KR100757075B1 - 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스절연 개폐장치(GIS : Gas Insulated Switchgear)의 부분방전 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스절연 개폐장치의 스페이서에 형성된 홈에 설치되는 부분방전 검출장치에 관한 것이다.
본 발명은 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치에 있어서, 상기 가스절연 개폐장치의 스페이서; 상기 가스절연 개폐장치에서 발생하는 부분방전신호를 감지하기 위한 부분방전 검출부를 포함하고, 상기 부분방전 검출부는 상기 스페이서에 형성된 홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치를 개시한다.
가스절연 개폐장치, 스페이서, 부분방전, 접지판, 안테나
Description
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치가 가스절연 개폐장치에 설치되는 모습을 보여주는 도면,
도 2a 내지 도 2d는 부분방전 검출부의 실시예들을 보여주는 도면,
도 3a 내지 도 3d는 부분방전 검출부의 다양한 다른 실시예들을 보여주는 도면,
도 4는 안테나의 다른 실시예를 보여주는 도면,
도 5a 및 도 5b는 도 4의 안테나를 이용하는 부분방전 검출부의 예를 보여주는 도면이다
본 발명에 따른 도면들에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대하여는 동일한 참조부호를 사용한다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 가스절연 개폐장치 100 : 스페이서
200 : 몸체 300 : 신호분석장치
510, 510a : 안테나 520, 520a, 520b : 접지판
521, 521c, 521d : 결합선 530 : 커넥터
531 : 심선 532 : 절연피복
533 : 외곽도체 540 : 절연물
본 발명은 가스절연 개폐장치(GIS : Gas Insulated Switchgear)의 부분방전 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스절연 개폐장치의 스페이서에 형성된 홈에 설치되는 부분방전 검출장치에 관한 것이다.
가스절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear) 옥내외 변전소용으로 사용조건하에서 정상상태의 개폐뿐만 아니라 사고, 단락 등의 이상상태에 있어서도 선로를 안전하게 개폐하여 계통을 적절히 보호하는 SF6가스로 절연된 복합 개폐장치를 말한다.
가스절연 개폐장치는 SF6 가스로 충진 밀폐된 금속제 외함(Enclosure) 내에 단로기(DS), 접지개폐기(ES), 차단기(CB) 등의 개폐설비와 모선을 내장하는 구성으로 되어 있는 것이 일반적인 구성이다.
스페이서(spacer)는 상기 금속제 외함 내의 도체를 지지하고 절연 가스(SF6 )의 구획을 설정하는 절연물로써, 스페이서는 고전계에 견디어야하고 절연 Gas 분해 생성물에 대해 전기적ㆍ기계적 특성변화가 적어야 하며 기계적인 스트레스에 잘 견디는 재질로 구성된다.
최근에는 가스절연 개폐장치의 이상진단 도구로서 극초단파(UHF: Ultra-high frequency) 부분방전(Partial Discharge) 검출센서가 다양한 가스절연 개폐장치에 적용되고 있다.
통상적으로, 가스절연 개폐장치 시스템은 원통형 금속제 외함을 적정한 간격으로 연결하는 스페이서가 에폭시 등 절연재질로 이루어져 가스절연 개폐장치 내부에서 부분방전이 발생할 경우 방사되는 초고주파(UHF) 부분방전 전자파가 상기 스페이서를 통해 외부로 누출되는 점을 이용하여 스페이서 외부에 부분방전 검출 센서를 부착하고 가스절연 개폐장치 내부에서 발생되는 전자파를 감지한 후 감지 신호에 섞인 잡음을 제거하여 열화 정도와 같은 이상 유무를 진단하고, 보수 또는 교체시기를 추정하도록 한다.
그러나, 종래의 부분방전 검출센서의 경우 스페이서의 외부면에 장착되는 것이 대부분이었으며, 검출 감도의 향상을 위하여 스페이서 외부면이 아닌 스페이서의 내부에 장착되는 센서의 필요성이 있어왔다.
본 발명은 상기의 필요성을 고려하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 스페이서의 내부에 부분방전 검출센서를 장착함으로써 부분방전을 검출하는 감도를 높일 수 있는 부분방전 검출장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치에 있어서, 상기 가스절연 개폐장치의 스페이서; 상기 가스절연 개폐장치에서 발생하는 부분방전신호를 감지하기 위한 부분방전 검출부를 포함하고, 상기 부분방전 검출부는 상기 스페이서에 형성된 홈에 설치되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 스페이서에 형성된 홈은 상기 스페이서의 외부면에 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 부분방전 검출부는 안테나; 상기 안테나에 근접하게 설치되는 접지판을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 안테나는 원통형의 스프링 모양이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 안테나의 높이는 0.5 ~ 1.5 센티미터이고, 상기 안테나의 밑면의 지름은 0.3 ~ 0.7 센티미터이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 안테나는 외측면에 세로로 도전성 선이 프린팅된 기둥 모양이고, 상기 도전성 도선들은 소정부에서 서로 전기적으로 결선된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접지판은 'ㄱ'자 형의 도전성 판이고, 상기 안테나는 상기 접지판의 오목하게 절단된 모퉁이부에 위치한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 안테나와 상기 접지판은 절연물에 의해 고정되고, 상기 안테나와 상기 접지판은 서로 전기적으로 절연된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접지판은 복수 개의 'ㄱ'자 형의 도전성 판들이 적층된 형태이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 스페이서의 외주면에는 상기 홈이 형성된 면을 제외한 나머지 면에 도전성 판이 씌워진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 부분방전 검출부는 상기 접지판에 전기적으로 결합 고정되고, 상기 부분방전 검출부의 안테나와 접지판을 각각 상기 신호분석장치에 연결되는 신호선과 연결하는 커넥터를 더 포함하여 구성되고, 상기 커넥터는 상기 접지판에 전기적으로 결합 고정되는 외곽도체; 상기 안테나와 전기적으로 결선되는 심선; 및 상기 심선과 외곽도체를 전기적으로 절연시키는 절연피복을 포함하여 구성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접지판은 사각형의 도전성 판이고, 상기 안테나는 상기 접지판의 상부면 세워진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접지판은 복수 개의 사각형의 도전성 판들이 적층된 형태이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접지판은 원형의 도전성 판이고, 상기 안테나는 상기 접지판의 상부에 세워진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 접지판은 복수 개의 원형의 도전성 판들이 적층된 형태이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치가 가스절연 개폐장치에 설치되는 모습을 보여주는 도면이고, 도 2a 내지 도 2d는 부분방전 검출부의 다양한 실시예를 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치는 가스절연 개폐장치(10)의 스페이서(100)에 형성되는 홈(110)에 장착되는 것을 특징으로 한다. 도 1a 및 도 1b를 참도하면, 가스절연 개폐장치(10)는 몸체들(200)과 상기 몸체들(200)의 사이에 연결되는 스페이서(100)를 포함하여 구성되는데, 상기 스페이서(100)에는 하나 또는 복수 개의 홈(110)이 형성되어 있다. 필요에 따라, 상기 스페이서의 외부면은 상기 홈이 형성된 면을 제외한 나머지 면에 도전성 판이 씌워질 수 있다.
상기 가스절연 개폐장치 스페이서 홈(110)의 내부에는 안테나를 갖는 부분방전 검출부(500)가 설치된다.
가스절연 개폐장치 스페이서의 크기를 고려할 때 스페이서에 형성되는 홈은 그 크기가 작기 때문에 상기 부분방전 검출부는 소형으로 제작된다.
상기 부분방전 검출부(500)는 안테나(510)와 접지판(520)으로 구성된다. 도 2a를 참조하면, 상기 안테나(510)는 나선형이며 전체적인 외곽선의 모양이 원통형이다. 상기 접지판(520)은 판형태로 된 'ㄱ'자형의 전도성 판이며, 'ㄱ'자형의 절단된 모퉁이부 즉 접지판의 오목한 부분쪽(529)에 상기 안테나(510)가 위치한다.
상기 안테나(510)와 접지판(520)은 서로 전기적으로 절연된다.
도 2b를 참조하면, 상기 안테나(510)와 접지판(520)은 절연물(540)에 의해 고정되고, 상기 안테나(510)와 접지판(520)에는 각각 상기 부분방전 검출부로부터 전송되는 신호를 분석하기 위한 신호분석장치의 신호선들(501,502)이 연결된다.
상기 안테나(510)의 높이는 약 0.5 ~ 1.5 센티미터이고, 상기 안테나(510)의 밑면의 지름은 약 0.3 ~ 0.7 센티미터이다.
도 2c를 참조하면, 상기 접지판(520)에는 신호분석장치(300)와 상기 안테나(510) 및 접지판(520)을 연결하기 위해 커넥터(530)가 부착되어 있다.
상기 커넥터(530)는 전도성 도선인 심선(531)과 외곽도체(533) 그리고 상기 심선(531)과 외곽도체(533)를 전기적으로 절연시키는 절연피복(532)으로 구성된다.
상기 외곽도체(533)는 상기 접지판(520)에 납땜 등에 의해 전기적으로 결합되고, 상기 심선(531)은 상기 안테나(510)와 전기적으로 결선된다.
상기 외곽도체(533) 및 상기 심선(531)에는 각각 신호선(501,502)이 연결되어 상기 신호분석장치(300)에 상기 안테나(510)에 의해 검출된 신호가 전달된다.
도 2d에서는 접지판(520a)이 여러 개의 도전성 판을 적층하여 구현된 것을 보여주고 있다. 도 2d를 참조하면, 접지판(520a)은 복수 개의 도전성 판들을 적층하여 제작되며, 상기 각 도전성 판 사이에는 절연물질이 삽입되거나 도포되어 각 판들의 면과 면 사이는 전기적으로 절연된다. 다만, 상기 적층된 도전성 판들은 소정 부위에서 결합선(521)과 같은 도체에 의해 서로 전기적으로 결선된다.
도 1a 및 도 1b에서는 본 발명의 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치가 스페이서에 형성된 홈에 설치된 상태를 보여주고 있는데, 도 1a 및 도 1b에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 부분방전 검출부(500)의 안테나(510)가 가스절연 개폐장치의 내부면을 향하도록 즉, 스페이서(100)의 내부면을 향하도록 설치되고, 상기 'ㄱ'자 형 접지판은 상기 안테나의 측면과 상부면을 씌우는 모양이 되도록 설치된다.
도 3a 내지 도 3d는 부분방전 검출부의 다양한 다른 실시예들을 보여주는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 상기 접지판(520b)은 사각형의 도전성 판이고, 안테나(510)는 상기 사각형의 도전성 판인 접지판(520b)의 상부에 원통이 세워지는 형태로 위치한다. 도 3b를 참조하면, 도 3a에서와 유사한 구성이지만 다만, 접지판(520c)이 도 3a에서와는 달리 복수 개의 사각형의 도전성 판들이 적층되고, 결합선(521c)에 의해 각 판들이 전기적으로 결선되는 형태로 구현된다.
도 3c를 참조하면, 상기 접지판(520e)은 원형의 도전성 판이고, 안테나(510)는 상기 원형의 도전성 판의 상부에 원통이 세워지는 형태로 위치한다. 도 3d를 참조하면, 도 3c에서와 유사한 구성이지만 다만, 접지판(520d)이 도 3c에서와는 달리 복수 개의 원형의 도전성 판들이 적층되어 있는 형태로 구현된다.
도 3e에서는 도 3a에 도시된 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출부가 가스절연 개폐장치의 스페이서에 형성된 홈에 설치된 상태를 보여주고 있는데, 도 3e에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 부분방전 검출부의 접지판이 상기 스페이서의 홈 안쪽에 놓이고 그 위에 원통형의 안테나가 세워지는 모양이 되도록 설치된다.
도 4는 안테나의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 안테나(510a)는 원통형의 나선형 안테나가 아니라 삼각기중 형상으로 구현된다. 삼각기둥 형상의 절연체의 표면에 도전선들(511)이 세로줄로 프린팅된다. 상기 도전선들(511)은 삼각기둥 모양의 절연체 하부면에서 결합점(512)으로 모여지며, 상기 결합점에 상기 신호분석장치(300)에 연결되는 신호선이 결합된다.
상기 안테나(510a)의 높이는 약 0.5 ~ 1.5 센티미터이고, 상기 안테나(510a)의 밑변의 길이는 약 0.3 ~ 0.7 센티미터이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 안테나를 이용하는 부분방전 검출부의 예를 보여주는 도면으로서, 안테나의 모양이 다를 뿐 접지판의 모양과 결합형태는 상기 2a 내지 2d에서와 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
특히 상기 실시예들에서는 접지판의 모양이 'ㄱ'자형, 사각형 또는 원형인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 그 외에 다른 모양으로 구현한다 하더라도 안테나와 결합되어 스페이서에 형성되는 홈에 장착되는 이상 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 속한다 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가스절연 개폐장치의 스페이서에 형성된 홈에 부분방전 검출장치를 장착함으로써 부분방전을 검출하는 감도를 높일 수 있다는 장점이 있다.
Claims (22)
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- 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치에 있어서,상기 가스절연 개폐장치의 스페이서;상기 가스절연 개폐장치에서 발생하는 부분방전신호를 감지하기 위한 부분방전 검출부를 포함하고,상기 부분방전 검출부는 상기 스페이서의 외부면에 형성된 홈에 설치되며,상기 부분방전 검출부는:안테나;상기 안테나에 근접하게 설치되는 접지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 3항에 있어서,상기 안테나는 원통형의 스프링 모양인 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 4항에 있어서,상기 안테나의 높이는 0.5 ~ 1.5 센티미터이고, 상기 안테나의 밑면의 지름은 0.3 ~ 0.7 센티미터인 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 3항에 있어서,상기 안테나는 외측면에 세로로 도전성 선이 프린팅된 기둥 모양이고, 상기 도전성 도선들은 소정부에서 서로 전기적으로 결선된 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 6항에 있어서,상기 안테나의 높이는 0.5 ~ 1.5 센티미터이고, 상기 안테나의 밑면의 최대길이는 0.3 ~ 0.7 센티미터인 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,상기 접지판은 'ㄱ'자 형의 도전성 판이고, 상기 안테나는 상기 접지판의 오목하게 절단된 모퉁이부에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 8항에 있어서,상기 안테나와 상기 접지판은 절연물에 의해 고정되고, 상기 안테나와 상기 접지판은 서로 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 9항에 있어서,상기 접지판은 복수 개의 'ㄱ'자 형의 도전성 판들이 적층된 형태인 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 8항에 있어서,상기 스페이서의 외주면에는 상기 홈이 형성된 면을 제외한 나머지 면에 도전성 판이 씌워지는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 8항에 있어서,상기 부분방전 검출부는 상기 접지판에 전기적으로 결합 고정되고, 상기 부분방전 검출부의 안테나와 접지판을 각각 상기 부분방전 검출부로부터 전송되는 신호를 분석하기 위한 신호분석장치의 신호선들(501, 502)과 연결하는 커넥터(530)를 더 포함하여 구성되고,상기 커넥터는:상기 접지판에 전기적으로 결합 고정되는 외곽도체;상기 안테나와 전기적으로 결선되는 심선; 및상기 심선과 외곽도체를 전기적으로 절연시키는 절연피복을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,상기 접지판은 사각형의 도전성 판이고, 상기 안테나는 상기 접지판의 상부 면 세워지는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 13항에 있어서,상기 안테나와 상기 접지판은 절연물에 의해 고정되고, 상기 안테나와 상기 접지판은 서로 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 14항에 있어서,상기 접지판은 복수 개의 사각형의 도전성 판들이 적층된 형태인 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 13항에 있어서,상기 스페이서의 외주면에는 상기 홈이 형성된 면을 제외한 나머지 면에 도전성 판이 씌워지는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 13항에 있어서,상기 부분방전 검출부는 상기 접지판에 전기적으로 결합 고정되고, 상기 부분방전 검출부의 안테나와 접지판을 각각 상기 부분방전 검출부로부터 전송되는 신호를 분석하기 위한 신호분석장치의 신호선들(501, 502)과 연결하는 커넥터(530)를 더 포함하여 구성되고,상기 커넥터는:상기 접지판에 전기적으로 결합 고정되는 외곽도체;상기 안테나와 전기적으로 결선되는 심선; 및상기 심선과 외곽도체를 전기적으로 절연시키는 절연피복을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,상기 접지판은 원형의 도전성 판이고, 상기 안테나는 상기 접지판의 상부에 세워지는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 18항에 있어서,상기 안테나와 상기 접지판은 절연물에 의해 고정되고, 상기 안테나와 상기 접지판은 서로 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 19항에 있어서,상기 접지판은 복수 개의 원형의 도전성 판들이 적층된 형태인 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 18항에 있어서,상기 스페이서의 외주면에는 상기 홈이 형성된 면을 제외한 나머지 면에 도전성 판이 씌워지는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
- 제 18항에 있어서,상기 부분방전 검출부는 상기 접지판에 전기적으로 결합 고정되고, 상기 부분방전 검출부의 안테나와 접지판을 각각 상기 부분방전 검출부로부터 전송되는 신호를 분석하기 위한 신호분석장치의 신호선들(501, 502)과 연결하는 커넥터(530)를 더 포함하여 구성되고,상기 커넥터는:상기 접지판에 전기적으로 결합 고정되는 외곽도체;상기 안테나와 전기적으로 결선되는 심선; 및상기 심선과 외곽도체를 전기적으로 절연시키는 절연피복을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 검출장치.
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