KR20220138657A - 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템 및 그의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비접지계통으로 운영되는 전기차량 운행 구간에 지락을 감지하는 감지장치를 일정구간마다 설치하고, 감지장치로부터 고저항 지락이 발생되면 지락사고 혹은 과다누설전류에 대한 알람을 발생시키거나 차단기를 트립하도록 하여 지락에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 전차선의 지지애자와 지지물 사이에 설치되어 지지애자로부터의 전류를 감지하여 설정값 이하의 전류는 그대로 흘러보내고, 퓨즈의 단락용량 이상의 고저항 지락에 의한 지락전류를 과전압계전장치로 스위칭하는 지락감지장치; 상기 전차선에 전원을 공급하는 변전소의 정류기 부극에 연결 설치되어 상기 복수의 지락감지장치로부터 전류가 전송되면 과전압을 측정하여 알람(Alarm)을 발생시키거나, 차단기 트립 신호를 발생시키는 과전압계전장치; 및 복수의 지락감지장치에서 스위칭되는 지락전류를 상기 과전압계전장치로 전송하는 전송선로인 보호계전기선(300);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템을 제공한다.

Description

전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템 및 그의 제어 방법{Protective relay system for detecting ground fault in electric vehicle feed line and control method thereof}
본 발명은 지락사고 감지를 위한 보호계전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비접지계통에서 지락전류가 일정한 수준 이상이 되면 지락전류의 귀환회로가 바뀌어 지락을 판단할 수 있는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
비접지 DC 전기차량에서는 일반적으로 상업용 초고압 AC 3상 전기를 공급받아 3상 정류기를 통해 전기차량에 적합한 전압의 DC 전원으로 변환 후, 전차선을 통하여 전기차량에 DC 전류를 공급한다.
이와 같은 DC 전력공급시스템은 지하금속매설물의 전식 등을 고려하여 일반적으로 비접지로 운영되고 있는데, 비접지 계통인 관계로 시스템의 보호에 어려운 문제가 있었다.
이는 첫째, DC 전기차량는 비접지계통으로 운영되기 때문에 지락사고는 고저항 지락사고로 사고전류가 운전전류보다 작아 일반 과전류 계전기로는 검출이 어렵고,
둘째, 지락사고로 인하여 정류기 부극과 대지사이의 전압이 상승하더라도 이는 운전전류로 인하여 야기되는 전압상승보다 작을 수 있으므로 정류기 부극과 대지사이의 전압만으로 지락사고를 확정지울 수 없다. 즉 운전전류로 인한 정상적인 대지전압 상승인지, 아니면 지락사고로 인한 대지전위 상승인지 판단이 어렵기 때문이다.
따라서 DC 전기차량 급전선 지락사고의 경우 상기 2가지 이유로 즉시 감지되지 못하여 고 저항 지락 상태가 계속 지속될 경우에는 급전선로 및 지지물 소손 등의 위험한 결과를 초래할 수 있다.
또한, 급전선 지지애자가 어떠한 이유로든 간에 노후화 되어 절연이 충분하지 못할 경우 누설전류가 흐르기 시작하며 이를 오래 방치하면 결국 지지애자가 열화로 파손되어 지락사고로 이어진다. 이러한 지락사고의 발생은 복구 작업 시간동안 운전에 심각한 지장을 준다는 문제가 있었다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2005-0093566호 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 10-2006-0132419호 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허 10-0766365호 특허문헌 4 : 대한민국 공개특허 10-2006-0132420호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비접지계통으로 운영되는 전기차량 운행 구간에 지락을 감지하는 감지장치를 일정구간마다 설치하고, 감지장치로부터 고저항 지락이 발생되면 지락사고 혹은 과다누설전류에 대한 알람을 발생시키거나 차단기를 트립하도록 하여 지락에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전차선의 지지애자와 지지물 사이에 설치되어 지지애자로부터의 전류를 감지하여 설정값 이하의 전류는 그대로 흘려보내고, 퓨즈의 단락용량 이상의 고저항 지락에 의한 전류를 과전압계전장치(200)로 스위칭하는 지락감지장치(100, 110, 120); 상기 전차선에 전원을 공급하는 변전소(400)의 정류기 부극에 연결 설치되어 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전류가 전송되면 과전압을 측정하여 알람(Alarm)을 발생시키거나, 차단기 트립 신호를 발생시키는 과전압계전장치(200); 및 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)에서 스위칭되는 전류를 상기 과전압계전장치(200)로 전송하는 전송선로인 보호계전기선(300);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120) 각각은, 일측이 지지애자금구와 연결되고 타측은 지지물에 연결되는 퓨즈(Fuse)와, 일측이 지지애자금구와 연결되고 타측은 상기 과전압계전장치(200)에 연결되는 감지장치저항(R1)과, 상기 지지애자에서 발생된 누설전류를 상기 퓨즈를 통해 상기 지지물로 누설시키되, 상기 퓨즈가 단선되면 상기 지지애자에서 발생된 누설전류를 상기 감지장치저항(R1)으로 스위칭하는 스위치(SW)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위치(SW)가 상기 지지애자의 누설전류를 상기 감지장치저항(R1)으로 스위칭 시 상기퓨즈의 상태 변경을 표시하는 퓨즈 연동 표시장치(101)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
그리고 과전압계전장치(200)는, 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전송되는 전류에 대한 과전압을 측정하기 위하여 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)에 연결되는 보호계전기선(300)에 일측이 연결되고, 타측이 정류기 부극에 연결된 과전압계전장치저항(R2)을 통해 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전송된 전류에 대한 양단의 전압을 측정하기 위한 과전압계전기(201)가 내장된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전차선의 지지애자와 지지물 사이에서 발생되는 전류를 감지하는 복수의 지락감지장치(100,110,120)가 설치되는 단계(S100); 상기 전차선에 전원을 공급하는 변전소(400)의 정류기 부극에 과전압계전장치(200)가 설치되는 단계(S110); 상기 복수의 지락감지장치(100,110,120)와 과전압계전장치 간에 지락감지장치(100,110,120)로부터의 전류 전송을 위한 전송선로로써 보호계전기선(300)이 설치되는 단계(S120); 변전소에서 공급되는 전기가 공급됨에 따라 상기 지지애자금구에서는 지지물로 누설되는 누설전류가 발생되고, 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120) 각각에 연결된 지지애자금구로부터 전류가 전송되는 단계(S130); 상기 지락감지장치에 누설전류가 감지되는 단계(S140); 상기 지락감지장치에 감지된 누설전류가 설정값과 비교되는 단계(S150); 상기 비교되는 단계(S150)에서 상기 누설전류가 설정값을 초과하지 않으면, 상기 누설전류가 상기 지지물을 통해 누설되고(S160), 상기 누설전류가 설정값을 초과하면 상기 누설전류는 지락감지장치에서 상기 과전압계전장치(200)로 스위칭되어 상기 누설전류가 보호계전기선(300)을 통해 과전압계전장치(200)로 전송되는 단계(S170); 상기 누설전류를 전송받은 과전압계전장치(200)에서 누설전류의 전압이 측정되는 단계(S180); 측정된 누설전류의 전압이 설정값과 비교되는 단계(S190); 및 상기 비교되는 단계(S190)의 비교에 따라 측정된 누설전류의 전압이 설정값미만이면 지지애자의 점검을 요청하는 알람이 발생되고(S200), 측정된 누설전류의 전압이 설정값 이상이면 상기 과전압계전장치(200)에서 차단기 트립신호가 발생되는 단계(S210);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템의 제어 방법을 제공한다.
한편 지락감지장치는 상기 지락전류가 감지되고(S140), 상기 지락감지장치에 감지된 지락전류가 설정값을 초과하여 상기 지락전류가 지락감지장치에서 상기 과전압계전장치(200)로 스위칭되면, 상기 지락전류가 설정값을 초과한 지락감지장치의 외부 표시장치(201)에는 점검요청을 표시하는 것을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 비접지계통으로 운영되는 전차선에 지락을 감지하는 감지장치를 일정구간마다 설치하고, 감지장치로부터 고저항 지락이 발생되면 지락사고 혹은 과다누설전류에 대한 알람을 발생시키거나 차단기를 트립하도록 하여 지락에 의한 사고 및 사고의 확산을 미연에 방지할 수 있다.
둘째, 고저항 지락이 발생한 감지장치의 외부에 별도의 표시부를 통해 지락사고가 발생된 감지장치임을 표시할 수 있도록 하여 운영자가 현장검사를 통해 어느 구역에서 지락사고가 발생했는지 용이하게 판단하도록 할 수 있다.
셋째, 과전압계전장치는 차단기 트립신호는 물론 알람(alarm) 신호를 내 보내어서 과대누설전류를 발생시키는 지지애자를 사전에 감지하여 교체하도록 함으로써 지락사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템의 급전계통도.
도 2는 도 1에 나타낸 지락감지장치의 실시예를 설명하기 위한 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템의 급전계통도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 지락감지장치의 실시예를 나타낸 회로도이다.
본 발명에 따른 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)와, 과전압계전장치(200) 및 보호계전기선(300)을 포함하여 구성된다.
여기서, 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)는 전차선의 지지애자와 지지물 사이에 설치되어 지지애자로부터의 전류를 감지하여 설정값 이하의 전류는 그대로 흘려보내고, 퓨즈의 단락용량 이상의 고저항 지락에 의한 전류를 과전압계전장치(200)로 스위칭한다.
과전압계전장치(200)는 전차선에 전원을 공급하는 변전소(400)의 정류기 부극에 연결 설치되어 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전류가 전송되면 과전압을 측정하여 알람(Alarm)을 발생시키거나, 차단기 트립 신호를 발생시킨다.
보호계전기선(300)은 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)에서 스위칭되는 전류를 상기 과전압계전장치(200)로 전송하는 전송선로이다.
여기서 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)의 실시예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 퓨즈(Fuse)와 스위치(SW), 저항(R) 및 퓨즈 연동 표시장치(101)를 포함하여 구성되며, 스위치(SW)는 탄성부재(예로써, 스프링)에 의해 퓨즈(Fuse)의 상태에 따라 위치가 변경된다. 즉, 누설전류에 의해 퓨즈가 끊어지면 스위치(SW)의 위치가 변경된다. 이때 퓨즈 연동 표시장치(101)는 외부에서 퓨즈의 상태 변경(끊어짐)을 표시하게 된다.
다시 말하면 복수의 지락감지장치(100, 110, 120) 각각은 일측이 지지애자금구와 연결되고 타측은 지지물에 연결되는 퓨즈(Fuse)와, 일측이 지지애자금구와 연결되고 타측은 상기 과전압계전장치(200)에 연결되는 감지장치저항(R1)과, 상기 지지애자에서 발생된 누설전류를 상기 퓨즈를 통해 상기 지지물로 누설시키되, 상기 퓨즈가 단선되면 상기 지지애자에서 발생된 누설전류를 상기 감지장치저항(R1)으로 스위칭하는 스위치(SW)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 스위치(SW)가 상기 지지애자의 누설전류를 상기 감지장치저항(R1)으로 스위칭 시 상기 퓨즈의 상태 변경을 표시하는 퓨즈 연동 표시장치(101)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
과전압계전장치(200)는 변전소(400)의 정류기 부극에 연결되어 설치되고 과전압계전장치저항(R2) 양단의 전압을 측정한다. 이를 보다 상세히 설명하면 과전압계전장치(200)는 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전송되는 전류에 대한 과전압을 측정하기 위하여 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)에 연결되는 보호계전기선(300)에 일측이 연결되고, 타측이 정류기 부극에 연결된 과전압계전장치저항(R2)을 통해 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전송된 전류에 대한 양단의 전압을 측정한다. 이를 위하여 과전압계전장치(200)에는 과전압계전기(201)가 내장된다.
보호계전기선(300)은 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)와 과전압계전장치(200) 사이의 지락전류가 흐르는 전송선로로, 지지애자를 통한 고저항 지락이 발생하면 지지애자와 연결되어 있는 지락감지장치에 구성된 퓨즈에 사고전류가 흘러 퓨즈가 단선되고, 지락감지장치의 스위치(SW)는 ‘a-b’연결상태에서 ‘a-c’연결상태로 스위칭된다.
그에 따라 고저항 지락에 의한 사고전류(과전류)는 지락감지장치에 구성된 감지장치저항(R1)과, 과전압계전장치(200)에 연결된 단자(C)를 통해 보호계전기선(300)을 통해 과전압계전장치(200)의 과전압계전장치저항(R2)을 통해 정류기 부극으로 귀환된다.
그러면 과전압계전장치(200)에서는 과전압계전장치저항(R2) 양단의 전압이 측정되며, 이때 미리 설정된 설정 값 이상이면 알람(Alarm) 혹은 트립 신호를 발생시킨다.
여기서 유의하여야 할 점은 감지장치의 스위치가 a-b 위치에서 a-c 위치로 변경될 때 전류의 크기가 스위칭 동작을 원활히 할 수 있을 정도로 충분히 작게 되도록 지락감지장치(100)에 구성된 감지장치저항(R1)과 과전압계전장치(200)의 과전압계전기(201) 양단의 전압계전장치저항(R2)의 저항값을 선정하여야 한다. 물론 이러한 사항들은 시스템 특성에 따라 달라진다.
과전압계전기(201) 양단의 전압계전장치저항(R2)의 전압은 평상시에는 영(0V)이나 퓨즈가 단선이 되면 개략적으로 수학식 1과 같이 된다.
Figure pat00001
수학식 1에서
Figure pat00002
는 고저항지락 시 발생하는 아크 전압이며
Figure pat00003
는 R2 양단의 전위차로 지락사고를 검출하기 위한 과전압 계전기(59 계전기)(201)가 보는 전압이다. 그리고 V는 변전소(400) 출력 전압이다.
참고로 본 발명 지락감지장치는 시스템이 비접지 시스템이면 AC 혹은 DC 시스템 여부와 상관없이 적용될 수 있다.
그러나 본 발명에서와 같이 예를 들어 DC 1500V 비접지 전기차량 급전시스템을 예로 하면 도 1에서와 같이 지지애자를 통해 고저항 지락이 발생하면 지락감지장치의 퓨즈(Fuse)를 통해 흐르는 전류 IF 는 개략적으로 수학식 2와 같다.
Figure pat00004
예로서 DC 1500V 시스템에서 RS = 0.03Ω, RL=0.047Ω(전차선 2km), RE=500Ω, REQ=100Ω, Varc=300V로 가정하면 대략 IF=2A가 된다.
그런데, 지지물의 접지저항(RE)이 기후 등의 환경에 따라 변하고, 접지사고 상태에 따라 아크전압이 변할 수 있는 점을 고려하여 퓨즈(Fuse) 단선 정격을 0.5A 내외로 하면 고저항 지락을 확실하게 검출할 수 있을뿐더러 지지애자의 과대한 누설전류까지 검출이 가능하다.
여기서 RS 는 변전소(400)의 내부저항, RL 은 변전소(400)에서 지락사고 지점까지의 전차선 저항, RE는 지지애자금구의 접지저항, REQ 는 레일의 분포접지저항을 정류기 부극에서의 등가접지저항으로 변환한 값이다. 그리고 Varc는 지락 시 발생될 수 있는 섬락에 의한 전압강하이다.
도 1에서 보면 감지장치저항(R1) 1개에 복수 개의 지지애자금구가 연결되어 있는데, 이는 설치되는 지락감지장치(100, 110, 120)의 수를 줄이고 지락감지를 지역별(일정구간별)로(예를 들어 매 500m) 할 경우이다.
지락이 발생한 지락감지장치에 구성된 퓨즈(Fuse)가 동작하면 지락감지장치에 구성된 퓨즈 연동 표시장치(101)는 퓨즈(Fuse)와 스위치(SW)가 동작하였음을 외부에 색깔 등의 변화를 통하여 알려주도록 구성하여 관리자가 현장 검사를 통해 어느 구역에서 지락사고가 발생했는지를 판단할 수 있다. 이를 위하여 퓨즈 연동 표시장치(101)는 LED를 이용하여 구성할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에서는 퓨즈의 단선 정격을 예를 들어 0.5A로 설정한 것을 예로 들었을 뿐인 것으로 퓨즈 단선 정격은 현장에 따라 정격을 설정할 수 있으며, 가능하면 낮을수록 좋다.
참고로 정상운전 시에 퓨즈를 통해 흐르는 전류는 지지애자의 누설전류인데, 단선정격이 충분히 낮으면 과다 누설전류 발생 시 퓨즈(Fuse)와 스위치(SW)가 동작하고, 과전압계전장치(200)에서 나타나는 전압이 일정수준 미만이 되므로(전류량이 작으므로) 과전압계전장치(200)는 차단기 트립신호 대신 알람(alarm) 신호를 내보내어서 과대누설전류를 발생시키는 지지애자를 사전에 감지 교체하여 지락사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템의 제어 방법은 도 3에 나타낸 바와 같이, 전기선의 지지애자와 지지물 사이에서 발생되는 누설전류를 감지하는 지락감지장치들(100, 110, 120)을 설치한다(S100).
그리고 전차선에 전원을 공급하는 변전소(400)의 정류기 부극에 과전압계전장치(200)를 설치한다(S110).
이어 지락감지장치와 과전압계전장치간에 지락감지장치로부터의 지락전류 전송을 위한 전송선로로써 보호계전기선(300)을 설치한다(S120).
이러한 상태에서 전기차량이 변전소에서 공급되는 전기를 공급받아 운행을 하고, 그에 따라 지지애자금구에서는 지지물로 누설되는 지락전류가 발생된다. 이때, 본 발명 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)에는 각각에 연결된 복수의 지지애자금구로부터 지락전류가 전송된다(S130). 이때, 앞에서도 설명한 바와 같이 급전선의 지지애자는 노후화를 포함하는 다양한 이유로 절연이 충분하지 못할 경우 누설전류가 흐르기 시작하며 이를 오래 방치하는 경우 결국 지지애자가 열화로 파손되어 지락사고로 이어질 수 있다.
그러면 지락감지장치는 누설전류가 감지된다(S140). 이때 본 발명에서는 도 2에서와 같은 퓨즈(Fuse)에 의해 퓨즈에 설정된 단선 정격에 따라 설정값이 초과되는가를 판단한다(S150).
판단결과(S150)에 따라 퓨즈에 설정된 설정값, 즉 단선 정격을 초과하지 않은 경우 누설전류는 퓨즈를 통해 지지물을 통해 누설된다(S160).
그러나 판단결과(S150), 퓨즈에 설정된 설정값을 초과하는 경우 퓨즈는 단선되고, 그에 따라 지락전류는 지락감지장치에서 과전압계전장치(200)로 스위칭되어 지지애자금구의 지락전류는 보호계전기선(300)을 통해 과전압계전장치(200)로 전송된다. 한편 설정값 초과에 따라 퓨즈가 단선된 지락감지장치의 외부 표시장치(201)에는 퓨즈의 상태 변경(끊어짐)에 따른 점검요청을 표시장치(101)를 통해 표시된다(S170).
그리고 지락전류를 전송받은 과전압계전장치(200)는 지락전류의 전압이 측정된다(S180).
측정결과 과전압계전장치(200)에서는 측정된 전압에 대한 설정값을 판단한다(S190).
판단결과(S190), 누설전류의 측정된 전압이 설정값 미만이면 지지애자의 점검을 요청하는 알람이 발생된다(S200).
한편 판단결과(S190), 측정된 전압이 설정값 이상이면 과전압계전장치(200)는 차단기 트립신호를 발생하고(S210), 그에 따라 차단기가 트립된다(S220).
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 110, 120 : 지락감지장치
101 : 표시장치
200 : 과전압계전장치
201 : 과전압 계전기
300 : 보호계전기선
400 : 변전소
R1: 감지장치저항
R2: 과전압계전기저항

Claims (5)

  1. 전차선의 지지애자와 지지물 사이에 설치되어 지지애자로부터의 전류를 감지하여 설정값 이하의 전류는 흘려보내고, 퓨즈의 단락용량 이상의 고저항 지락에 의한 전류를 과전압계전장치(200)로 스위칭하는 지락감지장치(100, 110, 120);
    상기 전차선에 전원을 공급하는 변전소(400)의 정류기 부극에 연결 설치되어 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전류가 전송되면 과전압을 측정하여 알람(Alarm)을 발생시키거나, 차단기 트립 신호를 발생시키는 과전압계전장치(200); 및
    복수의 지락감지장치(100, 110, 120)에서 스위칭되는 지락전류를 상기 과전압계전장치(200)로 전송하는 전송선로인 보호계전기선(300);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120) 각각은, 일측이 지지애자금구와 연결되고 타측은 지지물에 연결되는 퓨즈(Fuse)와, 일측이 지지애자금구와 연결되고 타측은 상기 과전압계전장치(200)에 연결되는 감지장치저항(R1)과, 상기 지지애자에서 발생된 누설전류를 상기 퓨즈를 통해 상기 지지물로 누설시키되, 상기 퓨즈가 단선되면 상기 지지애자에서 발생된 누설전류를 상기 감지장치저항(R1)으로 스위칭하는 스위치(SW)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120) 각각은,
    상기 스위치(SW)가 상기 지지애자의 누설전류를 상기 감지장치저항(R1)으로 스위칭 시 상기퓨즈의 상태 변경을 표시하는 퓨즈 연동 표시장치(101)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 과전압계전장치(200)는,
    복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전송되는 고저항 지락에 의한 지락전류에 대한 과전압을 측정하기 위하여 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)에 연결되는 보호계전기선(300)에 일측이 연결되고, 타측이 정류기 부극에 연결된 과전압계전장치저항(R2)을 통해 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120)로부터 전송된 전류에 대한 양단의 전압을 측정하기 위한 과전압계전기(201)가 내장된 것을 특징으로 하는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템.
  5. 전차선의 지지애자와 지지애자금구에서 발생되는 전류를 감지하는 복수의 지락감지장치(100,110,120)가 설치되는 단계(S100);
    상기 전차선에 전원을 공급하는 변전소(400)의 정류기 부극에 과전압계전장치(200)를 설치하는 단계(S110);
    상기 복수의 지락감지장치(100,110,120)와 과전압계전장치(200) 간에 지락감지장치(100,110,120)로부터의 전류 전송을 위한 전송선로로써 보호계전기선(300)이 설치되는 단계(S120);
    변전소에서 공급되는 전기가 공급됨에 따라 상기 지지애지금구에서는 지지물로 누설되는 누설전류가 발생되고, 상기 복수의 지락감지장치(100, 110, 120) 각각에 연결된 지지애자금구로부터 전류가 전송되는 단계(S130);
    상기 지락감지장치에 누설전류 감지되는 단계(S140);
    상기 지락감지장치에 감지된 누설전류가 설정값과 비교되는 단계(S150);
    상기 비교되는 단계(S150)에서 상기 누설전류가 설정값을 초과하지 않으면, 상기 누설전류가 상기 지지물을 통해 누설되고(S160), 상기 누설전류가 설정값을 초과하면 상기 누설전류는 지락감지장치에서 상기 과전압계전장치(200)로 스위칭되어 상기 누설전류가 보호계전기선(300)을 통해 과전압계전장치(200)로 전송되는 단계(S170);
    상기 누설전류를 전송받은 과전압계전장치(200)에서 누설전류의 전압이 측정되는 단계(S180);
    측정된 누설전류의 전압이 설정값과 비교되는 단계(S190); 및
    상기 비교되는 단계(S190)의 비교에 따라 측정된 누설전류의 전압이 설정값미만이면 지지애자의 점검을 요청하는 알람이 발생되고(S200), 측정된 누설전류의 전압이 설정값 이상이면 상기 과전압계전장치(200)에서 차단기 트립신호가 발생되는 단계(S210);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기차량의 급전선로 지락사고감지를 위한 보호계전 시스템의 제어 방법.
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