KR20150059089A - 중성선 공용접지 환경에서 경로탐사 및 누전점 탐사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동하며 전선의 매설경로를 파악하고 동시에 대지전위 상승점을 파악하여 전선 매설정보의 업데이트 및 보수 자료를 동시에 취득할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것으로, 중성선 다중접지 및 신재생에너지원 연게에 따라 탐사 신호 전류가 여러 경로로 분산되어 흐를 때 이를 구분하고 판단할 수 있는 로직을 고안하였고 자계신호 방향과 논리로직의 정확한 구분을 위해 신호 발생 및 신호 수신 분석 방법을 구체화 하였다.

Description

중성선 공용접지 환경에서 경로탐사 및 누전점 탐사방법 {The method and apparatus for locating the udnePinpointing the earth leaking point under TN-C environment}

중성선 공용접지 회선 경로 누전

(특허문헌 1) KR 10-0778089 B1

(특허문헌 2) KR 10-0816101 B1

지금까지 저압선 절연불량에 의한 누전탐사 기술은 변압기의 중성점과 접지(X0-E)간 전류를 측정하고 일정 값 이상일 경우 누전이라 판단하고 누전점탐사를 위해 변압기 중성점과 접지(X0-E)전류 측정점인 편조선을 제거 후 저항을 대신 연결하고 양단에 DC 스위칭 전압을 보내고 이동하며 대지에서 DC 스위칭 전압을 검출하는 기술을 사용하였다.

[도 1]은 우리나라와 같이 3상4선식 Y결선 변압기의 내부 구조를 보여주고 있다. 변압기 코일의 한쪽을 상선(X1, X2, X3)으로 사용하고 반대쪽 권선을 한데 모아 중성점(X0)을 만들고 외함과 대지 공용접지(PEN, Protective Earth Neutral)e하였다.

[도 2]는 우리나라 저압망의 이전 구성도이다. 전원변압기 중성선은 [도 1]과 같이 외함과 함께 연결되어 대지접지(PEN, TN)되었지만, 나머지 저압망, 고객의 중성선은 비접지(TT)된 TN과 TT접지망의 혼용 구성이다. 만약 저압망 등에서 누전 발생시 누전전류는 중성선이 비접지되어 대지접지를 통해 변압기 외함 접지단자에 도달하게 되고 외함에 연결된 편조선을 거쳐 변압기 저압권선의 중성점에 귀환되는 구조였다.

[도 3]은 변압기 편조선(X0-E) 전류를 측정하여 누전 여부를 확인하고 있다

현재 한국전력에서는 N-E점간 전류가 200mA 이상일 경우에는 누전이라고 판정하고 있다.

[도 4]는 배전망의 누전 발생점에서 전류는 저압망 중성선과 별도의 대지접지를 통해 변압기 외함에 도달한 후 공동접지 연결선인 편조선을 거쳐야만 변압기 저압권선의 중성점으로 귀환되는 구조이며 대지저항 크기(거리 등)에 따라 누전 전압 해소여부가 결정되는 위험한 구조였다.

그러던 중 수년 전 대형 감전사건 이후 상기 TN-TT혼용 접지방식의 문제점인 변압기 중성점까지 귀환저항을 줄여 감전사고 예방하고자 전원(변압기)뿐 아니라 저압망의 중성선을 구조물(맨홀 등), 입상 등에서 [도 5]>과 <도 6>과 같이 대지접지 외함에 연결하여 전원(변압기)은 물론 저압망도 중성선 다중 접지(TN-C)환경으로 변경 완료하였다.

이에 우리나라는 고객측 설비만 중성선 분리하고 공급자(전원과 저압망)설비는 중성선 접지된 IEC 권고 TN-C 접지구성을 따르게 된 것이다.

위에서 설명과 같이 우리나라 저압망 접지구성이 TN-C로 변경되어 <도 7>과 같이 저압망 중간에서 누전 발생하면 누전전류는 이전처럼 변압기까지 갈 필요없이 누전점에서 최단거리에 위치한 저압망 접지점과 연결된 중성선을 통해 변압기 중성점으로 귀환하게 된다. 이에 따라 누전전류는 더 이상 옛날같이 변압기 내 편조선을 통하여만 변압기 중성점에 귀환되는 방식이 아닌 것이다.

