KR20220059765A - 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법 - Google Patents

직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220059765A
KR20220059765A KR1020200145334A KR20200145334A KR20220059765A KR 20220059765 A KR20220059765 A KR 20220059765A KR 1020200145334 A KR1020200145334 A KR 1020200145334A KR 20200145334 A KR20200145334 A KR 20200145334A KR 20220059765 A KR20220059765 A KR 20220059765A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulation resistance
resistor
switch
equipment
voltage
Prior art date
Application number
KR1020200145334A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102463637B1 (ko
Inventor
이기연
임현성
Original Assignee
한국 전기안전공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국 전기안전공사 filed Critical 한국 전기안전공사
Priority to KR1020200145334A priority Critical patent/KR102463637B1/ko
Publication of KR20220059765A publication Critical patent/KR20220059765A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102463637B1 publication Critical patent/KR102463637B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/56—Testing of electric apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

본 발명은 직류 설비의 각 전극 단자로부터 절연저항에 병렬로 연결되는 복수의 저항들과 스위치들의 제어를 통하여 이루어지는 각 저항의 단계별 연결 구조를 토대로 전압을 측정하여 +전로 절연저항과 -전로 절연저항을 각각 산출함으로써 활선상태에서 직류 설비의 절연저항을 용이하고 정확하게 측정할 수 있는 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법은 상기 제1 스위치를 온(On)하고, 제2 스위치를 오프(Off) 상태로 제어하는 단계(S10)와, 상기 제2 저항의 전압을 측정하는 단계(S20)와, 상기 제1 스위치를 오프(Off)하고, 제2 스위치(160)를 온(On) 상태로 제어하는 단계(S30) 및 상기 제3 저항의 전압을 측정하는 단계(S40)를 포함한다. 또한, 상기 제1 스위치와 제2 스위치를 온(On) 상태로 전환하는 단계(S50)와, 상기 제2 저항과 제3 저항의 합산 전압을 측정하는 단계(S60) 및 상기 제1 스위치 및 제2 스위치의 동작에 따라 측정된 각 전압을 이용하여 절연저항을 산출하는 단계(S70)를 포함한다.

Description

직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법{Online insulation resistance application and method of DC system}
본 발명은 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 절연저항 측정 회로를 이용하여 활선 상태에서 직류 설비의 절연저항을 측정하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
에너지저장장치의 공급이 증가 되고 있는 시점에서 2017년 이후 이에 따른 화재가 증가하고 있다. 특히, 신재생에너지설비와 연계된 에너지저장장치에서 화재가 집중되고 있는데, 직류전원설비의 접지는 대부분 비접지 방식을 적용하고 있다.
따라서, KS C IEC 60364에서는 비접지 IT 시스템에서의 지락 및 단락 사고를 검출하기 위하여 절연저항감시장치를 시공하게 되어 있다. 이에, 현장에서는 도 1에서 도시된 바와 같이 펄스 방식의 절연저항감시장치가 많이 설치되어 있으나, 상기 펄스 방식의 절연저항감시장치는 SPD(서지 보호 장치, Surge Protective Device), GPT(접지 계기용 변압기, Ground Potential Transformer) 등에 따른 오동작이 발생하고 있다. 또한, 비접지 IT 시스템에서 IT 고저항접지 등의 접지 계통에 적용할 경우 접지저항 등에 의해 오차로 작동할 수 있다.
또한, 도 2와 같은 패시브(Passive) 계측 방식의 경우에는 +전로와 접지, -전로와 접지 사이에 저항을 연결한 후 한 극성의 절연저항이 변동하는 경우 전압의 변동되는 크기를 모니터링하는 방식으로 절연저항을 측정한다.
이러한 패시브(Passive) 방식의 절연저항 측정 장치는 응답 속도가 빠르고 구성이 간단하다는 장점이 있지만, 절연저항의 변동에 따른 전압비율을 계산하기 때문에 평형 고장에 대한 검출이 어려우며, 정확한 절연상태의 측정이 아닌 기준 이하 검출 등에만 활용이 가능한 한계를 갖는다.
