CN110998347A - 用于提高漏电探查精确度的装置及方法 - Google Patents

用于提高漏电探查精确度的装置及方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一实施例公开漏电检测装置。上述漏电检测装置可包括：接地电压测定部，用于测定接地电压；模数转换部，对所测定的上述接地电压进行采样并转换为数字值；有效值演算部，用于演算转换为数字值的上述接地电压的有效值；傅里叶转换部，以上述接地电压的有效值为基础，对所测定的上述接地电压进行傅里叶转换来演算作为基频整数倍，即，交流商用电源的工频的整数倍的各个谐波分量的电压；含量率演算部，以上述各个谐波分量的电压为基础，演算与相对于将上述各个谐波分量的电压相加的电压的基频有关的电压含量率；谐波畸变率演算部，以上述各个谐波分量的电压为基础，演算总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率；过零计算部，用于计算转换为数字值的上述接地电压在预设时间(T1)内通过零电压的过零次数；以及漏电可疑区域判断部，以上述接地电压的有效值、上述电压含量率、上述总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率及上述过零次数的至少一个为基础，判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生，以上述判断的结果为基础，将测定到上述接地电压的区域判断为漏电可疑区域。

Description

用于提高漏电探查精确度的装置及方法
技术领域
本发明涉及电力领域，更具体地，涉及用于提高漏电探查精确度的装置及方法。
背景技术
本发明公开了如下的装置及方法等，即，当埋设于地下的电力线发生接地故障(漏电)时，在多重公共接地环境中判断是否发生漏电，并探查漏电位置。
韩国授权专利10-1559533公开了“移动式漏电探查装置及方法”，韩国公开专利10-2017-0007696公开了“中性线多重接地环境中的漏电源探查装置及方法”，并且，作为非专利文献，在电力新技术第104号公开了“中性线公共接地环境中的低压线路径及漏电探查技术”。
发明内容
为了检测占电力设备故障的大部分的接地(漏电)故障、充电于电力设备的触电风险电压从绝缘不良处泄漏的故障，电力公司将电源(变压器)的中性点接地且一直监测发生漏电时故障(漏电)电力通过接地回流至上述电源所接地的中性点的电流大小来检测漏电的产生并去除故障原因。即，电流中的不平衡负载电流通过中性线回流至电源(变压器)，接地(漏电)故障电流通过接地回流至电源(变压器)的中性点。
但是，在接地(漏电)故障发生位置位于距电源(变压器)较远的情况下，接地电阻增大，发生故障(漏电)电流无法回流至上述电源所接地的中性点的情况，因无法检测到回流的故障电流，无法检测到漏电，在没有任何保护措施的情况下持续供电，从而增加触电事故的风险。
为了防止根据电源和漏电发生位置发生接地电阻引起的触电风险，根据IEC60364等的规定，引入了在电力线中间的的多个位置与中性线接地的多重公共接地方法，将之前的仅在电源(变压器)的一个位置接地的情况改为上述电源所接地的一个位置与延伸的电力线(中性线)的多个位置接地，来缩短故障(漏电)电流回流距离，从而使接地电阻引起的影响最小化，并防止触电事故。
但是，当时电力线的中性线与多个位置多重接地时，形成接地区域内的闭合电路(接地回路(Earth Loop))，当不使故障(漏电)电流的正常(负载不平衡)回流电流向其他中性线循环或故障(漏电)电流通过中性线多重接地向中性线流入并流动时，无法区分故障电流和正常回流电流，从而产生无法如以往算出在电力线流动的电流的矢量和来检测漏电与否或无法掌握漏电可疑区域的问题。
为了解决如上所述的问题，如图1所示，在现有技术中研发了如下的技术，即，并不是通过回流电流与电流矢量和来掌握漏电与否及漏电区域，而是通过检测漏电引起的接地电位升高的位置来掌握漏电可疑区域，再次向上述位置的电力线注入漏电探查信号并探查，从而探查漏电位置。
图1为在现有技术中使用的通过测定接地电压来探查漏电的业务的流程图。即，测定任一接地位置或与上述接地位置接地的相邻客户设备的中性线(未标记)与远程接地之间的接地电压(V1)，在此情况下，在即使接地电压(V1)大于阈值(步骤103)、具有包括规定比例以上的工频分量(Vf)的含量率值(步骤104)且具有即使改变内阻抗也维持接地电压(V1)的电压值的变动率的情况下(步骤105)，由漏电可疑区域探查业务(步骤102)及漏电位置探查业务(步骤106)构成，在漏电可疑区域探查业务(步骤102)中，判断具有实际漏电源存在可能性的漏电可疑区域，在漏电位置探查业务(步骤106)中，使漏电探查信号产生装置与存在于上述漏电可疑区域的电力线相连接(步骤107)，通过使用漏电检测装置来在接地检测沿着上述电力线的埋设路径移动(步骤108、步骤109)且上述漏电探查信号产生装置所传输的漏电探查信号(步骤110、步骤111、步骤112)，从而判断漏电位置(步骤113)。
图2为示出用于执行在上述图1中示出的两个单独业务，即，漏电可疑区域探查业务(步骤102)及漏电位置探查业务(步骤106)的漏电检测装置的前端(Front End)电路及内部算法结构。为了探查漏电可疑区域(步骤102)，测定与远程接地118接地的输入电阻119、任一漏电预测位置117或与上述漏电预测位置117相邻的客户设备的中性线(未图示)与远程接地118之间的接地电压122以及工频(50Hz或60Hz)电压121(Vf)，可向数学式1适用上述接地电压122于工频(50Hz或60Hz)电压121(Vf)比来算出含量率。并且，可向数学式2适用通过变更测定电路的输入阻抗119来测定的电压大小来算出变化率123。
Figure BDA0002371917670000021
Figure BDA0002371917670000022
在通过上述含量率和变化率判断为漏电可疑区域的情况下，可在相应区域内执行掌握漏电源的位置的漏电位置探查业务(步骤106)。
图3示出在上述漏电可疑区域内用于探查漏电位置的设备的结构。使漏电探查信号产生装置302、303与位于漏电可疑区域内的电力线202、203相连接，在地面检测通过电流脉冲信号装置302所传输的电流信号来产生的磁场脉冲信号111、112并沿着埋设路径移动，通过使漏电检测装置1000与地面相接触(步骤105、步骤106)来在地面测定接地电压212。并且，漏电检测装置1000在磁场脉冲信号111、112通知包括于接地电压211的电压脉冲信号110的信号产生时间内在地面进行检测。上述电压脉冲信号110与接收上述磁场脉冲信号111、112的时间隔着规定间隔来产生下一电压脉冲信号110，漏电检测装置1000隔着时间间隔在下一电压脉冲信号110产生时间检测包括于接地电压的信号，并将其信号的最大点判断为漏电位置(步骤128)。
如上所述，已在现场使用在漏电可疑区域内的地面上检测包括于接地电压的漏电电压脉冲信号140来与中性线多重接地无关地掌握漏电源位置的技术，如图4，通过流动于电线151的交流电流153而产生的磁场与通过相邻导体152形成的磁场感应155相对应地产生磁场耦合154现象。并且，电线151通过相邻导体152的静电感应158现象引起静电耦合157。即，在由于当通过磁场耦合154及静电耦合157产生的有机电压和/或在多重接地中性线流动的不平衡负载电流通过接地位置向地面流动时产生的漂移电压，使接地电位上升的情况下，如图5所示，可能发生判断为漏电的错误。
在现有技术中，为了区别用于传输或存储商用电源的电力设备的绝缘不良引起的危险电压流向地面的实际漏电与寄生于电力线周围的有机电压或漂移电压引起的接地电位上升，所要通过测定含量率和电压变化率来进行区分，但是，将其适用于现场时，无法准确地区分，如图5，产生将电力线附近寄生电压源位置探查为漏电位置的错误。
为了解决如上所述的问题，需要准确地区分实际漏电源与持续寄生于电力线周围的有机或漂移电源的方法和装置的方案。
