KR20060045773A - 절연 모니터링 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

회로망(network)과 그라운드(ground) 사이에 피할 수 없는 저항성 및 용량성 절연 저항을 포함하는 절연 임피던스가 존재하는, 예를 들어 DC 및/또는 AC 회로망과 같은, 특별히 정류기 및/또는 다른 변환기들과 연결된 회로망과 같은 비접지형 전기 회로망의 절연 모니터링에 대한 방법 및 장치가 개시된다. 펄스 전압 형태의 측정 전압이 회로망과 그라운드 사이에서 모니터되는 회로망에 인가된다. 초기에 오프셋 DC 전압이, 모니터되는 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 보상될 때까지 인가되고 조정된다. 상기 측정 전압의 전압 펄스는 회로망과 그라운드 사이에서 상기 회로망에 인가되고, 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수는 소정 단계가 예를 들어 본질적인 고정 값에 도달될 때까지 모니터된다. 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수의 값은 상기 단계에서 판단되고, 상기 회로망의 절연 임피던스의 평가를 확립하는 데 사용된다.

회로망, 절연, 저항, 용량, DC, AC, 모니터, 펄스, 전압

Description

절연 모니터링 방법 및 장치{Method of and device for insulation monitoring}

도 1은 일반적인 절연 모니터링 장치를 가지는 비접지형 전기 회로망의 일례를 도시한다,

도 2는 종래기술에 의한 절연 모니터의 블록도의 일례를 도시한다,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 장치 및 방법의 원리를 도시한 일반적인 블록도이다,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유사한 형태의 장치를 도시한다,

도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 장치의 다양한 측정 시퀀스 형태에서의 동작를 도시한다.

본 발명은 회로망과 그라운드(ground) 사이의 피할 수 없는 저항성 및 용량성 절연 저항을 포함하는 절연 임피던스가 존재하고, 펄스 전압 형태의 측정 전압이 회로망과 그라운드 사이에서 모니터되는 회로망에 인가되는, 비접지형 전기 회로망, 예를 들어 DC 및/또는 AC 회로망의 절연 모니터링 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법에 따라서 수행하는 장치에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 상기 장치의 사용에 관한 것이다.

종래기술에 있어서, 비접지형 AC 회로망에서의 절연 저항의 모니터링은 DC 기준 전압을 도입하고, 공지된 저항기를 통해 흐르는 처리결과 전류를 측정함으로써 수행되었다. 상기와 같은 종래기술 장치는 예를 들어 울프강 호프하인즈, VDE 베르라그, 베를린, 2판, 2000(Wolfgang Hofheinz, VDE Verlag, Berlin, 2. edition, 2000)의 "절연 모니터링이 구비된 보호 측정(Protective Measures with Insulation Monitoring)"에 개시되어 있다.

그런데, 상기의 방법은 DC 전압이 회로망에도 포함될 때 적절하지 않다.

EP 0 654 673 B1은 비접지형 전기 DC 및 AC 회로망의 절연 모니터링 방법을 개시한다. 이 종래기술에 따르면, 측정 전압은 다른 펄스 전압 값을 가지는 펄스 교번 전압 형태로, 예를 들어 페이즈(phase; 상) 접속부와 어스(earth)(배의 선체) 사이의 회로망에 인가된다. 펄스가 인가될 때, 과도 상태는 본질적인 고정 값이 도달되어 측정될 때까지 모니터된다. 그 후에 즉각적으로, 측정 전압은 다음 전압 값으로 절환되고, 모니터링/측정 단계가 상기 펄스에 대해 반복된다. 두개의 측정 값이 절연 저항을 판단하는 데 사용된다. 두개 펄스에 대한 값 사이의 차이가 사용되므로, DC 전압 예를 들어 회로내에 위치된 DC 발생기의 영향은 없게 된다.

종래기술의 다른 예가 DE 101 06 200 C1에 개시되어 있다.

그런데, 종래기술의 방법들은 절연 저항의 평가가 수행될 수 있기 전에 적어 도 두개의 다른 측정 펄스가 적용되는 것이 필요하다는 것을 요구한다. 펄스는 과도 상태가 종료될 때까지 유지되어야만 하므로, 그리고 상기 과도 상태가 포함된 저항 및 용량(커패시턴스)이 비교적 긴-기간일 수 있으므로, 종래기술 시스템에 따른 평가는 시간이 상대히 걸릴 수 있다.

더욱이, 종래기술 방법들은 또한, 저항성 회로망 커플링이 회로망에 포함될 수 있는 상당한 가능성 DC 전압 레벨에 대처하도록 모니터되는 회로망과 그라운드 사이에 인가되는 것을 요구한다.

본 발명의 목적은 회로망과 그라운드 사이에 피할 수 없는 저항성 및 용량성 절연 저항이 존재하는, 비접지형 전기 DC 및/또는 AC 회로망의 절연 모니터링 방법 및 방법을 제공하고, 상기의 종래기술에 대한 개선을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 절연 저항의 평가가 종래기술에 비해 더 짧은 시간에 이루어질 수 있게 하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 예를 들어 그라운드에 대한 용량성 누설의 평가를 포함하는 절연 임피던스의 평가가 수행될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 부가된 유연성 및 다재다능성이 달성될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적들 및 다른 목적들은 이하에서 상세하게 설명되는 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명은 DC 및/또는 AC 회로망과 같은 비접지형 전기 회로망의 절연 모니터링 방법으로서, 회로망과 그라운드(ground) 사이의 피할 수 없는 저항성 및 용량성 절연 저항을 포함하는 절연 임피던스가 존재하고, 펄스 전압 형태의 측정 전압이 회로망과 그라운드 사이에서 모니터되는 상기 회로망에 인가되는 방법에 관한 것으로,

- 초기에 모니터되는 상기 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 본질적으로 보상될 때까지 오프셋 DC 전압이 인가되고 조정되는 단계,

- 상기 측정 전압의 전압 펄스가 회로망과 그라운드 사이에서 상기 회로망에 인가되는 단계,

- 소정의 단계가 도달할 때까지, 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 모니터되는 단계, 및

- 상기 소정의 단계에서 판단된 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 상기 회로망의 절연 임피던스의 평가를 확립하는 데 사용되는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

이에 의하여, 절연 임피던스, 예를 들어 저항성 절연 저항의 평가가 측정 전압의 오직 한 펄스가 인가된 후에, 예를 들어 오직 한 전압 펄스가 회로망 상에 가해진 후에 제공될 수 있는 것이 달성된다. 이에 따라, 처리결과가 제공될 수 있는 데, 예를 들어 장애 및 특히 잠재적인 손상 장애가 발생한 경우에 중요하게 되는 상당한 시간 지연없이 처리결과가 디스플레이될 수 있다. 또한, 이에 대한 중요성은 상기한 시스템에 정상적으로 포함되는 큰 용량에 기인하여, 측정 전압 펄스가 인가된 후에 과도 상태를 종료하는 데 걸리는 시간이 상당하다는 사실에 의해 강조된다. 따라서, 처리결과가 달성되기 전에 오직 한 전압 펄스만을 인가하는 효과는 매우 중요하다.

