KR20020089864A - 다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법 - Google Patents

Abstract

다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로서, 22.9kV 배전선로의 중성선 다중접지계통에서 변대주 접지저항을 측정하고자 할 때 측정자가 COS 조작봉 금구에 체결하여 전주에 승주하지 않고 지상에서 변대주의 접지저항을 측정할 수 있는 다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법을 제공하기 위해서, 다중접지된 중성선에 특정한 발진 주파수의 정전류신호를 인가하는 주입CT부, 주입CT부에서 인가된 신호에 따라 중성된 접지를 통한 접지 저항에 의해 유기된 전압을 검출하는 검출CT부, 검출CT부에서 검출된 신호에서 특정 주파수의 신호만을 통과시켜 증폭한 후 A/D변환하는 검출신호 처리수단, 검출신호 처리수단에서 처리된 신호의 범위가 소정의 범위이내인가 판단하고, 그 범위이외의 경우에는 소정의 범위를 변경하여 표시하는 측정범위 제어수단 및 측정범위 제어수단에 의해 표시된 측정값을 저장하는 저장수단을 구비하고 있다.

이와 같은 최적의 코어와 각각의 측정 회로를 원칩화하여 측정장치를 소형 및 경량화할 수 있다.

Description

다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법{GROUND RESIST ANCE TESTER FOR POWER ELECTRIC POLES AND A METHOD OF THE MEASURING}

본 발명은 다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법에 관한 것으로서, 특히 다중접지된 중성선에서 접지저항의 측정처리를 간단하게 하고, 측정오차를 감소시킬 수 있는 다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.

최근 전력수요가 급증하고 있는 현 실정에서 복잡한 22.9㎸선로의 중성선이 다중접지된 배전선로의 접지상태는 전기사고와 직접적인 주 요인으로서 해당 변대주 접지저항상태를 주기적으로 측정관리하여야 하나, 접지측정 방법이 어렵고 측정결과도 부정확하여 접지저항을 보다 효율적으로 측정관리할 수 있도록 측정 자동화를 통하여 측정자의 개인 오차를 최소화하기 위한 접지저항 측정기가 요구되고 있다. 지금까지 접지저항을 측정하는 방법으로는 중성선의 접지선을 절단하거나, 전주 전체를 클램프 하여 접지저항을 측정해야 하는 어려움이 있었으나, 검출부를 새로 개발함에 따라 전주에 승주하지 않고도 22.9㎸의 배전선로의 중성 접지선을 이용하여 원격 자동 접지저항 측정기를 사용하므로서 수많은 변대주의 접지저항을 간단하게 측정하여 시간과 인력 낭비는 물론 접지저항 관리를 용이하게 하고 접지불량으로 인한 전기사고를 사전에 예방할 수 있도록 하며, 또한 측정자의 불편과 전주 위에서 측정할 때 위험과 어려움을 해소시키기 위해 보다 간편하고 정확한 접지저항 측정 기기 개발이 요구되고 있다.

통상의 22.9kV 배전선로는 Y결선이며 중성선이 다중접지되어 있다. 예를 들어서 접지저항에 대해서는 전기사업법시행규칙에 의하면 제3종 접지인 경우 100옴이하의 접지저항을 갖도록 접지저항 공사를 하도록 규정하고 있다. 이러한 배전선로의 접지저항을 측정하는 기존의 몇 가지 방법이 있다. 전압강하 방식이라 하여 접지선을 분리하여 전기적으로 독립된 회로에서 접지저항을 측정하는 방법인데 보조전극을 사용하여야 한다. 또, 보조전극의 사용 및 측정방법에 따라 2점법과 3점법으로 분류된다. 그러나, 이러한 방식의 문제점으로는 접지선을 중성선에서 분리해야 하고 또 측정 후 다시 결선을 해야 하는 불편한 점이 있다. 또한 보조 접지봉의 주위에 수도관과 같은 도전성 매설물이 있을 경우 접지저항 측정 오차가 발생하는 등의 근본적인 문제점이 있다. 다음 중성선 다중접지 배전계통에서 중성선에 연결된 접지선을 분리하지 않고서도 접지저항을 측정하는 방법이 있다. 이러한 측정방식을 후크온 방식이라고 한다. 이 방법은 접지선을 중성선에서 분리하지 않고 접지선에 특수 주파수의 전류를 변성기(Source CT)를 통하여 인가하고 또한 검출용 변성기(Detect CT)를 통하여 접지선에 인가된 전류를 측정한 후, 전압과 전류의 비율로서 접지저항값을 얻는 방법이다. 이 방식은 중성선 다중접지 계통이 주로 콘크리트나 아스팔트로 도로 포장이 되어 있는 상황에서 주로 사용하기에 적합하다.

