KR100971303B1 - Device and method for detecting corona - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코로나 검출 장치 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 코로나 빛의 세기를 감지하여 코로나 방전 정도를 수치화 표시하여 전력설비의 이상 정도를 판단할 수 있는 코로나 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a corona detection device and method, and more particularly to a corona detection device and method that can determine the degree of abnormality of the power equipment by detecting the intensity of corona light to numerically display the degree of corona discharge.
최근 산업의 급속한 발전에 따른 각종 전력기기의 초고압화, 대용량화가 진행되어 왔으며, 고품질의 전력을 공급하기 위하여 전력 계통의 안정성 및 신뢰성 향상을 위하여 많은 노력을 기울이고 있다.Recently, the high pressure and large capacity of various power devices have been advanced due to the rapid development of the industry, and many efforts are being made to improve the stability and reliability of the power system to supply high quality power.
그러나 송배전 선로, 애자, 각종 접속 개소 및 전력설비 등의 제작 및 설치 불량, 염분이나 온습도 등의 환경 조건에 의한 열화 등으로 인한 결함 요인으로 아크 방전, 단락, 지락 등의 사고로 인한 대형 정전사고가 국내외적으로 발생하고 있다.However, due to defects caused by poor manufacturing and installation of transmission and distribution lines, insulators, various connection points and electric power facilities, and deterioration due to environmental conditions such as salt and temperature and humidity, large electrostatic accidents due to accidents such as arc discharge, short circuit, ground fault, etc. It is occurring at home and abroad.
일반적으로 고전압 이상 전력설비의 아크방전, 단락, 지락 등의 사고는 항복전압(breakdown voltage)에 도달한 절연상태가 깨지면서 발생되고 있으며, 급작스런 기계적 물리적 원인에 의한 사고 이외에 제품 결함 및 시공 불량, 환경 조건 등의 영향에 의한 점진적인 절연 파괴는 공기 중의 임계전압을 초과하는 시점의 코로 나 방전 현상이 선행될 수 있다. 여기서, 코로나 방전 현상은 고전압 이상의 선로, 애자 등과 같은 전력설비의 충전부와 절연체에 인접한 공기의 절연성이 부분적으로 파괴되어 빛과 잡음을 내는 현상이다.In general, accidents such as arc discharge, short circuit, and ground fault of high-voltage abnormal power facilities are caused by the breakdown of the insulation state that reaches the breakdown voltage.In addition to accidents due to sudden mechanical and physical causes, product defects and poor construction, and environmental conditions Gradual dielectric breakdown by the influence of the light may be preceded by a corona discharge phenomenon at a time when the threshold voltage in the air is exceeded. Here, the corona discharge phenomenon is a phenomenon in which the insulation of the air adjacent to the charging unit and the insulator of a power facility such as a line or insulator of high voltage or more is partially destroyed to generate light and noise.
따라서, 송배전 선로, 애자, 각종 접속 개소 및 전력설비에서 코로나 방전을 정확하게 측정할 수 있다면, 각종 전력 설비에서 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있다. Therefore, if corona discharge can be accurately measured in transmission and distribution lines, insulators, various connection points, and power facilities, accidents that may occur in various power facilities can be prevented in advance.
종래에 코로나 방전을 측정하는 기술로는 고주파, 초음파, 열화상장비, 탄성파검출 및 육안점검 등이 있었다.Conventional techniques for measuring corona discharge include high frequency, ultrasonic waves, thermal imaging equipment, seismic detection and visual inspection.
하지만 이러한 종래의 방법들은 장비의 가격이 고가이고, 날씨, 주야간사용 제한, 주변환경(교통량 및 혼잡 등)에 의한 잡신호에 의한 오류를 유발할 수 있는 요인이 상당히 많아 검출에 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.However, these conventional methods have a problem that the price of the equipment is expensive, the accuracy of detection is low because there are a lot of factors that can cause errors due to the miscellaneous signal due to weather, day and night use restrictions, surrounding environment (traffic and congestion, etc.).
또한, 장비운영에 인력소요 및 고도의 전문성이 요구되어 누구나 쉽게 장비를 사용할 수 없는 운영상에 제약요소가 많은 문제점이 있었다.In addition, manpower requirements and high level of expertise are required for the operation of the equipment, and there are a lot of problems in the operation that no one can easily use the equipment.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 코로나 빛의 세기를 감지하여 코로나 방전 정도를 수치화 표시하여 전력설비의 이상 정도를 정확하게 판단할 수 있는 코로나 검출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, to provide a corona detection apparatus and method that can accurately determine the degree of abnormality of the power equipment by detecting the corona light intensity to numerically display the degree of corona discharge.
또한, 본 발명은 특별한 숙련 없이 전력 설비의 이상 유무를 판정할 수 있고 전력시설에 대한 순시 및 점검 시에 간편하게 휴대하여 짧은 시간에 넓은 범위의 설비에 대한 검사를 수행할 수 있어 운영상에 제약요소가 적은 코로나 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention can determine the abnormality of the power equipment without special skills, and can be easily carried during the instantaneous and inspection of the power facility to perform a test for a wide range of equipment in a short time, the operational constraints Less corona detection apparatus and methods.
본 발명의 일 측면에 따르면, 코로나 검출 장치가 제공된다. According to one aspect of the invention, a corona detection device is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 검출 장치는 전력설비에서 발생되는 코로나 빛의 세기를 감지하는 감지부, 감지된 빛의 세기를 직류전압 값로 변환하는 신호처리부 및 변환된 직류전압 값을 이용하여 전력 설비의 이상 정도를 판단하는 제어부를 포함한다.Corona detection apparatus according to an embodiment of the present invention is a detection unit for detecting the intensity of the corona light generated in the power equipment, a signal processor for converting the intensity of the detected light into a DC voltage value and the power using the converted DC voltage value It includes a control unit for determining the degree of abnormality of the facility.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 코로나 검출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a corona detection method is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 검출 방법은 코로나 검출 장치에서 전력설비에서 발생되는 코로나 빛의 세기를 감지하는 단계, 감지된 빛의 세기를 직류전압 값로 변환하는 단계 및 변환된 직류전압 값을 이용하여 전력 설비의 이상 정도를 판단하는 단계를 포함한다.Corona detection method according to an embodiment of the present invention detects the intensity of the corona light generated in the power equipment in the corona detection device, converting the detected light intensity to a DC voltage value and using the converted DC voltage value And determining an abnormal degree of the power equipment.
본 발명은 코로나 빛을 감지하여 코로나 방전 정도를 수치화 표시하여 전력설비의 이상 정도를 정확하게 판단할 수 있다.The present invention can accurately determine the degree of abnormality of the power equipment by sensing the corona light to numerically display the degree of corona discharge.
또한, 본 발명은 특별한 숙련 없이 전력 설비의 이상 유무를 판정할 수 있고 전력시설에 대한 순시 및 점검 시에 간편하게 휴대하여 짧은 시간에 넓은 범위의 설비에 대한 검사를 수행할 수 있어 운영상에 제약요소가 적다.In addition, the present invention can determine the abnormality of the power equipment without special skills, and can be easily carried during the instantaneous and inspection of the power facility to perform a test for a wide range of equipment in a short time, the operational constraints little.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 검출장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a corona detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 코로나 검출장치(100)는 감지부(110), 신호처리부(120), 제어부(130), 전원부(140), 입력부(150), 출력부(160) 및 외부기기 접속부(170)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the corona detecting apparatus 100 includes a
감지부(110)는 전력설비에서 발생되는 코로나 빛의 세기를 감지한다. 여기서, 전력설비는 송배전선로, 전력설비의 접속개소 또는 송배전 전력설비의 애자일 수 있다. The
코로나 빛은 앞서 설명한 바와 같이, 고전압 이상의 전력설비의 충전부와 절연체에 인접한 공기의 절연성이 부분적으로 파괴되어 내는 빛으로 주로 180nm~260nm 사이의 주파수 영역일 수 있다.As described above, the corona light is a light in which the insulation of the charging unit and the air adjacent to the insulator of the power equipment of the high voltage or higher is partially destroyed, and may be mainly in a frequency region between 180 nm and 260 nm.
