절연감시시스템 document_id A220623019096

본 발명은 3상 전선로의 절연상태를 정전시키지 않고 활선 상태에서 절연상태를 전선로 및 부하입력단에 상존하는 누전과는 직접 관계없는 정전용량의 성분의 무효분 누설전류의 크기에 관계없이 누전에 직접 관계되는 절연저항성분의 유효분 누설전류 또는 절연저항치를 활선상태에서 검출하는 절연감시시스템에 있어, 교류상용전압으로 인해 정전용량으로 흐르는 무효분의 누설전류가 매우 커서 절연저항으로 인해 흐르는 유효분의 누설전류가 매우 작을 때, 누설전류를 검출하는 영상변류기에 의해 검출되는 누설전류가 큰 무효분의 누설전류치때문에 유효분의 작은 누설전류치의 검출오차에 지대한 영향을 끼치는 영향을 배제하기 위해, 3상 전선로의 상용교류전압성분을 검출하고, 또한 상용교류주파수(60Hz 또는 50Hz)성분에 해당하는 누설전류를 영상변류기를 통해 검출한 후, 검출된 누설전류를 검출된 상용교류전압의 90도 위상차에 해당하는 무효분에 해당하는 누설전류를 취출하여 이 무효분에 해당하는 누설전류성분에 해당하는 전류를 영상변류기에 무효분 누설전류와 반대로 흘려 무효분에 해당하는 누설전류가 소거되도록 한 후, 누전과 직접 관계되는 유효분에 해당하는 누설전류성분만 영상변류기에서 검출되도록 하여 영상변류기에서 유효분의 누설전류가 정확하게 검출하고 절연저항치 및 저항성분에 해당하는 유효분 누설전류치를 표시하는 감시하는 절연감시시스템에 관한 것이다. 또한 무효분 누설전류제거전의 전선로와 대지간에 흐르는 누설전류(Io)도 검출하여 비교Data로 사용되도록 하고, 부가적으로 검출된 Data를 미리 설정된 누설전류경보설정치보다 크면 경보발생시킬 수 있는 기능을 수행할 수 있다. 종래에는 활선상태에서 3상 전선로의 절연상태를 파악감시하는 즉 누전을 검출하는 장치로는 도 1과 같이 변압기(1)과 부하(4)사이의 전선로(3)의 중간에 또는 변압기(1)의 중성점과 대지간에 연결된 접지선(5)의 중간에 변류기(10)를 설치하여 전선로(3)과 대지(7)간에 흐르는 정전용량(8)에 의한 누설전류한 무효분 누설전류(Ioc)와 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ior)의 벡터합에 해당하는 영상누설전류(Io=Ior+Ioc)를 상기의 영상변류기(10)에서 검출하고, 상기의 영상변류기(10)에서 검출되는 누설전류(Io)를 절연감시장치(12)에서 증폭과 필터링을 거쳐 미리 설정된 값보다 크면 경보를 표시하거나, 검출된 누설전류치를 표시하는 누전경보기 또는 누설전류계와 같은 절연감시시스템이 일반적으로 사용되어 왔다. 이와 유사한 장치로는 누전릴레이,누전차단기, 클램프 미터(Clamp Meter), 지락검출기 등이 있다.본 발명에서 "전선로" 또는 "전로"는 부하를 포함한 저압전선로뿐만아니라 고압배전선로도 모두 포함함을 의미한다. 상기에서 설명한 영상누설전류(Io)를 검출하여 절연상태를 감시하는 절연감시시스템은 전선로(3)와 대지간에 존재하는 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류 (Ior)와 선로가 긴 경우에 발생하는 정전용량과 부하설비의 입력단에 삽되어 있는 노이즈필터 등의 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류 (Ioc)의 벡터합으로 검출되기 때문에 절연저하(누전)가 발생하지 않고 절연저항이 매우 양호하여도 정전용량이 매우 크면 정전용량 성분에 의한 무효분 누설전류(Ioc)도 커지므로 절연상태가 불량한, 즉 누전 또는 미지락이 발생한 것으로 측정 검출되어 지는 문제점이 있어 왔다. 이러한 문제 때문에 외국에서는 활선상태에서 절연상태에 기인하는 절연저항성분에 해당하는 유효분 누설전류(Ior)를 검출하기 위해 일본 실용신안 공개 실개평7-29477 (절연성누설전류측정장치)를 사용하고 있다. 이 장치에 대해 간략하게 설명하면 3상 전선로방식이지만 도 2와 같은 구성으로 되어 있으며 일단접지된 변압기(1)의 접지선(5)에 흐르는 누설전류(Io)를 영상변류기(10)에서 검출하고, 전선로(3)에 절연감시장치(12)에서 별도로 충전부에 연결된 기준전압입력선을 통하여 일단접지된 상과 접지되지 않은 상간의 상전압에 해당하는 기준전압(Vrs)를 측정하고, 이 누설전류Io와 Vrs로 부터 위상차 θ를 구하여 이 위상차θ와 누설전류Io로 부터 저항성분에 해당하는 유효분 누설전류치(Ior)를 계산하고 있다. 이 방법은 여러 가지의 문제점이 있지만 전선로(3)과 대지간에 존재하는 절연저항(9)성분이 매우 작고 정전용량(8)성분이 매우 클 때에는 상용교류전압에 의해 대지로 누설되는 전류(Io)는 Ioc003e#003e#Ior이므로 영상변류기(10)에서 검출되는 누설전류는 매우 큰 정전용량(8)에 의한 무효분 누설전류(Ioc)로 인해 매우 작은 절연저항(9)에 의한 유효분 누설전류(Ior)의 측정감도는 영상변류기(10)에서의 변류기의 자계특성이 저하되어 정확한 측정을 할 수 없었고, 또한 종래에서 많이 사용되고 있는 영상누설전류(Io)가 표시되지 않아 정전용량에 의한 누설전류(Ioc)성분이 커서 영상누설전류(Ioc)가 크게 검출되는 지 비교할 수 있지 못하는 등의 다양한 정보를 누전관리자에게 제공하지 못하는 불편한 점이 있다. 그리고 정전용량(8)성분에 의한 영향을 선행기술인 일본 실용신안 공개 실개소58-180478(전선로대지정전용량보상장치)에서는 대지간에 존재하는 정전용량에 해당하는 값의 정전용량(8)에 해당하는 무효분의 누설전류를 영상변류기(10)에 반대방향으로 흐르도록 절연감시장치에 별도로 내장된 가변정전용량을 조작하여 영상변류기(10)에 흐르는 무효분의 누설전류를 소거시키는 방법을 적용하고 있다. 하지만 이 방법은 측정자가 가변정전용량을 조작해야 하는 불편한 점이 있어 왔다. 따라서, 대지간에 존재하는 정전용량(8)성분이 매우 큰 상태 즉 무효분 누설전류(Ioc)가 매우 큰 상태에서도 절연저항(9)성분이 매우 큰 즉 유효분 누설전류(Ior)이 매우 작은 상태에서 정확하게 유효분 누설전류(Ior)를 검출할 수 있는 절연감시시스템이 요구되어 왔다. 또한, 종래방법에 의해 검출되는 무효분 누설전류(Ioc)의 제거전의 영상누설전류(Io) 및 무효분 누설전류(Ioc)를 비롯한 여러가지 누전관리자에 필요한 검출Data를 제공함으로써 원활한 전선로 관리를 수행할 수 있는 절연감시시스템이 요구되어 왔다.