KR100877247B1 - 전기 스위치기어를 위한 광센서 장치 - Google Patents

전기 스위치기어를 위한 광센서 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100877247B1
KR100877247B1 KR1020077002463A KR20077002463A KR100877247B1 KR 100877247 B1 KR100877247 B1 KR 100877247B1 KR 1020077002463 A KR1020077002463 A KR 1020077002463A KR 20077002463 A KR20077002463 A KR 20077002463A KR 100877247 B1 KR100877247 B1 KR 100877247B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cavity member
sensor device
cavity
optical sensor
switchgear
Prior art date
Application number
KR1020077002463A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070088466A (ko
Inventor
예브즈 도인
프레데릭 르씨레릭
카탈도 디아페리아
라마틴 파누시
제임스 노만 블라크
앤드류 클리멕
Original Assignee
지멘스 악티엔게젤샤프트
엔엑스티페이즈 티 앤드 디 코포레이션
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 지멘스 악티엔게젤샤프트, 엔엑스티페이즈 티 앤드 디 코포레이션 filed Critical 지멘스 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20070088466A publication Critical patent/KR20070088466A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100877247B1 publication Critical patent/KR100877247B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • G01R15/247Details of the circuitry or construction of devices covered by G01R15/241 - G01R15/246
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/142Arrangements for simultaneous measurements of several parameters employing techniques covered by groups G01R15/14 - G01R15/26
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035Gas-insulated switchgear
    • H02B13/0356Mounting of monitoring devices, e.g. current transformers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • G01R15/241Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using electro-optical modulators, e.g. electro-absorption
    • G01R15/242Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using electro-optical modulators, e.g. electro-absorption based on the Pockels effect, i.e. linear electro-optic effect
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • G01R15/245Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
    • G01R15/246Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/027Integrated apparatus for measuring current or voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

전기 스위치기어의 경우에는 소형의 전류 및 전압 센서 수단이 상기 스위치기어의 전체적인 소형 설계를 위해서 요구된다. 본 발명은 두 개의 공동 부재를 포함하는 가스 절연식 스위치기어를 위한 매우 소형인 광센서 장치를 개시하고 있는데, 상기 두 공동 부재들은 광전류 및/또는 광전압 센서를 위한 광섬유들을 포함하고 있는 공동 섹션을 형성하도록 배치되고 스위치기어에 쉽게 통합될 수 있다.

Description

전기 스위치기어를 위한 광센서 장치{OPTICAL SENSOR ARRANGEMENT FOR ELECTRICAL SWITCHGEAR}
본 발명은 광전류 센서 및/또는 광전압 센서를 포함하는 광센서 장치에 관한 것으로, 상기 센서 장치는 공동 섹션(hollow section)을 함께 형성하도록 배열되는 제 1 및 제 2 공동 부재, 바람직하게는 링 모양 프로파일들을 포함하고, 상기 센서 장치는 또한 고리모양 그루브(annular groove)에 배열되는 전류 센서의 광섬유를 포함하고, 상기 그루브는 제 1 공동 부재와 제 2 공동 부재 사이의 경계 표면에 배치되고, 및/또는, 전압 센서의 광섬유는 제 2 공동 부재의 리세스에 배치되며, 본 발명은 또한 가스 절연식 스위치기어에서 그러한 센서 장치의 사용 및 전기 스위치기어를 조립 및/또는 개량하기 위한 방법에 관한 것이다.
전기 스위치기어에서는, 전류-운송 전도체의 고전위 및 그라운드와 같은 스위치기어에서의 두 전위들 사이의 전압 및 스위치기어를 통해 흐르는 전류를 측정하는 것이 필요하다. 가스 절연식 스위치기어(GIS)에서는, 전기 전도체들이 가스 충전된 인클로저 내에 배열되고, 이는 상기 전기 전도체들에 전류 및 전압 센서들을 배열하기 어렵게 만든다. 스위치기어의 소형화와 공간 및 비용 절감적인 설계가 항상 그러한 스위치기어의 설계 목표이기 때문에, 활용되는 센서 장치들은 소형이면서 강하고 또한 용이하게 접근가능해야 한다. 종래에 이러한 작업을 위한 여러 센서 타입들이 공지되어 있는데, 일예로서 전류 및 전압 트랜스포머 또는 광전류 및 광전압 센서가 있다.
CH 694 193 A5는 널리 공지되어 있는 전류 트랜스포머를 포함하는 모듈을 도시하고 있다. 상기 모듈은 전기 스위치기어의 개구부들에 플랜지된다(flanged). 전류 트랜스포머는 특정 공간을 필요로 하기 때문에, 상기 모듈들은 큰 전체적인 길이를 가지며, 이는 스위치기어의 전체적인 크기를 증가시킨다. DE 43 14 821 A1에는 가스 절연식 스위치기어의 인클로저에 통합되는 전류 트랜스포머가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 장치는 스위치기어의 전체적인 길이를 증가시킨다.