그러나 이러한 저압망 접지환경 변화에도 불구하고 여전히 변압기 편조선 전류를 누전전류라 판단하고 누전탐사 시행하고 있다. 실제 누전 발생하는 <도 7>의 경우에는 편조선 전류 흐르지 않아 누전 아니라며 탐사하지 않고 있는 반면, <도 8>과 같이 중성전류 일부(12A)가 공용접지 고압선 중성선 통해 우회 귀환하는 것은 누전이 아님에도 불구하고 편조선 전류가 흐른다며 누전탐사하고 있다.

이전 누전탐사 기술은 TN-TT 접지혼용 환경에서는 가능할 수 있었으나 TN-C환경에서는 탐사 불가능하다.

즉 이전 접지 구성(중성선 비접지)에서 [도 9]의 변압기 편조전선 제거 후 저항 삽입하고 양단(X0-E, neutral-earth)에 DC 50V 이하의 스위칭 전압신호 +가 중성선 통해 누전점에 도달하여 대지접지와 변압기외함에 연결된 편조선으로 DC신호의 -가 귀환되어 누전점 탐사 가능하였으나,

현재 저압망 중성선 다중접지(TN-C) 환경에서는 [도 10] 변압기 편조선에서 스위칭 DC 신호 +는 중성선을 타고 이동하다가 누전점 도달 이전에 구조물 내 중성선 접지 통해 -가 편조선으로 모두 귀환되어 실제 누전점에서는 신호를 검출할 수 없는 것이다.

[도 11]은 이전 기술에서 경로탐사 설비 구성이다. 다이오드와 고전력 저저항을 상선과 중성선에 연결하고 제어신호에 따라 스위칭하면 반파 정류된 탐사용 전류신호가 지중매설 전력선에 흐르게 되고 이 때 발생하는 자계신호를 지상에서 검출하는 것이다.

[도 12]는 [도 11]을 보다 더 상세하게 설명하기 위해 경로탐사 모습을 보이고 있다. 작업자는 전선매설 예상경로와 직각을 찾기 위해 경로탐사 장치에 연결된자계센서 방향을 바꿔가며 신호 최대점을 파악하여 전선매설 점을 파악하고 있다.

[도 13]은 선행자가 경로탐사를 하여 매설경로를 파악하면 후행자가 매설경로 상에서 대지전위 측정하여 대지전위 상승점(누전점)을 파악하는 모습을 보여주고 있다.

[도 14]는 중성선 다중공용 접지에 따라 중성선 전류 순환 경로가 여러 개로 분산되어 나눠 져 탐사 전류신호도 부하전류와 같이 여러 중성선에 분산되어 흐르게 되어 탐사오류가 발생한다. 즉 탐사 전류가 중성선 공용에 따라 n1, n2로 나뉘고 이에 따라 자계신호 1뿐 아니라 자계신호 2에서 탐사신호를 검출하여 이를 오인할 수 있다.

[도 15]는 재생에너지원과 연계운전으로 다수 전원이 배전망에 연결된 경우에는 탐사 전류신호가 여러 개의 상선과 중성선으로 분류되어 탐사오류 가능성이 더욱 증가하게 된다.

위와 같이 배전망의 접지환경 변화에 따라 변압기 유입 접지 귀환전류(X0-E) 유무에 따라 누전여부를 결정하고 누전탐사를 하는 기존 기술을 새로운 환경에서 적용하면 탐사신호가 구조물의 PEN점에서 귀환되어 탐사가 어려워 진다.

