KR20160046405A - 누설전류 측정장치 - Google Patents

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KR20160046405A
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Abstract

누설전류 측정장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 누설전류 측정장치는, 프레임부재와, 프레임부재에 회전 가능하게 결합되고 지면에 접하며, 상호 이격되게 구비되어 접촉되는 지점의 전위를 측정하는 복수 개의 전위측정부를 포함하는 전위측정부재와, 전위측정부에서 측정한 전위를 기초로, 전위차를 연산하는 제어부재와, 프레임부재에 결합되고, 제어부재에서 연산한 전위차를 출력하는 출력부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

누설전류 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING CURRENT LEAKAGE}
본 발명은 누설전류 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지중선로에서 발생되는 누설전류를 지면에서 측정할 수 있는 누설전류 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 지중선로는 지중에 매립되어 전원을 전달하는 선로에 해당하며, 특히 지중 저압선로는 변압기에서 수용가로의 전원을 공급하는 용도로 사용된다. 지중선로는 지중에 매립되므로 매립된 지반의 변형에 의해 파손될 수 있다. 또한, 지중선로의 매립위치를 정확하게 파악하기 곤란하므로, 굴착 공사 등에 의해 파손되는 경우가 발생된다.
이러한 지중선로는 파손되는 경우, 보폭전압 등의 상승으로 인하여 전력손실 및 안전사고가 발생될 수 있으므로 지속적인 점검이 필요하지만, 매립된 지중선로의 상태를 점검하는 것은 상당한 시간과 비용이 드는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1164148호(2012.07.03 등록, 발명의 명칭: 위험전압 측정 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 지면에서 사용자가 간단한 조작을 통하여 누설전류 여부 및 위치를 판단할 수 있는 누설전류 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 누설전류 측정장치는: 프레임부재; 상기 프레임부재에 회전 가능하게 결합되고 지면에 접하며, 상호 이격되게 구비되어 접촉되는 지점의 전위를 측정하는 복수 개의 전위측정부를 포함하는 전위측정부재; 상기 전위측정부에서 측정한 전위를 기초로, 전위차를 연산하는 제어부재; 및 상기 프레임부재에 결합되고, 상기 제어부재에서 연산한 전위차를 출력하는 출력부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 전위측정부는, 상기 프레임부재에 회전 가능하게 결합되는 롤러부; 및 상기 롤러부의 외주면에 돌출 형성되어, 접촉되는 지면의 전위를 측정하는 측정핀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 측정핀은, 상기 롤러부의 회전축을 중심으로 하는 원주 방향으로 복수 개 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 전위측정부재는, 상기 프레임부재에 회전 가능하게 결합되어 전위를 측정하는 제1전위측정부; 및 상기 프레임부재에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제1전위측정부의 전방으로 소정거리 이격되게 위치하여 전위를 측정하는 제2전위측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 전위측정부재는, 상기 제1전위측정부와 상기 제2전위측정부를 잇는 선에서 일측으로 이격되게 위치하여 전위를 측정하는 제3전위측정부; 및 상기 제1전위측정부와 상기 제2전위측정부를 잇는 선을 기준으로 상기 제3전위측정부와 대칭되게 위치하여 전위를 측정하는 제4전위측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 누설전류 측정장치는, 상기 전위측정부의 일측에 위치하여, 상기 전위측정부의 회전량을 기초로 상기 프레임부재의 이동거리를 측정하는 거리측정부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 출력부재는, 상기 거리측정부재에서 측정한 이동거리를 횡축으로 하고, 상기 제어부재에서 연산한 전위차를 종축으로 하는 그래프를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 누설전류 측정장치는, 상기 전위측정부재에서 측정한 전위 중 설정된 주파수 대역에 해당하는 전위를 필터링하여 상기 제어부재에 전달하는 필터부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 누설전류 측정장치는, 지면 상에서 누설전류 측정장치를 이동시키는 것 만으로 누설전류의 발생 여부 및 누설전류 발생위치를 파악할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수 개의 전위측정부를 이용하여 복수 지점의 전위를 측정하므로 누설전류의 발생지점을 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명은 거리측정부재가 구비되어 이동거리를 측정하고, 이동거리에 따른 전위차를 그래프 형식으로 출력하므로 누설전류 발생여부를 용이하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은 필터부재가 구비되어 설정된 주파수 대역에 해당하는 전위차만을 측정하므로 노이즈의 간섭을 줄여 전위차를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치의 전위측정부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치의 출력부재를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치에서 그래프를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치의 작동 흐름을 나타내는 블록 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 누설전류 측정장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치를 개략적으로 나타내는 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치(1)는 프레임부재(100), 전위측정부재(200), 제어부재(300) 및 출력부재(400)를 포함한다.
프레임부재(100)는 출력부재(400)를 지지하고, 하단부에 전위측정부재(200)가 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 프레임부재(100)는 메인프레임부(110), 전위측정연결부(130) 및 손잡이부(150)를 포함한다.
메인프레임부(110)는 출력부재(400)와 볼팅, 용접 등의 방식으로 결합되어 출력부재(400)를 지지한다. 전위측정연결부(130)는 일단부가 메인프레임부(110)에 회전 가능하게 결합되고, 타단부에는 후술할 전위측정부(211, 212, 213, 214)가 회전 가능하게 결합된다.
본 실시예에서 전위측정연결부(130)는 메인프레임부(110)에 회전 가능하게 결합되므로 지면(10)이 굴곡된 경우, 전위측정연결부(130)가 자중 등에 의하여 회전됨으로써, 전위측정연결부(130)에 연결된 전위측정부(211, 212, 213, 214)가 지면(10)에서 이격되는 것을 방지한다.
손잡이부(150)는 메인프레임부(110)의 상단부에 결합되어 작업자가 손잡이부(150)를 파지한 상태로 메인프레임부(110) 등을 이동시킬 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치의 전위측정부를 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 전위측정부재(200)는 프레임부재(100)에 회전 가능하게 결합되고, 지면(10)에 접하며, 상호 이격되게 구비되는 복수 개의 전위측정부(211, 212, 213, 214)를 포함하여, 복수 지점에서의 전위(V)를 측정한다. 본 실시예에서 전위측정부(211, 212, 213, 214)는 롤러부(230) 및 측정핀(250)을 포함한다.
롤러부(230)는 프레임부재(100)에 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 롤러부(230)는 전위측정연결부(130)에 회전 가능하게 결합된다.
측정핀(250)은 롤러부(230)의 외주면에 돌출 형성되어, 접촉되는 지면(10)의 전위(V)를 측정한다. 본 실시예에서 측정핀(250)은 롤러부(230)의 회전축을 중심으로 하는 원주 방향으로 복수 개 구비된다. 본 실시예에서 측정핀(250)은 전도체를 포함하여 이루어지며, 롤러부(230) 내측에 구비되는 원통형상의 롤러실린더(235)와, 롤러실린더(235)의 내주면에 접하는 접촉단자(240)를 거쳐, 프레임부재(100)에 결합되는 전선 등을 통하여 제어부재(300)에 전기적으로 연결되어 해당 위치에서의 지면(10)의 전위(V)를 측정한다.
본 실시예에서 전위측정부재(200)는 제1전위측정부(211) 및 제2전위측정부(212)를 포함하여 제1전위측정부(211)와 제2전위측정부(212)가 위치하는 지면(10)의 전위(V)를 측정한다.
제1전위측정부(211)는 프레임부재(100)에 회전 가능하게 결합되어, 제1전위측정부(211)가 접하는 지면(10)의 전위(V)인 제1전위(V1)를 측정한다.
제2전위측정부(212)는 프레임부재(100)에 회전 가능하게 결합되며, 제1전위측정부(211)의 전방으로 소정거리 이격되게 위치하여 제2전위측정부(212)가 접하는 지면(10)의 전위(V)인 제2전위(V2)를 측정한다.
이로써, 제1전위측정부(211)에서 측정한 제1전위(V1)와, 제2전위측정부(212)에서 측정한 제2전위(V2)를 기초로 진행방향으로 소정거리, 예를 들어 대략 100cm에 해당하는 거리만큼 이격된 위치에서 측정된 제2전위(V2)와 제1전위(V1)의 차인 제2전위차(ΔV2)인 보폭전압을 측정할 수 있으므로 인체에 인가될 수 있는 전위차(ΔV)를 판단할 수 있게 된다.
본 실시예에서 전위측정부재(200)는 제3전위측정부(213) 및 제4전위측정부(214)를 더 포함한다. 제3전위측정부(213)는 제1전위측정부(211)와 제2전위측정부(212)를 잇는 선(L)에서 일측으로 이격되게 위치하여 제3전위측정부(213)가 위치하는 지면(10)의 전위(V)인 제3전위(V3)를 측정한다.
제4전위측정부(214)는 제1전위측정부(211)와 제2전위측정부(212)를 잇는 선(L)을 기준으로 제3전위측정부(213)에 대하여 대칭되게 위치하여, 제4전위측정부(214)가 위치하는 지면(10)의 전위(V)인 제4전위(V4)를 측정한다.
제3전위측정부(213)와 제4전위측정부(214)가 구비되는 경우, 제3전위(V3)에서 제1전위(V1)를 뺀 값인 제3전위차(ΔV3)와, 제4전위(V4)에서 제1전위(V1)를 뺀 값인 제4전위차(ΔV4)를 측정할 수 있게 된다.
도 3을 참조할 때, 제3전위차(ΔV3)와 제4전위차(ΔV4)는 프레임부재(100)의 진행방향에 대하여 우측 및 좌측에 위치하므로, 제2전위차(ΔV2)와 다른 방향의 전위차(ΔV)를 측정할 수 있으며 각각의 전위차(ΔV) 값을 비교하는 경우 전위차(ΔV)가 큰 방향으로 이동하여 누설전류가 발생된 지점을 신속하게 발견할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치의 출력부재를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치에서 그래프를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치의 작동 흐름을 나타내는 블록 구성도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 출력부재(400)는 프레임부재(100)에 결합되고, 전위측정부재(200)에서 측정한 전위차(ΔV)를 출력한다. 본 실시예에서 출력부재(400)는 이동거리(D)에 대한 전위차(ΔV)를 그래프(G)로 표시하는 그래프출력부(410)와, 현재 또는 현위치에서 측정된 전위차(ΔV)를 표시하는 현재전위차표시부(420)와, 측정된 전위차(ΔV)의 최대값을 표시하는 최대전위차표시부(430)를 포함하여 사용자가 전위차(ΔV)와 관련된 정보를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 누설전류 측정장치(1)는 거리측정부재(500)를 더 포함한다. 거리측정부재(500)는 전위측정부(211, 212, 213, 214)의 일측에 위치하여, 전위측정부(211, 212, 213, 214)의 회전량을 기초로 프레임부재(100)의 이동거리(D)를 측정한다.
본 실시예에서 출력부재(400)는 거리측정부재(500)에서 측정한 이동거리(D)를 횡축으로 하고, 제어부재(300)에서 연산한 전위차(ΔV)를 종축으로 하는 그래프(G)를 출력하여 사용자가 전위차(ΔV)의 변동을 기초로 누설전류가 발생되는 지점을 쉽게 파악할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 누설전류 측정장치(1)는 필터부재(600)를 더 포함한다. 필터부재(600)는 전위측정부재(200)에서 측정한 전위(V)에서 설정된 주파수 대역, 예를 들어 상용 주파수인 60Hz에 해당하는 전위만이 통과하도록 필터링 하여 제어부재(300)에 전달하여 노이즈를 제거한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 누설전류 측정장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명한다. 설명의 편의를 위하여 변압기(T)와 수용가(H)를 연결하는 지중선로를 따라 전위차(ΔV)를 측정하는 것을 예로 들어 설명한다.