따라서 감지부(110)는 자외선의 UV-C 영역에 해당하는 180nm~260nm 사이의 주파수 영역의 빛을 선택적으로 통과시켜 빛의 세기를 센서를 통하여 측정한다. Therefore, the
감지부(110)는 감지된 빛으로 인하여 광전효과를 통하여 발생시킨 광전자의 수를 계수하여 빛의 세기를 측정할 수 있다.The
이 때, 감지부(110)는 광전효과를 발생하기 위하여 400V 내지 500V의 고전압을 발생시키기 위한 고전압 발생기(112)를 포함할 수 있다.At this time, the
신호처리부(120)는 감지된 빛의 세기를 직류전압 값로 변환한다. 여기서, 직류전압 값은 정수일 수 있다. The
신호처리부(120)는 감지된 빛의 세기가 전압신호로 변환되는 변환부(122), 변환된 전압 신호의 노이즈가 제거하고, 전압 신호를 증폭하는 필터 및 증폭부(124), 증폭된 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 직류전압 값을 산출하는 AD 변환부(126)를 포함할 수 있다.The
제어부(130)는 변환된 직류전압 값을 이용하여 전력 설비의 이상 정도를 판단한다.The
제어부(130) 산출된 직류전압 값을 적어도 하나의 미리 설정된 기준 전압 값과 비교하여 전력 설비의 이상 정도를 판단한다.The
제어부(130)는 전력설비의 이상 정도를 출력부(160)에 비디오 또는 오디오 신호로 출력되도록 출력부(160)를 제어한다.The
또한, 제어부(130)는 측정에 대한 입력 신호가 입력되면, 감지부(110)의 고전압 발생부(112)에 고전압 발생을 제어하는 제어신호를 전송하여, 전력설비에서 발생되는 코로나 빛의 세기가 측정되도록 한다.In addition, when the input signal for the measurement is input, the
전원부(140)는 배터리(142)와 외부 전원을 이용하여 배터리를 충전하는 충전하는 충전부(144) 및 배터리(142)의 전력량을 감지하고 임계값 이하인 경우 이를 출력부(160)에 표시되도록 제어신호를 생성하는 전원감시및제어부(146)를 포함한다. The
전원부(140)는 코로나 검출 장치(100)가 휴대용으로 사용할 수 있도록 하며, 이로 인하여 운영상의 제한이 없다. The
배터리(142)는 예를 들면, 리튬 폴리머 배터리로 640mAh 3Cell을 직렬 연결하여 정격 12V를 사용할 수 있으며, 잔량 표시는 백분율(%)로 출력부(160)에 표시될 수 있다.For example, the
입력부(150)는 코로나 검출 장치의 조작을 위한 제어신호가 입력된다. The
출력부(160)는 전력 설비의 이상 정도를 표시하는 비디오 출력부(162) 및 알람 등의 오디어 신호를 출력하는 오디오 출력부(164)를 포함할 수 있다.The
외부기기 접속부(170)는 예를 들면, 도트 사이(dot sight) 또는 레이저 포인터와 같은 주·야간 식별 가능한 조준경 등의 외부기기를 접속한다.The external
여기서, 조준경(172)은 이상 신호 감지가 되는 전력설비의 원거리 정밀 검사 시에 외부기기 접속부에 부착되어 이상 부위을 정확하게 감지할 수 있다.Here, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a corona detection method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 단계 S210에서 코로나 검출 장치(100)는 검사하고자 하는 전력 설비에 코로나 검출 장치를 조준하고 전력설비에서 발생되는 코로나 빛의 세기를 감지한다. 여기서, 코로나 검출 장치(100)는 조준경을 부착하여 전력설비를 더욱 정밀하게 조준할 수 있다.Referring to FIG. 2, in operation S210, the corona detecting apparatus 100 aims the corona detecting apparatus at a power facility to be inspected and detects the intensity of corona light generated by the power plant. Here, the corona detection device 100 may be aimed at the power equipment more precisely by attaching a collimator.
단계 S220에서, 코로나 검출 장치(100)는 감지된 빛의 세기가 전압신호로 변환한다.In operation S220, the corona detecting apparatus 100 converts the sensed light intensity into a voltage signal.
단계 S230에서, 코로나 검출 장치(100)는 변환된 전압 신호의 노이즈가 제거하고, 전압 신호를 증폭한다. 여기서, 전압 신호의 증폭은 코로나 방전으로 인하여 방출되는 빛의 세기가 미약한 경우가 많기 때문이다.In operation S230, the corona detecting apparatus 100 removes noise of the converted voltage signal and amplifies the voltage signal. The amplification of the voltage signal is because the intensity of light emitted by corona discharge is often weak.
단계 S240에서, 코로나 검출 장치(100)는 증폭된 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 직류전압 값을 산출한다. 여기서, 직류 전압 값은 정수일 수 있으며, 아날로그인 전압 신호를 디지털화한 것이고, 산출되는 직류전압 값은 디지털화한 값 중 최대값, 순시값 또는 RMS(Root Mean Square) 값일 수 있다.In operation S240, the corona detecting apparatus 100 converts the amplified voltage signal into a digital signal to calculate a DC voltage value. Here, the DC voltage value may be an integer, and the analog voltage signal is digitized, and the calculated DC voltage value may be a maximum value, an instantaneous value, or a root mean square (RMS) value among the digitized values.
단계 S250에서, 코로나 검출 장치(100)는 변환된 직류전압 값을 이용하여 전력 설비의 이상 정도를 판단한다.In operation S250, the corona detecting apparatus 100 determines an abnormality degree of the power equipment by using the converted DC voltage value.
더욱 상세하게는 코로나 검출 장치(100)는 산출된 직류전압 값을 미리 설정된 복수의 기준 전압 값들과 비교하여, 전압 값에 따라 전력 설비의 이상 정도를 예를 들면, 하기의 표 1과 같이 관찰, 주의, 경고 및 교체 등의 상태로 판단할 수 있다.More specifically, the corona detecting apparatus 100 compares the calculated DC voltage value with a plurality of preset reference voltage values, and observes an abnormal degree of the power equipment according to the voltage value, for example, as shown in Table 1 below. It can be judged as a state of caution, warning, and replacement.
step
(관 찰)Stage 1
(observe)
(주의)Tier 2
(caution)
(경고)Tier 3
(warning)
(교체필요)4 steps
(Replacement required)
[표 1]직류 전압 값에 따른 전력설비의 상태 예시[Table 1] Example of the state of power equipment according to DC voltage value
또한 코로나 검출 장치(100)는 하기 표 2와 같이 산출된 직류전압 값은 전력 설비의 이상 정도를 판단하는 기준으로 활용되는 절연저항 측정값으로 미리 설정된 변환식에 의해 변환되어 전력 설비 건전성 유무를 판단할 수 있다.In addition, the corona detection apparatus 100 is converted to the insulation resistance measurement value used as a criterion for determining the degree of abnormality of the power equipment, as shown in Table 2 below is converted by a preset conversion equation to determine the presence or absence of power equipment health. Can be.
(MΩ)Insulation resistance measurement
(MΩ)
50
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
[표 2]절연저항 측정 값 별 직류 전압 환산 값 예시[Table 2] Example of DC voltage conversion value by insulation resistance measurement value
단계 S260에서, 코로나 검출 장치(100)는 전력 설비의 이상 정도를 비디오 신호 또는 오디오 신호를 출력한다.In step S260, the corona detection device 100 outputs a video signal or an audio signal of the abnormality of the power equipment.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 검출 장치의 외부 형태를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an external form of the corona detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 코로나 검출 장치(100)는 휴대용으로 이용할 수 있는 크기 예를 들면, 길이가 약 380mm이며, 상부에 조작 스위치로 입력부(150), LCD 모니터인 출력부(160) 및 외부기기 접속부(170) 및 도트 사이트 조준경(172)이 위치할 수 있다.Referring to FIG. 3, the corona detecting device 100 has a portable size, for example, about 380 mm in length, and an
LCD 모니터 기능 및 스위치 조작 설명은 예를 들면 다음과 같다.LCD monitor functions and switch operation descriptions are as follows, for example.
LCD Monitor 설명LCD Monitor Description
F : 발신주파수 범위설정(15Khz, Duty 5 최적) F: Outgoing frequency range setting (15Khz,
B : Battery 잔량표시 (60%이하 충전요)B: Battery level indicator (less than 60% charge required)
Vp : Data의 최고값Vp: the highest value of the data
RM : Data의 순시치 50개 중 최고치를 Vp로 보내는 기능을 반복해서 수행RM: Repeats the function to send the highest value of 50 instantaneous values to Vp
조작스위치 설명Operation Switch Description
Zero : 초기상태로 변환시 Enter키와 동시에 누르면 Default(기정치)값이 "0" 이됨Zero: When converting to the initial state, pressing the Enter key at the same time, the default value becomes "0".
Set : 설정값 변경시 누르면 숫자 밑에 커서가 생성Set: Press to change the setting value and a cursor is created below the number.
Shift: 생성된 커서를 원하는 위치로 이동Shift: Move the created cursor to the desired position
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본 발명에 따른 코로나 검출 장치(100)는 전력설비 특히 송배전선로 점검 및 유지보수 시에 순시 점검원이 도보나 차량에 승차한 상태에서 송배전 전력설비나 선로에 지향(指向)하여 설비 이상 시에 발생되는 코로나 신호를 검출하여 빠른 시간 내에 많은 점검 개소를 점검할 수 있다. Corona detection device 100 according to the present invention occurs in the event of facility failures by directing the transmission and distribution power facilities or tracks in the state of instantaneous inspection personnel walk or ride on the vehicle during the inspection and maintenance of power equipment, especially transmission line By detecting the corona signal, many inspection points can be checked in a short time.
또한 본 발명에 따른 코로나 검출 장치(100)는 환산된 전압[V]을 정수화시 켜 표시되어 누구라도 설비 이상 유무(異常有無)를 기준이 제시된 숫자로 쉽게 판독할 수 있고, 제작비용이 종래에 비해 경제성이 있다. In addition, the corona detection apparatus 100 according to the present invention is displayed by converting the converted voltage [V] to be a number, anyone can easily read the number of the standard is presented, the standard, the production cost is conventionally Compared to economics.
본 발명의 실시 예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. An embodiment of the present invention may include a computer readable medium including program instructions for performing various computer-implemented operations. The computer readable medium may include a program command, a local data file, a local data structure, etc. alone or in combination. The media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 검출장치의 블록 구성도.1 is a block diagram of a corona detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 검출 방법을 설명하기 위한 순서도.2 is a flowchart illustrating a corona detection method according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 검출 장치의 외부 형태를 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining the external form of the corona detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Claims (15)
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