이를 극복하기 위하여 전력선 단위로 경로탐사 시행 후 대지 전위측정하여 대지전위 상승점을 탐사하였으나 중성선 공용에 따라 타 중성선, 수도관, 철근과 같은 금속체 등을 통해 탐사전류가 흐르게 되고, 타 전원 등과 연계 운전 등으로 탐사 전류 흐름이 여러 전력선에서 발생하여 이를 정확히 구분할 수 있는 정의가 제시되지 않을 경우 경로탐사 오류에 의한 정확한 대지전위 탐사가 이뤄질 수 없다

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 대지전위 측정가능한 경로탐사 장치를 사용하여 중성선 다중접지 및 다중전원 연게 배전선로에서 절연불량에 의한 대지전위 상승 발생에 의한 감전사고 등을 방지하기 위하여 우선 정확한 전선 매설장소를 이동하며 파악하여 누전 가능성이 있는 곳을 파악하고 동시에 도전체가 달린 바퀴를 통해 대지전위를 측정하여 경로탐사는 물론 대지전위 측정에 의한 안전사고를 에방할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 대지전위 측정이 가능한 경로탐사 방법 및 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째 중성선 다중접지와 다중전원 연계 등에 따라 탐사용 전류신호가 분류되어도 탐사하고자 하는 전선이 위치한 전류 신호 장소를 정확히 구분하여 탐사할 수 있어 탐사 정확도가 향상되어 설비자료를 정확히 관리할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 지금까지 2인 이상이 경로탐사와 대지전위 측정을 하여왔지만 두가지 기능을 이동용 장치에 설치하고 통합하여 1인이 이동하며 동시에 두가지 작업을 수행할 수 있고 위치별 대지전위 등이 측정 기록관리되어 효율적인 전력설비 관리 가능한 효과가 있다.

셋째, 멀티 자계센서를 사용하여 작업자가 옆으로 이동하며 전선 매설위치 파악없이 전진 이동하며 작업 가능으로 작업시간 절감 효과가 있다.

[도 1] 전원 변압기 구성도
[도 2] 이전 접지환경(TT) 구성도
[도 3] 누전여부를 확인하기 위해 편조선 전류 측정 모습
[도 4] 이전 접지환경에서 누전전류 귀환 경로 설명도
[도 5] 배전망 중간에서 중성선 접지 시공사례(1)
[도 6] 배전망 중간에서 중성선 접지 시공사례(2)
[도 7] 신 접지환경에서 누전전류 귀환 경로 설명도
[도 8] 중성선 다중접지에 의한 중성선 전류 우회사례 사진
[도 9] 이전 기술을 이전 접지 환경(TT)에서 누전점 탐사 시 신호 파악 경로 설명도
[도 10] 이전 기술을 신 접지 환경(TN)에서 누전점 탐사 시 신호를 찾지 못하는 원인 설명도
[도 11] 이전 기술의 탐사신호 발생장치 간략도
[도 12] 이전 기술을 사용한 경로탐사 사진
[도 13] 이전 기술에서 경로탐사 및 대지전위 측정 사진
[도 14] 중성선 공용접지에 의한 경로탐사 오류 설명도
[도 15] 다중전원 연게에 따른 경로탐사 오류 설명도
[도 16] 중성선 공용접지에 따른 다중경로 생성시 탐사 전류 신호 방향비교
[도 17] 전류흐름 방향에 의한 평행도체 간의 반발 및 흡인력 설명도
[도 18] 전류 흐름방향에 의한 자계신호를 지상에서 관찰되는 모습
[도 19] 다수 자계센서 구성사례
[도 20] 반대극성 전선 매설위치에서 측정된 탐사 신호에 의한 자계신호 극성과 크기 파형사진
[도 21] 단일 전선에 탐사 전류 신호가 흐를 때 자계신호 극성과 파형 사진
[도 22] 이전 기술에서 탐사용 전류 신호 발생 파형도
[도 23] 본 발명에 의한 탐사용 전류 신호 발생 파형도
[도 24] 본 발명에 따른 탐사용 전류 발생 가능 시간 대역
[도 25] 본 발명에 따른 탐사신호 발생장치 내부 구성도
[도 26] 본 발명에 따른 탐사신호 발생장치 블록도
[도 27] 본 발명에 따른 탐사신호 전류, 전압 및 스위칭 시간 비교 사진
[도 28] 멀티 자계센서 경로탐사장치 구성도
[도 29] 멀티 자계센서 경로탐사장치 제작사례
[도 30] 멀티 자계센서 경로탐사장치를 사용하여 탐사한 결과도
[도 31] 대지전위 측정가능한 경로탐사장치 구성도
[도 32] 대지전위 측정 가능한 경로탐사장치 제작 사례(전면사진)
[도 33] 대지전위 측정 가능한 경로탐사 장치 제작 사례(화면 사진)
[도 34] 대지전위 측정 가능한 경로탐사장치의 경로이동방향 판정 화면 사례
[도 35] 대지전위 측정 가능한 경로탐사장치 대지전위 최대점 방향 표시화면 사례
[도 36] 대지전위 측정 가능한 경로탐사장치 대지전위 내부저항 변경 옵션 표시 화면 사례
[도 37] 다중연게 전원을 파악하기 위한 경로탐사 주장치와 단말장치 구성도
[도 38] 대지전위 측정 가능한 경로탐사장치의 탐사 전류신호 수신 처리방법 흐름도
[도 39] 대지전위 측정 가능한 경로탐사장치의 탐사 전류신호 진위 판정 흐름도
[도 40] 대지전위 측정 가능한 경로탐사장치의 탐사 전류신호 방향판정 흐름도
[도 41] 다중연계 전원을 찾기 위한 탐사 중앙장치와 탐사 단말장치간 작업 흐름도

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략할 수 있다.

[도 16]은 [도 14]와 같이 중성선 공용접지에 따라 타 중성선으로 탐사 전류가 흐를 시 각 지중관로에 탐사전류가 흐르는 방향을 나타내고 있다. 즉 정상적인 탐사 대상선로는 상선과 중성선을 통해 반대방향으로 탐사 전류가 흐르게 되고, 타 중성선에 탐사전류가 흐를 경우에는 단방향으로 전류가 흐르게 된다

[도 17]은 평행하는 전선에 동일 극성(단방향) 전류가 흐를 때와 반대 극성(양방향) 전류가 흐를 때 주변에 형성되는 자계 회전방향을 보여주고 있다. 즉 반대극성(상선과 중성선이 관로내에서 서로 근접하여 설치되었을 경우)일 경우에는 전선 상호간 밀어내는 반발 에너지가 발생하여 자계 크기는 약해지며 전선 반대방향으로 길게 늘어지는 형태를 보이는 반면, 단방향 또는 동일극성일 경우 전선 상호 간 당기는 흡인 에너지가 발생하여 타 선로의 영향을 받지 않아 신호크기의 변형이 발생하지 않아 자계가 상대적으로 크게 나타난다. 이에 따라 [도 16]에서 상선과 중성선이 같은 관로에 묻힌 탐사 대상 선로에서는 반발력이 발생하여 자계신호가 약하게 측정되는 반면, 중성선 접지 공용에 따라 흐르는 단독으로 흐르는 전류 n2에 의해 발생되는 자계가 오히려 더 크게 측정될 수 있어 매설경로 탐사 오인의 주원인이 되고 있다. 또한 수도관 등과 같은 금속체에 탐사전류가 흐를 경우에도 같은 현상이 발생되고 있다.

[도 18]은 [도 14]를 지상에서 자계신호를 측정할 때 나타나는 현상을 보여주고 있다. 즉 단방향 탐사 전류가 타 중선선에 흐르면 큰 1 개 피크점이 나타나는 반면, 정상적으로 상선과 중성선이 같이 있어 반대방향 탐사 전류가 평행으로 흐르면 반발현상에 의해 가운데 Null 점이 나타나고 전선의 중심에서 벗어나 피크점이 각각 다른 극성으로 나타나고 있다.

[도 19]는 이러한 자계신호 특성을 이동하며 동시에 측정하기 위해 4개 페라이트 코일을 15cm 간격으로 설치하고 지면에서 20cm 상부에서 전선과 직각을 유지하여 탐사 전류에 의한 자계신호를 측정하도록 제작하였다.

[도 20]은 탐사 전류신호가 동일 관로 내에 상선과 중성선에 탐사 전류가 흐를 때 직상 대지에서 자계신호 중에서 전력주파수 관련 신호를 제거한 파형이다. 3개 입력 파형중 상단(①)은 [도 19]에서 최 좌측 자계센서 입력이고 중간(②)은 최 우측 입력 그리고 하단(③)은 전선 중앙에서 약간 우측으로 위치한 자계센서 입력이다. 최 좌측(①)센서는 -극성을 나타내는 반면 최 우측과 중간 우측에 위치한 센서(②)와 (③)은 +극성을 나타내고 있다.

[도 21]은 탐사 전류신호가 동일 관로에 있는 중성선에만 흐르는 경우의 파형이다. 3개 입력 파형 모두가 + 단일 극성만을 보여주고 있다.

이전 기술에서는 [도 22]와 같이 탐사신호 발생장치의 통전 시간을 조정해 전류 신호 크기를 가변하여 특정주파수 대역을 갖지 못했으나, 본 발명에서는 신호 수신 정확도를 개선하여 전류 신호가 발생하는 자계 신호가 양방향 극성을 보이는 곳(전원소스 및 전원싱크에 연결된 두 도체가 같이 설치된 곳)과 그렇지 않은 곳을 구분할 수 있도록 자계신호의 극성 및 크기를 정확히 측정할 수 있도록 [도 23]과 같이 전류 통전 시간을 동일하게 유지하여 단일 전류 신호 폭을 가지도록 하였다.

[도 24]는 전류 통전을 반파 전류의 부하 피크점 이후인 전력주파수 F의 4배 구간 내에서 시작하므로 전류 흐름 신호는 240Hz(4.1ms, 60Hz인 경우)이상을 갖게 되고, 일반적으로 전력선에 흐르는 부하전류는 보통 5 고조파(3.3ms, 60Hz인 경우) 이내 성분을 대부분 함유하고 있으며 이와 차별을 두어 구분할 수 있도록 전력주파수의 배수가 아닌 677Hz(약 1.5ms)로 고정된 시간 동안 전류 신호가 흐르도록 스위칭 통전 시작 시간을 고정하였다. 통전 시작 시간을 고정함에 따라 전류 신호 크기를 전압 크기 조정이 불가능한 단점을 개선하기 위해 [도 25]와 같이 동일한 전압(Vt)에서 다른 크기의 전류를 흐를 수 있도록 적절한 저항을 선택하여 전류 크기를 조절할 수 있도록 하였다.

[도 26]은 탐사신호 발생장치의 블록도이다. 전원연결부에서 전원소스와 전원싱크를 연결하고 전원소스 전압이 반파 정류부를 지나 단극성 반파전압이 되고, 시간 제어부에 의해 반파전류 소멸점 이전까지 남은 시간이 약 1.5ms 점에서 스위칭하여 통전 시작하면 선택된 저항을 통해 반파 전류가 흐르게 된다.

[도 27]은 실제 전류 신호 발생 파형과 전압을 측정한 것이다. 최대전압 Vp가 320V (220 * 1.414)인 전원소스와 전원싱크 양단에 전류 신호 발생용 저항 2.5Ω을 연결하고 반파정류 소멸점으로부터 1.5ms 이전에 스위칭하여 통전 시작할 때 전압과 전류는

,

Vt=174V가 되어 이때 전류 신호 순시값은 약 65A가 흐르게 된다 (도체 저항 0.17Ω 포함). 만약 전류 신호 발생용 저항을 2.0Ω으로 선택하였다면 약 147A의 순시 전류 신호가 발생하게 된다.

이러한 신호 발생으로 고정된 전류 폭(1.5ms, 약 600Hz)을 가진 약 65A의 전류 신호가 발생하게 된다.

