전압(Um)을 다시 검출할 수 있다(S508).

한편 회로개폐 스위치(410)가 온 되는 경우, 상기 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm) 사이가 연결될 수 있다. 따라서 전송선로(170), 절연 저항(140) 및 대지가 연결되어 형성되는 절연 회로는 다시 폐쇄될 수 있다. 이 경우 상기 회로개폐 스위치(410) 양단의 저항은 0에 가까울 수 있다. 따라서 회로개폐 스위치(410)가 온 되는 경우 상기 수신 신호 전압(Um)은 하기 수학식 3에 따라 산출될 수 있다.

그리고 상기 회로개폐 스위치(410)가 온 된 상태에서 수신 신호 전압(Um)이 검출되면, 제어부(400)는 검출된 수신 신호 전압(Um)의 변화가, 시스템 커패시터 충전 및 방전에 의한 과도전압을 포함하고 있는지를 검출할 수 있다(S510).

한편 상기 S510 단계는, 상기 도 3에서 살펴본 과정에 따라 검출된 수신 신호 전압(Um)으로부터 과도전압을 검출하는 과정일 수 있다. 이 경우 상기 도 3에서는 정상 상태 전압에 근거하여, 상기 정상 상태 전압보다 기 설정된 크기 이상의 전압이 검출되는 경우에 상기 수신 신호 전압(Um)이 과도전압을 포함하는 것으로 판단하는 바, 상기 S510 단계의 경우 제어부(400)는 상기 S504 단계에서 산출된 수신 신호 전압(Um), 즉 회로개폐 스위치(410)가 오프된 상태에서 검출되는 오프셋 전압(V_offset)을 상기 정상 상태 전압으로 간주하고, 상기 오프셋 전압에 근거하여 과도전압 유무를 검출할 수 있다.

이 경우, 절연감시장치(40)가 전송선로(170) 및 대지에 올바르게 연결된 상태라면, 상기 도 2b에서 보이고 있는 바와 같이, 상기 전송선로(170)와 대지 사이에 존재하는 시스템 커패시턴스에 의하여 수신 신호 전압(Um)은 일정 시간(211 또는 221) 동안 크게 증가(과도전압)될 수 있다. 그리고 시간이 지남에 따라 점차 감소될 수 있다. 그리고 시스템 커페시터(150)가 완전히 방전되는 경우 도 2b의 안정화된 시간 구간(210 또는 220)에서 보이고 있는 바와 같이 직류(DC) 형태에 가까운 전압이 검출될 수 있다.

따라서 제어부(400)는 상기 수신 신호 전압(Um)의 크기 변화에 따라 과도전압이 있는 것으로 검출할 수 있으며, 절연감시장치(40)가 전송선로(170) 및 대지에 올바르게 연결된 것으로 판단할 수 있다.

이처럼 절연감시장치(40)가 전송선로(170) 및 대지에 올바르게 연결된 것으로 판단되면, 제어부(400)는 수신 신호 전압(Um)을 검출 및 검출되는 수신 신호 전압(Um)으로부터 정상 상태 전압을 검출할 수 있다(S514). 그리고 검출되는 정상 상태 전압에 근거하여 절연 저항(140)의 크기를 산출할 수 있다(S516). 그리고 상기 S514 단계와 S516 단계를 반복 수행하여 지속적으로 전송선로(170)의 절연 상태를 모니터링 할 수 있다.

반면 절연감시장치(40)가 전송선로(170) 및 대지에 올바르게 연결되지 않은 상태(예: 단선된 상태, 계통에서 분리된 상태)라면, 전송선로(170)와 대지 사이에 존재하는 시스템 커패시턴스에 따른 시스템 커패시터(150)가 형성되지 않는다. 따라서 시스템 커패시터(150)의 충전 및 방전이 발생하지 않으므로, 오프셋 전압(V_offset)만 검출되는 상태가 지속적으로 유지될 수 있다. 따라서 과도전압이 검출되지 않을 수 있다.

그러면 제어부(400)는 절연감시장치(40)가 전송선로(170) 및 대지에 올바르게 연결되지 않은 것으로 판단하고, 통신부(106)를 제어하여 기 설정된 서버 또는 관리자의 단말기에 절연감시장치(40)의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 전송할 수 있다.

한편 상술한 설명에서는 절연감시장치(40)가 전원 재인가 또는 리셋으로 인해 구동을 시작하는 경우에 회로개폐 스위치(410)가 오프 및 다시 온 되는 예를 설명하였으나, 관리자의 요청이 수신되는 경우에 회로개폐 스위치(410)가 오프 및 온 될 수도 있음은 물론이다.

이 경우 절연감시장치(40)는 계속 구동 중인 상태이므로, 신호 생성부(110)가 측정 신호를 생성 및 인가중인 상태일 수 있다. 그러므로 절연감시장치(40) 동작 중에 관리자의 요청에 따라 회로개폐 스위치(410)가 오프 및 온 되는 경우 상기 도 5의 S500 단계에서 신호 생성부(110)를 제어하는 단계는 생략될 수도 있다.

한편 상술한 도 5에서는 각각의 전송선로(L1, L2)에 연결된 저항들의 합성 저항인 커플러 저항(180)과 검출 저항(Rm) 사이에서 하나의 회로개폐 스위치(410)가 구비되는 예를 설명하였으나, 상기 회로개폐 스위치(410)는 각 전송선로(L1, L2) 별로 구비될 수도 있음은 물론이다.