오프셋 DC 전압을 인가하고 조정하는 단계는 제로 전압으로 시작하고 그 효과를 검사함으로써 자연스럽게 수행되고, 그 후에 오프셋 전압이 조정될 것이라는 것이 이해될 것이다. 이것은 만일 모니터되는 회로망이 어떤 DC 소스를 포함하지 않으면, 상기 단계는 아무런 조정이 없게 되므로 즉시 완결되는 이점을 가진다. 따라서, 이 단계는 실제적인 상황에서 단지 상황 검사만을 포함할 것이다.

유리하게는, 청구항 2에 개시된 바와 같이, 상기 측정 전압의 전압 펄스는 포지티브 또는 네거티브일 수 있고, 상기 소정 단계가 도달될 때 종료될 수 있다.

이에 의하여, 상기 측정 전압 펄스의 길이는 특정 환경에서 모든 것이 필요하게 되는 데까지 감소될 수 있는 것, 즉 인가된 펄스의 길이가 과도 상태를 종료하기 위해 실제적인 많은 환경에서 불필요하게 되는 특정 길이에 고정될 필요가 없는 것이 달성된다. 따라서, 이에 의하여, 향상된 효율 및 유연성이 달성된다.

청구항 3에 개시된 바와 같은 다른 유리한 실시예에 따라서, 상기 측정 전압의 전압 펄스에 이어서 다른 또는 동일한 극성을 가지는 후속 전압 펄스가 뒤따르고,

- 소정의 단계가 도달될 때까지 상기 후속 전압 펄스에 의해 초래된 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 모니터될 수 있고, 및

- 상기 소정 단계에서 판단된 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변 수가 상기 회로망의 절연 임피던스의 후속 평가를 확립하는 데 사용될 수 있다.

이에 의하여, 처리결과가 쉽게 제공되고 회로망의 본질적으로 연속인 또는 근사-연속인 모니터링이 달성되는 것이 성취된다.

청구항 4에 개시된 바와 같은, 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회로망의 절연 임피던스의 평가 또는 평가들의 처리결과가, 예를 들어 평가한 직후에 및/또는 상기 측정 전압의 대응 전압 펄스 다음으로 이어지는 적어도 판독 기간 동안 디스플레이될 수 있다.

청구항 5에 개시된 바와 같은, 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 방법은 다른 극성을 가지는 적어도 두개의 측정 전압 펄스의 인가를 포함할 수 있고, 평가된 절연 임피던스가 예를 들어 포지티브 및 네거티브 측정 전압 펄스에 각각 대응하는 판독 및/또는 디스플레이를 위해 제공될 수 있다.

이에 의하여, 예를 들어 포지티브 및 네거티브 측정 전압에 대응하는 특정한 처리결과가 제공될 수 있는 것이 달성되고, 회로망의 절연 상태와 관련한 다른 유용한 정보가 제공될 수 있다.

청구항 6에 개시된 바와 같은, 다른 유리한 실시예에 따르면, 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수의 미리정해진 값이 도달될 때, 상기 소정의 단계가 도달될 수 있다.

이에 의하여, 각 측정 펄스를 종료하는 기준이 특별한 필요 및/또는 환경의 견지에서, 예를 들어 고객의 요구 및 사양을 고려하여 확정될 수 있으므로, 부가된 유연성이 달성된다.

유리하게, 청구항 7에 개시된 바와 같이, 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수의 본질적인 고정 값이 도달될 때, 상기 소정의 단계가 도달될 수 있다.

이에 의하여, 상기 측정 펄스는 과도 상태가 예를 들어 어떤 필요, 기대, 사용자 요구 등을 고려하여 완료된 것으로 간주되자 마자 종료될 수 있다. 그러므로, 예를 들어 연속 샘플들 또는 이와 유사한 것들 간의 차이가 소정 값, 예를 들어 1%, 2%, 5% 등 보다 더 작을 때 상기 과도 상태가 종료되는 것이 판단될 수 있거나 또는 상기 차이에 대한 절대값이 사용될 수 있다. 더욱이, 측정된 신호의 시간 도함수는 비슷한 형태로 원하는 단계를 판단하는 데 사용될 수 있다.

청구항 8에 개시된 바와 같은, 또 다른 유리한 실시예에 따르면, 상기 DC 오프셋 전압의 상기 조정은 상기 회로망의 전류 또는 이것으로부터의 유도변수(derivable)를 모니텅하는 동안 수행될 수 있고, 모니터되는 상기 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 상기 DC 오프셋 전압이 상기 전류 또는 이것으로부터의 유도변수에 본질적으로 대응하는 효과를 제공할 때, 예를 들어 이들 사이의 차이가 미리정해진 구간, 예를 들어 본질적으로 제로인 구간내에 있을 때 보상되는 것으로 간주될 수 있다.

오프셋 DC 전압은 다수의 방법으로 인가될 수 있고, 회로망의 DC 소스의 효과와의 비교가 다양한 방법으로 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 회로망의 DC 소스에서 생기는 전류는 측정 장치의 모든 전후관계에서 오프셋 전압에서 생기는 전류와 비교될 수 있다. 또한, 오프셋 DC 전압은 회로망의 DC 소스에 서 생기는 측정된 신호를 보상하기 위해 대응 효과를 확립하는 전류 형태로 인가될 수 있는 것이 이해될 것이다.

바람직하게, 청구항 9에 개시된 바와 같이, 상기 측정 전압의 전압 펄스의 종료에 이어서, 모니터되는 상기 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 상기 오프셋 DC 전압에 의해 보상되는지가 제어될 수 있고, 만일 필요하면 조정이 수행될 수 있다.

이에 의하여, 오프셋 DC 전압 레벨은, 필요하면, 규칙적으로 제어되고 조정되는 것이 달성되고, 이 같은 제어는 수많은 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 오프셋 DC 전압 레벨의 검사는, 각 측정 전압 펄스 후에, 다수의 상기 펄스 후에, 소정 시간 간격 등 후에, 모니터되는 회로망의 모든 성질에의 종속에서 및/또는 사용자 필요의 종속에서 수행될 수 있다.

청구항 10에 개시된 바와 같은, 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회로망의 절연 임피던스의 상기 평가는 상기 회로망의 저항성 절연 저항의 판단을 제공할 수 있다.

청구항 11에 개시된 바와 같이, 부가적으로 또는 대신하여, 상기 회로망의 절연 임피던스의 상기 평가는 상기 회로망의 용량성 절연 저항의 판단을 제공할 수 있다.

이에 의하여, 회로망의 용량성 절연 저항을 모니터하는 것이 바람직하거나 필요한 경우에 부가적인 이점이 달성될 수 있는 데, 이것은 당업자에게 자명한 다수의 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 과도 단계 동안 모니터된 또는 측정된 신호는 분석되고 평가될 수 있고, 이로써 회로망과 그라운드 사이의 임피던스의 충전에 포함되는 용량(커패시턴스)이 판단될 수 있다.

