KR20180046518A - 전력계통의 지락전류 분할검출장치 - Google Patents

전력계통의 지락전류 분할검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력계통의 기기 및 설비 등으로 흐르면서 인명피해를 발생시킬 수 있는 지락전류를 지락전류의 전류값에 따라 구분하여 검출(감지)하여 경보하거나 관제소로 전송함으로써 각종 전력설비에 대한 전력사고 및 안전사고를 예방할 수 있도록 한 것으로, 전류(電流) 비교수단, 이를테면 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)에 접속되는 지락전류(Ib) 검출부(D)와, 상기 오피앰프(OP)의 반전단자(-)에 접속되고 기준전류(Ia)를 설정하는 전류제한저항(R)과, 상기 오피앰프(OP)의 출력에 접속되고 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상이면 지락전류 경보신호를 출력하는 제어부(M)와, 마이크로 UHF 센서(US)에 방사전자파신호를 받아 검출부(D)로 입력되는 기준전류(Ia) 이상의 지락전류(Ib)를 암페어별로 구분하여 제어부(M)에서 출력하도록 하는 신호처리부(H)와, 상기 제어부(M)에 접속되는 경보부(AR)로 구성하여 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상일 때, 신호처리부(H)에 의해 0-30, 30-60, 60-100, 100 mA 이상으로 각각 분할하여 구분한 구간별 전류값을 경보신호를 출력하는 제어부(M), 상기 제어부(M)에 접속되는 경보부(AR)로 구성되어 전력계통의 기기와 설비 등으로 흐를 수 있는 지락전류를 검출(감지)하여 경보하거나 관제소로 무선 송출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력계통의 지락전류 분할검출장치{Division detection apparatus of earth current for electric power system}
본 발명은 전력계통의 지락전류(Earth Current) 분할검출장치에 관한 것으로, 상세하게는 전력계통의 기기 및 설비 등으로 흐르면서 인명피해를 발생시킬 수 있는 지락전류를 지락전류의 전류 값에 따라 구분하여 검출(감지)하여 경보하거나 관제소로 전송함으로써 각종 전력설비에 대한 전력사고 및 안전사고를 예방할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 감전 사고라 함은 전기에너지에 의한 인적피해를 총칭하고 있어 상용 전력 외에도 정전기 및 낙뢰에 의한 사고를 포함하며, 전격에 의한 감전, 절연파괴로 인한 아크 감전, 정전기에 의한 감전, 낙뢰에 의한 감전과 단락 아크에 의한 화상 등이 있다.
상기 감전 사고를 발생시키는 주요 원인을 살펴보면, 인체가 활선상태로 노출된 전선 또는 전선설비에 직접 접촉됨으로써 감전경로가 형성되어 지락사고를 유발시키는 경우와, 기기의 결함 등으로 누전되는 전기설비 또는 철구조물에 접촉됨으로써 인체에 감전경로가 형성되는 경우와, 고압이나 특별고압 부분에 공기의 절연이 파괴될 정도로 인체가 접근함으로써 인체를 통해 전류가 흐르거나 아크열에 의해 감전화상을 당하는 경우와, 주변 환경에 의해 형성된 정전기가 인체를 통해 방전되는 경우와, 낙뢰가 인체를 통해 방전되는 경우와, 정전유도 및 보폭전압 등을 예로 들 수 있다.
또한, 감전 사고는 운전 중인 전기기기에서 전기가 흐르고 있는 부분을 충전부분, 전기가 흐르지 않는 부분을 비충전 부분으로 분류하며, 전기기기의 절연이 나빠지게 되면 충전부분에서 비충전 부분으로 누전이 발생하기도 한다. 이때, 인체가 충전부분에 직접 닿아서 감전되는 사고를 직접 접촉사고라 하고, 누전되고 있는 비충전부분에 인체가 접촉됨으로써 충전부분에 간접 접촉하게 되어 감전되는 사고를 간접 접촉사고라고 한다.
감전사고시 인체에 미치는 영향으로 인체가 전기적인 충격을 받게 되는 현상을 전기충격, 줄여서 전격이라고 부르며, 또한 간단한 충격으로부터 심한 고통을 받는 충격, 근육의 수축, 호흡의 곤란, 때로는 심실세동에 의해 사망하거나 추락, 전도 등 2차적 재해를 유발하기도 한다.
전격(電擊)으로 인한 인체의 반응 및 사망 한계는 그 속성상 인체 실험이 매우 어렵고, 어떠한 실험결과가 나와도 검증이 어렵다는 점과 인체의 다양성(키, 몸무게, 성별, 인종), 재해 당시의 변수(땀, 습기, 접촉부의 물리적 상태) 등의 이유로 그 기준을 획일적으로 정하기는 어렵지만 인체에 위험을 주는 전격의 요소는 통전전류의 크기, 통전시간과 전격의 위상, 통전선로와 전원의 종류로 구분된다.
상기 전격 피해는 전기에너지가 신경과 근육을 자극해서 정상적인 기능을 저해하는 것으로서, 각종 근육의 수축, 또는 심실세동에 의한 혈액순환 기능상실, 또는 뇌의 호흡중추신경으로 흐르는 전류에 기인한 호흡기능정지, 또는 흉부로 흐르는 전류에 기인한 흉부 근육 수축에 의한 질식, 또는 전기에너지가 생체조직의 파괴 소손 등의 구조적 손상을 일으키는 현상 등을 예로 들 수 있다.
도 9는 통전전류의 크기에 따른 생리적 영향을 표시한 상관 그래프로 가로축은 전류(㎃)이고, 세로축은 시간(초, Seconds)이다. 도 9에서 영역 ①은 인간이 느낄 수 있는 최소감지전류를 나타내고 있으며, 영역 ① 이상의 전류가 흐르게 되면 전격충격을 느끼게 되는데 이 전류값을 최소 감지전류라고 부르며, 직류는 2∼5[mA], 교류(상용전원)에서는 0.5∼1[mA] 정도가 된다.
도 9에서 영역 ②는 이탈전류 혹은 고통전류라고 한다. 고통을 참을 수 있으며 생명에 영향이 없는 약 7∼8[mA] 정도가 되며, 영역 ③은 불수전류(마비한계전류)라고 한다. 인체의 근육이 경련 현상이 일어나거나 신경이 마비되는 영역으로 직류는 60∼90 [mA], 교류는 10∼15[mA] 정도이다. 영역 ④는 심실세동에 의한 사망사고가 일어나는 감전영역이다.
일반적으로 배전선로뿐만 아니라 전기설비의 각 부분에서 발생하는 사고는 사고가 난 부분을 즉시 개방함으로써 사고의 영향이 전원측에 미치지 못하도록 각 부분에 보호용 차단기를 설치하고 있다.
특히 일반들의 접촉 위험이 있는 저압 배전선에는 저압선의 단락, 과부하 보호용을 위해서는 자동 차단기나 퓨즈가 설치된다. 퓨즈 중 가장 작은 정격전류는 30[A] 정도이며, 캐치 용량은 50[A] 정도이다. 따라서 전력설비를 유지 보수할 때 대부분 전력설비에 흐르고 있는 지락전류에 의한 각종 감전사고가 초래되고 있다.
하여 최근에는 본원 출원인이 창안한 등록번호 10-1445975호(등록일자 2014년 11월 21일)를 통해 확인 할 수 있는 바와 같이 "오피앰프(OP)의 비반전단자(+)에 접속되는 지락전류(Ib) 검출부(D)와, 오피앰프(OP)의 반전단자(-)에 접속되고 기준전류(Ia)를 설정하는 전류제한저항(R)과, 오피앰프(OP)의 출력에 접속되고 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상이면 경보신호를 송출하는 제어부(M)와, 제어부(M)의 출력에 접속되는 경보부(AR)와, 동작전원을 공급하는 전원부를 포함하는 전력계통 지락전류 검출장치에 있어서;
제어부(M)의 출력에 접속되고 원격지 관제소(K)의 수신기로 경보신호를 무선 송출하는 고주파 무선송출부(RF)를 포함하되, 상기 경보신호는 전주(L)에 부착되는 전주번호찰 고유의 식별부호(ID)와 전주(L)의 위도와 경도와 세부위치와 선로번호를 포함하는 위치정보이고, 상기 지락전류(Ib) 검출부(D)는 전주(L)에 설치되는 도전성 완금(Da)이고, 상기 전원부는 체결부재(G)에 의해 전주(L)에 고정되는 완금(Da)과, 완금(Da) 상부에 설치되는 태양전지(SC)와, 태양전지(SC)로 얻은 기전력을 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)로 공급하고 배터리(B)에 충전하는 충전제어부(C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통 지락전류 검출장치"를 통해 전력계통의 기기와 설비 등으로 흐를 수 있는 지락전류를 검출(감지)하여 경보하거나 유ㆍ무선으로 관제소에 전송함으로써 각종 전력설비에 대한 전력사고 및 안전사고가 예방되는 효과가 있도록 하였다.
하지만 상기의 검출장치 만으로는 지락전류의 전류값이 기준전류를 기준으로 얼마나 높게 측정되는지를 정확하게 구분되지 않아 각각의 전력설비에 따른 안전사고 방지를 위한 대비가 이루어지지 않는 문제점으로 인하여 상황에 따른 안전 대비를 하기가 용이하지 않는 문제가 있음에도 지금까지 지락사고를 방지하기위한 전력설비업체나 이를 사용하는 취급업체에서는 이를 해결할 근본적인 문제점을 해결할 방안을 제시하지 못하고 있는 실정에 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0392336호 대한민국 등록특허공보 제10-1465975호
이에 본 발명에서는 상기와 같은 제반 문제점들을 일소하기 위하여 창안한 것으로써, 전력계통의 설비 및 기기기구 등으로 흐르면서 인명피해를 발생시킬 수 있는 지락전류를 감지하되 감지된 전류값을 기준전류를 기준으로 전류치를 구간별 값으로 구분하여 경보 및 전송함으로써 전력설비에 대한 전력사고 및 안전사고를 구체적으로 분할하여 예방할 수 있도록 하는 전력계통의 지락전류 분할검출장치를 제공하기 위하여 위 과제를 해결하고자 하는 것이다.
본 발명은 전력계통의 지락전류 분할검출장치에 관한 것으로, 전류(電流) 비교수단, 이를테면 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)에 접속되는 지락전류(Ib) 검출부(D)와, 상기 오피앰프(OP)의 반전단자(-)에 접속되고 기준전류(Ia)를 설정하는 전류제한저항(R)과, 상기 오피앰프(OP)의 출력에 접속되고 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상이면 지락전류 경보신호를 출력하는 제어부(M)와, 마이크로 UHF 센서(US)에 방사전자파신호를 받아 검출부(D)로 입력되는 기준전류(Ia) 이상의 지락전류(Ib)를 암페어별로 구분하여 제어부(M)에서 출력하도록 하는 신호처리부(H)와, 상기 제어부(M)에 접속되는 경보부(AR)를 포함할 수 있다.
상기 오피앰프(OP)의 반전단자(-)에 접속되고 기준전류(Ia)를 설정하는 전류제한저항(R)과, 상기 오피앰프(OP)의 출력에 접속되는 제어부(M)와, 상기 제어부(M)에 접속되어 지락전류 경보신호를 출력하는 경보부(AR)를 포함 할 수 있다.
상기 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상일 때, 신호처리부(H)에 의해 0-30, 30-60, 60-100, 100 mA 이상으로 각각 분할하여 구분한 구간별 전류값을 경보신호를 출력하는 제어부(M), 상기 제어부(M)에 접속되는 경보부(AR)로 구성되어 전력계통의 기기와 설비 등으로 흐를 수 있는 지락전류를 검출(감지)하여 경보하거나 관제소로 무선 송출할 수 있도록 포함 할 수 있다.
상기 제어부(M)의 출력에 고주파 무선송출부(RF), 유ㆍ무선 네트워크, 유ㆍ무선 인터넷 중 어느 하나가 접속되어 지락전류 경보 네트워크를 구성할 수도 있다.
상기 지락전류 검출부(D)와 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)에 사이에 접속되는 서지 보호수단(SA)을 더 포함할 수 있다.
상기 경보신호는, 지락전류 검출부(D)의 식별부호(ID)를 포함할 수 있다.
본 발명은 전력계통의 기기와 설비 등으로 흐를 수 있는 지락전류를 전류값에 따라 구분하도록 검출(감지)하여 경보하거나 유ㆍ무선으로 관제소에 전송함으로써 각종 전력설비에 대한 전력사고 및 안전사고를 효율적으로 예방하는 효과가 있다.
본 발명에서 기준전류를 설정하는 전류제한저항은 가변저항, 반고정 저항, 또는 저항값이 다른 복수의 고정저항을 딥스위치나 점퍼선으로 선택하여 적절한 값의 기준전류를 선택할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 신호처리부(H)는 마이크로 UHF 센서(US)에 방사전자파신호를 받아 검출부(D)로 입력되는 기준전류(Ia) 이상의 지락전류(Ib)를 암페어별로 구분하여 제어부(M)에서 출력하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 해당 지락전류 검출부(D)의 식별부호(ID)가 경보신호에 포함되어 있어서 지락 검출 위치를 쉽게 파악할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 경보부는 고휘도의 발광다이오드(LED)에 의한 경광등이나, 경보음을 전파하는 스피커(SP) 또는 사이렌으로 구성되는 경음기로 구성되므로 지락전류(Ib) 상태에 따라 신호처리부(H)를 통해 구분되는 지락전류(Ib)의 전류값에 따라 설정된 경광등의 불빛 색상이나 경음기의 데시벨로 구분하여 표출할 있도록 하여 전류값에 따른 대처범위와 대처방법을 진행할 수 있는 효과가 있다.
하여 본 발명에서는 마이크로 UHF 센서(US)에 방사전자파신호를 받아 신호처리부(H)를 지나 제어부(M)에서 무선송출부(RF)통하여 전력설비의 방사전자파 신호를 보내어 전력설비의 이상신호를 이용한 전력설비 원격예방보전을 할 수 있는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예로 도시한 회로 블록도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시 예로 도시한 제어부에 접속되는 경보부의 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예로 도시한 전원부의 구성도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예로 도시한 전원부의 구성도.
도 5는 본 발명에서 전주에 설치한 상태의 바람직한 일실시 예의 정면도.
도 6은 본 발명에서 전주에 설치한 상태의 또 다른 실시 예의 정면도.
도 7은 본 발명 바람직한 일실시 예로 도시한 흐름도.
도 8은 본 발명 또 다른 실시 예로 도시한 흐름도.
도 9는 통상적인 통전전류의 크기에 따른 생리적 영향을 표시한 상관 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.
본 발명 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)는, 각종 전기기기, 전자기기, 산업용 기기 등을 통하여 발생되는 지락전류(Earth Current)를 검출(감지)하되 검출되는 전류값에 따라 구분하여 경보 및 전파하도록 함으로써 신속하고 정밀하게 대처할 수 있도록 구성된다.
도 1은 본 발명 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)의 바람직한 일실시 예를 도시한 것으로, 전류(電流) 비교수단, 이를테면 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)에는 지락전류 검출부(D)가 접속되어 지락전류(Ib)가 입력되고, 오피앰프(OP)의 반전단자(-)에는 전원부(E)의 전류가 전류제한저항(R)을 통하여 기준전류(Reference Current)(Ia)가 입력되고, 오피앰프(OP)의 출력에는 중앙처리장치(CPU)나 마이컴(MICOM) 등으로 구성되는 제어부(M)가 접속되어 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상이면 경보신호를 출력하는 제어부(M)가 접속되고, 마이크로 UHF 센서(US)에 방사전자파신호를 받아 검출부(D)로 입력되는 기준전류(Ia) 이상의 지락전류(Ib)를 암페어별로 구분하여 제어부(M)에서 출력하도록 하는 신호처리부(H)를 구성하여 상기 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상일 때, 신호처리부(H)에 의해 0-30, 30-60, 60-100, 100 mA 이상으로 각각 구분하여 구간별 경보신호를 제어부(M)에서 출력하도록 하며, 상기 제어부(M)에 접속되는 경보부(AR)로 구성되어 전력계통의 기기와 설비 등으로 흐를 수 있는 지락전류를 검출(감지)하여 경보하거나 관제소로 무선 송출할 수 있도록 포함 할 수 있다.
또한, 마이크로 UHF 센서(US)는 좌우측 원판으로 구성되고, 중앙 하단에 원형돌출부가 형성된 중앙패치 상면에, 타원형의 상부패치를 구성하고, 중앙패치 하단에는 중앙패치와 동일한 형상의 좌우측 원판으로 구성되고, 중앙에 결합공이 뚫린 하부패치를 접합하여 하부패치의 결합공에 중앙패치의 원형돌출부가 끼워지게 하고, 하부패치의 결합공을 관통한 원형돌출부에 결속패치가 끼워져 결합되게 하여 철제 밀폐형 전력설비의 외함형 고장진단센서로써, 중앙패치는 유전율 4.4의 합금소재로 구성하고, 상부패치와 하부패치 및 결속패치는 전기도체(PEC)로 구성하는 것이다.
이러한 구성으로 인하여 철제 밀폐형 전력설비외함에 고장진단센서를 설치하여 2~4GHz의 높은 주파대역에서 주파수감도 -5dB 이하로 고장유무를 확인할 수 있게 되는 등의 효과를 유지하는 센서로써, 이는 선등록특허 제10-1535924호의 "철제 밀폐형 전력설비의 외함형 고장진단센서"의 공보를 통해 그 구성과 작용을 상세히 알 수 있는 공지 기술로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 고주파 무선송출부(RF) 대신, 유ㆍ무선 네트워크, 유ㆍ무선 인터넷 등으로 지락전류 경보 네트워크를 구성할 수도 있으며, 상기 관제소(K)의 수신기와 무선송출부(RF)에는 안테나(ANT)가 각각 구비되어 전파(電波)의 원활한 송출과 수신을 달성할 수 있도록 구성하고, 상기 오피앰프(OP)는 접지단자를 통하여 접지되며, 불필요한 경우 그 구성이 생략될 수 있다.
상기 지락전류 검출부(D)는, 지락전류를 검출하는 대상, 이를테면, 각종 전기기기의 케이스나 도체 부분, 또는 전자기기의 케이스나 도체 부분, 또는 산업기기의 케이스나 도체 부분, 또는 도 5, 도 6과 같이 전주(L)에 설치되는 도전성의 "L" 자형 완금(Da)이 될 수 있으며, 도선을 이용하여 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)에 접속되어 지락전류(Ib)가 입력된다.
본 발명에서 지락전류 검출부(D), 또는 지락전류 검출부(D)와 오피앰프(OP)의 비반전단자(+) 사이에는 낙뢰(落雷), 서지전압 등으로부터 각 부품이나 회로를 보호하는 피뢰기(Lightning Arrester)나 단로기(DIS), 또는 서지업서버(Surge Absorber) 등의 서지 보호수단(SA)을 더 포함할 수 있다.
상기에서 오피앰프(OP)의 반전단자(-)로 입력 또는 인가되는 기준전류(Ia)는 전류제한저항(R)의 저항값에 의해 설정되며, 전력이나 전력계통, 주변 환경이나 설치환경, 비교조건 등을 감안하여 적절히 설정(Setting) 된다. 상기 저항은 고정저항이거나, 적당한 크기(세력)의 기준전류로 설정할 수 있도록 반고정저항기 또는 가변저항기일 수 있다.
상기 전류제한저항(R)은 저항값이 다른 복수의 고정저항을 딥-스위치나 점퍼선으로 선택하여 적절한 값의 기준 전류를 선택할 수 있게 구성할 수 있음은 물론이다.
본 발명에서 회로 동작에 필요한 전원부(E)로는, 도 4와 같이 태양전지시스템을 이용한 자가전원장치를 사용하거나, 또는 전주와 전력선을 이용하는 전력선통신시스템(Power line communication System)의 전원을 이용하거나, 또는 도 4와 같이 부근의 상용 교류전원을 감압 정류시켜 사용할 수도 있다.
상기 태양전지시스템의 경우, 체결부재(G)에 의해 전주(L)에 고정 설치되는 "L"자형 완금(Da)의 상부, 또는 상부면에 설치되는 태양전지(SC)와, 태양전지(SC)로 얻은 기전력을 본 발명 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)의 동작전원 및 기준전류(Ia)로 이용할 수 있도록 공급하고, 또한 야간이나 비충전시간 동안 본 발명 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)의 동작전원 및 기준전류(Ia)로 이용할 수 있도록 기전력을 배터리(B)에 충전하는 충전제어부(C)로 구성된다.
또한 전력선통신시스템(Power line communication System)의 경우 전원이 맞지 않는 경우 적당한 전압 및 전류로 변환시켜 사용하면 되며, 상용 교류전원을 이용하는 전원부(PS)의 경우, 상용 교류전원(AC)을 감압부(P)로 감압(減壓)시킨 다음 정류부(S)로 정류, 또는 정류 및 평활시켜 사용하면 될 것이다
상기 전력계통 지락전류 검출장치(1)는 도 5와 같이 브라켓(F)을 이용하여 전주(L)에 쉽게 고정시켜 설치하거나, 도 6과 같이 체결부재(G)에 의해 전주(L)에 고정 설치된 "L"자형 완금(Da)의 절곡부에 설치시켜 고정하고, "L"자형 완금(Da)의 상부, 또는 상부면에 태양전지(SC)를 설치하여 동작전원으로 이용할 수 있다.
상기에서 지락전류(Ib)는 도전성의 "L" 자형 완금(Da)에 연결(접속)된 도선에 의해 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)로 입력된다.
상기 태양전지시스템의 경우, 태양전지(SC)는 "L"자형 완금(Da)에 설치되고, 충전제어부(C)와 배터리(B)는 본 발명 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)의 내부에 설치된다.
상기에서 전주(L)에서 발생할 수 있는 지락전류에는 애자(H)의 절연이 파괴되면서 완금(Da)으로 흐르는 지락전류, 자연현상이나 조류 등(까치집 등)에 의한 지락전류, 또는 작업자의 실수로 인하여 작업도구인 도전부재나 반도전 부재를 통하여 발생하는 지락전류, 전주 부근 공사에 의한 지락전류, 경년변화 및 노화 등에 의한 지락전류 등을 예상할 수 있다.
상기 전주(L)에 본 발명 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)를 전주(L)에 설치한 경우 작업 전에 경보되면, 지락전류가 흐르지 않도록 처리한 다음 전주 작업에 임하면 되며, 전주 작업 중에 지략전류가 검출되어 경보되면, 지락전류가 흐르지 않도록 처리하거나, 처리가 불가능한 경우 신속히 대피하면 된다.
한편, 전주(L)의 경우 효율적인 관리를 위하여 전주(L)에 부착되는 전주번호찰에 고유의 식별부호(ID)를 포함한, 위치정보, 예컨대, 위도, 경도, 세부위치, 선로번호 등이 포함되어 있다. 따라서 본 발명에서는 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)가 설치되는 전주(L)의 식별부호(ID)를 제어부(M) 또는 무선송출부(RF)의 메모리부(도시 안됨)에 저장하여 독출되게 함으로써 지락전류가 검출되어 경보신호가 무선송출부(RF)를 통하여 무선 송출될 때, 상기 전주(L) 식별부호(ID)가 함께 송출되도록 함으로써 관제소(K)에서는, 이를 수신 및 파악하여 가까운 전주 처리자(또는 전주 관리자)에게 지령하여 지락전류를 해결하거나, 원격이나 자동으로 처리할 수 있도록 함으로써 효율적으로 신속히 처리할 수 있다.
상기 경보부(AR)는 도 2에 예시한 것처럼, 제어부(M)의 출력이나 출력단자에 고휘도의 발광다이오드(LED)를 접속시켜 경보가 해제될 때까지 점멸하는 경광등을 설치하거나, 또는 경보음을 전파하는 스피커(SP) 또는 사이렌을 접속시켜 경보음이나 경보상태가 음성 출력되는 경음기를 선택적으로 설치하거나 같이 설치할 수 있으며, 무선으로도 송출되게 무선송출부(RF)를 부가 설치할 수 있다.
도 7은 본 발명 일실시 예로 도시한 흐름도로, 지락전류 검출부(D)의 전류가 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)로 상시 입력되어(S1 단계) 비교 및 감시되며, 상기 비반전단자(+)로 입력되는 전류가 오피앰프(OP)의 반전단자(-)로 인가되는 기준전류(Ia)와 같거나 초과하면 지락전류(Ib)로 판단되고(S2 단계) 경보부(AR)가 동작함으로써 지락전류 검출 경보가 발령되며(S3 단계), 상기 비반전단자(+)로 입력되는 전류가 오피앰프(OP)의 반전단자(-)로 인가되는 기준전류(Ia) 미만이면 경보 없이 계속 감시하게 된다.
상기 지락전류 검출 경보(S3 단계)에 의해 작업자가 지락전류 원인을 제거하거나, 또는 자연스럽게 지락전류 원인이 제거되면 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)로 입력되는 지락전류(Ib)가 기준전류(Ia) 미만이 되므로 지락전류가 흐르지 않는 것으로 판단되고(S4 단계) 경보부(AR)의 경보가 해제되며(S5 단계), 그렇지 않은 경우 입력전류가 기준전류(Ia) 미만으로 될 때까지 지락전류 검출 경보가 이루어진다. 따라서 지락전류에 따른 경보를 작업자가 바로 인지(인식)하여 신속히 대처할 수 있으므로 인명사고가 예방된다.
도 8은 지락전류에 의해 경보가 발령되면, 경보신호가 무선송출부(RF)에 의해 캐리어 신호에 변조된 다음 안테나(ANT)를 통하여 무선으로 송출되게 함으로써 원격지의 관제소(K)에서 수신기로 수신할 수 있으므로 지락전류 경보를 확인 및 대처할 수 있게 된다.
즉, 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)로 입력되는 지락전류 검출부(D)의 전류(S11 단계)가 오피앰프(OP)의 반전단자(-)로 입력되는 기준전류(Ia)와 같거나 초과하면 지락전류(Ib)로 판단되고(S12 단계) 경보부(AR)가 동작함으로써 지락전류 검출 경보가 발령되며 이와 동시에 무선송출부(RF)를 통하여 경보신호가 무선으로 송출되고(S13단계), 상기 비반전단자(+)로 입력되는 전류가 오피앰프(OP)의 반전단자(-)로 인가되는 기준전류(Ia) 미만이면 경보 및 무선송출 없이 계속 감시되며, 상기 지락전류 검출 경보(S13 단계)에 의해 작업자가 지락전류의 원인을 제거하거나, 또는 자연스럽게 지락전류의 원인이 제거되면 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)로 입력되는 지락전류(Ib)가 기준전류(Ia) 미만이 되므로 지락전류가 흐르지 않는 것으로 판단되고(S14 단계) 경보부(AR)의 경보가 해제되고 무선 송출이 중단되며(S15 단계), 그렇지 않은 경우 입력전류가 기준전류(Ia) 미만으로 될 때까지 지락전류 검출 경보와 무선송출이 이루어진다. 따라서 지락전류에 따른 경보를 작업자가 바로 인지(인식)하여 신속히 대처하거나 관제소(K)에서 지락전류 경보신호를 수신하여 가까운 전주 처리자(또는 전주 관리자)에게 지령하여 지락전류를 해결하거나, 원격으로 처리할 수 있도록 함으로써 효율적으로 처리할 수 있게 된다.
상기에서 무선경보신호에는 해당 전주(L)의 식별부호(ID)가 포함되어 있어서 관제소(K)에서는, 해당 전주의 위치정보를 이용하여 신속히 파악하여 조치할 수 있게 된다.
본 발명에서 지락전류 검출부(D)와 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)에 사이에 피뢰기(Lightning Arrester)나 단로기(DIS), 또는 서지업서버(Surge Absorber) 등의 서지 보호수단(SA)이 접속되는 경우 낙뢰(落雷), 서지전압 등으로부터 본 발명 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)를 구성하는 부품이나 그 회로를 보호할 수 있다.
본 발명에서 기준전류(Ia)를 결정하는 전류제한저항(R)은 반고정저항 또는 가변저항기로 구성하는 경우 전력이나 전력계통, 주변 환경이나 설치환경, 비교조건 등을 감안하여 적절히 설정(Setting)할 수 있다.
즉 상기와 같이 구성되어 작용하는 본원 발명의 전력계통 지락전류 분할검출장치(1)는 검출부(D)로 부터 감지되는 지락전류(Ib)의 전류값을 제어부(M)에서 신호처리부(H)를 통해 구분할 수 있도록 함에 따라 제어부(M)에서 0-30mA, 30-60mA, 60-100mA, 100 mA 이상으로 구체적으로 구분하여 구분된 전류값에 따라 경보부(AR)나 부선송출부(RF)로 출력하도록 함으로써, 제어부(M)에서 분할하여 송출하는 전류값에 따라 경보부(AR)나 무선송출부(RF)에서 각각 설정한 신호를 보내도록 하는 것이 바람직할 것이다.
그 실예로 표 1에 나타나는 바와 같이 전류값에 따른 경보부(AR)의 신호(경보음 및 경보등)체계를 달리하여 육안으로 전류값을 확인할 수 있도록 할 수 있는 것이다,
표 1)은 전류값에 따른 경보부의 신호체계
구분 전류값(㎃) 0 ~30 30 ~ 60 60 ~ 100 100 이상
경보음 저음으로
간헐적 경보		 중음으로
간헐적 신호		 고음으로
간헐적 신호		 고음으로
연속신호
경보등 녹색으로
간헐적 점멸		 황색으로
간헐적 점멸		 적색으로
간헐적 점멸		 적색으로
긴급 점멸
또는 표 2에 나타나는 바와 같이 전류값에 따른 무선호출부(RE)의 신호를 달리하여 관제소(K)로 전파를 송출할 수 있도록 하는 것임을 알 수 있다.
표 2)은 전류값에 따른 무선호출부의 신호체계
구분 전류값(㎃) 0 ~30 30 ~ 60 60 ~ 100 100 이상
경보신호 지락전류가 발생한 상태로만 송신 지락전류가 발생한 상태로 위험상황을 발생장소로 알릴 것을 경고하도록 송신 지락전류가 발생한 상태로 위험상황을 관련 장소로 알릴 것을 경고하도록 송신 지락전류가 발생한 상태로 긴급 상황을 관련 장소로 알림은 물론 긴급 조치하도록 송신
위험상태 부터 관제소에서 지락전류 발생장소를 긴급 점검하도록 하는 것이 바람직함
이상과 같이 설명한 본 발명은 본실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
(1): 전력계통 지락전류 분할검출장치. (ANT): 안테나
(AR): 경보부 (B): 배터리
(C): 충전제어부 (D): 지락전류 검출부
(Da): (L자형) 완금 (E)(PS): 전원부
(F): 브라켓 (G): 체결부재
(Ia): 기준전류 (Ib):지락전류
(K):관제소 (L):전주
(LED):발광다이오드 (M):제어부
(OP):오피앰프(비교기) (P): 감압부(減壓部)
(R): 전류제한저항 (RF): 무선송출부
(US): 마이크로 UHF센서 (S): 정류부
(SC): 태양전지 (SA): 서지 보호수단
(SP): 스피커 (H): 신호처리부

Claims (2)

  1. 전류(電流) 비교수단, 이를테면 오피앰프(OP)의 비반전단자(+)에 접속되는 지락전류(Ib) 검출부(D)와, 상기 오피앰프(OP)의 반전단자(-)에 접속되고 기준전류(Ia)를 설정하는 전류제한저항(R)과, 상기 오피앰프(OP)의 출력에 접속되고 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상이면 지락전류 경보신호를 출력하는 제어부(M)와, 마이크로 UHF 센서(US)에 방사전자파신호를 받아 검출부(D)로 입력되는 기준전류(Ia) 이상의 지락전류(Ib)를 암페어별로 구분하여 제어부(M)에서 출력하도록 하는 신호처리부(H)와, 상기 제어부(M)에 접속되는 경보부(AR)를 포함하는 전력계통 지락전류 분할검출장치.
  2. 제 1항에 있어서;

    상기 지락전류(Ib) 검출부(D)로부터 입력되는 전류가 기준전류(Ia) 이상일 때, 신호처리부(H)에 의해 0-30, 30-60, 60-100, 100 mA 이상으로 각각 분할하여 구분한 구간별 전류값을 경보신호를 출력하는 제어부(M), 상기 제어부(M)에 접속되는 경보부(AR)로 구성되어 전력계통의 기기와 설비 등으로 흐를 수 있는 지락전류를 검출(감지)하여 경보하거나 관제소로 무선 송출할 수 있도록 하는 전력계통 지락전류 분할검출장치.
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