도 6은, 이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(40)가, 복수의 회로개폐 스위치를 통해 복수의 전송선로 각각에 연결되는 구조를 도시한 블록도이다.

도 6을 살펴보면, 제1 전송선로(L1)에 연결되는 제1 커플러 저항(181)은 회로개폐 스위치(410)를 구성하는 복수의 스위치들 중 제1 스위치(411)와 직렬 연결될 수 있다. 또한 제2 전송선로(L2)에 연결되는 제2 커플러 저항(182)은 회로개폐 스위치(410)를 구성하는 복수의 스위치들 중 제2 스위치(412)에 직렬 연결될 수 있다. 그리고 제어부(400)는 상기 제1 스위치(411) 및 제2 스위치(412)를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.

일 예로 제어부(400)는 상기 제1 스위치(411) 및 제2 스위치(412)를 모두 온 시키거나 오프시킬 뿐만 아니라 어느 하나의 스위치만 온 하고 다른 스위치는 오프할 수 있다. 이 경우 상기 제1 스위치(411) 및 제2 스위치(412)가 모두 온 되거나 모두 오프되는 경우라면, 도 4 및 도 5의 설명에서 회로개폐 스위치(410)가 온 또는 오프되는 경우와 같을 수 있다.

또한 제어부(400)는 상기 제1 스위치(411) 및 제2 스위치(412)를 각각 제어하여, 각각의 전송 선로(L1, L2) 각각에 대하여 절연감시장치(40)의 연결 상태를 체크할 수 있다. 이를 위해 제어부(400)는 상기 제1 스위치(411) 및 제2 스위치(412) 각각에 대하여 상기 도 5에서 설명한 과정과 유사한 과정으로, 절연감시장치(40)의 연결 상태를 체크할 수 있다.

일 예로 제어부(400)는 제1 스위치(411) 및 제2 스위치(412)가 모두 오프된 상태에서 신호 검출부(130)를 통해 수신 신호 전압을 검출할 수 있다. 이 경우 상기 제1 스위치(411) 및 제2 스위치(412)가 모두 오프된 상태이므로, 제1 및 제2 선송선로(L1, L2) 모두와 절연감시장치(40) 사이의 전기적 연결이 단선될 수 있다. 따라서 상기 신호 검출부(130)에서는 오프셋 전압이 검출될 수 있다.

이러한 상태에서, 제어부(400)는 먼저 제1 스위치(411)만 온 시킬 수 있다. 이 경우 제2 스위치(412)는 오프 상태를 유지할 수 있다. 그러면 제1 전송선로(L1)와 제1 절연 저항(141), 그리고 대지가, 제1 커플러 저항(181)과 검출 저항(Rm)을 통해, 신호 생성부(110) 및 보호도체(120)에 연결되는 제1 절연 회로가 형성될 수 있다.

그러면 제어부(400)는 신호 검출부(130)를 통해 수신 신호 전압을 검출할 수 있으며, 검출되는 수신 신호 전압의 변화가 과도전압을 포함하고 있는지를 검출할 수 있다. 이 경우 제어부(400)는 상기 도 5에서 설명한 바와 유사하게, 제1 및 제2 스위치(411, 412)가 모두 오프된 상태에서 검출된 수신 신호 전압, 즉 오프셋 전압에 근거하여 과도전압을 검출할 수 있다.

일 예로, 제어부(400)는 상기 오프셋 전압보다 기 설정된 크기를 가지는 전압이 있는지 여부에 따라 상기 과도전압을 검출할 수 있다. 그리고 과도전압이 검출되는 경우에, 상기 절연감시장치(40)가 제1 전송선로(L1)에 올바르게 연결된 것으로 판단할 수 있다.

한편 절연감시장치(40)와 제1 전송선로(L1) 사이의 연결이 체크되면, 제어부(400)는 제1 스위치(411)를 오프시키고, 제2 스위치(412)를 온 시킬 수 있다. 그러면 제1 전송선로(L1)와 제1 절연 저항(141), 그리고 대지가, 제1 커플러 저항(181)과 검출 저항(Rm)을 통해, 신호 생성부(110) 및 보호도체(120)에 연결되는 제1 절연 회로는 개방되고, 제2 전송선로(L2)와 제2 절연 저항(142), 그리고 대지가, 제2 커플러 저항(182)과 검출 저항(Rm)을 통해, 신호 생성부(110) 및 보호도체(120)에 연결되는 제2 절연 회로가 형성될 수 있다.

그러면 제어부(400)는 신호 검출부(130)를 통해 수신 신호 전압을 검출할 수 있으며, 검출되는 수신 신호 전압의 변화가 과도전압을 포함하고 있는지를 검출할 수 있다. 이 경우 제어부(400)는 상기 도 5에서 설명한 바와 유사하게, 상기 오프셋 전압에 근거하여 과도전압을 검출할 수 있다.