공지된 광센서 장치들은 종종 스위치기어로부터 멀리 떨어져서 배열된다. 이를 위해서, 예컨대 센서 장치로부터 스위치기어의 고전압 버스바로의 전기적인 연결이 이루어진다. DE 196 34 251 A1에는, 가스 절연식 스위치기어 인클로저의 개구부의 플랜지 상에 플랜징되는 캡(cap)에 배치되는 광전압 센서가 공지되어 있다. 비록 이러한 장치는 소형이지만, 스위치기어 인클로저의 엑스트라 개구부 및 전기 전도체들로부터 센서 장치로의 엑스트라 전기 연결들이 필요하다. 게다가, 이러한 장치는 전류 트랜스포머를 제공하지 않는다.
US 5 136 236은 광전류 센서 및/또는 광전압 센서를 포함하는 광센서 장치를 도시하고 있는데, 상기 센서 장치는 공동 섹션을 함께 형성하도록 배열되는 제 1 공동 부재(11) 및 제 2 공동 부재(5), 바람직하게는 링 모양 프로파일들을 포함하고, 상기 센서 장치는 또한 고리모양 그루브에 배치되는 전류 센서의 광섬유(12)를 포함하는데, 상기 그루브는 제 1 및 제 2 공동 부재 사이의 경계 표면에 배치되고, 및/또는, 전압 센서의 광섬유(7a)가 제 2 공동 부재(5)의 리세스(9)에 배치된다.
본 발명의 한 목적은 더욱 소형이면서 또한 전기 스위치기어에 용이하게 통합되고 용이하게 접근가능한 전기 스위치기어를 위한 광전류 및 광전압 센서 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 제 1 공동 부재 상에 고리모양 리세스를 제공함으로써 본 발명에 의해 달성되는데, 상기 제 1 공동 부재 내에는 제 2 공동 부재가 배치되는 반면에 제 1 공동 부재는 리세스가 형성되는 두 레그들(legs)을 갖는 L 또는 U 모양이다.
이러한 장치는 특히 쉽고 소형인데, 그 이유는 전류 및 전압 센서가 하나의 유닛으로 제공되고 또한 제 2 공동 부재가 제 1 공동 부재의 리세스 내에 배열되기 때문이다. 상기 장치는 쉽게 미리 조립될 수 있고 또한 전기 스위치기어에 쉽게 통합될 수 있다.
전기 전도성 물질, 바람직하게는 금속으로 제 1 공동 부재를 형성하는 것이 특히 유리하다. 이는 스위치기어의 금속 인클로저가 함께 조립될 때 센서 장치에 의해서 인터럽트되지 않도록 보장한다. 그러므로, 인클로저들은 전자기 차폐물처럼 기능하고, 이는 EMC 방사를 감소시키거나 제거한다. 이는 감응 디지털 제어 및 계장 기기(instrumentation equipment)가 서브스테이션에 장착될 때 특히 유용하다. 그러나, 이는 금속 인클로저가 항상 동일한 전위, 바람직하게는 그라운드 전위로 유지되기 때문에 스태프의 안전을 위해 또한 중요하다. 만약 제 2 공동 부재가 특별히 절연성 물질로 형성된다면, 그루브가 절연 물질에 의해서 적어도 부분적으로 커버되는 것이 보장된다. 이러한 장치를 통해서, 전류 측정은 전도성 제 1 부재에서 유발되는 전류의 영향을 받지 않는데, 그 이유는 어떠한 전류 루프들도 광섬유를 갖는 그루브 둘레에서 전개될 수 없기 때문이다.
그루브는 전류-운반 전도체가 유도되는 공동 섹션의 개구부 주위의 원주방향으로 유리하게 연장한다.
전류 센서의 광섬유는 제 1 공동 부재의 외부표면을 그루브와 연결시키는 제 1 공동 부재의 구멍을 통해서 그루브에 쉽게 유도될 수 있다. 이는 센서 장치의 용이한 조립을 보장한다.
제 2 공동 부재의 리세스는 유리하게도 쉽게 제작될 수 있으며 적어도 하나의 Pockels 셀이 배치되는 방사방향으로 연장되는 막다른 구멍(radially extending dead end bore)이다. 제 2 부재에서 또한 기능하는 전도체 주위의 전기장은 Pockels 셀에 영향을 줌으로써 Pockels 효과에 의해서 전압 측정을 가능하게 한다.
인클로저의 방기성(gas tightness)을 보장하기 위해서, 제 1 및 제 2 공동 부재 사이에는 실(seal)이 제공된다.