[도 28]은 [도 19]와 같이 4개의 자계센서를 사용한 멀티채널 경로탐사 장치구성도이다. 이동점에서 정지하여 자계신호 크기와 극성을 일일히 비교하지 않고 동시에 4개의 자계신호를 입력받아 비교하여 전류 신호 발생 위치를 찾기 위하여 입력 자계신호를 증폭하고 600Hz 대역 필터로 부하전류 성분 제거 후 19,200Hz로 표본화하여 디지털 신호로 변환한다. 변환된 디지털 신호를 다시 전류 신호 주기로 변환하기 위해 표본화 신호 열 16개(0.8ms)를 평균하거나 최고치를 산출하여 전류 신호 폭과 유사한 신호 열을 가진 신호로 복원한다.[도 38]

[도 39]의 신호진위 판정 로직에서처럼 표본화 신호 열 16개를 평균하여 탐사신호 발생장치의 전류 신호 열과 같은 구조를 가진 복권된 신호 열 중에서 문턱값 이상의 논리로직'1'이 검출된 신호와 앞뒤 전력주파수 1싸이클 (16.7ms) 시간차를 갖는 전류 신호 열의 값과 차를 구하여 문턱값 이하 값을 가진 논리로직'0'의 비연속 특성을 가졌고, 추가로 논리로직 '1000'을 만족하면 참 신호로 판정하고 추후 전류 신호의 시작 시간 T로 설정한다.

참 신호 판정에 의해 전류 신호 시작 시간 T는 [도 38]에서 표본화 신호 열의 시작 시간을 같게 하여 탐사신호 발생장치가 전류신호를 발생하는 시간과 최대한 근접하여 논리로직을 판정하도록 하였다.

[도 29]는 [도 28] 구성을 제작한 예이다.

[도 40]은 다수 자계센서 신호로부터 자계신호의 극성(회전방향)과 크기를 동시에 수신하였을 때 이동방향 판정 로직이다. 즉 4개의 센서 중 다른 극성의 유무를 우선으로 파악하고, 다른 극성 센서 사이에 Null점이 있다면 전선 직상 위치라고 판단하고 전선 방향으로 전진 표시하고, 다른 극성과 동일 극성이 동시에 검출될 때는 동일극성의 반대방향으로 이동하도록 하였고, 같은 다른 극성이 두개가 동시에 검출되엇을 때는 신호가 낮은 곳 방향으로 표시하도록 하였다. 그리고 모든 신호가 동일방향일 경우에는 신호 최고점 방향으로 표시하도록 하였고 동일방향 신호라는 것을 표시하도록 하였다.

[도 30]은 [도 28]의 멀티센서 경로탐사 장치에 [도 40]의 판정 로직을 탑재하여 중성선 공용접지 선로를 탐사한 결과이다. 정상적으로 상선과 중성선이 한 관로에 매설된 탐사대상 선로는 양극성 자계신호가 검출되어 다른 극성 검출 로직을 사용하였고, 탐사 대상이 아닌 타 중성선 전류 우회 구간에서는 동일 극성 로직을 이용하여 신호 최대점을 따라 경로를 파악하였다. 이러한 기술을 응용하여 중성선 뿐만 아니라 중성선 전류 일부가 흐르는 금속체, 누전 등으로 불평형 전류가 흐르는 개소를 정확히 판별하여 추적할 수 있다는 장점을 추가로 가지고 있다.

이전 기술에서 지중전선 절연불량에 의해 대지전위 상승점을 파악하기 위해 2명이 한조를 이뤄 선행자는 단일 자계센서를 사용하여 경로탐사를 하고 후행자가 경로탐사 궤적을 따라가며 대지전위 상승점을 파악하는 방법으로 탐사하고 있다.

2명의 인력이 이동하며 일일히 대지를 접촉하여 경로탐사 및 대지전위를 측정하고 또한 다중접지 등에 의한 중성전류 분류효과가 발생하면 이를 오인하여 대지전위 측정하여 실제 고장점을 파악하지 못했으나, 멀티센서와 이동방향 판정로직 을 사용한 [도 31]의 장치는 대지에 접촉하여 전위를 측정할 수 있도록 도전체를 가진 3개 휠을 가진 이동용 수레에 대지접촉 저항을 줄이도록 바퀴에 연속 주수할 수 있도록 하였고 위치정보 및 대지전위를 연속으로 측정하고 기록할 수 있도록 [도 32] 내지 [도 33]의 대지전위 측정 가능한 경로탐사 장치 제작한 사례이다.

[도 32]는 대지전위 측정가능한 경로탐사 장치의 전면에서 바라 본 구조를 보여주고 있다. 대지전위 측정, 자계측정, 거리(회전) 센서 등과 대지전위 측정을 위해 연속 주수할 수 있는 물통 등을 볼 수 있고, [도 33]은 1인 점검자가 두개의 화면을 통해 경로탐사 및 대지전위 측정을 이동하며 업무를 수행할 수 있도록 하였다.

[도 34]는 대지전위 측정가능한 경로탐사 장치의 이동방향 판정 결과 화면이다. 멀티 자계센서 2번째와 4번째 자계신호가 다른 극성을 보이고 있고 3번째 센서에서 Null현상을 보이고 있어 전류 신호 위치 상에 있다고 판단하고 전선 방향으로 전진 방향 표시하는 것을 볼 수 있다.

[도 35]는 3개의 휠에서 입력된 대지전위 값을 표시하고 오른쪽 방향에 전위 최대점이 있다는 것을 보여주고 있다.

[도 36]은 대지전위 측정 가능한 경로탐사 장치의 대지전위 측정 시 내부저항을 변경하여 의심지점에서 전압을 측정하여 표류전압과 누전전압을 비교할 수 있도록 하였다.

[도 37]은 신재생 에너지와 같은 양전원이 연결된 배전망에서 탐사 전류신호의 분류현상을 설명한 것이다. 양전원에 의한 부하전류 분담이 양분되어도 정상적인 상선 중성선 전류가 흐르는 전선로는 양극성 신호를 보이고, 단지 단방향으로 중성전류 또는 상전류가 흐를 경우에는 단일 극성을 보일 것이므로 같은 로직으로 복수전원이 배전망에 연계되어 있어도 일일히 접속함 등의 뚜겅을 열지않고 지상에서 경로탐사만으로 중성전류 우회회선과 상선과 중성선이 함께 매설된 정상선로를 파악할 수 있는 장점이 있다.

[도 38]은 대지전위 측정 가능한 경로탐사장치가 자계신호를 측정하는 순서를 표시한 것이다. 부하전류의 영향을 최소화하기 위해 600Hz 대역통과 필터를 통과하여 부하전류 영향을 최소화하였고 디지털 변환 후 다시 전류 흐름 신호열과 비슷한 신호 열들을 복원한 후 [도 39]와 같이 신호 진위 여부 등의 신호의 논리로직 과 방향 등을 분석할 수 있는 기초 시간 자료로 활용되고 있다.

[도 40]은 대지전위 측정 가능한 경로탐사 장치의 다채널 자계신호 입력에 대한 방향 판정 로직이다.

[도 41]은 양전원이 연결된 배전망에서 전원측에 설치된 탐사 주장치와 부하측에 연결된 탐사 단말장치간 복수전원을 파악하는 작업 흐름도 이다.

Claims (9)

1. 저항;
   다이오드;
   임의장소에서 비접지 도전체를 통해 교류 전원 1선을 공급받는 전원소스
   임의장소에서 도전체를 통해 상기 교류 전원의 나머지 1선을 공급받는 전원싱크;
   상기 전원소스 및 상기 전원싱크에 연결되어, 직렬로 연결된 상기 저항과 상기 다이오드에 흐르는 전류를 단속하는 스위칭부;
   상기 스위칭부에 흐르는 반파전류의 소멸점까지 일정 시간 폭이 유지되도록 상기 스위칭부 통전 시작 시간을 제어하는 시간제어부;
   상기 시간 제어부를 논리로직에 따라 신호발생 유무를 제어하여 상기 전류 흐름에 의미를 부여하는 코딩부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐사신호 발생장치
2. 상기 제 1항에 있어서,
   상기 스위칭부에 흐르는 전류 신호가 연속하여 상기 전원소스의 교류주파수 1 싸이클 주기로 발생하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 탐사신호 발생장치
3. 상기 제 1항에 있어서,
   상기 스위칭부에 흐르는 전류 흐름 시간이 상기 전원소스가 공급하는 부하전류 흐름 시간의 1/4 미만으로 유지되도록 상기 스위칭부 통전 시간 제어하는 것을 특징으로 하는 탐사신호 발생장치
4. 자계센서;
   상기 자계센서로부터 입력된 신호중 탐사신호 발생장치의 전류 흐름 신호와 같은 시간 대역 폭을 가진 신호를 선택하여 통과하는 필터부;
   상기 필터부를 거친 신호를 표본화하여 디지털 변환하는 디지털부;
   상기 디지털부에서 표본화된 신호 열들을 탐사신호 발생장치의 전류 흐름 시간 주기로 평균하거나 최대치를 산출하여 전류 흐름 신호 열들을 복원하는 신호복원부;
   상기 신호복원부에서 전류 흐름 신호 열 중에서 설정값 이상 크기를 가진 신호의 교류주파수 1 싸이클 시간 전, 후 신호를 비교하여 탐사신호 발생장치의 비연속성 특성과 일치하는 신호를 찾아 참신호로 설정하는 신호판정부;
   상기 신호판정부가 설정한 참신호 시작 시간으로부터 상기 전원소스 전력주파수 1 싸이클 간격으로 일치하는 전류 흐름 신호 열의 크기와 극성을 검출하는 신호검출부;
   상기 신호검출부의 신호 크기와 극성을 표시하는 표시부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 경로 탐사장치
5. 복수의 자계센서;
   상기 자계센서들로부터 각각 입력된 신호중 탐사신호 발생장치의 전류 흐름 신호와 같은 시간 대역 폭을 가진 신호를 선택하여 통과하는 필터부;
   상기 필터부를 거친 신호를 표본화하여 디지털 변환하는 디지털부;
   상기 디지털부에서 표본화된 신호 열들을 탐사신호 발생장치의 전류 흐름 시간 주기로 평균하거나 최대치를 산출하여 전류 흐름 신호 열들을 복원하는 신호복원부;
   상기 신호복원부에서 전류 흐름 신호 열 중에서 설정값 이상 크기를 가진 신호의 교류주파수 1 싸이클 시간 전, 후 신호를 비교하여 탐사신호 발생장치의 비연속성 특성과 일치하는 신호를 찾아 참신호로 설정하는 신호판정부;
   상기 신호판정부가 설정한 참신호 시작 시간으로부터 상기 전원소스 전력주파수 1 싸이클 간격으로 일치하는 전류 흐름 신호 열의 크기와 극성을 검출하는 신호검출부;
   상기 신호검출부로부터 신호들을 받아 신호 극성과 크기를 비교하여 이동 방향 판정하는 방향판정부;
   상기 방향판정부의 판정결과를 표시하는 표시부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 경로 탐사장치
6. 상기 제 5항에 있어서,
   복수의 자계신호 중 양극성 신호가 검출될 경우 신호 크기보다 우선하여 극성이 반전되는 점을 전류 흐름 신호 발생 위치로 판정하는 것을 특징으로 하는 다채널 경로탐사 장치
7. 상기 제 5항에 있어서,
   복수의 자계신호 중 단극성 신호만 검출될 경우 신호 크기 최대점을 전류 흐름 신호 발생 위치로 판정하는 것을 특징으로 하는 다채널 경로탐사 장치
8. 다채널 경로탐사장치;
   대지전위 측정장치;
   상기 다채널 경로탐사 장치와 대지전위 측정장치를 이동장치에 설치하여 전선의 매설경로를 파악하고 동시에 다수의 전력주파수 대지전위 값을 이동하며 측정하여 대지전위 상승점을 파악하는 대지전위 측정가능한 경로탐사장치
9. 상기 제9항에 있어서
   대지전위 측정 프로브와 대지면과 접촉 저항을 줄이기 위해 물을 주수하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 대지전위 측정가능한 경로탐사장치

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