根据用于解决如上所述的问题的本发明的一实施例，提供漏电检测装置。上述漏电检测装置可包括：接地电压测定部，用于测定接地电压；模数转换部，对所测定的上述接地电压进行采样并转换为数字值；有效值演算部，用于演算转换为数字值的上述接地电压的有效值；傅里叶转换部，以上述接地电压的有效值为基础，对所测定的上述接地电压进行傅里叶转换来演算作为基频整数倍，即，交流商用电源的工频的整数倍的各个谐波分量的电压；含量率演算部，以上述各个谐波分量的电压为基础，演算与相对于将上述各个谐波分量的电压相加的电压的基频有关的电压含量率；谐波畸变率演算部，以上述各个谐波分量的电压为基础，演算总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion)及各个谐波分量的畸变率(Hormonic Distortion Factor)；过零计算部，用于计算转换为数字值的上述接地电压在预设时间T1内通过零(Zero)电压的过零(Zero Crossing)次数；以及漏电可疑区域判断部，以上述接地电压的有效值、上述电压含量率、上述总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率及上述过零次数的至少一个为基础，判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生，以上述判断的结果为基础，将测定到上述接地电压的区域判断为漏电可疑区域。
上述预设时间T1可以为上述交流商用电源周期的所预设的整数倍时间。
并且，上述漏电检测装置还可包括失真计算部，用于计算失真次数，上述失真次数为在上述预设时间T1内谐波引起的所测定的上述接地电压产生失真(Distortion)的次数，上述漏电可疑区域判断部能够以上述接地电压的有效值、上述电压含量率、上述总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率、上述过零次数及上述失真次数的至少一个为基础判断漏电可疑区域。
在进行采样而转换的上述第一接地电压的数字值与下一采样周期之后进行采样而转换的第二接地电压数字值的第一变化量极性及上述第二接地电压的数字值与下一采样周期之后进行采样而转换的第三接地电压数字值的第二变化量的极性不同的情况下，上述失真计算部可判断为产生谐波引起的失真并计算上述失真次数。
并且，上述接地电压测定部可包括：与地面上的任一位置的测定点a相连接的电极；与地面上的任一位置的测定点b相连接的电极，上述测定点b与上述测定点a不同；电阻阵列，和上述测定点a与上述测定点b之间并联连接；以及电压测定部，用于测定上述电阻阵列两端之间的电压。
并且，在上述预设时间T1内上述接地电压的极性变化的情况下，上述过零计算部可计算通过上述零电压的过零次数。
并且，在上述接地电压的有效值大于预设的上述阈电压值、上述电压含量率大于预设的电压含量率、上述总谐波畸变率小于预设的总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率小于预设的各个谐波分量的畸变率且上述过零次数与预设次数一致的情况下，上述漏电可疑区域判断部可判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生。
并且，在上述接地电压的有效值大于预设的上述阈电压值、上述电压含量率大于预设的电压含量率、上述总谐波畸变率小于预设的总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率小于预设的各个谐波分量的畸变率、上述过零次数与预设次数一致且上述失真的次数小于预设次数的情况下，上述漏电可疑区域判断部可判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生。
并且，上述漏电检测装置还可包括：磁场信号接收部，用于接收从探测电流产生装置产生的磁场信号；漏电检测电压信号接收部，用于接收从漏电检测电压信号产生装置产生的漏电检测电压信号；电力线埋设路径搜索部，以上述磁场信号为基础，搜索埋设于上述漏电可疑区域的电力线的路径；以及漏电位置判断部，以上述漏电检测电压信号为基础，判断埋设的上述电力线的漏电位置。
上述漏电位置判断部根据上述漏电检测电压信号的接收与否设定逻辑值，可将所设定的上述逻辑值与在上述漏电检测电压信号产生装置中产生的上述漏电检测电压信号的逻辑值一致且上述漏电检测电压信号的大小具有最大值的位置判断为漏电位置。
并且，根据本发明的一实施例，提供漏电检测方法。上述漏电检测方法可包括：测定接地电压的步骤；对所测定的上述接地电压进行采样并转换为数字值的步骤；演算转换为数字值的上述接地电压的有效值的步骤；以上述接地电压的有效值为基础，对所测定的上述接地电压进行傅里叶转换来演算基频整数倍，即，交流商用电源的工频的整数倍的各个谐波分量的电压的步骤；以上述各个谐波分量的电压为基础，演算与相对于将上述各个谐波分量的电压相加的电压的基频有关的电压含量率的步骤；以上述各个谐波分量的电压为基础，演算总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率的步骤；计算转换为数字值的上述接地电压在预设时间内通过零电压的过零次数的步骤；以及以上述接地电压的有效值、上述电压含量率、上述总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率及上述过零次数的至少一个为基础，判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生，以上述判断结果为基础，将测定到上述接地电压的区域判断为漏电可疑区域。
根据本发明内容的一实施例，提供如下的单元和方法，即，与电力线结构无关地，可在任一地面移动持续存在于商用电源电力设备的寄生电压及能够诱发人命及设备事故的绝缘不良引起的泄漏的电压(漏电电压)，可掌握电位上升位置并加以区别，从而可提高漏电探查精确度并预防触电事故。
除此之外，可通过后述的实施例来掌握与本发明内容相关的本发明的其他特征及优点。
附图说明
图1为现有技术中的用于探查漏电的业务流程图。
图2为现有技术中的漏电检测装置的内部结构图。
图3为用于探查漏电位置的漏电探查信号装置及漏电检测装置的设置结构图。
图4示出电力线、静电及磁场耦合引起的有机电压的产生。
图5为用于说明现有技术通过电力线周围寄生电压(有机电压、漂移电压)将接地电位上升误认为真正漏电的图。
图6为产生真正漏电的场所中的接地电压波形的实例。
图7为通过电力线寄生电压上升的接地电压波形的实例。
图8为根据通过电力线寄生电压上升的接地电压波形的实例。
图9为通过真正漏电上升的接地电压的波形及傅里叶转换时的各个频率(谐波)的频谱。
图10为通过寄生电压上升的接地电压波形及傅里叶转换时的各个频率(谐波)的频谱。
图11显示通过寄生电压上升的接地电压波形中的失真计数的产生次数。
图12用于说明失真波形中的失真计数方法。
图13为用于如上述图12的失真计数的业务流程图。
图14示出在没有额外的漏电探查信号传输(注入)的情况下，接地电压通过真正漏电上升的位置，即，漏电检测装置1000的漏电可疑区域探查结构。
图15为上述图14的漏电可疑区域探查业务流程图。
图16示出向位于上述图15判断为漏电可疑区域的位置的电力线传输(注入)漏电探查信号后使用漏电检测装置的漏电位置探查结构。
图17为图16的漏电位置探查业务流程图。
图18为用于说明探查接地电位通过真正漏电上升的位置，即，漏电可疑区域的图。
图19为用于说明在漏电可疑区域探查漏电位置的图
图20为显示在没有额外的漏电探查信号传输(注入)的情况下，探查接地电压通过真正漏电上升的位置的结果的画面的一例。
图21为显示对图20的电位通过真正漏电上升的接地电压进行傅里叶转换的结果的画面的一例。
图22为显示电位通过图20的真正漏电上升的接地电压的波形的画面的一例。
图23为显示将图20的接地电位通过真正漏电上升的位置判断为漏电可疑区域后，向相应区域内的电力线传输(注入)漏电探查信号并探查漏电位置的结果的画面的一例。
图24为显示在没有额外的漏电探查信号传输(注入)的情况下，探查接地电压通过寄生电压上升的位置的结果的画面的一例。
图25为显示对图24的电位通过寄生电压上升的接地电压进行傅里叶转换的结果的画面的一例。
图26为显示图24的电位通过寄生电压上升的接地电压的波形的画面的一例。
图27为显示图24的接地电位通过寄生电压上升的位置虽然未判断为漏电可疑区域，但为了确认误判断与否，向电力线传输(注入)漏电探查信号来探查漏电位置的结果的画面的一例。
图28为用于判断波形失真的过零计数(ZCC)/失真计数(DC)功能选择画面的一例。
图29为本发明另一实施例的漏电检测装置的框图。
图30为用于说明本发明另一实施例的接地电压测定方法的例示。
图31为用于说明本发明另一实施例的失真次数计算方法的例示。
图32为本发明另一实施例的失真次数计算方法的流程图。
图33为本发明另一实施例的用于接收磁场信号及接收漏电检测电压信号的协议示意图。
图34为示出本发明另一实施例的漏电检测电压信号开始时间通知与测定到漏电检测电压信号的时间之间的关系的例示。
图35为本发明另一实施例的漏电可疑区域判断方法的流程图。
图36为本发明另一实施例的漏电位置判断方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明各种实施例，在整个附图中，相似的附图标记用于表示相似的结构要素。在本说明书中，为了帮助理解本发明而提供各种说明。但是，可以明确理解的是，即使没有具体说明，也可执行这些实施例。在其他例中，为了容易说明实施例，公知的结构及装置以框图形态提供。
在本说明书中使用的术语“组件”、“模块”、“***”等指代计算机相关实体、硬件、固件、软件、软件及硬件的组合或软件的运行，例如，组件可以为在处理器上运行的处理过程、处理器、客体、运行线程、程序和/或计算机，但并不限定于此。例如，在计算装置中运行的应用程序及计算装置均可为组件。一个以上的组件可驻留在处理器和/或运行线程内，一组件可在一个计算机内本地化，挥着可分布在2个以上的计算机之间。并且，这种组件可利用存储于内部的各种数据结构的多种计算机可读介质运行。例如，组件可根据具有一个以上的数据包的信号(例如，在本地***、分发***中可通过数据和/或信号从与其他组件进行相互作用的一个组件与其他***进行如互联网的网络通信的数据)通过本地和/或远程处理进行通信。
以使本发明所属技术领域的普通技术人员利用或实施本发明的方式提供与所提供的实施例有关的说明。本发明所属技术领域的普通技术人员可明确理解与这种实施例有关的各种变形，在此定义的普通原理可在不超出本发明的范围内适用于其他实施例。因此，本发明并不限定于在此公开的实施例，需在与再次公开的原理及新特征一贯的最广范围内进行解释。
在本说明书中使用的术语“电流脉冲产生装置”及“探测电流产生装置”可经常相互交换来使用。并且，在本说明书中使用的术语“电压脉冲产生装置”及“漏电检测电压信号产生装置”可经常相互交换来使用。
本发明涉及如下的装置及方法，即，在电力线的中间具有与中性线接地的多个“电力线保护接地中性点(PEN，Protective Earthed Neutral)”的多重接地中性点(MEN，Multiple Earthed Neutral)环境中，为了有效地探查漏电，以能够限定探查对象的方式提供漏电可疑区域(Suspicious earth leaking area)和漏电源信息
为了区分根据商用电源与充电的电力设备相邻而持续存在的寄生电压源，即，电力线与静电或磁场耦合的导电体所具有的有机电压或中性线多重接地，中性线回流电流向地面流动并产生的漂移电压与真正漏电电压，测定这种事例的波形的结果，可知，具有如图7或图8的形态。即，由于电力设备的绝缘不良引起的流向地面的商用电源，而使真正漏电位置的电位上升的接地电压波形为如图6的含有工频的纯正弦波形，与此不同地，寄生电压引起的波形为合成多个相位和大小差的分量的波形。
如图3，在地面漏电位置207中，商用电源具有相对高的内阻抗，即使到达地面为止通过R1产生电压下降，但是，如图6，在测定点，接地电压具有正弦波特性，上述正弦波特性为不包括外部噪声等的纯单一工频(50Hz或60Hz)。
鉴于这种问题，如图2，在现有技术中，算出作为总电压值(V1)比工频(50Hz或60Hz)电压值(Vf)比的含量率和用于确认接地电压是否为实际电压的电压变化率来判断漏电，但是无法区分接地电压通过寄生电压(有机电压、漂移电压)上升的位置，从而发生将其判断为真正漏电的问题。
图7示出寄生电压波形的一例。与作为工频的60Hz波形相似，但含量率小于85％，因此，判断为寄生电压也没问题，但在图8中，寄生电压包括并不是纯波形的失真，即使为失真波形，含量率也维持85％以上，因此误认为真正漏电。
图9示出用于区分图8而在漏电位置计算(计数)接地电压的过零次数的方法和进行傅里叶转换后的工频及其谐波大小。
图10示出通过与图9相同的方法在寄生电压源埋设位置计算接地电压的过零次数的方法和进行傅里叶转换后的工频及其谐波的信号大小。
对于以如图9及图10的方式输入的接地电压，除含量率以外，还对过零次数进行计数，即使如图7的寄生电压具有85％以上的含量率，在实例中，在5个循环内对过零次数进行计数的情况下，真正漏电中具有10次的过零计数(ZCC，Zero Crossing Count)，但寄生电压具有大于10次的过零计数，因此，可区分所输入的寄生电压。
但是，为了判断如图7的波形是否为真正漏电电压，计算穿过0电压值的过零计数来进行判断，但是，具有与基频相似的过零计数，可能发生错误判断，纯为了准确地判断并不是正弦波的包括失真的波形，根据需求对失真次数进行计数(DC，Distortion Count)，而不是进行过零计数，从而滤波呈如图7的工频形态的具有失真波形的寄生电压。
图11用于说明失真波形的失真计数位置。
图12用于说明对如图11的产生失真的位置的数字进行计数的方法。即，算出当前信号值与上次信号值的差，在具有极性反转的情况下，添加1计数，图13为流程图，用于说明5个循环内失真计数的计数业务流程。例如，在上次采样信号值大于上上次采样信号值的情况下，对当前采样信号值与上次采样信号值进行比较，在具有极性反转的情况下，可添加1计数。并且，在上次采样信号值小于上上次采样信号值的情况下，可对上次采样信号值与上上次采样信号值进行比较，并且，在上述比较结果中，在上上次采样信号值大于或等于上次采样信号值的情况下，对当前采样信号值与上次采样信号值进行比较，在当前采样信号值大于上次采样信号值的情况下，判断为极性被反转，可添加1计数。即，算出上上次、上次及当前采样信号值的差来判断极性，从而在5个循环内执行计数业务。如上所述的计数业务流程仅为例示，本发明并不限定于此。
作为本发明的实例，图28为可在判断波形的失真时选择过零计数或失真计数的画面60，在未选择过零计数61且选择失真计数62的情况下，需在画面63上设定差值大小(用于确定失真计数的极性反转的样品差的大小)。在实例中，可确认，设定为2069的样品差。
可以确认，图23和图27的失真计数计数(Count)值48在真正漏电位置中为17且在寄生电压位置中为49，在失真计数的计数数为8＜失真计数＜28的情况下，判断为真正漏电电压，在超出其范围的情况下，判断为寄生电压并无视。
并且，如图9，在进行傅里叶转换的结果，在真正漏电位置中，作为工频的60Hz的基频分量占据大部分，与现有方式的85％以上的含量率一致，但是，如图10，在寄生电压中，60Hz基频分量减少，相反作为第三谐波的包括180Hz在内部的其他谐波分量增加。
由此，为了提高现有含量率的精确度，对输入接地电压信号进行傅里叶转换，而不是进行硬件滤波之后，如下述，指定含量率及工频和各个谐波的总谐波失真(THD)的阈值来操作。
以下为当对图21和图25的真正漏电电压及寄生电压进行傅里叶转换时的工频及各个奇数谐波频谱电压值测定表。
表1
频率频谱 电压值(V)
基频(V1) 2.892
第三谐波(V3) 0.114
第五谐波(V5) 0.034
第七谐波(V7) 0.017
第九谐波(V9) 0.016
总计(Total)(Vt) 3.073
表2
频率频谱 电压值(V)
基频(V1) 1.751
第三谐波(V3) 0.248
第五谐波(V5) 0.062
第七谐波(V7) 0.039
第九谐波(V9) 0.035
总计(Vt) 2.135
以上述表1和表2的测定值为基础，以如下方式算出谐波失真率并在表3示出其结果。
数学式3：
Figure BDA0002371917670000091
数学式4：
Figure BDA0002371917670000092
表3
Figure BDA0002371917670000093
设定如上述表3的含量率和各个谐波的阈值来仅将上述阈值范围内的接地电压信号判断为真正漏电电压，并将此区域判断为可能存在漏电源的漏电可疑区域。如上所述，对包括于信号的工频信号(基频)的含量率及总谐波失真、过零计数或失真计数进行测定，并不如本发明的实例限定于查找漏电源位置的方法及装置，还可在其他诊断技术中用作查找电力设备的绝缘不良位置的技术。
图14示出并不传输(注入)本发明的额外的漏电探查信号，可在任一地面自由移动并判断漏电可疑区域的漏电检测装置1000的漏电可疑区域探查结构。与此不同地，不使用硬件滤波器并进行傅里叶转换来算出基频(60Hz)的电压(V1)和总电压(Vt)等，从而算出含量率、总谐波失真等，并且，为了判断波形的失真，进行过零计数或失真计数。
图15示出作为图14的功能的漏电可疑区域探查业务的流程图。
如图15所示，为了判断漏电可疑区域，首先，可通过对中性线与远程接地之间的接地电压(V1)进行测定，来判断上述接地电压(V1)是否超出阈值(500mV)且是否具有包括规定比例(0.855)以上的工频分量(Vf)的含量率值。并且，在漏电位置确认接地电压(V1)的过零次数(10次)，为了准确地判断包括并不是纯正弦波的失真的波形，对失真次数进行计数，在8＜失真计数＜28的情况下，判断为真正漏电电压，在超出其范畴的情况下，可判断为寄生电压。并且，如上述表3所示，可仅将各个谐波的阈值范围内的接地电压信号判断为真正漏电电压。即，可根据与如上所述的判断有关的满足与否，可判断为可能存在漏电源的漏电可疑区域，并接触漏电可疑区域探查业务。
图16示出向本发明的判断为上述漏电可疑区域的区域内的电力设备(电力线)传输(注入)漏电探查信号，可在规定位置内移动并判断漏电源位置的漏电检测装置1000的漏电位置探查结构。如图3，当探查漏电位置时，执行如下的漏电探查，即，向漏电可疑区域内的电力线202、203注入漏电探查电压及电流信号，并在地面接收通过流动于电力线的漏电探查电流信号而产生的磁场脉冲信号111、112，沿着上述电力线202、203的埋设路径进行移动，并使漏电检测装置1000与地面相接触(步骤105、步骤106)来测定接地电压，从而查找漏电位置。具体地，使漏电探查信号产生装置302、303与位于漏电可疑区域的电力线202、203相连接，电流脉冲信号装置302在地面监测通过所传输的电流信号产生的磁场脉冲信号111、112并沿着埋设路径移动，使漏电检测装置1000与地面相接触(步骤105、步骤106)来测定接地电压212。在此情况下，接收探查路径时所使用的磁场信号111、112来按照下次所要产生的漏电探查电压脉冲信号110的产生时间进行测定，分析包括于漏电探查电压脉冲信号110的编码值来掌握真伪，在编码值一致的情况下，可将上述漏电探查电压脉冲信号110的最大检测位置判断为漏电位置。
图17示出利用图16的结构的漏电探查业务流程图。
如图17所示，在检测电流磁场信号的情况下，提供测定开始时间，可通过辨别接地电压(Vrms)、含量率、过零计数/失真计数及总谐波失真来判断漏电引起的接地电位上升(即，真正漏电)。并且，在判断为真正漏电的情况下，使探查信号产生装置(电流、电压)与电力线相连接来接收磁场信号，之后，掌握探查电压信号的到达时间，并且，可通过是否与漏电探查电压信号编码值一致来掌握漏电探查电压信号的最大值位置。
在现有技术中，通过进行之前的硬件滤波并通过使用工频分量的大小与总电压比来算出含量率，相比于此，在本发明中，为了提高用于判断漏电的含量率的精确度，在进行傅里叶转换后，对相对于工频的谐波分量之和(Total harmonics)进行比较来计算含量率，从而提高精确度，并且，添加可掌握波形的失真程度的功能。
并且，在现有技术中，当在漏电可疑区域内探查漏电位置时，假设仅具有真正漏电源，并省略额外的寄生电压滤波功能，仅测定包括于漏电探查电压信号的信号大小来进行判断，但是，因掌握在漏电可疑区域内也可能存在寄生电压，与之前不同地，在漏电位置探查模式中，首先确认输入接地电压是否为真正漏电电压后，仅在判断为真正漏电电压的情况下，根据漏电位置探查结果生成漏电位置警报。
图18为显示各个位置的本发明的漏电可疑区域探查结果。在不是漏电位置的情况下，接地电压(Vrms)、含量率、过零计数/失真计数及总谐波失真等无法达到阈值，因此，可准确地掌握在漏电位置中产生警报。
图19按照位置显示漏电位置探查结果。在漏电位置中，准确地与红色漏电警报一同检测到漏电探查信号，可通过掌握最大位置来判断为漏电位置，若如附图的右侧位置，即使寄生电压引起的接地电位上升至500mV以上，也无法通过去除是否为真正漏电电压的算法中的失真计数和第三谐波总谐波失真的阈值，因此无法产生漏电警报，即使检测到漏电探查信号，也将其判断为不是真正漏电并无视。
以下，说明本发明的漏电检测装置1000的画面结构。
图20至图23为示出在真正漏电电压位置中测定的结果的画面。图20为漏电可疑区域探查画面29，V1(附图标记21)为总谐波电压之和，Vf(附图标记22)为作为工频的60Hz的基频电压，R(附图标记23)示出含量率。并且，Z(附图标记24)为过零计数次数，附图标记25、26、27、28以颜色示出总谐波失真及各个奇数谐波的总谐波失真是否超出阈值。即，如附图标记25、26、27、28，4个均满足阈值条件并以红色显示。若满足这种所有条件，则使用人员判断为在相应位置附近具有真正漏电源，并显示漏电警报33，并执行作为下一过程的漏电位置探查业务。
图21示出当按压图20的按钮FFT_V(附图标记31)时呈现的傅里叶转换结果的各个频谱电压值。可知，基频5电压为2.8926V(附图标记2)，总电压为3.08V(附图标记1)。若计算此，含量率4为94％，虽未显示出全部，但判断为装置满足所有条件，从而产生漏电警报3。
图22为示出按压图20的波形32按钮时呈现的波形画面的例示图。可观察所测定的接地电压的波形形态，可确认与作为总谐波电压之和的接地电压11(V1)、作为工频的60Hz的基频电压12(Vf)、含量率13、过零计数15及漏电警报14有关的信息。
图23为示出在如图20的场所判断为漏电可疑区域，使探查信号装置与电力线相连接后，在漏电信号最大的位置截屏的画面例示图。漏电信号值为4625(附图标记41)，并显示根据此的编码值56、57。其他事项用于掌握真正漏电电压与否，与图20相同。
图24至图27为示出测定寄生电压的结果的画面的一例。图24为通过对电位通过寄生电压上升的接地电压进行测定来探查漏电可疑区域与否的画面29，剩余说明与图20相同。但是，可确认，总接地电压21(V1)未达到500mV的阈值，并且，含量率23(R)也未达到85％。失真计数为49次，大部分的总谐波失真也未满足阈值。
图25示出在图24中对接地电压进行傅里叶转换的结果。可确认含量率4为82％，基频频谱电压5、2值相对低，且第三谐波电压6值上升，为满足所有条件，因此，不产生漏电警报3。
图26示出选择输入图24的波形32时呈现的接地电压波形。如图26所示，可知，并不是纯正弦波，而是包括较多的失真的波形，若再次观察下端的失真计数15在5个循环内记述47次，则不观察波形，仅通过失真计数15也可判断并不是纯正弦波形，而是严重失真的寄生电压。并且，可确认为产生漏电警报14，总接地电压11(V1)、基频电压12(Vf)及含量率13与图24所示的相同。
图27为为了确认虽在图24的场所未判断为漏电可疑区域，但是否如现有技术发生误判断与否，使探查信号装置与电力线相连接后，在漏电信号最大的位置截屏的画面例示图。寄生电压引起的漏电信号值为4625(附图标记41)，但编码值不一致，因此，未显示，失真计数为49(附图标记48)且含量率为80％(附图标记49)，可知，不是真正漏电电压，即使检测到包括于寄生电压的漏电电压信号，也无法通过其他真正漏电电压判断逻辑，漏电信号被无视，并不产生漏电警报，从而无法判断为漏电位置。
图28为为了判断接地电压波形的失真等而选择过零计数或失真计数的画面。
如上所述，本发明为如下的技术，即，用于查找由于传输或存储商用电源的电力设备的绝缘不良而使电力的一部分无意地流向地面并使接地电压上升的位置，与以往不同地，对在地面测定到的电压进行傅里叶分析，来比较各个谐波的电压构成，并比较波形的失真程度，从而具有如下的优点，即，仅在判断为真正漏电电压的情况下，探查漏电位置，并根据其结果进行维修，来事先探查并预防无辜的行人等被触电而引起的人命事故。
图29为本发明另一实施例的漏电检测装置的框图。
参照图29，在对接地电压进行测定并满足预设条件的情况下，漏电检测装置1000可判断为所测定的接地电压是电力线的漏电引起的，具体地，在具有与中性线接地的多个电力线保护接地中性点的中性线多重接地环境中，漏电检测装置1000可在任一电力线保护接地中性点中测定接地电压。在所测定的接地电压满足预设条件的情况下，通过漏电检测装置1000可知，在埋设于对接地电压进行测定的电力线保护接地中性点周围的电力线产生漏电，从而判断漏电可疑区域。在判断漏电可疑区域的情况下，漏电检测装置1000接收从探测电流产生装置产生的磁场信号来沿着漏电可疑区域内的埋设电力线的路径测定接地电压。沿着埋设的路径测定的接地电压包括从漏电检测电压信号产生装置产生的漏电检测电压信号，漏电检测装置1000能够以漏电检测电压信号为基础判断作为在电力线产生漏电的位置的漏电位置。这种漏电检测装置1000可包括接地电压测定部1110、模数转换部1120、有效值演算部1130、傅里叶转换部1140、含量率演算部1150、谐波畸变率演算部1160、过零计算部1170、失真计算部1180、漏电可疑区域判断部1190、磁场信号接收部1210、漏电检测电压信号接收部1220、电力线埋设路径搜索部1230、漏电位置判断部1240以及显示部1300。
将参照图30具体说明漏电检测装置1000的接地电压测定部1110。
图30为用于说明本发明另一实施例的测定接地电压的方法的例示。
参照图30，接地电压测定部1110可测定接地电压。具体地，接地电压测定部1110可包括：与地面上的任一位置的测定点a相连接的电极；与地面上的任一位置的测定点b相连接的电极，上述测定点b与上述测定点a不同；电阻阵列，和测定点a与测定点b之间并联连接；以及电压测定部，用于测定电阻阵列两端之间的电压。
更具体地，在地下产生电力线的漏电的情况下，漏电电流回流至位于最短距离的电力线保护接地中性点。接地电压测定部1110可以与供电用电压线(商线)的绝缘不良引起的交流商用电源(在韩国的情况下，交流(AC)60Hz 220V)的漏电电流及接地电阻(Rg)的大小成比来测定交流商用电源的漏电引起的接地电压。
例如，如图30所示，从位置a和位置b至电力线保护接地中性点为止，通过交流商用电源的漏电电流且根据接地电阻(Rg)值分别具有交流商用电源的漏电引起的各个位置的接地电位a及接地电位b值来分布于土壤。为了检测漏电源，漏电检测装置1000无法直接测定位于地下的各个土壤位置的接地电位a、b，可在地面的测定点a、b测定交流商用电源的接地电位。
地下的各个位置接地电位a、b在到达地面的测定点a、b为止，受到包括接地电阻、铺装层(柏油)电阻以及电极与地面之间的接触电阻等的电阻(Rp)的影响。
如附图上端的交流商用电源接地电位分布曲线图，地下的各个位置的接地电位a、b通过电阻(Rp)(2×Rp)并变更电位值来到达测定点a、b。
如上所述，由于电阻(Rp)的影响，电位值在地面改变，电极之间的距离短，电位差值的振幅窄，从而具有难以区分的问题。为解决上述问题，将电力线保护接地中性点和等电位连接的金属体的表面(例如，井盖)设置为测定点a并连接电极。即，在具有电力线保护接地中性点的结构物中，如井盖的导电性金属体与接地的中性线相连接，来以没有与导电体之间的电位差的方式维持等电位，接地电压测定部1110将中性线电压作为测定基准电压来测定接地电压。
在以如上所述的方式中性线接地的电力线保护接地中性点中，在将等电位连接的中性线电压用作接地电压的测定基准电压的情况下，可在测定点a减少电阻(Rp)的影响，并可测定稳定且具有大振幅的电位差的接地电压。并且，无需如现有技术，进入设置有电力线保护接地中性点的结构物内部，可改善作业环境并减少作业时间。测定如上所述的接地电压的方法仅为例示，本发明并不限定于此。
再次参照图29，漏电检测装置1000的模数转换部1120对所测定的接地电压进行采样并转换为数字值。
具体地，接地电压测定部1110所测定的接地电压具有模拟值，模数转换部1120对所测定的接地电压值进行采样并转换为数字值。
漏电检测装置1000的有效值演算部1130演算转换为数字值的接地电压的有效值。
通过交流商用电源的漏电产生的接地电压值大于在电力线周围寄生的有机电压值或通过漂移电压产生的接地电压值。因此，在有效值演算部1130所演算的接地电压的有效值大于预设的阈电压值(例如，500mV)的情况下，可判断为所测定的接地电压是通过交流商用电源的漏电产生的。
漏电检测装置1000的傅里叶转换部1140以接地电压的有效值为基础对所测定的接地电压进行傅里叶转换，从而演算作为基频的整数倍，即，交流商用电源的工频的整数倍的各个谐波分量的电压。
即使漏电检测装置1000所测定的接地电压通过电力线的漏电而产生，接地电压也可包括通过寄生电压、接地电阻等干扰产生的谐波分量。因此，难以判断通过谐波分量测定的接地电压是否通过交流商用电源的漏电而产生，因此，需要分析接地电压包括多少谐波分量。傅里叶转换部1140对所测定的接地电压进行傅里叶转换，来将作为交流商用电源(在韩国的情况下，交流(AC)60Hz 220V)的工频的60Hz用作基频，并可演算具有基频的电压值和作为基频的整数倍的各个谐波分量的电压值。
如上所述，再次参照图9及图10，通过所测定的接地电压，傅里叶转换部可演算作为基频的整数倍的各个谐波分量的电压值。如图9所示，相比于具有作为谐波分量的120Hz、180Hz、240Hz等基频的整数倍的电压，所测定的接地电压包括更多的具有作为基频的60Hz的电压，因此，可知干扰等引起的谐波影响较小。因此，可判断为，所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。相反，如图10所示，所测定的接地电压包括较多的具有作为谐波分量的120Hz、180Hz、240Hz等基频的整数倍的电压，可知，干扰等引起的谐波影响较大。因此，可判断为所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。
以在傅里叶转换部1140中转换的各个谐波分量的电压值为基础，含量率演算部1150可演算与相对于将各个谐波分量的电压相加的电压的基频有关的电压含量率。并且，以各个谐波分量的电压值为基础，谐波畸变率演算部1160可演算总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率。
漏电检测装置1000的含量率演算部1150能够以各个谐波分量的电压为基础，演算与相对于将各个谐波分量的电压相加的电压的基频有关的电压含量率(V1/Vt)。
在含量率演算部1150中演算的含量率越高，则表示所测定的接地电压具有较多的与基频有关的分量。因此，在含量率大于预设的含量率(例如，85％)的情况下，可判断为所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。
如上所述，再次参照表1及表2，在表1中，相对于总电压的具有基频分量的电压含量率大于预设的含量率(例如，85％)，在表2中，相对于总电压的具有基频分量的电压含量率小于预设的含量率(例如，85％)。因此，在表1中，可判断所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。以如上所述的含量率为基础判断接地电压通过漏电而产生的方法仅为例示，本发明并不限定于此。
漏电检测装置1000的谐波畸变率演算部1160能够以各个谐波分量的电压为基础演算总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率。
总谐波畸变率可通过如上所述的数学式3演算。各个谐波分量的畸变率可通过如上所述的数学式4演算。总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率越高，则表示包括较多的谐波分量。
在谐波畸变率演算部1160所演算的总谐波畸变率小于预设的畸变率且各个谐波分量的畸变率小于预设的畸变率的情况下，可判断为所测定的接地电压受到的谐波影响较小。在判断为所测定的接地电压受到的谐波影响较小的情况下，以所测定的接地电压为基础，计算有效值、含量率及过零次数，从而可提高可判断接地电压通过交流商用电源的漏电而产生的精确度及可靠度。
漏电检测装置1000的过零计算部1170可计算转换为上述数字值的接地电压在预设时间T1内通过零电压的过零次数。其中，预设时间T1可以为交流商用电源周期的所预设的整数倍时间。
在接地电压的极性在预设时间T1内变化的情况下，过零计算部1170可计算通过上述零电压的过零次数。
在过零计算部1170所计算的过零次数中，所测定的接地电压包括较多的作为交流商用电源的工频的基频分量，可判断为所测定的接地电压通过交流商用电压的漏电而产生。
例如，可将预设时间T1设置为交流商用电源周期的5倍。在此情况下，交流商用电源的过零次数为10次。在所测定的接地电压的过零次数为10次的情况下，接地电压包括较多的60Hz分量，并可判断为所测定的接地电压通过交流商用电压的漏电而产生。相反，在所测定的接地电压的过零次数大于10次的情况下，接地电压包括较多的大于60Hz的频率分量，可判断为所测定的接地电压通过谐波的影响或寄生电压产生。
并且，如上所述，再次参照图7，所测定的接地电压与作为工频的60Hz波形相似，但属于含量率小于预设的含量率(例如，85％)的情况，可判断为接地电压通过寄生电压而产生，而不是通过漏电而产生。再次参照图8，所测定的接地电压的含量率大于预设的含量率(例如，85％)，但与作为工频的60Hz波形不相似，预设时间内T1内的交流商用电源的过零次数大于接地电压的过零次数，可判断为接地电业通过谐波的影响或寄生电压而产生。
以如上所述的过零次数为基础判断接地电压通过交流商用电压的漏电而产生的方法仅为例示，本发明并不限定于此。
漏电检测装置1000的失真计算部1180可计算失真次数，上述失真次数为在预设时间T1内谐波引起的所测定的上述接地电压产生失真的次数。其中，预设时间T1可以为交流商用电源周期的所预设的整数倍时间。
将参照图31及图32说明失真计算部1180计算失真次数的具体方法。
图31为用于说明本发明另一实施例的计算失真次数的方法的例示。
参照图31，在进行采样而转换的第一接地电压的数字值与下一采样周期之后进行采样而转换的第二接地电压数字值的第一变化量极性及第二接地电压的数字值与下一采样周期之后进行采样而转换的第三接地电压数字值的第二变化量极性不同的情况下，失真计算部1180判断为产生谐波引起的失真并计算失真次数。例如，在第一接地电压的数字值为50mV且在下一采样周期采样的第二接地电压的数字值为53mV的情况下，第一变化量为(+)3mV，极性为正极性。在下一采样周期采样的第三接地电压的数字值为52mV的情况下，第二变化量为(-)1mV，极性为负极性。在此情况下，属于第一变化量的极性与第二变化量的极性不同的情况，并判断为产生谐波引起的失真，可计算失真次数。
图32为本发明另一实施例的计算失真次数的方法的流程图。
参照图32，在第一变化量的极性与第二变化量的极性不同的情况下，失真计算部1180可计算1次失真次数。在预设时间T1内的所计算的总失真次数小于预设的失真次数的情况下，判断为所测定的接地电压受到的谐波影响较小。在判断为所测定的接地电压受到的谐波的影响较小的情况下，以所测定的接地电压为基础，计算有效值、含量率及过零次数，从而可提高可判断接地电压通过交流商用电源的漏电而产生的精确度及可靠度。
再次参照图29，漏电检测装置1000的漏电可疑区域判断部1190以接地电压的有效值、电压含量率、总谐波畸变率、各个谐波分量的畸变率、过零次数及失真次数的至少一个为基础，判断为接地电压通过交流商用电源的漏电而产生，以所判断的结果为基础，可将测定到接地电压的区域判断为漏电可疑区域。
更具体地，在接地电压的有效值大于预设的阈电压值、电压含量率大于预设的电压含量率、总谐波畸变率小于预设的总谐波畸变率、各个谐波分量的畸变率小于预设的各个谐波分量的畸变率、过零次数与预设次数抑制且失真的次数小于预设次数的情况下，漏电可疑区域判断部1190可判断为接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。如上所诉的判断漏电可疑区域的方法仅为例示，本发明并不限定于此。
若漏电可疑区域判断部1190判断为在电力线保护接地中性点所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生，则漏电位置判断部1240可沿着埋设于对接地电压进行测定的电力线保护接地中性点地下的电力线的路径将电力线中实际漏电的位置判断为漏电位置。
漏电检测装置1000的磁场信号接收部1210可接收从探测电流产生装置产生的磁场信号。
如上所述，探测电流产生装置向漏电可疑区域内的电力线及中性线注入电流信号，地面的磁场信号接收部1210可接收通过在电力线及中性线流动的探查电流产生的磁场信号。
磁场信号接收部1210包括多个磁场传感器，可接收磁场信号极性及磁场信号大小。
漏电检测装置1000的电力线埋设路径搜索部1230能够以所接收的磁场信号为基础搜索埋设于漏电可疑区域的电力线的路径。
例如，电力线埋设路径搜索部1230可将磁场信号大小最大的位置判断为埋设有电力线的路径。并且，电力线埋设路径搜索部1230能够以磁场信号极性为基础搜索埋设有电力线的路径方向。
漏电检测装置1000的漏电检测电压信号接收部1220可接收从漏电检测电压信号产生装置产生的漏电检测电压信号。
如上所述，漏电检测电压信号产生装置向电力线传输作为失真计数脉冲电压的漏电检测电压信号。在电力线漏电的情况下，交流商用电源包括漏电检测电压信号，从而测定接地电压。通过接地电压测定部1110测定的接地电压还包括谐波分量，难以在接地电压判断脉冲电压分量是否为漏电检测电压信号或谐波分量。因此，在探测电流产生装置传输探查电流的时间中，在预设时间之后，漏电检测电压信号产生装置传输漏电检测电压信号。以磁场信号接收部1210接收通过探查电流产生的磁场信号的时间为基础，漏电检测电压信号接收部1220可在预设时间之后利用漏电检测电压信号检测所测定的接地电压中的脉冲电压分量。
漏电检测装置1000的漏电位置判断部1240能够以漏电检测电压信号为基础判断埋设的电力线的漏电位置。
漏电位置判断部1240根据漏电检测电压信号的接收与否使设定逻辑值，可将所设定的逻辑值与漏电检测电压信号产生装置中产生的漏电检测电压信号的逻辑值一致且漏电检测电压信号具有最大值的位置判断为漏电位置。
以下，参照图33及图34说明漏电位置判断部1240沿着电力线埋设路径移动并判断电力线的漏电位置的具体方法
图33为本发明另一实施例的用于接收磁场信号及接收漏电检测电压信号的协议示意图。
参照图33，如具体例，在磁场信号接收部1210接收从探测电流产生装置产生的具有非连续特性的磁场信号“0101000”的情况下，电力线埋设路径搜索部1230设定为磁场信号开始时间设。电力线埋设路径搜索部1230在磁场信号开始时间之后，隔着每个工频循环间隔测定磁场信号值，并以磁场信号极性及大小为基础搜索电力线埋设路径。漏电检测装置1000在电力线埋设路径上的地面测定接地电压并沿着路径移动。漏电检测电压信号接收部1220从在埋设于电力线的路径上测定到的接地电压接收漏电检测电压信号。漏电位置判断部1240对包括于漏电检测电压信号的逻辑值进行分析，当逻辑值为“1”时，对漏电检测电压信号的大小进行比较，并将具有漏电检测电压信号最大值的位置判断为漏电位置。
图34为示出本发明另一实施例的漏电检测电压信号开始时间通知与测定到漏电检测电压信号的时间之间的关系的例示。
参照图34，3相功率分别具有120度的相位差且反复正弦波电压波形。在探测电流产生装置向C相电力线传输探查电流信号的情况下，漏电检测电压信号产生装置向相位慢120度的A相电力线传输漏电检测电压信号。在相比于传输探查电流信号的时间，经过预设时间(例如，相比于传输探查电流信号的时间，经过1/3个循环之后的时间)后，传输漏电检测电压信号。探查电流信号产生磁场信号，在磁场信号接收部1210接收磁场信号的情况下，漏电检测电压信号接收部1220在相比于磁场信号接收部1210接收磁场信号的时间，经过预设时间(例如，相比于传输探查电流信号的时间，经过1/3个循环之后的时间)后，接收漏电检测电压信号。
漏电检测装置1000的显示部1300可显示所测定的接地电压是否通过交流商用电源的漏电而产生。
再次参照图20至图28，如上所述，显示部1300可显示工频的电压大小及将各个谐波分量的电压相加的电压大小。并且，显示部1300可显示所测定的接地电压的含量率、过零次数、失真次数。并且，显示部1300可显示各个谐波分量的电压的大小，可通过颜色区分显示各个谐波分量的畸变率是否小于预设的畸变率。并且，显示部1300可显示漏电检测电压信号的逻辑值，可显示漏电相的电力线。
图35为本发明另一实施例的判断漏电可疑区域的方法的流程图。
漏电检测装置1000可测定接地电压(步骤S1101)。具体地，在地下产生电力线的漏电的情况下，漏电电流回流至位于嘴短距离的电力线保护接地中性点。漏电检测装置1000与供电用电压线(商线)的绝缘不良引起的交流商用电源(在韩国的情况下，交流(AC)60Hz220V)的漏电电流及接地电阻(Rg)的大小成比来测定通过交流商用电源的漏电而产生的接地电压。
漏电检测装置1000对所测定的接地电压进行采样并转换为数字值(步骤S1102)。
具体地，漏电检测装置1000所测定的接地电压具有模拟值，漏电检测装置1000对所测定的接地电压值进行采样并转换为数字值来输出。
漏电检测装置1000演算转换为数字值的接地电压的有效值(步骤S1103)。
通过交流商用电源的漏电而产生的接地电压值大于在电力线周围寄生的有机电压值或通过漂移电压而产生的接地电压值。因此，在漏电检测装置1000演算的接地电压的有效值大于预设的阈电压值(例如，500mV)的情况下，可判断为所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。
漏电检测装置1000以接地电压的有效值为基础对所测定的接地电压进行傅里叶转换来演算作为基频的整数倍，即，交流商用电源的工频的整数倍的各个谐波分量的电压(步骤S1104)。
即使漏电检测装置1000所测定的接地电压通过电力线的漏电而产生，也可包括通过寄生电压、接地电阻等干扰产生的谐波分量。因此，难以判断通过谐波分量所测定的接地电压是否通过交流商用电源的漏电而产生，因此，需要分析接地电压包括多少谐波分量。
漏电检测装置1000对所测定的接地电压进行傅里叶转换并将作为交流商用电源(在韩国的情况下，交流(AC)60Hz 220V)的工频的60Hz用作基频来演算具有基频的电压值和作为基频的整数倍的各个谐波分量的电压值。
如上所述，再次参照图9及图10，通过所测定的接地电压，傅里叶转换部可演算作为基频的整数倍的各个谐波分量的电压值。如图9所示，相比于具有作为谐波分量的120Hz、180Hz、240Hz等基频的整数倍的电压，所测定的接地电压包括更多的具有作为基频的60Hz的电压，因此，可知干扰等引起的谐波影响较小。因此，可判断为，所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。相反，如图10所示，所测定的接地电压包括较多的具有作为谐波分量的120Hz、180Hz、240Hz等基频的整数倍的电压，可知，干扰等引起的谐波影响较大。因此，可判断为所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。
漏电检测装置1000能够以各个谐波分量的电压为基础演算与相对于将各个谐波分量的电压相加的电压的基频有关的电压含量率(V1/Vt)(步骤S1105)。
漏电检测装置1000中演算的含量率越高，则表示所测定的接地电压包括较多的与基频有感的分量。因此，在含量率大于预设的含量率(例如，85％)的情况下，可判断为所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。
如上所述，再次参照表1及表2，在表1中，相对于总电压的具有基频分量的电压含量率大于预设的含量率(例如，85％)，在表2中，相对于总电压的具有基频分量的电压含量率小于预设的含量率(例如，85％)。因此，在表1中，可判断所测定的接地电压通过交流商用电源的漏电而产生。以如上所述的含量率为基础判断接地电压通过漏电而产生的方法仅为例示，本发明并不限定于此。
漏电检测装置1000能够以各个谐波分量的电压为基础演算总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率(步骤S1106)。
总谐波畸变率可通过如上所述的数学式3演算。各个谐波分量的畸变率可后通过难过如上所述的数学式4演算。总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率越高，则表示包括越多的谐波分量。
在漏电检测装置1000所演算的总谐波畸变率小于预设的畸变率且各个谐波分量的畸变率小于预设的畸变率的情况下，可判断为所测定的接地电压受到的谐波影响较小。在判断为所测定的接地电压受到的谐波影响较小的情况下，以所测定的接地电压为基础，计算有效值、含量率及过零次数，从而可提高可判断接地电压通过交流商用电源的漏电而产生的精确度及可靠度。
漏电检测装置1000可计算转换为上述数字值的接地电压在预设时间T1内通过零电压的过零次数(步骤S1106)其中，预设时间T1可以为交流商用电源周期的所预设的整数倍时间。
在接地电压的极性在预设时间T1内变化的情况下，漏电检测装置1000可计算通过上述零电压的过零次数。
在漏电检测装置1000所计算的过零次数中，所测定的接地电压包括较多的作为交流商用电源的工频的基频分量，可判断为所测定的接地电压通过交流商用电压的漏电而产生。
例如，可将预设时间T1设置为交流商用电源周期的5倍。在此情况下，交流商用电源的过零次数为10次。在所测定的接地电压的过零次数为10次的情况下，接地电压包括较多的60Hz分量，并可判断为所测定的接地电压通过交流商用电压的漏电而产生。相反，在所测定的接地电压的过零次数大于10次的情况下，接地电压包括较多的大于60Hz的频率分量，可判断为所测定的接地电压通过谐波的影响或寄生电压产生。
并且，如上所述，再次参照图7，所测定的接地电压与作为工频的60Hz波形相似，但属于含量率小于预设的含量率(例如，85％)的情况，可判断为接地电压通过寄生电压而产生，而不是通过漏电而产生。再次参照图8，所测定的接地电压的含量率大于预设的含量率(例如，85％)，但与作为工频的60Hz波形不相似，预设时间内T1内的交流商用电源的过零次数大于接地电压的过零次数，可判断为接地电业通过谐波的影响或寄生电压而产生。
以如上所述的过零次数为基础判断接地电压通过交流商用电压的漏电而产生的方法仅为例示，本发明并不限定于此。
漏电检测装置1000可计算失真次数，上述失真次数为在预设时间T1内谐波引起的所测定的上述接地电压产生失真的次数(步骤S1108)。其中，预设时间T1可以为交流商用电源周期的所预设的整数倍时间。
将参照图31及图32说明漏电检测装置1000计算失真次数的具体方法。
图31为用于说明本发明另一实施例的计算失真次数的方法的例示。
参照图31，在进行采样而转换的第一接地电压的数字值与下一采样周期之后进行采样而转换的第二接地电压数字值的第一变化量极性及第二接地电压的数字值与下一采样周期之后进行采样而转换的第三接地电压数字值的第二变化量极性不同的情况下，漏电检测装置1000判断为产生谐波引起的失真并计算失真次数。例如，在第一接地电压的数字值为50mV且在下一采样周期采样的第二接地电压的数字值为53mV的情况下，第一变化量为(+)3mV，极性为正极性。在下一采样周期采样的第三接地电压的数字值为52mV的情况下，第二变化量为(-)1mV，极性为负极性。在此情况下，属于第一变化量的极性与第二变化量的极性不同的情况，并判断为产生谐波引起的失真，可计算失真次数。
图32为本发明另一实施例的计算失真次数的方法的流程图。
参照图32，在第一变化量的极性与第二变化量的极性不同的情况下漏电检测装置1000可计算1次失真次数。在预设时间T1内的所计算的总失真次数小于预设的失真次数的情况下，判断为所测定的接地电压受到的谐波影响较小。在判断为所测定的接地电压受到的谐波的影响较小的情况下，以所测定的接地电压为基础，计算有效值、含量率及过零次数，从而可提高可判断接地电压通过交流商用电源的漏电而产生的精确度及可靠度。
漏电检测装置1000以接地电压的有效值、电压含量率、总谐波畸变率、各个谐波分量的畸变率、过零次数及失真次数的至少一个为基础，判断为接地电压通过交流商用电源的漏电而产生，以所判断的结果为基础，可将测定到接地电压的区域判断为漏电可疑区域。
漏电检测装置1000判断接地电压的有效值是否大于预设的阈电压值(步骤S1109)。
在接地电压的有效值大于预设的阈电压值的情况下，漏电检测装置1000判断电压含量率是否大于预设的电压含量率(步骤S1110)。
在电压含量率大于预设的电压含量率的情况下，漏电检测装置1000判断总谐波畸变率是否小于预设的总谐波畸变率(步骤S1111)。
在总谐波畸变率小于预设的总谐波畸变率的情况下，漏电检测装置1000判断各个谐波分量的畸变率是否小于预设的各个谐波分量的畸变率(步骤S1112)。
在各个谐波分量的畸变率小于预设的各个谐波分量的畸变率的情况下，漏电检测装置1000判断过零次数是否与预设次数一致(步骤S1113)。
在过零次数与预设次数一致的情况下，漏电检测装置1000判断失真次数是否小于预设次数(步骤S1114)。
在失真次数小于预设次数的情况下，漏电检测装置1000判断接地电压是否通过交流商用电源的漏电而产生(步骤S1115)。
如上所述的判断漏电可疑区域的方法仅为例示，本发明并不限定于此。
图36为本发明另一实施例的判断漏电位置的方法的流程图。
若将在电力线保护接地中性点中测定的接地电压判断为通过交流商用电源的漏电而产生，则漏电检测装置1000可沿着埋设于对接地电压进行测定的电力线保护接地中性点地下的电力线的路径将电力线中实际漏电的位置判断为漏电位置。
首先，漏电检测装置1000可接收从探测电流产生装置产生的磁场信号(步骤S1201)。
如上所述，探测电流产生装置向漏电可疑区域内的电力线及中性线注入电流信号，地面的漏电检测装置1000可接收通过在电力线及中性线流动的探查电流产生的磁场信号。
漏电检测装置1000能够以所接收的磁场信号为基础搜索埋设于漏电可疑区域的电力线的路径(步骤S1202)。
例如，漏电检测装置1000可将磁场信号最大的位置判断为埋设的电力线路径。并且，漏电检测装置1000能够以磁场信号极性为基础搜索埋设电力线的路径方向。
漏电检测装置1000可从漏电检测电压信号产生装置接收所产生的漏电检测电压信号(步骤S1203)。
如上所述，漏电检测电压信号产生装置向电力线传输作为失真计数脉冲电压的漏电检测电压信号。在电力线漏电的情况下，交流商用电源包括漏电检测电压信号，从而测定接地电压。通过漏电检测装置1000测定的接地电压还包括谐波分量，难以在接地电压判断脉冲电压分量是否为漏电检测电压信号或谐波分量。因此，在探测电流产生装置传输探查电流的时间中，在预设时间之后，漏电检测电压信号产生装置传输漏电检测电压信号。以漏电检测装置1000接收通过探查电流产生的磁场信号的时间为基础，漏电检测装置1000可在预设时间之后利用漏电检测电压信号检测所测定的接地电压中的脉冲电压分量。
漏电检测装置1000可根据漏电检测电压信号的接收与否设定逻辑值(步骤S1204)。
漏电检测装置1000可判断所设定的逻辑值与在漏电检测电压信号产生装置中产生的漏电检测电压信号的逻辑值是否一致(步骤S1205)。
在所设定的逻辑值与漏电检测电压信号的逻辑值一致的情况下，漏电检测装置1000可将漏电检测电压信号具有最大值的位置判断为漏电位置(步骤S1206)。
若漏电检测电压信号具有最大值，则漏电检测装置1000可将接收漏电检测电压信号的位置判断为漏电位置(步骤S1207)。
本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解，可利用各种不同技术及技法表达信息及信号。例如，可在上述说明中参照的数据、指示、指令、信息、信号位、符号及芯片可通过电压、电流、电磁波、磁场或离子、光学场或离子或者它们的任意结合表达。
本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解，与在此所公开的实施例相关来说明的各种例示性逻辑块、模块、处理器、单元、电路及算法步骤可通过电子硬件各种形态的程序、(为了便利，在此称为“软件”)或设计代码或者它们的所有结合实现。为了明确说明硬件及软件的这种相互互换性，在上述内容中，结合功能一般地说明各种例示性组件、块、模块、电路及步骤。根据特定应用程序及对整体***赋予的设计制约决定这种功能是否实现为硬件或软件。本发明所属技术领域的普通技术人员需要理解的是，各个特定应用程序可实现以各种方式说明的功能，这种实现决不应超出本发明的范围。
在此公开的各种实施例可由方法、装置或使用标准编程和/或工程技术来制备的物品(article)实现。术语“制造物品”包括可从任意计算机可读装置访问的计算机程序、载体或媒介(media)。例如，计算机可读介质包括磁存储装置(例如，硬盘、软盘、磁条等)、光盘(例如，CD、DVD等)、智能卡及闪存装置(例如，带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、卡、棒、键驱动等)，但并不限定于此。并且，在此所公开的各种存储介质包括用于存储信息的一个以上的装置和/或其他机器可读介质。术语“机器可读介质”包括可存储、拥有和/或传递指令和/或数据的无线通道及各种其他介质，但并不限定于此。
应当理解的是，所公开的流程中的步骤的特定顺序或层次结构仅为例示性访问的一例。基于设计优先顺序，可在本发明的范围内重新排列流程中的步骤的特定顺序或层次结构。附加的方法权利要求以样品顺序提供各种步骤的元素，但并不意味着局限于所公开的特定顺序或层次结构。
与所公开的实施例有关的说明以使本发明所属技术领域的普通技术人员可利用或实施本发明的方式提供。本发明所属技术领域的普通技术人员可明确理解与这种实施例有关的各种变形，在此所定义的普通原理可在本发明的范围内适用于另一实施例。因此，本发明并不限定于在此公开的实施例，需在与在此公开的原理及新特征一贯的最宽范围解释。
发明实施方式
如上所述，通过用于实施发明的最优方式记述了相关内容。
产业上的可利用性
本发明涉及电力领域，更具体地，涉及用于提高漏电探查精确度的装置及方法。

Claims (11)

1.一种漏电检测装置，其特征在于，包括：
接地电压测定部，用于测定接地电压；
模数转换部，对所测定的上述接地电压进行采样并转换为数字值；
有效值演算部，用于演算转换为数字值的上述接地电压的有效值；
傅里叶转换部，以上述接地电压的有效值为基础，对所测定的上述接地电压进行傅里叶转换来演算作为基频整数倍，即，交流商用电源的工频的整数倍的各个谐波分量的电压；
含量率演算部，以上述各个谐波分量的电压为基础，演算与相对于将上述各个谐波分量的电压相加的电压的基频有关的电压含量率；
谐波畸变率演算部，以上述各个谐波分量的电压为基础，演算总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率；
过零计算部，用于计算转换为数字值的上述接地电压在预设时间(T1)内通过零电压的过零次数；以及
漏电可疑区域判断部，以上述接地电压的有效值、上述电压含量率、上述总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率及上述过零次数的至少一个为基础，判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生，以上述判断的结果为基础，将测定到上述接地电压的区域判断为漏电可疑区域。
2.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其特征在于，上述预设时间(T1)为上述交流商用电源周期的所预设的整数倍时间。
3.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其特征在于，
还包括失真计算部，用于计算失真次数，上述失真次数为在上述预设时间(T1)内谐波引起的所测定的上述接地电压产生失真的次数，
上述漏电可疑区域判断部以上述接地电压的有效值、上述电压含量率、上述总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率、上述过零次数及上述失真次数的至少一个为基础判断漏电可疑区域。
4.根据权利要求3所述的漏电检测装置，其特征在于，在进行采样而转换的上述第一接地电压的数字值与下一采样周期之后进行采样而转换的第二接地电压数字值的第一变化量极性及上述第二接地电压的数字值与下一采样周期之后进行采样而转换的第三接地电压数字值的第二变化量的极性不同的情况下，上述失真计算部判断为产生谐波引起的失真并计算上述失真次数。
5.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其特征在于，
上述接地电压测定部包括：
与地面上的任一位置的测定点a相连接的电极；
与地面上的任一位置的测定点b相连接的电极，上述测定点b与上述测定点a不同；
电阻阵列，和上述测定点a与上述测定点b之间并联连接；以及
电压测定部，用于测定上述电阻阵列两端之间的电压。
6.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其特征在于，在上述预设时间(T1)内上述接地电压的极性变化的情况下，上述过零计算部计算通过上述零电压的过零次数。
7.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其特征在于，在上述接地电压的有效值大于预设的上述阈电压值、上述电压含量率大于预设的电压含量率、上述总谐波畸变率小于预设的总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率小于预设的各个谐波分量的畸变率且上述过零次数与预设次数一致的情况下，上述漏电可疑区域判断部判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生。
8.根据权利要求3所述的漏电检测装置，其特征在于，在上述接地电压的有效值大于预设的上述阈电压值、上述电压含量率大于预设的电压含量率、上述总谐波畸变率小于预设的总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率小于预设的各个谐波分量的畸变率、上述过零次数与预设次数一致且上述失真的次数小于预设次数的情况下，上述漏电可疑区域判断部判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生。
9.根据权利要求1所述的漏电检测装置，其特征在于，还包括：
磁场信号接收部，用于接收从探测电流产生装置产生的磁场信号；
漏电检测电压信号接收部，用于接收从漏电检测电压信号产生装置产生的漏电检测电压信号；
电力线埋设路径搜索部，以上述磁场信号为基础，搜索埋设于上述漏电可疑区域的电力线的路径；以及
漏电位置判断部，以上述漏电检测电压信号为基础，判断埋设的上述电力线的漏电位置。
10.根据权利要求9所述的漏电检测装置，其特征在于，上述漏电位置判断部根据上述漏电检测电压信号的接收与否设定逻辑值，将所设定的上述逻辑值与在上述漏电检测电压信号产生装置中产生的上述漏电检测电压信号的逻辑值一致且上述漏电检测电压信号的大小具有最大值的位置判断为漏电位置。
11.一种漏电检测方法，其特征在于，包括：
测定接地电压的步骤；
对所测定的上述接地电压进行采样并转换为数字值的步骤；
演算转换为数字值的上述接地电压的有效值的步骤；
以上述接地电压的有效值为基础，对所测定的上述接地电压进行傅里叶转换来演算基频整数倍，即，交流商用电源的工频的整数倍的各个谐波分量的电压的步骤；
以上述各个谐波分量的电压为基础，演算与相对于将上述各个谐波分量的电压相加的电压的基频有关的电压含量率的步骤；
以上述各个谐波分量的电压为基础，演算总谐波畸变率及各个谐波分量的畸变率的步骤；
计算转换为数字值的上述接地电压在预设时间(T1)内通过零电压的过零次数的步骤；以及
以上述接地电压的有效值、上述电压含量率、上述总谐波畸变率、上述各个谐波分量的畸变率及上述过零次数的至少一个为基础，判断为上述接地电压通过上述交流商用电源的漏电而产生，以上述判断结果为基础，将测定到上述接地电压的区域判断为漏电可疑区域。
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