광센서 장치는 스위치기어의 인접하는 인클로저 부분들의 두 플랜지들 사이에 특히 유리하게 배치된다. 이는 스위치기어의 매우 간단한 조립을 가능하게 한다.
광센서 장치의 설계는 광센서 장치가 전기 스위치기어를 조립하거나 개량하기 위한 매우 효과적인 방법을 구성하는 스위치기어에 유닛으로서 미리 조립되고 통합된다.
본 발명은 본 발명의 광센서 장치 및 가스 절연식 스위치기어(GIS) 장치로의 상기 센서 장치의 적용을 비제한적이고 개략적으로 나타내는 도 1 내지 도 3을 통해 설명된다.
도 1은 통상적인 3-폴(pole) 가스 절연식 스위치기어 장치를 나타내는 도면.
도 2는 가스 절연식 스위치기어 장치에 통합되었을 때 본 발명의 광센서 장치의 여러 단면들을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 광센서 장치에 대한 평면도.
GIS(gas insulated switchgear) 장치(1)는 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같이 예컨대 각각의 단계를 위한 버스바들(2), 연결해제 스위치들(3), 접지 스위치들(4, 7) 및 회로 차단기(5)를 포함하지만, 널리 공지된 바와 같은 다른 장치, 추가 장치 및/또는 상이한 장치들을 역시 포함할 수 있다. 이러한 스위치기어 장치들(1)은 종래에 널리 공지되어 있기 때문에 상세히 설명되지 않는다. GIS 장치(1)의 인클로저(11)는 예컨대 SF6와 같은 가스로 채워지며, 스위치기어(1)의 상이한 스위치들의 접촉부들, 구동 메커니즘 등과 같은 스위치들의 기계적인 부분들 및 스위치기어(1)를 통해 유도되는 전기 전도체(10)를 포함한다. 아래에서 상세히 설명되 는 바와 같이 전기 전류 및 전압을 측정하기 위한 본 발명의 광센서 장치(6)가 인클로저(11) 내에 또한 통합된다.
광센서 장치(6)가 도 2 및 도 3에 잘 도시되어 있으며, 도 2 및 도 3을 참조하여 아래에서 설명된다. 광센서 장치(6)는 스위치기어 인클로저의 두 인접하는 부분들(11, 11')의 두 플랜지들(12, 12') 사이에 배치된다. 인클로저 부분들(11, 11')은 플랜지들(12, 12')의 홀들 및 광센서 장치(6)의 홀들(27)에 배치되는 나사들 또는 볼트들과 같은 연결 수단에 의해서 널리 공지된 방식으로 연결된다. 그러므로, 광센서 장치(6)는 스위치기어 인클로저의 일부분을 형성한다. 그 결과, 인클로저(11) 내에 배치되는 전기 전도체(10)가 또한 광센서 장치(6)를 통해 유도된다.
광센서 장치(6)는 고리모양 리세스를 갖는 제 1 공동 부재를 포함하고, 제 1 공동부재 안으로 제 2 공동 부재가 배열된다. 여기서, 제 1 공동 부재는 전기적으로 전도성을 갖는 금속성 L-모양 링(13)이고, 제 1 공동 부재는 바람직하게 인클로저(11)와 동일한 재료로 이루어지며, 제 2 공동 부재는 예컨대 수지로 이루어진, 전기적으로 절연성을 갖는 링(14)이다. 횡평면에서 고리모양 리세스의 단면 프로파일은 예컨대 직사각형이지만 바람직하게는 원형인 임의의 모양을 가질 수 있다. L-모양의 링은 링(13)이 L-모양인 길이방향 평면에 단면 프로파일을 갖는다는 것을 의미한다. 상기 두 부재들은 공동 섹션을 형성하기 위해 서로 나란히 배치된다. 도시된 실시예에서, 제 2 링(14)은 L-모양 링(13)의 두 레그들(13', 13")에 의해서 형성되는 리세스에 배치된다. 그러나, 두 공동 부재들(13, 14)은 물론 다른 모양일 수도 있다. 제 2 부재(14)는 예컨대 Y 또는 U 모양의 제 1 부재(13)의 레그들 사이에 배치될 수 있고, 상이한 물질들로 형성될 수 있다. 제 1 부재(13)는 임의의 전기 전도성 물질, 예컨대 금속들 또는 전도성 플라스틱 또는 전도성 수지와 같은 전기 전도성 합성 물질로 형성될 수 있지만 전기 절연성 물질로도 형성될 수 있다. 제 2 부재(14)는 임의의 적합한 전기 절연성 물질, 예컨대 플라스틱 또는 수지와 같은 합성 물질로 형성될 수 있다.