청구항 12에 개시된 바와 같이, 모니터되는 상기 비접지형 전기 회로망은 정류기 및/또는 다른 변환기들과 같은 부하를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 소정 형태의 부하와 관련하여 및 소정 형태의 회로망과 관련하여 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그런데, 예를 들어 정류기 및/또는 다른 변환기들과 같은 부하를 포함하는 회로망에는 특별한 관심이 주어진다.

더욱이, 청구항 13에 개시된 바와 같이, 모니터되는 상기 비접지형 전기 회로망은 하나 또는 그 이상의 페이즈(phase; 상), 예를 들어 3-페이즈 회로망을 포함할 수 있다.

이하에서 설명되는 바와 같이, 회로망이 한 페이즈 라인 이상을 포함해도, 상기 회로망은 단일 페이즈 라인과 그라운드 사이를 모니터하고/측정하는 본 발명에 따라 모니터될 수 있다. 그러므로, 비록 측정이 다른 페이즈 라인과 그라운드/어스 사이에서, 예를 들어 소스 예로 발전기의 페이즈 라인들 간의 연결에 기인하여 수행되어도, 단지 한 페이지 라인과 관련하여 발생된 임피던스 장애는 본 발명에 따라 또한 검출될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에 의해, 그라운드/어스에 대한 절연 저항은, 측정이 수행되는 페이즈 라인에 대해서 뿐만 아니라 그 회로망 시스템에 포함된 다른 페이즈 라인에 대해서도 모니터될 것이다.

청구항 14에 개시된 바와 같은, 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 절연 임피던스가 소정의 임계값 이하인 경우, 경보 예를 들어 청각 경보 및/또는 시각 경보를 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다.

청구항 15에 개시된 바와 같은, 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 방법은 특별한 장애 상황, 예를 들어 예로 변환기 또는 정류기 회로에서의 포지티브 또는 네거티브 브랜치와 관련한 장애를 검출하고 가능하다면 이를 표시하기 위해 적어도 두개의 판단된 절연 임피던스 값에 기초하여 평가를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

이에 의하여, 사용자가 어떤 특별한 장애 상황, 예를 들어 예로 변환기 또는 정류기 회로, 배터리 등에 분명히 나타난 장애에 대한 정보를 쉽게 얻을 수 있는 이점을 포함하는 다수의 부가적인 특징 및 이점이 달성될 수 있다.

더욱이, 본 발명은 DC 및/또는 AC 회로망과 같은 비접지형 전기 회로망의 절연 모니터링을 위한 장치로서, 회로망과 그라운드(ground) 사이에 피할 수 없는 저항성 및 용량성 절연 저항을 포함하는 절연 임피던스가 존재하며, 펄스 전압 형태의 측정 전압을 회로망과 그라운드 사이에서 모니터되는 회로망에 인가하기 위한 수단과 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수를 모니터하기 위한 수단을 포함하는 장치에 있어서, 상기 장치는 조정가능한 오프셋 DC 전압을 인가하기 위한 수단과, 상기 오프셋 DC 전압의 오프셋을 모니터하기 위한 수단 및 상기 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 보상될 때까지 상기 조정가능한 오프셋 DC 전압을 자동으로 조정하기 위한 수단을 포함한다.

이에 의하여, 절연 임피던스, 예를 들어 저항성 절연 저항의 평가가 측정 전압의 오직 한 펄스가 인가된 후에, 상기 장치에 의해 제공될 수 있는 것이 달성된 다. 따라서, 처리결과가 제공될 수 있는 데, 예를 들어 장애 및 특히 잠재적인 손상 장애가 발생한 경우에 중요하게 되는 상당한 시간 지연없이 처리결과가 디스플레이될 수 있다. 또한, 이에 대한 중요성은 상기한 시스템에 정상적으로 포함되는 큰 용량에 기인하여, 측정 전압 펄스가 인가된 후에 과도 상태를 종료하는 데 걸리는 시간이 상당하다는 사실에 의해 강조된다. 따라서, 처리결과가 달성되기 전에 오직 한 전압 펄스만을 인가하는 효과는 매우 중요하기 때문에, 이에 따라 본 발명에 따른 장치는 절연 임피던스 상태와 관련한 정보를 신속하고도 신뢰할수 있도록 제공할 수 있다.

오프셋 DC 전압을 인가하고 조정하는 수단은, 초기에 제로 전압이 인가되고 그 효과가 검사되는 다양한 방법으로 자연스럽게 설계될 것이고, 그 후에 오프셋 전압이 조정될 것이라는 것이 이해될 것이다. 이것은 만일 모니터되는 회로망이 어떤 DC 소스를 포함하지 않으면, 이 단계는 아무런 조정이 없게 되므로 즉시 완결되는 이점을 가진다. 따라서, 이 단계는 실제적인 상황에서 단지 상황 검사만을 포함할 것이다.

바람직하게는, 청구항 17에 개시된 바와 같이, 상기 장치는 특정 단계에서, 예를 들어 측정 전압 펄스에 이어서, 소정 구간에 대해, 예를 들어 다수의 측정 전압 펄스가 인가된 후에, 상기 조정가능한 오프셋 DC 전압의 자동 조정을 수행하기 위한 제어 수단을 포함할 수 있다.

이에 의하여, 오프셋 DC 전압 레벨은, 필요하면, 규칙적으로 제어되고 조정되는 것이 달성되고, 이 같은 제어는 수많은 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들 어, 오프셋 DC 전압 레벨의 검사는, 각 측정 전압 펄스 후에, 다수의 상기 펄스 후에, 소정 시간 간격 등 후에, 모니터되는 회로망의 모든 성질에의 종속에서 및/또는 사용자 필요의 종속에서 수행될 수 있다. 따라서, 이 같은 방법으로 상기 장치는 상기 절연 임피던스의 모니터링을 자동적으로 유연하게 그리고 신뢰성있게 수행할 수 있다.

청구항 18에 개시된 바와 같은, 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 소정 단계, 예를 들어 소정 값 및/또는 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수의 본질적인 고정 값에 도달했을 때를 판단하기 위한 수단 및 그 결과로 상기 측정 펄스 전압을 종료하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

이에 의하여, 측정 펄스를 종료하는 기준이 특별한 필요 및/또는 환경의 견지에서, 예를 들어 고객의 요구 및 사양을 고려하여 확정될 수 있으므로, 부가된 유연성이 달성된다. 예를 들면, 상기 측정 펄스는 과도 상태가 예를 들어 어떤 필요, 기대, 사용자 요구 등을 고려하여 완료된 것으로 간주되자 마자 상기 장치에 의해 종료될 수 있다. 그러므로, 예를 들어 연속 샘플들 또는 이와 유사한 것들 간의 차이가 소정 값, 예를 들어 1%, 2%, 5% 등 보다 더 작을 때 상기 과도 상태가 종료되는 것이 상기 장치에 의해 판단될 수 있거나 또는 상기 차이에 대한 절대값이 사용될 수 있다. 더욱이, 측정된 신호의 시간 도함수는 비슷한 형태로 원하는 단계를 판단하는 데 사용될 수 있다.