일 예로, 제어부(400)는 상기 오프셋 전압보다 기 설정된 크기를 가지는 전압이 있는지 여부에 따라 상기 과도전압을 검출할 수 있다. 그리고 과도전압이 검출되는 경우에, 상기 절연감시장치(40)가 제2 전송선로(L2)에 올바르게 연결된 것으로 판단할 수 있다.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(40)는 제1 스위치(411) 및 제2 스위치(412)의 동작 상태에 근거하여 제1 전송선로(L1)와 제2 전송선로(L2) 각각과 절연감시장치(40) 사이의 연결 상태들을 체크할 수 있다. 그리고 상기 체크 결과, 제1 전송선로(L1)와 제2 전송선로(L2) 각각과 절연감시장치(40)가 올바르게 연결된 상태라면, 제어부(400)는 제1 및 제2 스위치(411, 412)를 모두 온 시킬 수 있다. 그리고 신호 검출부(130)를 통해 검출되는 전압에 근거하여 절연 저항(140)의 크기를 산출 및 산출된 절연 저항(140)의 크기를 통해 전송선로(170)와 대지 사이의 절연 상태를 모니터링할 수 있다.

반면 제1 전송선로(L1)와 제2 전송선로(L2) 각각과 절연감시장치(40) 사이의 연결 상태를 체크한 결과, 제1 전송선로(L1)와 제2 전송선로(L2) 중 적어도 하나와 절연감시장치(40) 사이의 연결이 단선된 경우라면, 제어부(400)는 절연감시장치(40)의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 기 설정된 서버 또는 관리자의 단말기에 전송할 수 있다.

이 경우 상기 알림 정보는 절연감시장치(40)와의 전기적 연결이 단선된 전송선로에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 예로 상기 알림 정보는, 제1 전송선로(L1)와 제2 전송선로(L2) 중 상기 절연감시장치(40)와 연결이 단선된 어느 하나의 전송선로에 대한 정보를 포함할 수 있다.

한편 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치는 대지를 매개로 부하의 외함(예 : 배전반의 케이스 또는 판넬)과 연결될 수 있다. 이를 위해 절연감시장치(70)는 상기 부하의 외함과 연결되는 단자(이하 외함 단자(KE))를 구비할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(70)가, 부하의 외함(71)과 연결되는 예를 도시한 개념도이다.

도 7을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(70)는 보호도체(PE)(120) 및 외함 단자(KE)(820)를 구비할 수 있다. 그리고 보호도체(PE)(120)는 대지(710)에 접지될 수 있으며, 상기 외함 단자(KE)(820)는 부하, 즉 배전반의 외함(71)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 배전반의 외함(71)은 대지(710)에 접지될 수 있다.

따라서 도 7에서 보이고 있는 바와 같이, 보호도체(PE)(120)와 배전반 외함(71)은 대지(710)를 매개로 서로 연결될 수 있다. 그리고 상기 배전반 외함(71)은 외함 단자(KE)(820)를 통해 절연감시장치(70)와 연결될 수 있다. 그러므로 도 7에서 보이고 있는 바와 같이 보호도체(PE)(120)와 대지(710), 배전반 외함(71) 및 외함 단자(KE)(820)가 서로 연결되는 회로(이하 외함 접지 회로(720))가 형성될 수 있다. 따라서 보호도체(PE)(120)를 통해 대지(710)로 신호 생성부(110)에서 생성된 측정 신호가 인가되는 경우, 상기 측정 신호는 상기 외함 접지 회로(720)를 경유하여 외함 단자(KE)(820)를 통해 절연감시장치(70)로 수신될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(70)는, 도 7에서 보이고 있는 바와 같이 형성되는 외함 접지 회로(720)에 근거하여, 배전반 외함(71)과 절연감시장치(70)의 연결 상태 및. 배전반 외함(71)의 접지 상태를 체크할 수 있다.

도 8은 이처럼 외함 단자(KE)(820)를 통해 연결되는 외함 접지 회로(720)에 근거하여 부하의 외함(71)과의 연결 및 상기 부하 외함(71)의 접지 상태를 체크할 수 있는 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(70)의 구성을 도시한 블록도이다.

도 8을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(70)는 외함 단자(KE)(820)를 구비할 수 있다. 그리고 상기 외함 단자(820)는 절연 저항(Rm)과 연결되는 외함접지 스위치(710)에 연결될 수 있으며, 상기 외함접지 스위치(710)는 제어부(400)에 의해 온 및 오프가 제어될 수 있다.

여기서 상기 외함접지 스위치(710)가 온 되면, 외함접지 스위치(710)의 양단이 서로 연결될 수 있다. 따라서 검출 저항(Rm)과 외함 단자(820)가 연결될 수 있으며, 외함 단자(820)를 통해 외함 접지 회로(720)에 연결될 수 있다. 즉, 대지를 매개로, 접지된 부하, 예를 들어 배전반 외함(71)과 연결되어 신호 생성부(110), 외함 접지 회로(720)(보호도체(120), 대지(710), 부하(예: 배전반) 외함(71), 외함 단자(820)), 그리고 검출 저항(Rm)이 연결되는 폐쇄된 외함 회로가 형성될 수 있다. 또한 상기 외함접지 스위치(710)는 상기 온 된 상태가 디폴트 상태일 수 있다.

반면 상기 외함접지 스위치(710)가 오프 되면, 외함접지 스위치(710)의 양단의 전기적 연결이 차단될 수 있다. 따라서 검출 저항(Rm)과 외함 단자(820) 사이가 단선될 수 있다. 따라서 상기 외함 회로는 개방될 수 있다.

도 8에서 보이고 있는 바와 같은 구성을 가지는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(70)는 상기 외함접지 스위치(710)를 제어하여, 외함접지 스위치(710)가 오프된 상태와 온된 상태에서 상기 신호 검출부(130)에서 검출되는 전압에 근거하여 상기 부하의 외함과 절연감시장치(70) 사이의 연결 상태를 체크할 수 있다.

이 경우 전송선로(170)와 검출 저항(Rm)이 연결되면, 절연 저항(140)을 포함하는 절연 회로를 통해 수신되는 전압과 외함 단자(820)를 통해 입력되는 전압이 합성될 수 있다. 그러면 부하의 외함과 절연감시장치(70) 사이의 연결 상태가 올바르게 측정되지 않을 수 있으므로, 제어부(400)는 전송선로(170)와 절연감시장치(70) 사이의 연결이 이루어지지 않은 상태에서 상기 외함과 절연감시장치(70) 사이의 연결 상태를 체크할 수 있다.

따라서 제어부(400)는, 상기 도 5에서 전송선로(170)와 절연감시장치(70) 사이의 연결을 체크하기 위해 전송선로(170)와 절연감시장치(70) 사이의 절연 회로가 개방된 경우, 즉 회로개방 스위치(410)를 오프한 상태에서 상기 외함접지 스위치(710)를 제어하여 절연감시장치(70)와 부하의 외함과절연감시장치(70)의 연결 상태를 더 체크할 수 있다.

도 9는 이처럼, 상기 도 5에서 회로개폐 스위치(410)가 오프된 상태에서 절연감시장치(70)와 부하의 외함과의 연결 상태를 더 체크하는 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(70)의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

도 9를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치(70)의 제어부(400)는 상기 도 5의 S502 단계에서 회로개폐 스위치(410)가 오프되면, 외함접지 스위치(710)를 오프시킬 수 있다(S902).

한편 상기 외함접지 스위치(710)가 오프되면, 제어부(400)는 신호 검출부(130)를 통해 수신 신호 전압(Um)을 검출할 수 있다(S902). 이 경우 회로개방 스위치(410)가 개방된 상태이므로, 전송선로(170)와 대지, 그리고 절연 저항(140)을 포함하는 절연 회로는 개방될 수 있다. 또한 외함접지 스위치(710)가 오프된 상태이므로, 신호 생성부(110), 외함 접지 회로(720)(보호도체(120), 대지(710), 부하(배전반) 외함(71), 외함 단자(820)), 그리고 검출 저항(Rm)이 연결되어 형성되는 외함 회로 역시 개방될 수 있다. 따라서 신호 검출부(130)는 상기 수학식 2에서 보이고 있는 바와 같이 오프셋 전압만을 검출할 수 있다.

상기 S902 단계에서 외함접지 스위치(710)가 오프된 상태에서 수신 신호 전압을 검출하면, 제어부(400)는 회로개방 스위치(410)가 오프된 상태를 유지하면서 외함접지 스위치(710)만 온 시킬 수 있다(S904). 그러면 상기 절연 회로는 개방된 상태를 유지하지만, 상기 외함 회로는 폐쇄될 수 있다. 따라서 보호도체(120)를 통해 대지에 인가된 측정 신호는, 대지를 매개로 부하의 외함에 인가되고, 외함 단자(820)를 통해 다시 절연감시장치(70)로 인가될 수 있다.

한편 제어부(400)는, 외함접지 스위치(710)를 온 시키면, 신호 검출부(130)를 통해 수신 신호 전압을 다시 검출할 수 있다(S906). 그러면 신호 검출부(130)는 상기 외함 회로로부터, 상기 외함 회로에 인가된 측정 신호에 따른 수신 신호의 전압을 측정할 수 있다. 그리고 상기 S906 단계에서 검출된 수신 신호 전압(외함접지 스위치(710)가 온 된 상태에서 검출된 수신 신호 전압, 이하 수신 신호 전압)과, 상기 S902 단계에서 검출된 수신 신호 전압(외함접지 스위치(710)가 오프된 상태에서 검출된 수신 신호 전압, 이하 오프셋 전압)을 비교할 수 있다(S908).

이 경우 부하의 외함이 올바르게 접지된 상태라면, 대지로부터 상기 외함 접지 회로(720)에 측정 신호가 인가될 수 있다. 그리고 외함 접지 회로(720)에 연결된 외함 단자(820)를 통해 상기 외함 접지 회로(720)에 인가된 신호가 수신될 수 있다. 이에 따라 신호 검출부(130)에서 검출되는 수신 신호 전압은 오프셋 전압과 다른 전압이 검출될 수 있다. 일 예로 부하의 외함이 접지된 위치와 절연감시장치(70)의 접지된 위치 사이의 거리가 충분히 가까운 경우 신호 검출부(130)는 측정 신호의 전압과 유사한 크기의 수신 신호 전압을 검출할 수 있다.

반면 부하의 외함이 올바르게 접지되지 않은 상태라면, 즉 부하의 외함과 접지 사이 또는 외함 단자(820)와 부하의 외함 사이가 연결되지 않은 상태라면, 상기 외함 회로는 상기 외함접지 스위치(710)가 온 되는 경우에도 개방된 상태일 수 있다. 따라서 신호 검출부(130)에서 검출되는 수신 신호 전압(Um)은 오프셋 전압일 수 있다.

따라서 상기 S908 단계에서, 제어부(400)는 검출된 수신 신호 전압과 검출된 오프셋 전압을 비교할 수 있다. 그리고 수신 신호 전압과 오프셋 전압의 차이가 일정 크기 이상인 경우 절연감시장치(70)와 부하의 외함과의 연결이 정상적인 것으로 판단할 수 있다. 그러면 제어부(400)는 다시 도 5의 S504 단계로 진행하여 도 5의 S502 단계 이후의 과정을 수행할 수 있다.

여기서 상기 수신 신호 전압과 오프셋 전압을 비교하는 기준이 되는 일정 크기는, 상기 수신 신호 전압이 오프셋 전압에 비하여 실질적으로 차이가 있는지를 판단하기 위한 것으로, 노이즈 등의 영향으로 인한 오판을 방지하기 위한 것일 수 있다.

한편 상기 S908 단계에서, 제어부(400)는 검출된 수신 신호 전압과 검출된 오프셋 전압을 비교할 수 있다. 그리고 비교 결과 수신 신호 전압과 오프셋 전압의 차이가 상기 일정 크기 미만인 경우라면, 제어부(400)는 부하의 외함(71)과 절연감시장치(70) 사이의 전기적 연결에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

이 경우 누전이나 지락 사고 등이 발생하면 부하의 외함을 통해 전기가 흐르게 되므로, 감전 등의 사고를 유발할 위험이 있다. 이에 제어부(400)는, 상기 S908 단계의 비교 결과에 따라 상기 부하의 외함과 절연감시장치(70) 사이의 연결에 이상이 있는 것으로 판단되면, 통신부(106)를 제어하여 부하 외함과 절연감시장치(70) 사이의 연결에 이상이 있음을 알리는 알림 정보를 기 설정된 서버 또는 관리자의 단말기에 전송할 수 있다. 그리고 외함접지 스위치(710)를 오프하여, 부하의 외함(71)과 절연감시장치(70) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있다.

한편 본 발명의 실시 예에 따른 회로개방 스위치(410) 또는 외함접지 스위치(710) 등은 마스터-슬레이브의 구조를 가지는 2중 스위치의 구조를 가질 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치에 구비되는 스위치가, 마스터-슬레이브 스위치로 형성되는 경우 상기 마스터-슬레이브 스위치의 동작을 도시한 예시도이다. 이하 도 10은 설명의 편의상 회로개방 스위치(410)가 상기 2중 스위치의 구조를 가지는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

통상적으로 스위치가 마스터-슬레이브의 2중 구조를 채용하는 경우, 어느 하나의 스위치, 예를 들어 슬레이브 스위치는 마스터 스위치에 이상이 있는 경우 상기 마스터 스위치를 대체하기 위한 것일 수 있다. 따라서 마스터 스위치(1000)가 복수의 커플러 저항(180)과 신호 검출부(130) 사이를 각각 연결되는 복수의 스위치로 구성되는 경우, 슬레이브 스위치(1001)는 상기 마스터 스위치(1000)와 동일하게 상기 복수의 커플러 저항(180)과 신호 검출부(130) 사이를 각각 연결되는 복수의 스위치로 구성될 수 있다. 따라서 상기 마스터 스위치와 슬레이브 스위치는 서로 병렬 구조로 연결될 수 있다.

한편 이처럼 마스터-슬레이브의 2중 구조를 채용하는 통상적인 스위치는 마스터 스위치와 슬레이브 스위치 중 어느 하나에만 활성화 신호를 인가할 수 있다. 그리고 활성화 신호가 인가되는 어느 하나의 스위치를 통해 회로가 형성되도록 하는 구성을 가진다.

그런데 이러한 통상적인 2중 구조의 스위치의 경우 스위치의 절환 시간을 보다 단축하기 위해, 동작 상태에 상관없이 각 스위치가 회로를 연결시키는 상태를 유지하는 구조를 가진다. 즉, 마스터 스위치가 동작하는 경우에도 슬레이브 스위치의 양단이 서로 연결되는 상태를 유지할 수 있고, 반대로 슬레이브 스위치가 동작하는 경우에도 마스터 스위치의 양단이 서로 연결되는 상태를 유지할 수 있다.

다만 마스터 스위치가 동작하는 경우에는 마스터 스위치만 활성화되어 마스터 스위치를 경유하는 경로로만 회로가 연결되고, 슬레이브 스위치가 동작하는 경우에는 슬레이브 스위치만 활성화되어 슬레이브 스위치를 경유하는 경로로만 회로가 연결되는 구조를 가진다. 이렇게 함으로써, 어느 하나의 스위치에 문제가 발생하는 경우, 다른 스위치를 경유하는 경로로의 전환이 보다 빨라질 수 있다.

그런데 이처럼 모든 스위치가, 활성화 여부와 상관없이 회로가 폐쇄된 상태를 유지하는 경우, 상기 회로 연결로 인한 저항이 커질 수 있다. 즉, 비록 비활성화된 상태일지라도, 스위치가 연결된 상태인 경우 스위치 자체의 저항으로 인해 절연저항장치의 내부 저항이 증가할 수 있으며, 이 경우 증가된 내부 저항으로 인하여 절연 저항의 크기가 잘못 산출될 수 있다.

이에 본 발명의 실시 예에 따른 절연감시장치의 스위치들은, 제어부(400)가 마스터 스위치(1000)와 슬레이브 스위치(1001)에 서로 상반된 동작을 수행하는 동작 신호를 전송할 수 있다. 즉, 어느 하나의 스위치에 스위치를 온 시키는 온 동작 신호가 전송되면, 다른 하나의 스위치에는 스위치를 오프시키는 오프 동작 신호가 전송될 수 있다.

도 10을 참조하여 살펴보면, 도 10의 첫 번째 도면(상단 도면)은 마스터 스위치(1000)에 온 동작 신호가 전송되는 경우의 예를 도시한 것이다. 이러한 경우, 제어부(400)는 온 동작 신호에 상반적인 오프 동작 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라 도 10의 첫 번째 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 슬레이브 스위치(1001)에는 오프 동작 신호가 전송될 수 있다. 따라서 마스터 스위치(1000)의 스위치 양단이 연결, 즉 스위치의 양단 사이가 폐쇄될 때, 슬레이브 스위치(1001)의 스위치 양단 사이의 연결은 차단되어 스위치의 양단 사이가 개방될 수 있다. 즉, 슬레이브 스위치(1001)는 마스터 스위치(1000)가 계통에 연결될 때 계통에서 분리될 수 있다.

반면 도 10의 두 번째 도면(하단 도면)에서 보이고 있는 바와 같이, 슬레이브 스위치(1001)에 온 동작 신호가 전송되는 경우. 제어부(400)는 온 동작 신호에 상반적인 오프 동작 신호를 마스터 스위치(1000)에 전송할 수 있다. 이에 따라 도 10의 두 번째 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 마스터 스위치(1000)에는 오프 동작 신호가 전송될 수 있다. 따라서 슬레이브 스위치(1001)의 스위치 양단이 연결, 즉 스위치의 양단 사이가 폐쇄될 때, 마스터 스위치(1000)의 스위치 양단 사이의 연결은 차단되어 스위치의 양단 사이가 개방될 수 있다. 즉, 마스터 스위치(1000)는 슬레이브 스위치(1001)가 계통에 연결될 때 계통에서 분리될 수 있다.

한편 상술한 설명에서는 제어부(400)가 마스터 스위치(1000)와 슬레이브 스위치(1001)에 각각 상반된 동작 신호를 전송하는 것을 예로 들었으나, 상기 계통 분리 기능은 스위치 자체적으로 설정된 기능일 수 있다.

일 예로 상기 마스터 스위치(1000)와 슬레이브 스위치(1001)는 디폴트 상태가 오프 상태로 설정된 스위치들일 수 있다. 즉 상기 마스터 스위치(1000)와 슬레이브 스위치(1001)는 제어부(400)로부터 인가되는 동작 신호가 없는 경우 오프 상태, 즉 회로를 개방시키는 스위치일 수 있다.

이 경우, 제어부(400)는 마스터 스위치(1000)와 슬레이브 스위치(1001) 중 어느 하나에만 동작 신호를 인가할 수 있다. 그러면 상기 동작 신호를 수신한 어느 하나의 스위치가 활성화되어 온 상태로 동작할 수 있으며, 상기 어느 하나의 스위치를 경유하는 회로가 형성될 수 있다. 이 경우 동작 신호를 수신하지 않은 다른 하나의 스위치는 디폴트 상태인 오프 상태를 계속 유지함으로써 계통에서 분리된 상태를 유지할 수 있다.

한편 이러한 상태에서 제어부(400)가 상기 다른 하나의 스위치에 동작 신호를 인가하는 경우라면, 상기 어느 하나의 스위치에는 동작 신호가 인가되지 않을 수 있다. 그러면 상기 어느 하나의 스위치는 디폴트 상태인 오프 상태로 전환되어 계통에서 분리될 수 있다.

전술한 본 발명의 절연감시장치 제어 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 절연감시장치의 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

10 : 절연감시장치 100 : 제어부
104 : 메모리 106 : 통신부
108 : 절연저항 산출부 110 : 신호 생성부
120 : 보호도체 130 : 신호 검출부
140 : 절연 저항 150 : 시스템 커패시터
170 : 전송선로 180 : 커플러 저항

Claims (21)

1. 전송선로와 대지 사이의 절연 저항을 측정하는 절연감시장치에 있어서,
   기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 일단에 연결된 보호 도체를 통해 상기 대지에 상기 측정 신호를 인가하는 신호 생성부;
   상기 전송선로와 연결되는 커플러 저항;
   상기 커플러 저항과 상기 신호 생성부의 타단 사이에 구비되는 검출 저항을 포함하며, 상기 검출 저항 양단의 전압차에 따라 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항으로 형성되는 상기 절연감시장치의 내부 저항에 분배된 상기 측정 신호의 전압을 검출하는 신호 검출부; 및,
   기 설정된 시간을 주기로 상기 측정 신호의 전압 극성을 변경하며, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압으로부터, 상기 전송선로와 상기 대지 사이의 기생 커패시턴스에 의해 형성되는 시스템 커패시터의 충전 및 방전에 따른 전압 변화가 해소된 정상 상태 전압을 검출하고 검출된 정상 상태 전압에 근거하여 절연 저항을 산출하는 제어부를 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 정상 상태 전압이 검출된 시점으로부터 기 설정된 시간 이내에, 상기 정상 상태 전압과의 전압차가 기 설정된 크기 이상인 과도전압을 검출하고, 상기 과도전압을 검출한 결과에 근거하여 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 체크하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 기 설정된 시간은,
   상기 측정 신호의 형태 및 상기 측정 신호의 주기 중 적어도 하나에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
   기 설정된 시정수에 따라 결정되는 샘플링 기간들을 결정하고, 상기 신호 검출부에서 각 샘플링 기간 동안 검출되는 전압들의 평균 전압들을 산출 및, 산출된 평균 전압들의 차이에 근거하여 상기 정상 상태 전압을 검출하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 정상 상태 전압보다 기 설정된 크기 이상의 전압이 검출되는 경우 일정 시간동안 상기 검출된 전압의 크기가 일정 크기 이상 변화하는지 여부를 검출하고, 상기 검출된 전압의 크기 변화에 더 근거하여 상기 과도전압이 발생하였는지를 판별하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
6. 제1항에 있어서,
   기 설정된 서버 또는 단말기와 통신 연결을 수행하는 통신부를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 과도전압을 검출한 결과에 근거하여 상기 절연감시장치의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 상기 서버 또는 단말기에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
7. 전송선로와 대지 사이의 절연 저항을 측정하는 절연감시장치의 제어 방법에 있어서,
   기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 상기 대지에 상기 측정 신호를 인가하는 단계;
   기 설정된 검출 저항에 근거하여, 상기 전송선로에 연결되는 커플러 저항과 상기 검출 저항으로 형성되는 상기 절연감시장치의 내부 저항에 분배된 상기 측정 신호의 전압을 검출하는 단계;
   상기 검출 저항을 통해 검출되는 전압이 정상 상태 전압인지를 판별하는 단계;
   상기 검출 저항을 통해 검출되는 전압이 정상 상태 전압인 경우, 절연 저항을 산출하는 단계;
   상기 정상 상태 전압이 검출되는 경우 기 설정된 시간을 설정하는 단계;
   상기 기 설정된 시간 내에 상기 검출 저항을 통해 검출되는 전압으로부터 상기 정상 상태 전압과의 전압차가 기 설정된 크기 이상인 과도전압이 발생하였는지 여부를 검출하는 단계;
   상기 과도전압의 발생 여부에 근거하여, 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치의 제어 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 과도전압이 발생하였는지 여부를 검출하는 단계는,
   상기 검출 저항을 통해 검출된 전압과, 상기 정상 상태 전압의 전압차를 산출하는 단계;
   산출된 전압차와 기 설정된 크기의 전압값을 비교하는 단계;
   상기 비교 결과, 상기 산출된 전압차가 기 설정된 크기의 전압값 이상인 경우 상기 과도전압이 발생한 것으로 검출하는 단계; 및,
   상기 비교 결과, 상기 산출된 전압차가 상기 기 설정된 크기의 전압값 미만인 경우, 상기 과도전압이 발생하지 않은 것으로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치의 제어 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 정상 상태 전압 여부를 판별하는 단계는,
   기 설정된 시정수에 따라 샘플링 기간을 결정하는 단계;
   샘플링 기간 동안에 검출되는 전압들의 평균 전압을 산출하는 단계;
   상기 평균 전압과 이전 샘플링 기간 동안에 검출된 전압들의 평균 전압의 차이를 산출하는 단계;
   산출된 차이와 기 설정된 오차를 비교하는 단계; 및,
   상기 비교 결과에 근거하여, 상기 샘플링 기간 동안 검출된 전압들의 평균 전압을 상기 정상 상태 전압으로 판별하거나, 상기 샘플링 기간을 결정하는 단계, 상기 평균 전압을 산출하는 단계, 상기 평균 전압 차이를 산출하는 단계, 그리고 상기 기 설정된 오차를 비교하는 단계를 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치의 제어 방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계는,
    상기 기 설정된 시간 동안 상기 과도전압이 발생하지 않은 경우, 상기 절연감시장치의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 기 설정된 서버 또는 단말기에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치의 제어 방법.
11. 전송선로와 대지 사이의 절연 저항을 측정하는 절연감시장치에 있어서,
    기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 일단에 연결된 보호 도체를 통해 상기 대지에 상기 측정 신호를 인가하고, 기 설정된 시간을 주기로 상기 측정 신호의 전압 극성을 변경하는 신호 생성부;
    상기 전송선로와 연결되는 커플러 저항;
    상기 커플러 저항과 상기 신호 생성부의 타단 사이에 구비되는 검출 저항을 포함하며, 상기 검출 저항 양단의 전압차에 따라 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항으로 형성되는 상기 절연감시장치의 내부 저항에 분배된 상기 측정 신호의 전압을 검출하는 신호 검출부;
    상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이를 연결하거나 또는 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결을 차단하는 회로개폐 스위치; 및,
    상기 회로개폐 스위치를 제어하며, 상기 회로개폐 스위치에 의해 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서 상기 신호 검출부를 통해 제1 전압을 검출하고, 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항이 연결된 상태에서 상기 신호 검출부를 통해 제2 전압을 검출 및, 상기 제2 전압과 상기 제1 전압의 전압차가 기 설정된 크기 이상인 경우에 상기 제2 전압이 과도 전압을 포함하고 있는 것으로 판별하고, 상기 제2 전압이 과도 전압을 포함하고 있는지 여부에 근거하여 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 체크하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전압은,
    상기 신호 검출부에 인가되는 기 설정된 오프셋 전압임을 특징으로 하는 절연감시장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 전송선로는 복수의 선로를 포함하고,
    상기 커플러 저항은,
    상기 복수의 선로 각각에 연결되며,
    상기 회로개폐 스위치는,
    상기 복수의 선로 각각에 연결되는 서로 다른 커플러 저항 각각과 상기 검출 저항 사이에 형성되는 복수의 스위치로 형성되는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 스위치 모두를 제어하여, 각각의 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이를 차단한 상태에서 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압을 상기 제1 전압으로 검출하고,
    상기 복수의 스위치 중 제1 스위치를 선택 및 제어하여 상기 제1 스위치에 연결된 제1 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이를 연결하며,
    상기 제1 커플러 저항과 상기 검출 저항이 서로 연결될 때, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압으로부터 검출되는 전압을 상기 제2 전압으로 검출하고,
    상기 제1 전압에 근거하여 상기 제2 전압이 상기 과도 전압을 포함하고 있는지를 검출 및,
    상기 과도 전압 포함 여부에 근거하여, 상기 제1 커플러 저항과 연결된 상기 복수의 선로 중 어느 하나가, 상기 절연감시장치와 연결된 상태를 체크하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
15. 제14항에 있어서,
    기 설정된 서버 또는 단말기와 통신 연결을 수행하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 과도 전압을 검출한 결과에 근거하여 상기 절연감시장치의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 상기 서버 또는 단말기에 전송하도록 상기 통신부를 제어하며,
    상기 알림 정보는,
    상기 어느 하나의 선로와 상기 절연감시장치의 연결 상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
16. 제11항에 있어서,
    부하의 외함과 연결되는 외함 단자; 및,
    상기 검출 저항과 연결되며, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이를 연결하거나 또는 상기 검출 저항과 상기 외함 단자 사이의 연결을 차단하는 외함접지 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 회로개폐 스위치에 의해 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단되도록 상기 외함접지 스위치를 제어하고,
    상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압에 근거하여 오프셋 전압을 검출하며,
    상기 회로개폐 스위치에 의해 상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이를 연결하도록 상기 외함접지 스위치를 제어하고,
    상기 외함 단자와 상기 검출 저항이 연결된 상태에서 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압과 상기 오프셋 전압을 비교한 결과에 근거하여 상기 부하의 외함과 상기 절연감시장치의 연결 상태를 더 체크하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치.
18. 전송선로에 연결된 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이를 개폐하는 회로개폐 스위치 및, 상기 검출 저항을 구비하는 신호 검출부를 포함하는 절연감시장치의 제어 방법에 있어서,
    기 설정된 전압을 가지는 측정 신호를 생성 및, 대지에 상기 측정 신호를 인가하는 단계;
    상기 회로개폐 스위치를 제어하여 상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이의 연결을 차단하는 단계;
    상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압에 근거하여 오프셋 전압을 검출하는 단계;
    상기 회로개폐 스위치를 제어하여 상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이를 연결하는 단계;
    상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항이 연결된 상태에서 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압을 검출하는 단계;
    상기 오프셋 전압과 상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압과의 전압차를 산출하는 단계; 및,
    산출된 전압차가 기 설정된 크기 이상인 경우에 상기 신호 검출부에서 검출된 전압이 과도전압을 포함하는 것으로 판별하고, 상기 신호 검출부에서 검출된 전압이 상기 과도전압을 포함하고 있는지 여부에 근거하여 상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치의 제어 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 절연감시장치는,
    부하의 외함과 연결되는 외함 단자; 및,
    상기 검출 저항과 연결되며, 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이를 연결하거나 또는 상기 검출 저항과 상기 외함 단자 사이의 연결을 차단하는 외함접지 스위치를 더 포함하고,
    상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이의 연결을 차단하는 단계는,
    상기 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이의 연결이 차단된 상태에서, 상기 외함접지 스위치를 제어하여 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이의 연결을 차단하는 단계;
    상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압에 근거하여 오프셋 전압을 검출하는 단계;
    상기 외함접지 스위치를 제어하여 상기 외함 단자와 상기 검출 저항 사이를 연결하는 단계;
    상기 신호 검출부를 통해 검출되는 전압과 상기 오프셋 전압을 비교하는 단계; 및,
    상기 비교 결과에 근거하여 상기 부하의 외함과 상기 절연감시장치의 연결 상태를 체크하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치의 제어 방법.
20. 제18항에 있어서,
    상기 전송선로는 복수의 선로를 포함하고,
    상기 커플러 저항은,
    상기 복수의 선로 각각에 연결되며,
    상기 회로개폐 스위치는,
    상기 복수의 선로 각각에 연결되는 서로 다른 커플러 저항 각각과 상기 검출 저항 사이에 형성되는 복수의 스위치를 포함하고,
    상기 커플러 저항과 기 설정된 검출 저항 사이를 연결하는 단계는,
    상기 복수의 스위치 중 순차적으로 어느 하나의 스위치를 선택하고, 선택된 스위치에 연결된 커플러 저항과 상기 검출 저항 사이를 연결하도록 상기 선택된 스위치를 제어하는 단계이며,
    상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계는,
    특정 커플러 저항과 상기 검출 저항이 서로 연결될 때, 상기 신호 검출부에서 검출되는 전압이 상기 과도전압을 포함하고 있는지 여부에 근거하여, 상기 특정 커플러 저항에 연결된 상기 복수의 선로 중 어느 하나와 상기 절연감시장치가 연결된 상태를 판별하는 단계임을 특징으로 하는 절연감시장치의 제어 방법.
21. 제20항에 있어서,
    상기 절연감시장치가 상기 전송선로 및 상기 대지에 연결된 상태를 판별하는 단계는,
    상기 과도 전압 포함 여부에 근거하여, 상기 절연감시장치의 연결 상태 이상을 알리는 알림 정보를 기 설정된 서버 또는 단말기에 전송하는 단계를 더 포함하며,
    상기 알림 정보는,
    상기 복수의 선로 각각과 상기 절연감시장치의 연결 상태에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연감시장치의 제어 방법.