KR101881573B1 - 전력 측정센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 측정센서는 전력을 공급하는 전력선, 상기 전력선의 외부에 위치하는 복수 겹의 격벽부, 및 상기 복수 겹의 격벽부 외부에 위치하며, 상기 전력선으로부터 방사된 자기장으로 인해 유도된 전류를 통하여, 상기 전력선에 흐르는 전류를 외부로 전달하는 코일을 포함하고, 상기 복수 겹의 격벽부 각각은 상기 전력선을 둘러싸는 가상의 폐곡선 상에 단속적으로 위치하며, 상기 전력선의 중심축으로부터 상기 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐하는 적어도 두 개 이상의 격벽을 포함한다.

Description

전력 측정센서{SENSOR FOR MEASURING OF ELECTRIC POWER}
본 발명은 전력 측정센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력선을 통하여 공급되는 전력의 전류를 측정하는 전력 측정센서에 관한 것이다.
전력 발생기의 경우 전력을 소모하는 부하에 최대 전력을 전달하는 것이 중요할 수 있다. 이를 위해, 전력 발생기와 전력을 소모하는 부하간의 임피던스(impedance) 정합이 중요할 수 있다. 전력을 소모하는 부하가 플라즈마 공정챔버를 포함하는 경우 부하의 조건은 실시간으로 변화하기 때문에 이러한 부하에 최대 전력을 전달하는 것은 간단하지 않을 수 있다. 이에 따라, 플라즈마 공정챔버에서 실시간으로 변하는 임피던스를 정합시켜줄 수 있는 임피던스 매쳐(matcher)가 필요하다.
도 1은 입력 전력을 측정하여 임피던스 매칭을 통해 플라즈마 공정챔버로 최대전력을 전송하는 일반적인 플라즈마 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 시스템(101)은 플라즈마 공정챔버(110)와 전원(130) 사이에 플라즈마 공정챔버(110)에서 실시간으로 변하는 임피던스를 정합시켜줄 수 있는 임피던스 매쳐(120)를 포함할 수 있다. 임피던스 매쳐(120)는 도시된 바와 같이 감지부(122), 임피던스 정합부(124), 제어부(126)를 포함할 수 있다.
전원(130)에서 플라즈마 시스템(101)으로 전력이 인가되면, 인가된 전력은 플라즈마 공정챔버(110)에 도달하기 전에 임피던스 매쳐(120)를 거칠 수 있다.
먼저, 인가되는 전력의 전압과 전류 각각은 감지부(122)를 통하여 측정될 수 있고, 임피던스 매칭을 위한 제어 신호가 감지부(122)로부터 측정된 전압과 전류를 참조하여 제어부(126)로부터 발생할 수 있다.
이후, 임피던스 정합부(124)가 제어부(126)로부터 발생된 제어 신호를 입력받아 커패시터와 인덕터 값을 조절하여 임피던스 매칭을 구현할 수 있다. 임피던스 매칭의 구현은 플라즈마 공정챔버(110)로 최대 전력을 공급하는 것일 수 있다.
도 2는 일반적인 동축케이블을 통한 감지부를 나타내는 도면이다.
여기서, 동축 케이블(coaxial cable)은 외측에 구비된 피복(210)과, 원통형 구조의 일정 두께를 가지는 외심(외부 도체)(220) 및 그 중심에 일정 반경a을 가진 내심(내부 도체)(240)을 구비하며, 외심(220)과 내심(240) 사이에 절연물(230)을 구비할 수 있다.
이러한 동축 케이블은 높은 주파수까지 감쇠가 적으므로 광대역 전송에 적합할 수 있다. 일반적으로 절연물(230)로서 폴리에틸렌이 충전될 수 있으나, 굵기가 굵은 동축 케이블의 경우에는, 원판 모양의 스페이서가 삽입될 수 있다. 또한, 고온의 환경에서 사용되는 동축 케이블의 경우에는 테플론이 충전될 수 있다.
일반적인 동축 케이블에 적용되는 감지부는 동축 케이블의 내심(240)과 외심(220)의 사이에 절연물(230)이 배치되고, 전압 및 전류의 측정을 위해 피복(210), 외심(220) 및 절연물(230)의 일부를 절단하여 형성되는 원형의 금속관(250)과 토로이달 코일(260)을 포함할 수 있다.
감지부가 동축케이블의 내심(240)에 흐르는 전력의 전압과 전류를 측정하는 원리는 다음과 같다. 내심(240)에 흐르는 전력의 전압은 내심 주위의 원형의 금속관(250)에 의한 내심(240)과 접지 사이의 전위차를 통하여 측정될 수 있다. 내심(240)에 흐르는 전력의 전류는 내심(240)으로부터 방사된 전자기파에 반응하는 코일(260)을 통하여 측정될 수 있다.
위와 같은 일반적인 동축케이블에 적용되는 감지부는 전류를 측정하기 위한 코일(260)이 전력을 전달하는 내심(240)의 전압을 측정하기 위한 원형의 금속판(250)과 전기장에 대하여 격리되지 않음으로써, 전압 커플링(voltage coupling)이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 목적은 전력선으로부터 전압 및 전류를 각각 측정함에 있어서, 전류를 측정하는 경우, 차폐되지 않고 방사되는 전기장을 통한 전압 커플링의 발생으로, 전류 측정의 정확도가 감소되는 것을 방지하는 전력 측정센서를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 측정센서는 전력을 공급하는 전력선이 관통하는 홀, 상기 전력선의 외부에 위치하는 복수 겹의 격벽부, 및 상기 복수 겹의 격벽부 외부에 위치하며, 상기 전력선으로부터 방사된 자기장으로 인해 유도된 전류를 외부로 전달하는 코일을 포함하고, 상기 복수 겹의 격벽부 각각은 상기 전력선을 둘러싸는 가상의 폐곡선 상에 단속적으로 위치하며, 상기 전력선의 중심축으로부터 상기 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐하는 적어도 두 개 이상의 격벽을 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 전력선은 플라즈마를 활용하는 플라즈마 공정챔버로 전력을 공급할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 전력선의 외부에 위치하며, 상기 전력선이 산소와 접촉하는 것을 차단하는 절연막을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 가상의 폐곡선은 원의 형상을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 어느 하나의 격벽부가 위치하는 하나의 원은 다른 하나의 격벽부가 위치하는 다른 원과 지름이 서로 다른 동심원의 관계를 이룰 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 적어도 두 개 이상의 격벽 각각은 이웃한 다른 격벽과 이격된 거리가 일정할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 코일은 상기 전력선을 둘러싸는 토로이달(toroidal) 형태를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 전력선의 전압은 상기 전력선에 연결된 전압감지선을 통하여 측정될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 홀을 구비하고, 상기 전력선, 상기 복수 겹의 격벽부 및 상기 코일을 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 코일은 상기 지지부를 여러 번 관통하며, 상기 전력선을 둘러싸는 토로이달(toroidal) 형태를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 복수 겹의 격벽부는 상기 하나의 원 상에 위치하는 세 개의 제1격벽, 및 상기 하나의 원보다 지름이 큰 다른 원 상에 위치하는 세 개의 제2격벽을 포함하고, 상기 세 개의 제2격벽은 상기 세 개의 제1격벽의 연속되지 않은 구간을 통하여, 상기 전력선의 중심축으로부터 상기 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 전기장의 차폐는 상기 세 개의 제2격벽 중 하나의 제2격벽과 이웃한 다른 제2격벽이 이루는 호의 중심각, 상기 하나의 원과 상기 다른 원의 반지름의 차이 및 상기 제2격벽의 상기 전력선과 평행한 방향으로의 길이에 따라 결정될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 중심각, 상기 차이 및 상기 길이는 I-V decoupling 비율조사를 통하여 산출될 수 있다.
본 발명에 따른 전력 측정센서의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 전력선으로부터 전압 및 전류를 각각 측정함에 있어서, 전류를 측정하는 경우, 전기장을 통한 전압 커플링의 발생으로, 전류 측정의 정확도가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 입력 전력을 측정하여 임피던스 매칭을 통해 플라즈마 공정챔버로 최대전력을 전송하는 일반적인 플라즈마 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 동축케이블을 통한 감지부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 측정센서를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 측정센서를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 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.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 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.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 측정센서를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전력 측정센서(301)는 전력을 공급하는 전력선(310)이 관통하는 홀, 전력선의 외부에 위치하는 복수 겹의 격벽부(326 내지 328 및 336 내지 338)를 포함할 수 있고, 복수 겹의 격벽부(326 내지 328 및 336 내지 338) 외부에 위치하며, 전력선(310)으로부터 방사된 자기장으로 인해 유도된 전류를 외부로 전달하는 코일(360)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 전력선(310)은 플라즈마를 활용하는 플라즈마 공정챔버로 전력을 공급하는 전력선(310)일 수 있다.
복수 겹의 격벽부(326 내지 328 및 336 내지 338) 각각에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.
복수 겹의 격벽부(326 내지 328 및 336 내지 338) 각각은 전력선(310)을 둘러싸는 가상의 폐곡선(322, 332) 상에 단속적으로 위치할 수 있다. 즉, 어느 하나의 격벽부(예를 들어, 326 내지 328)는 어느 하나의 가상의 폐곡선(예를 들어, 322) 상에 적어도 두 개 이상의 단속적인 격벽(예를 들어, 326 내지 328)을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 가상의 폐곡선(322, 332)에 포함된 2중 구조의 격벽들(326 내지 328 및 336 내지 338)은 전력선(310)의 중심축으로부터 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐할 수 있다.
전력선(310)을 통하여 공급되는 전력의 전류를 측정함에 있어서, 전력선(310)의 중심축으로부터 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장이 차폐되어야 하는 이유는 다음과 같을 수 있다.
먼저, 측정하고자 하는 전력선(310)에 흐르는 전류는 전력선(310)의 길이방향으로 흐르는 전류이고, 전력선(310)에 흐르는 전류의 측정은 전자기유도를 통하여 수행될 수 있다.
구체적으로, 전자기유도를 통한 전류의 측정은 전력선(310)을 둘러싸는 토로이달(toroidal) 형태의 코일(360)을 통하여 수행될 수 있다. 이는 렌츠의 법칙(Lenz's law) 및 오른나사의 법칙(right handed screw rule, 앙페르의 법칙, Ampere's law)을 통하여 설명될 수 있다.
렌츠의 법칙은 1834년 독일의 과학자 렌츠(Heinrich Friedrich Emil Lenz, 1804~1865)에 의해 발표된 전자기유도의 방향에 관한 법칙이다. 전자기유도에 의해 발생되는 전류는 자속의 변화를 방해하는 방향으로 흐를 수 있다. 여기서 자속이란 '어떤 면을 지나는 자기력선의 수'일 수 있다. 이러한 렌츠의 법칙은, '자연은 급격한 변화를 싫어한다.'는, 전자기학에서 나타나는 관성의 법칙이라고 할 수 있다.
구체적으로, 코일(360) 주변의 도체(전력선)(310)에서 흐르는 전류가 코일(360)을 향하는 방향으로 가까워지면 코일(360)의 단면(앞선 설명의 "어떤 면")을 지나는 자속은 증가할 수 있다. 이때, 코일(360)에 유도되는 전류는 코일(360)의 단면을 지나는 자속의 증가를 방해하는 방향으로 흐를 수 있다. 이와 반대로, 코일(360) 주변의 도체(전력선)(310)에서 흐르는 전류가 코일(360)로부터 멀어지면 코일(360)의 단면을 지나는 자속은 감소할 수 있다. 이때, 전자와 마찬가지로 코일(360)에 유도되는 전류는 코일(360)의 단면을 지나는 자속의 감소를 방해하는 방향으로 흐를 수 있다.
오른나사의 법칙은 프랑스의 물리학자 앙페르(혹은 암페어, Andre-Marie Ampere, 1775~1836)에 의해 발표된 전류와 전류에 대응하는 자기장의 방향에 관한 법칙이다.
전류가 흐르는 도선(코일)(360) 주위에 해당 전류에 대응되는 자기장의 방향과 이때의 전류 방향은 서로 평행한 방향을 가리킬 수 없다. 만일 전류가 직선으로 흐르면 자기장은 그 주변에 원형으로 위치할 수 있다. 이 두 방향 사이에는 오른나사의 회전방향과 진행방향 사이의 관계와 동일한 관계가 있을 수 있다.
흐르는 직선 전류의 방향을 오른나사의 진행방향에 대응시켰을 때, 해당 전류에 대응되는 자기장의 방향은 이때의 오른나사의 회전방향에 대응될 수 있다. 이러한 대응 관계를 오른나사의 법칙이라고 할 수 있다.
또는, 이를 오른손 법칙이라고 할 수도 있다. 오른손 법칙에 따르면, 오른손 엄지가 전류의 방향을 가리키도록 하면 나머지 손가락으로 도선(코일)(360)을 감싸듯이 쥐는 것처럼 돌아가는 방향의 원형 자기장이 위치할 수 있다. 즉, 엄지손가락의 방향은 오른나사의 진행방향에, 나머지 감싼 손가락의 방향은 오른나사의 회전방향에 대응될 수 있다.
또한, 전류가 직선으로 흐르지 않고 임의의 폐곡선(코일)(360)을 따라 흐를 때에도 폐곡선 상의 작은 도선 요소(element)에 대해서 오른손법칙을 적용할 수 있다.