유리하게, 청구항 19에 개시된 바와 같이, 상기 장치는 포지티브 및/또는 네 거티브 측정 펄스를 상기 회로망에 인가하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

이에 의하여, 네거티브 측정 전압 뿐만 아니라 포지티브 측정 전압, 예를 들어 각각에 대해 개별적으로 대응하는 특정한 처리결과가 상기 장치에 의해 제공될 수 있는 것이 달성되고, 회로망의 절연 상태에 관한 추가적인 유용한 정보가 제공될 수 있다.

청구항 20에 개시된 바와 같은, 특히 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 하나 또는 그 이상의 측정 전압 펄스에서 생기는 상기 모니터된 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수에 기초하여 상기 회로망의 절연 임피던스의 평가를 확립하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

이에 의하여, 다수의 부가적인 특징, 예를 들어 측정 전압의 극성에 따라 다를 수 있는 모니터된 임피던스와 관련한 정보가 상기 장치에 의해 제공되고, 특정 장애 상황이 사용자에게 나타내질 수 있는 것이 달성된다. 더욱이, 임피던스 레벨에서의 개발이 사용자에게 또한 제공될 수 있다.

유리하게, 청구항 21에 개시된 바와 같이, 상기 장치는 상기 절연 임피던스의 값, 예로 저항성 및/또는 용량성 절연 저항의 값을 나타내기 위한 디스플레이 수단을 포함할 수 있다.

청구항 22에 개시된 바와 같은, 다른 유리한 형태에 있어서, 상기 장치는 다른 측정 전압 펄스, 예로 네거티브 및 포지티브 전압 펄스와 관련한 값을 나타내기 위한 디스플레이 수단을 포함할 수 있다.

또한, 청구항 23에 개시된 바와 같이, 상기 장치는 특별한 장애 상황, 예로 상기 절연 임피던스가 소정의 임계값 이하일 때의 상황 및/또는 예로 변환기 또는 정류기 회로에서 예로 포지티브 또는 네거티브 브랜치와 관련한 장애를 나타내기 위한 시각적인 및/또는 청각적인 경보 수단과 같은 수단을 포함할 수 있다.

청구항 24에 개시된 바와 같은, 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 제1항 내지 제15항 중의 하나 이상의 항에서와 같은 방법에 따라 동작하도록 설계될 수 있다.

더욱이, 본 발명은 또한 비접지형 전기 회로망, 예를 들어 DC 및/또는 AC 회로망에서 청구항 16 내지 청구항 24 중의 하나 이상의 항에 따른 장치의 사용에 관한 것으로서, 상기 회로망은 예로 정류기 및/또는 다른 변환기들을 구비하는 다양한 부하를 포함한다.

본 발명에 따른 방법 및 장치는 소정 형태의 부하와 관련하여 그리고 소정 형태의 회로망과 관련하여 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 예를 들어 정류기 및/또는 다른 변환기들과 같은 부하들을 포함하는 회로망은 특별한 관심이 있다.

본 발명은 또한 비접지형 전기 회로망, 예를 들어 DC 및/또는 AC 회로망에서 청구항 16 내지 청구항 24 중의 하나 이상의 항에 따른 장치의 사용에 관한 것으로서, 상기 회로망은 하나 또는 그 이상의 페이즈 라인, 예로 단일-페이즈 시스템, 3-페이즈 시스템 등을 포함한다.

상기에서 그리고 이하에 설명되는 바와 같이, 회로망이 한 페이즈 라인 이상을 포함해도, 상기 회로망은 본 발명에 따른 단일 장치에 의해 모니터될 수 있다. 예를 들어, 한 페이지 라인과 관련하여 발생된 임피던스 장애는, 다른 페이즈 라인과 그라운드/어스 사이에 연결된 장치에 의해, 예를 들어 소스 예로 발전기의 페이즈 라인들 간의 연결에 기인한 장치에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는, 연결된 페이즈 라인에서 뿐만 아니라 회로망 시스템에 포함된 다른 페이즈 라인에서 그라운드/어스에 대한 절연 저항을 모니터할 것이다.

최종적으로, 본 발명은 또한 배와, 기차, 궤도 차량 등과 같은 수송 수단, 빌딩, 병원, 산업 시설, 광산 시설, 빌딩 현장 등의 비접지형 전기 회로망에서 청구항 16 내지 청구항 24 중의 하나 이상의 항에 따른 장치의 사용에 관련한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.

전기 발전기(10), 예를 들어 세개의 전원선(L1, L2, L3)에 각각 연결되고 공통 스타 접점(star point)(14)에 연결된 세개의 고정자 권선(11, 12, 13)이 있는 AC 발전기가 도시되어 있는 비접지형 전기 회로망이 도 1에 일반적으로 도시되어 있다. 스타 접점(14)은 그라운드(15), 예를 들어 배의 선체, 철도 기관차의 섀시 등에 연결되어 있지 않다. 그라운드에 대한 절연 저항을 모니터하기 위해서, 모니터링 장치(20)는 페이즈 라인들(L1, L2, L3) 중의 어느 하나와 그라운드 사이에, 예를 들어 페이즈 라인(L1)에 연결된 페이즈 단자(21)와 그라운드(15)에 연결된 그라운드 단자(22)에 연결된다. 이로써, 이하에 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 상기 페이즈 라인 중의 어떤 것과 그라운드 사이의 절연 저항을 모니터하는 것이 가능하고, 그리고 누설 경로, 예를 들어 페이즈 라인(L2)와 그라운드(15) 사이의 누설 경로(16)가 형성되었었는지의 여부 및/또는 받아들일 수 없는 낮은 절연 저항이 존재하는지의 여부를 검출하는 것이 가능하다.

종래기술에 의한 절연 저항 모니터링 장치 또는 절연 저항 미터가 도 2에 도시되어 있다. 여기서, DC 소스(23), 예를 들어 12V 배터리는 측정 전압을 제공하는 SL 단자(22)에 연결된 것으로 도시되어 있다. 상기 측정 전압은 그라운드(15)와 한 페이즈 라인 사이에 인가되고, 대응 누설 전류가 회로에 흐르게 한다. 상기 누설 전류는 페이즈 단자(21)에 연결된 측정 수단으로 측정되고, 상기 측정 수단은 메인 주파수가 측정시 방해받지 않게 하는 저역통과필터(24)를 포함한다. 저역통과필터(24)는 또한 측정될 적절한 신호, 예를 들어 중첩 펄스 전압에 의해 야기되는 전압을 제공하는 공지의 저항기, 예를 들어 적은 허용오차를 가지는 저항기로서 작용하는 저항기(30)를 포함한다. 더욱이, 상기 신호는 부재번호 25에서 증폭되고, 예를 들어 가동 코일 계기 및 표시기(27)(28), 예를 들어 LED 표시기를 포함하는 디스플레이(26)에 입력된다. 계기(26)의 포인터는 소정 스케일, 예를 들어 ㏁ 및/또는 "허용가/허용불가(acceptable/not acceptable)"로 절연 저항을 나타낸다. 표시기(27)(28)는 예를 들어 상기 계기가 준비되어 있는 것과, 장애가 발생한 것, 즉 절연 저항이 미리정해진 레벨 이하에 있는 것을 표시할 수 있다.