제 1 부재(13)의 고리모양 리세스는 전기 절연성 부재(14)가 광센서 장치(6)의 내부에 배치되도록, 즉, 스위치기어 인클로저(11)의 내부에 어셈블리된 상태로 배치되도록 배치된다. 그로 인해, 광센서 장치(6)의 외부 표면(22)은 L-모양 링(13)에 의해 형성된다. 도시된 실시예에서의 제 2 링(14)은 다수의 플레이트들(20)에 의해서 리세스에 고정되는데, 상기 플레이트들(20)은 나사들(21)을 통해서 L-모양 링(13)에 고정되고 따라서 비-전도성 링(14)을 적소에 속박시키며 유지시킨다. 제 2 부재도 물론 나사들 또는 볼트들, 접착 등을 통해 고정되는 포지티브 또는 논-포지티브 조립부(fit)와 같은 임의의 적합한 결합부에 의해서 제 1 부재에 고정될 수 있다. 조립된 상태에서는, 차폐부(19)가 L-모양 링(13)과 인클로저(11')의 플랜지(12') 사이, 전기 절연성 링(14)과 인클로저(11)의 플랜지(12) 사이 및 L-모양 링(13)과 전기 절연성 링(14) 사이에 배치됨으로써, GIS 장치(1)의 가스로 채워진 내부가 외부로부터 차폐되도록 보장하여 인클로저(11)로부터 가스가 누설되는 것이 방지된다.
광센서 장치(6)는 비록 전류 또는 전압 센서만을 구비할 수 있을지라도 광전류 센서 및 광전압 센서를 포함한다.
광전류 센서는 편광된 광신호가 전기 전도체(10)를 통해 전류가 흐를 때 생성되는 자기장의 영향에 의해 감소되거나 가속된다는 사실을 사용하는 널리 공지된 Faraday 효과에 기초한다. 이러한 효과는 널리 공지되어 있고 광전류 센서들에서 종종 활용되기 때문에, 상세히 설명되지 않는다. 고리모양 그루브(16)가 제 1 및 제 2 공동 부재(13, 14) 사이의 경계 표면(28)에 배치되는데, 본 예에서는 L-모양 링(13)의 레그들(13', 13") 중 하나의 내부면 상에 배치된다. 상기 그루브(16)는 도 3에 잘 도시된 바와 같이 링(13)에 폐쇄루프를 형성한다. 그러나, 제 1 및 제 2 공동 부재(13, 14) 사이의 경계 표면의 어딘가에, 예컨대 제 1 링(13)이나 제 2 링(14) 상의 어딘가에 그루브(16)를 배치하는 것도 물론 가능하거나, 그루브(16)가 제 1 공동 부재(13) 및 제 2 공동 부재(14)에 부분적으로 형성될 수 있다. 그루브(16)는 바람직하게는 전기 전도체(10)와 중심이 같다. 횡평면에서 고리모양 그루브(16)의 단면 프로파일은 예컨대 직사각형이지만 바람직하게는 원형인 임의의 형태를 가질 수 있다. 구멍(15)이 그루브(16)를 L-모양 링(13)의 외부 표면(22)에 연결한다. 그루브(16) 및 제 1 링(13) 또는 제 2 링(14)은 그루브(16)가 조립된 상태에서 제 1 링(13) 또는 제 2 링(14)에 의해 적어도 부분적으로 커버되도록 배치되고 그 치수가 정해진다. 광섬유(23)는 구멍(15)을 통해 유도되며 L-모양 링(13)의 그루브(16)에 배치되고, 그럼으로써 적어도 하나의 원주 루프에서 광센서 장치(6) 및 GIS 장치(1)를 통해 유도되는 전기 전도체(10)를 또한 원주를 따라 둘러싼다. 구멍(15)은 바람직하게 조립 동안 및 그 이후에 광섬유(23) 상의 압력을 감소시키기 위해서 본질적으로 탄젠트적으로 배치된다. 그로 인해, 전기 전도체(10)를 통해 흐르는 전류에 의해서 생성된 자기장은 상기 전기 전도체(10) 주위의 경로 상의 광섬유(23)를 통해 이동하는 광의 편광에 영향을 준다. 광섬유(23)의 단부에서는 광이 거꾸로 반사됨으로써, 모든 방향으로 광이 이동하도록 하여 Faraday 효과를 배가시킨다. 그러나, 광섬유(23)가 구멍(15)을 통해 그루브(16) 및 센서 장치(6)로부터 밖으로 유도되는 것도 또한 가능할 것이다. 두 편광 신호들의 위상 천이 정도가 평가되며, 전도체(10)를 통해 흐르는 전류와 관련된다.
