KR100816101B1 - 활선 상태에서의 누전 탐사 장치 - Google Patents

Abstract

활선 상태에서의 누전 탐사 장치가 개시된다. 지상 변압기 및 수용가 사이에 위치하는 지중 전선로의 누전을 활선 상태에서 탐사하는 장치는, 지상 변압기로 비대칭 AC 펄스파를 인가하는 송신장치-지상 변압기는 상용전원과 비대칭 AC 펄스파가 합성된 파형을 갖는 신호를 출력함-; 및 탐사 지점의 대지로부터 합성된 파형을 갖는 신호 성분을 포함하는 대지 신호를 수신하며, 대지 신호에서 대칭성을 갖는 신호를 필터링하여 출력된 신호를 이용하여 탐사 지점에서의 전위차인 극성 값을 출력하는 검출장치를 포함하되, 극성 값에 따라 누전 여부 및 탐사 지점으로부터 누전 지점으로의 방향성이 결정된다. 본 발명에 따르면, 낮은 전압의 비대칭 AC 펄스파를 이용하기 때문에 활선 상태에서도 수용가 측 전자기기에 영향을 주지 않는다.

누전, 탐사, 활선, 비대칭 AC 펄스파, 판별, 반전, 극성

Description

활선 상태에서의 누전 탐사 장치 {APPARATUS FOR PINPOINTING SHORT CIRCUIT IN LIVE STATE}

도 1은 종래기술에 따른 고전압 DC 펄스파를 이용한 누전 탐사 방법을 도시한 도면.

도 2는 종래기술에 따른 활선 상태에서의 누전 탐사 시 귀로전류의 흐름을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기의 비대칭 AC 펄스파와 상용 전원의 합성을 도시한 그래프.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 상태에서의 누전 탐사 시 귀로전류 흐름을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 탐사의 개략도를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전점 좌, 우측에서의 수신기 반응 및 신호파형을 도시한 도형.

도 7은 본 발명에 따른 노이즈 성분을 포함한 대지 신호의 파형을 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 탐사 수신기의 상세 구성을 도시한 블럭도.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기 내부회로에 구성되어 있는 신호 판별부의 상세한 블록도.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전점 좌측에 수신기가 위치할 경우의 회로 및 파형 흐름도.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전점 우측에 수신기가 위치할 경우의 회로 및 파형 흐름도.

본 발명은 누전 탐사에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 활선 상태에서의 누전 탐사 장치에 관한 것이다.

도시미관, 설비 및 안전을 고려하여 많은 지역에서 전선로의 지중 매설이 진행되고 있으며 앞으로 더욱 확대되는 추세에 있다. 지중에 매설된 전선로는 항상 지반 침하에 대한 장력 스트레스와 수시로 발생되는 굴착공사로 인한 손상의 위험과, 그리고 시공불량 및 장기간 사용으로 인한 열화 등으로 인한 누전의 위험이 항상 존재하게 된다.

시민이 접촉하기 쉬운 도시도로에서 지중에 매설된 전선로를 사용할 경우에 누전이 발생되면 안전사고의 위험이 높음으로, 누전을 사전에 방지하거나 누전이 확인되는 경우에 즉시 누전 지점을 발견하고 수리하여야 한다.

종래에는 누전지점이나 누전구간을 탐색하기 위해 지중저압선로를 정전시켜 절연저항계로 구간마다 접속점을 분리하고 절연저항을 체크하여 누전구간을 탐색하거나, 누설전류계로 전선로를 따라 가면서 누설전류의 크기를 체크함으로써 누전구간을 확정하는 방법을 사용하여 왔다.

그러나 이러한 방법들은 누전구간을 탐색하는 방법에는 효과가 있으나 누전위치를 Pinpointing(누전점까지 정확히 탐사)할 수는 없는 방법이었다. 따라서 지중에 매설된 전선로(지중저압선로)의 누전 발생 시에 비가시성과 적합한 가용장비의 미비로 인해 누전 위치를 정확히 찾아낼 수 없어 누전이 의심되는 케이블을 전면 교체하거나, 누전이 의심되는 위치를 굴착하여 보수할 수밖에 없었다.

지중저압선로 상에서 누전이 발생했을 경우, 일어날 수 있는 각종 안전사고를 예방하고, 고객의 불편 및 전력 판매량이 감소되는 문제점을 해결하기 위해서 누전을 정확히 탐사할 수 있는 장치의 개발이 매우 시급한 실정이다.

특히 사선 상태가 아닌 활선 상태에서 누전을 탐사하는 것이 매우 효율적일 수 있는데, 종래에는 활선 상태에서 신뢰성 있는 누전 탐사를 위한 장치를 제공하지 못하였다.

여기서 사선 상태는 지중저압선로에 전력이 공급되지 않는 상태를 말하며, 활선 상태는 전력이 공급되고 있는 상태를 의미한다.

현재까지 개발된 누전탐사기는 대부분 고전압 DC 펄스를 선로에 인가하여 지락으로 발생하는 대지전위를 측정하거나, 자속을 검출하는 방식으로 개발되었다. 하지만 대지전위를 측정하는 방식은 대지면으로 발생하는 전위를 잡아내기 위해서 고전압을 사용하고 있고, 자속의 경우는 활선 상태에서 사용하고는 있으나, 그 모두가 옥내용으로 개발되어 있고, 자속 측정은 미소 누전일 경우에 오차범위가 매우 크다는 단점을 가지고 있다.

종래의 누전 탐사 장치가 고전압 DC펄스 방식을 사용할 수밖에 없었던 주된 이유는 대지면에 존재하는 노이즈(Noise)와 함께 검출되는 신호를 추출할 수 있도록 누전 탐사 장치를 고감도로 설계할 수 없는 한계성이 있었기 때문이었다.

낮은 신호를 추출하기 위해서 고감도로 증폭할수록 노이즈에 해당하는 신호원(바람, 60Hz신호, 대지의 흔들림 등등)이 같이 증폭되기 때문에, 아무리 필터성능을 개량해도 한계에 부딪칠 수밖에 없었다. 그래서 입력신호 상에서 노이즈 성분을 배제하기 위해서 고전압 DC펄스 방식을 사용해온 것이다.

그러나 이러한 고전압 DC 펄스 방식은 오직 사선 상태에서만 적용될 수 있는데, 그 이유는 도 1(도 1은 종래기술에 따른 고전압 DC 펄스파를 이용한 누전 탐사 방법을 도시한 도면)에 도시된 바와 같이, AC 220V 60Hz의 상용전원이 공급되고 있는 상태에서 100V이상의 고전압이 인가될 경우, 상용전원과의 합성이 일어나면서 최대 전압이 전자기기에 내장되어 있는 서지 프로텍터가 견딜 수 있는 최대 허용 전압인 400V 전압을 넘어서면서 전자기기가 파손되는 위험성을 안고 있기 때문이다.

도 2는 종래기술에 따른 활선 상태에서의 누전 탐사 시 귀로전류의 흐름을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 활선 상태에서 DC 펄스 신호를 사용하여 누전 탐사를 할 경우에는 Ia, Ib, Ic의 지락전류가 동시에 만들어지며, Ia < Ib +Ic와 같이 전자기기 측으로의 귀로전류가 더 크기 때문에 수용가 측의 전자 기기파손은 물론이고 정확한 누전탐사도 불가능하게 된다.

즉, 고전압 DC펄스 방식은 활선 상태에서는 수용가 측의 기기영향으로 인해서 오직 사선 상태에서만 가능한 한계성을 가지는 기술이 될 수밖에 없었다.

이를 극복하고자 전 세계적으로 활선 상태에서 누전위치를 탐사하는 장비의 개발에 박차를 가하고는 있으나 누전탐사가 가능한 장비들 중에 신뢰도를 가질 수 있을 만한 장비는 개발되어 있지 않은 상태이다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 수용가의 전자기기에 영향을 주지 않으면서 활선 상태에서 누전을 탐사할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 저압 비대칭 AC 펄스파를 생성하는 발신기와 신호 판별부 회로가 내장되어 있는 수신기를 이용하여, 수용가 측의 전자기기 손상을 방지하고 각종 노이즈로 인해 발생하는 오류를 방지함으로써, 누전 지점을 정확하게 탐사할 수 있는 활선 상태에서의 누전 탐사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 신속, 정확하게 누전 지점을 탐사할 수 있는 활성 상태에서의 누전 탐사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 지상 변압기 및 수용가 사이에 위치하는 지중 전선로의 누전을 활선 상태에서 탐사하는 장치로서, 상기 지상 변압기로 비대칭 AC 펄스파를 인가하는 송신장치-상기 지상 변압기는 상용전원과 상기 비대칭 AC 펄스파가 합성된 파형을 갖는 신호를 출력함-; 및 탐사 지점의 대지로부터 상기 합성된 파형을 갖는 신호 성분을 포함하는 대지 신호를 수신하며, 상기 대지 신호에서 대칭성을 갖는 신호를 필터링하여 출력된 신호를 이용하여 상기 탐사 지점에서의 전위차인 극성 값을 출력하는 검출장치를 포함하되, 상기 극성 값에 따라 누전 여부 및 상기 탐사 지점으로부터 누전 지점으로의 방향성이 결정되는 것을 특징으로 하는 활선 상태에서의 누전 탐사 장치가 제공된다.

여기서, 상기 비대칭 AC 펄스파는 상기 합성 파형이 상기 수용가 측에 연결된 전자기기의 최대 허용 전압을 넘지 않는 범위의 전압을 가질 수 있다.

또한, 상기 검출장치는, 상기 대지 신호를 수신하는 대지 신호 입력부; 상기 대지 신호에서 상기 상용전원 및 노이즈를 제거하기 위한 필터링을 수행하는 필터부; 및 상기 필터링된 신호를 가공 처리하여 극성 값을 산출하는 신호 판별부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 필터부에 의해 필터링된 신호를 증폭하여 상기 신호 판별부로 전달하는 증폭부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 신호 판별부는, 상기 필터링된 신호를 입력받아 반전시키고 AC 성분을 제거하는 반전/AC 제거부; 상기 필터링된 신호를 입력받아 AC 성분을 제거하는 AC 제거부; 상기 반전/AC 제거부 및 상기 AC 제거부로부터 출력된 각 신호를 비교하는 신호 비교부; 및 상기 비교된 신호를 이용하여 극성에 상응하는 (+) 또는 (-) 값을 갖는 DC 값을 출력하는 평균값 회로부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 신호 비교부는 상기 반전/AC 제거부로부터 출력된 신호에서 상기 AC 제거부로부터 출력된 신호를 뺄셈할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하 기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 탐사의 개략도를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 지상 변압기(503)와 수용가(506) 사이에는 지중저압선로가 위치하며, 지상 변압기(503)는 전자기유도현상을 이용하여 교류의 전압이나 전류를 변화시켜 수용가(506) 측의 각 전자기기에 상용 전원(60Hz, 220Vac)을 공급한다.

지중 전선로의 구간(503, 506) 사이에서 누전이 발생하는 경우, 누전 지점을 탐사하기 위해 발신기(501) 및 수신기(505)를 포함하는 누전 탐사 장치가 제공된다.

본 발명에 따른 발신기(501)는 누전 지점 탐사를 위한 펄스파를 생성하여 출력한다. 수신기(505)는 상기 펄스파와 상용전원의 합성 신호에 따라 출력되는 대지 신호를 수신하며, 이를 통해 가공 처리함으로써 누전 지점을 찾아내는 기능을 수행한다. 도면에 도시된 바와 같이 수신기(505)는 대지에 두 개의 전극이 연결되는데, 하나는 기준전극이며, 다른 하나는 검출전극이다. 기준전극은 대지면과 수신기 회로상에 기준전위를 같게 만들어 주는 것으로 상호간에 0V가 되도록 하는 것이며, 검출전극은 실제로 대지면으로부터 검출되는 신호를 입력 받기 위한 것이다. 기준전극 및 검출전극은 일반적인 전자회로에도 적용되는 기술이므로 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5 및 도 6에는 세 개의 수신기(505)가 도시되어 있으나, 이는 하나의 수신기(505)를 이용하여 수신기(505)의 위치를 이동(즉, 탐사 지점을 변경)하면서 누전 지점에 접근해 가는 예시를 설명하기 위한 것이다. 즉, 누전 지점의 왼쪽에서 탐사할 경우, 탐침이 오른쪽을 가리킴으로써 누전 지점이 탐사 지점의 오른쪽에 위치함을 인식할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

본 실시예에 따르면, 누전 지점 탐사는 활선 상태에서 이루어지며, 활선 상태에서의 누전 탐사를 위해 도 5에 도시된 바와 같이 비대칭 AC 펄스파가 이용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 활선 상태는 지상 변압기(503)에서 수용가 측으로 전원이 공급되고 있는 상태이다.

한편 본 실시예에 있어서 비대칭 AC 펄스파는 펄스가 교번 출력됨에 있어서 신호 레벨이 하이(high)인 구간과 로우(low) 구간의 시간이 서로 동일하지 않은 펄스파이다.

활선 상태에서의 누전 탐사를 위해 비대칭 AC 펄스파를 적용하는 것은 수신기(505) 측에서 수신하는 대지 신호에 노이즈 신호가 대칭적으로 나타나는 경우가 많아 대칭 AC 펄스파를 이용한다면 노이즈 신호와의 합성에 의해 신호의 해석이 불가능해지기 때문이다.

또한, 본 실시예에 따른 비대칭 AC 펄스파는 50V이하, 5KHz의 주파수를 갖는 것이 바람직한데, 이는 활선 상태에서, 즉 60Hz, 220Vac 상용전원과의 합성이 일어나더라도 수용가(506) 측에 연결되어 있는 각종 전자기기, 예를 들어 냉장고, 컴퓨 터, TV와 같은 각종 기기의 내부회로에 손상을 주지 않고 누전 지점을 정확하게 탐사하기 위함이다.

즉, 본 실시예에 따른 AC 펄스파는 비대칭 구조를 가지고 있음으로써, 대칭성을 가지는 노이즈(noise) 신호 및 상용전원(220V, 60Hz)과는 주파수적인 측면에서 확연한 차이를 가진다. 이런 주파수적인 차이는 Peak 50V를 넘지 않는 저압 신호를 누전탐사 신호원으로 사용할 경우 나타나는 기술적 최대문제점인, 상용전원과 각종 노이즈 성분의 주파수를 포함하여 대지상으로 검출되기 때문에, 신호합성에 의하여 효과적인 필터링(Filtering) 회로를 구현하지 못한다는 단점을 해소할 수 있는 근본적인 장점을 제공하게 된다.

상기한 비대칭 AC 펄스파의 전압과 주파수는 예시를 위한 것이며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5에 누전 탐사를 위해 본 실시예에 따른 발신기(501)는 비대칭 AC 펄스파를 지상 변압기(503)의 중성점, 즉 제2종 접지선을 분리하여 연결된 선을 통해 비대칭 AC 펄스 신호를 인가한다. 이때, 지상 변압기 제2종 접지선을 풀어내기 전에 반드시 발신기(501)의 선을 먼저 설치하는 것이 중요한데, 만약 선을 정확하게 설치하지 않은 상태에서 제2종 접지선을 분리하게 되면 안전상에 매우 심각한 문제를 초래할 수 있기 때문이다. 여기서, 제2종 접지선 등은 당업자에게는 자명할 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 지상 변압기(503)에는 최대 피크(peak) 전압이 -311V에서 +361V인 상용전원과 AC 펄스파가 합성된 합성 파형이 생성된다.

활선 상태에서의 누전 탐사에 있어 합성 파형의 피크 전압이 중요한데, 그 이유는 수용가 측의 전자기기 내부에 회로 보호용으로 내장되어 있는 바리스터가 소손되지 않고 견딜 수 있는 전압이 최대 400V이하이기 때문이다.

만일 피크 전압이 400V 이상이 인가되게 되면 수용가 측의 각종 전자기기가 파손되게 되며, 이를 통해서 또 다른 귀로전류가 생성되며, 이로 인해 전자기기의 바리스터가 파괴되어 회로에 심각한 손상이 일어나게 된다.

이에 본 발명에 따르면, 비대칭 AC 펄스파의 전압이 상용 전원과 합성되는 경우에 최대 400V를 넘지 않는 범위 내에서 설정됨으로써 활선 상태에서의 누전 탐사에 있어서도 전자기기의 파손이 일어나지 않도록 한다.

한편, 도 3은 이상적인 상용전원이 인가되었을 때를 기준으로 한 것이고, 실제적으로는 상용전원이 240Vac까지 인가되는 경우도 있다. 상용전원이 240Vac인 경우에 최대 피크는 240Vac x

≒ 340V가 된다. 이러한 경우, 비대칭 AC 펄스파가 피크 50V이하가 되는 경우, 합성 파형의 최대 피크는 최악의 상황이 되더라도 340V + 50V = 390V가 되기 때문에 전자기기 내부에 존재하는 보호 회로를 파손시키지 않게 된다.

본 실시예에 따르면 활선 상태에서도 누전 탐사를 하더라도 귀로 전류가 도 4에 도시된 바와 같이 수용가 측으로 흐르지 않기 때문에, 수용가 측의 전자기기에 문제를 발생시키지 않게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수신기(505)는 대지에서 입력되는 신호를 분 석하여 누전 여부와 정확한 누전 지점을 찾아낼 수 있다.

대지 신호에는 많은 노이즈 성분이 존재하기 때문에 본 발명에 따른 수신기(505)는 필터링을 통해 노이즈 성분을 제거한다. 누전지점의 좌우에서 누전 지점 탐사를 수행할 경우를 예시한 도 6을 더 참조하면, 참조번호 604 및 도 7과 같이 상용전원과 AC 펄스파가 합성된 파형에는 미세한 노이즈 성분이 포함된다. 즉, 수신기(505)는 필터링을 통해 대칭성을 갖는 노이즈 성분을 제거한다.

또한, 수신기(505)는 노이즈 성분이 제거된 신호에 대해 적절한 가공 처리를 함으로써, 상기한 DC 성분의 평균값을 통해 누전이 있는지 여부를 최종 판별하게 된다.

이때, DC 성분의 평균값은 탐사 지점에서의 극성값으로서, 극성이 나타나는 경우 누전이 발생된 지점에 대한 방향성을 인식할 수 있으며, 그에 따라 누전 지점을 검출할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 탐사 수신기의 상세 구성을 도시한 블록도로서, 도 8은 누전 탐사 장치에서 도 5에 도시된 수신기(505)의 상세 구성을 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 누전 탐사 장치는 대지 신호 입력부(800), 필터부(802), 증폭부(804), 신호 판별부(806), 디스플레이부(808)를 포함할 수 있다.

대지 신호 입력부(800)는 탐사 지점의 대지로부터 도 7에 도시된 바와 같이 상용전원, 노이즈 신호 및 AC 펄스파가 합성된 파형의 대지 신호를 수신한다.

이때, 대지 신호는 도 7에 도시된 바와 같이 전압 레벨로 보았을 때 불과 수 ㎶~mV 정도로 입력된다. 또한, 대지 신호는 바람, 자동차 진동, 소음과 같은 노이즈 성분이 다수 포함되면서 전혀 해석할 수 없는 파형으로 입력된다.

필터부(802)는 대지 신호에서 상용전원 및 노이즈 성분을 제거하는 기능을 수행한다. 상용전원 및 노이즈 성분은 대칭성을 가지고 있기 때문에, 본 발명에 따른 비대칭성을 갖는 AC 펄스 신호를 이용함으로써 쉽게 구분되어 제거가 용이하다.

즉, 발신기(501)에서 출력되는 비대칭 AC 펄스 신호와 거의 동일한 신호(즉, 도 10에 필터부(802)에 도시된 바와 같은 파형의 신호)를 얻게 된다. 물론, 필터 회로를 통과하게 되면, 대칭성을 가지고 있는 대부분의 노이즈 성분은 제거할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전점 좌측에 수신기가 위치할 경우, 회로 및 파형 흐름도를 도시한 것으로서, 도8에서 도시한 블록도를 보다 상세하게 이해할 수 있다.

도 10에서 제시된 실시예에 따르면, 필터부(802)는 고감도로 설계된 대역 통과 필터(Band Pass Filter : BPF 또는 Low Pass Filter : LPF)일 수 있다. 누전지점의 왼쪽에서 누전 탐사를 수행한 경우를 예로 들면, 도 10에 도시된 대지신호 입력부(800)에서 검출된 신호를 필터링할 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 필터부(802)에 의해 필터링된 신호를 얻을 수 있다.

도 10의 증폭부(804)는 필터링된 신호에서 의미 있는 성분을 추출하기 위해 신호를 증폭하도록 기능하며, 신호 판별부(406)는 증폭된 신호를 가공 처리함으로써 누전이 있는지 여부를 판별한다. 즉, 전술한 바와 같이, 신호 판별부(806)는 필터링된 신호를 가공하여 (+)또는 (-) 값을 갖는 극성값을 출력한다. 따라서, 출력된 극성값을 이용하여 검출 지점에서의 누전 지점에 대한 방향성을 인식할 수 있다.

신호 판별부(806)가 극성값을 출력하는 실시예를 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 판별부(806)의 상세 구성을 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신호 판별부(806)는 반전/AC 제거부(902), 신호 비교부(904), 평균값 회로부(906), 및 AC 제거부(908)를 포함할 수 있다.

신호 판별부(806)를 보다 상세하게 이해하기 위해서 도 10의 일 실시예를 사용하여 설명하도록 한다.

도 10의 신호 판별부(806)를 살펴 보면, 증폭부(804)를 통해서 전달된 신호가 AC 제거부(908)와 반전/AC 제거부(902)로 각기 전달됨을 알 수 있다.

여기서, AC 제거란 증폭부(804)에서 전달 된 신호에서 AC 성분을 완전히 제거하는 것을 뜻하며, 이를 쉽게 설명하자면 입력된 신호가 (+) 전압만을 가질 수 있도록, 입력된 신호 전체를 수신기 회로상에 기준전원(0V)이상으로 회로적으로 끌어올리는 기술이다.

반전/AC 제거부(902)는 증폭부(804)에서 전달된 신호를 반전하고, 이를 AC 제거에 따른 회로를 이용하여 (+) 전압만을 가질 수 있도록 하는 것을 뜻한다.

신호 비교부(904)는 도 10에 도시된 반전/AC 제거부(902)와 AC 제거부(908)에서 출력된 신호를 비교(즉, 뺄셈회로)함으로써, 도 10의 신호 비교부(904)에 도시된 바와 같은 신호를 출력한다.

반전/AC 제거부(902)와 AC 제거부(908)로부터 출력된 신호를 상호 비교하는 이유는 수신기가 누전지점 좌측일 경우와 우측일 경우에 누전지점을 향한 방향성을 가질 수 있도록 하기 위함이다. 이를 위하여 사용하는 회로가 뺄셈회로이며, 항상 반전/AC 제거부(902)를 기준으로 AC 제거부(908)를 회로적으로 뺄셈하여야 한다. 반대의 경우로 뺄셈회로를 구성하지 않는 이유는 누전지점으로의 방향성을 가지지 않고, 역방향을 가지기 때문이다.

평균값 회로부(906)에 의해 출력된 파형은 (+) 또는 (-)의 극성값을 갖는다(예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 수신기가 누전지점 우측에 위치할 경우 (-) 값을 가짐). 여기서, 상기한 극성은 탐사 지점에서의 전위차를 나타내는 것으로서, 이와 같은 전위차는 누전이 발생하는 경우에 나타나게 된다. 이를 통해 누전의 존재 여부를 판별할 수 있으며, 평균값 회로부(906)를 통해 산출된 DC값은 디스플레이부(808)를 통해 출력된다.

누전지점 우측에 위치할 경우에는 도 11에 도시된 것과 같은 회로 및 신호 흐름도를 가지게 되어, 좌측에 있는 누전지점으로의 방향성을 가지게 된다.

도 10에 도시된 것은 대지상에서 검출된 신호가 뺄셈회로를 거치면서 (+) 또는 (-) 극성을 모두 가질 수 있으나, 이중에서 (+) 극성값을 가지는 것을 보여주는 것이다. 여기서, 극성값을 가지게 되는 것은 방향성을 가지게 된다는 뜻이며, 그 방향성에 따라서 좌측 또는 우측으로 Meter의 지시를 따라 이동하면서 최종적으로 누전지점에 근접해 가는 과정을 통해 보다 정확한 누전지점을 찾게 된다.

도 11에 도시된 것은 (-) 극성값을 가지게 되는 경우를 보여주는 것이다.

여기서, 상술한 실시예에서는 Meter가 우측으로 반응하는 경우를 예시한 것이며, 좌측으로 반응하는 경우도 쉽게 유추될 수 있음은 상술한 설명을 통해 당업자에게는 자명하다 할 것이다.

이와 같이, 본 발명은 활선 상태에서 탐사 신호로써 낮은 전압원을 가지고 있는 비대칭 AC 펄스파를 이용하기 때문에, 탐사 신호가 노이즈 신호보다 강해야만 누전을 탐사할 수 있었던 종래의 방식에 비해 수용가 측의 전자기기를 손상하지 않고, 정확한 누전탐사가 가능하게 된다. 또한, 종래의 고전압 DC펄스파를 사용할 수밖에 없었던 사선상태의 누전탐사 장치가 가지던 한계성을 극복할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 낮은 전압의 비대칭 AC 펄스파를 이용하기 때문에 활선 상태에서 누전 탐사가 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 낮은 전압의 비대칭 AC 펄스파를 이용하기 때문에 활선 상태에서도 수용가 측 전자기기에 영향을 주지 않는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 비대칭 AC 펄스파를 통해 정확하고 신속하게 누전 지점을 찾아내기 때문에 누전이 없는 부분까지 케이블을 교체하는 경우에 발생하는 물질적, 시간적 손실을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 낮은 전압의 신호원을 사용했을 때 나타나는 기술적인 최대 문제점인 미세하게 남아 있을 수 있는 노이즈 성분의 영향까지도 제거할 수 있기 때문에, 활선 상태에서 보다 정확한 누전 탐사가 가능해진다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 지상 변압기 및 수용가 사이에 위치하는 지중 전선로의 누전을 활선 상태에서 탐사하는 장치로서,

   상기 지상 변압기로 비대칭 AC 펄스파를 인가하는 송신장치-상기 지상 변압기는 상용전원과 상기 비대칭 AC 펄스파가 합성된 파형을 갖는 신호를 출력함-; 및

   상기 지중 전선로의 구간 사이의 탐사지점에서 대지 신호를 수신하고 수신된 신호를 처리하여 (+) 또는 (-) 값을 갖는 DC 값을 출력하고, 상기 출력된 (+) 또는 (-)값에 상응하여 상기 탐사 지점에서 상기 지상 변압기 지점으로의 방향 또는 상기 탐사지점에서 상기 수용가로의 방향에 누전 지점이 위치함을 검출하는 검출장치를 포함하되,

   상기 검출장치는

   상기 대지 신호를 수신하는 대지 신호 입력부;

   상기 대지 신호에서 상기 상용전원 및 노이즈를 제거하기 위한 필터링을 수행하는 필터부;

   상기 필터링된 신호를 입력받아 반전시키고 AC 성분을 제거하는 반전 AC 제거부;

   상기 필터링된 신호를 입력받아 AC 성분을 제거하는 AC 제거부;

   상기 반전 AC 제거부로부터 출력된 신호에서 상기 AC 제거부로부터 출력된 신호를 감산하는 신호 비교부; 및

   상기 감산된 신호인 (+) 또는 (-) 값을 갖는 DC 값을 출력하는 평균값 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 탐사 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비대칭 AC 펄스파는 최대 400V가 넘지 않는 것을 특징으로 하는 활선 상태에서의 누전 탐사 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 필터부에 의해 필터링된 신호를 증폭하여 상기 반전 AC 제거부 및 상기 AC 제거부로 전달하는 증폭부를 더 포함하는 활선 상태에서의 누전 탐사 장치.
5. 삭제
6. 삭제

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