예를 들어, 원형 도선(코일)(360)에 일정한 전류가 흐를 때에 가상적으로 원형도선을 일정한 길이로 잘게 나누는 것을 생각하면, 나누어진 미소한 도선 요소에 대해서는 마치 전류가 직선으로 흐르는 것처럼 볼 수 있다. 이에 따라, 각 미소한 도선 요소에 대해서 오른손 법칙이 적용될 수 있다.
임의의 폐곡선(코일)(360)을 따라서 전류가 흐를 때에는 자기장의 방향과 크기를 함께 고려하여 중첩(superposition)하면 모든 점에서의 자기장을 알 수 있다. 이는 비오사바르의 법칙(Biot-Savart's law)으로 정식화될 수 있다.
전류가 흐르는 원형도선(코일)(360)의 중심에 대해서는 전류의 방향으로 엄지를 뺀 나머지 손가락을 감을 때, 엄지손가락이 가리키는 방향으로 자기장이 위치할 수 있다. 이를 원형도선에 대한 오른나사의 법칙이라고 할 수 있다.
본 발명에 따른 전력 측정센서는 전력선에 흐르는 전력의 전류를, 위와 같은 렌츠의 법칙 및 오른나사의 법칙을 통하여 측정하는데, 이때, 측정은 토로이달 형태의 코일(360)을 통하여 구현될 수 있다.
그러나, 이때 주의해야 할 점이 있을 수 있다. 맥스웰 방정식(Maxwell's equations)의 결과에 따르면 전기장과 자기장은 항상 직교하며 공존할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전력 측정센서가 전력선(310)을 통하여 공급되는 전력의 전력선(310) 길이방향으로의 전류를 측정하기 위해선, 전력선(310)의 중심축으로부터 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐해야 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 전력 측정센서는 복수 겹의 격벽부(326 내지 328 및 336 내지 338)에 해당하는 구체적인 예로서 2중구조의 격벽들을 포함할 수 있고, 이러한 2중구조의 격벽들은 전력선(310)의 중심축으로부터 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐할 수 있기 때문에, 전력선에 흐르는 전류는 정밀하게 측정될 수 있다.
한편, 전력선(310)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag) 및 철(Fe) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 도체를 포함할 수 있다. 도체를 포함하는 전력선(310)이 산소와 만나 산화를 하게 되면 전력선(310)의 전도도(conductivity)가 감소할 수 있다.
전도도가 감소된 전력선(310)은 전력 측정센서의 효율을 감소시킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 전력 측정센서는 전력선(310)의 외부에 위치하며, 전력선(310)이 산소와 접촉하는 것을 차단하는 절연막(312)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 전력선(310)을 통하여 공급되는 전력의 전압은 전력선(310)에 연결된 전압감지선(340)을 통하여 측정될 수 있다. 이때, 전압감지선(340)은 전력선(310)에 직접 연결될 수 있다. 그리고, 전압감지선(340)은 도 3에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 격벽(338)을 관통하여 외부로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전력 측정센서는 홀을 구비하고, 전력선(310), 복수 겹의 격벽부(326 내지 328 및 336 내지 338) 및 코일(360)을 지지하는 지지부(350)를 더 포함할 수 있고, 이러한 경우에, 코일(360)은 지지부(350)를 여러 번 관통하며, 전력선(310)을 둘러싸는 토로이달(toroidal) 형태를 포함할 수 있다.
전력선(310)을 통하여 공급되는 전력의 전압 및 전류는 전압감지선(340) 및 코일(360)을 통하여 제어부(미도시)로 입력될 수 있다. 이후에는 앞서 도 1을 통해 설명한 바와 같이, 입력된 전압과 전류를 참조하여 제어부(미도시)가 임피던스 매칭을 위한 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 이후, 임피던스 정합부(미도시)가 제어부(미도시)로부터 발생된 제어 신호를 입력받아 커패시터와 인덕터 값을 조절하여 임피던스 매칭을 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전력 측정센서를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전력 측정센서의 가상의 폐곡선은 원의 형상(422, 432)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 측정센서가 두 개 이상의 격벽부(426 내지 428 및 436 내지 438)를 포함할 수 있는데, 이 경우 각각의 격벽부(426 내지 428 및 436 내지 438)가 위치하는 가상의 폐곡선은 서로 다른 지름의 원의 형상(422, 432)을 포함할 수 있다. 이때, 서로 다른 지름의 두 개의 원(422, 432)은 서로 동심원의 관계를 이룰 수 있다.
하나의 격벽부(426 내지 428)는 적어도 두 개 이상의 격벽(426 내지 428)을 포함할 수 있다. 적어도 두 개 이상의 격벽 각각(예를 들어, 427)은 이웃한 다른 격벽(예를 들어, 426, 428)과 이격된 거리(d)가 일정할 수 있다. 이 경우, 전압감지선(440)은 외부로 연장되기 위하여 하나의 격벽(예를 들어, 438)을 가로질러 관통할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 전력 측정센서는 하나의 원(422) 상에 위치하는 세 개의 제1격벽(426 내지 428) 및 하나의 원(422)보다 지름이 큰 다른 원(432) 상에 위치하는 세 개의 제2격벽(436 내지 438)을 구비하는 복수 겹의 격벽부(426 내지 428 및 436 내지 438)를 포함할 수 있다. 이때, 세 개의 제2격벽(436 내지 438)은 세 개의 제1격벽(426 내지 428)의 연속되지 않은 구간을 통하여, 전력선(410)의 중심축으로부터 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐할 수 있다.
이 경우, 전기장의 차폐는 세 개의 제2격벽(436 내지 438) 중 하나의 제2격벽(438)과 이웃한 다른 제2격벽(437)이 이루는 호의 중심각(θ), 하나의 원(422)과 다른 원(432)의 반지름의 차이(D) 및 제1격벽(426) 또는 제2격벽(436)의 전력선(410)과 평행한 방향으로의 길이(H)에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위의 중심각(θ), 반지름의 차이(D) 및 길이(H)에 대한 최적의 값은 I-V decoupling 비율조사를 통하여 산출될 수 있다.
한편, 일반적인 동축케이블에 적용되는 감지부는 전류를 측정하기 위한 코일이 전력선의 전압을 측정하기 위한 원형의 금속판과 전기장에 대하여 격리되지 않음으로써, 전압 커플링이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 전력 측정센서에 의하면, 전력선으로부터 전압 및 전류를 각각 측정함에 있어서, 전류를 측정하는 경우, 전기장을 통한 전압 커플링의 발생을 방지하여, 전류 측정의 정확도를 증가시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (13)

  1. 전력을 공급하는 전력선이 관통하는 홀;
    상기 전력선의 외부에 위치하는 복수 겹의 격벽부; 및
    상기 복수 겹의 격벽부 외부에 위치하며, 상기 전력선으로부터 방사된 자기장으로 인해 유도된 전류를 외부로 전달하는 코일을 포함하고,
    상기 복수 겹의 격벽부 각각은,
    상기 전력선을 둘러싸는 가상의 폐곡선 상에 단속적으로 위치하며, 상기 전력선의 중심축으로부터 상기 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐하는 적어도 두 개 이상의 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력선은,
    플라즈마를 활용하는 플라즈마 공정챔버로 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력선의 외부에 위치하며, 상기 전력선이 산소와 접촉하는 것을 차단하는 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상의 폐곡선은,
    원의 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  5. 제 4 항에 있어서,
    어느 하나의 격벽부가 위치하는 하나의 원은,
    다른 하나의 격벽부가 위치하는 다른 원과 지름이 서로 다른 동심원의 관계를 이루는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개 이상의 격벽 각각은,
    이웃한 다른 격벽과 이격된 거리가 일정한 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일은,
    상기 전력선을 둘러싸는 토로이달(toroidal) 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력선에 연결되어, 상기 전력선의 전압을 상기 외부로 전달하는 전압감지선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀을 구비하고, 상기 전력선, 상기 복수 겹의 격벽부 및 상기 코일을 지지하는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 코일은,
    상기 지지부를 여러 번 관통하며, 상기 전력선을 둘러싸는 토로이달(toroidal) 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수 겹의 격벽부는,
    상기 하나의 원 상에 위치하는 세 개의 제1격벽; 및
    상기 하나의 원보다 지름이 큰 다른 원 상에 위치하는 세 개의 제2격벽을 포함하고,
    상기 세 개의 제2격벽은,
    상기 세 개의 제1격벽의 연속되지 않은 구간을 통하여, 상기 전력선의 중심축으로부터 상기 전력선의 원호를 향하는 방향으로 방사되는 전기장을 차폐하는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기장의 차폐는,
    상기 세 개의 제2격벽 중 하나의 제2격벽과 이웃한 다른 제2격벽이 이루는 호의 중심각,
    상기 하나의 원과 상기 다른 원의 반지름의 차이 및
    상기 제1격벽 또는 상기 제2격벽의 상기 전력선과 평행한 방향으로의 길이에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 중심각, 상기 차이 및 상기 길이는,
    I-V decoupling 비율조사를 통하여 산출되는 것을 특징으로 하는 전력 측정센서.
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