KR100449275B1 - 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 시스템 - Google Patents

고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100449275B1
KR100449275B1 KR10-2002-0012879A KR20020012879A KR100449275B1 KR 100449275 B1 KR100449275 B1 KR 100449275B1 KR 20020012879 A KR20020012879 A KR 20020012879A KR 100449275 B1 KR100449275 B1 KR 100449275B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power cable
deterioration
current signal
harmonic component
current
Prior art date
Application number
KR10-2002-0012879A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030073347A (ko
Inventor
김철환
강윤식
강진수
김복렬
구철수
Original Assignee
학교법인 성균관대학
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 학교법인 성균관대학 filed Critical 학교법인 성균관대학
Priority to KR10-2002-0012879A priority Critical patent/KR100449275B1/ko
Publication of KR20030073347A publication Critical patent/KR20030073347A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100449275B1 publication Critical patent/KR100449275B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58—Testing of lines, cables or conductors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/30—Structural combination of electric measuring instruments with basic electronic circuits, e.g. with amplifier
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/141—Discrete Fourier transforms
    • G06F17/142—Fast Fourier transforms, e.g. using a Cooley-Tukey type algorithm
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

본 발명은 전력케이블의 상태감시방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력케이블의 열화에 대한 상태 감시방법에 있어서, 상기 열화전ㆍ후 전력케이블의 전류신호를 검출하는 단계; 상기 검출된 전류신호중 제 N고조파 성분의 전류신호를 필터링하는 단계; 상기 필터링된 제 N고조파 성분의 전류신호를 증폭시키는 단계; 상기 증폭된 열화전ㆍ후 전력케이블의 제 N고조파 성분에 대한 전류신호가 동일한가를 비교판단하는 단계; 상기 비교판단단계에서 열화 전ㆍ후 전력케이블의 제 N고조파 성분에 대한 전류신호함유량이 서로 다를 경우, 전류신호의 변화량에 따라 전력케이블의 열화정도를 판별하는 단계; 및 상기 비교판단단계에서 열화 전ㆍ후 전력케이블의 제 N고조파 성분에 대한 전류신호함유량이 서로 같을 경우, 전력케이블에 열화가 발생하지 않았거나, 아주 미약한 열화의 진행을 판별하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 전력케이블의 잔존 수명을 예측할 수 있으며, 하드웨어의 구현을 쉽고 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.

Description

고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 시스템{METHOD FOR CONDITION MONITORING OF POWER CABLE USING HARMONICS AND SYSTEM THEREOF}
본 발명은 전력케이블의 상태감시방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력케이블에 흐르는 교류주파수의 성분중 특정 고조파 성분을 이용하여 열화에 의한 전력케이블의 상태 변화를 관찰하여 사고를 미연에 방지할 뿐만 아니라 전력케이블의 잔존 수명을 예측할 수 있는 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 발전소 특히, 원자력발전소의 인근 환경 및 기타요인으로 인해 열화가 발생되는데, 원자력발전소의 전력케이블이 장시간 물에 잠겨있을 경우, 나무모양의 현상이 이 전력케이블의 절연체에 발생하는데, 이와 같은 나무모양의 현상을 워터트리(Water Tree)라 한다. 이러한, 워터트리에 의해 전력케이블의 절연열화가 진전된다.
종래에는, 전력케이블의 열화에 대한 여러 진단방법이 사용되어 왔으나, 그중에서 일반적으로 널리 알려진 방법은 전력케이블에 직류고압을 인가하여, 이때 절연체가 흐르는 직류전류를 검출하여 그 전류의 크기로 전력케이블의 절연열화를 진단했었다.
