KR100436039B1 - 전력기기 진단용 전자 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전력기기 진단용 전자 감지장치는, 단위 감지기의 주요 몸체부를 이루며 코일의 권취를 위한 코어; 상기 코어에 다수회 권취되며, 전력기기 내부에서 발생되는 이상 전류의 유도를 위한 권선코일; 상기 권선코일의 일측에 설치되며, 전력기기의 표면에 흐르는 저주파 전류의 흡수를 위한 저주파 전류 제거용 필터; 상기 권선코일의 양단과 접속되며, 권선코일에 유도된 전류신호를 외부의 측정기기로 전달하기 위한 터미널; 및 상기 터미널을 통해 전송받은 전류신호를 측정하기 위한 전류신호 측정장치를 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 전력기기의 외부 탱크 표면에 간편히 설치하여 전력기기의 내부 이상에 의한 부분 방전 전류를 전력기기의 외부 표면에서 전자유도 원리를 이용하여 측정하므로, 운전중인 전력기기의 운전을 정지시키지 않고도 내부 상태를 진단할 수 있고, 부분 방전의 발생 위치도 용이하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

Description

전력기기 진단용 전자 감지장치{Electromagnetic sensing apparatus for diagnosing electric power equipments}

본 발명은 전력기기 진단용 전자 감지장치에 관한 것으로서, 특히 임의의 전력기기의 내부 이상으로 발생하는 부분 방전 등을 그 전력기기의 외부 몸체 표면에 흐르는 전류를 측정함으로써 감지할 수 있는 전력기기 진단용 전자 감지장치에 관한 것이다.

전력기기의 이상전류에 대한 종래의 측정방식은 접지부분에 매칭 임피던스를 설치하거나 접지선에 관통형 CT(current transformer)를 부착하여 측정하여 왔다. 매칭 임피던스 및 관통형 CT의 설치는 보통 운전중인 기기를 정지시키고 설치하나, 경우에 따라서는 운전중인 기기의 정지없이 운전중에 설치하게 되는데, 그럴 경우에는 작업에 많은 시간이 걸리게 된다. 그리고, 이 방법은 집중된 접지선에서만 측정을 하므로, 전력기기 내부의 이상이 있는 위치를 정확히 파악할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 운전중인 전력기기의 내부 이상에 의한 부분 방전 전류를 기기의 몸체 외부에서 측정함으로써 전력기기의 내부 상태를 진단할 수 있고, 부분 방전의 발생 위치도 용이하게 측정할 수 있는 전력기기 진단용 전자 감지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전력기기 진단용 전자 감지장치의 전체적인 시스템 개요도.

도 2는 본 발명에 따른 전력기기 진단용 전자 감지장치에 있어서, I형 코어 채용시의 장치구성도.

도 3은 본 발명에 따른 전력기기 진단용 전자 감지장치에 있어서, C형 코어 채용시의 장치구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101...코어 102...권선코일

103...저주파 전류 제거용 필터 104...터미널

105...전류신호 측정장치 110...전력기기의 외부 탱크 표면

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전력기기 진단용 전자 감지장치는,

단위 감지기의 주요 몸체부를 이루며 코일의 권취를 위한 코어;

상기 코어에 다수회 권취되며, 전력기기 내부에서 발생되는 이상 전류의 유도를 위한 권선코일;

상기 권선코일의 일측에 설치되며, 전력기기의 표면에 흐르는 저주파 전류의 흡수를 위한 저주파 전류 제거용 필터;

상기 권선코일의 양단과 접속되며, 권선코일에 유도된 전류신호를 외부의 측정기기로 전달하기 위한 터미널; 및

상기 터미널을 통해 전송받은 전류신호를 측정하기 위한 전류신호 측정장치를 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 전력기기 진단용 전자 감지장치를 나타낸 것으로서, 도 1은 전체적인 시스템 개요도이고, 도 2는 I형 코어 채용시의 장치구성도이고, 도 3은 C형 코어 채용시의 장치구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전력기기 진단용 전자 감지장치는 코어(101), 권선코일(102), 저주파 전류 제거용 필터(103), 터미널(104) 및 전류신호 측정장치(105)로 크게 구성된다.

코어(101)는 단위 감지기의 주요 몸체부를 이루며, 그 몸체에는 코일이 권취된다. 이 코어(101)는 전력기기 탱크 표면(110)에의 안착이 용이하도록, 도 2에 도시된 바와 같이, I형(사각기둥형)으로 제작될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이C형(ㄷ자형)으로 제작될 수도 있다. 물론, 이 이외에 원기둥형이나 다면체형으로 제작될 수도 있다. 이와 같은 코어(101)로는 고주파 전류에 양호하게 작용할 수 있는 페라이트(ferrite) 계열(예컨대, 망간ㆍ아연 페라이트 또는 니켈ㆍ아연 페라이트)의 자성체가 사용된다.

권선코일(102)은 상기 코어(101)에 다수회(수백회) 권취되며, 임의의 전력기기, 예를 들면, GIS(gas insulating switch)와 같은 전력기기의 내부에서 부분 방전 등에 의해 발생되는 이상 전류를 전력기기 탱크 표면(110)에 흐르는 전류로부터 유도하기 위한 것이다. 이 권선코일(102)로는 절연 에나멜선 등이 사용될 수 있다.

저주파 전류 제거용 필터(103)는 상기 권선코일(102)의 일측에 설치되며, 전력기기의 표면(110)에 흐르는 전류성분중 저주파 전류(60Hz의 전원 전류에 해당하는 저주파 전류)를 흡수하여 제거하는 역할을 한다.

터미널(104)은 상기 권선코일(102)의 양단과 접속되며, 권선코일(102)에 유도된 전류신호를 외부의 측정기기로 전달하기 위한 것이다. 이 터미널(104)에는 외부 측정기기를 접속할 수 있는 수단(예컨대, 접속잭 등)이 마련된다.

전류신호 측정장치(105)는 상기 터미널(104)을 통해 전송받은 전류신호를 측정한다. 이 전류신호 측정장치(105)로는 오실로스코프(oscilloscope) 등이 사용될 수 있다.

그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 전력기기 진단용 전자 감지장치의 동작에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하면서 간략히 설명해 보기로 한다.

GIS와 같은 전력기기의 진단을 위해 본 발명의 전력기기 진단용 전자 감지장치를 사용하기 위해서는, 먼저 전력기기의 외부 탱크 표면(110)에 본 발명의 장치를 밀착하여 설치한다. 그리고, 오실로스코프와 같은 외부의 전류신호 측정장치 (105)를 터미널(104)에 접속한다.

이상과 같이 설치된 상태에서 GIS와 같은 전력기기의 내부에서 이상이 발생하여 부분 방전 등이 발생하면, 전력기기 외부 탱크와의 정전용량에 의해 탱크 표면(110)으로 순환전류가 흐르게 된다. 그리고, 60Hz의 전원도 전력기기 외부 탱크와의 사이에 정전용량이 존재하므로, 탱크 표면(110)에 60Hz의 전원전류도 흐르게 된다.

이와 같이 전력기기의 탱크 표면(110)에 전류가 흐르면, 그 전류에 의해 탱크 표면(110) 주변에는 자장(magnetic field)이 형성되고, 그 자장에 따른 자속이 권선코일(102)과 쇄교함으로써 권선코일(102)에는 기전력이 유도되어 유도 전류가 흐르게 된다. 이때, 이 유도 전류에는 상기 전력기기 내부의 부분 방전전류(보통 100kHz 이상의 고주파 전류임)에 의한 것도 있지만, 60Hz의 저주파 전원전류에 의한 성분(가장 큰 부분을 차지함)도 포함되어 있는데, 이 저주파 전원전류 성분은 저주파 전류 제거용 필터(103)에 의해 흡수되어 제거된다.

이렇게 하여 권선코일(102)에 유도된 전류가 터미널(104)을 통해 외부의 전류신호 측정장치(105)로 전송되면, 전류신호 측정장치(105)의 표시부에는 입력된 전류신호의 파형 및 크기 등이 표시되고, 사용자(측정자)는 그것을 바탕으로 해당 전력기기의 이상여부를 판단하게 되는 것이다.

또한, 이상과 같은 일련의 측정 과정에 있어서, 전력기기의 탱크 표면에 안착된 단위 감지기(전류신호 측정장치(105)를 제외한 나머지 구조체)를 탱크 표면을 따라 이동시킬 경우 전류신호 측정장치(105)의 표시부에는 그에 대응되는 전류신호의 파형의 변화가 나타나게 되고, 이를 바탕으로 전력기기 내부의 이상 부위를 어렵지 않게 추정할 수도 있게 된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 전력기기 진단용 전자 감지장치는 전력기기의 외부 탱크 표면에 간편히 설치하여 전력기기의 내부 이상에 의한 부분 방전 전류를 전력기기의 외부 표면에서 전자유도 원리를 이용하여 측정하므로, 운전중인 전력기기의 운전을 정지시키지 않고도 내부 상태를 진단할 수 있고, 부분 방전의 발생 위치도 용이하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 단위 감지기의 주요 몸체부를 이루며 코일의 권취를 위한 코어;

   상기 코어에 다수회 권취되며, 전력기기 내부에서 발생되는 이상 전류의 유도를 위한 권선코일;

   상기 권선코일의 일측에 설치되며, 전력기기의 표면에 흐르는 저주파 전류의 흡수를 위한 저주파 전류 제거용 필터;

   상기 권선코일의 양단과 접속되며, 권선코일에 유도된 전류신호를 외부의 측정기기로 전달하기 위한 터미널; 및

   상기 터미널을 통해 전송받은 전류신호를 측정하기 위한 전류신호 측정장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력기기 진단용 전자 감지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 코어의 재질은 망간ㆍ아연 페라이트 또는 니켈ㆍ아연 페라이트 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전력기기 진단용 전자 감지장치.