광전압 센서는 널리 공지된 Pockels 효과를 활용하는데, 상기 Pockels 효과는 광이 전기 전도체(10)의 전기장에 배치되는 전기광학 크리스탈(25)(Pockels 셀)을 통해 흐를 때 단색 광이 자신의 원편광으로부터 타원편광으로 바뀐다는 사실을 이용한다. 이러한 효과는 널리 공지되어 있으며 광전압 센서들에서 종종 활용되기 때문에, 상세히 설명되지 않는다. 이를 위해서, 리세스, 예컨대 막다른 구멍(18)이 적어도 하나의 Pockels 셀(25)이 그 내부에 배치되는 제 2 링(14)에 제공된다. 광섬유(24)는 막다른 구멍(18)으로 유도되고 또한 상기 막다른 구멍(18)과 정렬되는 L-모양 링(13)의 보어(17)를 통해 Pockels 셀(들)에 유도된다. 보어(17) 및 막다른 구멍(18)은 바람직하게 방사방향으로 배열된다. 전기장이 또한 전기 절연성 링(14)을 통해 흐르고, 그로 인해서 구멍(18)에 배치된 Pockels 셀(들)(25)을 통해 흐르는 광신호의 편광에 영향을 준다. 다음으로, 평가되는 광의 타원율은 전기장의 측정치이며, 그 결과 예컨대 전도체(10) 및 그라운드의 전압 전위와 같은 두 전위들 사이의 전압의 측정치이다.
그러나, 다른 적합한 광전류 센서 및 광전압 센서도 본 발명의 센서 장치에 활용될 수 있다는 것이 주시되어야 한다.
광센서 장치(6)의 외부 표면(22) 상에서, 인클로저(26)는 적합한 광 신호들을 광전류 및/또는 광전압 센서에 공급하고 상기 센서 장치를 나가는 광을 평가하기 위해서 필요한 광전자 장치들을 포함하도록 장착될 수 있다. 또한, 디지털 데이터 처리 유닛으로의 인터페이스가 인클로저(26)에 제공될 수 있다.
센서 장치(6)의 외부 표면(22)이 전도성 L-모양 링(13)의 표면에 의해 형성됨으로써, 금속의 전기 전도성인 그라운드된 인클로저(11)는 센서 장치(6)에 의해 인터럽트되지 않고, 이는 EMC 방사가 종종 특정 제한치에 의해서 경계가 형성되기 때문에 EMC 이유로 인해 중요하다. 기본적으로, 그와 같은 사항이 L-모양 링(13)이 전기 절연성 물질로 형성되는 경우에 두 인클로저 부분들(11, 11')을 전기적으로 연결하기 위해 그라운드 스트랩들(ground straps) 또는 차폐부들을 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 전자기 방사에 대한 매우 효과적인 보호가 전자기 차폐부와 같이 기능하는 연속적인 전도성 인클로저(11, 22)를 통해 달성된다. 이는 또한 기판에 감응 디지털 제어 및 계장 기기(instrumentation equipment)가 장착되는 경우에 특히 유용하다. 그러나, 이는 또한 금속 인클로저(11)가 항상 동일한 전위, 바람직하게는 그라운드 전위로 유지되기 때문에 스태프의 안전을 위해 중요하다.
광전류 섬유(23)가 적어도 전기 절연성 물질로 형성되는 제 1 및 제 2 공동 부재(13, 14) 사이의 경계 표면에 배치되는 그루브(16)를 배치함으로써, 전기 전도체(10) 주위의 자기장에 의해 인클로저(11)에서 유발되는 전류로 인한 광전류 섬유(23) 주위의 임의의 전류 루프들이 회피된다. 따라서, 유발된 전류는 전류 측정에 아무런 영향을 줄 수 없다.
GIS 장치(1)의 인클로저(11)는 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같이 서로 연결되는 다수의 단일 모듈들로 제조된다. 이를 위해서, 플랜지들(12)이 단일 모듈들을 결합하기 위해 각 모듈의 단부면들에 제공된다. 적합한 실 수단이 인클로저(11)의 가스 밀폐를 보장하기 위해서 플랜지들(12) 사이에 제공될 것이다. 광센서 장치(6) 위에서 상세한 설명된 바와 같이 전기 스위치기어 장치(1)의 임의의 두 인접한 모듈들의 플랜지들(12) 사이(또한 플랜지된 엘보우(elbow))에 배치될 수 있다.
광센서 장치(6)의 설계는 상기 광센서 장치(6)가 스위치기어 장치(1)에 통합되기 이전에 완전하게 미리 조립되는 것을 가능하게 한다. 이는 단일 센서 장치(6)가 단일 유닛으로서 쉽게 처리될 수 있기 때문에 스위치기어의 매우 효율적인 조립 또는 개량을 가능하게 한다. 센서 장치(6)는 단지 인접한 인클로저 부분들(11, 11')의 두 플랜지들(12, 12') 사이에 배치될 필요가 있다. 이를 위해서, 횡평면에서 제 1 공동 부재(13) 및/또는 제 2 공동 부재(14)의 단면은 유리하게도 인클로저(11)의 횡단면과 동일한데, 바람직하게는 도면들에 도시된 바와 같이 원형이고, 그러나 그것들은 물론 임의의 가능한 다른 단면을 가질 수 있다. 모든 필요한 지원들 및 연결들이 센서 장치(6)에 통합되거나 또는 예컨대 디지털 데이터 처리 유닛으로의 각각의 인터페이스들을 제공함으로써 상기 센서 장치(6)에 쉽게 연결될 수 있다.

Claims (22)

  1. 광 전류 센서 및 광 전압 센서 중 적어도 하나를 포함하는 광센서 장치로서,
    상기 센서 장치는 제 1 및 제 2 공동 부재(13, 14)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 공동 부재(13, 14)는 함께 공동 섹션(hollow section)을 함께 형성하도록 배열되며,
    상기 센서 장치는 또한:
    제 1 공동 부재(13)와 제 2 공동 부재(14) 사이의 경계 표면(28)에 배치된 고리모양 그루브(annular groove)(16)에 배열되는 상기 전류 센서의 광섬유(23); 및
    상기 제 2 공동 부재(14)의 리세스(18)에 배열된 전압 센서의 광섬유(24);
    중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제 1 공동 부재(13)는 상기 제 2 공동 부재가 배치되는 고리모양 리세스를 갖고,
    상기 제 1 공동 부재(13)는 두 개의 레그들(legs)(13', 13")을 갖는 L-모양 또는 U-모양 링이며,
    상기 고리모양 리세스는 상기 두 개의 레그들(13', 13") 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 공동 부재(13)는 전기 전도성 물질로 형성되고, 상기 제 2 공동 부재(14)는 전기 절연성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 그루브(16)는 제 1 공동 부재(13)나 제 2 공동 부재(14)에 형성되거나, 제 1 공동 부재(13) 및 제 2 공동 부재(14)에 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 그루브(16)는 공동 섹션의 개구부 주위의 원주방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2 공동 부재(14)의 리세스(18)는 본질적으로 방사방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전류 센서의 광섬유(23)는 상기 제 1 공동 부재(13)의 외부 표면(22)을 상기 그루브(16)에 연결시키는 상기 제 1 공동 부재(13)의 구멍(bore)(15)을 통해서 상기 그루브(16)로 유도되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전압 센서의 광섬유(24)는 상기 제 2 공동 부재(14)의 막다른 구멍(dead end bore)(18)으로 유도되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 적어도 하나의 Pockels 셀(25)이 상기 제 2 공동 부재(14)의 리세스(18)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 공동 부재(13)와 상기 제 2 공동 부재(14) 간에는 실(19)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2 공동 부재(14)는 상기 제 1 공동 부재(13)에 설치되는 적어도 하나의 클램핑 수단(clamping means)(20)에 의해서 상기 제 1 공동 부재(13) 상에 고정되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 센서 장치(6)의 외부 표면(22)은 상기 제 1 공동 부재(13)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 광센서 장치.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 따른 광센서 장치를 구비하는, 전기 스위치기어.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 광센서 장치(6)는 인접하는 인클로저 부분들(11, 11')의 두 플랜지들(flanges)(12, 12') 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 플랜지들(12, 12')과 상기 광센서 장치(6) 간에는 실(19)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 전기 스위치기어는 공동 섹션을 통해 연장되는 전류-운송 전도체(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어.
  16. 제 15항에 있어서, 그루브(16)가 전류-운송 전도체(10) 주위의 원주방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어.
  17. 제 1항 또는 제 2항에 따른 광센서 장치를 구비하는 전기 스위치기어를 조립하기 위한 방법으로서,
    상기 전기 스위치기어(1)의 인클로저의 인접한 부분들(11, 11')의 두 프랜지들(12, 12') 사이에 배치되도록 상기 광센서 장치(6)가 조립되는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어 조립 방법.
  18. 제 1항 또는 제 2항에 따른 광센서 장치를 구비하는 전기 스위치기어를 개량(retrofitting)하기 위한 방법으로서,
    미리 조립된 광센서 장치(6)가 상기 전기 스위치기어(1)의 인클로저의 인접한 부분들(11, 11')의 두 플랜지들(12, 12') 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어 개량 방법.
  19. 제 17항에 있어서, 광섬유(23)가 제 1 공동 부재(13) 및 제 2 공동 부재(14)의 경계 표면에 있는 고리모양 그루브(16)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어 조립 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 제 2 공동 부재(14)는 상기 제 1 공동 부재(13)에 고정되고, 그럼으로써 광섬유(23)를 갖는 그루브(16)를 적어도 부분적으로 커버하는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어 조립 방법.
  21. 제 18항에 있어서, Pockels 셀(25)이 상기 제 2 공동 부재(14)의 리세스(18)에 배치되고, 광섬유(24)가 상기 Pockels 셀(25)로 유도되는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어 개량 방법.
  22. 제 18항에 있어서, 실(19)이:
    상기 제 1 공동 부재(13)와 상기 제 2 공동 부재(14) 사이,
    상기 제 1 공동 부재(13)와 상기 인클로저(11') 사이, 그리고
    상기 제 2 공동 부재(14)와 상기 인클로저(11) 사이
    중 적어도 하나에 배치되는 것을 특징으로 하는, 전기 스위치기어 개량 방법.
KR1020077002463A 2005-03-30 2006-03-15 전기 스위치기어를 위한 광센서 장치 KR100877247B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05102486.7 2005-03-30
EP05102486A EP1710589A1 (en) 2005-03-30 2005-03-30 Optical sensor arrangement for electrical switchgear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070088466A KR20070088466A (ko) 2007-08-29
KR100877247B1 true KR100877247B1 (ko) 2009-01-07

Family

ID=34939084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077002463A KR100877247B1 (ko) 2005-03-30 2006-03-15 전기 스위치기어를 위한 광센서 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7723977B2 (ko)
EP (2) EP1710589A1 (ko)
JP (1) JP2008534939A (ko)
KR (1) KR100877247B1 (ko)
CN (1) CN100570375C (ko)
CA (1) CA2575378A1 (ko)
WO (1) WO2006103174A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101489187B1 (ko) 2007-12-21 2015-02-03 에이비비 리써치 리미티드 광 전류 센서를 갖는 가스로 절연된 개폐기 장치

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007056143A1 (de) * 2007-11-16 2009-05-20 Siemens Ag Anordnung mit einem Sondenkörper sowie Verfahren zur Herstellung einer Anordnung mit einem Sondenkörper
EP2308069B1 (en) 2008-07-30 2015-04-15 ABB Research Ltd. Generator circuit breaker with fiber-optic current sensor
WO2010012300A1 (en) 2008-07-30 2010-02-04 Abb Research Ltd High voltage ac/dc or dc/ac converter station with fiberoptic current sensor
FR2950748B1 (fr) * 2009-09-25 2012-12-28 Areva T & D Sas Enveloppe de conducteur electrique munie de capteurs de courant
JP5461295B2 (ja) * 2010-05-13 2014-04-02 株式会社日立製作所 ガス絶縁機器用光変流器
HUE032367T2 (hu) * 2010-05-20 2017-09-28 Abb Schweiz Ag Gázszigetelésû kapcsolóberendezés
CN104568759B (zh) * 2014-12-24 2017-06-23 国家电网公司 一种sf6电器设备光程传感装置
ES2767503T3 (es) 2015-03-19 2020-06-17 Abb Schweiz Ag Conjunto de compartimento estanco al gas y sensor de voltaje óptico
DE102016202057A1 (de) * 2016-02-11 2017-08-17 Siemens Aktiengesellschaft Schaltanlage
CN106093525B (zh) * 2016-06-23 2018-09-25 华中科技大学 一种基于微位移测量的电流传感器
CN107247223B (zh) * 2017-06-08 2023-07-28 上海交通大学 用于气体绝缘开关设备的绝缘缺陷检测的内置式光电一体化传感器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6466247A (en) * 1987-09-08 1989-03-13 Toyo Tire & Rubber Co Rubber composition
US5136236A (en) * 1989-09-25 1992-08-04 Asea Brown Boveri Ltd. Arrangement for voltage measurement in a gis installation
EP0650236A1 (de) * 1993-10-26 1995-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Hochspannungsschaltanlage mit einem Ringkernstromwandler

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60190107A (ja) * 1984-03-09 1985-09-27 三菱電機株式会社 ガス絶縁開閉装置
DE4314821A1 (de) 1993-04-30 1994-11-03 Siemens Ag Gasisolierte Hochspannungsschaltanlage
CN2165448Y (zh) * 1993-07-10 1994-05-18 罗方亮 便携式光测电流叉表
DE69528866T2 (de) * 1994-08-12 2003-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optischer Sensor
JPH0951610A (ja) * 1995-08-07 1997-02-18 Mitsubishi Electric Corp ガス絶縁電気機器の絶縁スペーサならびにその絶縁監視装置
JPH09127160A (ja) * 1995-11-07 1997-05-16 Toshiba Corp 光学式電流計測装置
JPH1066247A (ja) * 1996-08-14 1998-03-06 Toshiba Corp 光センサ形保護制御装置
DE19634251A1 (de) 1996-08-26 1998-03-05 Abb Patent Gmbh Spannungswandler
JP3290618B2 (ja) * 1997-11-28 2002-06-10 松下電器産業株式会社 光センサ装置およびそれに用いられる信号処理回路
DE29806652U1 (de) 1998-04-03 1998-06-18 Siemens Ag Gekapselter, dreiphasiger Leistungsschalter mit anschließenden Kapselungsbausteinen
US6166816A (en) * 1998-12-31 2000-12-26 Blake; James N. Combination fiber optic current/voltage sensor
US6307632B1 (en) * 1999-03-24 2001-10-23 The Texas A&M University System Magnetic field integrated fiber optic sensor with improved sensitivity
DE10000306B4 (de) * 2000-01-05 2012-05-24 Abb Research Ltd. Faseroptischer Stromsensor
EP1174719A1 (de) * 2000-07-10 2002-01-23 Abb Research Ltd. Faseroptischer Stromsensor
AU2002216964A1 (en) * 2000-10-17 2002-04-29 Acr Automation In Cleanroom Gmbh Device for testing solar cells
JP2002152924A (ja) * 2000-11-08 2002-05-24 Toshiba Corp 複合型ガス絶縁開閉装置用変流器
US6946827B2 (en) * 2001-11-13 2005-09-20 Nxtphase T & D Corporation Optical electric field or voltage sensing system
JP2004093257A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Oki Electric Ind Co Ltd 光センサユニット
JP2004069710A (ja) * 2003-08-26 2004-03-04 Toshiba Corp 光応用測定装置および光応用電流測定装置
DE102004050463B3 (de) * 2004-10-16 2006-04-20 Manz Automation Ag Testsystem für Solarzellen
CN101617237A (zh) * 2006-07-31 2009-12-30 尼克斯特法斯T&D公司 用于三相气体绝缘装置的传感器和传感方法
US7615736B2 (en) * 2007-05-31 2009-11-10 Fujikura Ltd. Optical sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6466247A (en) * 1987-09-08 1989-03-13 Toyo Tire & Rubber Co Rubber composition
US5136236A (en) * 1989-09-25 1992-08-04 Asea Brown Boveri Ltd. Arrangement for voltage measurement in a gis installation
EP0650236A1 (de) * 1993-10-26 1995-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Hochspannungsschaltanlage mit einem Ringkernstromwandler

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101489187B1 (ko) 2007-12-21 2015-02-03 에이비비 리써치 리미티드 광 전류 센서를 갖는 가스로 절연된 개폐기 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US7723977B2 (en) 2010-05-25
CN101052884A (zh) 2007-10-10
JP2008534939A (ja) 2008-08-28
US20080303510A1 (en) 2008-12-11
CN100570375C (zh) 2009-12-16
WO2006103174A1 (en) 2006-10-05
CA2575378A1 (en) 2006-10-05
EP1864142A1 (en) 2007-12-12
EP1710589A1 (en) 2006-10-11
KR20070088466A (ko) 2007-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100877247B1 (ko) 전기 스위치기어를 위한 광센서 장치
US8754327B2 (en) Gas insulated device
EP2909641B1 (en) Current and/or voltage sensing device for integrative use
CZ151396A3 (cs) Odpojovač pro skříňovou plynem izolovanou vysokonapěťovou rozvodnu
US5917316A (en) Measuring device for a metal-enclosed, gas-insulated high-voltage installation
EP0849600A1 (en) Optical current transformer
US6608481B1 (en) Pole of a circuit breaker with an integrated optical current sensor
KR20120098283A (ko) 자계 차폐형 휴대용 누설전류 측정기
CA2501143C (en) Connecting sleeve for a bus bar connection in a gas-insulated switchboard system
US20140069715A1 (en) Insulator arrangement
WO2017173835A1 (zh) 一种断路器
KR100996138B1 (ko) 광파이버 전류센서를 이용하는 3상 일괄형 gis 스페이서
US5939876A (en) Measuring device for a metal-enclosed, gas-insulated high-voltage installation
KR100606422B1 (ko) 전압/전류 측정장치
KR102645010B1 (ko) 개폐장치용 변류기 모듈 및 상응하는 개폐장치
KR101497068B1 (ko) 지상 및 지중 겸용 에폭시몰딩 절연형 다회로 부하개폐기 및 차단기
CN209088403U (zh) 气体绝缘金属封闭开关设备及带电检测功能的盘式绝缘子
RU2430442C2 (ru) Соединительная часть для установки на корпусе с предохранителями
KR101004389B1 (ko) 가스절연 개폐장치를 위한 전자파차폐수단 및 이를 구비한방전 진단시스템
CN103647224A (zh) 一种连接三相共箱式组合电器的全光学电流互感器装置
FI118142B (fi) Eristin
CN114222925B (zh) 金属封装的开关设备上的电压的测量
KR20180047335A (ko) 진공 인터럽터 접점 확인용 절연하우징 구조
CN113873862A (zh) 屏蔽结构、动力系统和车辆
JPH02158027A (ja) ガス断路器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee