WO2013151235A1 - 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치 - Google Patents

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WO2013151235A1
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grounding
impulse
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정용기
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    • G01R31/54—Testing for continuity

Definitions

  • the present invention relates to a grounding rod test apparatus, and more particularly, to a grounding rod test apparatus for grounding characteristic analysis to prevent noise, vibration, and spark generated when an impact current is applied by using a test chamber containing a conductive liquid.
  • the impulse current generator is applied to the insulation of the transformers, breakers, insulators, etc. used in the transmission and distribution system, so that surge current is applied due to lightning hazard or open / close surge. It is a device that generates artificial shock current of.
  • ground rods are placed inside the test chamber to prevent noise, vibration and sparks from the impact current applied to the ground rod.
  • the present invention has been made to solve the above problems, to provide a grounding rod test apparatus for the grounding characteristic analysis to prevent noise, vibration, and spark generated when the impact current is applied using a test chamber containing a conductive liquid The purpose.
  • the grounding rod test apparatus for grounding characteristic analysis an impulse generator for generating an impulse waveform, a test chamber for receiving the ground rod and the conductive fluid to which the impulse waveform is applied, from the grounding rod A sensor for sensing the output impulse waveform, and a measuring instrument for measuring the impulse waveform sensed by the sensor.
  • the impulse generating device includes a first DC charging means electrically connected to an input power supply for generating a shock current, an electrical connection between the first DC charging means and a ground rod of the test chamber, and a trigger signal output from the first trigger module.
  • a first spark gap operated according to the first spark gap, a coil electrically connected between the first spark gap and the test load to regulate a falcon of an impulse waveform, a second direct current charging means electrically connected to an input power supply for generating an impact voltage, and A second spark gap electrically connected between a second direct current charging means and the crova switch module, the second spark gap operating according to a trigger signal generated from the second trigger module, and an electrical connection between the second direct current charging means and the second spark gap Second charging means connected to each other, the second spark gap being electrically connected between the crova switch module
  • a time constant adjustment circuit for adjusting the time constant of the pulse waveform, and control means for controlling the first and second trigger modules and the first and second spark gaps to form the head portion and the wave portion of the impulse waveform
  • the test chamber the upper part is open, the support portion is provided with a plurality of casters on the edge of the lower surface, is inserted and fastened to the upper portion of the support portion, starting from the center downwards with the first and second insertion grooves on the upper surface
  • the lower body is formed with a discharge port penetrating to the outer wall, the upper body is coupled to the upper portion of the lower body, the upper body is formed in the through hole penetrating up and down in the center, formed in a columnar shape is inserted into the through hole and fastened Comprising a pipe, the upper part of the pipe and the finish portion is formed in the center, and the ground rod is seated in the receiving space formed by the combination of the lower body and the upper body, the pipe, filled with a conductive fluid It features.
  • the outer circumferential surface of the pipe is characterized in that the insulating coating is wrapped.
  • the test chamber may further include a valve installed at the outlet for discharging the conductive fluid of the accommodation space to the outside.
  • the first and second insertion grooves are characterized in that the gasket is installed to prevent the leakage of the conductive fluid.
  • the inner surface of the support portion is characterized in that the cushioning material is attached to reduce the vibration generated when the impact current is applied to the ground rod.
  • the grounding rod test apparatus for grounding characteristics analysis prevents the noise, vibration, and spark generated by the impact current when the impact current is applied by using a test chamber containing a conductive liquid, thereby safely analyzing the grounding characteristics in the field. You can proceed.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a grounding rod test apparatus for grounding characteristic analysis according to the present invention.
  • Figure 2 is a side view showing the ground rod test apparatus of FIG.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a grounding rod test apparatus for grounding characteristic analysis according to the present invention.
  • the grounding rod test apparatus for grounding characteristic analysis includes an impulse generator 100, a test chamber 200, a sensor 300, and a measuring instrument 400.
  • the impulse generator 100 is an apparatus for generating an impulse waveform such as an impact current or an impact voltage waveform of 10/350 mA, and includes an impact current generation input power 101 and an impact voltage generation input power 111. .
  • the first direct current charging means 102 and the second direct current charging means 112 are connected to one end of the impact current generation input power 101 and the impact voltage generation input power 111, respectively.
  • the input power source 101 for generating the shock current and the input power source 111 for generating the shock voltage each use 220 V AC power.
  • the first and second direct current charging means (102, 112) is composed of a diode for rectifying the alternating current to direct current, and the first and second direct current charging means (102, 112), respectively, the first charging resistor (103) and The second charging resistors 113 are respectively connected in series.
  • the first charging means 104 is connected to the first charging resistor 103, and the other end of the first charging means 104 is connected to the ground GND.
  • the first charging means 104 is composed of a plurality of capacitors (capacitor) connected in parallel.
  • the first charging means 104 is charged by the input voltage rectified by the first DC charging means 102.
  • the first trigger module 105 and the first spark gap 106 are connected in series to the first charging resistor 103. And a clover switch module 107 connected in parallel with the first charging means 104 and the first spark gap 106.
  • the first trigger module 105 generates a trigger signal under the control of a control means (not shown).
  • the first trigger module 105 transmits a current to the first spark gap 106 to form a head portion of the impact current waveform, and the first trigger module 105 under the control of the control means (not shown). Blocks the current sent to the first spark gap 106 to form a breech of the impact current waveform.
  • the first spark gap 106 adjusts the current applied between the electrodes by adjusting the interval between the electrodes under the control of a control means (not shown).
  • the clova switch module 107 is composed of the third and fourth spark gaps 107-1 and 107-2 and the trigger electrode 107-3.
  • the main electrodes of the third spark gap 107-1 may be manufactured in the same shape as the upper electrode and the lower electrode of the first spark gap 106.
  • a trigger electrode 107-3 for conducting the main electrodes is positioned between the main electrodes.
  • Cami part adjusting coil (L2) 108 is connected to the contact of the first spark gap 106 and the Clova switch module 107.
  • the first charging means 104 discharges the charged voltage, and the discharge voltage conducts the electrode of the first spark gap 106.
  • the waveform of the current discharged by the first charging means 104 reaches a peak after about 10 mA has passed from the time of discharge, and attenuation starts after the peak value.
  • the amplification control coil 108 starts to attenuate after the current waveform reaches the peak, induces electromotive force in a direction that prevents the attenuation according to Lenz'slaw.
  • the second trigger module 115, the second spark gap 116, and the second coil L2 are connected in series to the second charging resistor 113, and the second charging means 114 and the resistor 118 are parallel to each other. Leads to.
  • the second trigger module 115 generates a trigger signal under the control of a control means (not shown).
  • the second spark gap 116 adjusts the distance between the electrodes according to the control of a control means (not shown).
  • the second spark gap 116 may be manufactured in the same structure as the first spark gap 106. However, the diameters of the electrodes of the second spark gap 116 may be smaller than the electrodes of the first spark gap 106.
  • the clover switch module 107 is connected to a contact point of the second coil L2 117 and the resistor 118.
  • the second coil 117 may be electrically connected to the claw switch module 107, and the second coil 117 and the resistor 118 may configure an RL circuit to adjust a time constant of an impulse waveform.
  • the test chamber 200 is for preventing noise, vibration, or spark caused by the impulse waveform when the impulse waveform (impact current or impact voltage) is applied to the test load, and a ground rod having a test load is mounted therein.
  • the ground rod is electrically connected to the impulse generator 100.
  • a sensor 300 for sensing an impulse waveform output from the ground rod seated on the test chamber 200 is electrically connected to a terminal of the test chamber 200.
  • the sensor 300 may be a current sensor such as a hall sensor that senses a current waveform output from the terminal of the test chamber 200, or may be a voltage sensor.
  • One end of the sensor 300 is connected to ground, and the other end is electrically connected to the meter 400.
  • the meter 400 measures an impulse waveform (voltage or current waveform) sensed by the sensor 300.
  • An oscilloscope may be used as the meter 400.
  • the measuring unit 400 is used for the characteristic analysis (conductivity and surge impedance, etc.) of the ground rod, and may be used in connection with an analysis device.
  • the first charging means 104 and the second charging means 114 are charged by the power supplied by the impact current generation input power 101 and the impact voltage generation input power 111, respectively.
  • the charge charged from the first charging means 104 is discharged to conduct the first spark gap 106, Generate a current waveform that rises with discharge.
  • the control means may adjust the gap between the electrodes of the first spark gap 106.
  • the generated current waveform reaches a peak value when 10 mA elapses from the discharge time, and forms a head portion of an impulse waveform.
  • the generated current waveform starts attenuation after reaching the peak value.
  • the control means (1) controls the first trigger module 105 to cut off the current supplied to the first spark gap 106, and the second trigger module ( 115 is controlled to discharge electric charges charged from the second charging means 114 to conduct the second spark gap 116.
  • the current discharged through the second spark gap 116 is applied to the second coil 117 and input to the fourth spark gap 107-2.
  • the current applied to the second spark gap 116 may be adjusted in the same manner as described in the first spark gap 106.
  • the current input to the fourth spark gap 107-2 conducts the fourth spark gap 107-2 and is input to the trigger electrode 107-3 of the third spark gap 107-1.
  • the current input to the trigger electrode 107-3 and the induced electromotive force generated in the wave control coil 108 conduct the main electrodes of the third spark gap 107-1. Therefore, the stiff portion of 350 kW may be formed from the second spark gap 116 to the fourth spark gap 107-2 and the electrical energy charged in the falsity adjusting coil 108.
  • the impact current waveform generated by the impulse generator 100 is applied to the ground rod accommodated in the test chamber 200, the applied impact current waveform is output through the ground rod.
  • the sensor 300 detects the output waveform output from the ground rod, and the measuring instrument 400 measures the output waveform detected by the sensor 300. Based on the data measured by the meter 400, the characteristics such as the surge impedance of the ground rod is analyzed.
  • FIG. 2 is a side view of the test chamber of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a side view of the test chamber of FIG. 1.
  • the test chamber 200 is an accommodating chamber accommodating a test rod ground rod 201 and a conductive liquid, and a noise and vibration generated when an impulse waveform is applied to the ground rod 201. To prevent sparks.
  • the ground rod 201 which is a test load seated inside the test chamber 200, is a carbon ground rod, and is formed in the carbon resistor that extends along the longitudinal direction, as disclosed in Korean Patent No. 1064342, and the carbon resistor. Consists of a conductive mandrel installed in the center of the cross section.
  • the test chamber 200 includes a support portion 210 having an open top and a plurality of casters 220 attached to an edge of an outer lower surface of the support portion 210.
  • the caster 220 has a brake function to prevent the wheel from moving in order to prevent the test chamber 200 from moving due to the vibration generated when the impulse waveform is applied to the ground rod 201.
  • the caster having such a brake function may be manufactured in a structure as disclosed in Republic of Korea Patent No. 1003903 (2010.12.17).
  • An insertion groove is formed in an upper portion of the support portion 210, and the lower body 230 is inserted into and coupled to the insertion groove.
  • a cushioning material is attached to an inner surface of the support part 210 to mitigate vibration generated when an impact current is applied to the ground rod 201 to prevent shaking due to the vibration.
  • a cushioning material may be used, such as rubber and silicone pads.
  • the outer wall of the supporting part 210 is fastened by fastening using a fastening means such as a bolt.
  • a first gasket insertion groove 231 and a second gasket insertion groove 232 are formed on an upper surface of the lower body 230, and an outlet 233 is formed to penetrate through the outer wall starting from the center in the lower direction. do.
  • the outlet 233 is provided with a valve 235.
  • the valve 235 may be configured as a ball valve.
  • the first gasket is inserted into the first gasket insertion groove 231 to prevent the leakage of the conductive liquid when the upper body 240 is coupled to the first gasket insertion groove 231, and the coupling is coupled to the pipe 250 in the second gasket insertion groove 232.
  • a second gasket is inserted to prevent leakage of the conductive liquid contained in the pipe 250.
  • the second gasket is formed along the lower circumference of the pipe 250 and also serves to support the pipe 250.
  • the upper body 240 is coupled to the upper portion of the lower body 230 by a fastening means.
  • a through hole penetrating up and down is formed at the center of the upper body 240.
  • the lower body 230 and the upper body 240 may be manufactured in one piece.
  • the pipe 250 is inserted into the through hole of the upper body 240.
  • the upper body 240 and the pipe 250 are firmly fixed by the fastening means.
  • the pipe 250 is formed in a columnar shape, and a space for accommodating the ground rod 201 and the conductive liquid (eg, water) is formed therein.
  • a conductive gas may be used instead of the conductive liquid.
  • the test chamber 200 is additionally provided with a gas injection chamber and an exhaust pump.
  • the pipe 250 is made of metal, and the outer wall of the pipe 250 is covered with an insulating coating.
  • the terminal formed on the outer wall of the pipe 250 and the sensor 300 are electrically connected, one end of the sensor 300 is connected to the ground, the other end is connected to the measuring instrument 400.
  • a plurality of handles 251 are formed to protrude from the outer wall of the pipe 250, and its cross section has a 'D' shape.
  • a finish portion 260 closing the open upper portion of the pipe 250 is installed on the upper portion of the pipe 250.
  • the finish portion 260 is formed in a donut shape, the wire is input through the hole in the center, the wire is connected to one end of the ground rod 201. That is, the ground rod 201 is electrically connected to the impulse generator 100.
  • a portion of the lower end of the finish portion 260 is inserted into and coupled to the open upper portion of the pipe 250.
  • the lower body 230, the upper body 240, the pipe 250 is coupled by a fastening means, the ground rod 201 is seated in the receiving space formed by the coupling. After the ground rod 201 is seated in the receiving space of the test chamber 200, the remaining space of the receiving space is filled with a conductive liquid. At this time, a part of the upper end of the ground rod 201 is not immersed in the conductive liquid. Subsequently, when the impulse generator 100 is operated to apply an impulse waveform to the ground rod 201, the ground rod 201 sends the impulse waveform, and the output waveform output from the ground rod 201 is transmitted through the conductive liquid. It is delivered to the inner wall of the pipe 250.
  • the output waveform transmitted to the inner wall of the pipe 250 is transmitted to the sensor 300 through a terminal formed on the outer wall of the pipe 250, and the meter 400 measures the output waveform sensed by the sensor 300. Measure Then, the characteristics of the ground rod 201 are analyzed through the data measured by the measuring instrument 400.

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Abstract

본 발명은 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치는, 임펄스 파형을 발생시키는 임펄스 발생장치, 상기 임펄스 파형이 인가되는 접지봉과 도전성 유체를 수용하는 시험챔버, 상기 접지봉으로부터 출력되는 임펄스 파형을 센싱하는 센서, 및 상기 센서에 의해 센싱된 임펄스 파형을 측정하는 계측기를 포함한다.

Description

접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치
본 발명은 접지봉 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도전성 액체를 수용하는 시험 챔버를 이용하여 충격전류 인가시 발생되는 소음 및 진동, 스파크를 방지하는 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치에 관한 것이다.
일반적으로, 임펄스 전류 발생장치는 송배전 계통에 사용하는 변압기, 차단기, 애자 등의 각부 절연에 낙뢰 위험 또는 개폐서지에 의한 서지전류가 가해지므로, 이를 모의하기 위해 최초 단시간 뇌임펄스 표준파형인 10/350㎲의 인공충격전류를 발생시키는 장치이다.
접지봉의 서지 임피던스 시험을 할 때, 접지봉으로 충격전류 인가 시 발생하는 소음 및 진동, 스파크를 방지하기 위해 시험 챔버 내부에 접지봉을 안착시킨다.
그러나, 종래의 반구형 시험 챔버는 충격전류로 인한 소음 및 진동, 스파크가 발생하여 현장에서 접지 특성분석을 위한 검사를 수행하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 도전성 액체를 수용하는 시험 챔버를 이용하여 충격전류 인가시 발생되는 소음 및 진동, 스파크를 방지하는 접지 특성 분석을 위한 접지봉 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치는, 임펄스 파형을 발생시키는 임펄스 발생장치, 상기 임펄스 파형이 인가되는 접지봉과 도전성 유체를 수용하는 시험챔버, 상기 접지봉으로부터 출력되는 임펄스 파형을 센싱하는 센서, 및 상기 센서에 의해 센싱된 임펄스 파형을 측정하는 계측기를 포함한다.
상기 임펄스 발생장치는, 충격전류 발생용 입력 전원에 전기적으로 연결된 제1직류충전수단, 상기 제1직류충전수단과 상기 시험챔버의 접지봉 사이를 전기적으로 연결하고, 제1트리거 모듈로부터 출력되는 트리거 신호에 따라 동작하는 제1스파크 갭, 상기 제1스파크 갭과 상기 시험 부하 사이에 전기적으로 연결되어 임펄스 파형의 파미부를 조절하는 코일, 충격전압 발생용 입력 전원에 전기적으로 연결된 제2직류충전수단, 상기 제2직류충전수단과 상기 크로바 스위치 모듈 사이를 전기적으로 연결하고, 제2트리거 모듈로부터 발생되는 트리거 신호에 따라 동작하는 제2스파크 갭, 상기 제2직류충전수단과 상기 제2스파크 갭 사이에서 전기적으로 연결된 제2충전 수단, 상기 제2스파크 갭과 상기 크로바 스위치 모듈 사이에 전기적으로 연결되어 상기 임펄스 파형의 시정수를 조정하기 위한 시정수 조정회로, 및 상기 제1 및 제2트리거 모듈과 제1 및 제2스파크 갭을 제어하여 임펄스 파형의 파두부 및 파미부를 형성시키도록 하는 제어수단을 포함한다.
상기 시험챔버는, 상부가 개방되고, 하면의 가장자리에 다수의 캐스터가 설치되는 받침부, 상기 받침부의 상부에 삽입되어 체결되며, 상부면에 제1 및 제2삽입홈과 하방으로 중심에서 시작하여 외측벽으로 관통하는 배출구가 형성되는 하부몸체, 상기 하부몸체의 상부에 체결수단에 의해 결합되며, 중심에 상하로 관통하는관통홀이 형성되는 상부몸체, 기둥형상으로 형성되어 상기 관통홀에 삽입되어 체결되는 파이프, 상기 파이프의 상부를 막아주며 중심에 구멍이 형성되는 마감부를 포함하며, 상기 하부몸체 및 상부몸체, 상기 파이프의 결합으로 형성되는 수용공간에 상기 접지봉이 안착되고, 도전성 유체로 채워지는 것을 특징으로 한다.
상기 파이프의 외주면은 절연피복이 감싸고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 시험챔버는 상기 수용공간의 도전성 유체를 외부로 배출시키기 위해 상기 배출구에 설치되는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2삽입홈에는 상기 도전성 유체가 누출되는 것을 방지하기 위한 가스켓이 삽입설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 받침부의 내측면에는 상기 접지봉으로 충격전류 인가 시 발생되는 진동을 완화하기 위한 완충재가 부착되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 접지 특성 분석을 위한 접지봉 시험장치는 도전성 액체를 수용하는 시험 챔버를 이용하여 충격전류 인가시 충격전류로 인해 발생되는 소음 및 진동, 스파크를 방지하므로, 현장에서 안전하게 접지 특성분석을 진행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치의 회로도이다.
도 2는 도 1의 접지봉 시험장치를 도시한 측면도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치는 임펄스 발생장치(impulse generator)(100), 시험챔버(200), 센서(300), 계측기(400)를 포함한다.
임펄스 발생장치(100)는 10/350㎲의 충격전류 또는 충격전압 파형과 같은 임펄스 파형을 발생시키는 장치로, 충격전류 발생용 입력전원(101)과 충격전압 발생용 입력전원(111)을 포함한다. 상기 충격전류 발생용 입력전원(101)과 충격전압 발생용 입력전원(111)의 일단에 제1직류충전수단(102) 및 제2직류충전수단(112)이 각각 연결된다. 충격전류 발생용 입력전원(101)과 충격전압 발생용 입력전원(111)은 각각 220V 교류전원을 사용한다.
상기 제1 및 제2직류충전수단(102, 112)은 교류를 직류로 정류하는 다이오드로 구성되고, 상기 제1 및 제2직류충전수단(102, 112)에 각각 제1충전저항(103) 및 제2충전저항(113)이 각각 직렬로 연결된다.
상기 제1충전저항(103)에 제1충전수단(104)이 연결되고, 상기 제1충전수단(104)의 다른 일단은 접지(GND)와 연결된다. 상기 제1충전수단(104)은 병렬 연결된 다수의 커패시터(capacitor)로 구성된다. 상기 제1충전수단(104)은 상기 제1직류충전수단(102)에 의해 정류된 입력전압에 의해 충전된다.
상기 제1충전저항(103)에 제1트리거 모듈(105) 및 제1스파크 갭(106)이 직렬로 연결된다. 상기 제1충전수단(104) 및 상기 제1스파크 갭(106)과 병렬로 연결되는 크로바 스위치 모듈(107)을 포함한다. 상기 제1트리거 모듈(105)은 제어수단(미도시)의 제어에 따라 트리거 신호를 발생시킨다. 상기 제1트리거 모듈(105)은 충격전류 파형의 파두부를 형성하기 위해 제1스파크 갭(106)에 전류를 전송하고, 상기 제어수단(미도시)의 제어에 따라 상기 제1트리거 모듈(105)은 충격전류 파형의 파미부를 형성하기 위해 제1스파크 갭(106)으로 전송되는 전류를 차단한다. 그리고, 상기 제1스파크 갭(106)은 제어수단(미도시)의 제어에 따라 전극들 사이의 간격을 조절함으로써 전극들 사이에 인가되는 전류를 조절한다.
크로바 스위치 모듈(107)은 제3 및 제4스파크 갭(107-1, 107-2)과 트리거 전극(107-3)으로 구성된다. 상기 제3스파크 갭(107-1)의 메인 전극들은 제1스파크 갭(106)의 상부전극 및 하부전극과 동일한 형상으로 제조될 수 있다. 상기 메인전극들 사이에는 메인전극들을 도통시킬 수 있는 트리거 전극(107-3)이 위치하고 있다.
상기 제1스파크 갭(106)과 크로바 스위치 모듈(107)의 접점에 파미부 조절용 코일(L2)(108)이 연결된다.
상기 제1충전수단(104)은 충전된 상태에서 제1트리거 모듈(105)에서 트리거 신호가 발생되면 충전된 전압을 방전하고, 상기 방전 전압은 제1스파크 갭(106)의 전극을 도통시킨다. 상기 제1충전수단(104)에서 방전된 전류의 파형은 방전시부터 약 10㎲가 흐른 후 피크에 도달하고, 피크치 후에는 감쇄를 시작한다. 이 경우, 상기 파미부 조절용 코일(108)은 전류 파형이 피크에 도달한 후에 감쇄를 시작하게 되면 렌츠의 법칙(Lenz'slaw)에 따라 상기 감쇄를 방해하는 방향으로 유도 기전력을 발생한다.
상기 제2충전저항(113)에 제2트리거 모듈(115)과 제2스파크 갭(116), 제2코일(L2)이 직렬 연결되고, 제2충전수단(114)과 저항(118)이 병렬로 연결된다. 상기 제2트리거 모듈(115)은 제어수단(미도시)의 제어에 따라 트리거 신호를 발생시킨다. 그리고, 상기 제2스파크 갭(116)은 제어수단(미도시)의 제어에 따라 전극들 사이의 간격을 조절한다.
상기 제2스파크 갭(116)은 제1스파크 갭(106)과 동일한 구조로 제조될 수 있다. 그러나, 상기 제2스파크 갭(116)의 전극들의 직경은 제1스파크 갭(106)의 전극들 보다 작게 형성될 수 있다.
상기 제2코일(L2)(117)과 저항(118)의 접점에 상기 크로바 스위치 모듈(107)이 연결된다. 상기 제2코일(117)은 크로바 스위치 모듈(107)과 전기적으로 접속하고, 상기 제2코일(117) 및 저항(118)은 RL 회로를 구성하여 임펄스 파형의 시정수를 조정할 수 있다.
시험챔버(200)는 시험부하에 임펄스 파형(충격전류 또는 충격전압) 인가 시 상기 임펄스 파형으로 인해 발생하는 소음 또는 진동, 스파크를 방지하기 위한 것으로, 내부에 시험부하인 접지봉이 안착된다. 상기 접지봉은 상기 임펄스 발생장치(100)와 전기적으로 연결된다. 상기 시험챔버(200)에 안착된 접지봉으로부터 출력되는 임펄스 파형을 센싱하는 센서(300)가 상기 시험챔버(200)의 단자에 전기적으로 연결된다. 상기 센서(300)는 상기 시험챔버(200)의 단자로부터 출력되는 전류 파형을 센싱하는 홀 센서와 같은 전류 센서이거나, 또는 전압센서일 수 있다. 상기 센서(300)의 일단은 접지와 연결되고, 다른 일단은 계측기(400)와 전기적으로 연결된다. 상기 계측기(400)는 상기 센서(300)에 의해 감지되는 임펄스 파형(전압 또는 전류 파형)을 측정한다. 상기 계측기(400)로는 오실로스코프가 사용될 수 있다. 상기 계측기(400)는 접지봉의 특성분석(도전성 및 서지 임피던스 등)에 사용되며, 분석장치와 연결하여 사용될 수 있다.
다음, 도 1을 참조하여 접지봉 시험장치의 임펄스 발생장치(100)의 동작과정을 설명한다.
먼저, 제1충전수단(104)과 제2충전수단(114)은 각각 충격전류 발생용 입력전원(101)과 충격전압 발생용 입력전원(111)에 의해 공급되는 전원에 의해 충전된다.
제어수단(미도시)의 제어에 따라 제1트리거 모듈(105)가 발생시키는 트리거 신호에 따라 상기 제1충전수단(104)으로부터 충전된 전하가 방전되면서 제1스파크 갭(106)을 도통시키고, 방전과 동시에 상승하는 전류 파형을 생성한다. 이때, 제어수단(미도시)은 제1스파크 갭(106)의 전극들 사이의 간격을 조절할 수 있다. 상기 생성된 전류 파형은 방전 시부터 10㎲ 경과시 피크치에 도달하고, 임펄스 파형의 파두부를 형성하게 된다. 상기 생성된 전류 파형은 피크치에 도달한 후 감쇄를 시작한다.
상기 제어수단(미도시)은 상기 생성된 전류 파형이 피크치인 것으로 판단되면 제1트리거 모듈(105)를 제어하여 상기 제1스파크 갭(106)으로 공급되는 전류를 차단하고, 제2트리거 모듈(115)을 제어하여 제2충전수단(114)으로부터 충전된 전하가 방전되어 제2스파크 갭(116)을 도통시킨다. 상기 제2스파크 갭(116)을 통해 방전되는 전류는 제2코일(117)에 인가되어 제4스파크 갭(107-2)으로 입력된다. 상기 제2스파크 갭(116)에 인가된 전류는 제1스파크 갭(106)에서 설명한 것과 같은 방식으로 조절될 수 있다.
상기 제4스파크 갭(107-2)으로 입력된 전류는 제4스파크 갭(107-2)을 도통시켜 제3스파크 갭(107-1)의 트리거 전극(107-3)에 입력된다. 상기 트리거 전극(107-3)에 입력된 전류 및 파미부 조절용 코일(108)에서 발생되는 유도기전력은 제3스파크 갭(107-1)의 메인 전극들을 도통시킨다. 따라서, 제2스파크 갭(116) 내지 제4스파크 갭(107-2) 및 상기 파미부 조절용 코일(108)에 충전된 전기 에너지로부터 350㎲의 파미부를 형성할 수 있다.
상기 임펄스 발생장치(100)에 의해 생성된 충격전류 파형은 시험 챔버(200)에 수용된 접지봉에 인가되고, 그 인가된 충격전류 파형은 상기 접지봉을 통해 출력된다. 센서(300)는 상기 접지봉으로부터 출력되는 출력파형을 감지하고, 계측기(400)는 센서(300)에 의해 감지된 출력파형을 측정한다. 계측기(400)에 의해 측정된 데이터에 근거하여 접지봉의 서지 임피던스와 같은 특성을 분석한다.
도 2는 도 1의 시험 챔버를 도시한 측면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시험 챔버(200)는 시험부하인 접지봉(201) 및 도전성 액체를 수용하는 수용 챔버로, 상기 접지봉(201)으로 임펄스 파형이 인가되는 경우 그로 인해 발생되는 소음 및 진동, 스파크를 방지하기 위한 것이다.
상기 시험 챔버(200)의 내부에 안착되는 시험 부하인 접지봉(201)은 탄소 접지봉으로, 본 출원인의 등록특허 제1064342호에 개시된 바와 같이, 길이방향을 따라 연장 형성되는 탄소 저항체와, 상기 탄소 저항체의 횡단면 중심부에 설치되는 전도성 심봉으로 구성된다.
상기 시험 챔버(200)는 상부가 개방된 받침부(210)와 상기 받침부(210)의 외측 하부면의 가장자리에 부착되는 복수 개의 캐스터(220)를 포함한다. 상기 캐스터(220)는 상기 접지봉(201)에 임펄스 파형을 인가할 때 발생되는 진동으로 인해 시험 챔버(200)가 이동하지 않도록 하기 위해 바퀴의 이동을 방지하는 브레이크 기능을 갖는다. 이러한 브레이크 기능을 갖는 캐스터는 대한민국등록특허 제1003903호(2010.12.17)에 개시되어 있는 바와 같은 구조로 제작될 수 있다.
상기 받침부(210)의 상부에는 삽입홈이 형성되어 있으며, 그 삽입홈에 하부몸체(230)가 삽입 결합된다. 그리고, 상기 받침부(210)의 내측면에는 상기 접지봉(201)에 충격전류 인가 시 발생되는 진동을 완화하여 그 진동에 의한 흔들림을 방지하기 위한 완충재가 부착된다. 이러한 완충재로는 고무 및 실리콘 패드 등이 사용될 수 있다.
상기 받침부(210)와 하부몸체(230)를 단단히 고정하기 위해, 상기 받침부(210)의 외측벽에서 볼트와 같은 체결수단을 이용하여 체결하여 단단히 고정한다.
상기 하부몸체(230)의 상부면에는 제1가스켓 삽입홈(231) 및 제2가스켓 삽입홈(232)이 형성되고, 중심에서 하부방향으로 시작하여 외측벽으로 관통하도록 형성되는 배출구(233)가 형성된다. 상기 배출구(233)에는 밸브(235)가 설치된다. 상기 밸브(235)는 볼 밸브로 구성될 수 있다.
상기 제1가스켓 삽입홈(231)에는 상부몸체(240)와의 결합 시 도전성 액체가 누출되는 것을 막기 위한 제1가스켓이 삽입되고, 제2가스켓 삽입홈(232)에는 파이프(250)와의 결합 시 상기 파이프(250)에 수용되는 도전성 액체의 누출을 방지하기 위한 제2가스켓이 삽입된다. 상기 제2가스켓은 상기 파이프(250)의 하부 둘레를 따라 형성되는 것으로 상기 파이프(250)을 지지하는 역할도 한다.
상기 하부몸체(230)의 상부에 상부몸체(240)가 체결수단에 의해 결합된다. 상기 상부몸체(240)의 중심에는 상하로 관통하는 관통공이 형성된다. 상기 하부몸체(230)와 상기 상부몸체(240)는 일체형으로 제작될 수도 있다.
상기 상부몸체(240)의 관통공에는 파이프(250)가 삽입 설치된다. 상기 상부몸체(240)와 파이프(250)는 체결수단에 의해 단단히 고정된다. 상기 파이프(250)는 기둥형상으로 형성되며, 내부에는 접지봉(201)과 도전성 액체(예: 물)를 수용하기 위한 공간이 형성된다. 여기서, 도전성 액체 대신 도전성 기체가 사용될 수도 있다. 도전성 기체를 사용할 경우, 시험 챔버(200)에는 가스주입 챔버 및 배기 펌프 등이 추가 설치된다. 그리고, 파이프(250)는 금속으로 형성되고, 그 파이프(250)의 외벽은 절연피복으로 덮힌다.
상기 파이프(250)의 외벽에 형성된 단자와 센서(300)는 전기적으로 연결되고, 상기 센서(300)의 일단은 접지와 연결되며, 다른 일단은 계측기(400)와 연결된다.
상기 파이프(250)의 외벽에는 복수 개의 손잡이(251)가 돌출되게 형성되고, 그 단면은 ‘D’형상을 갖는다.
상기 파이프(250)의 개방된 상부를 닫는 마감부(260)가 상기 파이프(250)의 상부에 설치된다. 상기 마감부(260)는 도넛 형태로 형성되어, 중심부의 구멍을 통해 전선이 입력되고, 그 전선이 접지봉(201)의 일단에 연결된다. 즉, 상기 접지봉(201)은 임펄스 발생장치(100)와 전기적으로 연결된다. 상기 마감부(260)의 하단 일부가 상기 파이프(250)의 개방된 상부에 삽입되어 결합된다.
상기 하부몸체(230) 및 상부몸체(240), 파이프(250)는 체결수단에 의해 결합되고, 그 결합으로 형성되는 수용공간에 접지봉(201)이 안착된다. 시험챔버(200)의 수용공간에 접지봉(201)을 안착한 후 그 수용공간의 나머지 공간을 도전성 액체로 채운다. 이때, 접지봉(201)의 상단 일부는 도전성 액체에 잠기지 않도록 한다. 이후, 임펄스 발생장치(100)를 동작시켜 접지봉(201)에 임펄스 파형을 인가하면, 접지봉(201)은 상기 임펄스 파형을 흘려보내고, 접지봉(201)으로부터 출력되는 출력파형은 도전성 액체를 매개로 하여 파이프(250)의 내벽으로 전달된다. 상기 파이프(250)의 내벽으로 전달된 출력파형은 상기 파이프(250)의 외벽에 형성된 단자를 통해 센서(300)로 전달되고, 계측기(400)가 상기 센서(300)에 의해 센싱된 출력파형을 측정한다. 그리고, 계측기(400)에 의해 측정된 데이터를 통해 접지봉(201)의 특성을 분석한다.

Claims (7)

  1. 임펄스 파형을 발생시키는 임펄스 발생장치;
    상기 임펄스 파형이 인가되는 접지봉과 도전성 유체를 수용하는 시험챔버;
    상기 접지봉으로부터 출력되는 임펄스 파형을 센싱하는 센서; 및
    상기 센서에 의해 센싱된 임펄스 파형을 측정하는 계측기를 포함하는 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 임펄스 발생장치는,
    충격전류 발생용 입력 전원에 전기적으로 연결된 제1직류충전수단;
    상기 제1직류충전수단과 상기 시험챔버의 접지봉 사이를 전기적으로 연결하고, 제1트리거 모듈로부터 출력되는 트리거 신호에 따라 동작하는 제1스파크 갭;
    상기 제1스파크 갭과 상기 시험 부하 사이에 전기적으로 연결되어 임펄스 파형의 파미부를 조절하는 코일;
    충격전압 발생용 입력 전원에 전기적으로 연결된 제2직류충전수단;
    상기 제2직류충전수단과 상기 크로바 스위치 모듈 사이를 전기적으로 연결하고, 제2트리거 모듈로부터 발생되는 트리거 신호에 따라 동작하는 제2스파크 갭;
    상기 제2직류충전수단과 상기 제2스파크 갭 사이에서 전기적으로 연결된 제2충전 수단;
    상기 제2스파크 갭과 상기 크로바 스위치 모듈 사이에 전기적으로 연결되어 상기 임펄스 파형의 시정수를 조정하기 위한 시정수 조정회로; 및
    상기 제1 및 제2트리거 모듈과 제1 및 제2스파크 갭을 제어하여 임펄스 파형의 파두부 및 파미부를 형성시키도록 하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시험챔버는,
    상부가 개방되고, 하면의 가장자리에 다수의 캐스터가 설치되는 받침부;
    상기 받침부의 상부에 삽입되어 체결되며, 상부면에 제1 및 제2삽입홈과 하방으로 중심에서 시작하여 외측벽으로 관통하는 배출구가 형성되는 하부몸체;
    상기 하부몸체의 상부에 체결수단에 의해 결합되며, 중심에 상하로 관통하는관통홀이 형성되는 상부몸체;
    기둥형상으로 형성되어 상기 관통홀에 삽입되어 체결되는 파이프;
    상기 파이프의 상부를 막아주며 중심에 구멍이 형성되는 마감부를 포함하며,
    상기 하부몸체 및 상부몸체, 상기 파이프의 결합으로 형성되는 수용공간에 상기 접지봉이 안착되고, 도전성 유체로 채워지는 것을 특징으로 하는 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파이프의 외주면은 절연피복이 감싸는 것을 특징으로 하는 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수용공간의 도전성 유체를 외부로 배출시키기 위해 상기 배출구에 설치되는 밸브를 더 포함하는 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2삽입홈에는 상기 도전성 유체가 누출되는 것을 방지하기 위한 가스켓이 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 받침부의 내측면에는 상기 접지봉으로 충격전류 인가 시 발생되는 진동을 완화하기 위한 완충재가 부착되는 것을 특징으로 하는 접지 특성분석을 위한 접지봉 시험장치.
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