다중 접지계통은 도 1과 같은 등가회로로 표현된다. 후크식 접지저항계는중성선 다중접지계통에서 중성선과 대지 사이에 접지선을 통하여 폐회로가 구성된다. 도 1에서와 같이 피 접지봉과 중성선 사이에 전원을 인가하면 일정한 전류가 흐른다. 피 접지극의 접지저항(Rx)은 다중 접지계의 다른 접지극과 아래와 같은 관계가 성립한다. 피 접지극의 접지선에 후크식 전류주입용 변성기(SCT)로 전압(E)을 인가하면 피 접지극에 전류(I)가 흐르게 되므로 다음과 같은 관계식이 성립된다.

중성선 다중접지계통에서는 접지전극 개수(N)가 대단히 많기 때문에 다음과 같이 표현될 수 있다.

따라서, 위의 식을 간단히 하면 다음과 같다.

즉, 회로전류(I)와 인가전압(E)를 측정함으로서 접지저항(Rx)을 얻을 수 있게 된다.

상기와 같은 방법으로 배전선로의 접지저항을 측정하는 방법은 대한민국 특허공보 특1990-0000984호에 개시되어 있다.

즉, 상기 공보에는 중성선 다중접지 배전계통에서 기기별 개별 접지저항을 측정함에 있어서 접지선을 중성선에서 분리하지 않고 접지선에 특수주파수의 전압을 후크식 변성기로 인가하고, 인가된 주파수의 전류를 검출용 변성기로 검출하여 접지저항을 측정하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 대한민국등록 실용신안 공보20-0169790호에 있어서는 콘크리트 전주에 변압기 및 피뢰기와 같은 기기가 탑재되어 있는 이들의 전력 기기에 늘 누설전류가 흐르고 있음에 착안하여 이 누설전류를 전류 극으로 이용하여 접지저항을 측정하는 휴대형 콘크리트 전주용 접지저항 측정기에 관한 기술이 개시되어 있고, 대한민국 특허공보 특1986-0002118호에 있어서는 특고압 전류의 측정 및 주상 변압기 부하전류로에서 측정된 전류값을 LCD액정표시판에 표시하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 공보에 기재된 기술에 따른 측정기에 있어서는 사용자가 그 측정기기의 사용법에 익숙해야 하며, 또한 측정된 값의 오차뿐만 아니라, 사용자의 오기, 오독이 발생한다는 문제점이 있었다.

즉, 상기 특허공보 특1990-0000984호에 개시된 기술에 있어서는 단순히 접지저항을 측정하는 방법에 대해 개시되어 있지만, 활선 상태의 배전계에 있어서 실제측정방법이 개시되어 있지 않고 또한 각각의 선로에서 측정된 측정값을 활용할 수 없었다.

또한, 상기 실용신안공보 20-0169790호에 있어서는 변류기가 중성선에 어떻게 삽입되고 측정되는지에 대한 기재가 전혀 기술되어 있지 않으며, 상기 특허공보 특1986-0002118호에 있어서는 전선이 정확하게 삽입되지 않은 상태에서도 측정되어 표시되므로 그 측정오차가 크게 된다는 문제점이 있었다.

즉, 상기 공보들에 기재된 기술에 있어서는 측정값의 범위가 큰 경우, 그 측정기에서 수동으로 측정범위를 선택해야 하며 또한 측정한 값은 측정자가 별도의 측정일지에 기록해야 한다는 번거로움이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 22.9kV 배전선로의 중성선 다중접지계통에서 변대주 접지저항을 측정하고자 할 때 측정자가 COS 조작봉 금구에 체결하여 전주에 승주하지 않고 지상에서 변대주의 접지저항을 측정할 수 있는 다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자체적으로 클램프상태나 측정조건을 자가 진단한 후, 측정할 수 있도록 프로그램화되어 자동적으로 최적의 상태에서 접지저항과 지전류를 측정할 수 있고 또한 그 측정범위를 자동으로 조절할 수 있는 다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 측정한 데이터의 관리를 효율적으로 분석하여 저장하고 필요할 때 그 데이터를 리드하여 사용할 수 있는 다중접지계통의 접지저항 자동측정장치 및 그 측정방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 SCT와 DCT에 가장 적합한 코어를 이용하여 측정장치를 소형화할 수 있는 접지저항 자동측정장치를 제공하는 것이다.

도 1은 접지저항을 측정하기 위한 다중접지계통의 등가회로도

도 2는 본 발명에 따른 다중접지계통의 접지저항 자동측정장치의 사시도

도 3은 본 발명의 클램프에 사용되는 코어의 특성을 나타내는 도면

도 4는 본 발명에서 사용되는 비선형특성을 보상하기 위해 저항변화에 따른 전압특성의 곡선을 나타내는 도면

도 5는 본 발명에 따른 다중접지 계통의 자동측정장치는 블럭도

도 6은 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정 장치의 동작을 나타내는 흐름도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 주입CT부3 : 레벨체크부

5 : 발진제어부6 : CT체크신호 발생부

7 : 측정신호 발생부10 : 파형정형화부

11 : 측정종류 선택부13 : 필터회로

15 : 정류회로16 : A/D변환부

17 : 자동범위 제어부18 : 레벨비교부

19 : 증폭기 제어부20 : LCD구동부

21 : 액정표시부22 : 데이타저장선택부

23 : 데이터 저장부

상기 목적을 달성하기 위한 접지저항 자동측정장치는 측정자가 COS조작봉과 측정장치를 결합시켜 전극의 접지선을 클램프한 후 접지선의 상태를 측정하는 다중접지계통의 자동측정 장치에 있어서, 다중접지된 중성선에 특정한 발진 주파수의 정전류신호를 인가하는 주입CT부, 주입CT부에서 인가된 신호에 따라 중성된 접지를 통한 접지 저항에 의해 유기된 전압을 검출하는 검출CT부, 검출CT부에서 검출된 신호에서 특정 주파수의 신호만을 통과시켜 증폭한 후 A/D변환하는 검출신호 처리수단, 검출신호 처리수단에서 처리된 신호의 범위가 소정의 범위이내인가 판단하고, 그 범위 이외의 경우에는 소정의 범위를 변경하여 표시하는 자동 측정범위 제어수단 및 자동 측정범위 제어수단에 의해 표시된 측정값을 저장하는 저장수단을 포함한다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정장치에 있어서, 접지선의 상기 자동 측정장치에 정확하게 클램프되었는지를 판단하는 클램프 상태 판단수단과 클램프 상태 판단수단에서 에러로 판단된 경우, 상기 측정자에게 에러를 통지하는 에러 통지수단을 더 포함한다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정장치에 있어서, 저장수단에는 측정값과 측정대상의 전주에 부여된 고유의 번호가 함께 저장되어 데이터 베이스화된다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정장치에 있어서, 저장수단에 저장된 데이터는 리드 가능하다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정장치에 있어서, 자동 측정범위 제어수단은 측정된 신호의 값과 소정의 범위를 비교하는 비교부, 비교기의 출력에 따라 검출신호 처리수단에서 출력된 검출 값의 범위를 변경하는 자동범위 제어부 및 자동범위 제어부에서 출력된 디지털 값을 표시하는 액정표시부를 더 포함한다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정장치에 있어서, 접지선에 있어서 접지저항을 측정하는가 또는 지전류를 측정하는가를 선택하는 측정 종류선택 수단을 더 포함하고, 측정대상 선택수단에서 선택된 종류의 측정값이 상기 액정표시부에 표시된다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정장치에 있어서, 주입CT부 및 검출CT부에는 환형의 코어가 배치되고, 코어는 망간 계열의 페라이트 코어이다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정장치에 있어서, 검출신호 처리수단, 상기 자동 측정범위 제어수단 및 상기 저장수단은 하나의 마이크로 프로세서칩내에 내장되어 있다.

또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 접지저항 자동측정방법은 COS조작봉과 측정장치를 결합하여 측정장치로 전주의 접지선을 클램프한 후 접지선의 상태를 측정하는 다중접지계통의 자동측정방법에 있어서, 측정장치의 기능을 초기화하여 액정표시부에 메뉴화면을 표시하는 스텝, 측정장치의 검출부가 접지선에 정확하게 클램프되었는가 아닌가를 판단하는 스텝, 검출부에서 검출된 측정값과 미리 작성된 소정의 설정값을 비교하는 스텝, 비교스텝에서 정확한 측정값이 산출되지 않았을 때 그 측정값을 범위를 변경하는 스텝과 변경 스텝에서 범위가 변경되어 측정된 값을 액정표시부에 표시하는 스텝과 액정표시부에 표시된 측정값을 저장하는 스텝을 포함한다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정방법에 있어서, 판단 스텝에서 이상으로 판정된 경우, 그 상태를 측정자에게 통지하는 스텝을 더 포함한다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정방법에 있어서, 저장스텝은 측정값과 측정대상의 전주에 부여된 고유 번호를 동시에 데이터 베이스화하여 저장한다.

또, 본 발명의 다중접지 계통의 자동측정방법에 있어서, 저장 스텝에 의해 저장된 데이터를 리드하는 스텝을 더 포함한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라 구체적으로 설명한다. 또, 도면에 있어서 동일부분에는 동일부호를 부여하고, 그 반복적인 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 원격접지 저항 자동측정기의 사시도이다. 도 2에 있어서, (101)은 측정할 접지선이며, (102)는 접지선을 안내하여 클램프하고 접지선의 접지저항을 검출하는 검출부이고, (103)은 측정된 접지저항을 나타내는 표시부이고, (104)는 측정하기 위한 설정값을 조작하기 위한 조작부이며, (105)는 지상에서 접지선의 위치까지 연결하기 위한 COS 조작봉과의 결합부이다.

또, 상기 조작부(104)의 내부에는 접지저항을 측정하기 위한 측정회로가 내장되어 있다.

즉, 본 발명에서는 측정자가 접지저항을 측정하기 위해 전신주에 승주하지 않고 전신주 밑에서 COS조작봉에 도 1에 도시된 측정기의 결합부(105)를 연결하여 접지선을 검출부(102)에 클램프시켜 사용한다.

다음에, 검출부(102)에 사용되는 코어에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 접지저항 측정장치는 간접적으로 접지선에 발진신호를 SCT에 인가하여 대지저항에 의한 발진신호의 전류변화량을 측정하여 접지저항값을 구한다.

측정하고자 하는 접지선에 인위적으로 접지전류를 유입시키면 대지전위가 상승하게 되며, 이 때 나타나는 대지전압과 접지전류의 비율을 측정하고, 이러한 저항과 전류의 관계를 이용하여 접지저항값을 측정한다.

또한, 접지선에 간접적으로 전기신호를 인가하는 방법에 있어서는 변압기의 원리를 이용한다. 즉, 환형의 CT코어에 코일을 권선하여 발진 신호전압을 인가하면 SCT가 되고 이 SCT코어에 형성된 자로 내에 접지전선을 두면 접지선에 전압이 유기된다.

환형의 코어에 접지선을 절단하지 않고서는 권선을 넣을 수 없으므로 환형의 코어를 절반으로 절단하여 크램프할 수 있게 한다.

절단된 코어의 구조를 개폐가 가능하도록 코일을 권선하고 접지선이 SCT 코어의 내부에 들어올 수 있도록 한 다음 측정용 발진신호4.4㎑를 SCT코어의 코일에 인가하여 자로를 만들면 접지선은 코어 내부의 자로에 의하여 전압이 유도된다.

접지선에 유도된 전압은 대지의 접지저항과 구성된 폐회로에 인가되고 이 접지선에 접지저항에 따라 변하는 전류가 흐르게 되면 이 접지선에 흐르는 전류를 검출하기 위한 방법으로 DCT를 만든다. DCT의 구조는 변압기와 같은 방법으로 구성한다.

다시 말해 SCT에 발진신호를 인가하는 권선을 1차로 하고 접지선을 SCT의 2차로 하며 동시에 DCT의 1차로 한다. DCT코어에 권선된 코일을 2차로 하면 1차에 유기된 전압에 의해 DCT 2차 권선에 전압이 유도되어 이 유도된 전압의 크기는접지선에 흐르는 전류에 따라 결정된다.

이 전류는 접지저항값이 낮으면 많이 흐르고 반대로 접지저항값이 높으면 적게 흐르게 된다.

SCT의 1차 전력소모 범위 내에서 SCT 1차 전압을 일정하게 유지하면 SCT의 2차(접지선)에 유기되는 유도전압은 권선의 권회수 비율에 의한 전압이 유기되고 SCT의 내부 임피던스가 일정하므로 SCT의 1차 권선에 인가되는 전압을 정전압으로 하면 SCT의 2차에 유기되는 전압은 권선의 권수 비에 따라 일정하다고 볼 수 있다. 접지저항값에 따라 SCT의 2차 권선인 접지선에 흐르는 전류는 접지저항에 따라 변화한다. SCT의 소비전력은 SCT 2차에 유도되는 전압과 DCT의 1차전류의 곱으로서 나타나게 되면 SCT의 2차이며 동시에 DCT의 1차인 접지선에 흐르는 전류는 접지저항값에 의해서 결정되므로 접지선에 흐르는 전류의 값을 이용하여 접지저항을 측정할 수 있는데, 고주파 발진신호를 인가하여 SCT의 접지선에 유도되는 전압(DCT 1차전압)을 이용하여 DCT 2차에 유도되는 전압을 접지저항값으로 환산하여 접지저항을 측정할 수 있다.

접지저항값이 작으면 DCT에 검출된 전압이 높고 접지저항값이 높으면 DCT에 검출된 전압이 낮게 된다. SCT와 DCT 조합으로 구성된 후크온식 접지저항계는 측정용의 고주파 신호를 간접적으로 접지선에 공급하게 된다.

기존의 후크온식 접지저항계는 클램프상태를 인위적으로 오픈하여야만 측정이 가능하다. 접지선에 접근하여 측정할 수밖에 없으므로 전주에 승주해야 하는 위험부담이 있다. 전주에 승주하지 않고 지상에서 COS 조작봉에 접지저항계를연결하여 측정이 가능하도록 클램프 기구구조와 자동측정 기능을 개발하였다.

도 3은 클램프에 사용되는 코어의 특성을 나타내는 것으로서 주파수별 DCT 검출레벨을 표시하였다.

도 3의 결과를 보면 Si 코어는 주파수가 높을수록 소비전류만 증가하고 검출레벨은 증가하지 않는다. 반면에 Ni, 페라이트코어는 주파수가 높아지면 소비전류와 검출 레벨이 모두 증가하는 것을 알 수 있으나 Ni코어는 페라이트코어에 비해 검출 레벨이 낮다. 위와 같은 특성을 고려하여 볼 때 페라이트코어(51Φ)가 가장 적합한 재질임이 증명된다. 반면 페라이트코어는 Si코어, Ni코어 등의 코어에 비해 나쁜 온도특성을 보이고 있어서 온도보상 회로를 추가하여 결점을 보완했다.

클램프의 개폐시 코어단면 사이의 접촉율에 따른 검출레벨특성을 조사하였다. 결과는 Si코어, Ni코어는 단면 접촉율에 따라 소비전류와 DCT 검출량이 급격히 변화하는 특성을 나타냈었다. 그러나, 페라이트코어는 코어접촉율이 85%까지는 특성에 변화가 거의 없어 페라이트코어를 코어재질로 선택하였다. 특히, 망간 계열의 페라이트코어가 가장 우수하였다.

또, 본 발명자들은 검출부의 비선형특성에 대해 검토하였다.

SCT에 인가해준 전류, 접지선에 흐르는 전류, DCT에 유기된 전압에 대한 관계식에서 접지저항(Rx)을 측정할 수 있다. 접지저항은 DCT에 유기된 전압, DCT의 권선수, SCT의 인가전류 등에 의해 결정되는 선형함수이다. 그러나, 실제 측정값은 권선과 코어의 특성에 따라 다른데, 손실은 전류의 제곱에 비례하여 변화하였다. 코어에서 전압-전류 관련 특성이 비선형적이어서 측정값을 재조정해 주어야 한다.

따라서, 본 발명에서는 비선형적 특성에 대한 보상방안으로 사전에 코어의 특성곡선을 산출하여 측정데이타를 룩업테이블로 작성하여 사용할 수 있다. 도 4는 저항변화에 따른 전압특성 곡선의 1예를 나타낸 것이다.

다음에 도 5에 따라 다중 접계 계통의 자동측정에 대해 설명한다.

도 5는 다중접지 계통에 있어서 접지저항 또는 지전류를 측정하기 위한 자동측정 장치의 블럭도이다.

도 5에 있어서, (1)은 다중접지된 중성선(101)에 특정한 발진 주파수의 정전류신호를 인가하는 주입CT이고, (2)는 주입CT부(1)에서 인가된 신호에 따라 중성선(101)의 접지를 통한 접지저항에 의해 유기된 전압을 검출하여 접지 저항값에 반비례하는 신호와 지전류에 비례하는 신호를 출력하는 검출 CT부로서, 주입CT부(1)와 검출CT부(2)는 모두 검출부(102)내에 내장된다.

(3)은 검출부(102)의 주입CT(1)의 전류값을 분석하여 검출부(102)의 열린 순간과 닫힌 순간의 레벨을 체크하는 레벨체크부이고, (4)는 4MHz의 고주파를 분주해서 주파수 안정성을 유도하여 구형파를 출력하는 발진부이며, 이 레벨체크부(3)의 체크신호는 발진부(4)에 의해 발진된 구형파 신호에 따라 ON/OFF 동작을 제어하는 발진제어부(5)에 입력된다.

(6)은 발진 출력을 주기적으로 출력하는 CT체크신호 발생부로서, 레벨체크부(3)의 체크신호에 따라 발진 전류의 과도 현상, 즉 검출부(102)내의 코어의 열린 상태와 닫힌 상태에 따른 과도 현상을 검출하여 검출부(102)가 중성선(101)에 정확히 클램프되어 있는가 판단하며, 에러로 판단한 경우 측정자에게 에러를 통지하며, 또한, 측정장치의 전원으로 사용되는 배터리가 로우로 될 때에도 에러를 통지한다. 이 에러의 통지는 측정장치 내에 내장된 스피커를 통해 부저음을 발생시키거나 LED를 통해 통지한다.

또, 발진제어부(5)에서 발진된 신호는 접지 저항 측정시 구형파(주파수)를 출력하는 측정신호 발생부(7)를 거쳐 다중접지 계통을 측정하기 위한 발진처리부(8)에 입력된다.

이 발진처리부(8)로 부터의 구형파 출력신호는 전압 성분과 전류 성분을 증폭시키는 전력증폭부(9) 및 C값으로 LC정수를 맞추어 최소 전류로 되게하는 파형 정형화부(10)를 거쳐 주입CT부(1)로 입력된다.

여기서 전력증폭부(9)에서 출력되는 신호는 본 발명의 자동 측정장치가 ON되면 발진주파수를 낮은 증폭도로 증폭하고 있다. CT 체크신호 발생부(6)에서 중성선(101)이 검출부(102)에 정확히 클램프된 것으로 판단하여 그 판단된 신호를 전력증폭부(9)에 전달하면 낮은 증폭도로 증폭하고 있던 전력증폭부(9)는 그 증폭도를 높이고, 자동측정이 완료되면 그 증폭도를 다시 낮추게 되는 것이다. 따라서 본 발명의 자동 측정장치는 전원의 전력소비를 저감시킬 수 있는 것이다.

(11)은 측정종류 선택부로서, 측정신호 발생부(7)로부터의 특정신호에 따라 접지저항을 측정하는가 또는 지전류를 측정하는가 자기 진단하여 발진제어부(5)로 출력한다. 이 발진제어부(5)는 주파수의 안정도를 높이기 위해 X-tal 4MHz의고주파를 분주해서 4.5KHz의 구형파를 출력한다.

또, 검출CT부(2)에서 검출된 신호는 이 신호를 증폭하는 증폭기회로(12), 측정용 신호를 선별하는 필터회로(13), 증폭기회로(14) 및 AC신호를 정류하여 DC전압값으로 변환하는 정류회로(15)를 거쳐 A/D변환부(16)에서 디지털신호로 변환된다.

이 필터회로(13)는 BPF(Band Pass Filter)로 구성되며, 입력되는 신호 중에서 사용 주파수와 접지 전류에 의해 발생되는 고주파 잡음성분을 제거한다.

(17)은 자동범위 제어부로서, 레벨비교기(18)의 비교신호에 따라 접지저항 측정에 정확성을 주기 위해 측정자가 조작하지 않아도 0.5Ω∼100Ω측정범위는 측정분해능(Resolution)을 보다 더 세분화시켜 0.1Ω단위로 측정값을 지시하도록 하고, 100Ω∼300Ω의 측정범위에서는 1Ω단위로 표시하도록 제어한다.

또, 레벨비교기(18)는 A/D변환부(16)에서의 디지털 측정값과 미리 설정되어 있는 소정의 범위를 비교하여 범위 전환 동기 신호를 출력하며, 그의 출력신호는 증폭기 제어부(19)를 거쳐 증폭기 회로(12)로 피드백된다.

자동범위 제어부(17)에 의해 범위가 제어된 측정 신호는 LCD구동부(20)를 거쳐 액정표시부(21)에 표시된다.

(22)는 데이터 저장 선택부로서, 액정표시부(21)에 표시된 측정값을 저장하는지 판단하고, 측정자가 저장으로 조작한 경우, 데이터 저장부(23)에 측정된 데이터가 저장된다. 이때, 데이터 저장부(23)에는 측정된 데이터 값과 측정대상의 전주에 부여된 고유의 번호(ID)가 함께 데이터 베이스화되어 저장된다.

또한, 데이터 저장부(23)에 저장된 데이터는 직렬통신에 의해 PC와결합되며, 데이터 베이스기능을 첨가하여 필요에 따라 리드할 수 있다.

상기와 같이 구성된 다중접지계통의 자동 측정장치의 동작에 대해 도 6에 따라 설명한다.

도 6은 본 발명의 다중접지 계통의 자동 측정장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.

본 발명에 따른 측정장치에 전원을 인가했을 때 도 5에 도시된 각각의 회로의 전반에 대한 초기화작업을 수행한다. 다음 전원인 건전지의 현재 전압상태와 각 회로의 이상유무를 판단하는 기본 테스트 과정을 거친다. 이 때 정상일 경우 측정준비 상태로 되어 액정표시부(21)의 메뉴화면을 구성하고 그렇지 않으면 경고 메시지를 보낸다.

다음에 측정자가 COS봉으로 본 발명의 측정장치를 올려서 접지선(101)을 검출부(102)의 클램프 안에 넣으면 바로 측정을 시작할 수 있도록 클램프의 열고 닫음의 신호를 CT체크신호 발생부(6)가 감지하여 순차적으로 SCT(1)와 DCT(2)를 짧은 시간으로 동작시켜서 유도된 데이터 값을 얻는다.

얻어진 데이터는 코어의 비선형 특성 때문에 데이터의 범위에 따라서 자동범위 제어부(17)에서 수치를 보정해 주어서 정확한 측정 저항값을 갖도록 한다. 실험치에 의한 데이터 값을 미리 작성하여 레벨비교기(18)에 저장하며 소프트웨어적으로 보정되도록 한다.

측정 중 CT체크신호 발생부(6)는 검출부(102)의 클램프의 열고 닫힘 시에 또는 측정 데이터 값의 크기로 저항값의 이상유무를 판단하고 이상 시에는 재측정을하도록 한다. 이 때 측정장치내의 LED를 사용하여 먼 거리(약 4∼5m)에서도 알 수 있도록 깜박이는 신호를 보내거나 또는 내장된 스피커를 통해 부저음을 발생시킨다. 측정 완료시에는 예를 들어, 정상 측정 완료신호(LED)를 약 10초 동안 켜 있게 한다. 이 신호를 보고 사용자가 측정을 종료할 수 있도록 했다.

또한, 측정된 값을 측정자의 조작에 의해 측정대상의 전주에 부여된 ID와 함께 데이터 저장부에 저장된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중접지 계통의 접지 저항 자동측정장치 및 그 측정방법에 의하면, 최적의 코어와 각각의 측정 회로를 원칩화하여 측정장치를 소형 경량화할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 있어서는 자동측정 및 측정조건을 자가 진단하므로, 측정자의 미숙 등에 의한 오측정을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는 여러 측정개소를 식별할 수 있도록 측정데이타가 측정된 전주의 ID와 함께 저장되고, 필요에 따라 리드되므로, 사용자의 편의성이 향상된다.

또, 본 발명에 있어서는 소모 전류가 많아 자주 접지저항을 측정해야하는 현 실정을 감안하여 전원인 건전지 소모를 최소화하고, 건전지의 용량이 부족할 때는건전지 일람 기능을 추가하여 측정자로 하여금 사전에 건전지를 교환하기 위해 측정해야하는 불편을 해소할 수 있다.

Claims (13)

1. 측정자가 COS조작봉과 측정장치를 결합시켜 전극의 접지선을 클램프한 후 접지선의 상태를 측정하는 다중 접지계통의 접지저항 자동측정 장치에 있어서,

   다중접지된 중성선에 특정한 발진 주파수의 정전류신호를 인가하는 주입CT부,

   상기 주입CT부에서 인가된 신호에 따라 중성된 접지를 통한 접지 저항에 의해 유기된 전압을 검출하는 검출CT부,

   상기 검출CT부에서 검출된 신호에서 특정 주파수의 신호만을 통과시켜 증폭한 후 A/D변환하는 검출신호 처리수단,

   상기 검출신호 처리수단에서 처리된 신호의 범위가 소정의 범위이내인가 판단하고, 그 범위 이외의 경우에는 소정의 범위를 변경하여 표시하는 자동 측정범위 제어수단 및

   상기 자동 측정범위 제어수단에 의해 표시된 측정값을 저장하는 저장수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 접지선의 상기 자동 측정장치에 정확하게 클램프되었는지를 판단하는 클램프 상태 판단수단과

   상기 클램프 상태 판단수단에서 에러로 판단된 경우, 상기 측정자에게 에러를 통지하는 에러 통지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 특정한 발진 주파수의 정전류신호는 전력증폭부에서 증폭하고 파형정형화부를 통하여 공급되는 신호이며, 상기 클램프 상태 판단수단에서 정상으로 판단한 경우 전력증폭부의 증폭도를 높여 인가되는 신호인 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 저장수단에는 측정값과 측정대상의 전주에 부여된 고유의 번호가 함께 저장되어 데이터 베이스화되는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 저장수단에 저장된 데이터는 리드 가능한 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 자동 측정범위 제어수단은 측정된 신호의 값과 소정의 범위를 비교하는비교부,

   상기 비교기의 출력에 따라 상기 검출신호 처리수단에서 출력된 검출 값의 범위를 변경하는 자동범위 제어부 및

   상기 자동범위 제어부에서 출력된 디지털 값을 표시하는 액정표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 접지선에 있어서 접지저항을 측정하는가 또는 지전류를 측정하는가를 선택하는 측정 종류선택 수단을 더 포함하고,

   상기 측정대상 선택수단에서 선택된 종류의 측정값이 상기 액정표시부에 표시되는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 주입CT부 및 검출CT부에는 환형의 코어가 배치되고,

   상기 코어는 망간 계열의 페라이트 코어인 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 검출신호 처리수단, 상기 자동 측정범위 제어수단 및 상기 저장수단은 하나의 마이크로 프로세서칩내에 내장되는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정장치.
10. COS조작봉과 측정장치를 결합하여 측정장치로 전주의 접지선을 클램프한 후 접지선의 상태를 측정하는 다중접지계통의 접지저항 자동측정방법에 있어서,

    측정장치의 기능을 초기화하여 액정표시부에 메뉴화면을 표시하는 스텝,

    상기 측정장치의 검출부가 상기 접지선에 정확하게 클램프되었는가 아닌가를 판단하는 스텝,

    상기 검출부에서 검출된 측정값과 미리 작성된 소정의 설정값을 비교하는 스텝,

    상기 비교스텝에서 정확한 측정값이 산출되지 않았을 때 그 측정값의 범위를 변경하는 스텝,

    상기 변경 스텝에서 범위가 변경되어 측정된 값을 상기 액정표시부에 표시하는 스텝과

    상기 액정표시부에 표시된 측정값을 저장하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 판단 스텝에서 이상으로 판정된 경우, 그 상태를 측정자에게 통지하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정방법.
12. 제10항에 있어서,

    상기 저장스텝은 측정값과 측정대상의 전주에 부여된 고유 번호를 동시에 데이터 베이스화하여 저장하는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 저장 스텝에 의해 저장된 데이터를 리드하는 스텝을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접지 계통의 접지저항 자동측정방법.