KR100461862B1 - 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로 - Google Patents

테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로 Download PDF

Info

Publication number
KR100461862B1
KR100461862B1 KR10-2003-0004569A KR20030004569A KR100461862B1 KR 100461862 B1 KR100461862 B1 KR 100461862B1 KR 20030004569 A KR20030004569 A KR 20030004569A KR 100461862 B1 KR100461862 B1 KR 100461862B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
test
circuit
voltage
operational amplifier
resistor
Prior art date
Application number
KR10-2003-0004569A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040067459A (ko
Inventor
최권희
임용규
Original Assignee
주식회사 로템
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 로템 filed Critical 주식회사 로템
Priority to KR10-2003-0004569A priority Critical patent/KR100461862B1/ko
Publication of KR20040067459A publication Critical patent/KR20040067459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100461862B1 publication Critical patent/KR100461862B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
    • B60M1/13—Trolley wires
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/008—Testing of electric installations on transport means on air- or spacecraft, railway rolling stock or sea-going vessels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/2803—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP] by means of functional tests, e.g. logic-circuit-simulation or algorithms therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

본 발명은 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로에 관한 것이다. 본 발명의 전차선 전압 측정 회로는 연산증폭기의 비반전 입력 단자에 접속된 테스트 회로를 구비한다. 테스트 회로는 테스트용 전압을 인가하는 전원 공급 수단과, 전원 공급 수단에 의해 공급된 테스트용 전압을 공급 및 차단하는 제어 수단과, 상기 제어 수단과 연산증폭기의 비반전 입력 단자 사이에 저항을 구비한다. 본 발명에 따르면, 전차선 전압이 인가되지 않는 상태에서 전차선 전압 측정 회로의 이상유무를 확인할 수 있으므로, 고전압에 노출될 위험이 없으며, 또한, 전차선 전압 측정 회로가 변압기에 결합된 상태에서 전압 측정 회로의 이상유무를 확인할 수 있다.

Description

테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로{CIRCUIT OF MEASURING VOLTAGE OF ELECTRIC CAR LINE HAVING TEST CIRCUIT}
본 발명은 열차의 전차선 전압 측정 회로에 관한 것으로, 특히 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로에 관한 것이다.
도 1 은 전차선에 전차선 전압 측정 회로가 결합된 상태를 간략히 나타내는 도면이다. 도 1 을 참조하면, 약 25 kV 의 전차선(1)의 전압은 판토그래프 (pantograph: 2) 및 변류기(CT: 3) 를 거쳐 1 차 강압 변압기(6)로 입력된다. 1차 강압 변압기(6)의 변압 비율은 25kV:100V 이므로, 1차 강압 변압기(6)는 100V의 전압을 출력한다. 1차 변압기(6)에서 출력된 100V의 전압은 변압비율이 100V:100V 인 2차 강압 변압기(7)를 거쳐 전차선 전압 측정 회로(110)에 입력되어, 전차선 전압 측정 회로(110)는 전차선의 전압을 측정하게 된다. 참조 번호 4 는 진공 차단 스위치이고, 5 는 메인 트랜스포머이다.
도 2 는 종래의 전차선 전압 측정 회로의 내부 구성을 나타내는 도면으로서, 일반적인 차동 증폭기 회로(110e)를 구비한다. 전차선 전압 측정 회로는 변압 비율이 100V:100V 인 2차 강압 변압기(7)와 결합된다. 회로는 높은 동상모드 제거비(common mode rejection ratio)를 얻기 위해서 두 입력단자(100a, 100b)에 인가된 전압차를 연산 증폭기(100e)를 통해 증폭한다.
전차선 전압 측정 회로(110)는 저항(R1-R5)과, 커패시터(C1-C3)와, 연산 증폭기(110e)를 구비한다. 변압기(7)의 2차측 양단(110a, 110b)에 더미저항(R1)이 접속되어 있고, 입력 전압(Vi)의 (+)측 전압(110a)이 저항(R2)과 직렬 접속되고, 저항(R2)의 다른 한쪽은 저항(R6)과 연산 증폭기(110e)의 비반전 입력 단자(110c)에접속되어 있다. 또한, 입력 전압(Vi)의 (-)측 전압(110b)이 저항(R3)과 직렬 접속되고, 저항(R3)의 다른 한쪽은 연산 증폭기(110e)의 궤환 저항(R4)과 연산 증폭기(110e)의 반전 입력 단자(110d)에 접속되어 있다. 연산 증폭기(110e)의 출력 전압(Vo)은 궤환 저항(R4)과 접속된다. 또한, 저항(R5)의 다른 한쪽은 그라운드에 접속되어 있다. 고주파 노이즈를 제거하기 위하여 커패시터(C1-C3)는 저항(R1, R4, R5)과 병렬로 접속되어 있다.
입력저항(R1)이 변압기(7)의 내부저항에 비해 매우 크고, 고주파 노이즈 제거용 커패시터(C1-C3)의 값이 매우 작다고 할때, 이 회로의 전달 함수는 다음과 같이 유도된다.
연산 증폭기(110e)는 가상 접지(virtual ground) 조건 때문에, 비반전 입력 단자(110c)와 반전 입력 단자(110d)에서 비반전 입력 단자(110c)의 전압≒반전 입력 단자(110d)의 전압, 즉,가 성립되므로, 먼저 연산 증폭기(110e)의 비반전 입력 단자(110c)에서 키르히호프의 전류법칙(Kirchhoff's current law:KCL)을 적용하면,
(1)
이 되고, 식 (1)을 다시 정리하면,
(2)
가 된다.
같은 방법으로, 반전 입력 단자(110d)에서 KCL을 적용하면,
(3)
이 되고, 식 (3)을 정리하면,
(4)
가 된다.
따라서, 식 (2)를 식 (4)에 대입하여 정리하면, 다음과 같이 회로의 전달함수를 구할 수 있다.
(5)
식 (5)에서 알 수 있듯이, 출력전압(Vo)은 입력전압(Vi)에 비례하고, 증폭도 Av=1+R4/R3임을 나타내고 있다. 따라서, 입력 전압(Vi)을 측정함으로써 전차선 전압을 쉽게 구할 수 있다.
그런데, 이 전차선 전압 측정 회로가 올바르게 작동하는지 검사할 필요가 있다. 즉, 전차선 전압 측정 회로의 접속 상태 또는 부품의 불량 여부 등을 검사할 필요가 있다.
도 2 에 도시된 종래의 전차선 전압 측정 회로에는 테스트 회로가 내장되어 있지 않기 때문에, 전차선 전압 측정 회로를 검사하기 위해서는, 전차선 전압이 인가된 상태에서만 검사할 수 있었다. 즉, 전차선 전압이 인가되지 않은 상태에서는, 출력 전압이 항상 Vo=0V 이기 때문에, 전차선 전압이 인가된 상태에서만 검사할 수 있었다. 그러나, 전차선 전압이 인가된 상태에서 전차선 전압 측정 회로를 검사하는 경우, 고전압에 의한 위험이 항상 존재하고 있어 시스템 점검이 용이하지 않은 문제점이 있다.
그래서, 종래에는, 전차선 전압 측정 회로를 검사하기 위하여, 입력 단자(110a, 110b)를 커넥터로부터 제거하고 테스트 전원을 인가하는 방식을 채용하였다. 그러나, 이 방법에서는, 전차선 전압 측정 회로를 테스트하기 위해서는, 2차 강압 변압기(7)에 결합된 전차선 전압 측정 회로의 배선 계통을 테스트할 수 없다는 단점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전차선 전압이 인가되지 않은 상태(Vi=0V)에서 테스트용 전압(VTEST)만을 가지고 전차선 전압 측정 회로의 계통을 검사할 수 있는 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로를 제공하는 것이다.
도 1 은 전차선에 전차선 전압 측정 회로가 결합된 상태를 간략히 나타내는 도면.
도 2 는 종래의 전차선 전압 측정 회로의 내부 구성을 나타내는 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로를 나타내는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 전차선 2: 판토그래프
3: 변류기 4: 진공 차단 스위치
5: 메인 트랜스포머 6: 1차 강압 변압기
7: 2차 강압 변압기 110: 전차선 전압 측정 회로
120: 테스트 회로 120a: 입출력 제어 장치
120b: 전압원 SW: 전환 스위치
따라서, 본 발명에 따르면, 연산 증폭기(110e)와, 변압기(2)의 2차권선 양단에 접속된 저항(R1)과, 저항(R1)의 어느 한쪽과 연산 증폭기(110e)의 비반전 입력 단자 사이에 접속된 저항(R2)과, 저항(R1)의 다른 한쪽과 연산 증폭기(110e)의 반전 입력 단자 사이에 접속된 저항(R3)와, 연산 증폭기(110e)의 출력 단자와 반전 입력단자 사이에 접속된 궤환 저항(R4)과, 연산 증폭기(110e)의 비반전 입력 단자와 접지 단자사이에 접속된 저항(R5)을 구비하는 전차선 전압 측정 회로에 있어서, 연산증폭기(110e)의 비반전 입력 단자에 접속된 테스트 회로(120)를 구비하고, 상기 테스트 회로는 테스트용 전압(VTEST)을 인가하는 전원 공급 수단과, 전원 공급 수단에 의해 공급된 테스트용 전압을 공급 및 차단하는 제어 수단과, 상기 제어 수단과 연산증폭기의 비반전 입력 단자 사이에 저항(R6)을 구비하는 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로가 제공된다.
본 발명에 있어서, 제어 수단은 테스트 전원을 공급 및 차단하는 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단을 자동으로 온/오프시키는 입출력 제어 수단을 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 고주파 노이즈를 제거하기 위하여, 저항(R1, R4, R5)와 병렬로 접속된 커패시터(C1, C2, C3)를 더 구비할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로를 나타낸다.
본 발명의 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로(100)는 전차선 전압 측정회로(110)와 전차선 전압 측정 회로(110)에 접속된 테스트 회로(120)를 구비한다.
전차선 전압 측정 회로(110)는 저항(R1-R5)과, 커패시터(C1-C3)와, 연산 증폭기(110e)를 구비한다. 변압기(7)의 2차측 양단(110a, 110b)에 더미저항(R1)이 접속되어 있고, 입력 전압(Vi)의 (+)측 전압(110a)이 저항(R2)과 직렬 접속되고, 저항(R2)의 다른 한쪽은 저항(R6)과 연산증폭기(110e)의 비반전 입력 단자(110c)에 접속되어 있다. 또한, 입력 전압(Vi)의 (-)측 전압(110b)이 저항(R3)과 직렬 접속되고, 저항(R3)의 다른 한쪽은 연산 증폭기(110e)의 궤환 저항(R4)과 연산 증폭기(110e)의 반전 입력 단자(110d)에 접속되어 있다. 연산 증폭기(110e)의 출력 전압(Vo)은 궤환 저항(R4)과 접속된다. 또한, 저항(R5)의 다른 한쪽은 그라운드에 접속되어 있다. 커패시터(C1-C3)는 고주파 노이즈를 제거하기 위하여 저항(R1, R4, R5)과 병렬로 접속된다.
테스트 회로(120)는 저항(R6), 스위치(SW), 테스트 전압(VTEST)을 출력하는 테스트용 전압원(120b), 및 입출력 제어 장치(120a)를 구비한다. 저항(R6)은 연산 증폭기(110e)의 비반전 입력 단자(110c)에 접속되고, 저항(R6)의 다른 한쪽은 테스트용 전압(VTEST)에 접속된다. 입출력 제어 장치(120c)는 스위치(SW)를 자동적으로 온/오프하는 장치이다.
입출력 제어 장치(120a)에 의해 스위치가 온/오프함으로써, 전차선 전압 측정 회로가 정상 모드 및 테스트 모드로 동작하게 된다.
도 3 에 도시된 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로의 동작을 정상 모드와 테스트 모드로 구분하여 설명한다.
(1) 정상 모드시
정상 모드에서는, 입출력 제어 장치(120a)가 스위치(SW)를 오프함으로써, VTEST=0이 되므로, 도 2 에 도시된 종래의 전차선 전압 측정회로와 동일한 동작을 한다.
따라서, 정상모드시에는, 종래기술과 마찬가지로, 전차선 전압 측정 회로(110)를 이용하여, 입력 전압(Vi)을 측정함으로써 전차선 전압을 쉽게 구할 수 있다.
(2) 테스트 모드시
테스트 모드에서는, 입력 전압(Vi)이 0 이 되고, 입출력 제어 장치(120a)가 스위치(SW)를 온시켜, 테스트용 전압(VTEST)이 인가되면, VTEST→R6→R5→0V의 경로와 VTEST→R6→R2→단자(110a)→변압기(7)의 2차 권선→접지(110f)로 흐르는 경로와, Vo→R4→R3→단자(110b)→접지(110f)의 경로로 전류가 흘러, 전차선 전압 측정 회로의 이상 상태(접속 불량, 역극성, 부품 고장 등)을 검사하는 것이다.
테스트 모드시의 전차선 전압 측정 회로의 전달 함수는 다음과 같이 유도된다.
연산 증폭기(110e)는 가상 접지 조건 때문에, 비반전 입력 단자(110c)와 반전 입력 단자(110d)에서가 성립된다. 그러므로, 연산 증폭기(110e)의 비반전 입력 단자(110c)에서 키르히호프의 전류법칙(Kirchhoff's current law:KCL)을 적용하면,
(6)
이 되고, 식 (6)을 다시 정리하면,
(7)
가 된다.
같은 방법으로, 반전 입력(110d)에서 KCL 을 적용하면,
(8)
이 되고, 식 (8)을 다시 정리하면,
(9)
가 된다.
따라서, 식 (7)을 식 (9)에 대입하여 정리하면 다음과 같이 회로의 전달 함수를 구할 수 있다.
(10)
식 (10)에서 알 수 있듯이, 출력 전압(Vo)은 테스트용 전압(VTEST)에 비례하고, 증폭도는 Av=1+R4/R3이다.
따라서, 상술한 바와 같이, 전차선 전압 측정 회로(110)에 테스트용 전압(VTEST)을 인가하면, 마이크로 컴퓨터(도시하지 않음)가 전차선 전압 측정 회로(110)를 통해 출력된 출력 전압(Vo)을 수신하고 전차선 전압 측정 회로의 이상유무를 판단하여, 모니터링 장치 또는 경보 장치를 통해 전차선 전압 측정 회로의 이상유무를 운전자에게 알린다. 따라서, 운전자는 모니터링 장치 또는 경보 장치를 통해 전차선 전압 측정 회로에 이상이 있는지를 확인할 수 있다.
본 발명에서는, 전차선의 전압을 측정 회로에 대해서만 설명하였지만, 고압회로의 직류 전압을 측정하는 회로 또는 고압 회로의 전류를 측정하는 회로에 적용될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 전차선 전압이 인가되지 않은 상태(Vi=0V)에서 테스트용 전압(VTEST)만으로 전차선 전압 측정 회로의 이상유무를 확인할 수 있으므로, 고전압에 노출될 위험이 없고, 변압기(7)과 결합된 상태에서 전차선 전압 측정 회로의 계통을 검사할 수 있다. 또한, 전차선 전압을 인가하기 전에, 전차선 전압 측정 회로를 자동 점검하여 열차를 기동하기 때문에, 차량 정비를 용이하게 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 연산 증폭기(110e)와, 변압기(2)의 2차권선 양단에 접속된 저항(R1)과, 저항(R1)의 어느 한쪽과 연산 증폭기(110e)의 비반전 입력 단자 사이에 접속된 저항(R2)과, 저항(R1)의 다른 한쪽과 연산 증폭기(110e)의 반전 입력 단자 사이에 접속된 저항(R3)와, 연산 증폭기(110e)의 출력 단자와 반전 입력 단자 사이에 접속된 궤환 저항(R4)과, 연산 증폭기(110e)의 비반전 입력 단자와 접지 단자사이에 접속된 저항(R5)을 구비하는 전차선 전압 측정 회로에 있어서, 연산증폭기(110e)의 비반전 입력 단자에 접속된 테스트 회로(120)를 구비하고, 상기 테스트 회로는 테스트용 전압(VTEST)을 인가하는 전원 공급 수단과, 전원 공급 수단에 의해 공급된 테스트용 전압을 공급 및 차단하는 제어 수단과, 상기 제어 수단과 연산증폭기의 비반전 입력 단자 사이에 저항(R6)을 구비하는 것을 특징으로 하는 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은 테스트 전원을 공급 및 차단하는 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단을 자동으로 온/오프시키는 입출력 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 저항(R1, R4, R5)와 병렬로 접속된 고주파 노이즈 제거용 커패시터(C1, C2, C3)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로.
KR10-2003-0004569A 2003-01-23 2003-01-23 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로 KR100461862B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0004569A KR100461862B1 (ko) 2003-01-23 2003-01-23 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0004569A KR100461862B1 (ko) 2003-01-23 2003-01-23 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040067459A KR20040067459A (ko) 2004-07-30
KR100461862B1 true KR100461862B1 (ko) 2004-12-18