제1전위측정부(211)와 제2전위측정부(212)를 잇는 선(L)이 이동하고자 하는 방향, 즉, 수용가(H) 측을 향하도록 한 상태에서 스위치(S)를 조작하여 장치의 전원을 온(on)한다.
사용자는 손잡이부(150)를 파지한 상태로 이동하고자 수용가(H) 방향으로 손잡이부(150)를 가압하여 누설전류 측정장치(1)를 이동시키면, 복수 개의 전위측정부(211, 212, 213, 214)에서 해당 전위측정부(211, 212, 213, 214)가 접하는 지면(10)의 전위(V)를 측정한다.
전위측정부(211, 212, 213, 214)에서 측정된 전위(V)는 전기적신호로 변환한 후 제어부재(300)로 전달된다. 다만, 전위측정부(211, 212, 213, 214)에 측정되는 전위(V)는 지중선로에 의하여 형성되는 전위(V)뿐만 아니라, 지면(10)의 하측에 매립된 각종 통신선로 등에 의하여 발생되는 등에 전위(V)가 포함될 수 있다.
따라서 본 실시예에서 필터부재(600)는 지중선로의 주파수 대역에 해당하는 전위만이 제어부재(300)에 전달되도록 필터링하여 노이즈의 발생을 줄임으로써, 지중선로의 누설전류 측정효율을 증대시킨다. 일반적으로 지중선로에서 발생되는 전위(V)의 주파수 대역은 상용주파수인 60Hz에 해당하므로, 60Hz에서 소정의 범위 이내의 주파수 대역 만이 제어부재(300)에 전달되도록 필터링 할 수 있다.
제어부재(300)는 제1전위측정부(211)에서 측정한 제1전위(V1)를 기초로 제1전위(V1)에 대한 제2전위(V2), 제3전위(V3), 제4전위(V4)의 차를 각각 연산하여 전위차(ΔV)를 구하며, 이러한 전위차(ΔV)는 현재전위차표시부(420)에 출력된다.
비록 사용자가 변압기(T)에서 수용가(H) 측으로 누설전류 측정장치(1)를 밀고 가는 경우라고 하더라도, 지중선로가 매설된 방향과 누설전류 측정장치(1)의 이동방향이 달라질 수 있다.
본 실시예에서 전위측정부(211, 212, 213, 214)는 복수 개 구비되어 다 방향의 전위차(ΔV)를 측정할 수 있으며, 각각의 전위차(ΔV)는 출력부재(400)를 통하여 사용자가 확인할 수 있다. 예를 들어 제2전위차(ΔV2), 제3전위차(ΔV3)에 비하여 제4전위차(ΔV4)가 큰 경우, 진행방향에 대하여 좌측(도 3 기준)에 누설전류가 발생되었음을 감지할 수 있다.
전위측정부(211, 212, 213, 214)가 회전되면서 전위(V)를 측정하면 거리측정부재(500)는 전위측정부(211, 212, 213, 214)의 회전값을 기초로 프레임부재(100)의 이동거리(D)를 측정하고, 측정된 이동거리(D)를 제어부재(300)에 전달한다.
제어부재(300)는 해당 이동거리(D)와, 연산된 전위차(ΔV)를 출력부재(400)에 전달하고, 출력부재(400)는 이동거리(D)를 횡축으로 하고, 전위차(ΔV)를 종축으로 하는 그래프(G)를 출력한다.
사용자는 그래프(G)의 형상을 기초로 특이구간, 예를 들어 전위차(ΔV)가 급증한 구간을 쉽게 파악할 수 있으며, 해당 구간에서 누설전류가 발생되었다고 추정할 수 있다.
전위측정부(211, 212, 213, 214)에서 측정한 전위(V), 거리측정부재(500)에서 측정한 이동거리(D) 및 제어부재(300)에서 연산한 전위차(ΔV) 등은 저장부(미도시)에 일자 별로 기록될 수 있으며, 이를 기초로 측정장소에서의 전위차(ΔV)의 변화를 시간대 별로 비교할 수 있다.
이로써, 본 실시예에서 누설전류 측정장치(1)는, 지면(10) 상에서 누설전류 측정장치(1)를 이동시키는 것 만으로 누설전류의 발생 여부 및 누설전류 발생위치를 파악할 수 있으므로 지중선로를 점검하는 시간 및 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예에서 누설전류 측정장치(1)는 복수 개의 전위측정부(211, 212, 213, 214)를 이용하여 복수 지점의 전위(V)를 측정하므로 누설전류의 발생지점 또는 방향을 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 누설전류 측정장치(1)는 거리측정부재(500)가 구비되어 이동거리(D)를 측정하고, 이동거리(D)에 따른 전위차(ΔV)를 그래프(G)로 출력하므로 누설전류 발생여부 및 발생위치를 용이하게 판단할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 누설전류 측정장치(1)는 필터부재(600)가 구비되어 설정된 주파수 대역에 해당하는 전위차(ΔV)만을 출력하므로 노이즈의 간섭을 줄여 정확한 전위차를 측정할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 누설전류 측정장치 10: 지면
100: 프레임부재 110: 메인프레임부
130: 전위측정연결부 150: 손잡이부
200: 전위측정부재 211, 212, 213, 214: 전위측정부
211: 제1전위측정부 212: 제2전위측정부
213: 제3전위측정부 214: 제4전위측정부
230: 롤러부 235: 롤러실린더
240: 접촉단자 250: 측정핀
300: 제어부재 400: 출력부재
410: 그래프출력부 420: 현재전위차표시부
430: 최대전위차표시부 500: 거리측정부재
600: 필터부재 D: 이동거리
G: 그래프 H: 수용가
L: 선 S: 스위치
T: 변압기 V: 전위
ΔV: 전위차

Claims (8)

  1. 프레임부재;
    상기 프레임부재에 회전 가능하게 결합되고 지면에 접하며, 상호 이격되게 구비되어 접촉되는 지점의 전위를 측정하는 복수 개의 전위측정부를 포함하는 전위측정부재;
    상기 전위측정부에서 측정한 전위를 기초로, 전위차를 연산하는 제어부재; 및
    상기 프레임부재에 결합되고, 상기 제어부재에서 연산한 전위차를 출력하는 출력부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전위측정부는,
    상기 프레임부재에 회전 가능하게 결합되는 롤러부; 및
    상기 롤러부의 외주면에 돌출 형성되어, 접촉되는 지면의 전위를 측정하는 측정핀;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 측정핀은,
    상기 롤러부의 회전축을 중심으로 하는 원주 방향으로 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 전위측정부재는,
    상기 프레임부재에 회전 가능하게 결합되어 전위를 측정하는 제1전위측정부; 및
    상기 프레임부재에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제1전위측정부의 전방으로 소정거리 이격되게 위치하여 전위를 측정하는 제2전위측정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 전위측정부재는,
    상기 제1전위측정부와 상기 제2전위측정부를 잇는 선에서 일측으로 이격되게 위치하여 전위를 측정하는 제3전위측정부; 및
    상기 제1전위측정부와 상기 제2전위측정부를 잇는 선을 기준으로 상기 제3전위측정부와 대칭되게 위치하여 전위를 측정하는 제4전위측정부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전위측정부의 일측에 위치하여, 상기 전위측정부의 회전량을 기초로 상기 프레임부재의 이동거리를 측정하는 거리측정부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 출력부재는,
    상기 거리측정부재에서 측정한 이동거리를 횡축으로 하고, 상기 제어부재에서 연산한 전위차를 종축으로 하는 그래프를 출력하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 전위측정부재에서 측정한 전위 중 설정된 주파수 대역에 해당하는 전위를 필터링하여 상기 제어부재에 전달하는 필터부재;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 측정장치.


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