KR100847825B1 - Partial Discharge Measurement System for Power Cable - Google Patents

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Abstract

본 발명은 S/N 비 향상을 위해 고역 통과 필터를 채택한 전력케이블의 부분 방전 측정 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 전력케이블의 부분 방전 검출 시스템에 있어서, 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈를 감지하는 부분 방전 진단용 제1센서(21) 및 부분 방전 진단용 제2센서(22)와; 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에서 감지된 신호를 여과하는 고역 통과 필터(30)와; 상기 전력케이블(10)이 포설되어 있는 현장 주변에서 상기 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈가 상기 부분 방전 진단용 제2센서(22) 또는 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21) 및 고역 통과 필터(30)를 통과한 후에도 노이즈가 남아있는 경우에 이를 제거하기 위한 환경 노이즈 측정 안테나(23)와; 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에서 감지된 신호가 고역 통과 필터(30)을 통과한 신호를 증폭하는 제1신호증폭기(41)와; 상기 부분 방전 진단용 제2센서(22)에서 감지한 신호를 증폭하는 제2신호증폭기(42)와; 상기 환경 노이즈 측정 안테나(23)로부터 검출된 신호와, 상기 제1신호증폭기(41)에서 증폭된 신호와, 상기 제2신호증폭기(42)에서 증폭된 신호를 비교·분석하는 오실로스코프(50) 및 스펙트럼분석기(60)와; 분석된 정보를 저장하고 처리하는 컴퓨터(70)를 포함한다. The present invention relates to a partial discharge measurement system of a power cable employing a high pass filter to improve the S / N ratio. The present invention provides a partial discharge detection system of a power cable, comprising: a first sensor (21) for diagnosing partial discharge and a second sensor (22) for diagnosing RF noise introduced into a power cable (10); A high pass filter 30 for filtering the signal detected by the partial discharge diagnostic first sensor 21; RF noise introduced into the power cable 10 around the site where the power cable 10 is installed is the second sensor 22 for diagnosing the partial discharge or the first sensor 21 for diagnosing the partial discharge and a high pass filter. An environmental noise measurement antenna 23 for removing the noise if it remains even after passing through 30; A first signal amplifier (41) for amplifying a signal detected by the partial discharge diagnostic first sensor (21) through the high pass filter (30); A second signal amplifier 42 for amplifying the signal sensed by the partial discharge diagnostic second sensor 22; An oscilloscope 50 for comparing and analyzing the signal detected by the environmental noise measuring antenna 23, the signal amplified by the first signal amplifier 41, and the signal amplified by the second signal amplifier 42; A spectrum analyzer 60; Computer 70 for storing and processing the analyzed information.

본 발명에 의하면, 저역 통과 필터의 일종인 페라이트 내지는 초크 코일 필터를 사용하는 부분 방전 측정 시스템 보다 효과적으로 부분 방전 신호를 측정 할 수 있다. 또한, 상기 측정 신호에서 외부 환경 노이즈 측정용 안테나로부터 검출된 신호와, 필터를 통과하지 않은 부분 방전 신호를 비교하여 저주파 노이즈 또는 코로나 노이즈 내지는 RF 노이즈를 제거함으로써 효과적으로 S/N 비를 향상 시킬 수 있다. According to the present invention, the partial discharge signal can be measured more effectively than the partial discharge measurement system using a ferrite or choke coil filter, which is a kind of the low pass filter. In addition, the S / N ratio can be effectively improved by removing low frequency noise, corona noise, or RF noise by comparing the signal detected from the antenna for measuring external environmental noise with the partial discharge signal that does not pass through the filter. .

전력케이블, 부분 방전, 노이즈 억제, 고역 통과 필터, S/N 비 Power Cable, Partial Discharge, Noise Suppression, High Pass Filter, S / N Ratio

Description

전력케이블의 부분 방전 측정 시스템{Partial Discharge Measurement System for Power Cable}Partial Discharge Measurement System for Power Cable

도 1은 본 발명의 부분 방전 측정시스템의 구성도.1 is a block diagram of a partial discharge measurement system of the present invention.

도 2는 고역 통과 필터를 채택한 부분 방전 측정시스템의 실시예 구성도.2 is an exemplary configuration diagram of a partial discharge measuring system employing a high pass filter.

도 3 내지는 도 8은 상기 도 2의 실시예에 의해 각각 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상, S 상, T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호와 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프.3 to 8 show a signal and a cutoff frequency of 30 MHz detected when the high pass filter is not applied to the R, S and T phase cables of the intermediate connection part of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2. Graph showing the reduction of noise in the partial discharge detection signal passing through the high pass filter.

도 9 내지는 도 14는 상기 도 2의 실시예에 의해 지중 배전 선로의 종단부의 R 상, S 상, T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호와 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프.9 to 14 show a high frequency signal and a cutoff frequency of 30 MHz when the high pass filter is not applied to the R phase, S phase, and T phase cables of the termination of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2. Graph showing the result of noise reduction in the partial discharge detection signal passing through the pass filter.

도 15 내지는 도 20은 상기 도 2의 실시예에 의해 각각 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상, S 상, T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호와 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 부분 방전 신호를 패턴 분석한 결과를 보인 그래프.15 to 20 show a signal and a cutoff frequency of 30 MHz when the high pass filter is not applied to the R, S and T phase cables of the intermediate connection part of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. Graph showing the results of the pattern analysis of the partial discharge signal on the partial discharge detection signal passing through the high pass filter.

< 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명><Description of reference numerals for the main parts of the drawings>

10 : 전력 케이블10: power cable

20 : 부분 방전 진단용 센서20: partial discharge diagnostic sensor

21 : 부분 방전 진단용 제1센서 22 : 부분 방전 진단용 제2센서21: first sensor for partial discharge diagnosis 22: second sensor for partial discharge diagnosis

23 : 환경 노이즈 측정용 안테나 30 : 고역 통과 필터23: antenna for measuring environmental noise 30: high pass filter

31 : 고역 통과 필터의 입력단 32 : 고역 통과 필터의 출력단31: Input stage of the high pass filter 32: Output stage of the high pass filter

40 : 신호 증폭기 41 : 제1신호 증폭기40: signal amplifier 41: first signal amplifier

42 : 제2신호 증폭기42: second signal amplifier

50 : 오실로스코프(oscilloscope)또는 A/D 컨버터50: oscilloscope or A / D converter

60 : 스펙트럼분석기(spectrum analyzer) 70 : 컴퓨터(PC)60: spectrum analyzer 70: computer (PC)

본 발명은 S/N 비 향상을 위해 고역 통과 필터를 채택한 전력케이블의 부분 방전 측정 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 열화(degenerate)된 전력케이블에서 발생하는 부분 방전 신호를 효과적으로 검출하기 위하여 전원 노이즈 또는 코로나 노이즈와 전력 케이블의 외부에서 유입된 전파 노이즈를 억제하는 고역 통과 필터를 채택하며 부분 방전 진단용 박(foil) 센서, 전류 변환(current transducer: CT) 센서 또는 UHF 센서와 환경 노이즈 측정용 안테나를 포함하는 부 분 방전 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a partial discharge measurement system of a power cable employing a high pass filter to improve the S / N ratio. More specifically, the present invention employs a high pass filter that suppresses power supply noise or corona noise and radio wave noise introduced from the outside of the power cable to effectively detect the partial discharge signal generated from the degenerate power cable. The present invention relates to a partial discharge measurement system including a foil sensor, a current transducer (CT) sensor or a UHF sensor and an antenna for measuring environmental noise.

일반적으로 전력 케이블에서는 불균일한 전계 분포의 원인이 되는 절연물이 내부에 존재하거나 케이블의 노화에 의해서 부분 방전이 발생할 수 있는데 이러한 부분 방전은 전력 케이블의 열화 진행 정도를 판단하는 기준이 된다. In general, a partial discharge may occur due to an aging of the cable or an insulation material that causes a non-uniform electric field distribution in the power cable. Such partial discharge is a criterion for determining the progress of deterioration of the power cable.

또한 교류 인가 전압에 의해 주기성을 가지는 전자파 펄스 형태인 부분 방전 신호를 검출하기 위한 종래의 통상적인 측정 시스템에는 용량성 센서인 foil 센서 내지는 유도성 센서인 CT 센서와 RF 센서인 UHF 센서를 포함하는 검출 센서와 검출 된 신호를 시간 영역에서 정량적으로 분석할 수 있는 오실로스코프 내지는 A/D 컨버터와 또는 검출 된 신호를 주파수 영역에서 정량적으로 분석 할 수 있는 스펙트럼분석기가 사용된다.In addition, a conventional measuring system for detecting a partial discharge signal in the form of electromagnetic pulses having a periodicity by an alternating current applied voltage includes a foil sensor as a capacitive sensor or a CT sensor as an inductive sensor and a UHF sensor as an RF sensor. An oscilloscope or A / D converter that can quantitatively analyze the sensor and the detected signal in the time domain or a spectrum analyzer that can quantitatively analyze the detected signal in the frequency domain is used.

그러나 이와 같은 종래의 통상적인 측정 시스템에서는 유도성 센서인 CT 센서로부터 획득된 부분 방전 검출 신호의 S/N 비를 향상시키기 위하여 저역 통과 필터(low pass filter)의 일종인 페라이트 또는 초크 코일 필터를 사용하거나 RF 센서인 UHF 센서로부터 획득된 부분 방전 검출 신호의 S/N 비를 향상시키기 위하여 대역 통과 필터(band pass filter)를 사용한다. 이와 같은 검출 방법에서는 S/N 비를 향상시키기 위해 사용된 필터들이 각각의 센서에 대해서만 적용되며 저주파 영역에 비해 상대적으로 고주파 영역에 많이 존재하는 부분 방전 신호를 효과적으로 검출할 수 없는 문제가 있다. 또, 전력 케이블이 포설된 현장 주변에서 유입되는 RF 노이즈를 효과적으로 제거 내지는 억제하지 못하는 단점이 있다. However, such a conventional measurement system uses a ferrite or choke coil filter, a kind of low pass filter, to improve the S / N ratio of the partial discharge detection signal obtained from the inductive sensor CT sensor. Alternatively, a band pass filter is used to improve the S / N ratio of the partial discharge detection signal obtained from the UHF sensor, which is an RF sensor. In such a detection method, the filters used to improve the S / N ratio are applied only to each sensor, and there is a problem in that the partial discharge signal existing in the high frequency region is more effectively detected than the low frequency region. In addition, there is a disadvantage in that the RF noise flowing from the site around the power cable is not effectively removed or suppressed.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 열화된 전력 케이블에서 발생하는 부분 방전 신호를 효과적으로 검출하기 위하여 전원 노이즈 또는 코로나 노이즈와 전력 케이블의 외부에서 유입된 전파 노이즈를 억제하는 고역 통과 필터를 채택하며, 부분 방전 진단용 센서와 환경 노이즈 측정용 안테나에 모두 적용될 수 있는 집중정수형 고역 통과 필터와 상기 센서를 모두 포함하는 전력케이블의 부분 방전 측정 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, an object of the present invention to effectively detect the partial discharge signal generated in a degraded power cable power supply or corona noise and radio waves introduced from the outside of the power cable The present invention provides a lumped constant type high pass filter that can be applied to both a partial discharge diagnosis sensor and an antenna for measuring environmental noise, and a partial discharge measurement system of a power cable including the sensor.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전력케이블의 부분 방전 검출 시스템에 있어서, 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈를 감지하는 부분 방전 진단용 제1센서(21) 및 부분 방전 진단용 제2센서(22)와; 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에서 감지된 신호를 여과하는 고역 통과 필터(30)와; 상기 전력케이블(10)이 포설되어 있는 현장 주변에서 상기 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈가 상기 부분 방전 진단용 제2센서(22) 또는 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21) 및 고역 통과 필터(30)를 통과한 후에도 노이즈가 남아있는 경우에 이를 제거하기 위한 환경 노이즈 측정 안테나(23)와; 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에서 감지된 신호가 고역 통과 필터(30)을 통과한 신호를 증폭하는 제1신호증폭기(41)와; 상기 부분 방전 진단용 제2센서(22)에서 감지한 신호를 증폭하는 제2신호증폭기(42)와; 상기 환경 노이즈 측정 안테나(23)로부터 검출된 신호와, 상기 제1신호증폭기(41)에서 증폭된 신호와, 상기 제2신호증폭기(42)에서 증폭된 신호를 비교·분석하는 오실로스코프(50) 및 스펙트럼분석기(60)와; 분석된 정보를 저장하고 처리하는 컴퓨터(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a partial discharge detection system for a power cable, wherein the first sensor 21 for diagnosing partial discharge and the second sensor 22 for diagnosing partial discharge detect RF noise introduced into the power cable 10. )Wow; A high pass filter 30 for filtering the signal detected by the partial discharge diagnostic first sensor 21; RF noise introduced into the power cable 10 around the site where the power cable 10 is installed is the second sensor 22 for diagnosing the partial discharge or the first sensor 21 for diagnosing the partial discharge and a high pass filter. An environmental noise measurement antenna 23 for removing the noise if it remains even after passing through 30; A first signal amplifier (41) for amplifying a signal detected by the partial discharge diagnostic first sensor (21) through the high pass filter (30); A second signal amplifier 42 for amplifying the signal sensed by the partial discharge diagnostic second sensor 22; An oscilloscope 50 for comparing and analyzing the signal detected by the environmental noise measuring antenna 23, the signal amplified by the first signal amplifier 41, and the signal amplified by the second signal amplifier 42; A spectrum analyzer 60; It characterized in that it comprises a computer 70 for storing and processing the analyzed information.

상기 부분 방전 진단용 센서는 용량성 센서인 foil 센서 또는 유도성 센서인 CT 센서와, RF 센서인 UHF 센서인 것을 특징으로 한다.The partial discharge diagnostic sensor is characterized in that the foil sensor as a capacitive sensor or a CT sensor as an inductive sensor and a UHF sensor as an RF sensor.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 부분 방전 측정시스템의 구성도이고, 도 2는 고역 통과 필터를 채택한 부분 방전 측정시스템의 실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of a partial discharge measurement system according to the present invention, and FIG. 2 is an embodiment configuration diagram of a partial discharge measurement system employing a high pass filter.

도 3 내지는 도 8은 상기 도 2의 실시예에 의해 각각 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상, S 상, T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호와 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프이다.3 to 8 show a signal and a cutoff frequency of 30 MHz detected when the high pass filter is not applied to the R, S and T phase cables of the intermediate connection part of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2. The graph shows the result of noise reduction in the partial discharge detection signal passing through the high pass filter.

도 9 내지는 도 14는 상기 도 2의 실시예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상, S 상, T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호와 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프이다.9 to 14 show a signal and a cutoff frequency of 30 MHz when the high pass filter is not applied to the R, S and T phase cables of the intermediate connection part of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2. The graph shows the result of noise reduction in the partial discharge detection signal passing through the high pass filter.

도 15 내지는 도 20은 상기 도 2의 실시예에 의해 각각 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상, S 상, T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호와 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 부분 방전 신호를 패턴 분석한 결과를 보인 그래프이다.15 to 20 show a signal and a cutoff frequency of 30 MHz when the high pass filter is not applied to the R, S and T phase cables of the intermediate connection part of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. The graph shows the result of pattern analysis of the partial discharge signal from the partial discharge detection signal passing through the high pass filter.

도 1은 S/N 비 향상을 위해 고역 통과 필터(30)를 채택한 부분 방전 측정 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다. 전력케이블(10)이 포설되어 있는 현장 주변에서 상기 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈가 부분 방전 진단용 센서(20)에서 감지되고 그 감지된 신호는 고역 통과 필터(30)를 통과한 후에 신호증폭기(40)에서 신호가 증폭되고, 오실로스코프(50)와 스펙트럼분석기(60)를 통하여 컴퓨터(70)에 저장된다.1 is a schematic diagram illustrating a partial discharge measurement system employing a high pass filter 30 to improve the S / N ratio. RF noise introduced into the power cable 10 around the site where the power cable 10 is installed is detected by the partial discharge diagnostic sensor 20 and the detected signal passes through the high pass filter 30. The signal is amplified in the amplifier 40 and stored in the computer 70 through the oscilloscope 50 and the spectrum analyzer 60.

도 2는 본 발명에 따른 전력 케이블의 부분 방전 검출에서 S/N 비 향상을 위해 고역 통과 필터(30)를 채택한 부분 방전 측정 시스템의 실시예 구성도이다.2 is an exemplary configuration diagram of a partial discharge measurement system employing a high pass filter 30 to improve the S / N ratio in the partial discharge detection of a power cable according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈를 감지하는 부분 방전 진단용 제1센서(21) 및 부분 방전 진단용 제2센서(22)와; 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에서 감지된 신호를 여과하는 고역 통과 필터(30)와; 상기 전력케이블(10)이 포설되어 있는 현장 주변에서 상기 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈가 상기 부분 방전 진단용 제2센서(22) 또는 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21) 및 고역 통과 필터(30)를 통과한 후에도 노이즈가 남아있는 경우에 이를 제거하기 위한 환경 노이즈 측정 안테나(23)와; 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에서 감지된 신호가 고역 통과 필터(30)을 통과한 신호를 증폭하는 제1신호증폭기(41)와; 상기 부분 방전 진단용 제2센서(22)에서 감지한 신호를 증폭하는 제2신호증폭기(42)와; 상기 환경 노이즈 측정 안테나(23)로부터 검출된 신호와, 상기 제1신호증폭기(41)에서 증폭된 신호와, 상기 제2신호증폭기(42)에서 증폭된 신호를 비교·분석하는 오실로스코프(50) 및 스펙트럼분석기(60)와; 분석된 정보를 저장하고 처리하는 컴퓨터(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 환경 노이즈 측정 안테나(23)는 상기 측정 신호에서 외부 환경 노이즈 측정용 안테나로부터 검출된 신호와, 필터를 통과하지 않은 부분 방전 신호를 비교하여 저주파 노이즈 또는 코로나 노이즈 내지는 RF 노이즈를 제거한다.As shown in FIG. 2, an embodiment of the present invention includes a first sensor 21 for diagnosing partial discharge and a second sensor 22 for diagnosing partial discharge, which detect RF noise introduced into a power cable 10; A high pass filter 30 for filtering the signal detected by the partial discharge diagnostic first sensor 21; RF noise introduced into the power cable 10 around the site where the power cable 10 is installed is the second sensor 22 for diagnosing the partial discharge or the first sensor 21 for diagnosing the partial discharge and a high pass filter. An environmental noise measurement antenna 23 for removing the noise if it remains even after passing through 30; A first signal amplifier (41) for amplifying a signal detected by the partial discharge diagnostic first sensor (21) through the high pass filter (30); A second signal amplifier 42 for amplifying the signal sensed by the partial discharge diagnostic second sensor 22; An oscilloscope 50 for comparing and analyzing the signal detected by the environmental noise measuring antenna 23, the signal amplified by the first signal amplifier 41, and the signal amplified by the second signal amplifier 42; A spectrum analyzer 60; It characterized in that it comprises a computer 70 for storing and processing the analyzed information.
The environmental noise measurement antenna 23 compares the signal detected from the antenna for external environmental noise measurement with the partial discharge signal that does not pass through the filter and removes low frequency noise, corona noise, or RF noise.

상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에는 foil 센서 또는 CT 센서가 사용된다. 상기 고역 통과 필터(30)의 차단 주파수는 5 MHz, 7 MHz 또는 30 MHz이다. 또한 부분 방전 진단용 제2센서(22)에는 UHF 센서가 사용된다. 필요시 고역 통과 필터(30)를 사용할 수 있다. 이 경우 차단 주파수는 30 MHz가 바람직하다.The foil sensor or the CT sensor is used as the first sensor 21 for diagnosing the partial discharge. The cutoff frequency of the high pass filter 30 is 5 MHz, 7 MHz or 30 MHz. In addition, a UHF sensor is used for the second sensor 22 for partial discharge diagnosis. If necessary, a high pass filter 30 may be used. In this case, the cutoff frequency is preferably 30 MHz.

여기에서 부분 방전 신호와 노이즈를 구별하기 위해서는 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있는 종래의 방법을 사용한다. 즉, 검출된 신호에 포함되어 있는 각각의 펄스 위상을 오실로스코프(50)를 통하여 확인한다.Here, to distinguish between the partial discharge signal and the noise, a conventional method well known to those skilled in the art is used. That is, each pulse phase included in the detected signal is checked through the oscilloscope 50.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 전술한 바와 같이 고역 통과 필터(30)를 사용하여 향상된 S/N 비를 얻는데 있다. 상기 고역 통과 필터(30)를 통하여 획득한 신호에서 노이즈 성분을 제거한 후 환경 노이즈 측정 안테나(23)를 통하여 획득한 신호와 스펙트럼분석기를 통한 주파수 비교를 통하여 주변 환경 RF 노이즈를 추가적으로 제거할 수 있다.
즉, 환경 노이즈 측정 안테나(23)는 상기 측정 신호에서 외부 환경 노이즈 측정용 안테나로부터 검출된 신호와, 필터를 통과하지 않은 부분 방전 신호를 비교하여 저주파 노이즈 또는 코로나 노이즈 내지는 RF 노이즈를 제거한다.
또한 부분방전 측정용 센서는 부분방전 신호만을 검출하는 것이 아니라 부분방전이 발생할 때 크게 검출될 주파수와 센서의 공진 점을 고려하여 적용되기 때문에 주파수가 비슷한 유사 신호가 유입될 경우 노이즈가 되어 측정된다.
또한 전원전류에 의한 노이즈를 포함한 외부 노이즈가 일부 유입될 경우 미세한 부분방전 신호보다 높게 나타날 경우 부분방전 신호를 가리는 경우가 발생할 수 있고, 고역 통과 필터를 적용한 주 이유는 고압케이블의 현장에서 노이즈의 크기가 크게 발생되는 주파수영역은 저주파수인 10MHz 이하로 측정되어 저비용이면서도 간편하게 사용할 수 있는 고주파 통과 필터를 적용한다. In addition, in the preferred embodiment of the present invention, as described above, the high pass filter 30 is used to obtain an improved S / N ratio. After removing the noise component from the signal obtained through the high pass filter 30, the surrounding environment RF noise may be further removed by comparing the signal obtained through the environmental noise measuring antenna 23 with a frequency analyzer.
That is, the environmental noise measurement antenna 23 compares the signal detected from the antenna for external environmental noise measurement with the partial discharge signal that does not pass through the filter and removes low frequency noise, corona noise, or RF noise.
In addition, the partial discharge measuring sensor is not only detect the partial discharge signal but is applied considering the resonance frequency of the sensor and the frequency to be largely detected when the partial discharge occurs, so that a similar signal having a similar frequency is measured as noise.
In addition, when some external noise including noise caused by power current flows in, the partial discharge signal may be blocked when appearing higher than the minute partial discharge signal. The main reason for applying the high pass filter is the magnitude of noise in the field of high voltage cable. The high frequency band is generated below 10MHz, which is a low frequency.

이하, 현장에서 시험한 결과를 각각 다음 도 3 내지는 도 20에서 설명한다.Hereinafter, the test results in the field will be described in FIG. 3 to FIG. 20.

도 3은 상기 도 2의 실시예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호를 보인 그래프이다. 3 is a graph showing a signal detected when the high pass filter is not applied to the R-phase cable of the intermediate connection portion of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 4는 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프인데 검출된 신호는 최대 300 mV이었고 원으로 표시된 부분이 부분 방전 신호로 의심이 되었으나 고역 통과 필터를 적용한 결과로써 전원 전류에 의한 백그라운드 노이즈로 판단할 수 있다. FIG. 4 is a graph showing a result of noise reduction in a partial discharge detection signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in an R phase cable of an intermediate connection portion of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2. The maximum was 300 mV and the circled part was suspected to be a partial discharge signal, but it can be judged as the background noise caused by the power current as a result of applying the high pass filter.

이러한 백그라운드 노이즈는 전 위상에서 균일한 분포로 나타나기 때문에 상기 부분 방전 신호의 패턴 분석에서 부분 방전 신호를 구별하는데 장해 요인이 되므로 본 발명에 따른 고역 통과 필터를 채택한 부분 방전 시스템으로서 제거하는 것이 바람직하다. Since such a background noise appears as a uniform distribution in all phases, it is an obstacle to distinguishing the partial discharge signal in the pattern analysis of the partial discharge signal.

마찬가지로, 도 5는 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 S 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호를 보인 그래프이다. Similarly, FIG. 5 is a graph showing a signal detected when the high pass filter is not applied to the S-phase cable of the intermediate connection part of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 6은 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 S 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프이다. FIG. 6 is a graph illustrating a noise reduction result of a partial discharge detection signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in an S phase cable of an intermediate connection portion of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 7은 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호를 보인 그래프이다. FIG. 7 is a graph showing a signal detected when a high pass filter is not applied to a T-phase cable of an intermediate connection part of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 8은 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 T 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프이다.FIG. 8 is a graph illustrating a noise reduction result in a partial discharge detection signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in a T-phase cable of an intermediate connection line of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 9는 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 종단부의 R 상 케이블 에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호를 보인 그래프이다. 도 10은 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 종단부의 R 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프인데 방전 위상의 주기성을 갖는 2.3 V 크기의 코로나 방전 내지는 외부 RF 노이즈가 150 mV 이하로 억제되는 것을 확인할 수 있다.FIG. 9 is a graph showing a signal detected when a high pass filter is not applied to an R-phase cable at an end of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2. FIG. 10 is a graph illustrating a result of noise reduction in a partial discharge detection signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in an R-phase cable at an end of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2. It can be seen that the 2.3 V corona discharge or the external RF noise having a suppressed to less than 150 mV.

마찬가지로, 도 11은 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 종단부의 S 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호를 보인 그래프이다.Similarly, FIG. 11 is a graph showing a signal detected when the high pass filter is not applied to the S-phase cable at the end of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 12는 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 종단부의 S 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프이다.FIG. 12 is a graph illustrating a noise reduction result of a partial discharge detection signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in an S phase cable of an end of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 13은 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 종단부의 T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 신호를 보인 그래프이다.FIG. 13 is a graph illustrating a signal detected when a high pass filter is not applied to a T-phase cable at an end of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 14는 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 종단부의 T 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 검출 신호에서 노이즈의 감소 결과를 보인 그래프이다.FIG. 14 is a graph illustrating a noise reduction result in a partial discharge detection signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in a T-phase cable at an end of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 15는 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 부분 방전 신호를 패턴 분석한 결과를 보인 그래프이다.FIG. 15 is a graph illustrating a pattern analysis result of a partial discharge signal detected when a high pass filter is not applied to an R-phase cable of an intermediate connection portion of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 16은 상기 도 2의 실시예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 R 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 신호를 패턴 분석한 결과를 보인 그래프인데 650 pC에 해당하는 백그라운드 노이즈가 65 pC으로 억제되어 결과적으로 고역 통과 필터를 채택한 부분 방전 측정 시스템의 S/N 비가 향상되었음을 확인 할 수 있다. FIG. 16 is a graph illustrating a result of pattern analysis of a partial discharge signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in an R-phase cable of an intermediate connection of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. The background noise is reduced to 65 pC, resulting in an improved S / N ratio of the partial discharge measurement system employing a high pass filter.

마찬가지로, 도 17은 상기 도 2의 실시예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 S 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 부분 방전 신호를 패턴 분석한 결과를 보인 그래프이다.Similarly, FIG. 17 is a graph showing a pattern analysis result of the partial discharge signal detected when the high pass filter is not applied to the S-phase cable of the intermediate connection part of the underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 18은 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 S 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 신호를 패턴 분석한 결과를 보인 그래프이다.FIG. 18 is a graph illustrating a pattern analysis result of a partial discharge signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in an S phase cable of an intermediate connection part of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 19는 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 T 상 케이블에서 고역 통과 필터가 적용되지 않은 경우에 검출된 부분 방전 신호를 패턴 분석한 결과를 보인 그래프이다.FIG. 19 is a graph illustrating a pattern analysis result of a partial discharge signal detected when a high pass filter is not applied to a T-phase cable of an intermediate connection part of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

도 20은 상기 도 2의 실시 예에 의해 지중 배전 선로의 중간 접속부의 T 상 케이블에서 차단 주파수가 30 MHz인 고역 통과 필터를 통과한 부분 방전 신호를 패턴 분석한 결과를 보인 그래프이다.20 is a graph illustrating a pattern analysis result of a partial discharge signal passing through a high pass filter having a cutoff frequency of 30 MHz in a T-phase cable of an intermediate connection line of an underground distribution line according to the embodiment of FIG. 2.

본 발명에 의하면, 저역 통과 필터의 일종인 페라이트 내지는 초크 코일 필터를 사용하는 부분 방전 측정 시스템 보다 효과적으로 부분 방전 신호를 측정 할 수 있다. 또한, 상기 측정 신호에서 외부 환경 노이즈 측정용 안테나로부터 검출된 신호와, 필터를 통과하지 않은 부분 방전 신호를 비교하여 저주파 노이즈 또는 코로나 노이즈 내지는 RF 노이즈를 제거함으로써 효과적으로 S/N 비를 향상 시킬 수 있다. According to the present invention, the partial discharge signal can be measured more effectively than the partial discharge measurement system using a ferrite or choke coil filter, which is a kind of the low pass filter. In addition, the S / N ratio can be effectively improved by removing low frequency noise, corona noise, or RF noise by comparing the signal detected from the antenna for measuring external environmental noise with the partial discharge signal that does not pass through the filter. .

Claims (4)

삭제delete 전력케이블의 부분 방전 검출 시스템에 있어서, 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈를 감지하는 부분 방전 진단용 제1센서(21) 및 부분 방전 진단용 제2센서(22)와; 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에서 감지된 신호를 여과하는 고역 통과 필터(30)와; 상기 전력케이블(10)이 포설되어 있는 현장 주변에서 상기 전력케이블(10)로 유입된 RF 노이즈가 상기 부분 방전 진단용 제2센서(22) 또는 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21) 및 고역 통과 필터(30)를 통과한 후에도 노이즈가 남아있는 경우에 이를 제거하기 위한 환경 노이즈 측정 안테나(23)와; 상기 부분 방전 진단용 제1센서(21)에서 감지된 신호가 고역 통과 필터(30)을 통과한 신호를 증폭하는 제1신호증폭기(41)와; 상기 부분 방전 진단용 제2센서(22)에서 감지한 신호를 증폭하는 제2신호증폭기(42)와; 상기 환경 노이즈 측정 안테나(23)로부터 검출 된 신호와, 상기 제1신호증폭기(41)에서 증폭된 신호와, 상기 제2신호증폭기(42)에서 증폭된 신호를 비교·분석하는 오실로스코프(50) 및 스펙트럼분석기(60)와; 분석된 정보를 저장하고 처리하는 컴퓨터(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력케이블의 부분 방전 검출 시스템.A partial discharge detection system of a power cable, comprising: a first sensor for partial discharge diagnosis 21 and a second sensor for partial discharge diagnosis for detecting RF noise introduced into a power cable 10; A high pass filter 30 for filtering the signal detected by the partial discharge diagnostic first sensor 21; RF noise introduced into the power cable 10 around the site where the power cable 10 is installed is the second sensor 22 for diagnosing the partial discharge or the first sensor 21 for diagnosing the partial discharge and a high pass filter. An environmental noise measurement antenna 23 for removing the noise if it remains even after passing through 30; A first signal amplifier (41) for amplifying a signal detected by the partial discharge diagnostic first sensor (21) through the high pass filter (30); A second signal amplifier 42 for amplifying the signal sensed by the partial discharge diagnostic second sensor 22; An oscilloscope 50 for comparing and analyzing the signal detected by the environmental noise measuring antenna 23, the signal amplified by the first signal amplifier 41, and the signal amplified by the second signal amplifier 42; A spectrum analyzer 60; And a computer (70) for storing and processing the analyzed information. 제 2항에 있어서, 부분 방전 진단용 제1센서(21)는 부분 방전 진단을 위한 용량성 센서인 foil 센서 또는 유도성 센서인 CT 센서인 것을 특징으로 하는 전력케이블의 부분 방전 검출 시스템.The partial discharge detection system of a power cable according to claim 2, wherein the first sensor (21) for partial discharge diagnosis is a CT sensor (foil sensor) or an inductive sensor (capacitive sensor) for partial discharge diagnosis. 제 2항에 있어서, 부분 방전 진단용 제2센서(22)는 RF 센서인 UHF 센서인 것을 특징으로 하는 전력케이블의 부분 방전 검출 시스템.The partial discharge detection system of a power cable according to claim 2, wherein the second sensor (22) for partial discharge diagnosis is a UHF sensor which is an RF sensor.
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