KR100989700B1 - The Insulator Having The Optical Voltage Sensor Built-In and The Distributing Board Equipped with The Same - Google Patents

The Insulator Having The Optical Voltage Sensor Built-In and The Distributing Board Equipped with The Same Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반에 관한 것이다.The present invention relates to a switchboard having an insulator with an optical voltage sensor.

본 발명은 내부에 중공부를 가지는 애자몸체와; 상기 애자몸체의 하부에 체결되는 접지전극 플랜지와; 상기 애자몸체의 상부에 체결되는 고압전극 플랜지와; 상기 고압전극 플랜지의 내측 하부면에 체결되는 고압전극과; 상기 고압전극과 접속되어 애자몸체 내부의 공간전계를 검출하는 광 전압센서; 및 상기 광 전압센서에 연결되어 광신호를 송수신하는 광케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 제공하며, 또한, 상기 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반을 제공한다.The present invention and the insulator body having a hollow portion therein; A ground electrode flange fastened to the lower portion of the insulator body; A high voltage electrode flange fastened to the upper portion of the insulator body; A high voltage electrode fastened to an inner lower surface of the high voltage electrode flange; An optical voltage sensor connected to the high voltage electrode and detecting a spatial electric field inside the insulator body; And an optical cable connected to the optical voltage sensor to transmit and receive an optical signal. The optical voltage sensor has a built-in insulator, and also provides a switchboard having the insulated insulator.

본 발명에 의하면 구조가 간단한 광 전압센서 내장 애자 및 이를 구비한 배전반을 제공함으로써 배전반 내에 계기용 변압기를 설치할 필요가 없게 되어 배전반의 설치 공간을 줄일 수 있으며, 우수한 절연특성을 가지면서도 전압 측정 감도를 최대로 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the installation space of the switchboard by providing an insulator having a simple structure with an optical voltage sensor and a switchboard having the same, thereby eliminating the need for installing an instrument transformer in the switchboard. There is a maximum effect you can do.

배전반, 애자, 변압기, 변류기, 광 전압센서 Switchgear, insulator, transformer, current transformer, optical voltage sensor

Description

광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반{The Insulator Having The Optical Voltage Sensor Built-In and The Distributing Board Equipped with The Same}Switchgear with insulator built-in optical voltage sensor {The Insulator Having The Optical Voltage Sensor Built-In and The Distributing Board Equipped with The Same}

본 발명은 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반에 관한 것이다.The present invention relates to a switchboard having an insulator with an optical voltage sensor.

더욱 상세하게는 구조가 간단한 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반을 제공함으로써 배전반 내에 계기용 변압기를 설치할 필요가 없게 되어 배전반의 설치 공간을 줄일 수 있으며, 우수한 절연특성을 가지면서도 전압 측정 감도를 최대로 할 수 있는, 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반에 관한 것이다.More specifically, by providing a switchgear with a simple insulator with a built-in optical voltage sensor, there is no need to install an instrument transformer in the switchgear, thereby reducing the installation space of the switchboard, and having excellent insulation characteristics and maximum voltage measurement sensitivity. It is related with the switchboard provided with the insulator with the optical voltage sensor which can be made into.

일반적으로 배전반은 발전소, 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치계기릴레이(계전기) 등을 필요로 하는 전력용량에 따라 다양하게 설치되는 것으로, 이는 주로 건축물 등의 옥내 배선에 있어 외부로부터 공급되는 전력을 배분하여 옥내의 각 요소로 재공급함과 동시에 공급전력을 개폐하는 기능을 수행한다.In general, switchboards are installed in various ways depending on the power capacity that requires switch relays (relays) for the operation or control of power plants, substations, motors, etc. It distributes power supplied from and resupply to each element of indoor and at the same time, it opens and closes power supply.

도 1은 일반적인 6.6KV용 배전반의 단선 결선도이다.1 is a disconnection diagram of a typical 6.6 KV switchboard.

일반적인 6.6KV용 배전반은 인입부를 통해 입력되는 진공차단기의 1차측에 계기용 변압기(PT)와 계기용 변류기(CT)가 설치되어 전압값과 전류값을 측정하고, 측정되는 전압값과 전류값을 이용하여 전압, 전류, 전력, 전력량을 표시패널에 표시하고, 이들의 위상차를 계산하여 역률(PF)을 표시하며, 과전류, 부족전류, 지락전류, 과전압, 부족전압 등을 검출하여 진공차단기(VCB)를 트립(trip)한다. In general, the 6.6KV switchgear is equipped with instrument transformer (PT) and instrument current transformer (CT) on the primary side of the vacuum breaker input through the inlet, and measures the voltage and current values, and measures the measured voltage and current values. Displays the voltage, current, power, and power on the display panel, calculates the phase difference, displays the power factor (PF), detects overcurrent, undercurrent, ground current, overvoltage, undervoltage, etc. Trip).

도 2는 종래기술에 의한 6.6KV용 배전반의 측단면도이다.Figure 2 is a side cross-sectional view of a 6.6 KV switchboard according to the prior art.

종래기술에 따른 배전반은 외부의 부스바(201)가 플렉서블 부스바(203)와 연결되며, 플렉서블 부스바(203)와 연결된 1차측 부스바(205)가 복수의 지지애자(207)에 의해 지지되어 진공차단기(VCB)의 1차측(213-1)으로 연결되며, 1차측 부스바(205)에는 계기용 변류기(209)와 계기용 변압기(211)가 연결된다. In the switchboard according to the prior art, the external busbar 201 is connected to the flexible busbar 203, and the primary busbar 205 connected to the flexible busbar 203 is supported by the plurality of support insulators 207. It is connected to the primary side 213-1 of the vacuum circuit breaker (VCB), the instrument current transformer 209 and the instrument transformer 211 is connected to the primary side busbar 205.

진공차단기(VCB)의 2차측(213-2) 전원은 다시 열반모선(221)을 통해 여러 반으로 전송된다. 여기서, 계기용 변류기(209)는 권선형으로서, 2차단자로부터 출력되어 도어(215)에 설치된 계기나 계전기(219)로 2차전류를 전달하며, 계기용 변압기(211) 또한, 1차측 전압을 인가받아 6.6KV를 110V로 강압하고 도어(215)에 설치된 계기나 계전기(219)로 2차전압을 전달하여 신호를 표시한다.Power of the secondary side 213-2 of the vacuum circuit breaker VCC is again transmitted to the various halves through the hot plate bus 221. Here, the instrument current transformer 209 is a winding type, and is output from the secondary terminal to transfer the secondary current to the instrument or relay 219 installed in the door 215, the instrument transformer 211 is also the primary voltage Receives a 6.6KV stepped down to 110V and transmits a secondary voltage to the meter or relay 219 installed in the door 215 to display a signal.

그런데, 이와 같은 종래기술에 따른 배전반은 전압 측정을 위한 계기용 변압기를 배전반 내 소정의 위치에 별도로 설치하여야 하므로 지하실과 같이 좁은 공간에 설치되어야 하는 배전반의 특성상 공간을 효율적으로 활용하지 못하는 문제점이 있었고, 계기용 변압기의 자체 오차 등으로 전압 측정의 신뢰도가 낮아지는 문제점이 있었다.However, the switchboard according to the prior art has a problem in that the instrument transformer for voltage measurement needs to be separately installed at a predetermined position in the switchboard, so that the space cannot be efficiently utilized due to the characteristics of the switchboard that must be installed in a narrow space such as a basement. In addition, there was a problem that the reliability of the voltage measurement is lowered due to the error of the instrument transformer itself.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 구조가 간단한 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반을 제공함으로써 배전반 내에 계기용 변압기를 설치할 필요가 없게 되어 배전반의 설치 공간을 줄일 수 있으며, 우수한 절연특성을 가지면서도 전압 측정 감도를 최대로 할 수 있는 배전반을 제공하는 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention provides a switchgear having a simple insulator with an optical voltage sensor built-in structure, thereby eliminating the need to install an instrument transformer in the switchboard, thereby reducing the installation space of the switchboard, and having excellent insulation characteristics. It is an object of the present invention to provide a switchgear capable of maximizing voltage measurement sensitivity.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 중공부를 가지는 애자몸체와; 상기 애자몸체의 하부에 체결되는 접지전극 플랜지와; 상기 애자몸체의 상부에 체결되는 고압전극 플랜지와; 상기 고압전극 플랜지의 내측 하부면에 체결되는 고압전극과; 상기 고압전극과 접속되어 애자몸체 내부의 공간전계를 검출하는 광 전압센서; 및 상기 광 전압센서에 연결되어 광신호를 송수신하는 광케이블;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 제공한다.In order to achieve this object, the present invention and the insulator body having a hollow portion therein; A ground electrode flange fastened to the lower portion of the insulator body; A high voltage electrode flange fastened to the upper portion of the insulator body; A high voltage electrode fastened to an inner lower surface of the high voltage electrode flange; An optical voltage sensor connected to the high voltage electrode and detecting a spatial electric field inside the insulator body; And an optical cable connected to the optical voltage sensor to transmit and receive an optical signal.

또한, 본 발명은 외부로부터 입력되는 전원을 차단하는 진공차단기와; 상기 진공차단기의 1차측에 전원을 전달하는 1차측 부스바와; 상기 1차측 부스바에 연결되어 1차측 전류를 측정하는 계기용 변류기와; 상기 1차측 부스바를 지지하는 하나 이상의 광 전압센서 내장 애자; 및 상기 진공차단기의 2차측으로부터 출력되는 전원을 전달하기 위한 열반모선용 2차측 부스바;를 포함하여 구성되며, 상기 광 전압센서 내장 애자는, 내부에 중공부를 가지는 애자몸체와; 상기 애자몸체의 하부에 체결되는 접지전극 플랜지와; 상기 애자몸체의 상부에 체결되는 고압전극 플랜지와; 상기 고압전극 플랜지의 내측 하부면에 체결되는 고압전극과; 상기 고압전극과 접속되어 애자몸체 내부의 공간전계를 검출하는 광 전압센서; 및 상기 광 전압센서에 연결되어 광신호를 송수신하는 광케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반을 제공한다.In addition, the present invention is a vacuum circuit breaker for cutting off the power input from the outside; A primary bus bar for transmitting power to the primary side of the vacuum circuit breaker; An instrument current transformer connected to the primary side busbar for measuring primary current; At least one optical voltage sensor built-in insulator supporting the primary side busbar; And a secondary side busbar for a hot-bar busbar for transmitting power output from the secondary side of the vacuum circuit breaker, wherein the optical voltage sensor-embedded insulator includes: an insulator body having a hollow portion therein; A ground electrode flange fastened to the lower portion of the insulator body; A high voltage electrode flange fastened to the upper portion of the insulator body; A high voltage electrode fastened to an inner lower surface of the high voltage electrode flange; An optical voltage sensor connected to the high voltage electrode and detecting a spatial electric field inside the insulator body; And an optical cable connected to the optical voltage sensor and configured to transmit and receive an optical signal.

본 발명에 의하면 구조가 간단한 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반을 제공함으로써 배전반 내에 계기용 변압기를 설치할 필요가 없게 되어 배전반의 설치 공간을 줄일 수 있으며, 우수한 절연특성을 가지면서도 전압 측정 감도를 최대로 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by providing a switchgear having an insulator with a simple structure of an optical voltage sensor, there is no need to install an instrument transformer in the switchgear, thereby reducing the installation space of the switchgear, and having excellent insulation characteristics and maximum voltage measurement sensitivity. There is an effect that can be done.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반을 나타내는 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서 내장 애자를 나타내는 단면도이다.3 is a side cross-sectional view showing a switchboard having an insulator with an optical voltage sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing an insulator with an optical voltage sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반은 외부로부터 입력되는 전원을 차단하는 진공차단기(313)와; 상기 진공차단기(313)의 1차측(313-1)에 전원을 전달하는 1차측 부스바(305)와; 상기 1차측 부스바(305)에 연결되어 1차측 전류를 측정하는 계기용 변류기(309)와; 상기 1차측 부스바(305)를 지지하는 하나 이상의 광 전압센서 내장 애자(319); 및 상기 진공차단기(313)의 2차측(313-2)으로부터 출력되는 전원을 전달하기 위한 열반모선(311)용 2차측 부스바(321);를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, a switchboard having an insulator with an optical voltage sensor according to an embodiment of the present invention includes a vacuum circuit breaker 313 for blocking power input from the outside; A primary side bus bar 305 for transmitting power to the primary side 313-1 of the vacuum circuit breaker 313; A current transformer 309 connected to the primary busbar 305 for measuring a primary current; At least one optical voltage sensor built-in insulator 319 supporting the primary side busbar 305; And a secondary side bus bar 321 for the hot plate bus 311 for transmitting power output from the secondary side 313-2 of the vacuum circuit breaker 313.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서 내장 애자는 내부에 중공부(408)를 가지는 애자몸체(406)와; 상기 애자몸체(406)의 하부에 체결되는 접지전극 플랜지(409)와; 상기 애자몸체(406)의 상부에 체결되는 고압전극 플랜지(402)와; 상기 고압전극 플랜지(402)의 내측 하부면에 체결되는 고압전극(401)과; 상기 고압전극(401)과 접속되어 애자몸체(406) 내부의 공간전계를 검출하는 광 전압센서(405); 및 상기 광 전압센서(405)에 연결되어 광신호를 송수신하는 광케이블(407);을 포함하여 구성된다.In addition, as shown in Figure 4, the photovoltaic sensor built-in insulator according to an embodiment of the present invention and the insulator body 406 having a hollow portion 408 therein; A ground electrode flange 409 fastened to the lower portion of the insulator body 406; A high voltage electrode flange 402 fastened to the upper portion of the insulator body 406; A high voltage electrode 401 fastened to an inner lower surface of the high voltage electrode flange 402; An optical voltage sensor 405 connected to the high voltage electrode 401 to detect a space electric field inside the insulator body 406; And an optical cable 407 connected to the optical voltage sensor 405 to transmit and receive an optical signal.

외부의 부스바(301)는 플렉서블 부스바(303)와 연결되며, 플렉서블 부스바(303)와 연결된 1차측 부스바(305)가 복수의 지지애자(307)에 의해 지지되어 진공차단기(VCB)의 1차측(313-1)으로 연결되며, 1차측 부스바(305)에는 계기용 변류기(309)가 연결된다. The external busbar 301 is connected to the flexible busbar 303, and the primary busbar 305 connected to the flexible busbar 303 is supported by the plurality of support insulators 307 to provide a vacuum circuit breaker VCB. It is connected to the primary side (313-1) of, the primary side busbar 305 is connected to the instrument current transformer (309).

진공차단기(VCB)의 2차측(313-2) 전원은 다시 열반모선(311)을 통해 여러 반으로 전송된다. 여기서, 계기용 변류기(309)는 권선형으로서, 2차단자로부터 출력되어 도어(315)의 후면에 설치된 신호처리장치(317)로 2차전류를 전달한다.Power of the secondary side 313-2 of the vacuum circuit breaker VCC is again transmitted to various halves through the hot-bar bus 311. Here, the instrument current transformer 309 is a winding type, and is output from the secondary terminal to transmit the secondary current to the signal processing device 317 installed on the rear of the door 315.

본 발명에 있어서, 1차측 부스바(305)를 지지하는 하나 이상의 광 전압센서 내장 애자(319)는 애자의 내부에 광 전압센서(405)가 내장되어 있어서 신호처리장치(317)로 2차 전압을 출력하므로 배전반 내에 계기용 변압기(도 2의 211 참조)를 설치할 별도의 공간을 마련할 필요가 없게 되는 것이다.In the present invention, the at least one optical voltage sensor built-in insulator 319 supporting the primary side busbar 305 has a built-in optical voltage sensor 405 inside the insulator, so that the secondary voltage is supplied to the signal processing device 317. Since the output of the instrument panel (see 211 in Figure 2) in the switchboard will not need to provide a separate space to install.

애자몸체(406)는 절연을 위하여 복수의 갓(416)이 형성되어 있고 내부에 고압전극(401)과 접지전극 플랜지(409)가 대향되도록 중공부(408)를 구비하고 있는데, 중공부는 절연가스 또는 절연유로 충전되며 절연을 위하여 복수의 갓이 형성될 수 있다.The insulator body 406 has a plurality of shades 416 formed for insulation and has a hollow portion 408 such that the high voltage electrode 401 and the ground electrode flange 409 face each other. Alternatively, the lamp may be filled with insulating oil and a plurality of shades may be formed for insulation.

고압전극 플랜지(402)는 애자몸체(406)의 상부에 밀봉되어 체결되고, 고압전극 플랜지(402)의 내측 하부면에는 고압전극(401)이 체결됨과 동시에 고압전극(401)에는 광 전압센서(405)가 물리적, 그리고 전기적으로 접속되어 광 전압센서 체결부(404)에서 체결된다.The high voltage electrode flange 402 is sealed and fastened to the upper portion of the insulator body 406, and the high pressure electrode 401 is fastened to the inner lower surface of the high voltage electrode flange 402 and at the same time, the high voltage electrode 401 has an optical voltage sensor ( 405 is physically and electrically connected and fastened at the optical voltage sensor fastening portion 404.

접지전극 플랜지(409)는 애자몸체의 중공부(408)를 밀봉하면서 광케이블(407)을 애자몸체(406) 내부로부터 외부로 인출하기 위한 광케이블 기밀커넥터(414)와 애자 몸체의 중공부(408)에 절연가스 혹은 절연유를 충전하기 위한 밸브(412)를 포함하여 구성되는데, 조립체결부(410)를 이용하여 애자몸체(406)의 하부에 밀봉되어 체결되며 광 전압센서(405)에는 광케이블(407)이 연결되어 있다.The ground electrode flange 409 seals the hollow portion 408 of the insulator body and seals the optical cable 407 from the inside of the insulator body 406 to the outside and the hollow portion 408 of the insulator body. And a valve 412 for filling the insulating gas or the insulating oil into the lower part of the insulator body 406 using the assembly coupling part 410, and the optical voltage sensor 405 has an optical cable 407. Is connected.

고압전극 플랜지(402)는 부스바 체결부(403)를 이용하여 1차측 부스바(305) 즉, 고압선로측과 고정되고 전기적으로 접속되며, 접지전극 플랜지(409)는 베이스 체결부(411)를 이용하여 기기의 베이스, 즉 접지측과 고정되고 전기적으로 접속된다. The high voltage electrode flange 402 is fixed and electrically connected to the primary side bus bar 305, that is, the high voltage line side, by using the bus bar fastening part 403, and the ground electrode flange 409 is connected to the base fastening part 411. Is fixed and electrically connected to the base of the appliance, ie, the ground side.

이 경우에 절연거리는 고압전극 플랜지(402)에 체결된 고압전극(401)과 접지전극 플랜지(409)의 상부면 사이의 거리가 되므로 매우 우수한 절연특성을 가지게 된다. 또한, 고압전극(401)과 광 전압센서(405)가 전기적으로 직접 접속되어 있으므로 최대 감도를 구현하는 것이 가능하게 된다. 여기서, 고압전극(401)의 수직 길이를 짧게 할수록 절연성능은 우수하게 된다.In this case, the insulation distance is a distance between the high voltage electrode 401 fastened to the high voltage electrode flange 402 and the upper surface of the ground electrode flange 409, so that the insulation distance is very excellent. In addition, since the high voltage electrode 401 and the optical voltage sensor 405 are electrically connected directly, it is possible to implement the maximum sensitivity. Here, the shorter the vertical length of the high voltage electrode 401, the better the insulation performance.

부스바 체결부(403), 광 전압센서 체결부(404), 조립체결부(410), 베이스 체결부(411)는 나사 혹은 볼트를 이용하여 체결된다.The busbar fastening part 403, the optical voltage sensor fastening part 404, the assembly fastening part 410, and the base fastening part 411 are fastened using screws or bolts.

광케이블(407)은 입력 케이블과 출력 케이블로 구성되어 있으며, 입력 케이블을 통하여 광신호를 광 전압센서(405)로 보내면, 광 전압센서(405)에서 전압을 측정하고, 그 측정값을 출력 케이블을 통하여 내보낸다. The optical cable 407 is composed of an input cable and an output cable. When the optical signal is sent to the optical voltage sensor 405 through the input cable, the optical voltage sensor 405 measures the voltage and outputs the measured value to the output cable. Export through

광케이블(407)은 접지전극 플랜지(409)의 광케이블 기밀커넥터(414)를 통하여 애자 내부와 연결되며, 광케이블 기밀커넥터(414)는 에폭시 수지로 밀봉된다.The optical cable 407 is connected to the inside of the insulator through the optical cable hermetic connector 414 of the ground electrode flange 409, and the optical cable hermetic connector 414 is sealed with epoxy resin.

밸브(412)는 애자 내부의 중공부(408)에 절연가스 혹은 절연유를 채우기 위하여 사용되는데, 절연가스 혹은 절연유는 필요에 따라 대기압 이하, 대기압 이상 또는 대기압과 동일한 압력으로 충전될 수 있으며, 애자 내부의 짧은 옆면거리 및 직선거리에 의한 절연저하를 보완하는 기능을 수행한다. The valve 412 is used to fill the insulating gas or insulating oil in the hollow part 408 inside the insulator. The insulating gas or insulating oil may be filled at a pressure below atmospheric pressure, above atmospheric pressure or equal to atmospheric pressure, if necessary, and inside the insulator. It compensates for the insulation deterioration caused by short side distance and straight line distance.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서를 나타내는 개략적인 구조도이다.5 is a schematic structural diagram showing an optical voltage sensor according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서(405)는 광신호를 발생시키는 광원구동회로(506)와; 광케이블(407)을 통해 광신호가 입사되는 제 1 셀폭렌즈(505)와; 제 1 셀폭렌즈(505)로부터 출사된 광을 직선편광시키는 제 1 편광 광분리기(504)와; 직선편광된 광신호를 원형편광시키는 λ/4 파장판(503) 과; 원형편광된 광신호의 타원률을 변화시키는 비스무쓰 실리콘 옥사이드(509)와; 타원률을 변조시키는 제 2 편광 광분리기(501)와; 변조된 광신호를 전자회로부(507)로 전송하는 제 2 셀폭렌즈(511); 및 신호처리회로(508);를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, an optical voltage sensor 405 according to an embodiment of the present invention includes a light source driving circuit 506 for generating an optical signal; A first cell width lens 505 through which the optical signal is incident through the optical cable 407; A first polarized light splitter 504 for linearly polarizing the light emitted from the first cell width lens 505; A λ / 4 wave plate 503 for circularly polarizing the linearly polarized optical signal; Bismuth silicon oxide 509 for changing the ellipticity of the circularly polarized optical signal; A second polarization optical splitter 501 for modulating an ellipticity; A second cell width lens 511 for transmitting the modulated optical signal to the electronic circuit unit 507; And a signal processing circuit 508.

또한, 이에 추가적으로 전압 측정감도를 조절하는 감도조절용 전선(510)을 추가로 포함하여 구성될 수도 있다.In addition, it may be configured to further include a sensitivity adjusting wire 510 for adjusting the voltage measurement sensitivity.

비스무쓰 실리콘 옥사이드(509)는 일측 전극이 고압전극(401)과 전기적으로 결합되고 타측 전극은 접지전극 플랜지(도 4의 409 참조)와 전자기적으로 결합된다.Bismuth silicon oxide 509 has one electrode electrically coupled to the high voltage electrode 401 and the other electrode is electromagnetically coupled to the ground electrode flange (see 409 of FIG. 4).

감도조절용 전선(510)은 일단부가 비스무쓰 실리콘 옥사이드(509)의 타측 전극과 접속되고 타단부는 플로팅되며, 고압전극 혹은 광 전압센서에 수회 권회되어 전압 측정감도를 조정할 수 있게 되어 있다.One end of the sensitivity control wire 510 is connected to the other electrode of the bismuth silicon oxide 509 and the other end is floated, and wound around the high voltage electrode or the optical voltage sensor several times to adjust the voltage measurement sensitivity.

본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서(405)의 전압검출과정을 간략히 설명하면 다음과 같다. The voltage detection process of the optical voltage sensor 405 according to an embodiment of the present invention will be briefly described as follows.

전자회로부(507)의 광원구동회로(506)에서 발생한 광신호는 광케이블(407)을 통해 제 1 셀폭렌즈(505)로 입사된다. The optical signal generated by the light source driving circuit 506 of the electronic circuit unit 507 is incident to the first cell width lens 505 through the optical cable 407.

제 1 편광 광분리기(504)는 제 1 셀폭렌즈(505)로부터 출사된 광을 무질서한 편광상태의 광신호로 일축운동하는 직선편광으로 변환시키고, λ/4 파장판(503)은 제 1 편광 광분리기(504)로부터 출사된 직선편광된 광신호를 원형편광시킨다. The first polarized light splitter 504 converts the light emitted from the first cell width lens 505 into linearly polarized light that is uniaxially moved into an optical signal in a disordered polarization state, and the λ / 4 wave plate 503 is the first polarized light. The linearly polarized light signal emitted from the separator 504 is circularly polarized.

비스무쓰 실리콘 옥사이드(Bismuth Silicon Oxide, 509)는 원형편광된 광신 호의 타원율을 비스무쓰 실리콘 옥사이드(509)의 양 전극에 인가되는 전압의 크기에 따라 변화시킨다. 여기서, 비스무쓰 실리콘 옥사이드(509)의 일측 전극은 고압전극(401)과 고압전극 연결선(502)에 의해 전기적으로 결합되고, 비스무쓰 실리콘 옥사이드(509)의 타측 전극은 접지전극 플랜지(도 4의 409 참조)와 전자기적으로 결합된다. Bismuth Silicon Oxide (509) changes the ellipticity of the circularly polarized optical signal according to the magnitude of the voltage applied to both electrodes of the Bismuth Silicon Oxide (509). Here, one electrode of the bismuth silicon oxide 509 is electrically coupled by the high voltage electrode 401 and the high voltage electrode connecting line 502, and the other electrode of the bismuth silicon oxide 509 is a ground electrode flange (see FIG. 4). Electromagnetically coupled).

한편, 감도조절용 전선(510)은 고압전극(401) 혹은 광 전압센서(405)에 수회 권회되어 측정 감도조절용으로 사용될 수 있는 바, 감도조절용 전선(510)의 일단은 비스무쓰 실리콘 옥사이드(509)의 타측 전극과 접속되고, 타단은 플로팅 상태에 놓이게 한다. On the other hand, the sensitivity control wire 510 is wound around the high voltage electrode 401 or the optical voltage sensor 405 several times can be used for measurement sensitivity adjustment, one end of the sensitivity control wire 510 is bismuth silicon oxide 509 Is connected to the other electrode of and the other end is in a floating state.

이때, 권회되는 감도조절용 전선(510)이 고압전극(401)에 가까울수록 감도는 저하되고 멀어질수록 감도는 상승하게 되는데, 이는 멀어질수록 고압전극(401)과 감도조절용 전선(510) 사이의 전계가 커지기 때문이다. At this time, the closer the sensitivity control wire 510 is to the high voltage electrode 401, the lower the sensitivity, and the further the sensitivity increases, the farther it is between the high voltage electrode 401 and the sensitivity control wire 510. This is because the electric field becomes large.

제 2 편광 광분리기(501)는 변화된 원형편광의 타원율을 광신호의 세기로 변조시키고, 변조된 광신호는 제 2 셀폭렌즈(511)와 광케이블(407)을 통해 전자회로부(507)의 신호처리회로(508)로 전송된다. The second polarization optical splitter 501 modulates the ellipticity of the changed circularly polarized light to the intensity of the optical signal, and the modulated optical signal is processed by the electronic circuit unit 507 through the second cell width lens 511 and the optical cable 407. Sent to circuit 508.

전송된 광신호는 신호처리회로(508)의 광 다이오드에서 광전 변환된 후 증폭과정을 거쳐 원하는 전압신호로 출력된다. The transmitted optical signal is photoelectrically converted by the photodiode of the signal processing circuit 508 and then amplified and output as a desired voltage signal.

이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면 구조가 간단한 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반을 제공함으로써 배전반 내에 계기용 변압기를 설치할 필요가 없게 되어 배전반의 설치 공간을 줄일 수 있으며, 우수한 절연특성을 가지 면서도 전압 측정 감도를 최대로 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the structure and shape as described above, it is possible to reduce the installation space of the switchboard by providing a switchboard having a simple structure with an optical voltage sensor built-in insulator, thereby reducing the installation space of the switchboard. It has the effect of maximizing voltage measurement sensitivity.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동일한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the present invention, and those skilled in the art will appreciate that various modifications and variations can be made without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed herein are not intended to limit the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the same scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

도 1은 일반적인 6.6KV 배전반의 단선 결선도;1 is a disconnection diagram of a typical 6.6 KV switchboard;

도 2는 종래기술에 따른 6.6KV용 배전반의 측단면도;2 is a side cross-sectional view of a 6.6 KV switchboard according to the prior art;

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반을 나타내는 측단면도;3 is a side cross-sectional view showing a switchboard having an insulator with an optical voltage sensor according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서 내장 애자를 나타내는 단면도;4 is a cross-sectional view showing an optical voltage sensor built-in insulator according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 광 전압센서를 나타내는 개략적인 구조도이다.5 is a schematic structural diagram showing an optical voltage sensor according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

301: 외부의 부스바 303: 플렉서블 부스바301: external busbar 303: flexible busbar

305: 1차측 부스바 307: 지지애자305: primary side busbar 307: support insulator

309: 계기용 변류기 311: 열반모선309: current transformer 311 for instrumentation

313: 진공차단기 315: 도어313: vacuum circuit breaker 315: door

317: 신호처리장치 319: 광 전압센서 내장 애자317: signal processing device 319: insulator with optical voltage sensor

321: 2차측 부스바 401: 고압전극321: secondary busbar 401: high voltage electrode

402: 고압전극 플랜지 403: 부스바 체결부402: high voltage electrode flange 403: busbar fastening portion

404: 광 전압센서 체결부 405: 광 전압센서404: optical voltage sensor fastening portion 405: optical voltage sensor

406: 애자몸체 407: 광케이블406: insulator body 407: optical cable

408: 내부중공부 409: 접지전극 플랜지408: internal hollow portion 409: ground electrode flange

410: 조립체결부 411: 베이스 체결부410: assembly fastening 411: base fastening

412: 밸브 413: 광케이블 커넥터412: valve 413: optical cable connector

414: 광케이블 기밀커넥터 415: 오링 홈414: fiber optic connector 415: O-ring groove

416: 갓416: God

501: 제 2 편광 광분리기(Polarizatin Beam Splitter) 501: Second Polarizing Beam Splitter

502: 고압전극 연결선 503: λ/4 파장판502: high voltage electrode connection line 503: λ / 4 wave plate

504: 제 1 편광 광분리기(Polarizatin Beam Splitter)504: first polarizing beam splitter

505: 제 1 셀폭(Selfoc) 렌즈 506: 광원구동회로505: First cell width (Selfoc) lens 506: Light source driving circuit

507: 전자회로부 508: 수광 및 신호처리회로507: electronic circuit unit 508: light receiving and signal processing circuit

509: 비스무쓰 실리콘 옥사이드(Bismuth Silicon Oxide) 509: Bismuth Silicon Oxide

510: 감도조절용 전선 511: 제 2 셀폭(Selfoc) 렌즈510: Sensitivity control wire 511: Second cell width (Selfoc) lens

Claims (7)

외부로부터 입력되는 전원을 차단하는 진공차단기;A vacuum circuit breaker that cuts off power input from the outside; 상기 진공차단기의 1차측에 전원을 전달하는 1차측 부스바;A primary busbar for transmitting power to the primary side of the vacuum circuit breaker; 상기 1차측 부스바에 연결되어 1차측 전류를 측정하는 계기용 변류기; An instrument current transformer connected to the primary side busbar to measure primary current; 상기 1차측 부스바를 지지하는 하나 이상의 광 전압센서 내장 애자; 및At least one optical voltage sensor built-in insulator supporting the primary side busbar; And 상기 진공차단기의 2차측으로부터 출력되는 전원을 전달하기 위한 열반모선용 2차측 부스바를 포함하며,It includes a bus bar secondary side bus bar for transmitting power output from the secondary side of the vacuum circuit breaker, 상기 광 전압센서 내장 애자는,The optical voltage sensor built-in insulator, 내부에 중공부를 가지는 애자몸체;Insulator body having a hollow portion therein; 상기 애자몸체의 하부에 체결되는 접지전극 플랜지; A ground electrode flange fastened to the lower portion of the insulator body; 상기 애자몸체의 상부에 체결되는 고압전극 플랜지; A high voltage electrode flange fastened to the upper portion of the insulator body; 상기 고압전극 플랜지의 내측 하부면에 체결되는 고압전극; A high voltage electrode fastened to an inner lower surface of the high voltage electrode flange; 상기 고압전극과 접속되어 애자몸체 내부의 공간전계를 검출하는 광 전압센서; 및 An optical voltage sensor connected to the high voltage electrode and detecting a spatial electric field inside the insulator body; And 상기 광 전압센서에 연결되어 광신호를 송수신하는 광케이블을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반.Switchgear having an insulator with an optical voltage sensor, characterized in that it comprises an optical cable connected to the optical voltage sensor for transmitting and receiving an optical signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 애자몸체의 중공부는 절연가스 또는 절연유로 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반.And a hollow part of the insulator body, wherein the hollow part of the insulator body is filled with insulating gas or insulating oil. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 애자몸체의 중공부에는 절연을 위하여 복수의 갓이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반.A switchboard having an insulator with an optical voltage sensor, characterized in that a plurality of shades are formed in the hollow portion of the insulator body for insulation. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접지전극 플랜지는,The ground electrode flange, 상기 애자몸체의 중공부를 밀봉하면서 상기 광케이블을 외부로 인출하는 광케이블 기밀커넥터; 및An optical cable hermetic connector for drawing out the optical cable to the outside while sealing the hollow portion of the insulator body; And 상기 애자몸체의 중공부 충전을 위한 밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반.Switchgear having an insulator with an optical voltage sensor, characterized in that it comprises a valve for filling the hollow portion of the insulator body. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광 전압센서는 일측 전극이 상기 고압전극과 전기적으로 결합되고, 타측 전극은 상기 접지전극 플렌지와 전자기적으로 결합하는 비스무쓰 실리콘 옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반.The optical voltage sensor is a switchboard having an optical voltage sensor built-in insulator, wherein one electrode is electrically coupled to the high voltage electrode, and the other electrode includes bismuth silicon oxide that is electromagnetically coupled to the ground electrode flange. . 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 광 전압센서는 감도조절용 전선을 추가로 포함하며, 상기 감도조절용 전선의 일단부는 상기 비스무쓰 실리콘 옥사이드의 타측 전극과 접속되고 타단부는 플로팅되며, 상기 고압전극 혹은 상기 광 전압센서에 수회 권회되는 것을 특징으로 하는 광 전압센서 내장 애자를 구비한 배전반.The optical voltage sensor further includes a sensitivity control wire, one end of the sensitivity control wire is connected to the other electrode of the bismuth silicon oxide and the other end is floated, and wound around the high voltage electrode or the optical voltage sensor several times Switchgear having an insulator with an optical voltage sensor, characterized in that. 삭제delete
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