따라서, 간섭 AC 전압은 예를 들어 초코(choke), 필터 또는 이와 유사한 것에 의해 보장되는 동안, 두개의 도체 사이의 저항성 저항은 DC 기준 전압을 도입하고 공지의 저항, 예를 들어 저항기(30)를 통해 흐르는 처리결과 전류를 측정함으로써 측정된다. 그러나, 이와 같은 원리는 도체 사이에 어떤 전압이 없거나 또는 AC 전압이 있는 기간 동안은 매우 잘 작용하지만, 회로망에 어떤 DC 전압은 상기 방법 을 부적절하게 한다. 이 같은 DC 전압은 사용되는 기준 전압에 직접적으로 비례하는 에러를 가져온다. 더욱이, 예를 들어 1000V까지의 DC 전압은 대부분의 표준 오옴-미터를 고장낸다.

도 3은 절연 임피던스, 예를 들어 일반적으로 예로 들어 또한 AC 소스 뿐만 아니라 DC 소스를 포함하는 회로망의 저항에 대한 모니터링을 허용하는 본 발명의 일실시예에 따른 장치 및 방법의 일반적인 원리를 도시하는 블록도이다.

여기서, 측정 전압은 소스(40)에 의해 나타내지는 데, 이것은 배터리 또는 다른 형태의 안정적인 전기 에너지 소스일 수 있는 DC 전압을 포함한다. 이 소스(40)는 도시된 바와 같이 단자(42, 41, 43)에 의해 각각 제로 전압, 포지티브 전압 및/또는 네거티브 전압을 공급할 수 있다. 이들 단자들은 측정 전압 또는 제로 전압을 제공하기 위해 도시된 바와 같이 그라운드 단자(22)(SL)에 연결될 수 있다.

상기 측정 수단은, 그 연결이 변경될 수 있다는 것이 이해될 것이지만, 페이즈 단자(21)(P)에 연결되는 종래기술(도 2)과 관련하여 위에서 설명한 것과 유사하다. 위에서 설명한 바와 같이, 저역통과필터(24)는 AC 소스, 즉 AC 주파수의 영향을 보상하기 위한 측정 브랜치에 포함된다. 이 저역통과필터(24)는 상기에서 설명한 바와 같이 공지의 저항기(30)를 포함한다. 저역통과필터(24)로부터 상기 측정 신호는 일반적으로 부재번호 46으로 표시된 오프셋 조정부에 입력된다. 이것은, 예시적인 목적으로, 적절한 DC 오프셋 전압을 설정하기 위한 포지티브 전압 소스(47), 네거티브 전압 소스(49) 및 조정가능한 저항기(48)(49)를 갖춘다. 도시된 바와 같이, 오프셋 조정 장치(46)는 로직 제어기, 마이크로-프로세서 또는 유사한 수 단(54) 형태의 제어 수단에 의해 제어될 수 있다.

상기 측정 신호가 오프셋 조정 장치(46)를 거친 후에, 상기 측정 신호가 처리결과 측정 신호(57)의 형태로 제어수단(54)에 도달하기 전, 조정가능한 다른 저역통과필터(56)가 준비된다. 이 처리결과 측정 신호(57)는 또한 미분기(58), 예를 들어 측정 신호(57)의 시간 도함수(59)를 형성하는 수단의 입력을 형성하는 데, 상기 시간 도함수는 제어 수단(54)에 의해 평가된다. 더욱이, 제어 수단(54)은 종래기술과 관련하여 위에서 설명한 바와 같은 예를 들어 가동-코일 계기의 형태일 수 있는 디스플레이 수단(60)에 연결된다. 상기 디스플레이 수단은, 또한 다른 표시기(61, 62, 63), 예를 들어 LED 표시기를 포함할 수 있는 데, 이들의 기능은 이하에서 더 상세하게 설명된다.

도 3에 도시된 장치는 단자(21)(22)에 의해서 DC 소스 뿐만 아니라 AC 소스를 포함하는 회로망에 연결될 수 있다. 초기에, 측정 전압은 회로망에 연결되지 않을 것인 데, 예를 들어 측정 전압 소스(40)의 제로 전압 단자(42)가 적용될 것이다. 단자(21)로부터의 측정 전압은, 위에서 설명한 바와 같이 상기 회로망의 AC-소스(들)에서 생긴 AC 성분을 제거하는 효과를 가지는 저역통과필터(24)를 경유하고, 어떤 전압 소스도 인가되지 않은 오프셋 조정 수단(46)를 경유하고, 그리고 조정가능한 저역통과필터(56)를 경유하여, 처리결과 측정 신호(57)로서 상기 제어수단에 입력된다. 시스템의 페이즈 라인과 그라운드 사이의 용량(커패시턴스) 때문에, 측정 신호(57)는 상기 용량이 충분히 충전될 때까지 과도적으로 변화하는 데, 이 같은 상태는 신호(57)의 시간-종속을 관찰함으로써, 예를 들어 미분기(58)의 수단에 의해 판단될 수 있다. 상기 미분기의 출력(59)이 안정 레벨, 예를 들어 본질적으로 제로에 도달했을 때, 상기 레벨이 본질적으로 일정하거나 또는 각 구간에서 소정 크기 이상으로 변하지 않을 때, 신호(57)의 레벨이 판단된다. 만일 이것이 제로(또는 실질적으로 제로)가 아니면, DC 소스가 회로망에 존재하고, 절연 저항은 측정 DC 전압(40)을 단순히 인가함으로써 판단될 수 없다. 신호(57)의 극성/부호에 따르면, 제어 수단(54)은 제어 또는 통신 라인(52)을 경유하여 포지티브(47) 또는 네거티브(49) 오프셋 전압을 회로망에 인가하고, 측정 신호(57)의 레벨이 제로(또는 본질적으로 제로)일 때까지 오프셋 전압(조정가능 저항기(48 또는 50)에 의한 것으로 도시된)을 조정한다.

이것이 확립되었을 때, 측정 전압 펄스, 포지티브(41) 또는 네거티브 전압 중의 어느 하나가 제어 또는 통신 라인(55)을 통해 제어수단(54)에 인가되고 제어된다. 측정 펄스 전압이 인가될 때, 측정 신호(57)는 예를 들어 시간 도함수(59) 또는 유사한 것을 형성함으로써 관찰되고, 측정 신호(57)의 레벨이 상수(실질적으로 상수)로 판단될 때, 이것은 예를 들어 일반적으로 공지되고 종래기술에서 설명된 방법에 의해 회로망 시스템의 절연 저항을 판단하기 위한 관련 신호인 것으로 고려된다. 원하는 측정 신호가 판단되어졌을 때, 상기 측정 펄스 전압은 연결해제되고 상기 절연 저항은 디스플레이(60)에 표시될 수 있다.

조정가능한 저역통과필터(56)의 기능은 이하에 더 상세하게 설명된다. 이 필터(56)는 측정시에, 예를 들어 잡음 신호 등에 의해 기인한 가능성 변동을 보상하도록 작용한다. 상기 필터는 측정 신호, 예를 들어 측정된 DC 전압, 측정된 절연 저항, 측정된 전류 등에서의 변화량의 평균을 수행한다. 조정가능 필터(56)는 제어수단(54)에 의해 제어될 수 있고, 이와 같은 방법으로 모니터링을 위해 신속한 응답 시간을 주는 필터의 설정이 초기에 사용된다. 상기와 같은 설정이 원하는 처리결과를 주지 않으면, 상기 필터는 예를 들어 응답 시간을 증가시킴으로써 상기 신호의 적절한 평균을 달성하도록 조정될 수 있다. 예를 들면, 상기 필터는 증가적으로 또는 단계적으로, 예를 들어 다섯 단계로 조정될 수 있고, 여기서 이들의 마지막은 예를 들어 0.05Hz 주파수의 평균을 제공할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이는 예를 들어 가동-코일 계기의 포인터에 부가하여 다수의 표시기들(61, 62, 63)를 포함할 수 있다. 상기의 가동-코일 계기 대신에 절연 저항의 값을 표시하는 다른 수단, 예를 들어 디지털 판독 수단 등이 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 한 표시기(61)는, 다른 두 표시기 각각이 특별한 형태의 절연 저항 장애, 예를 들어 극성을 표시하도록 작용할 수 있는 반면에, 상기 장치가 동작 상태에 있는 것을 표시하도록 작용할 수 있다. 예를 들면, 변환기 회로의 정류기의 한 특별한 브랜치에 관련한 장애는 표시기(62)에 의해 표시될 수 있고, 반면에 대향하는 브랜치에 관련한 장애는 표시기(63)에 의해 표시될 수 있다. 유사한 것은 회로망 등의 본래 배터리에 관련한 절연 결점으로 간주한다. 포지티브 측정 전압은 네거티브 측정 전압이 표시된 결점 및 절연 저항의 상기 결점에 대해 반대로 인도되는 동안 측정된 결점으로 인도되지 않기 때문에, 상기 장애 예를 들어 상기 결점의 극성은 측정 펄스 전압에 대한 다른 극성을 사용함으로써 검출된다. 따라서, 다른 극성의 측정 펄스 전압을 사용하고 처리결과를 평가함으로써, 측정에 관계한 다른 정보가 상기 특별한 장애 상황과 관련하여 제공되고 표시될 수 있다. 더욱이, 다른 값들 예를 들어 네거티브 측정 펄스 및 포지티브 펄스에 대응한 절연 저항, 절연 저항 및 절연 용량 등이 디스플레이 수단(60)에 의해 동시에 표시될 수 있다는 것이 주목된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치를 도시하는 데, 이것은 도 3과 관련하여 상기에서 설명한 장치와 유사한 방법으로 동작한다. 도 4에 있어서, 상기 장치 또는 계기는 일반적으로 부재번호 74로 지시되고, 페이즈 라인(70) 및 보호 또는 그라운드 라인(15)(또는 배의 선체 등)에 연결된다. 상기 두 라인 사이에, 절연 저항(72), 예를 들어 선체에 대한 용량(커패시턴스; 73), AC 발전기(10) 및 DC 발전기(71)가 도시되었다. 본 발명의 목적은, 앞서 설명한 바와 같이, 절연 저항(72)를 측정하고, 모니터하고 또는 평가하는 것이다. 계기(74)는, 디스플레이 수단, 예를 들어 가동-코일 계기, 디지털 수단 등(도 4에 미도시됨)이 또한 위치되는, 보통의 하우징으로 캡슐화될 수 있고, 이로써 콤팩트 구조를 제공한다.

도 3에 도시된 대응 수단에 의해 수행되는 모든 기능들은 예를 들어 마이크로프로세서에 의해 수행될 수 있으므로, 도 4에 도시된 장치는 디지털화된 방법으로 마이크로프로세서 또는 유사한 것(76)에 의해 동작하고, 이로 인해 아날로그형 필터 등에 대한 필요를 또한 피할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

전술한 바와 같이, 제로 기준 전압은 초기에 또는 첫째 단계에 마이크로프로세서(76)의 디지털-아날로그 변환기(DAC-B)(80)를 경유하고, 증폭기 수단(77), 저항기(78) 및 가능한 코일(79)을 경유하여 도체(15)(70)에 인가된다.

미분 증폭기(82)에 의해서, 측정이 예를 들어 단자(22), 코일(84) 및 저항기(85)를 경유하여 수행되고, 증폭기(82)의 출력은 아날로그-디지털 변환기(ADC)(87)를 경유하여 제공된다. 만일 이것이 위에서 설명한 바와 같이 제로가 아니면(또는 실질적으로 제로가 아니면), 마이크로프로세서(76)는 디지털-아날로그 변환기(DAC-A)(81) 및 미분 증폭기(82)의 다른 입력 게이트의 저항기(83)에 의해 오프셋 조정을 제공할 것이다. 마이크로프로세서(76)는 미분 증폭기(82)의 출력(86)이 제로, 예를 들어 ADC(87)의 출력이 될 때까지 자동 오프셋 조정을 수행하도록 제어된다.

이후에, DC 전압 소스(71)의 효과는 본질적으로 제거되고, 원리적으로 오옴 측정이 발생할 수 있다. 따라서, 이 단계에서 기준 측정 전압은 예를 들어 마이크로프로세서(76)의 디지털-아날로그 변환기(DAC-B)(80)에 의해서 증폭기 수단(77), 저항기(78) 및 코일(79)을 경유하여 단자(21)에 인가되고, 그 처리결과 전류가 미분 증폭기(82) 또는 ADC(87)의 출력이 상수 레벨에 도달했을 때, (ADC(87)로부터의 출력에 대응하여) 측정된다.

상기 측정을 수행하기 위한 적절한 시간 순간의 측정 및 판단은, 예를 들어 신호의 시간 도함수를 평가하고 이것이 실질적으로 제로일 때를 판단하고, 연속적인 구간 또는 이와 유사한 구간에서 측정된 값을 평가함으로써, 위에서 설명한 바와 같이 도 3과 연관하여 수행될 수 있다. 실제적으로, 찾아진 측정을 판단하기 위한 적절한 시간은 연속적인 샘플 간의 차이가 미리정해진 값 이하일 때의 순간으로 판단될 수 있다.

따라서, 측정된 값, 예를 들어 ADC(87)의 출력은, 과도 상태가 지나갔을 때, 예를 들어 공지된 수단에 의해 절연 저항(72)을 판단하고, 상기 절연 저항을 상기 디스플레이(도 4에는 미도시)에 디스플레이하는 데 사용된다. 더욱이, 판단된 값이 소정 범위를 초과할 때, 예를 들어 광학적인, 예로 LED 표시기에 의해서, 청각 경보 등에 의해서 경보가 주어질 수 있다.

더욱이, 도 3과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이, 측정이 수행된 후에, 다시재개된 측정은 같은 극성 또는 반대 극성을 가지는 새로운 측정 펄스 전압을 인가함으로써 수행될 수 있고, 또한 만일 필요하면 초기 단계와 연관하여 설명한 바와 같이 오프셋 조정이 다시 검사되고 조정될 수 있다.

더욱이, 도 4에 도시된 실시예에 의해서 뿐만 아니라 도 3에 도시된 장치에 의해서 회로망의 용량성 절연 저항을 모니터하는 것이 가능하다는 것이 주목된다. 이것은 당업자에게 자명한 다수의 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 과도 상태 동안 모니터된 또는 측정된 신호들은 분석되고 평가될 수 있고, 이에 따라 회로망과 그라운드 사이에서 임피던스의 충전시에 포함되는 커패시턴스가 예를 들어 마이크로프로세서 또는 유사한 것, 예로 제어수단(54) 또는 마이크로프로세서(74)에 의해 판단될 수 있다.

본 발명에서 이용가능한 선택사양 및 달성된 유연성에 의해 이용가능한 선택사양을 추가적으로 설명하기 위해, 다수의 측정 시퀀스들이 본 발명의 실시예에 따른 장치의 동작을 도시하는 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명된다. 이들 도면의 각각은 질문으로 회로망에 인가된 기준 또는 측정 전압(U)을 도시하고, 그 아래에는 측정 펄스 전압, 예를 들어 측정된 전압 예를 들어 공지된 저항기에 인가된 전압의 시간 도함수(du/dt), 연속 샘플 사이의 차이 등의 적용 동안, 과도 상태를 나타내는 신호가 도시된다. 도면의 단순화를 위해서, 상기 신호는 도 5 내지 도 8에서 du/dt로 표시되지만, 예를 들어 과도 조건을 나타내는 적절한 신호 또는 값이 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 5에는, 초기에 t1에서 t2까지의 오프셋 조정이 전술한 바와 같이 수행되고, 그 후에 포지티브 측정 또는 기준 전압 펄스가 인가되는 예가 도시된다. 과도 상태가 모니터되고, t3에서 상수 레벨이 도달되었는지가 판단된다. 따라서, 측정 전압은 제거되고, 절연 저항의 판독이 수행된다. 시간 t4에서, 새로운 측정 펄스 전압이 인가되고, 과도 상태 예를 들어 du/dt가 모니터되고, 상수 레벨이 t5에 도달될 때 절연 저항의 새롭게 판단된 값의 판독 등이 수행된다. 측정 시퀀스의 소정 횟수 후에, 소정 시간 간격 후에 또는 다른 요소에 대한 종속 상태에서, 오프셋 검사가 예를 들어 t8에서 처럼 수행되고, 시간 t9 그 후에 측정 전압 펄스가 다시 인가될 때까지 가능한 조정이 있을 수 있다.

초기 오프셋 조정은 현재의 설정을 확인하기 위한 조치를 포함하고 반면에 오프셋 검사는 설정에서의 변경을 거의 포함하지 않으므로, 초기의 오프셋 조정에는 오프셋 검사 보다 더 많은 시간이 걸릴 수 있고, 예를 들어 만일 회로망에서 DC 전압 소스(들) 레벨이 변하지 않으면, 재조정에 대한 필요가 없다는 것이 이해될 것이다.

더욱이, 측정 펄스 전압이 인가되는 시간 간격, 예를 들어 t2에서 t3, t4에서 t5, t6에서 t7이, 비록 도 5(다음 도면들에 대해서 대응적으로)에서 본질적으로 같은 길이인 것으로 도시되었지만, 그 길이는 회로망의 특성, 예를 들어 회로망과 그라운드 사이의 커패시턴스를 인가된 전압으로 충전하는 데 걸리는 시간에 종속하고, 그리고 측정 펄스는 과도 상태가 종료된 것이 판단될때 까지만 인가된다는 것이 이해될 것이다.

도 6에 도시된 예는, 측정 전압의 극성이 교번하는 것, 예를 들어 시간 t4'에서 t5'까지 네거티브 전압이 인가되는 것 이외에는 도 5에 대응하고, 이로 인해 장애 상황에 의존하는 극성과 관련한 앞서 설명한 부가 특성들이 달성된다.

도 7에 도시된 예는, 오프셋 검사가 포지티브 및 네거티브 기준 또는 측정 펄스 전압이 인가된 후에 그리고 대응하는 판독 기간 후, 예를 들어 시간 t6''에서 수행된다는 점에서 도 6에 도시된 예와 상이하다.

더욱이, 도 8은 모든 측정 전압 및 판독 기간 후에, 예를 들어 시간 t4'''에서, 시간 t7''' 등에서 오프셋 검사가 수행되는 실시예를 도시한다. 이에 따라, 회로망에서 DC 전압 레벨의 변화에 의해 기인된 에러의 가능성이 도 5 내지 도 7에 도시된 다른 예들에 비교해서 최소화될 것이라는 것이 이해될 것이다. 그러나, 만일 상기 변화가 거의 드물거나 및/또는 작을 것으로 기대되면, 도 8에 도시된 주기성으로 오프셋 검사를 수행하는 것이 필요하지 않을 수 있을 것으로 또한 이해될 것이다.

예를 든 것처럼, 본 발명에 따른 방법 및 시스템은 자유롭게 다수의 변형물로 적용될 수 있고, 이로 인해 본 발명은 종래기술의 시스템과 비교해서 보이지 않 는 정도의 유연성을 허용하고, 또한 다양한 특정 응용에 적응하는 방법 및 장치를 허용한다.

그러므로, 측정 전압 펄스가 도 5 내지 도 8에서 본질적으로 비슷한 진폭인 것처럼 도시되었지만, 이 측정 전압 펄스는 진폭이 변화할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러므로, 상기 진폭은 극성에 따라 다를 수 있고, 상기 진폭은 시간 상에서, 예를 들어 회로망의 특성, 응용(들), 사용자 요청 등에 따라 변경될 수 있다.

또한, 제어수단, 예를 들어 마이크로프로세서는 수많은 다른 방법으로 동작될 수 있고, 특별한 필요, 요청, 응용 등에 종속되어 수행하도록 설계될 수 있다.

상기에서, 본 발명은 특정한 실시예와 도면으로 도시된 것을 참조하여 상세하게 설명하였다. 본 발명은 많은 다른 형태와 변형물로 수행될 수 있고, 상기 설명된 본 발명의 예들에 한정되지 않아야 한다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 정해진다.

Claims (27)

1. DC 및/또는 AC 회로망과 같은 비접지형 전기 회로망의 절연 모니터링 방법으로서, 회로망과 그라운드(ground) 사이의 피할 수 없는 저항성 및 용량성 절연 저항을 포함하는 절연 임피던스가 존재하고, 펄스 전압 형태의 측정 전압이 회로망과 그라운드 사이에서 모니터되는 상기 회로망에 인가되는 방법에 있어서,

   - 초기에 모니터되는 상기 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 본질적으로 보상될 때까지 오프셋 DC 전압이 인가되고 조정되는 단계,

   - 상기 측정 전압의 전압 펄스가 회로망과 그라운드 사이에서 상기 회로망에 인가되는 단계,

   - 소정의 단계가 도달할 때까지, 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 모니터되는 단계, 및

   - 상기 소정의 단계에서 판단된 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 상기 회로망의 절연 임피던스의 평가를 확립하는 데 사용되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 측정 전압의 전압 펄스는 포지티브 전압 또는 네거티브 전압일 수 있고, 상기 소정의 단계가 도달할 때 종료되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정 전압의 전압 펄스에 이어서 다른 또는 동일한 극성을 가지는 후속 전압 펄스가 뒤따르고,

   - 소정의 단계가 도달될 때까지 상기 후속 전압 펄스에 의해 초래된 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 모니터되고, 및

   - 상기 소정 단계에서 판단된 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 상기 회로망의 절연 임피던스의 후속 평가를 확립하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 회로망의 절연 임피던스의 평가 또는 평가들의 처리결과가, 예를 들어 평가한 직후에 및/또는 상기 측정 전압의 대응 전압 펄스 다음으로 이어지는 적어도 판독 기간 동안 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 방법은 다른 극성을 가지는 적어도 두개의 측정 전압 펄스의 인가를 포함하고, 평가된 절연 임피던스가 예를 들어 포지티브 및 네거티브 측정 전압 펄스에 각각 대응하는 판독 및/또는 디스플레이를 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수의 미리정해진 값이 도달될 때, 상기 소정의 단계가 도달되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수의 본질적인 고정 값이 도달될 때, 상기 소정의 단계가 도달되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 DC 오프셋 전압의 상기 조정은 상기 회로망의 전류 또는 이것으로부터의 유도변수(derivable)를 모니텅하는 동안 수행되고, 모니터되는 상기 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 상기 DC 오프셋 전압이 상기 전류 또는 이것으로부터의 유도변수에 본질적으로 대응하는 효과를 제공할 때, 예를 들어 이들 사이의 차이가 미리정해진 구간, 예를 들어 본질적으로 제로인 구간내에 있을 때 보상되는 것으로 간주되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 측정 전압의 전압 펄스의 종료에 이어서, 모니터되는 상기 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 상기 오프셋 DC 전압에 의해 보상되는지가 제어되고, 만일 필요하면 조정이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 회로망의 절연 임피 던스의 상기 평가는 상기 회로망의 저항성 절연 저항의 판단을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 회로망의 절연 임피던스의 상기 평가는 상기 회로망의 용량성 절연 저항의 판단을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 모니터되는 상기 비접지형 전기 회로망은 정류기 및/또는 다른 변환기들과 같은 부하를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 모니터되는 상기 비접지형 전기 회로망은 하나 또는 그 이상의 페이즈(phase; 상), 예를 들어 3-페이즈 회로망를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 방법은 상기 절연 임피던스가 소정의 임계값 이하인 경우 경보, 예를 들어 청각 경보 및/또는 시각 경보를 활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 방법은 특별한 장애 상황, 예를 들어 예로 변환기 또는 정류기 회로에서의 포지티브 또는 네거티브 브랜치와 관련한 장애를 검출하고 가능하다면 이를 표시하기 위해 적어도 두개의 판단된 절연 임피던스 값에 기초하여 평가를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. DC 및/또는 AC 회로망과 같은 비접지형 전기 회로망의 절연 모니터링을 위한 장치로서, 회로망과 그라운드(ground) 사이에 피할 수 없는 저항성 및 용량성 절연 저항을 포함하는 절연 임피던스가 존재하며, 펄스 전압 형태의 측정 전압을 회로망과 그라운드 사이에서 모니터되는 회로망에 인가하기 위한 수단과 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수를 모니터하기 위한 수단을 포함하는 장치에 있어서,

    상기 장치는 조정가능한 오프셋 DC 전압을 인가하기 위한 수단과, 상기 오프셋 DC 전압의 오프셋을 모니터하기 위한 수단 및 상기 회로망에 내재하는 예상가능한 DC 전압이 보상될 때까지 상기 조정가능한 오프셋 DC 전압을 자동으로 조정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 장치는 특정 단계에서, 예를 들어 측정 전압 펄스에 이어서, 소정 구간에 대해, 예를 들어 다수의 측정 전압 펄스가 인가된 후에, 상기 조정가능한 오프셋 DC 전압의 자동 조정을 수행하기 위한 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 장치는 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수가 소정 단계, 예를 들어 소정 값 및/또는 상기 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수의 본질적인 고정 값에 도달했을 때를 판단하기 위한 수단 및 그 결과로 상기 측정 펄스 전압을 종료하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제16항 내지 제18항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 장치는 포지티브 및/또는 네거티브 측정 펄스를 상기 회로망에 인가하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제16항 내지 제19항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 장치는 하나 또는 그 이상의 측정 전압 펄스에서 생기는 상기 모니터된 처리결과 전류 또는 이것에서 유도된 변수에 기초하여 상기 회로망의 절연 임피던스의 평가를 확립하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제16항 내지 제20항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 장치는 상기 절연 임피던스, 예로 저항성 및/또는 용량성 절연 저항의 값을 나타내기 위한 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 장치는 다른 측정 전압 펄스, 예로 네거티브 및 포지 티브 전압 펄스와 관련한 값을 나타내기 위한 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제16항 내지 제22항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 장치는 특별한 장애 상황, 예로 상기 절연 임피던스가 소정의 임계값 이하일 때의 상황 및/또는 예를 들어 변환기 또는 정류기 회로에서 예로 포지티브 또는 네거티브 브랜치와 관련한 장애를 나타내기 위한 시각적인 및/또는 청각적인 경보 수단과 같은 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제16항 내지 제23항 중의 하나 이상의 항에 있어서, 상기 장치는 제1항 내지 제15항 중의 하나 이상의 항에서와 같은 방법에 따라 동작하도록 설계된 것을 특징으로 하는 장치.
25. 비접지형 전기 회로망, 예를 들어 DC 및/또는 AC 회로망에서 제16항 내지 제24항 중의 하나 이상의 항에 따른 장치를 사용하는 방법으로서, 상기 회로망은 예를 들어 정류기 및/또는 다른 변환기들을 구비하는 다양한 부하를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
26. 비접지형 전기 회로망, 예를 들어 DC 및/또는 AC 회로망에서 제16항 내지 제24항 중의 하나 이상의 항에 따른 장치를 사용하는 방법으로서, 상기 회로망은 하 나 또는 그 이상의 페이즈 라인, 예로 단일-페이즈 시스템, 3-페이즈 시스템 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 배와, 기차, 궤도 차량 등과 같은 수송 수단, 빌딩, 병원, 산업 시설, 광산 시설, 빌딩 현장 등의 비접지형 전기 회로망에서 제16항 내지 제24항 중의 하나 이상의 항에 따른 장치를 사용하는 방법.

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