KR20130002654U

KR20130002654U - 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기

Info

Publication number: KR20130002654U
Application number: KR2020110009449U
Authority: KR
Inventors: 홍성곤; 김용달; 이주현; 오기석
Original assignee: 한국철도공사
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-05-03

Abstract

본 고안은 철도 변전소 특히 배전반에 취부되는 직류 보호계전기의 정상 작동 여부를 체크하기 위하여 시험기에 공급하는 전류의 크기를 1[mA] 단위까지 세밀하게 조절이 가능하도록 하여 직류 보호계전기의 정확한 동작과 시간을 체크하여 직류 보호계전기의 성능 확보는 물론 운행중 고장사고를 예방하고 정시운행을 확보할 수 있도록 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기에 관한 것이다.
본 고안에 따른 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기는, 철도 변전소의 배전반에 취부된 직류 보호계전기의 성능을 시험하는 시험기인데, 전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 인가되는 AC를 DC로 변환시키는 전원변환부; 상기 전원변환부로부터 인가되는 전류값을 조정하며, 조정된 전류를 시험할 계전기에 연결하여 공급하는 전류조정부; 시험할 계전기와 연결되는 계전기단자부; 상기 계전기단자부와 연결되어 계전기의 작동 여부를 표시하는 계전기 동작표시부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기{Tester for DC over current relay of railway substation}

본 고안은 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 철도 변전소의 배전반에 취부되는 직류 보호계전기의 정상 작동 여부를 체크하기 위하여 시험기에 공급하는 전류의 크기를 1[mA] 단위까지 세밀하게 조절이 가능하도록 하여 직류 보호계전기의 이상 여부 및 성능을 정확하게 체크할 수 있는 직류 과전류 계전기 시험기에 관한 것이다.

계전기란 입력되는 전압 또는 전류가 어떤 일정한 값이 되면 on/off 작동하거나 일정 조건에서 한정된 시간 동안만 작동하는 스위치인데, 이와 같이 일정 조건에서 스위칭 동작을 하는 것을 계전기(relay)라 하며, 계전기는 해당 계전기에 과전압 또는 과전류가 걸렸을 때 회로를 차단시켜 부하를 보호하는 기능도 중요한 기능 중의 하나이다. 이러한 계전기는 외부에서 전달되는 전원 전류에 의해 코일에 자계력이 형성되면서 스위치가 on되거나 off될 수 있도록 되어 있다. 그러나 계전기는 정격이상의 전류가 흐르거나 이상전압이 발생했을 때 접점이 불꽃에 의해서 녹으며 접점이 변형되어 작동을 할 수 없게 되는 등의 고장이 발생하게 된다.

철도차량은 동력을 발생시키는 기관차, 기관차에 연결되어 화물이나 승객을 실어 나르는 화차 또는 객차, 전동차 등 다양한 종류가 있으며, 교류 보호계전기 및 직류 보호계전기가 설치되어 있는데, 전동차의 경우 현재 일산선(3호선)과 서울매트로(1～4호선) 및 도시철도공사(5～8호선)에서 운영하는 전동차는 전원공급방식이 모두 직류전원이기 때문에 직류 보호계전기만을 사용하고 있다.

교류 보호계전기는 통상적으로 계기용 변류기(교류 전류계의 측정 범위를 확대하기 위해 사용되는 측정용 또는 제어용 변압기로, 보통 CT라는 약어로 부르며, 고전압의 전류를 저전압의 전류로 변성하는 경우에도 사용됨)에서 1～수십[A]까지 전류를 공급받아 지정된 설정값을 초과하게 되면 차단기를 개방시키게 되어 있는 반면, 직류 보호계전기는 급전선로에 션트(shunt, 전류를 측정하기 위해 회로 중간에 낮은 저항을 넣고 저항 양단에 발생하는 전압을 측정하여 전류값을 알아내는 것)를 사용하여 급전선에 전류를 받아 보호계전기로 공급하고 지정된 설정값을 초과하면 차단기를 개방시키게 되어 있다.

그런데, 현재 현장에서 사용되고 있는 직류 보호계전기 시험기는, 시험기 자체가 무겁고 구성이 복잡할 뿐만 아니라 전류의 기본 설정값을 10[mA] 단위로 변환시키도록 설정되어 있고 1[mA] 또는 그 이하 단위로는 전류값을 변환시킬 수 없게 되어 있어서 시험기를 이동시켜서 작업하기도 매우 불편하지만, 실제 배전반에 장착되어 있는 직류 보호계전기는 대부분 24[mA]에서 작동하도록 되어 있는데, 현재 사용하고 있는 시험기의 전류값은 10[mA], 20[mA], 30[mA]에서만 측정할 수 있고 전류값을 미세하게 조정할 수 없기 때문에 24[mA]에서 보호계전기가 정상적으로 작동하는지 여부를 정확하게 체크할 수 없어서, 전류를 공급했을 때부터 보호계전기가 동작했을 때까지의 시간을 측정하여 이상 여부를 판단하고 있는 실정이다.

즉, 현재 사용하고 있는 시험기는 입력 전류의 공급단위를 1[mA] 단위로 세밀하게 조정할 수 없어서 20[mA] 또는 30[mA]로 설정하여 전류를 도통시킨 다음, 보호계전기의 동작 유무와 동작시까지 걸린 시간만을 측정하여 작업자의 경험에 의해 판단하기 때문에 보호계전기의 최소동작영역과 특성곡선 설정치에 의한 특성 측정이 불가능할 뿐만 아니라 측정 오류가 많이 발생하여 검수시 보호계전기의 기능검사가 제대로 이루어지지 않아 보호계전기의 성능 파악이 제대로 이루어지지 못하고 있기 때문에 전동차 운행중 고장사고가 잦고, 계전기의 동작이 늦어 열차 정시운행에 많은 지장을 초래하는 등 많은 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은, 철도 변전소 특히 배전반에 취부되는 직류 보호계전기의 이상 및 정상 작동 여부를 체크하기 위하여 시험기에 공급하는 전류의 크기를 1[mA] 단위까지 세밀하게 조절이 가능하도록 하여 직류 보호계전기의 정확한 동작과 시간을 체크하여 직류 보호계전기의 이상 여부를 체크함과 아울러 성능 확보는 물론 운용중 고장사고를 예방하고 정시운행을 확보할 수 있도록 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 고안에 따른 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기는, 철도 변전소의 배전반에 설치된 직류 보호계전기의 성능을 시험하는 시험기인데, 전원을 공급하는 전원부; 상기 전원부로부터 인가되는 AC를 DC로 변환시키는 전원변환부; 상기 전원변환부로부터 인가되는 전류값을 조정하며, 조정된 전류를 시험할 계전기에 연결하여 공급하는 전류조정부; 시험할 계전기와 연결되는 계전기단자부; 상기 계전기단자부와 연결되어 계전기의 작동 여부를 표시하는 계전기 동작표시부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 시험기는 전류표시부를 더 포함하며, 상기 전류표시부는 상기 전류조정부에서 조정되어 인가되는 전류값을 디지털로 표시해 준다.

바람직하게는, 전류조정부는 전류값을 1[mA] 단위로 조정하는 볼륨스위치를 구비하며, 상기 볼륨스위치로 조정한 전류값을 고정시키는 고정스위치를 구비한다.

바람직하게는, 계전기단자부는 시험할 계전기에 전류가 투입되어 동작하는데 걸리는 시간을 측정하는 타임회로와 연결되며, 시험기는 상기 타임회로가 작동하는데 걸리는 시간을 디지털로 표시해 주는 타임회로 동작표시부를 더 구비한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 고안에 따른 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기는, 철도 변전소 특히 배전반에 취부되는 직류 보호계전기의 정상 작동 여부를 체크하기 위한 것으로, 시험기에 공급하는 전류의 크기를 1[mA] 단위까지 세밀하게 조절이 가능하도록 했기 때문에 직류 보호계전기의 정확한 동작과 동작하는데 걸리는 시간을 체크할 수 있어서, 직류 보호계전기의 이상 여부는 물론 성능을 정확하게 체크하여 확보할 수 있으므로 열차의 운용중 고장사고를 예방하고 정시운행을 확보할 수 있도록 해준다.

도 1은 본 고안에 따른 계전기 시험기의 사시도이다.
도 2는 본 고안에 따른 계전기 시험기의 구성을 나타내는 블럭도이다.

본 고안에 따른 직류 과전류 계전기 시험기의 가장 큰 기술적 특징은, 시험기에 공급하는 전류의 크기를 1[mA] 단위까지 세밀하게 조절이 가능하도록 했기 때문에 직류 보호계전기의 정확한 동작과 동작에 걸리는 시간을 체크할 수 있어서, 직류 보호계전기의 최소동작전류와 성능을 확보할 수 있으므로 열차의 운행중 고장사고를 예방하고 정시운행을 확보할 수 있도록 한다는 점이다.

본 발명의 과전류 계전기 시험기(10)는, 구성도 간단하지만 가볍기 때문에 필요한 작업장소로 휴대하고 다니면서 시험할 수 있는 장비인데 전원부(11), 전원변환부(12), 전류조정부(13), 계전기단자부(15) 및 계전기 동작표시부(16)를 기본적인 구성으로 포함한다.

전원부(11)는 외부에서 AC 전원을 공급받아 시험기에 공급하는 구성이며, 전원변환부(12)는 전원부(11)로부터 인가되는 AC를 시험기에 사용할 수 있는 DC로 변환시키는 컨버터이다.

전류조정부(13)는 상기 전원변환부(12)로부터 인가되는 전류값을 조정하며, 조정된 전류를 시험할 계전기(20)에 연결하여 공급하는 구성인데, 전류조정부(13)는 전류값을 1[mA] 단위로 세밀하게 조정하게 되며, 세밀하게 조정하기 위해서는 볼륨스위치(13a)를 사용하는 것이 바람직하고, 볼륨스위치(13a)로 조정한 전류값을 여러 계전기를 시험하는 동안에도 전류값이 일정하게 유지하도록 고정시키는 고정스위치(13b)를 더 구비할 수 있다.

계전기단자부(15)는 시험할 계전기(20)와 연결되는데, 상기 계전기(20)가 배전반에 취부되는 구성과 동일한 단자이다. 또한 시험기(10)는 계전기(20)의 작동 여부를 표시하는 계전기 동작표시부(16)를 구비하고 있어서 계전기단자부(15)와 연결되어 있는데, 계전기 동작표시부(16)는 시험한 계전기(20)의 동작 여부에 따라 적색과 녹색 같은 색깔로 구분해서 점등하여 표시해 주게 된다.

본 시험기(10)는 전류표시부(14)를 더 포함하는데, 전류표시부(14)는 전류조정부(13)와 연결되어 볼륨스위치(13a)로 조정하여 인가되는 전류값을 디지털로 표시해 주게 되며, 디지털로 표시된 전류값을 보면서 계전기(20)가 작동하는 최소 전류값이 얼마인지, 계전기가 정해진 전류값에서 정상적으로 작동하는지 여부를 체크하게 된다.

또한, 계전기단자부(15)는 시험할 계전기(20)에 전류가 투입되어 동작하는데 걸리는 시간을 측정하는 타임회로(30)와 연결되는데, 타임회로(30)는 시험기(10) 외부에 있는 배전반에 위치하게 되며, 시험기(10)와는 타임회로 입력단자(31)를 통해 잭으로 연결한다. 시험기(10)에는 타임회로(30)가 작동하는데 걸리는 시간을 디지털로 표시해 주는 타임회로 동작표시부(17)를 구비하여 계전기단자부(15)와 연결되어 있다.

시험기(10)는 시험기의 모든 상태를 초기화시키는 리셋스위치(19)를 구비하며, 전원을 on/off시키며 계전기의 시험을 시작하고 끝낼 때 사용하는 시작/정지스위치(18)를 구비하게 된다. 또한 도면부호 21은 시험할 계전기(20)를 시험기(10)와 연결하는 단자이다.

이상의 설명은 본 고안의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 고안의 명세서에 개시된 실시예는 본 고안의 기술을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 고안의 기술 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라 그와 균등한 범위 내에 있는 기술사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 시험기 11 : 전원부
12 : 전원변환부 13 : 전류조정부
14 : 전류표시부 15 : 계전기단자부
16 : 계전기 동작표시부 17 : 타임회로 동작표시부
18 : 시작/정지스위치 19 : 리셋스위치
20 : 계전기 21 : 계전기 연결단자
30 : 타임회로 31 : 타임회로 입력단자

Claims

철도 변전소의 배전반에 설치된 직류 보호계전기의 성능을 시험하는 과전류 계전기 시험기로,
상기 시험기는,
전원을 공급하는 전원부;
상기 전원부로부터 인가되는 AC를 DC로 변환시키는 전원변환부;
상기 전원변환부로부터 인가되는 전류값을 조정하며, 조정된 전류를 시험할 계전기에 연결하여 공급하는 전류조정부;
시험할 계전기와 연결되는 계전기단자부;
상기 계전기단자부와 연결되어 계전기의 작동 여부를 표시하는 계전기 동작표시부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기.
제1항에 있어서,
상기 시험기는 전류표시부를 더 포함하며, 상기 전류표시부는 상기 전류조정부에서 조정되어 인가되는 전류값을 디지털로 표시해 주는 것을 특징으로 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기.
제1항에 있어서,
상기 전류조정부는 전류값을 1[mA] 단위로 조정하는 볼륨스위치인 것을 특징으로 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기.
제3항에 있어서,
상기 전류조정부는 상기 볼륨스위치로 조정한 전류값을 고정시키는 고정스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기.
제1항에 있어서,
상기 계전기단자부는, 시험할 계전기에 전류가 투입되어 동작하는데 걸리는 시간을 측정하는 타임회로와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기.
제5항에 있어서,
상기 시험기는, 상기 타임회로가 작동하는데 걸리는 시간을 디지털로 표시해 주는 타임회로 동작표시부를 더 구비하고, 상기 타임회로 동작표시부는 계전기단자부와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기.
제1항에 있어서,
상기 계전기 동작표시부는, 상기 시험할 계전기의 동작 여부를 색깔로 구분해서 점등하여 표시해 주는 것을 특징으로 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기.
제1항에 있어서,
상기 시험기는, 시험기의 모든 상태를 초기화시키는 리셋스위치를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 철도 변전소의 직류 과전류 계전기 시험기.