KR100525830B1 - On-line partial discharge measuring system using high voltage contacting method for mold transfomer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템에 관한 것으로, 몰드변압기의 고압측 권선 인출단에 연결 설치되어, 고압측 권선에 인가되는 교류성분으로부터 상용주파수를 포함한 저주파 성분은 제거하고, 부분방전(Partial Discharge) 신호를 포함하는 고주파 성분은 통과시켜 부분방전 펄스 아날로그 신호로 출력하는 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서와; 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서에 연결되어, 이로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호로부터 외부잡음 신호를 제거하여 생성된 부분방전 신호를 분석하여 부분방전 정보로 출력하는 부분방전 측정장치를 포함하여 구성함으로써 현장에서 운전중인 다양한 전압 및 용량을 가진 고압 몰드변압기의 고압측 권선에서 발생되는 부분방전 현상을 간편하게 측정하여 관리할 수 있어, 고압 몰드변압기의 상태 감시가 용이해 설비의 안정적인 운전, 돌발사고시의 유연한 대처 및 유지보수에 기여할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a high voltage side winding contact type online partial discharge measurement system for a mold transformer, and is connected to the high voltage side winding lead-out of the mold transformer to remove low frequency components including commercial frequencies from the AC component applied to the high voltage side winding. And a high-pressure ceramic sensor for partial discharge measurement, which passes a high frequency component including a partial discharge signal and outputs the partial discharge pulse analog signal; And a partial discharge measuring device connected to the high voltage ceramic sensor for measuring partial discharge and analyzing the partial discharge signal generated by removing external noise signals from the partial discharge pulse analog signal output therefrom and outputting the partial discharge information as partial discharge information. Therefore, it is possible to easily measure and manage the partial discharge phenomena generated in the high-voltage winding of the high-pressure mold transformer with various voltages and capacities operating in the field, and to easily monitor the condition of the high-pressure mold transformer. It is intended to contribute to flexible coping and maintenance.
Description
본 발명은 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템에 관한 것으로, 특히 현장에서 사용중인 몰드변압기 고압측 권선 절연물에서 발생되는 부분방전 현상을 측정하여 몰드변압기의 절연상태를 판단하도록 한 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a high-pressure side winding contact online partial discharge measuring system for a mold transformer, and in particular, a mold for determining the insulation state of a mold transformer by measuring a partial discharge phenomenon occurring in a high-pressure side winding insulation of a mold transformer in use in the field. High voltage side winding contact on-line partial discharge measurement system for transformers.
권선과 철심이 절연유에 잠겨있는 일반 변압기의 경우 변압기 내부에서 부분방전이 발생하면 국부적인 발열이 동반되고, 그 발생되는 열에 의해 주변의 절연유가 급격한 압축을 받아 펄스 형태의 초음파가 수반된다. 따라서, 일반 변압기의 경우 통상적으로 초음파 센서를 이용해 변압기 내부에서 발생하는 부분방전을 검출하여 측정한다.In the case of a general transformer in which windings and iron cores are immersed in insulating oil, when partial discharge occurs inside the transformer, local heating is accompanied, and the surrounding insulating oil is suddenly compressed by the generated heat, and the ultrasonic wave in the form of pulse is accompanied. Therefore, in the case of a general transformer, a partial discharge occurring inside the transformer is usually detected by using an ultrasonic sensor and measured.
상기의 권선과 철심이 절연유에 잠겨있는 일반 변압기와는 달리 몰드변압기는 권선을 에폭시 수지 등의 수지를 사용하여 고체 절연화시킨 변압기로, 상기한 권선과 철심이 절연유에 잠겨있는 일반 변압기에 비해 난연성 및 내온성을 가지고 경화시 가스발생이 없어 환경오염방지에 유리하다.Unlike the general transformer in which the winding and the iron core are immersed in the insulating oil, the mold transformer is a transformer insulated the winding using a resin such as epoxy resin. And since it has temperature resistance and there is no gas generation during curing, it is advantageous to prevent environmental pollution.
상기한 몰드변압기의 부분방전을 측정하는 기술로는 등록실용신안 제 134059 호(1998. 10. 16) '수지모울드 변압기의 부분방전 측정장치'에서 제시한 것과 같은 기술 등이 있었다.As a technique for measuring the partial discharge of the mold transformer described above, there was a technique such as that proposed in the Utility Model Registration No. 134059 (1998. 10. 16) 'the partial discharge measuring device of the resin mold transformer'.
상기 등록실용신안 제 134059 호에서 제시한 부분방전 측정장치는 수지모울드된 다수의 유니트 코일(고압측 권선) 중의 두 탭코일의 탭단자에서 각각 리드된 매입 리드선 사이에 고주파변류기, 저항, 정전용량, 인덕턴스 소자 중 어느 하나로 이루어진 부분방전 검출센서와 결합캐패시터(Coupling Capacitor)의 직렬접속체와, 상기 부분방전 검출센서에 의해 검출된 신호를 감쇠시키는 감쇄기와, 상기 감쇄기로부터의 출력신호를 소정의 레벨로 증폭하는 증폭회로와, 이 증폭회로의 출력신호의 크기를 표시하는 지시계로 구성되어 매입 리드선과 유니트 코일 사이에서 발생하는 보이드 코로나를 검출하여 부분방전을 측정하였다.The partial discharge measuring device proposed in the above-mentioned registered utility model No. 134059 includes a high frequency current transformer, a resistance, a capacitance, A series connection of a partial discharge detection sensor and a coupling capacitor composed of any one of inductance elements, an attenuator for attenuating the signal detected by the partial discharge detection sensor, and an output signal from the attenuator at a predetermined level. The amplification circuit to amplify and the indicator which displays the magnitude | size of the output signal of this amplification circuit were comprised, and the partial discharge was measured by detecting the void corona which arises between an embedded lead wire and a unit coil.
상기한 등록실용신안 제 134059 호에서 제시한 부분방전 측정장치는 고압측 접지선인 매입 리드선에 흐르는 전류로부터 부분방전 펄스를 검출하도록 한 기술이다.The partial discharge measuring device proposed in the above-described registered utility model No. 134059 is a technique for detecting the partial discharge pulse from the current flowing through the buried lead wire, which is the high-voltage side ground wire.
이와는 달리, 본 발명자는 몰드변압기의 운전중에 고압측 권선에서 발생하는 부분방전을 측정하여 고압 몰드변압기의 상태감시와 유지보수에 기여할 수 있는 새로운 방식의 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템에 관한 연구를 하게되었다.On the contrary, the present inventors measure the partial discharge generated in the high voltage winding during the operation of the mold transformer, thereby contributing to the monitoring and maintenance of the high pressure mold transformer. I did research on the system.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 현장에서 사용중인 몰드변압기 고압측 권선 절연물에서 발생되는 부분방전 현상을 측정하여 몰드변압기의 절연상태를 판단하도록 한 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been invented under the above-mentioned purpose, and the high voltage side winding contact type on-line partial discharge for a mold transformer for determining the insulation state of the mold transformer by measuring the partial discharge phenomenon occurring in the high voltage side winding insulation of the mold transformer in use in the field. The aim is to provide a measurement system.
본 발명의 또 다른 목적은 적어도 2 이상의 직렬연결된 구조를 가지는 세라믹 소자를 포함하는 고전압 내성이 강한 고압 세라믹 센서를 채용하되, 몰드변압기의 운전전압이 높은 경우 상기 직렬연결되는 세라믹 소자의 수를 증가시킴으로써 고전압 몰드변압기의 부분방전 현상 측정에 용이하게 적용 가능한 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to adopt a high voltage resistant high pressure ceramic sensor including a ceramic element having at least two series connected structures, and by increasing the number of ceramic elements connected in series when the operating voltage of the mold transformer is high. The present invention provides an on-line partial discharge measuring system for a high voltage side winding contact for a mold transformer that can be easily applied to measuring a partial discharge phenomenon of a high voltage mold transformer.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템은 몰드변압기의 고압측 권선 인출단에 연결 설치되어, 고압측 권선에 인가되는 교류성분으로부터 상용주파수를 포함한 저주파 성분은 제거하고, 부분방전(Partial Discharge) 신호를 포함하는 고주파 성분은 통과시켜 부분방전 펄스 아날로그 신호로 출력하는 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서와: 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서에 연결되되, 이로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호로부터 외부잡음 신호를 제거하여 부분방전 신호만을 출력하는 고주파 필터와, 상기 고주파 필터에 의해 출력된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 출력하는 A/D 컨버터와, 상기 A/D 컨버터에 의해 출력된 디지탈 신호로부터 부분방전 현상을 분석하는 마이크로프로세서를 포함하는 신호처리용 변환기와; 부분방전 진단용 분석 모듈을 내장하여 상기 신호처리용 변환기로부터의 분석신호를 처리하여 화면출력양식으로 가공하고, 이 가공된 화면출력양식에 따라 부분방전 정보를 화면 출력하는 디스플레이용 컴퓨터를 포함하는 부분방전 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the high voltage side winding contact online partial discharge measuring system for a mold transformer according to the present invention is connected to the high voltage side winding lead-out end of the mold transformer, A high-pressure ceramic sensor for partial discharge measurement, which removes low frequency components including commercial frequencies from an applied AC component and passes high frequency components including a partial discharge signal to output a partial discharge pulse analog signal: the partial discharge A high frequency filter connected to the high-pressure ceramic sensor for measurement and outputting only a partial discharge signal by removing external noise signals from the partial discharge pulse analog signal output therefrom, and converting the analog signal output by the high frequency filter into a digital signal An A / D converter for outputting and a digital output by the A / D converter Signaling converter comprising a microprocessor to analyze the partial discharge phenomenon from the call, and; Partial discharge including a display computer for embedding a partial discharge diagnostic analysis module to process the analysis signal from the signal processing converter to form a screen output form, and output the partial discharge information according to the processed screen output form Characterized in that it comprises a measuring device.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템은 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서가 상기 몰드변압기의 고압측 권선 인출단에 기계적으로 연결되어, 고압측 권선에 인가되는 교류성분을 인입하는 고압측 권선 연결부와; 상기 고압측 권선 연결부로부터 인입된 교류 성분으로부터 상용주파수를 포함한 저주파 성분은 제거하고, 부분방전 신호를 포함하는 고주파 성분은 통과시켜 부분방전 펄스 아날로그 신호로 출력하는 세라믹 소자와; 상기 부분방전 측정장치와 동축케이블을 통해 연결되어, 상기 세라믹 소자로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호를 상기 부분방전 측정장치로 인출하는 검출신호 인출부와; 상기 세라믹 소자 양단에 설치되어 세라믹 소자를 지지하되, 상기 고압측 권선 연결부에 의해 인입되는 교류 성분을 상기 세라믹 소자로 전송하고, 상기 세라믹 소자로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호를 상기 검출신호 인출부로 전송하는 전극부와; 상기 세라믹 소자 및 그 양단에 설치되는 전극부의 외부에 에폭시 절연물을 포함하는 함침제를 진공함침 처리하여 형성함으로써, 내부에 설치되는 상기 세라믹 소자의 연면방전(Surface Discharge) 내력을 향상하는 동시에 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서의 기계적 구조를 유지시키는 절연외함을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an additional aspect of the present invention, the high voltage side winding contact type online partial discharge measuring system for a mold transformer according to the present invention is characterized in that the high pressure ceramic sensor for measuring the partial discharge is mechanically connected to the high voltage side winding lead-out end of the mold transformer. A high voltage side winding connecting part for introducing an AC component applied to the high voltage side winding; A ceramic device for removing a low frequency component including a commercial frequency from an alternating current component drawn from the high voltage side winding connection unit, and passing a high frequency component including a partial discharge signal to output a partial discharge pulse analog signal; A detection signal extracting unit connected to the partial discharge measuring apparatus through a coaxial cable and for extracting a partial discharge pulse analog signal output from the ceramic element to the partial discharge measuring apparatus; It is installed at both ends of the ceramic element to support the ceramic element, and transmit the AC component drawn by the high voltage side winding connection to the ceramic element, and transmits the partial discharge pulse analog signal output from the ceramic element to the detection signal extraction unit. An electrode unit; By forming a vacuum impregnating agent containing an epoxy insulator on the outside of the ceramic element and the electrode portion provided at both ends thereof, to improve the surface discharge resistance of the ceramic element installed therein and to measure the partial discharge It characterized in that it comprises an insulating enclosure for maintaining the mechanical structure of the high pressure ceramic sensor for.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템은 상기 세라믹 소자가 적어도 2 이상 직렬연결된 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.According to an additional aspect of the present invention, the high voltage side winding contact online partial discharge measuring system for a mold transformer according to the present invention is characterized in that the ceramic element has a structure in which at least two or more are connected in series.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention.
도 1 은 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템의 블럭도이다.1 is a block diagram of a high pressure side winding contact online partial discharge measurement system for a mold transformer according to the present invention.
도면에 도시한 바와같이, 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템은 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)와, 부분방전 측정장치(200)를 포함한다.As shown in the drawings, the high voltage side winding contact type online partial discharge measurement system for a mold transformer according to the present invention includes a high pressure ceramic sensor 100 for partial discharge measurement and a partial discharge measurement apparatus 200.
상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)는 현장에서 사용중인 몰드변압기(300) 고압측 권선(310) 인출단에 연결 설치되어, 고압측 권선(310) 절연물에서 발생되는 부분방전 신호를 검출한다.The high voltage ceramic sensor 100 for measuring the partial discharge is connected to the outlet of the high voltage side winding 310 of the mold transformer 300 being used in the field, and detects the partial discharge signal generated from the high voltage side winding 310 insulator. .
이때, 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)는 고압측 권선(310)에 인가되는 교류성분으로부터 상용주파수를 포함한 저주파 성분은 제거하고, 부분방전(Partial Discharge) 신호를 포함하는 고주파 성분은 통과시켜 부분방전 펄스 아날로그 신호로 출력함으로써 부분방전 신호를 검출한다.In this case, the high voltage ceramic sensor 100 for measuring the partial discharge removes low frequency components including commercial frequencies from the alternating current component applied to the high voltage side winding 310, and passes the high frequency components including the partial discharge signal. The partial discharge signal is detected by outputting it as a partial discharge pulse analog signal.
상기 부분방전 측정장치(200)는 신호처리용 변환기(210)와, 디스플레이용 컴퓨터(220)를 포함하며, 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)와 연결되어 상기 몰드변압기(300)에 거치형 또는 이동형으로 설치 가능하고, 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)에 의해 검출된 부분방전 신호로부터 부분방전 현상을 상기 신호처리용 변환기(210)를 통해 분석하여 상기 디스플레이용 컴퓨터(220)를 통해 표시한다.The partial discharge measuring apparatus 200 includes a signal processing converter 210 and a display computer 220, and is connected to the high pressure ceramic sensor 100 for measuring partial discharge and mounted on the mold transformer 300. Alternatively, the display computer 220 may be installed in a movable type, and the partial discharge phenomenon may be analyzed from the partial discharge signal detected by the high voltage ceramic sensor 100 for measuring the partial discharge through the converter 210 for signal processing. Display through.
따라서, 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템은 현장에서 사용중인 몰드변압기(300) 고압측 권선(310) 절연물에서 발생되는 부분방전 신호를 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)를 통해 검출하고, 상기 부분방전 측정장치(200)를 통해 검출된 부분방전 신호로부터 부분방전 현상을 분석하여 표시하게 된다.Therefore, the high voltage side winding contact type online partial discharge measuring system for a mold transformer according to the present invention transmits a partial discharge signal generated from an insulator of the high voltage side winding 310 of a mold transformer 300 in use in the field. The sensor 100 detects and displays the partial discharge phenomenon from the partial discharge signal detected by the partial discharge measuring apparatus 200.
도 1 에서 미설명 부호 320 은 전선이나 부하를 연결하기 위한 선로연결부를 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral 320 denotes a line connection part for connecting an electric wire or a load.
도 2 는 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템의 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서의 일실시예의 구성을 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of a high-pressure ceramic sensor for partial discharge measurement of the high-pressure side winding contact type on-line partial discharge measurement system for a mold transformer according to the present invention.
이 실시예에 따른 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)는 고압측 권선 연결부(110)와, 세라믹 소자(120)와, 검출신호 인출부(130)와, 전극부(140)와, 절연외함(150)을 포함한다.The high voltage ceramic sensor 100 for measuring partial discharge according to this embodiment includes a high voltage side winding connection unit 110, a ceramic element 120, a detection signal extracting unit 130, an electrode unit 140, and an insulation enclosure. And 150.
상기 고압측 권선 연결부(110)는 상기 몰드변압기의 고압측 권선 인출단에 기계적으로 연결되어, 고압측 권선에 인가되는 교류성분을 인입한다.The high voltage side winding connection unit 110 is mechanically connected to the high voltage side winding lead end of the mold transformer, and introduces an AC component applied to the high voltage side winding.
즉, 이 고압측 권선 연결부(110)는 도 1 에 도시한 몰드변압기(300)의 고압측 권선(310) 인출단과 기계적으로 지지하는 역할을 하면서 부분방전 신호를 받아들이게 된다. That is, the high voltage side winding connection unit 110 receives a partial discharge signal while mechanically supporting the lead end of the high voltage side winding 310 of the mold transformer 300 illustrated in FIG. 1.
상기 세라믹 소자(120)는 상기 고압측 권선 연결부(110)로부터 인입된 교류 성분으로부터 상용주파수를 포함한 저주파 성분은 제거하고, 부분방전 신호를 포함하는 고주파 성분은 통과시켜 부분방전 펄스 아날로그 신호로 출력한다.The ceramic device 120 removes low frequency components including commercial frequencies from the AC component drawn from the high voltage side winding connection unit 110, and transmits the high frequency components including the partial discharge signals as partial discharge pulse analog signals. .
즉, 상기 세라믹 소자(120)는 몰드변압기의 상기 고압측 권선 절연물에 인가되는 교류신호에서 부분방전 신호 및 외부 잡음신호를 제외한 성분을 제거하여 출력함으로써 상기 부분방전 측정장치(200)에 의해 부분방전 신호분석이 가능하도록 하는 센서로서의 기능을 수행하게 된다.That is, the ceramic element 120 is partially discharged by the partial discharge measuring device 200 by removing and outputting components other than the partial discharge signal and the external noise signal from the AC signal applied to the high voltage side winding insulator of the mold transformer. It serves as a sensor that enables signal analysis.
세라믹(Ceramic)이란 원소주기율표상의 비금속원소(예를 들면 산소, 질소, 붕소, 탄소, 규소 등등)만으로 이루어져 있거나, 또는 비금속원소와 금속원소로 이루어져 있는 물질을 말하며, 세라믹 소자는 세라믹으로 제조된 세라믹콘덴서, 바리스터, 서미스터, 센서 등의 전기/전자 소자를 말한다. 상기 세라믹 소자는 고전압에 잘 견디는 특성을 가지며, 높은 기계적 강도와 내열성 우수하고, 급격한 온도 변화에 의한 영향도 적어 현재 각종 전자재료로 이용된다. 이 세라믹 소자는 구성 물질이나 이들의 성분비에 따라 다양한 특성을 가진다.Ceramic refers to a material composed only of nonmetallic elements (for example, oxygen, nitrogen, boron, carbon, silicon, etc.) on the periodic table of elements, or composed of nonmetallic elements and metal elements. Refers to electrical / electronic devices such as capacitors, varistors, thermistors, and sensors. The ceramic device has a high voltage resistance, excellent mechanical strength and heat resistance, and is less affected by rapid temperature changes, and is currently used in various electronic materials. This ceramic element has various characteristics according to a constituent material and the component ratio thereof.
상기한 세라믹 소자의 제조에 관련된 기술로는 다양한 방법들이 공지되어 시행되고 있으며, 이러한 방법들에 의해 주파수 필터링 기능을 가지도록 제조한 세라믹 소자도 제조되어 왔다.As a technique related to the manufacture of the ceramic device, various methods are known and practiced, and ceramic devices manufactured to have a frequency filtering function have also been manufactured by these methods.
이 실시예에 따른 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서에서 사용하는 세라믹 소자(120)는 몰드변압기의 고압측 권선에 인가되는 교류 성분으로부터 상용주파수를 포함한 저주파 성분을 제거하는 주파수 필터링 기능을 가지도록 세라믹 소자의 구성 화합물의 유전율 및 첨가재의 성분비를 적절하게 조절하여 제조된 것으로, 설계시 부분방전 측정감도 향상을 위해 감쇠특성 5dB 기준으로 할 경우 주파수 응답영역이 10-100MHz를 만족하도록 응답특성을 고려하여 제조하고, 특히, 연면방전 내력을 향상시키고 미세 크랙(Crack)을 방지하기 위하여 세라믹 화합물을 성형압력과 소성조건을 향상시키는 다중강화형으로 제조하였으며, 세라믹 소자(120)의 양쪽 전극면은 은(Ag)으로 프린팅 처리한 후 고온으로 소성시켜 제조하고, 소자간의 접합은 크림 솔더(Cream Solder)를 도포한 후 압력조건 아래서 서냉하여 제조하였다. The ceramic element 120 used in the high-pressure ceramic sensor for partial discharge measurement according to this embodiment has a ceramic element so as to have a frequency filtering function to remove low frequency components including commercial frequencies from the alternating current component applied to the high voltage side winding of the mold transformer. Manufactured by appropriately adjusting the dielectric constant of the constituent compounds and the component ratio of the additives, and considering the response characteristics to satisfy the frequency response region 10-100MHz when the attenuation characteristics 5dB reference to improve the partial discharge measurement sensitivity during design In particular, in order to improve the creepage discharge resistance and prevent micro cracks, the ceramic compound was manufactured in a multi-reinforced type to improve molding pressure and firing conditions, and both electrode surfaces of the ceramic device 120 were silver (Ag). It is manufactured by printing at) and firing at high temperature, and the bonding between elements is made by cream solder. After coating, it was prepared by slow cooling under pressure conditions.
위에서 간략하게 설명한 상기 다중강화형 제조방법에 관련된 기술은 이 출원 이전에 당해 분야에서 다양하게 공지되어 시행되는 통상의 기술이며, 이 출원 발명의 요지에서 벗어난 범위이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하고자 한다.The technology related to the multi-reinforced manufacturing method briefly described above is a conventional technique that is known and practiced in the art before the present application, and is a scope outside the gist of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted. .
한편, 부분방전을 측정하고자하는 몰드변압기의 시험전압에 따라 즉, 몰드변압기의 고압측 권선에 인가되는 전압이 크면 클 수록 상기 세라믹 소자(120)의 두께 및 외경이 커져야 절연파괴되지 않는다.On the other hand, according to the test voltage of the mold transformer to measure the partial discharge, that is, the larger the voltage applied to the high-voltage winding of the mold transformer, the greater the thickness and outer diameter of the ceramic element 120, the greater the dielectric breakdown.
따라서, 본 발명의 부가적인 실시예에 따라 상기 세라믹 소자(120a)(120b)를 두 전극부(140) 사이에 2 이상 직렬연결된 구조를 가지도록 구성하는 것이 바람직하며, 상기 직렬연결되는 세라믹 소자의 수를 증가시킴으로써 운전전압이 매우 높은 몰드변압기들의 부분방전 현상도 용이하게 측정 가능해진다.Therefore, according to an additional embodiment of the present invention, it is preferable to configure the ceramic elements 120a and 120b to have a structure in which two or more electrodes are connected in series between two electrode portions 140, By increasing the number, the partial discharge phenomenon of mold transformers having a very high operating voltage can be easily measured.
상기 검출신호 인출부(130)는 상기 부분방전 측정장치(200)와 동축케이블을 통해 연결되어, 상기 세라믹 소자(120)로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호를 상기 부분방전 측정장치(200)로 인출한다.The detection signal extracting unit 130 is connected to the partial discharge measuring apparatus 200 through a coaxial cable, and extracts a partial discharge pulse analog signal output from the ceramic element 120 to the partial discharge measuring apparatus 200. do.
즉, 상기 세라믹 소자(120)에 의해 상용주파수를 포함한 저주파 성분이 제거된 부분방전 신호를 포함하는 고주파 성분이 부분방전 펄스 아날로그 신호로 출력되면 상기 검출신호 인출부(130)가 이를 부분방전 측정장치(200)로 전송한다.That is, when the high frequency component including the partial discharge signal from which the low frequency component including the commercial frequency is removed by the ceramic element 120 is output as the partial discharge pulse analog signal, the detection signal extracting unit 130 may output the partial discharge measurement device. Send to 200.
상기 전극부(140)는 상기 세라믹 소자(120) 양단에 설치되어 세라믹 소자(120)를 지지하되, 상기 고압측 권선 연결부(110)에 의해 인입되는 교류 성분에 포함된 부분방전 펄스를 상기 세라믹 소자(120)로 전송하고, 상기 세라믹 소자(120)로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호를 상기 검출신호 인출부(130)로 전송한다.The electrode unit 140 is installed at both ends of the ceramic element 120 to support the ceramic element 120, but the partial discharge pulse included in the AC component introduced by the high-voltage side winding connection 110, the ceramic element And transmits the partial discharge pulse analog signal output from the ceramic element 120 to the detection signal extracting unit 130.
이 전극부(140)는 구리(Cu) 금속으로 상기 절연외함(150)과 함께 상기 세라믹 소자(120)를 기계적으로 견고하게 지지하며, 상기 고압측 권선 연결부(110)를 통해 교류 신호를 인입하고, 상기 세라믹 소자(120)로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호를 상기 검출신호 인출부(130)를 통해 부분방전 측정장치(200)로 전송한다.The electrode unit 140 is a copper (Cu) metal and mechanically and firmly supports the ceramic element 120 together with the insulating enclosure 150, and receives the AC signal through the high-voltage side winding connection 110 The partial discharge pulse analog signal output from the ceramic element 120 is transmitted to the partial discharge measuring apparatus 200 through the detection signal extractor 130.
상기 절연외함(150)은 상기 세라믹 소자(120) 및 그 양단에 설치되는 전극부(140)의 외부에 에폭시 절연물을 포함하는 함침제를 진공함침 처리하여 형성함으로써, 그 내부에 설치되는 상기 세라믹 소자의 연면방전(Surface Discharge) 내력을 향상하는 동시에 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서의 기계적 구조를 유지시킨다.The insulating enclosure 150 is formed by vacuum impregnation of an impregnant including an epoxy insulator on the outside of the ceramic element 120 and the electrode unit 140 installed at both ends thereof, thereby providing the ceramic element installed therein. Its surface discharge resistance is improved, while maintaining the mechanical structure of the high-pressure ceramic sensor for partial discharge measurement.
즉, 상기 절연외함(150)은 도면에 도시한 바와같이 갓 형상을 가지고 상기 세라믹 소자(120) 및 그 양단에 설치되는 전극부(140)의 외부를 기계적으로 지지하며, 에폭시 등의 절연물을 이용해 함침처리함에 의해 상기 세라믹 소자(120)의 표면에 미세 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 동시에 세라믹 소자(120)의 표면에 흐르는 연면방전을 방지할 수 있게 된다.That is, the insulating enclosure 150 has a lampshade shape as shown in the drawing and mechanically supports the outside of the ceramic element 120 and the electrode unit 140 installed at both ends thereof, and uses an insulator such as epoxy. By impregnation treatment, it is possible to prevent the occurrence of minute cracks on the surface of the ceramic element 120, and at the same time it is possible to prevent the surface discharge flowing on the surface of the ceramic element 120.
상기 연면방전은 두 전극간에 고전압이 인가될 때 두 전극간의 절연물 표면을 따라서 방전이 일어나는 현상을 말한다.The creeping discharge refers to a phenomenon in which a discharge occurs along an insulator surface between two electrodes when a high voltage is applied between the two electrodes.
상기 두 전극부(140) 사이에 위치하는 세라믹 소자(120)의 표면에는 고전압이 인가됨에 따라 연면방전이 일어나게 되는데, 상기 두 전극부(140) 사이에 위치하는 세라믹 소자(120)의 직렬연결된 수가 많으면 많을수록 세라믹 소자들의 총 표면적이 늘어나게되어 연면방전 발생전압이 커지게 된다. 이 연면방전이 적으면 적을수록 부분방전 측정감도가 향상되게 되는데, 본원 발명에서는 상기 세라믹 소자(120)의 외부를 상기 절연외함(150)으로 함침처리함으로써 연면방전 내력을 향상시키게 된다.Creeping discharge occurs as a high voltage is applied to the surface of the ceramic element 120 positioned between the two electrode portions 140, and the number of series elements of the ceramic elements 120 positioned between the two electrode portions 140 is increased. The more, the more the total surface area of the ceramic element is increased, the greater the creepage discharge generation voltage. The smaller the creepage discharge, the more the partial discharge measurement sensitivity is improved. In the present invention, the creepage discharge strength is improved by impregnating the outside of the ceramic element 120 with the insulating enclosure 150.
따라서, 이 실시예에 따른 측정용 고압 세라믹 센서(100)는 상기 고압측 권선 연결부(110)에 의해 상기 몰드변압기의 고압측 권선에서 발생되는 부분방전 펄스 성분을 포함한 교류전압 성분이 인입되어 상기 전극부(140)를 통해 세라믹 소자(120)로 전송된다.Therefore, the high voltage ceramic sensor 100 for measurement according to this embodiment receives the AC voltage component including the partial discharge pulse component generated in the high voltage side winding of the mold transformer by the high voltage side winding connection 110. It is transmitted to the ceramic element 120 through the unit 140.
그러면, 상기 세라믹 소자(120)가 상기 고압측 권선 연결부(110)로부터 인입된 교류 성분으로부터 상용주파수를 포함한 저주파 성분은 제거하고, 부분방전 신호를 포함하는 고주파 성분은 통과시켜 부분방전 펄스 아날로그 신호로 출력한다.Then, the ceramic element 120 removes the low frequency components including the commercial frequency from the AC component drawn from the high voltage side winding connection unit 110, and passes the high frequency components including the partial discharge signal to the partial discharge pulse analog signal. Output
이 출력된 부분방전 펄스 아날로그 신호는 상기 전극부(140)를 통해 상기 검출신호 인출부(130)로 전송되고, 상기 검출신호 인출부(130)를 통해 상기 부분방전 측정장치(200)로 전송된다.The output partial discharge pulse analog signal is transmitted to the detection signal extraction unit 130 through the electrode unit 140, and is transmitted to the partial discharge measurement apparatus 200 through the detection signal extraction unit 130. .
따라서, 이 실시예에 따른 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서는 현장에서 사용중인 몰드변압기 고압측 권선에 인가된 교류신호에 포함된 부분방전을 검출하고, 몰드변압기의 운전전압에 따라 세라믹 소자의 갯수를 달리하여 적용할 수 있게 된다.Accordingly, the high voltage ceramic sensor for measuring partial discharge according to this embodiment detects partial discharge included in an AC signal applied to the high voltage side winding of the mold transformer in use in the field, and measures the number of ceramic elements according to the operating voltage of the mold transformer. It can be applied differently.
도 3 은 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템의 신호처리용 변환기의 일실시예의 블럭도이다.Figure 3 is a block diagram of one embodiment of a signal processing converter of the high-pressure side winding contact online partial discharge measurement system for a mold transformer according to the present invention.
도면에 도시한 바와같이, 이 실시예에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템의 신호처리용 변환기(210)는 고주파 필터(211)와, A/D 컨버터(212)와, 마이크로프로세서(213)을 포함한다.As shown in the figure, the converter 210 for signal processing of the high voltage side winding contact type online partial discharge measurement system for a mold transformer according to this embodiment includes a high frequency filter 211, an A / D converter 212, Microprocessor 213 is included.
상기 고주파 필터(211)는 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호를 증폭한다. 즉, 상기 고주파 필터(211)는 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)로부터 출력되는 부분방전 펄스 아날로그 신호로부터 외부잡음 신호를 제거하여 부분방전 신호만을 출력한다.The high frequency filter 211 amplifies the partial discharge pulse analog signal output from the high voltage ceramic sensor 100 for measuring the partial discharge. That is, the high frequency filter 211 removes an external noise signal from the partial discharge pulse analog signal output from the high voltage ceramic sensor 100 for measuring the partial discharge and outputs only the partial discharge signal.
상기 A/D 컨버터(212)는 상기 고주파 필터(211)에 의해 출력된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 출력한다.The A / D converter 212 converts the analog signal output by the high frequency filter 211 into a digital signal and outputs the digital signal.
상기 마이크로프로세서(213)는 상기 A/D 컨버터(212)에 의해 출력된 디지탈 신호로부터 부분방전 현상을 분석한다.The microprocessor 213 analyzes the partial discharge phenomenon from the digital signal output by the A / D converter 212.
예컨데, 현장에 설치된 3상 몰드변압기의 부분방전을 측정한다 가정하면, 해당 몰드변압기의 각상의 고압측 권선에 인가된 교류로부터 상기 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서(100)가 부분방전을 검출하여 부분방전 펄스 아날로그 신호를 상기 부분방전 측정장치(200)로 출력한다. 그러면, 상기 신호처리용 변환기(210)의 상기 고주파 필터(211)가 상기 부분방전 펄스 아날로그 신호로부터 외부잡음 신호를 제거하여 부분방전 신호만을 출력하고, 상기 A/D 컨버터(212)가 상기 고주파 필터(211)에 의해 출력된 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 출력한다. 그러면, 상기 마이크로프로세서(213)는 상기 A/D 컨버터(213)에 의해 출력된 디지탈 신호로부터 부분방전 현상을 분석하고 이를 디스플레이용 컴퓨터(220)로 전송한다.For example, assuming that a partial discharge of a three-phase mold transformer installed in the field is measured, the high-pressure ceramic sensor 100 for measuring partial discharge detects a partial discharge from an alternating current applied to the high-voltage winding of each phase of the mold transformer. The discharge pulse analog signal is output to the partial discharge measuring apparatus 200. Then, the high frequency filter 211 of the signal processing converter 210 removes an external noise signal from the partial discharge pulse analog signal to output only a partial discharge signal, and the A / D converter 212 outputs the high frequency filter. The analog signal output by 211 is converted into a digital signal and output. Then, the microprocessor 213 analyzes the partial discharge phenomenon from the digital signal output by the A / D converter 213 and transmits it to the display computer 220.
상기 디스플레이용 컴퓨터(220)는 부분방전 진단용 분석 모듈을 내장하여 상기 신호처리용 변환기(210)로부터의 분석신호를 처리하여 화면출력양식으로 가공하고, 이 가공된 화면출력양식에 따라 부분방전 정보를 화면 출력한다.The display computer 220 incorporates a partial discharge diagnostic analysis module to process an analysis signal from the signal processing converter 210 to process the screen output form, and to process the partial discharge information according to the processed screen output form. Print the screen.
즉, 상기 디스플레이용 컴퓨터(220)는 소프트웨어의 형태로 존재하여 상기 신호처리용 변환기(210)로부터 출력된 분석신호를 처리하여 화면출력하도록 처리하는 부분방전 진단용 분석 모듈을 통해 몰드변압기의 고압측 권선에서 발생되는 부분방전의 크기나 발생빈도를 2차원 또는 3차원 그래프 등의 화면출력양식으로 가공하여 출력함으로써 부분방전 정보를 측정자에게 표시한다.That is, the display computer 220 exists in the form of software, and the high voltage side winding of the mold transformer is provided through a partial discharge diagnostic analysis module which processes and outputs an analysis signal output from the signal processing converter 210 to a screen output. The partial discharge information is displayed to the measurer by processing the size and frequency of the partial discharge generated in the screen into a screen output form such as a two-dimensional or three-dimensional graph.
따라서, 현장에서 사용중인 몰드변압기의 고압측 권선에 본 발명에 따른 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서와 부분방전 측정장치를 측정자가 휴대하고 다니며 설치하여 부분방전을 측정하는 이동형의 형태로, 또는 현장에 고정하여 설치하고 측정자가 도착하여 부분방전을 확인하는 형태로 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 부분방전 측정시스템을 실제 적용할 수 있어, 상기에서 제시한 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템의 목적을 달성할 수 있게 된다.Therefore, the high pressure ceramic sensor for partial discharge measurement and the partial discharge measuring device according to the present invention are carried on the high voltage side winding of the mold transformer being used in the field in a portable form for measuring the partial discharge by carrying and installing the device. The high pressure side winding contact type partial discharge measuring system for the mold transformer according to the present invention can be actually applied in the form of a fixed installation and a measurer arrives to confirm the partial discharge, and thus the high pressure for the mold transformer according to the present invention. The purpose of the side winding contact on-line partial discharge measurement system can be achieved.
이상에서 설명한 바와같은 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 부분방전 온라인 측정시스템은 현장에서 운전중인 다양한 전압 및 용량을 가진 고압 몰드변압기의 고압측 권선에서 발생되는 부분방전 현상을 간편하게 측정하여 관리할 수 있어, 고압 몰드변압기의 상태 감시가 용이해 설비의 안정적인 운전, 돌발사고시의 유연한 대처 및 유지보수에 기여할 수 있어 몰드변압기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 가진다.As described above, the high voltage side winding contact type partial discharge online measuring system for a mold transformer according to the present invention can easily measure a partial discharge phenomenon occurring in the high voltage side winding of a high voltage mold transformer having various voltages and capacities in the field. As it can be managed, it is easy to monitor the condition of high pressure mold transformer, which can contribute to stable operation of equipment, flexible coping and maintenance in case of accident, and has a useful effect of improving the reliability of mold transformer.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made therein without departing from the scope of the invention, which is covered by the following claims.
도 1 은 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템의 블럭도1 is a block diagram of a high-pressure side winding contact online partial discharge measurement system for a mold transformer according to the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템의 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서의 일실시예의 구성을 도시한 단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of a high-pressure ceramic sensor for partial discharge measurement of the high-pressure side winding contact type online partial discharge measurement system for a mold transformer according to the present invention
도 3 은 본 발명에 따른 몰드변압기용 고압측 권선 접촉식 온라인 부분방전 측정시스템의 신호처리용 변환기의 일실시예의 블럭도Figure 3 is a block diagram of an embodiment of a signal processing converter of the high-pressure side winding contact online partial discharge measurement system for a mold transformer according to the present invention;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 부분방전 측정용 고압 세라믹 센서 110 : 고압측 권선 연결부100: high-pressure ceramic sensor for partial discharge measurement 110: high voltage side winding connection
120, 120a, 120b : 세라믹 소자 130 : 검출신호 인출부120, 120a, 120b: ceramic element 130: detection signal extracting unit
140 : 전극부 150 : 절연외함140: electrode portion 150: insulated enclosure
200 : 부분방전 측정장치 210 : 신호처리용 변환기200: Partial discharge measuring device 210: Converter for signal processing
211 : 고주파 필터 212 : A/D 컨버터211: high frequency filter 212: A / D converter
213 : 마이크로프로세서 220 : 디스플레이용 컴퓨터213: microprocessor 220: display computer
300 : 몰드변압기 310 : 고압측 권선300: mold transformer 310: high voltage side winding
320 : 선로연결부320: line connection
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