그러나, 이러한 종래의 방법은 직류고압을 전력케이블에 인가하기 위해, 정전을 시켜야만 했으며, 또한 별도의 직류고압공급장치가 필요했고, 특히 절연의 열화가 많이 진전된 경우에는, 인가된 직류고압으로 전력케이블이 파괴되는 문제점이 있었다. 또한, 전력케이블의 열화진단을 위한 시스템이 개발되지 않은 실정이었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 전력케이블에 흐르는 전류중 특정 고조파 성분을 이용하여 열화에 의한 전력케이블의 상태 변화를 관찰하여 사고를 미연에 방지할 뿐만 아니라 전력케이블의 잔존 수명을 예측할 수 있는 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 열화전ㆍ후의 전력케이블에 흐르는 전류중 특정 고조파 성분을 필터링하여 비교판단함으로써, 전력케이블의 상태 변화를 관찰하여 사고를 미연에 방지할수 있는 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법을 설명하기 위해 진단회로를 나타낸 회로구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1케이블(AA')의 열화전과 30년 열화 후 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석결과를 비교한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1케이블(AA')의 제 3고조파 분석결과를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 2케이블(BB')의 열화전과 30년 열화 후 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석결과를 비교한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1케이블(AA') 및 제 2케이블(BB')의 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석중 제 3고조파만을 추출한 결과를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 1케이블(AA')의 고속 푸리에 변환(FastFourier Transform : FFT) 분석결과를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 2케이블(BB')의 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석결과를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법을 적용하기 위한 시스템 구성도
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전력케이블의 열화에 대한 상태 감시방법에 있어서, 상기 열화전ㆍ후 전력케이블의 전류신호를 검출하는 단계; 상기 검출된 전류신호중 제 N고조파 성분의 전류신호를 필터링하는 단계; 상기 필터링된 제 N고조파 성분의 전류신호를 증폭시키는 단계; 상기 증폭된 열화전ㆍ후 전력케이블의 제 N고조파 성분에 대한 전류신호가 동일한가를 비교판단하는 단계; 상기 비교판단단계에서 열화전ㆍ후 전력케이블의 제 N고조파 성분에 대한 전류신호 함유량이 서로 다를 경우, 전류신호의 변화량에 따라 전력케이블의 열화 정도를 판별하는 단계; 및 상기 비교판단단계에서 열화전ㆍ후 전력케이블의 제 N고조파 성분에 대한 전류신호 함유량이 서로 같을 경우, 전력케이블에 열화가 발생하지 않았거나, 아주 미약한 열화의 진행을 판별하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.(단, N=n+1, n=0,1,2,3,···)
바람직하게는, 상기 제 N고조파 성분은 제 3고조파로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 필터링된 제 N고조파 성분의 전류신호를 증폭시키는 단계와 상기 증폭된 열화전ㆍ후 전력케이블의 제 N고조파 성분에 대한 전류신호가 동일한가를 비교판단하는 단계사이에는, 상기 증폭된 제 N고조파 성분의 전류신호를 출력 및 저장시키는 단계를 더 포함하여 이루어진다.
그리고, 전력케이블의 열화에 대한 상태 감시시스템에 있어서, 전력케이블의 열화를 검출하고 판별하는 전체동작을 제어하는 마이컴; 부하로 공급되는 A, B, C 각 상의 상전류를 검출하는 전류트랜스; 상기 전류트랜스에서 검출된 전류신호를 출력하는 전류신호 출력부; 상기 전류신호 출력부의 출력신호를 특정 고조파성분을필터링 하는 고조파 필터부; 상기 고조파 필터부로부터 필터링 된 출력신호를 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 마이컴에 입력시키는 A/D변환기; 상기 마이컴의 제어에 따라 전력케이블의 열화상태를 표시하는 표시부; 상기 마이컴의 동작프로그램을 저장함과 아울러 열화판정에 필요한 데이터들을 저장하고 있는 메모리부; 상기 마이컴의 제어에 따라 열화전ㆍ후 전력케이블의 특정 고조파성분을 비교하기 위한 비교부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법을 설명하기 위해 진단회로를 나타낸 회로구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도로서, 본 발명에 따른 전력케이블의 상태감시방법을 설명하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 실험을 위한 진단회로를 구성하게 되었다.
즉, 진단회로의 전원(1)은 상용전원인 110/220[V]를 사용하였고, 회로의 안정도를 위하여 전원측에 누전차단기(Leakage circuit Breaker : ELB)를 설치하였으며, 여기서 이용되어진 누전차단기(ELB)는 과부하시나 누전시 동작하는 차단기이다. 상기 진단회로에서 전체 회로를 구성하고 있는 부분은 600[V] 미만에 이용되는절연케이블을 이용하였으며, 상기 진단회로는 제 1케이블(AA')와 제 2케이블(BB')등 각 가속열화시험에 의해 열화 되어진 케이블을 교체하여 시험할 수 있도록 구성하였다.본 진단회로에서 이용되어진 부하는 고조파를 발생시키지 않는 전등부하(2)를 이용하였으며, 진단회로에 흐르는 전류의 주파수를 취득하기 위하여 변류기(Current Transformer : CT)를 회로에 연결하였다. 상기 변류기(CT)의 사용 용도는 진단회로에 흐르는 전류가 너무 크기 때문에 데이터를 취득하기 위한 데이터 취득장치(3)의 직접적인 사용이 부적절하기 때문이다. 여기서, 데이터 취득장치(3)를 이용하여 취득되어진 데이터는 시간에 따른 전류의 크기로 ASCII 코드 형태로 저장되어진다. 이렇게 저장되어진 데이터분석(4)은 수치해석 프로그램으로 널리 알려진 매트랩(Matlab)을 이용하였다.
본 발명의 주파수 분석을 이용한 전력케이블의 상태감시 방법에 있어 먼저, 실험에 이용되어질 케이블의 등가수명을 산정하기 위해 아레니우스(Arrhenius) 법칙을 이용하였다. 상기 아레니우스 법칙은 전력케이블의 등가 수명을 예측하는 방법으로서 온도가 8∼10℃ 상승하면 수명이 반감된다는 10℃ 반감법칙을 이용하여 초기의 수명을 예측하고, 그 후 반응 속도식에 의한 아레니우스 식을 적용하게 된다. 아레니우스 식은 물질의 반응속도는 온도가 높아질 때 화학적 반응이 빨라짐을 나타내는 것으로 활성화 에너지를 발견하기 위해 사용되어지기도 하며, 절연체의 온도와 사용기간에 따른 등가 수명을 예측하는데 일반적으로 이용되어지는 방법이다. 상기 아레니우스 식은 비율 상수 k와 온도 T의 관계로 표현할 수 있다.
따라서, 다음 (식 1)의 양변에 로그를 취하면, (식 2)과 같이 전개할 수 있다.
---------------------------------------- (식 1)
------------------------ (식 2)
여기서,Tser는 사용온도[K]이고, Tage는 가속열화온도[K]이고, tser는 Tser에서의 사용수명[h]이며, tage는 Tage에서의 가속노화시간[h]이며, Ea는 활성화 에너지[eV]이며, kB는 볼츠만(Boltzman) 상수(8.617×10-5[eV] )이다.
그리고, 상기 활성화 에너지는 일반적으로 평형상태의 물질계가 다른 평형상태로 옮기는 도중에 두 가지 평형상태보다도 높은 위치에너지를 가진 상태를 경과해야 하는데, 이 위치에너지와 처음 평형상태의 최저에너지와의 차를 말한다. 이러한, 아레니우스 식에 적용한 케이블의 사용 온도는 60℃이며, 130℃에서 가속열화를 시키고, Ea는 1.35[eV]라고 가정하였을 때, 상기 (식 2)에 의해 아래의 [표 1]과 같은 등가수명에 따른 열화시간을 예측할 수 있다. 여기서, 활성화 에너지 Ea는 영광 3, 4호기 및 울진 3, 4호기 내환경 검증 시험 데이터(열)를 바탕으로 계산하였다. 본 발명에서는 30년, 40년, 50년, 60년, 70년 상당의 등가수명을 기준으로 하기 위해 엑스엘피이(XLPE) 케이블 시료를 130[℃]에서 열화 시켰으며, [표 1]은 아레니우스 식을 이용하여 가속열화 등가수명을 예측한 결과이다.
[표 1]
등가수명[year] 10년 20년 30년 40년 50년 60년 70년
열화시간[h] 24.744[h] 49.4875[h] 74.2312[h] 98.975[h] 123.719[h] 148.462[h] 173.206[h]
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법은 먼저, 열화전ㆍ후 전력케이블의 전류신호를 변류기(CT)에 의해 검출하는 단계(S100)와; 상기 검출된 전류신호중 대역통과필터에 의해 제 3고조파를 필터링하는 단계(S200)와; 상기 필터링된 제 3고조파 성분의 전류신호를 증폭기에 의해 증폭시키는 단계(S300)와; 상기 증폭된 제 3고조파 성분의 전류신호를 출력 및 저장시키는 단계(S400)와; 상기 증폭된 열화전ㆍ후 전력케이블의 제 3고조파 성분의 전류신호가 동일한가를 비교판단하는 단계(S500)와; 상기 비교판단단계(S500)에서 열화 전ㆍ후 전력케이블의 제 3고조파 성분에 대한 전류신호 함유량이 서로 다를 경우, 전류신호의 변화값을 산출(S600)하여 전류신호의 변화량에 따라 전력케이블의 열화 정도를 나타내는 단계(S700)와; 상기 비교판단단계(S500)에서 열화 전ㆍ후 전력케이블의 제 3고조파 성분에 대한 전류신호 함유량이 서로 같을 경우, 전력케이블에 열화가 발생하지 않았거나, 아주 미약한 열화의 진행을 나타내는 단계(S800);를 포함하여 이루어진다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1케이블(AA')의 열화전과 30년 열화 후 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석결과를 비교한 도면으로서, 여기서 이용되어진 데이터의 1주기당 샘플수는 834샘플(Sample)이며, 전체 데이터는 약 12주기 정도이고, 1샘플당 0.02[msec]의 시간을 갖는다. 또한, 본 실험에 이용되어진 전등부하(2)는 420[W]를 사용하였다. 시간 영역 분석만으로는 교류전류의 주파수 파형이 최고치에서 약간의 찌그러짐이 발견되었으나, 열화에 따라 그다지 크게 변화를 보이지 않았다. 이에 따라 주파수 영역분석을 위하여 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT)분석을 이용하였다. 데이터 분석결과에서 모두 0Hz의 성분이 존재하는데 이것은 직류 성분을 나타내는 것이며, 이렇게 직류 성분이 포함되는 이유는 본래의 전원에 직류성분이 포함되어 있기 때문이 아니라 데이터 추출기인 데이터 취득장치(3)에서 데이터를 추출하는 과정에 포함된 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1케이블(AA')의 제 3고조파 분석결과를 나타낸 도면으로서, 여기서 알 수 있듯이 열화 된 제 1케이블(AA')의 홀수 고조파 중 제 3고조파의 함유량만이 전력케이블의 열화가 진행 될수록 지수적으로 증가함을 보여주고 있고, 이러한 결과는 제 3고조파가 전력케이블의 열화의 진행과 어떠한 상관 관계가 있음을 알려 주는 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 2케이블(BB')의 열화전과 30년 열화 후 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석결과를 비교한 도면으로서, 상기 제 2케이블(BB') 즉, 600[V] CV×3.5SQMM에 대한 시간 영역 분석과 주파수 영역 분석의 결과로 이용되어진 데이터의 1주기당 샘플수는 제 1케이블(AA')와 동일한 834샘플(Sample)이며, 상기 제 1케이블(AA')과 동일한 약 12주기와 1샘플당 0.02[msec]의 시간을 갖는다. 또한, 이밖에 실험에 관한 모든 조건은 상기 제 1케이블(AA')과 동일하게 적용되었다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제 1케이블(AA') 및 제 2케이블(BB')의 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석중 제 3고조파만을 추출한 결과를 나타낸 도면으로서, 각각 420[W]의 전등부하(2)에서 취득한 데이터 중 제 3고조파만을 선 그래프를 이용하여 나타낸 것이다. 여기서 알 수 있듯이 열화의 진행에 따라 일정한 증가를 보여주고 있으나, 각각의 케이블 특성에 따라 제 3고조파의 증가가 일정하지 않음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제 1케이블(AA')의 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석 결과를 나타낸 도면으로서, 부하용량 420[W]상태에서 제 1케이블(AA')에 함유된 전체 주파수 성분에 대하여 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT)을 한 것이다. 기본파를 제외한 나머지 고조파 중 제 3고조파를 제외한 고조파들은 열화가 됨에 따라 일정하게 증감하는 현상을 보여주지 않고 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 2케이블(BB')의 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT) 분석결과를 나타낸 도면으로서, 부하용량 420[W]상태에서 제 2케이블(BB')에 함유된 전체 주파수 성분에 대하여 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform : FFT)을 한 것이다. 기본파를 제외한 나머지 고조파 중 제 3고조파를 제외한 고조파들은 열화가 됨에 따라 일정하게 증감하는 현상을 보여주지 않고 있다.
이와 같이 주파수 분석을 이용한 상태감시 방법에 있어 바탕이 되는 이론은 전력케이블의 지속적인 열화 진행은 케이블에 흐르는 전류에 영향을 미친다는 것이며, 이러한 기본이론을 바탕으로 원자력발전소의 전력케이블이 시설된 배전 계통에적용 및 추정해보면 계통전압 및 전류 주파수의 왜형과의 관계는 다음과 같다.
즉, 전원이 되는 계통전압이 기본파만으로 구성되어 있다고 가정하였을 때, 접지선에 흐르는 전류도 기본파만 존재하며, 전압 주파수는 접지선 전류의 주파수와 유사하게 된다. 이러한, 배전선의 전압은 일반적으로 고조파가 함유되어 있으며, 원자력발전소의 전력케이블은 일종의 콘덴서로 볼 수 있기 때문에 접지선에 흐르는 전류에는 고조파성분이 강조된다. 이와 같은 원리를 바탕으로 하여 운전중 기기의 절연체에 흐르는 교류전류를 검출하여 원자력발전소 전력케이블의 절연체 열화진단을 하는 방법을 도출해 낼 수 있다.
그리고, 전력케이블 절연체의 전류 특성이 비선형이고 각 열화의 진행도 전체적으로 비선형의 정도가 강한 경우에는 각 상의 절연체에 흐르는 교류전류의 주파수가 왜형 되어 기본파 성분 이외에도 3차, 5차, 7차등의 고조파 성분이 포함되며, 이러한 고조파 성분의 함유율은 열화의 진행에 따라 증가한다. 특히, 기본파를 비롯하여 포함되는 각 고조파 중에서 함유율이 가장 큰 제 3고조파 성분만으로 열화를 판정하는 경우에는 검출된 제 3고조파의 성분을 분석하여 최초에 포함되어져 있던 제 3고조파와 비교함으로서 열화의 진행도를 파악할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법을 적용하기 위한 시스템 구성도로서, 전력케이블의 열화를 검출하고 판별하는 전체동작을 제어하는 마이컴(10)과, 부하로 공급되는 A, B, C 각 상의 상전류를 검출하는 전류트랜스()와, 전류트랜스()에서 검출된 전류신호를 출력하는 전류신호 출력부(20)와, 전류신호 출력부(20)의 출력신호를 특정 고조파성분을 필터링 하는 고조파 필터부(30)와, 상기 고조파 필터부(30)로부터 필터링 된 출력신호를 증폭하는 증폭부(40)와, 상기 증폭부(30)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 마이컴(10)에 입력시키는 A/D변환기(50)와, 상기 마이컴(10)의 제어에 따라 전력케이블의 열화상태를 표시하는 표시부(60)와, 상기 마이컴(10)의 동작프로그램을 저장함과 아울러 열화판정에 필요한 데이터들을 저장하고 있는 메모리부(70)와, 상기 마이컴(10)의 제어에 따라 열화전ㆍ후 전력케이블의 특정 고조파성분을 비교하기 위한 비교부(80)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 특정 고조파성분은 제 3고조파 성분으로 이루어짐이 바람직하다.
이와 같은 시스템을 구성하는 요소들은 일체로 내장시켜 휴대용 장치로서 구성될 수 있으며, 이러한 휴대용 장치는 전력케이블 상에서 자유로이 이동하며 열화정도를 판별할 수도 있게 된다.
따라서, 상기한 바와 같이 본 발명은 발전소의 전력케이블에 흐르는 전류중 열화가 진행됨에 따라 일정한 증감을 보여주는 특정 고조파를 이용하여 열화에 의한 전력케이블의 상태 변화를 관찰하여 사고를 미연에 방지할 수 있고, 전력케이블의 잔존 수명을 예측할 수 있으며, 하드웨어의 구현을 쉽고 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 고조파를 이용한 원자력발전소 전력케이블의 상태감시방법 및 그 시스템에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

Claims (4)

  1. 전력케이블의 열화에 대한 상태 감시 방법에 있어서,
    상기 열화 전, 후 전력케이블의 전류신호를 검출하는 단계;
    상기 검출된 전류신호 중 제3고조파 성분의 전류신호를 필터링하는 단계;
    상기 필터링 된 제3고조파 성분의 전류신호를 증폭시키는 단계;
    상기 증폭된 제 3고조파 성분의 전류신호를 출력 및 저장시키는 단계;
    상기 증폭된 열화 전, 후 전력 케이블의 제 3고조파 성분에 대해 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT) 분석을 통해 전류신호가 동일한가를 비교 판단하는 단계;
    상기 비교 판단 단계에서 열화 전, 후 전력케이블의 제3고조파 성분에 대한 전류신호 함유량이 서로 다를 경우, 상기 전류신호의 함유량에 따라 열화정도가 가속되고, 열화정도에 따라 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)을 통한 수치의 크기가 지수적으로 증가하는 원리를 이용하여 전력케이블의 열화정도를 판별하는 단계; 및
    상기 비교판단 단계에서 열화 전, 후 전력케이블의 제 3고조파 성분에 대한 전류신호 함유량이 서로 같을 경우, 전력케이블에 열화가 발생하지 않았거나 아주 미약한 열화의 진행을 나타내는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전력케이블의 열화에 대한 상태 감시시스템에 있어서,
    전력케이블의 열화를 검출하고 판별하는 전체동작을 제어하는 마이컴(10);
    부하로 공급되는 A, B, C 각 상의 상전류를 검출하는 전류트랜스();
    상기 전류트랜스()에서 검출된 전류신호를 출력하는 전류신호 출력부(20);
    상기 전류신호 출력부(20)의 출력신호를 특정 고조파성분을 필터링 하는 고조파 필터부(30);
    상기 고조파 필터부(30)로부터 필터링 된 출력신호를 증폭하는 증폭부(40);
    상기 증폭부(30)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 마이컴(10)에 입력시키는 A/D변환기(50);
    상기 마이컴(10)의 제어에 따라 전력케이블의 열화상태를 표시하는 표시부(60);
    상기 마이컴(10)의 동작프로그램을 저장함과 아울러 열화판정에 필요한 데이터들을 저장하고 있는 메모리부(70);
    상기 마이컴(10)의 제어에 따라 열화전ㆍ후 전력케이블의 특정 고조파성분을 비교하기 위한 비교부(80)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시시스템.
KR10-2002-0012879A 2002-03-11 2002-03-11 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 시스템 KR100449275B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0012879A KR100449275B1 (ko) 2002-03-11 2002-03-11 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0012879A KR100449275B1 (ko) 2002-03-11 2002-03-11 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030073347A KR20030073347A (ko) 2003-09-19
KR100449275B1 true KR100449275B1 (ko) 2004-09-22

Family

ID=32224197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0012879A KR100449275B1 (ko) 2002-03-11 2002-03-11 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100449275B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113884764B (zh) * 2021-09-27 2024-05-03 国网新疆电力公司哈密供电公司 一种配电电缆谐波异动的监测系统的预警方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07239355A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 電力ケーブルの絶縁劣化診断方法
JPH09184866A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Sumitomo Electric Ind Ltd ケーブルの活線下劣化診断方法
WO1999053329A1 (fr) * 1998-04-14 1999-10-21 The Furukawa Electric Co., Ltd. Procede pour diagnostiquer la deterioration d'un cable electrique
JP2000009788A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Sumitomo Electric Ind Ltd ケーブルの劣化診断方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07239355A (ja) * 1994-02-28 1995-09-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 電力ケーブルの絶縁劣化診断方法
JPH09184866A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Sumitomo Electric Ind Ltd ケーブルの活線下劣化診断方法
WO1999053329A1 (fr) * 1998-04-14 1999-10-21 The Furukawa Electric Co., Ltd. Procede pour diagnostiquer la deterioration d'un cable electrique
JP2000009788A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Sumitomo Electric Ind Ltd ケーブルの劣化診断方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
서 적(교류 과전시에 케이블 절연체에 흐르는 전류 중 손실전류 성분을 인출하여 손실전류에 포함되는 제3고조파를 절연진단에 사용하는 케이블 측정 방법. [p39 참조],2004. 3) *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030073347A (ko) 2003-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karden et al. A method for measurement and interpretation of impedance spectra for industrial batteries
US7292048B2 (en) Method and apparatus for measuring a dielectric response of an electrical insulating system
US7686938B2 (en) Quantitative, real time measurements of localized corrosion events
FI96994B (fi) Menetelmä johtavien antureiden halkeamapituuksien laskemiseksi
CN108872820B (zh) 高压电流互感器内油浸纸绝缘老化状态的评估方法及系统
KR20040072249A (ko) 교류 임피던스 측정기술을 이용한 포터블용 배터리팩비파괴 평가 장치와 이를 이용한 다채널 측정 시스템 및방법
Hallemans et al. Operando electrochemical impedance spectroscopy and its application to commercial Li-ion batteries
US20050212534A1 (en) Method and apparatus for monitoring corrosion
US6747456B2 (en) Electro-chemical deterioration test method and apparatus
US20130187389A1 (en) Method for predictive monitoring of switch contactors and system therefor
Astafev et al. Detrending and other features of data processing in the measurements of electrochemical noise
KR100449275B1 (ko) 고조파를 이용한 전력케이블의 상태감시방법 및 시스템
US20200064406A1 (en) Method for diagnosing a technical system
KR102280292B1 (ko) 폐 배터리 모듈의 임피던스 스펙트럼 측정 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치
EP1031044B1 (en) Electro-chemical deterioration test method and apparatus
JP2012083142A (ja) 二次電池の内部抵抗演算装置
JP2018189620A (ja) 部分放電、コロナ放電および沿面放電（以下コロナ放電等と表記）の放電量検出による絶縁物余寿命測定装置
CN111965497A (zh) 一种高压电缆早期缺陷联合诊断方法
Tsujimoto et al. Development of on-site diagnostic method for XLPE cable by harmonics in AC loss current
RU2730535C1 (ru) Устройство для контроля качества электрической изоляции
RU2532762C1 (ru) Способ диагностики и оценки остаточного ресурса электроприводов переменного тока
Hoff et al. On-site dielectric diagnostics of power cables using the isothermal relaxation current measurements
James et al. Interpretation of partial discharge quantities as measured at the terminals of HV power transformers
JP2012042422A (ja) 電力ケーブルの劣化判定方法
Cabanas et al. A new methodology for applying the FFT to induction motor on-line diagnosis

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090828

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee