KR100584020B1

KR100584020B1 - 피씨 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항측정장치 및 측정방법

Info

Publication number: KR100584020B1
Application number: KR1020030042251A
Authority: KR
Inventors: 엄주홍; 이복희
Original assignee: 학교법인 인하학원
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2006-05-29
Also published as: KR20050001898A

Abstract

본 발명은 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치 및 측정방법을 개시한다. 본 발명의 접지저항 측정장치는 측정전류의 주파수를 가변시켜 피측정 접지물로 인가하는 측정전류발생부와, 접지전극에 인가되는 측정전류의 파형과 측정전류에 의해 발생되는 접지전압의 파형을 측정하여 출력하는 전류전압측정부와, 전류전압측정부에서 측정된 측정전류와 접지전압을 디지털 신호로 변환하여 필터링한 후 필터링된 전류정현파와 전압정현파의 형태를 검출하여 피측정 접지물의 접지저항 특성을 분석하는 접지저항측정부, 및 측정전류발생부 및 전류전압측정부와 접지저항측정부를 절연분리시키는 절연분리기를 구비하며, 피측정 접지망에 큰 측정전류를 가변적으로 인가함으로써 각종 전력설비, 인텔리젼트 빌딩, 대규모 건축물, 공통접지방식을 사용하는 다양한 접지시스템에 적용할 수 있으며, 특정 주파수 또는 특정 주파수 대역의 접지저항값 또는 접지저항의 주파수 의존성을 평가하고 접지저항 외에 리액턴스 성분의 정확한 측정이 가능하다. 또한, PC 기반에서 접지저항을 측정함으로써 측정이 용이하며, 중요한 접지시스템에 본 발명을 적용할 경우 상시 감시 및 원격 감시가 가능하게 된다.

접지저항, 가변주파수, 인버터

Description

피씨 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치 및 측정방법{A variable frequency inverter-type high power ground resistance measuring device and measuring method based on PC}

도 1은 본 발명에 따른 접지저항 측정장치의 구성을 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 인버터의 구성을 나타내는 도면.

도 3은 도 1의 V-F 변환용 컨트롤러(120)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 상세 회로도.

도 4는 도 1의 접지저항측정부(300)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 상세 구성도.

도 5는 본 발명에 따라 측정된 접지임피던스, 위상, 접지저항, 리액턴스 성분을 측정한 결과 그래프를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피측정 접지망 2 : 전류보조전극

3 : 전위보조전극 100 : 측정전류발생부

110 : 전류발생기 120 : V-F 변환용 컨트롤러

200 : 전류전압측정부 210 : 검출용 변성기

220 : 전압 프로브 300 : 접지저항측정부

310 : A/D 변환기 320 : 필터부

330 : 접지저항 분석부 400 : 절연분리기

본 발명은 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대규모 접지시스템에서의 접지저항 측정의 어려움을 극복하고 접지시스템의 주파수 의존성을 평가하여 여러 접지시스템이 하나의 등전위접지를 구성하는 종합적인 접지시스템에 대해 진단할 수 있도록 하는 기술이다.

고출력 인버터를 이용해 접지저항에 측정전류를 가변적으로 인가하고 이에 따라 발생되는 접지전위와 인가한 측정전류를 PC 기반의 측정장치에서 신호처리 할 수 있도록 하는 기술이다.

접지란 대지(大地)에 전기적으로 단자(터미널)를 접속하는 것으로, 이 전기적 역할을 하는 것이 접지전극이다. 전기관련설비가 접지선과 접지전극을 통해 대지에 접지되어 전류가 접지전극을 통해 대지에 흘러들어갈 때 쉽게 흐르느냐의 여부는 접지저항에 달려있다.

최근 급증하는 인텔리젼트 빌딩과 대규모 건축물들의 접지는 종래의 접지와는 많은 차이가 있다.

종래의 접지개념에서는 대지에 접지전극을 시설하여 도선을 접속하는 것으로 부터 접지전극의 형상과 시공기법에 많은 변화와 진보가 이루어져 왔다. 접지의 목적에 부합되도록 접지전극의 형상과 규모가 다양하고 시공방법도 보호대상에 따라 복잡한 양상을 보이는 접지분야는 최근 여러 목적의 독립된 접지전극을 하나로 결속하여 공통접지시스템화 할 때 각각의 접지전극들은 등전위를 형성하게 되고 접지시스템의 성능 지표의 하나인 접지저항도 저감된다.

하지만, 전력용, 보안용, 뇌보호용 등 여러 용도의 접지시스템이 하나의 대규모 접지시스템을 형성함에 따라 접지시스템에는 주파수 대역이 다른 복잡 다양한 노이즈가 상존하게 되며 그 성능을 평가함에 있어 측정상의 어려움이 발생하게 되었다.

대규모 접지시스템의 경우에는 낮은 접지저항에 비하여 리액턴스 성분이 큰 경우도 있으며, 넓은 면적을 점유하게 되므로 기존의 휴대용 접지저항계의 단점인 작은 측정전류로는 신호대잡음비(S/N)를 충분히 크게 할 수 없어 측정의 신뢰도가 떨어진다.

접지시스템의 규모가 커지면 접지도체의 길이가 증가하게 되고 접지저항에 비하여 상대적으로 큰 인덕턴스 성분에 의한 접지전위 상승이 크게 발생하기도 한다. 또한, 기존의 접지저항 측정계는 대부분 단일주파수의 측정전류를 발생시킬 수 있으므로 특정 주파수의 노이즈에 대해서는 대단히 큰 오차를 나타내는 문제점이 있다.

따라서, 상술된 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 고출력 인버터를 이용해 접지저항에 측정전류를 가변적으로 인가하고 이에 따라 발생되는 접지전위와 인가한 측정전류를 PC 기반의 측정장치에서 신호처리 할 수 있도록 하는데 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치는, 피측정 접지망에 0.1A ∼ 50A의 측정전류를 가변적으로 인가하는 측정전류발생부; 접지전극에 인가되는 측정전류의 파형과 상기 측정전류에 의해 발생되는 접지전위의 파형을 측정하여 출력하는 전류전압측정부; 상기 전류전압측정부에서 측정된 측정전류와 접지전위를 디지털 신호로 변환한 후, 디지털로 변환된 신호로부터 상기 측정전류의 주파수를 검출하고, 상기 검출된 주파수와 사전에 설정된 선택도에 따라 각각 저역 및 고역측 차단주파수를 계산하고, 계산된 저역 및 고역측 차단주파수 범위 내에서 상기 디지털 변환된 신호를 각각 필터링하여 전류정현파와 전압정현파를 얻은 후, 이의 위상 및 크기를 각각 검출하여 상기 피측정 접지망의 접지 임피던스, 접지저항 및 리액턴스 성분을 얻는 접지저항측정부; 및 상기 측정전류발생부 및 전류전압측정부와 상기 접지저항측정부를 절연분리시키는 절연분리기;를 구비함을 특징으로 한다.
본 발명의 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정방법은, 피측정 접지망에 0.1A ∼ 50A의 측정전류를 가변적으로 인가하는 제 1 단계; 상기 측정전류를 측정하고, 상기 측정전류에 의해 발생되는 접지전위를 상기 측정전류 발생을 위한 전원과 절연분리시켜 측정하는 제 2 단계; 상기 측정전류와 접지전위를 디지털 신호로 변환한 후, 변환된 신호로부터 측정전류에 대한 주파수를 검출하고, 검출된 주파수와 사전에 설정된 선택도에 따라 저역 및 고역측 차단주파수를 계산하여, 상기 저역 및 고역측 차단주파수 범위 내에서 상기 디지털 변환된 신호를 필터링하는 제 3 단계; 및 상기 필터링되어 출력되는 전류정현파와 전압정현파의 위상차와 파형의 크기를 검출하여 상기 피측정 접지망의 접지임피던스, 접지저항 및 리액턴스 성분을 계산하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 1의 접지저항 측정장치는 측정전류발생부(100), 전류전압측정부(200), PC기반의 접지저항측정부(300), 및 절연분리기(400)를 구비한다.

측정전류발생부(100)는 전류발생기(110) 및 V-F(Voltage-Frequency) 변환용 컨트롤러(120)를 구비하여, 피측정 접지망(1)에 측정전류(I_T)를 인가한다.

전류발생기(110)는 도 2에서와 같은 구조의 고출력 가변주파수 인버터를 사용하여 피측정 접지망(1)에 인가할 측정전류(I_T)를 발생시킨다. 이러한 인버터는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 모듈, 정류기 및 콘덴서부로 이루어진다. 이러한 전류발생기(110)는 220[V]의 단상 상용 교류전원을 인가받아 이를 0 ∼ 300[V]까지의 직류전압(Vd)으로 정류시킨 후 이를 IGBT 모듈을 이용하여 ON/OFF 시킴으로써 교류 구형파를 갖는 교류전압(Vout)과 전류(I_T)를 발생시켜, 피측정 접지망(1)의 임피던스에 따라 측정전류(I_T)를 0.1[A] ∼ 50[A]까지 가변시켜 출력한다. 또한, 피측정 접지망(1)의 작은 임피던스에 큰 측정전류(I_T)를 인가함으로써 나타날 수 있는 리플을 최소화하기 위해 8000[㎌]에서부터 30000[㎌]까지의 평활용 콘덴서를 추가로 장착할 수 있다.

V-F 변환용 컨트롤러(120)는 전류발생기(110)의 IGBT 모듈(미도시)의 ON/OFF를 제어하여 전류발생기(110)에서 발생되는 측정전류(I_T)의 주파수를 가변시켜준다.

도 3은 도 1의 V-F 변환용 컨트롤러(120)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 상세 회로도이다. V-F 변환용 컨트롤러(120)는 발진용 콘덴서(Ct)에 의해 최대 발진주파수가 결정되며, 가변저항(VR1)을 가변시켜 줄 때 전위(Et)가 변동하게 되어 최대 발진주파수 범위 내에서 IGBT의 구동신호의 주파수를 조정할 수 있다. V-F 변환용 컨트롤러(120)의 출력 주파수(fout)는 발진용 콘덴서(Ct)와 가변저항(VR1)에 의해 나타나는 전위(Et) 및 가변저항(VR2)에 의해 수학식 1과 같이 된다.

여기에서, Et = 1[V] 일 때 풀 스케일로 동작하며 이때 최대 발진주파수(fout)는 500[KHz]정도이다.

이처럼, V-F 변환용 컨트롤러(120)는 가변저항(VR1, VR2)의 저항값을 조정함으로써 전류발생기(110)의 IGBT 모듈의 ON/OFF를 제어하기 위한 구형파 기준신호의 주파수 출력(fout)을 최대 500[KHz]까지 가변적으로 변동시킬 수 있으며, 더욱이 발진용 콘덴서(Ct)의 용량을 변화시켜 줌으로써 특정 주파수 대역을 보다 세밀하게 변화시켜줄 수 있다.

이러한 전류발생기(110)와 V-F 변환용 컨트롤러(120)를 이용하여 피측정 접지망(1)에 큰 측정전류(I_T)를 인가하여 줄 수 있어, 종래 휴대용 접지저항 측정기에서 발생가능한 수십[㎃] 정도의 측정전류에 비하여 피측정 접지망(1)의 규모가 커지더라도 측정전류(I_T)를 충분하게 흘려줄 수 있다. 이 뿐만 아니라 큰 신호대 잡 음비(S/N)를 유지할 수 있어 측정의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 전류발생기(110)에서 발생된 측정전류(I_T)는 피측정 접지전극인 E극(1)과 전류귀환을 위하여 시설하는 전류보조전극인 C극(2)을 통과하는 전류측정루프를 형성한다.

전류전압측정부(200)는 검출용 변성기(Detect CT)(210) 및 전압 프로브(220)를 구비하여, 피측정 접지망(1)에 인가되는 측정전류(I_T)의 파형과 측정전류(I_T)에 의해 발생되는 접지전위(V_EP)의 파형을 측정하여 출력한다.

검출용 변성기(210)는 전류측정루프(접지선)에서 피측정 접지망(1)에 인가되는 측정전류(I_T)의 전류파형을 측정한다. 이러한 검출용 변성기(210)는 전류측정루프와 직접 접촉되지 않고 자속에 의해 전류측정루프와 간접적으로 결합되어 측정전류(I_T)의 전류파형을 측정한다. 예컨대, 변압기의 원리를 이용하여 환형의 CT 코어에 코일을 권선하여 사용한다.

전압 프로브(220)는 측정전류(I_T)에 의해 전위보조전극인 P극(3)과 접지전극인 피측정 접지망(1) 사이에 발생되는 접지전위(V_EP)를 측정한다. 이러한 피측정 접지망(1)의 접지전위(V_EP)는 전류주입을 위한 전류보조전극인 C극(2)과 반대방향으로 전위보조전극인 P극(3)을 시설하여 전류측정루프와의 상호유도작용을 최소화 시키면서 전압측정용 프로브 또는 파형출력이 가능한 전압계를 이용하여 측정된다. 전류측정루프와의 상호유도작용을 최소화를 위해, 전위보조전극인 P극(3)은 접지전극 E극(1)과 전류보조전극 C극(2) 사이의 거리 이상으로 전류보조전극(2)과 반대방 향으로 시설된다.

접지저항측정부(300)는 A/D 변환기(310), 필터부(320) 및 접지저항분석부(330)를 구비하여, 전류전압측정부(200)에서 측정된 측정전류(I_T)와 접지전위(V_EP)을 디지털 신호로 변환한 후, 변환된 전류파형과 전압파형의 형태를 검출하여 상기 피측정 접지망(1)의 접지저항 특성을 분석하여 출력한다.

절연분리기(400)는 측정전류발생부(100) 및 전류전압측정부(200)와 접지저항측정부(300)를 절연분리시켜 측정의 정확도를 향상시킨다. 절연분리가 이루어지지 않는 경우에는 측정파형에 옵셋(offset)이 나타나기도 하며 심한 경우에는 기기간의 불필요한 전류루프가 형성되어 측정오차유발 및 측정신호의 분로를 형성하게 되고 이로 인해 측정이 불가능한 경우도 발생될 수 있다.

도 4는 도 1의 접지저항측정부(300)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 상세 구성도이다.

A/D 변환기(310)는 접지전위(V_EP)와 측정전류(I_T)를 일정 주기로 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다. 이러한 A/D 변환기(310)는 PC에 장착이 가능하도록 설계되며, 50[Ms/s]의 샘플링 능력을 가진다. 그리고, 주파수 대역은 최대 25[㎒]의 신호를 처리할 수 있어 본 발명에서 대상으로 하고 있는 500[㎑]의 최대 가변주파수에 대응하도록 설계된다. 또한, A/D 변환기(310)의 전원과 신호의 전체적인 제어는 PC기반이므로 윈도우(Windows) 기반의 OS(Operating System)에서 이루어진다.

필터부(320)는 대역통과필터(322, 324), 주파수 검출기(326) 및 필터 구동부(328)를 구비한다.

대역통과필터(322, 324)는 저역측 차단주파수(f_CL)와 고역측 차단주파수(f_CH)를 인가받아 디지털 신호로 변환된 측정전류와 접지전위를 각각 두 차단주파수 범위내에서 필터링한다. 주파수 검출기(326)는 접지저항을 측정하기 위하여 인가되는 교류구형파 신호의 기본파 주파수(f)를 검출한다. 필터 구동부(328)는 두개의 채널(디지털 전류신호가 인가되는 채널, 디지털 전압신호가 인가되는 채널)로 입력되는 신호를 처리하기 위한 대역통과필터(322, 324)의 선택도(selectivity)를 일치시켜주고 주파수 검출기(326)에서 검출된 주파수(f)를 이용하여 대역통과필터(322, 324)의 저역측 차단주파수(f_CL)와 고역측 차단주파수(f_CH)를 계산하여 대역통과필터(322, 324)로 출력한다.

여기서, 대역통과필터(322, 324)는 다단으로 구성되어 있으며 차수는 사용자가 임의로 설정할 수 있다. 이때, 각각의 측정채널에서 처리되는 디지털 신호들의 차단주파수가 달라지게 되면 선택도가 서로 일치하지 않아 접지저항의 위상을 측정할 때 큰 오차를 가져오게 되므로 본 발명에서는 측정신호들(I_T, V_EP)을 각각 필터링할 때 각각의 채널의 선택도를 일치시켜주어야 한다. 따라서, 사용자가 접지저항 측정에 사용할 측정전류(I_T)의 주파수로 특정 주파수를 선택하거나 특정 범위를 설정하면, 전류발생기(110)의 주파수는 사용자가 선택한 주파수의 측정전류(I_T)를 발생시켜 전류측정이 진행된다. 이러한 주파수(f)는 A/D 변환기(310)의 출력신호로 부터 검출이 가능하며, 검출된 주파수(f)에 따라 차단주파수(f_CL = f + f/4, f_CH = f - f/4, 선택도 2)가 계산되어 필터(322, 324)를 구동시키므로 필터(322, 324)의 출력파형은 전압/전류 모두 정현파가 된다.

또한, 접지저항분석부(330)는 위상측정기(331,332), 감산기(333), 파형크기측정기(334,335), 임피던스계산기(336), 접지저항/리액턴스계산기(337) 및 표시기(338 ∼ 340)를 구비한다.

위상측정기(331, 332)는 대역통과필터(322, 324)에서 각각 출력되는 전류정현파와 전압정현파의 위상(θ1, θ2)을 각각 측정한다. 감산기(333)는 위상측정기(331, 332)에서 측정된 위상의 차(θ)를 계산한다. 파형크기측정기(334, 335)는 대역통과필터(322, 324)에서 각각 출력되는 전류정현파와 전압정현파의 크기(Amplitude(peak-to-peak)와 RMS(Root Mean Square))를 각각 측정한다. 임피던스계산기(336)는 파형크기측정기(334, 335)의 출력값을 나누어 접지임피던스를 계산한다. 접지저항/리액턴스계산기(337)는 감산기(33)의 출력 즉 전류정현파와 전압정현파의 위상차(θ)와 임피던스계산기(336)의 출력 즉 접지임피던스(Z)를 이용하여 접지저항(R=Zcosθ)과 리액턴스(reactance)(X=Zsinθ) 성분을 계산한다. 표시기(338 ∼ 340)는 위상차(θ)와 접지임피던스(Z) 그리고 접지저항(R)과 리액턴스성분(X)을 각각 그래프로 출력한다.

상술된 구성을 갖는 접지저항 측정장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

V-F 변환용 컨트롤러(120)의 출력 주파수(fout)에 따라 IGBT 모듈의 ON/OFF 가 제어되어 전류발생기(110)는 측정전류(I_T)를 0.1 ∼ 50[A]까지 가변시키면서 접지전극(1)인 피측정 접지망(1)으로 인가한다.

검출용 변성기(210)는 접지전극(1)으로 인가되는 측정전류(I_T)의 파형을 지속적으로 측정하여 이를 A/D 변환기(310)로 인가한다. 그리고, 전압 프로브(220)는 측정전류(I_T)의 인가에 따른 접지전위(V_EP)의 파형변화를 측정한 후 이를 절연분리기(400)를 통해 A/D 변환기(310)로 인가한다.

A/D 변환기(310)에 인가된 측정전류(I_T)의 파형과 접지전위(V_EP)의 파형은 디지털 신호로 변환된 후 서로 다른 채널을 통해 각각 디지털 방식의 대역통과필터(322, 324)로 인가된다. 대역통과필터(322, 324)는 저역측 차단주파수(f_CL)와 고역측 차단주파수(f_CH)를 입력받는 Butterworth형 필터이며, 저역측 차단주파수(f_CL)와 고역측 차단주파수(f_CH)는 주파수 검출기(326)에서 검출한 A/D 변환기의 출력 주파수(f)를 이용하여 필터 구동부(328)에서 계산된다. 필터 구동부(328)는 계산된 차단주파수(f_CL, f_CH)를 이용해 대역통과필터(322, 324)를 구동시킨다. 이때, 대역통과필터(322, 324)의 선택도(selectivity)는 2이다.