Family

ID=37356988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0004569A KR100461862B1 (ko) 2003-01-23 2003-01-23 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100461862B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100921981B1 (ko) * 2008-04-18 2009-10-14 한국철도기술연구원 직류철도급전시스템의 전차선 및 레일의 저항 측정방법 및시스템
KR102014468B1 (ko) 2016-03-07 2019-08-26 주식회사 엘지화학 충방전 전류 추정 장치
WO2017155260A1 (ko) * 2016-03-07 2017-09-14 주식회사 엘지화학 충방전 전류 추정 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040067459A (ko) 2004-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8884638B2 (en) Circuit arrangement for monitoring an electrical insulation
US9322871B2 (en) Current measurement circuit and method of diagnosing faults in same
JP4695920B2 (ja) インピーダンス測定装置
JP6414520B2 (ja) 検査システム
JP2007333529A (ja) 絶縁抵抗測定装置、漏洩電流測定装置、絶縁抵抗測定方法および漏洩電流測定方法
KR100461862B1 (ko) 테스트 회로가 내장된 전차선 전압 측정 회로
JP2610640B2 (ja) 自動車の少なくとも２つの電気的負荷を検査する装置
US20230119215A1 (en) Current sensor
JP2007198758A (ja) 検査装置および検査方法
JP6819238B2 (ja) 配線異常検出装置
JPH0314144B2 (ko)
JP3393203B2 (ja) 電流検出回路の検査方法
JP4674005B2 (ja) 電源装置、及び試験装置
CN210038124U (zh) 快换连接器的接触电阻的测量电路及电动汽车
JPH05196678A (ja) 電気回路試験装置
JP4512264B2 (ja) 検査方法及び検査装置
JP2597861Y2 (ja) イオン濃度測定装置
CN111142050A (zh) 快换连接器的接触电阻的测量电路及电动汽车
JPS63182575A (ja) オペアンプの劣化診断装置
JPH0714924Y2 (ja) 放電電源回路付きインサーキットテスタ並びに測定、放電兼用電源回路付きインサーキットテスタ
JP2000131353A (ja) 電圧検知装置
KR20220145776A (ko) 안테나 증폭기와 안테나 구조물 사이의 연결 상태를 결정하기 위한 방법, 진단 모듈 및 안테나 증폭기
CN111141958A (zh) 快换连接器的接触电阻的测量电路及快换电池
JPH0814590B2 (ja) 回路素子測定器の端子接続状態検出回路
JPH05870Y2 (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20101118

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee