KR100871906B1 - 고전압 발생원 교정장치 - Google Patents

고전압 발생원 교정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고전압 발생원 교정장치에 관한것으로 상세하게는 전원이 인가되어지는 쉴드캡이 상측단에 설치되는 절연판과; 상기 절연판의 하측에 부착되어 상기 쉴드캡에서 인가되는 전원을 일정 면적에서 인가되도록 하는 고전압전극과; 상기 고전압전극이 내재되고, 절연판의 하측면을 덮으며 일정두께를 가지고 형성되는 상단 받침판과; 상기 상단 받침판의 외주연 하측에 다수개 설치되어 하단의 하단 받침판과 일정거리 이격시키는 받침대와; 상기 하단 받침판의 중심 상측에 일정높이를 가지고 센서를 올려놓는 측정대;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치에 관한것이다.
고전압, 발생원, 교정, 전기장, 측정센서

Description

고전압 발생원 교정장치{High voltage generation correction equiment}
도 1은 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치의 구성사시도,
도 2는 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치의 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치의 상측을 확대한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치를 이용한 교정방법을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치를 이용하여 측정한 센서의 출력전압을 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 쉴드캡 20 : 절연판
21 : 고전압전극 30 : 상단 받침대
40 : 받침대 50 : 연결부재
60 : 측정대 70 : 하단 받침대
본 발명은 고전압 발생원 교정장치에 관한것으로 상세하게는 전원이 인가되 어지는 쉴드캡이 상측단에 설치되는 절연판과; 상기 절연판의 하측에 부착되어 상기 쉴드캡에서 인가되는 전원을 일정 면적에서 인가되도록 하는 고전압전극과; 상기 고전압전극이 내재되고, 절연판의 하측면을 덮으며 일정두께를 가지고 형성되는 상단 받침판과; 상기 상단 받침판의 외주연 하측에 다수개 설치되어 하단의 하단 받침판과 일정거리 이격시키는 받침대와; 상기 하단 받침판의 중심 상측에 일정높이를 가지고 센서를 올려놓는 측정대;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치에 관한것이다.
기존에 사용되는 1 kV 이상의 고전압 발생원을 교정하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 표준용 고전압 발생원을 이용하여 고전압 분압기(divider)의 ratio(비율)를 측정하여 1:10, 1:100, 1:1,000 등의 정확한 값을 기록한다.
그 다음, 교정용 고전압 발생원을 고전압 분압기의 특정 비(1:10, 1:100, 1:1,000)에 입력하고, 분압기에 의해 감쇄된 출력을 교정된 전압미터(meter)를 이용하여 측정한다.
마지막으로, 미터 측정값에 분압기의 비율값을 곱하면 정확한 교정용 고전압 발생원의 출력을 알 수 있다. 예를 들면 미터 측정값이 2.1 volt 이고 분압기의 비율이 1:1,000)이라면 교정용 고전압 발생원의 출력은 2.1 × 1,000=2,100 volt가 되는 것이다.
이러한 기존의 교정 순서는 교정된 고전압 분압기가 반드시 필요하며, 고전압 분압기를 교정하기 위해서는 고가의 설비가 있어야만 한다. 그런데 이를 중소기 업 등에서 구하기는 고가의 비용때문에 많은 부담이 되어 구비하기 힘들다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 전원이 인가되어지는 쉴드캡이 상측단에 설치되는 절연판과; 상기 절연판의 하측에 부착되어 상기 쉴드캡에서 인가되는 전원을 일정 면적에서 인가되도록 하는 고전압전극과; 상기 고전압전극이 내재되고, 절연판의 하측면을 덮으며 일정두께를 가지고 형성되는 상단 받침판과; 상기 상단 받침판의 외주연 하측에 다수개 설치되어 하단의 하단 받침판과 일정거리 이격시키는 받침대와; 상기 하단 받침판의 중심 상측에 일정높이를 가지고 센서를 올려놓는 측정대;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 고전압 발생원의 교정용 장치에 있어서, 전원이 인가되어지는 쉴드캡이 상측단에 설치되는 절연판과; 상기 절연판의 하측에 부착되어 상기 쉴드캡에서 인가되는 전원을 일정 면적에서 인가되도록 하는 고전압전극과; 상기 고전압전극이 내재되고, 절연판의 하측면을 덮으며 일정두께를 가지고 형성되는 상단 받침판과; 상기 상단 받침판의 외주연 하측에 다수개 설치되어 하단의 하단 받침판과 일정거리 이격시키는 받침대와; 상기 하단 받침판의 중심 상측에 일정높이를 가지고 센서를 올려놓는 측정대를 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한 다.
도 1은 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치의 구성사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치의 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치의 상측을 확대한 단면도이이고, 도 4는 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치를 이용한 교정방법을 나타낸 순서도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고전압 발생원 교정장치를 이용하여 측정한 센서의 출력전압을 나타낸 그래프이다.
고전압 발생원의 교정용 장치에 있어서, 전원이 인가되어지는 쉴드캡(10)이 상측단에 설치되는 절연판(20)과; 상기 절연판(20)의 하측에 부착되어 상기 쉴드캡(10)에서 인가되는 전원을 일정 면적에서 인가되도록 하는 고전압전극(21)과; 상기 고전압전극(21)이 내재되고, 절연판(20)의 하측면을 덮으며 일정두께를 가지고 형성되는 상단 받침판(30)과; 상기 상단 받침판(30)의 외주연 하측에 다수개 설치되어 하단의 하단 받침판(70)과 일정거리 이격시키는 받침대(40)와; 상기 하단 받침판(70)의 중심 상측에 일정높이를 가지고 센서를 올려놓는 측정대(60)를 포함하여 구성되어진다.
이때, 상기 받침대(40)의 외주연에는 다수개의 가드링(41)이 결합되어진다.
그리고, 상기 가드링(41)은 코로나 전압의 발생을 방지하기 위해 사기재질로 이루어진다.
또한, 상기 받침대(40)는 일정길이를 가지고 다수개로 형성되어 연결부재(50)로 결합되어지며, 사용자가 원하는 길이만큼 추가 설치하여 높이 조절이 가 능 하다.
그리고, 상기 절연판(20)과 고전압전극(21), 상하단 받침판(30, 70) 및 측정대(60)는 원형으로 형성되어진다.
또한, 상기 절연판(20)과 고전압전극(21), 상하단 받침판(30, 70) 및 측정대(60)는 다각형으로 형성되어진다.
또한, 상기 측정대(60)의 상측에 센서를 올려놓고 전압을 측정한다.
즉, 본 발명을 일실시 예를 들어 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
외부 전원장치에서 연결되어 전원을 인가하는 케이블이 연결되는 쉴드캡(10)이 부착되어지는 절연판(20)의 하측에 상기 쉴드캡(10)을 통해 인가되어지는 전원을 일정면적으로 분산시켜 인가하는 고전압전극(21)이 부착된다.
그리고, 상기 고전압전극(21)이 내재되고 상기 절연판(20)의 하측에 부착되어지는 일정두께를 가지고 형성되는 상단 받침판(30)의 외주연 하측으로 다수개의 받침대(40)가 형성되어 하단 받침판(70)에 결합되어지는데 상기 받침대(40)는 일정길이를 가지는 다수개의 받침대(40)가 연결부재(50)로 연결되어져 사용자가 임의로 길이를 조절할 수 있게 된다.
이때, 상기 받침대(40)의 외주연에 다수개의 코로나 전압의 발생을 방지하는 사기재질의 가드링(41)이 결합되어진다.
그리고, 상기 하단 받침판(70)의 중심 상측에는 센서가 올려지는 측정대(60)가 형성되어 상측에 센서를 올려놓고 상기 센서의 상측면에 센서를 부착하여 외부 측정기기에서 전압을 측정하게된다.
그리고, 고전압 발생원 교정장치를 이용한 방법은 다음과 같다.
고전압 발생원 교정장치를 이용한 교정방법에 있어서, 교정장치에 센서를 측정대(60)의 상측에 설치시키는 센서 설치단계(S10)와; 상기 센서에 표준전압을 인가하는 표준전압 인가단계(S20)와; 상기 센서에 인가되는 표준전압과 센서의 출력전압을 단계적으로 측정하여 표준전압과 센서의 출력전압간의 관계함수 계산단계(S30); 상기 센서에 교정전압을 단계적으로 인가하는 교정전압 인가단계(S40)와; 상기 교정전압을 외부에 연결된 측정장치로 센서의 출력전압을 측정하는 측정단계(S50)와; 상기 측정된 센서의 출력전압을 관계함수 계산단계(S30)에서 구한 관계함수를 식에 대입하여 고전압을 계산하는 고전압계산단계(S60)로 이루어진다.
이때, 상기 표준전압은 10~200 kV 이고, 교정전압은 200~400 kV를 인가하게 된다.
즉, 일실시예를 들어 좀더 상세하게 방법을 설명하면 다음과 같다.
측정대(60)에 센서 즉 다양한 두께와 넓이를 가지는 센서를 설치하고(S10), 센서의 상측에 외부의 측정기기와 연결되는 센서를 부착하며, 교정장치의 상측에 설치된 쉴드캡(10)에 연결되어 쉴드캡(10) 하단에 설치된 절연판(20)의 하측에 설치어진 고전압전극(21)에 표준전압을 인가하여(S20) 표준전압과 센서의 출력전압을 단계적으로 측정하여 관계함수를 계산하고(S30), 상기 센서에 고전압전극(21)에서 교정전압을 인가하여(S40) 두 전압값을 센서에서 감지하여 외부에 연결된 측정장치로 센서의 출력전압을 측정하고(S50), 측정된 인가전압과 S30에서 구한 관계함수를 식에 대입하여 인가된 교정고전압을 계산(S60)한다.
이때, 고전압전극(21)에서 인가되는 전기장으로 인해 발생되는 코로나전압을 방지하게 위해 받침대(40)의 외주연에 다수개의 가드링(41)을 설치하게된다.
그리고, 고전압전극(21)에 인가되어지는 표준전압은 10 ~ 200 kV 이고, 교정전압은 200 ~ 400 kV를 인가하게 된다.
이러한 고전압 발생원 교정장치를 이용한 교정방법에 대한 계산 방법의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
이때, 표준전압은 10 ~ 200 kV 이고, 교정전압은 200 ~ 400 kV으로 정하고 실행한다.
고전압 발생원의 교정은 그림 1과 같이 상측에서 전압을 인가하는 교정장치와 고전압전극(21)에 고전압을 인가하기 위한 교류 고전압 발생원, 센서, 상기 센서로 부터의 출력 전압값을 측정할 수 있는 디지털 오실로 스코프로 구성된다.
센서에 가한 전압과 센서의 출력전압(ν)과의 관계는 아래와 같이 쓸 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112007047608444-pat00001
여기서 V는 평행판 전극에 인가된 전압이고, a 는 비례상수이다. 고전압을 가하고 센서의 출력전압을 측정할 때 센서기판과 측정기기를 연결하는 측정도선의 길이와 도선의 위치변화에 따른 임피던스의 변화로 출력전압의 왜곡이 생긴다. 이로 인해 측정 전압의 큰 차이를 가져온다. 따라서 동일한 센서 간격과 인가전압에 도 측정도선의 변화에 따라 센서측정전압이 다르게 나타나므로 측정의 재현성을 위해서 동일한 조건으로 실험을 해야 한다.
고전압 발생원 측정시스템은 도 1과 동일하게 유지하였다. 400 kV 까지의 고전압 발생원의 교정은 아래와 같이 두 단계로 나누어진다.
첫 번째는 출력값을 정확히 알고 있는 고전압 발생원을 이용하여 10 ~ 200 kV 까지의 고전압을 센서에 인가하여 디지털 오실로스코프로 측정센서의 출력을 측정한다.
도 5의 200 kV 까지의 실험결과를 피팅한 결과 측정센서의 출력전압(ν)과 전압(Ｖ)의 관계는 선형적이었다. 관계함수 ｆ는 아래와 같이 주어진다.
[수학식 2]
f(x) = 4.4061x-12.91268
수학식 2에서 f는 고전압 발생원의 전압(Ｖ), x는 센서의 출력에(ν) 해당한다.
두 번째 단계는 첫 번째 단계의 전압범위 10 ~ 200 kV에서 구한 관계함수 ｆ 를 이용하여 미지의 고전압 발생원 200 ~ 400 kV 까지의 전압을 센서의 출력전압 측정으로 교정하는 것이다. 이는 미지의 고전압 발생원의 200 ~ 400 kV 까지의 고전압을 고전압 전극에 인가하며 센서출력전압을 측정한다. 앞서 구한 수학식 2의 관계함수 ｆ의 x 변수에 센서의 출력전압을 입력하고, 이때 계산된 f값이 센서로 측정된 고전압이다. 200 ~ 400 kV 까지의 센서로 측정으로 계산된 고전압의 출력전 압을 표 1에 나타내었다.
표 1.
미지의 고전압 발생원의 정격전압(kV) 센서출력 전압(V) 관계함수로 얻은 고전압 발생원 출력전압(kV)
200 300 400 48.33 71.02 93.72 200.0 300.0 400.0
한편 센서를 이용한 고전압 측정기술의 유효성을 검증하기 위해 고전압 발생원을 고전압 분압기로 직접 측정한 결과와 표 2에서 서로 비교 하였다. 표 2의 마지막 열에 두 방법에서의 얻은 고전압 값에 대한 상대차이를 나타내었다. 상대차이는 아래와 같이 정의된다.
수학식 3
Figure 112007047608444-pat00002
여기서 V D 는 고전압 분압기로 측정한 고전압 값이고, V E 는 센서로 측정한 고전압 값이다. 상대차이는 정격전압 200 kV, 300 kV, 400 kV 에서 각각 0.9 %, 1.0 %, 1.4 % 이였다. 이는 두 방법에 대한 불확도가 약 3 % 임을 감안하면 상당히 양호한 일치도이다.
표 2.
정격전압(kV) 센서로 측정한 고전압의 출력전압(kV) 고전압 분압기로 측정한 고전압의 출력전압(kV) 상대차이(%)
200 300 400 200.0 300.0 400.0 201.8 303.0 405.5 0.9 1.0 1.4
상기에서 기술된 바와같이 본 발명은, 전원이 인가되어지는 쉴드캡이 상측단에 설치되는 절연판과; 상기 절연판의 하측에 부착되어 상기 쉴드캡에서 인가되는 전원을 일정 면적에서 인가되도록 하는 고전압전극과; 상기 고전압전극이 내재되고, 절연판의 하측면을 덮으며 일정두께를 가지고 형성되는 상단 받침판과; 상기 상단 받침판의 외주연 하측에 다수개 설치되어 하단의 하단 받침판과 일정거리 이격시키는 받침대와; 상기 하단 받침판의 중심 상측에 일정높이를 가지고 센서를 올려놓는 측정대로 구성되어 간편하게 고접압을 발생하는 교정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 고전압 발생원의 교정용 장치에 있어서,
    전원이 인가되어지는 쉴드캡(10)이 상측단에 설치되는 절연판(20)과;
    상기 절연판(20)의 하측에 부착되어 상기 쉴드캡(10)에서 인가되는 전원을 일정 면적에서 인가되도록 하는 고전압전극(21)과;
    상기 고전압전극(21)이 내재되고, 절연판(20)의 하측면을 덮으며 일정두께를 가지고 형성되는 상단 받침판(30)과;
    상기 상단 받침판(30)의 외주연 하측에 다수개 설치되어 하단의 하단 받침판(70)과 일정거리 이격시키는 받침대(40)와;
    상기 하단 받침판(70)의 중심 상측에 일정높이를 가지고 센서를 올려놓는 측정대(60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 받침대(40)의 외주연에는 다수개의 가드링(41)이 결합되어진 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가드링(41)은 코로나 전압의 발생을 방지하기 위해 사기재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 받침대(40)는 일정길이를 가지고 다수개로 형성되어 연결부재(50)로 결합되어지며, 사용자가 원하는 길이만큼 추가 설치하여 높이 조절이 가능 한 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 절연판(20)과 고전압전극(21), 상하단 받침판(30, 70) 및 측정대는 원형으로 형성되어진 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 절연판(20)과 고전압전극(21), 상하단 받침판(30, 70) 및 측정대는 다각형으로 형성되어진 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 측정대(60)의 상측에 센서를 올려놓고 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 고전압 발생원 교정장치.
  8. 삭제
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KR19990013369U (ko) * 1997-09-25 1999-04-15 왕중일 고압발생기 결합 장치
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