대한민국 등록특허 제10-0740826호(2007년 07월 19일 공고)
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 현장에서의 절연저항을 정확히 측정하고 직류 설비의 고장 상태를 사전에 예측하고자 하는데 그 목적이 있다. 또한, 직류 설비의 절연저항을 진단하고 분석하여 설비의 사고를 미연에 예방하고자 하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법은 절연저항 측정 회로를 이용하여 활선 상태에서 직류 설비의 절연저항을 측정한다.
또한, 상기 절연저항 측정 회로는 직류 설비의 +단자와 접지(Ground) 사이에서 직렬로 연결되고, +전로 절연저항과 병렬로 구성되는 제1 저항 및 제2 저항과, 상기 직류 설비의 -단자와 접지(Ground) 사이에서 직렬로 연결되고, -전로 절연저항과 병렬로 구성되는 제3 저항 및 제4 저항과, 상기 제1 저항 및 제2 저항을 직류 설비에 선택적으로 연결하는 제1 스위치와, 상기 제3 저항 및 제4 저항을 직류 설비에 선택적으로 연결하는 제2 스위치를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법은 상기 제1 스위치를 온(On)하고, 제2 스위치를 오프(Off) 상태로 제어하는 단계(S10)와, 상기 제2 저항의 전압을 측정하는 단계(S20)와, 상기 제1 스위치를 오프(Off)하고, 제2 스위치(160)를 온(On) 상태로 제어하는 단계(S30) 및 상기 제3 저항의 전압을 측정하는 단계(S40)를 포함한다.
또한, 상기 제1 스위치와 제2 스위치를 온(On) 상태로 전환하는 단계(S50)와, 상기 제2 저항과 제3 저항의 합산 전압을 측정하는 단계(S60) 및 상기 제1 스위치 및 제2 스위치의 동작에 따라 측정된 각 전압을 이용하여 절연저항을 산출하는 단계(S70)를 포함한다.
또한, 산출된 직류 설비의 +전로 절연저항과 -전로 절연저항 및 합성 절연저항을 미리 설정된 기준값과 비교하는 단계(S80)와, 비교 결과를 토대로 판단하여 직류 설비의 고장위치를 추정하는 단계(S90)를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치는 전압 측정부, 절연저항 산출부, 제어부, 판단부 및 저장부를 포함한다. 또한, 상기 전압 측정부는 절연저항 측정 회로를 이용하여 직류 설비의 +전로 절연저항과 -전로 절연저항에 각각 병렬로 연결되는 복수의 저항을 토대로 각 저항의 전압을 측정한다.
또한, 상기 절연저항 산출부는 전압 측정부에서 측정된 전압을 이용하여 직류 설비의 절연저항을 산출한다. 또한, 상기 제어부는 절연저항 측정 회로와 전압 측정부 및 절연저항 산출부를 제어하여 직류 설비에 각 저항을 선택적으로 연결한다. 또한, 상기 판단부는 절연저항 산출부에서 산출된 +전로 절연저항과 -전로 절연저항 및 합성 절연저항을 미리 설정된 기준값과 비교하여 직류 설비의 고장원인과 고장위치를 추정한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법은 현장에서의 절연저항을 정확히 측정하고, 직류 설비의 고장 상태를 사전에 예측함으로써 고장 사고를 대비하고, 직류 설비의 고장 사고 발생으로 인한 경제적 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 직류 설비의 절연저항을 미리 진단하고 분석하여 설비의 사고를 사전에 예방하고, 화재사고의 발생 및 화재사고로 인한 경제적인 손실을 방지하며, 직류 시스템 및 직류 설비의 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 펄스 방식 절연저항 측정 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 패시브(Passive) 방식 절연저항 측정 회로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치를 나타내는 구성도이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전압 측정부의 절연저항 측정 회로를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9 및 도 10은 직류 설비의 고장위치를 추정하는 단계(S90)를 세부적으로 나타내는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 종래의 펄스 방식 절연저항 측정 회로를 나타내는 도면이고, 도 2는 종래의 패시브(Passive) 방식 절연저항 측정 회로를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치(1)를 나타내는 구성도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치(1)는 직류 설비(2)에 연결되어 활선상태에서 측정되는 전압을 토대로 절연저항을 산출하고 분석하며, 분석결과를 토대로 각 전로에 대한 이상 여부를 판단할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치(1)는 전압 측정부(10), 절연저항 산출부(20), 제어부(30), 판단부(40) 및 저장부(50)를 포함할 수 있다.
전압 측정부(10)는 직류 설비(2)의 +단자(220) 및 -단자(230)에 연결되는 절연저항 측정 회로(100)를 포함한다. 즉, 전압 측정부(10)는 직류 설비(2)의 +전로 절연저항(221)과 -전로 절연저항(222)에 각각 병렬로 연결되는 복수의 저항(120, 130, 140, 150)을 토대로 각 저항에 대한 전압을 측정한다.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전압 측정부(10)의 절연저항 측정 회로(100)를 나타내는 도면이다. 즉, 도 5는 도 4에서 제2 저항(130)의 전압을 측정하기 위해 제1 스위치(110)가 온(On)되고, 제2 스위치(160)가 오프(Off)된 상태의 절연저항 측정 회로(100)를 나타내는 도면이다.
또한, 도 6은 도 4에서 제3 저항(140)의 전압을 측정하기 위해 제1 스위치(110)가 오프(Off)되고, 제2 스위치(160)가 온(On)된 상태의 절연저항 측정 회로(100)를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 절연저항 측정 회로(100)는 제1 스위치(110), 제1 저항(120), 제2 저항(130), 제3 저항(140), 제4 저항(150) 및 제2 스위치(160)를 포함할 수 있다. 도 4에서 도시된 바와 같이 제1 저항(120)은 직류 설비(2)의 +단자(220)와 접지(Ground)(250) 사이에 연결되고, +전로 절연저항(241)과 병렬로 구성된다.
제2 저항(130)은 제1 저항(120)과 접지(Ground)(250) 사이에 연결된다. 또한, 제1 저항(120)과 +단자(220)의 사이에는 제1 스위치(110)가 구비되어 제1 저항(120) 및 제2 저항(130)에 직류전원(210)을 선택적으로 연결한다.
또한, 제4 저항(150)은 직류 설비(2)의 -단자(230)와 접지(Ground)(250) 사이에 연결되고, -전로 절연저항(242)과 병렬로 구성된다. 또한, 제3 저항(140)은 제4 저항(150)과 접지(Ground)(250) 사이에 연결된다. 또한, 제4 저항(150)과 -단자(230)의 사이에는 제2 스위치(160)가 구비되어 제3 저항(140) 및 제4 저항(150)에 직류전원(210)을 선택적으로 연결한다.
절연저항 산출부(20)는 전압 측정부(10)에서 측정된 전압을 이용하여 직류 설비(2)의 절연저항을 산출한다. 또한, 제어부(30)는 절연저항 측정 회로(100)와 전압 측정부(10) 및 절연저항 산출부(20)를 제어하여 직류 설비(2)에 각 저항(120, 130, 140, 150)을 선택적으로 연결하고, 각 저항의 전압을 측정하며, 측정된 전압을 토대로 절연저항을 산출한다.
또한, 판단부(40)는 절연저항 산출부(20)에서 산출된 절연저항을 미리 설정된 기준저항 또는 기준값과 비교하여 직류 설비(2)의 고장원인과 고장위치를 추정할 수 있다. 또한, 저장부(50)는 전압 측정부(10)에서 측정된 저항의 전압값과, 절연저항 산출부(20)에서 산출된 절연저항값을 저장한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법을 나타내는 순서도이다. 즉, 도 8은 도 7에서 (S70) 단계 이후의 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
일반적으로 직류 설비(2)는 도 4와 같이 직류전원(210)을 포함하고, 직류전원(210)에는 +단자(220) 및 -단자(230)와 중간점 접지(Ground)(250)가 존재한다. 이때, 중간점 접지(250)를 직류전원(210)의 외함을 기준으로 0 전위로 하였을 때 기준 전위인 0 전위와 +단자(220) 사이에는
Figure pat00001
가 인가되고, 기준 전위인 0 전위와 -단자(230) 사이에는
Figure pat00002
가 인가된다.
또한, +단자(220) 및 -단자(230)와 중간점 접지(Ground)(250) 사이에는 상기
Figure pat00003
와
Figure pat00004
에 해당되는 각각의 절연저항이 생성된다. 즉, 상기
Figure pat00005
에 해당되는 +전로 절연저항(241)인
Figure pat00006
와, 상기
Figure pat00007
에 해당되는 -전로 절연저항(242)인
Figure pat00008
가 생성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법은 직류 설비(2)에 연결되는 절연저항 측정 회로(100)를 이용하여 직류 설비(2)의 각 절연저항(241, 242)을 산출하고, 진단 및 분석함으로써 직류 설비(2)의 사고를 미연에 예방할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법은 제어부(30)의 제어에 따라 제1 스위치(110)를 온(On)하고, 제2 스위치(160)를 오프(Off) 상태로 전환하는 단계(S10), 전압 측정부(10)가 제2 저항(130)의 전압(
Figure pat00009
)을 측정하는 단계(S20), 제어부(30)의 제어에 따라 제1 스위치(110)를 오프(Off)하고, 제2 스위치(160)를 온(On) 상태로 전환하는 단계(S30) 및 전압 측정부(10)가 제3 저항(140)의 전압(
Figure pat00010
)을 측정하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
또한, 제어부(30)의 제어에 따라 제1 스위치(110)와 제2 스위치(160)를 온(On) 상태로 전환하는 단계(S50)와, 전압 측정부(10)가 제2 저항(130)과 제3 저항(140)의 합산 전압(
Figure pat00011
)을 측정하는 단계(S60) 및 절연저항 산출부(20)가 제1 스위치(110) 및 제2 스위치(160)의 동작에 따라 측정된 각 전압을 이용하여 절연저항을 산출하는 단계(S70)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 절연저항을 산출하는 단계(S60)는 상기 제2 저항(130)의 전압(
Figure pat00012
)을 측정하는 단계(S20)에서 측정된 전압(
Figure pat00013
)과, 상기 제3 저항(140)의 전압(
Figure pat00014
)을 측정하는 단계(S40)에서 측정된 전압(
Figure pat00015
)과, 상기 합산 전압(
Figure pat00016
)을 측정하는 단계(S50)에서 측정된 합산 전압(
Figure pat00017
)을 토대로 절연저항에 대한 비를 이용하여 각 선로의 절연저항을 산출한다.
각 선로의 절연저항을 산출하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 5와 같이 상기 (S10) 단계 및 (S20) 단계의 제1 스위치(110)가 온(On), 제2 스위치(160)가 오프(Off) 상태에서 상기
Figure pat00018
와 접지(250) 사이의 저항(
Figure pat00019
)을 아래의 [수학식 1]을 이용하여 계산한다.
[수학식 1]
Figure pat00020
여기에서,
Figure pat00021
는
Figure pat00022
와 접지(250) 사이의 저항이고, R1은 제1 저항(120), R2는 제2 저항(130), R3은 제3 저항(140), R4는 제4 저항(150)이다. 또한,
Figure pat00023
는 +전로 절연저항(241)이고,
Figure pat00024
는 -전로 절연저항(242)이다.
이때,
Figure pat00025
와 접지(Ground)(250) 사이의 저항을 Rb라고 하면, Rb=
Figure pat00026
이므로
Figure pat00027
와 접지(250) 사이의 전압 Va는 아래의 [수학식 2]와 같이 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00028
또한, R2에 인가되는 전압
Figure pat00029
는 아래의 [수학식 3]과 같이 계산된다.
[수학식 3]
Figure pat00030
또한, 도 6과 같이 상기 (S30) 단계 및 (S40) 단계의 제1 스위치(110)가 오프(Off), 제2 스위치(160)가 온(On) 상태에서 상기
Figure pat00031
와 접지(250) 사이의 저항을 Rc라고 하면, Rc=
Figure pat00032
이다.
또한,
Figure pat00033
와 접지(Ground)(250) 사이의 저항을 Rd라고 하면, Rd는 아래의 [수학식 4]와 같이 계산된다.
[수학식 4]
Figure pat00034
또한,
Figure pat00035
와 접지(Ground)(250) 사이의 전압 Vb는 [수학식 5]와 같이 계산된다.
[수학식 5]
Figure pat00036
따라서, R3에 인가되는 전압
Figure pat00037
은 아래의 [수학식 6]과 같이 계산된다.
[수학식 6]
Figure pat00038
상기 (S10) 단계 및 (S20) 단계에서 -전로 절연저항(
Figure pat00039
)(242)과 직렬로 연결된 +전로 절연저항(
Figure pat00040
)(241)을 측정하였으며, 상기 (S30) 단계 및 (S40) 단계에서 +전로 절연저항(
Figure pat00041
)(241)과 직렬로 연결된 -전로 절연저항(
Figure pat00042
)(242)을 측정하였다.
따라서, +전로 절연저항(
Figure pat00043
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00044
)(242)을 합산한 합성 절연저항(240)은 상기 제2 저항(130)의 전압(
Figure pat00045
)을 측정하는 단계(S20)에서 측정된 전압(
Figure pat00046
)과, 상기 제3 저항(140)의 전압(
Figure pat00047
)을 측정하는 단계(S40)에서 측정된 전압(
Figure pat00048
)의 합에 해당하는 합산 전압(
Figure pat00049
) 값에 해당하는 값으로 절연저항을 역산하여 산출할 수 있다.
합성 절연저항(240) 산출 방법은 합산 전압(
Figure pat00050
) 값에 해당하는
Figure pat00051
값을 역산하여 합성 절연저항(
Figure pat00052
)(240)을 산출할 수 있다. 또한, +전로 절연저항(
Figure pat00053
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00054
)(242)은 합성 절연저항(
Figure pat00055
)(240) 산출값에 대하여 상기 (S20) 단계 및 (S40) 단계에서 측정된 전압(
Figure pat00056
) 및 전압(
Figure pat00057
) 값과 합성 절연저항(240)에 대한 비를 이용하여 산출한다.
전로 절연저항(
Figure pat00058
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00059
)(242)은 아래의 [수학식 7]을 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 7]
Figure pat00060
Figure pat00061
여기에서,
Figure pat00062
는 상기 (S20) 단계 및 (S40) 단계에서 측정된 전압(
Figure pat00063
)과 전압(
Figure pat00064
)의 합(
Figure pat00065
)에 해당하는 측정 합성 절연저항을 나타낸다.
또한, 도 8에서 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법은 판단부(40)가 산출된 +전로 절연저항(
Figure pat00066
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00067
)(242) 및 합성 절연저항(
Figure pat00068
)(240)을 미리 설정된 기준값과 비교하는 단계(S80)와, 판단부(40)가 비교 결과를 토대로 판단하여 직류 설비(2)의 고장위치를 추정하는 단계(S90)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법은 태양광 발전설비, 에너지저장장치 등과 같은 직류 설비(2)의 활선상태에서 측정된 절연 저항을 이용하여 직류설비(2)의 고장위치를 추정할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법을 이용하여 직류 설비(2)의 +전로 절연저항(
Figure pat00069
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00070
)(242) 및 합성 절연저항(
Figure pat00071
)(240)을 추출할 수 있고, 추출된 +전로 절연저항(
Figure pat00072
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00073
)(242) 값의 비교를 통하여 직류 설비(2)의 고장위치를 추정할 수 있다.
도 9 및 도 10은 도 8에서 직류 설비의 고장위치를 추정하는 단계(S90)를 세부적으로 나타내는 순서도이다. 즉, 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 활선 절연저항 측정 장치(1)를 이용한 직류 설비(2)의 고장요인 분석 방법을 나타내는 순서도이다.
일반적으로 직류 설비(2)는 단일 모듈보다 직병렬 조합으로 시스템이 구성되며, 특히 에너지저장장치의 경우 단일 모듈을 직렬 연결하여 랙으로 구성하고 랙을 병렬 연결하여 시스템을 구성하게 된다. 따라서, 절연저항의 측정결과를 통해 직류 설비(2)의 고장위치를 확인할 수 있다.
도 9 및 도 10에서 도시된 바와 같이 상기 기준값과 비교하는 단계(S80)의 비교 결과에서 +전로 절연저항(
Figure pat00074
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00075
)(242) 및 합성 절연저항(
Figure pat00076
)(240)이 모두 상기 기준값보다 큰 경우에는 이상이 없는 것으로 판단하고 측정을 종료한다.
또한, 비교 결과 +전로 절연저항(
Figure pat00077
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00078
)(242)이 모두 상기 기준값 이하인 경우에는 직류 설비(2)의 출력측 케이블 또는 외함의 지락이 고장 요인으로 판단한다.
또한, 상기 기준값과 비교하는 단계(S80)의 비교 결과 +전로 절연저항(
Figure pat00079
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00080
)(242) 중 어느 하나가 기준값보다 작은 경우에 정상상태의 랙이나 모듈 또는 정상 전로를 직류 설비(2)에서 분리한다(S91). 즉, 차단기를 오프(Off)하여 직류 설비(2)로부터 기준값보다 절연저항 값이 큰 정상상태의 랙이나 모듈 또는 정상 전로를 분리할 수 있다.
또한, 직류 설비(2)의 이상이 있는 랙 또는 전로에 대하여 +전로 절연저항(
Figure pat00081
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00082
)(242) 및 합성 절연저항(
Figure pat00083
)(240)의 재측정을 실시한다(S92).
또한, 판단부(40)가 재측정된 +전로 절연저항(
Figure pat00084
)(241)과 -전로 절연저항(
Figure pat00085
)(242) 및 합성 절연저항(
Figure pat00086
)(240)을 미리 설정된 기준값과 다시 비교한다(S93). 또한, 상기 (S91) 단계 내지 (S93) 단계를 반복적으로 수행하는 단계(S94)를 포함할 수 있다.
상기 반복적으로 수행하는 단계(S94)에 따라 (S91) 단계 내지 (S93) 단계를 반복적으로 수행하면 최종적으로 하나의 랙이 남게 되는데, 고장으로 추정되는 랙에 대하여 모듈 단위 시험을 수행하면 고장 모듈로 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
1 : 활선 절연저항 측정 장치 2 : 직류 설비
10 : 전압 측정부 20 : 절연저항 산출부
30 : 제어부 40 : 판단부
50 : 저장부 100 : 절연저항 측정 회로
110 : 제1 스위치 120 : 제1 저항
130 : 제2 저항 140 : 제3 저항
150 : 제4 저항 160 : 제2 스위치
210 : 직류전원 220 : +단자
230 : -단자 240 : 합성 절연저항
241 : +전로 절연저항 242 : -전로 절연저항
250 : 접지(Ground)

Claims (8)

  1. 직류 설비의 +단자와 접지(Ground) 사이에서 직렬로 연결되고, +전로 절연저항과 병렬로 구성되는 제1 저항 및 제2 저항과, 상기 직류 설비의 -단자와 접지(Ground) 사이에서 직렬로 연결되고, -전로 절연저항과 병렬로 구성되는 제3 저항 및 제4 저항과, 상기 제1 저항 및 제2 저항을 직류 설비에 선택적으로 연결하는 제1 스위치와, 상기 제3 저항 및 제4 저항을 직류 설비에 선택적으로 연결하는 제2 스위치로 이루어지는 절연저항 측정 회로를 이용하여 활선 상태에서 직류 설비의 절연저항을 측정하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법에 있어서,
    상기 제1 스위치를 온(On)하고, 제2 스위치를 오프(Off) 상태로 제어하는 단계(S10);
    상기 제2 저항의 전압을 측정하는 단계(S20);
    상기 제1 스위치를 오프(Off)하고, 제2 스위치(160)를 온(On) 상태로 제어하는 단계(S30);
    상기 제3 저항의 전압을 측정하는 단계(S40);
    상기 제1 스위치와 제2 스위치를 온(On) 상태로 전환하는 단계(S50);
    상기 제2 저항과 제3 저항의 합산 전압을 측정하는 단계(S60) 및
    상기 제1 스위치 및 제2 스위치의 동작에 따라 측정된 각 전압을 이용하여 절연저항을 산출하는 단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연저항을 산출하는 단계(S70)는
    측정된 상기 제2 저항의 전압과 제3 저항의 전압 및 합산 전압을 토대로 직류 설비의 절연저항에 대한 비를 이용하여 각 선로의 절연저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연저항을 산출하는 단계(S70) 이후에
    산출된 직류 설비의 +전로 절연저항과 -전로 절연저항 및 합성 절연저항을 미리 설정된 기준값과 비교하는 단계(S80)와,
    비교 결과를 토대로 판단하여 직류 설비의 고장위치를 추정하는 단계(S90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 직류 설비의 고장위치를 추정하는 단계(S90)는
    상기 기준값과 비교하는 단계(S80)의 비교 결과 +전로 절연저항과 -전로 절연저항 중 어느 하나가 기준값보다 작은 경우에 정상상태의 랙이나 모듈 또는 정상 전로를 직류 설비에서 분리하는 단계(S91),
    직류 설비의 이상이 있는 랙 또는 전로에 대하여 +전로 절연저항과 -전로 절연저항 및 합성 절연저항의 재측정을 수행하는 단계(S92) 및
    재측정된 +전로 절연저항과 -전로 절연저항 및 합성 절연저항을 미리 설정된 기준값과 다시 비교하는 단계(S93)를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기준값과 비교하는 단계(S80)의 비교 결과에서 +전로 절연저항과 -전로 절연저항이 모두 상기 기준값 이하인 경우에는 직류 설비의 출력측 케이블 또는 외함의 지락이 고장 요인으로 판단하는 것을 특징으로 하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 방법.
  6. 직류 설비에 연결되는 절연저항 측정 회로를 이용하여 활선 상태에서 직류 설비의 절연저항을 측정하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치에 있어서,
    상기 절연저항 측정 회로를 이용하여 직류 설비의 +전로 절연저항과 -전로 절연저항에 각각 병렬로 연결되는 복수의 저항을 토대로 각 저항의 전압을 측정하는 전압 측정부;
    상기 전압 측정부에서 측정된 전압을 이용하여 직류 설비의 절연저항을 산출하는 절연저항 산출부; 및
    상기 절연저항 측정 회로와 전압 측정부 및 절연저항 산출부를 제어하여 직류 설비에 각 저항을 선택적으로 연결하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 절연저항 측정 회로는
    상기 직류 설비의 +단자와 접지(Ground) 사이에서 직렬로 연결되고, +전로 절연저항과 병렬로 구성되는 제1 저항 및 제2 저항;
    상기 직류 설비의 -단자와 접지(Ground) 사이에서 직렬로 연결되고, -전로 절연저항과 병렬로 구성되는 제3 저항 및 제4 저항과;
    상기 제1 저항 및 제2 저항을 직류 설비에 선택적으로 연결하는 제1 스위치 및
    상기 제3 저항 및 제4 저항을 직류 설비에 선택적으로 연결하는 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치.

  8. 제6항에 있어서,
    상기 절연저항 산출부에서 산출된 +전로 절연저항과 -전로 절연저항 및 합성 절연저항을 미리 설정된 기준값과 비교하여 직류 설비의 고장원인과 고장위치를 추정하는 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치.
KR1020200145334A 2020-11-03 2020-11-03 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법 KR102463637B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200145334A KR102463637B1 (ko) 2020-11-03 2020-11-03 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200145334A KR102463637B1 (ko) 2020-11-03 2020-11-03 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220059765A true KR20220059765A (ko) 2022-05-10
KR102463637B1 KR102463637B1 (ko) 2022-11-09

Family

ID=81592130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200145334A KR102463637B1 (ko) 2020-11-03 2020-11-03 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102463637B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117148079A (zh) * 2023-11-01 2023-12-01 广东智能无人系统研究院(南沙) 一种绝缘检测电路及检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100740826B1 (ko) 2004-08-05 2007-07-19 김영일 무정전 절연저항 측정장치
KR20130112802A (ko) * 2012-04-04 2013-10-14 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 자가 진단 방법
KR20200052688A (ko) * 2018-11-07 2020-05-15 주식회사 엘지화학 절연 저항 측정 시스템 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100740826B1 (ko) 2004-08-05 2007-07-19 김영일 무정전 절연저항 측정장치
KR20130112802A (ko) * 2012-04-04 2013-10-14 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 자가 진단 방법
KR20200052688A (ko) * 2018-11-07 2020-05-15 주식회사 엘지화학 절연 저항 측정 시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117148079A (zh) * 2023-11-01 2023-12-01 广东智能无人系统研究院(南沙) 一种绝缘检测电路及检测方法
CN117148079B (zh) * 2023-11-01 2024-01-23 广东智能无人系统研究院(南沙) 一种绝缘检测电路及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102463637B1 (ko) 2022-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10396545B2 (en) Insulation monitoring device having voltage monitoring and underlying method
US8837097B2 (en) Protection, monitoring or indication apparatus for a direct current electrical generating apparatus or a plurality of strings
CA2711020C (en) Method and circuit arrangement for connecting at least one string of a photovoltaic system to an inverter
US20170279265A1 (en) Disconnection of a string carrying direct current power
JP6234647B1 (ja) 直流電気回路保護装置およびアーク検出方法
WO2012100263A2 (en) Abnormality detection architecture and methods for photovoltaic systems
JP2019537701A (ja) 高信頼性の配電ネットワーク故障の検出方法、装置及び記憶媒体
WO2017221493A1 (ja) 直流電気回路保護装置およびアーク検出方法
KR101497010B1 (ko) 직류전원계통 운전상태 원격감시시스템
KR102463637B1 (ko) 직류 설비 활선 절연저항 측정 장치 및 방법
US9851403B2 (en) Safety device and method for an electric installation
KR20120086558A (ko) 감시 및 중성선 대체기능이 구비된 태양광 발전시스템
JP2006200898A (ja) 割込絶縁計測装置
CN110596529B (zh) 柔性直流电网对地绝缘故障检测装置及系统
JP3796428B2 (ja) 配電線地絡電流増幅装置
NO20200398A1 (no) Fremgangsmåte til å lade et kjøretøy og kjøretøy
KR102377795B1 (ko) 불연속 구간 검출에 의한 아크 검출 방법
CN111585265B (zh) 一种二次设备试验电源安全启动保护装置及应用
JP2004053554A (ja) 配電線断線検出システム
JP2018066569A (ja) アーク故障検出システム及びアーク故障検出方法
KR101782947B1 (ko) 지락경로 흐름 분석에 따른 저압직류 접지시스템
JP2010217019A (ja) 絶縁地絡監視装置
KR20230092476A (ko) 직류시스템에서 변형된 고임피던스 it 계통 변환 기능을 갖는 절연 감시 장치 및 이에 대한 방법
RU2321124C1 (ru) Способ защиты от перенапряжений электрических сетей постоянного тока
Ghadban et al. Short Circuit Analysis for Power System Networks

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant