KR20030067634A - 자계 검출장치 - Google Patents

Abstract

자계 검출장치에 관한 것으로서, 접지저항 측정시 기계적 마찰을 최소화하여 뒤틀림이 발생하지 않는 자계검출장치를 제공하기 위해, 자계 검출부에 전선을 안내하기 위해 좌우대칭으로 각각 마련되고 입구 측에서 내측을 향해 경사진 한 쌍의 가이드 부재, 상기 전선이 상기 한 쌍의 가이드 부재사이로 삽입될 때 상기 한 쌍의 가이드 부재에 동일한 힘을 가하여 상기 가이드 부재를 닫힌 상태로 유지시키기 위하여 상기 가이드 부재들의 상기 입구 측과 반대 측에 마련된 삽입구에 삽입된 판 스프링, 상기 한 쌍의 가이드 부재의 양면을 덮고 상기 전선이 삽입되는 부분에 U자 형상의 홈을 가진 지지체, 상기 가이드 부재의 개방상태가 소정의 범위를 넘지 않도록 저지하기 위하여 상기 지지체에 형성된 가이드 부재 저지홈과 가이드 부재에 형성된 핀에 의한 제1 스토퍼부와 가이드 부재의 측면에서 가이드 부재를 저지하는 제2 스토퍼부를 구비함으로써, 접촉면적이 측정시마다 일정하게 유지되고, 가이드 부재의 복원을 위한 구성을 간단히 할 수 있으며, 기계적 마찰이 최소화되고 코어 및 가이드 부재가 충격을 받지 않으며, 가이드 부재사이에 전선이 비틀어진 상태로 들어가도 가이드 부재가 비틀어지지 않는다.

Description

자계 검출장치{MAGNETIC FIELD DETECTING APPARATUS}

본 발명은 자계 검출장치에 관한 것으로서, 배전선로에 흐르고 있는 전류의 측정이나 특히 전주의 상부에서 중성선이 들어가 있는 곳의 접지저항을 측정할 수 있는 자계 검출장치에 관한 것이다.

배전선로에 흐르는 전류측정을 위한 자계 검출장치는 본 발명에서 원격 접지저항 자동측정기의 구성중 일부를 이루는 것이므로 이하에서는 상이한 부분을 제외하고는 원격 접지저항 자동측정기를 중심으로 설명한다.

통상, 다중접지된 중성선은 전주 속에 들어가 있어 외부의 접촉에 의한 감전사고를 방지하기 위한 구조로 공사가 되어 있고 접지저항을 측정할 수 있는 유일한 곳은 전주의 상부에서 중성선이 전주에 들어가는 곳이다. 따라서, 측정을 위해서는 전주에 승주하여야 한다. 이는 승주의 불편함과 전기적 안전사고의 위험을 무릅써야 한다는 것을 의미한다.

또, 전주 몸체 전체를 클램프하여 측정하는 접지저항계도 있지만 무겁고, 접지저항 측정하기가 매우 힘들어 전기공사 기술자들이 이를 회피하는 경향이 있으며 따라서 효율적인 접지 관리가 되지 못하고 있다. 다중 접지된 배전선로에서 접지저항을 쉽고 안전하게 측정할 수 있는 접지저항계의 개발이 요구되고 있다.

이러한 요구에 따라 도 9에 도시된 바와 같이, 접지저항 측정기를 이용하여 콘크리트 전주 구조에서 접지저항을 측정하는 방법이 대한민국 등록 실용신안 공보20-0169790호에 개시되어 있다.

도 9에 있어서 콘크리트 전주의 접지저항을 측정하기 위한 전원으로서 피뢰기(2)와 변압기(9)의 누설전류를 사용하며, 전원에서 흐르는 누설전류를 클램프형 변류기(31)를 사용하여 측정한다.

또, 변류기(31)는 굴절 가능한 제어봉에 의해서 입구가 조절되므로 작업자가 지상에서 조작하여 전선에 걸 수 있는 구조로 되어 있고, 굴절 가능한 제어봉은 승용차 등에 탑재가 가능한 크기로 굴절되는 형상을 갖고 있다.

변류기(31)에서 측정된 전류는 프로세서 내장형 측정기(34)에 의해 가공되어 접지저항을 계산하는 요소로 사용되며, 대지전위를 측정하기 위한 접지측정용 단자(22) 중 콘크리트 근처에 있는 단자가 가능한 한 콘크리트와 가깝게 타설하여 콘크리트 전주에 인가되는 대지전위상승이 전부 측정되도록 하고 있다.

또, 도 9에 있어서, (33)은 누설전류 전달용 전선이고, (35)는 대지전위 측정용 리드선이다.

그러나, 도 9에 도시된 구조에 있어서는 변류기(31)를 중성선에 어떻게 삽입하여 측정하는지에 대한 구체적인 기재가 되어 있지 않다.

또한, 이러한 측정기의 구조에 대해서는 대한민국 특허공보 특1986-0002118호에 개시되어 있다.

도 10은 상기 특허공보에 기재된 접지저항 측정기의 구조도이다.

도 10에 있어서, (47)은 COS(cut out switch) 절연 조작봉이고, (48)은 전류메터 몸체이고, (48a)는 결합부이고, (49)(49a)는 스프링 축이며, (50)(50a)는 전선물림철심이고, (51)은 마이크로 스위치이다.

도 10에 도시된 측정기에 있어서는 전류메타몸체(48)의 하단에 형성된 결합부(48a)를 COS 절연 조작봉(47)의 상단에 결착시킨 다음 파워 스위치(SW1a) (SW1b)를 온시켜서 클램프의 전선물림철심(50)(50a)을 활선 상태의 특고압 전선로에 물리면 스프링 축(49)(49a)를 기점으로 전선물림철심(50)(50a)이 탄력성 있는 벌림 작용에 의해 전선로가 마이크로스위치(51)와 접하게 된다.

이 때, 리드릴레이가 닫히게 되어 전선물림철심(50)(50a)에 전선의 안전 물림상태로 되고, 전선로에 흐르는 자장이 클램프CT와 쇄교하여 발생한 전류는 2차 코일에 유기되며, 2차 코일에 유기되는 전류는 단위저항(R)을 통하여 얻어지게 되는 전압이 디텍터 회로에서 정류되어 컨버터 회로에서 증폭 및 발진작용의 과정을 거쳐 액정 숫자 표시판에 수치가 나타나게 되는 구조이다.

그러나, 상기와 같은 구조에 있어서는 스프링 축(49)(49a)에 전선물림철심(50)(50a)이 각각 별도로 마련되어 있으므로, 전선이 철심의 어느 한 쪽으로 삽입되는 경우, 스프링축의 한쪽에만 힘이 부가되어 뒤틀림이 발생하게 된다.

따라서, 전선이 정확하게 삽입되지 않는 상태로 되어 측정의 오차가 발생하며, 또한 측정기 자체의 기계적 손상을 가져오게 된다.

또한, 전선이 삽입된 경우에도 도 10에 도시된 바와 같이, 전선과 마이크로스위치의 접점을 형성하는 공간이 크게 되어 있어, 측정자가 전선이 마이크로 스위치(51)와 정확하게 접점 되었는지를 판단하기가 곤란하므로, 측정자가 정확한 측정을 위해 이러한 측정을 반복해서 실행해야만 한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 배전선의 전류나 접지저항 측정시 기계적 마찰을 최소화하여 뒤틀림이 발생하지 않는 자계 검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 배전선이나 접지선이 코어 내로 정확하게 안내되어 측정에러가 발생하지 않는 자계 검출장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자계 검출장치를 사용한 원격 접지저항 자동측정기의 사시도

도 2는 도 1에 도시된 접지 저항 측정기의 상부 케이스의 평면도

도 3은 도 1에 도시된 접지 저항 측정기의 하부 케이스의 평면도

도 4는 도 1에 도시된 접지 저항 측정기의 가이드 부재 및 코어부의 평면도

도 5는 도 4에 도시된 가이드 부재의 열린 상태를 나타내는 평면도

도 6은 가이드 부재 내에 마련된 검출부 코어의 내부구조도

도 7은 본 발명에 따른 자계 검출장치를 사용한 원격 접지저항 자동측정기의 사용상태도를 나타내는 도면으로서, 접지선의 삽입전의 상태도

도 8은 본 발명에 따른 자계 검출장치를 사용한 원격 접지저항 자동측정기의 사용상태도를 나타내는 도면으로서, 접지선이 삽입된 상태를 나타내는 도면

도 9는 종래의 접지저항 측정기를 이용하여 전주의 접지저항을 측정하는 개략도

도 10은 종래의 접지저항 측정기의 구조도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101…접지선,102…검출부

103…표시부,104…조작부

105…결합부,141…가이드 부재

142…코어부,143…힌지축

145…탄성부재,146…스토퍼부재

147…가이드홀

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 자계 검출장치는 자계 검출부에 전선을 안내하기 위해 좌우대칭으로 각각 마련되고 입구 측에서 내측을 향해 경사진 한 쌍의 가이드 부재, 상기 전선이 상기 한 쌍의 가이드 부재사이로 삽입될 때 상기 한 쌍의 가이드 부재에 동일한 힘을 가하여 상기 가이드 부재를 닫힌 상태로 유지시키기 위하여 상기 가이드 부재들의 상기 입구 측의 반대 측에 마련된 삽입구에 삽입된 판 스프링, 상기 한 쌍의 가이드 부재의 양면을 덮고 상기 전선이 삽입되는 부분에 U자 형상의 홈을 가진 지지체, 상기 가이드 부재의 개방상태가 소정의 범위를 넘지 않도록 저지하기 위하여 상기 지지체에 형성된 가이드 부재 저지홈과 가이드 부재에 형성된 핀에 의한 제1 스토퍼부와 가이드 부재의 측면에서 가이드 부재를 저지하는 제2 스토퍼부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자계 검출장치에 있어서, 상기 자계 검출부는 전기신호를 검출하기 위한 절반으로 절단된 환형의 코어가 상기 U자 형상의 홈의 외부에 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자계 검출장치에 있어서, 상기 한 쌍의 가이드 부재에 형성되는 가이드 홀 부분의 직경은 양면의 지지체에 형성되는 가이드 홀 직경이하인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라 구체적으로 설명한다. 또, 도면에 있어서 동일부분에는 동일부호를 부여하고, 그 반복적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 자계 검출장치를 사용한 원격 접지저항 자동측정기의 사시도이다. 도 1에 있어서, (101)은 측정할 접지선이고, (102)는 접지선을 안내하여 클램프하고 접지선의 접지저항을 검출하는 검출부이고, (103)은 측정된 접지저항을 나타내는 표시부이고, (104)는 측정하기 위한 설정값을 조작하기 위한 조작부이며, (105)는 지상에서 접지선의 위치까지 연결하기 위한 COS 조작봉과의 결합부이다.

또, 상기 조작부(104)의 내부에는 접지저항을 측정하기 위한 전자회로가 내장되어 있다.

즉, 본 발명에서는 측정자가 접지저항을 측정하기 위해 전신주에 승주하지않고 전신주 밑에서 도 10에 도시된 바와 같은 COS 조작봉(47)에 도 1에 도시된 측정기의 결합부(105)를 연결하여 접지선을 검출부(102)에 클램프시켜 사용한다.

다음에 이 검출부의 구조에 대해 도 2 내지 도 8에 따라 상세히 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 접지 저항 측정기의 상부 케이스의 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 접지 저항 측정기의 하부 케이스의 평면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 접지 저항 측정기의 가이드 부재 및 코어부의 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 가이드 부재의 열린 상태를 나타내는 평면도이고, 도 6은 가이드 부재 내에 마련된 검출부코어의 내부 구조도이고, 도 7은 본 발명에 따른 자계 검출장치를 사용한 원격 접지저항 자동측정기의 사용상태도를 나타내는 도면으로서 접지선의 삽입전의 상태도이며, 도 8은 본 발명에 따른 자계 검출장치를 사용한 원격 접지저항 자동측정기의 사용 상태도를 나타내는 도면으로서 접지선이 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3에 있어서, (120)(130)은 가이드 부재를 지지하기 위한 지지체이고, (121)은 표시부(103)를 장착하여 외부에서 볼 수 있게 개구된 개구부이고, (122)는 조작부의 조작 패널부이다.

또, (123)(133)은 가이드 부재가 무리하게 개방상태로 되지 않도록 저지하는 스토퍼의 가이드 핀의 삽입구멍이고, (124)(134)는 가이드 부재의 개폐상태를 유지시키기 위한 힌지축 구멍이다. (135)는 결합부(105)에 대응하는 결합부재이다.

도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 지지체(120)(130)의 안쪽에는 접지선을 삽입하여 지지하기 위해 U자형의 홈이 형성되어 있다.

또, 도 4 및 도 5에 있어서, (141)은 좌우 한 쌍으로 이루어진 가이드 부재이고, 가이드 부재(141)에서 가이드 홀(147)을 이루는 부분의 직경은 지지체(120)(130)에서 가이드 홀(147)을 이루는 부분의 직경과 같거나 작게 되어 있다.

(142)는 접지선에 전기신호를 인가하기 위해 환형으로 이루어지고 또한 접지선이 삽입되도록 절반으로 절단되어 형성된 망간 계열의 페라이트 코어부이다.

또, (143)은 각각의 가이드 부재를 좌우로 슬라이드 하도록 유지시키는 힌지축이고, (144)는 탄성부재의 삽입구이며, (145)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 삽입구(144)에 삽입되어 가이드 부재(141)의 입구 측으로 접지선이 삽입된 후, 원래의 닫힌 상태를 유지하기 위해 판 스프링으로 이루어진 탄성부재이다.

(146)은 좌우의 가이드 부재(141)로 접지선이 삽입될 때 소정의 각도 예를 들어 24°이상으로 삽입되는 것을 핀(151)으로 저지하기 위해 이루어진 가이드 부재 저지 홈이며, (147)은 각각의 가이드 부재(141)의 안쪽에 반원형으로 이루어진 가이드홀이다.

또한, 코어부(142)는 도 6에 도시된 바와 같이, 접지선에 특수주파수의 전류를 인가하기 위해 SCT(Source CT; 전류공급용 변류기)용 코어(148)와 접지저항에 따른 발진신호의 전압변화량을 검출하기 위한 DCT(Detect CT; 전류검출용 변류기)용 코어(149)로 이루어진다.

다음에 이 코어부(142)의 기능에 대해 설명한다.

절단된 코어의 구조를 개폐가 가능하도록 코일을 권선하고 접지선(101)이SCT 코어(148)의 내부에 들어올 수 있도록 한 다음 측정용 발진신호4.4㎑를 SCT코어의 코일에 인가하여 자로를 만들면 접지선(101)은 코어 내부의 자로에 의하여 전압이 유도된다.

접지선(101)에 유도된 전압은 대지의 접지저항과 구성된 폐회로에 인가되고 이 접지선(101)에는 접지저항에 따라 변하는 전류가 흐르게 되고 이 접지선에 흐르는 전류를 검출하기 위한 방법으로 DCT 코어(149)를 마련한다.

즉, SCT에 발진신호를 인가하는 코일을 1차로 하고 접지선(101)을 SCT의 2차로 하며 동시에 DCT의 1차로 한다.

DCT 코어(149)에 권선된 코일을 3차로 하면 1차에 인가된 전압에 의해 접지선의 2차 코일에 전류가 흐르고 이 2차 코일전류에 의해 DCT 3차 코일에 전압이 유기되어, 이 유기된 전압을 측정하는 것이다. 이 전압의 크기는 접지선에 흐르는 전류에 따라 결정된다.

이 전류는 접지저항값이 낮으면 많이 흐르고 반대로 접지저항 값이 높으면 적게 흐르게 된다.

SCT의 1차 소비전력 범위 내에서 SCT 1차 전압을 일정하게 유지하면 SCT의 2차(접지선)에 유기되는 유도전압은 일정하다고 볼 수 있으며 SCT의 1차 내부 임피던스는 일정하므로 SCT의 1차 코일에 가해지는 전압을 정전압으로 하면 SCT의 2차에 유기되는 전압은 코일 권수 비에 따라 일정하다고 볼 수 있다. 접지저항값에 따라 SCT의 2차 코일(접지선)에 흐르는 전류는 접지저항에 따라 변화하는데 SCT의 2차 코일에 유도되는 전압의 크기는 변하지 않는다.

즉, SCT의 소비전력은 SCT 2차에 유도되는 전압과 DCT이 1차 전류의 곱으로 나타나게 되며 SCT의 2차이며 동시에 DCT의 1차인 접지선에 흐르는 전류는 접지저항값에 의해서 결정되므로 접지선에 흐르는 전류의 값을 이용하여 접지저항을 측정할 수 있다.

즉, SCT에 고주파 발진신호를 인가하여 접지선에 유도되는 전압을 DCT를 이용하여 DCT 2차에 유기되는 전류를 접지저항값으로 변환하여 접지저항을 측정할 수 있다.

DCT에 검출된 전압이 높으면 접지저항값이 작고 DCT에 검출된 전압이 낮으면 접지저항값이 높게 되는 것이다.

이러한 원리로 접지저항 측정용의 전기적인 고주파신호를 간접적으로 접지선에 공급할 수 있으며 SCT기능과 DCT기능의 조합으로 접지저항을 측정할 수 있다.

다음에, 도 7 및 도 8에 따라 본 발명에 따른 자계 검출장치를 사용한 측정기의 동작에 대해 설명한다.

측정자가 COS 조작봉에 결합부(105)를 결합하여 배전선로의 접지저항을 측정하기 위해 접지선(101)에 대해 가이드 부재(141)의 입구 측으로 측정기를 밀어 넣는다. 좌우의 가이드 부재(141)는 입구 측에서 내측을 향해 경사져 있으므로, 접지선(101)은 한 쌍의 가이드 부재(141)의 중심으로 용이하게 이동한다.

측정자가 측정기를 계속 밀어 올리면, 도 8에 도시된 바와 같이, 가이드 부재(141)가 좌우로 벌어지고 접지선(101)이 가이드홀(147)내에 안착된다.

이 때, 가이드 부재(141)는 홈(146)과 핀(146)에 의해 소정의 범위까지만 열린 상태를 유지하고, 접지선이 안착된 후에는 판 스프링(145)의 복원력에 의해 원래의 닫힌 상태 즉 도 7의 상태로 되돌아간다.

또한 가이드 부재(141)는 홈(146)과 핀(151)에 의해서 뿐만 아니라 도 1에 도시된 바와 같이 젖힘 방지턱(152)에 의해서도 소정의 범위까지만 열리도록 되어 있다.

여기서 상기 가이드 부재(141)가 지지체(120)(130)들의 사이에서만 움직이도록 되어 있어 전선이 가이드 부재(141)와 비틀어진 상태로 들어가도 가이드 부재(141)가 비틀리는 현상이 방지된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 코어부(142)에는 SCT와 DCT간에 노이즈로 인한 측정오차가 발생할 수 있으므로, 전기적인 차폐를 이중으로 하여 측정신호의 간섭을 최소로 하고, 코어의 접촉면도 도 8에 도시된 바와 같이 기계적으로 일정한 위치를 유지할 수 있도록 안내되므로 상호 인덕턴스도 변하지 않게 된다.

측정 완료 후에는 측정자가 측정기를 아래로 빼는 것만에 의해 접지선(101)이 가이드 부재(141)에서 이탈된다.

이상의 설명은 원격 접지저항 자동측정기에 대한 실시예를 설명하였지만 배전선로의 전류측정을 위한 자계 검출장치에서는 상기 SCT용 코어는 필요치 않고, DCT용 코어만으로 가능한 것이다.

이상 기술한 바와 같이 본 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명했지만 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 자계 검출장치를 사용한 원격 접지저항 자동측정기나 전류 측정기에 의하면, 원격측정이 가능하고 또한 측정자의 개인오차를 최소화할 수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 측정기의 판 스프링 하나만을 사용한 복원력이 좌우의 가이드 부재에 동일하게 작용하므로 코어의 접촉면적이 측정시마다 일정하게 유지되고, 가이드 부재의 복원을 위한 구성을 간단히 할 수 있을 뿐만 아니라 기계적 마찰이 최소화되고 코어 및 가이드 부재가 충격을 받지 않아 측정기의 장수명화가 달성된다.

또한, 가이드 부재사이에 접지선이 비틀어진 상태로 들어가도 가이드 부재가 비틀어지지 않는다.

또, 본 발명의 측정기에 있어서는 검출부의 코어로서 망간계열의 페라이트 코어를 사용함으로써, 코어의 중량을 종래의 1/3정도로 감소시켜 측정기의 소형화를 도모할 수도 있다.

Claims (3)

1. 자계 검출부에 전선을 안내하기 위해 좌우대칭으로 각각 마련되고 입구 측에서 내측을 향해 경사진 한 쌍의 가이드 부재,

   상기 전선이 상기 한 쌍의 가이드 부재사이로 삽입될 때 상기 한 쌍의 가이드 부재에 동일한 힘을 가하여 상기 가이드 부재를 닫힌 상태로 유지시키기 위하여 상기 가이드 부재들의 상기 입구 측의 반대 측에 마련된 삽입구에 삽입된 판 스프링,

   상기 한 쌍의 가이드 부재의 양면을 덮고 상기 전선이 삽입되는 부분에 U자 형상의 홈을 가진 지지체,

   상기 가이드 부재의 개방상태가 소정의 범위를 넘지 않도록 저지하기 위하여 상기 지지체에 형성된 가이드 부재 저지홈과 가이드 부재에 형성된 핀에 의한 제1 스토퍼부와 가이드 부재의 측면에서 가이드 부재를 저지하는 제2 스토퍼부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자계 검출장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자계 검출부는 전기신호를 검출하기 위한 절반으로 절단된 환형의 코어가 상기 U자 형상의 홈의 외부에 마련된 것을 특징으로 하는 자계 검출장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 한 쌍의 가이드 부재에 형성되는 가이드 홀 부분의 직경은 양면의 지지체에 형성되는 가이드 홀 직경이하인 것을 특징으로 하는 자계 검출장치.