이때, 대역통과필터(322, 324)에서 각각 필터링된 후 출력되는 전류와 전압의 파형은 모두 정현파가 된다.

위상검출기(331)는 대역통과필터(322)에서 출력되는 전류정현파의 위상(θ1)을 검출하고, 위상검출기(332)는 대역통과필터(324)에서 출력되는 전압정현파의 위 상(θ2)을 검출한다. 감산기(333)는 검출된 두 위상의 차(θ)를 구한 후 이를 위상표시기(338)로 출력하며, 위상표시기(338)는 이를 도 5b와 같이 화면에 디스플레이 한다.

파형크기검출기(334)는 대역통과필터(322)에서 출력되는 전류정현파의 크기(Amplitude와 RMS)를 검출하고, 파형크기검출기(335)는 대역통과필터(324)에서 출력되는 전압정현파의 크기(Amplitude, RMS)를 검출한다. 임피던스계산기(336)는 검출된 전압정현파의 크기를 전류정현파의 크기로 나누어 접지저항의 접지임피던스(Z)를 구한 후 이를 임피던스표시기(339)로 출력하며, 임피던스표시기(339)는 이를 도 5a와 같이 화면에 디스플레이 한다.

접지저항/리액턴스계산기(337)는 감산기(333)에서 계산된 전류와 전압의 위상차(θ)와 임피던스계산기(336)에서 계산된 임피던스(Z)를 이용하여 접지저항(R=Zcosθ)과 리액턴스(X=Zsinθ)를 구한 후 이를 접지저항/리액턴스표시기(340)로 출력하며, 접지저항/리액턴스표시기(340)는 이를 도 5c 및 도 5d와 같이 화면에 디스플레이 한다.

그리고, 본 발명의 접지저항측정부(300)는 PC 기반에서 이루어지므로, 접지저항 분석부(330)에서 검출 및 분석된 결과를 하드디스크(데이터베이스)에 저장하고 LAN 등을 이용하여 원격으로 전송해줌으로써 원격감시도 가능하게 해준다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 접지저항 측정장치는 피측정 접지망에 큰 측정전류를 가변적으로 인가함으로써 각종 전력설비, 인텔리젼트 빌딩, 대규모 건축물, 공통접지방식을 사용하는 다양한 접지시스템에 적용할 수 있으며, 특정 주파수 또는 특정 주파수 대역의 접지저항값 또는 접지저항의 주파수 의존성을 평가하고 접지저항 외에 리액턴스 성분의 정확한 측정이 가능하다.

또한, PC 기반에서 접지저항을 측정함으로써 측정이 용이하며, 중요한 접지시스템에 본 발명을 적용할 경우 상시 감시 및 원격 감시가 가능하게 된다.

Claims

피측정 접지망에 0.1A ∼ 50A의 측정전류를 가변적으로 인가하는 측정전류발생부;

접지전극에 인가되는 측정전류의 파형과 상기 측정전류에 의해 발생되는 접지전위의 파형을 측정하여 출력하는 전류전압측정부;

상기 전류전압측정부에서 측정된 측정전류와 접지전위를 디지털 신호로 변환한 후, 디지털로 변환된 신호로부터 상기 측정전류의 주파수를 검출하고, 상기 검출된 주파수와 사전에 설정된 선택도에 따라 각각 저역 및 고역측 차단주파수를 계산하고, 계산된 저역 및 고역측 차단주파수 범위 내에서 상기 디지털 변환된 신호를 각각 필터링하여 전류정현파와 전압정현파를 얻은 후, 이의 위상 및 크기를 각각 검출하여 상기 피측정 접지망의 접지 임피던스, 접지저항 및 리액턴스 성분을 얻는 접지저항측정부; 및

상기 측정전류발생부 및 전류전압측정부와 상기 접지저항측정부를 절연분리시키는 절연분리기;

를 구비하는 것을 특징으로 하는 PC기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 측정전류발생부는

교류전원을 인가받아 직류전압으로 정류한 후, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 모듈로 상기 정류된 직류 전압을 온/오프시켜 상기 측정전류를 발생시키는 전류발생기; 및

상기 IGBT 모듈의 온/오프를 제어하는 V-F변환용 컨트롤러;

를 구비하는 것을 특징으로 하는 PC기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치.
제 2 항에 있어서, 상기 전류발생기는

고출력 가변주파수 인버터인 것을 특징으로 하는 PC기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전류전압측정부는

상기 피측정 접지망에 의한 접지전극과 전류궤환을 위한 전류보조전극을 통과하는 전류측정루프 상의 전류 파형을 측정하는 검출용 변성기(CT); 및 전위보조전극과 상기 피측정 접지망 간의 전위를 측정하는 전압 프로브;를 구비하되, 상기 전위보조전극은 상기 전류측정루프와의 상호유도작용을 최소화하기 위해 상기 전류보조전극의 반대방향으로 상기 접지전극과 상기 전류보조전극간의 거리보다 멀리 시설되는 것을 특징으로 하는 PC기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 접지저항측정부는

상기 전류전압측정부에서 측정된 측정전류와 접지전위 파형을 인가받아 각각 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기;

상기 A/D변환기의 출력으로부터 상기 측정전류에 대한 주파수를 검출하는 주파수 검출기;

저역측 차단주파수와 고역측 차단주파수를 인가받아 상기 디지털 신호로 변환된 측정전류와 접지전위를 상기 저역측 및 고역측 차단주파수 범위 내에서 필터링하여 각각 전류정현파와 전압정현파로 출력하는 대역통과필터;

상기 주파수 검출기에서 검출된 주파수와 사전에 설정된 선택도에 따라 상기 저역측 차단주파수와 고역측 차단주파수를 계산하여 상기 대역통과필터로 인가하여 대역통과필터를 구동하는 필터 구동부;

상기 대역통과필터에서 필터링된 전류정현파와 전압정현파의 위상을 각각 측정하는 위상측정기;

상기 위상측정기에서 측정된 위상의 차를 계산하는 감산기;

상기 전류정현파와 전압정현파의 크기를 각각 측정하는 파형크기측정기;

상기 전압정현파의 크기를 상기 전류정현파의 크기로 나누어 접지임피던스를 계산하는 임피던스계산기;

상기 감산기의 출력과 상기 임피던스계산기의 출력을 이용하여 접지저항과 리액턴스 성분을 계산하는 접지저항/리액턴스계산기; 및

상기 감산기, 상기 임피던스계산기 및 상기 접지저항/리액턴스계산기의 출력을 디스플레이하는 표시기;

를 구비하는 것을 특징으로 하는 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 접지저항측정부는 PC 기반으로 이루어지며 원격 모니터링이 가능한 것을 특징으로 하는 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정장치.
피측정 접지망에 0.1A ∼ 50A의 측정전류를 가변적으로 인가하는 제 1 단계;

상기 측정전류를 측정하고, 상기 측정전류에 의해 발생되는 접지전위를 상기 측정전류 발생을 위한 전원과 절연분리시켜 측정하는 제 2 단계;

상기 측정전류와 접지전위를 디지털 신호로 변환한 후, 변환된 신호로부터 측정전류에 대한 주파수를 검출하고, 검출된 주파수와 사전에 설정된 선택도에 따라 저역 및 고역측 차단주파수를 계산하여, 상기 저역 및 고역측 차단주파수 범위 내에서 상기 디지털 변환된 신호를 필터링하는 제 3 단계; 및

상기 필터링되어 출력되는 전류정현파와 전압정현파의 위상차와 파형의 크기를 검출하여 상기 피측정 접지망의 접지임피던스, 접지저항 및 리액턴스 성분을 계산하는 제 4 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정방법.
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제 11 항에 있어서, 상기 접지저항 및 리액턴스 성분은 상기 파형의 크기(Amplitude)와 RMS(Root Mean Square)를 검출한 후 이를 계산하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 PC 기반의 가변 주파수 인버터형 고출력 접지저항 측정방법.