KR101005230B1 - Signal conversion device for detecting partial discharge signal from gas insulated switchgear and system for partial discharge using it - Google Patents

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오승찬
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Abstract

PURPOSE: A signal conversion device for detecting a partial discharge signal from a gas insulated switchgear and a system for partial discharge using the same are provided to distinguish a disturbance signal from a partial discharge signal even when electromagnetic disturbance is generated in a transmission line. CONSTITUTION: A resonance type antenna(10) detects the electromagnetic signal which is discharged from the partial discharge inside a gas insulated switchgear. A low noise amplifier(20) amplifies detected ultrahigh frequency. A frequency modulation unit(30) converts the amplified signal of a low noise amplifier into a low frequency signal. An amplifier amplifies the low frequency signal.

Description

가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치 및 그를 이용한 부분방전 검출 시스템{SIGNAL CONVERSION DEVICE FOR DETECTING PARTIAL DISCHARGE SIGNAL FROM GAS INSULATED SWITCHGEAR AND SYSTEM FOR PARTIAL DISCHARGE USING IT}SIGNAL CONVERSION DEVICE FOR DETECTING PARTIAL DISCHARGE SIGNAL FROM GAS INSULATED SWITCHGEAR AND SYSTEM FOR PARTIAL DISCHARGE USING IT}

본 발명은 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치 및 그를 이용한 부분방전 검출시스템에 관한 것이다. 구체적으로는 가스절연개폐장치의 부분방전에 의해 방사된 초고주파 신호를 저주파 신호로 변조하여 부분방전 감시 시스템으로 전송하는 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치 및 그를 이용한 부분방전 검출시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a signal conversion device for detecting a partial discharge signal of a gas insulated switchgear and a partial discharge detection system using the same. Specifically, a signal conversion device for detecting a partial discharge signal of a gas insulation switchgear which modulates an ultra-high frequency signal radiated by a partial discharge of a gas insulation switchgear into a low frequency signal and transmits it to a partial discharge monitoring system, and a partial discharge detection system using the same. It is about.

가스절연개폐장치(GIS)는 옥내외 발전소 및 변전소 용으로 정상상태의 개폐뿐만 아니라 사고, 단락 등의 이상상태에서도 선로를 안전하게 개폐하여 계통을 적절하게 보호하는 장치로서, SF6 가스로 밀폐충진된 금속용기 내에 단로기, 접지스위치, 차단기 등의 개폐설비와 모선이 내장되어 있다.Gas Insulated Switchgear (GIS) is a device that protects the system properly by safely opening and closing the line even in abnormal conditions such as accidents, short circuits, etc. There are built-in switches and busbars for disconnectors, ground switches, and breakers in the container.

이러한 가스절연장치는 설치면적이 작고, SF6가스와 밀폐구조에 의한 높은 안전성과 외부환경에 대한 고신뢰성을 확보할 수 있는 등의 장점이 있으나, 고장의 사전인지가 어렵고 고장시 대규모 확대되어 대형사고 가능성이 있게 되는 단점이 있다. 이러한 고장을 사전에 발견하여 조치할 필요가 있으며, 가장 유력한 방법으로 가스절연개폐장치의 부분방전을 예측하고 측정하는 방법이 알려져 확대적용되고 있다. These gas insulation devices have the advantages of small installation area, high safety by SF6 gas and hermetic structure and high reliability for the external environment, but it is difficult to detect the failures in advance and large scale accidents in case of failure There is a drawback to this possibility. These failures need to be detected in advance and countermeasures, and the most promising method is to predict and measure the partial discharge of the gas insulated switchgear.

가스절연개폐장치 내부의 결함에서 부분방전이 발생하면 전기적 신호와 비전기적 신호가 발생되므로 부분방전 신호의 검출방법으로 전기적 신호를 검출하는 방법과 비전기적 신호를 검출하는 방법이 사용된다.When a partial discharge occurs in a defect in the gas insulated switchgear, an electrical signal and a non-electrical signal are generated. Thus, a method of detecting an electrical signal and a method of detecting a non-electrical signal are used as a method of detecting a partial discharge signal.

전기적 신호를 검출하는 방법은 UHF대역 센서를 GIS에 내장시키거나 외장시켜 GIS 내부에서 부분방전시 발생되는 초고주파 신호를 검출하는 방법과 초고주파 방전전류를 측정하는 방법이 있다. The electric signal detection method includes a method of detecting an ultra high frequency signal generated during partial discharge inside the GIS by measuring a UHF band sensor embedded in or external to the GIS, and a method of measuring an ultra high frequency discharge current.

비전기적 방법으로는 부분방전 발생시 기계적 진동을 초음파센서로 측정하는 방법이 있다.As a non-electric method, a mechanical vibration is measured by an ultrasonic sensor when partial discharge occurs.

종래에 가스절연개폐장치의 부분방전시 방사되는 초고주파 전자파를 검출하여 그로부터 부분방전이 발생한 지점과 시간 등을 검출하는 것이 알려져 있다. 2. Description of the Related Art It is conventionally known to detect microwaves radiated during partial discharge of a gas insulated switchgear, and to detect a point, time, and the like where a partial discharge occurs.

부분방전시 방사되는 초고주파 전자파를 검출하여 해석 시스템으로 전송하는데, 이때 전송선로에서의 전자기 외란으로 인하여 부분방전 여부를 해석하는데 어려움이 따른다.
Ultra-high frequency electromagnetic waves emitted during partial discharge are detected and transmitted to the analysis system, which is difficult to analyze whether or not partial discharge occurs due to electromagnetic disturbance in the transmission line.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전송선로에서의 전자기 외란이 생성되는 경우에도 외란신호와 부분방전에 의한 신호를 구분할 수 있도록 하는 부분방전신호 검출용 신호변환장치를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-described problem, to provide a signal conversion device for detecting a partial discharge signal to distinguish between the disturbance signal and the signal by the partial discharge even when electromagnetic disturbances are generated in the transmission line.

또한, 부분방전에 의한 초고주파 신호가 분석 시스템으로의 전송과정에서 감쇠에 의한 부분방전 여부에 대한 해석 곤란이 생기는 문제를 해결하고자 한다.
In addition, it is intended to solve the problem that the interpretation of the partial discharge due to attenuation occurs during transmission of the ultra-high frequency signal due to the partial discharge to the analysis system.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템에 사용되며, 가스절연개폐장치의 부분방전 초고주파 전자파신호를 검출하여 부분방전 여부 분석을 위한 시스템 장치로 전자파 신호를 변환하여 전송하기 위한 장치로써, 가스절연개폐장치(GIS) 내부의 부분방전에 의해 방사되는 초고주파 전자파 신호를 검출하는 공진형 안테나; 안테나에서 검출된 초고주파 신호를 받아 저주파 신호로 변조하는 주파수 변조부; 및 가스절연개폐장치의 부분방전을 분석하기 위한 시스템 장치로 주파수 변조부에서 저주파로 변조된 신호를 전송하기 위해 증폭시키는 증폭부;를 포함하여 이루어지는 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치가 제안된다.
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, used in the partial discharge detection system of the gas insulated switchgear, a system for analyzing the partial discharge by detecting the partial discharge ultra-high frequency electromagnetic wave signal of the gas insulated switchgear An apparatus for converting and transmitting an electromagnetic signal to a device, the apparatus comprising: a resonant antenna for detecting an microwave signal emitted by a partial discharge inside a gas insulated switchgear (GIS); A frequency modulator for receiving an ultra-high frequency signal detected by an antenna and modulating the low-frequency signal; And an amplifying unit for amplifying a low frequency modulated signal from a frequency modulator in order to analyze a partial discharge of the gas insulated switchgear; and a signal conversion device for detecting a partial discharge signal of the gas insulated switchgear. Is proposed.

바람직하게는, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 전술한 안테나에서 검출되는 초고주파 전자파 신호는 200MHz ~ 1500MHz 대역의 초고주파 신호이고, 전술한 주파수 변조부는 부분방전신호의 피크홀드정보를 나타내는 0.5MHz ~ 10MHz 대역의 저주파 신호로 변조하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, according to another aspect of the present invention, the microwave signal detected by the above-described antenna is an ultra-high frequency signal of 200MHz to 1500MHz band, the above-described frequency modulator 0.5MHz ~ representing the peak hold information of the partial discharge signal It characterized in that the modulation to a low-frequency signal of 10MHz band.

바람직하게는 또한, 본 발명의 바람직한 하나의 모습에 따라, 안테나에서 검출된 초고주파 신호를 받아 증폭시키고 증폭된 초고주파 신호를 주파수 변조부로 전송하는 저잡음 증폭기를 더 포함한다.
Preferably, according to one preferred aspect of the present invention, it further comprises a low noise amplifier for receiving and amplifying the microwave signal detected by the antenna and transmitting the amplified microwave signal to the frequency modulator.

게다가 바람직하게는, 본 발명의 또 하나의 모습에 따라, 전술한 부분방전신호 검출용 신호변환장치는 내장형 또는 외장형 타입인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 또한 본 발명의 하나의 모습에 따라, 전술한 부분방전신호 검출용 신호변환장치들은: 증폭부 후단에 연결되고 DC성분을 제거하여 증폭된 주파수 변조 신호 성분을 부분방전을 분석하기 위한 시스템 장치로 전달하기 위한 커플링 커패시터; 커플링 커패시터의 부분방전을 분석하기 위한 시스템 장치 측 연결단에 형성된 바이어스 티; 및 바이어스 티에 연결되고 전압을 드롭다운하여 출력시키기 위한 레귤레이터; 를 더 포함하여 이루어진다.
Further preferably, according to another aspect of the present invention, the above-mentioned signal conversion device for detecting a partial discharge signal is characterized in that the built-in or external type.

Preferably, also according to one aspect of the present invention, the above-described signal conversion device for detecting a partial discharge signal is connected to the rear end of the amplifier and to remove the DC component to amplify the frequency-modulated signal component to analyze the partial discharge A coupling capacitor for delivering to the system device; A bias tee formed at the system device side connection end for analyzing partial discharge of the coupling capacitor; And a regulator coupled to the bias tee for dropping and outputting a voltage; It further comprises.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템에 있어서, 앞선 본 발명의 실시예에 따른 다수의 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치; 및 부분방전신호 검출용 신호변환장치로부터 전송된 신호 중 외란에 의해 삽입된 고주파 노이즈를 제거하여 부분방전신호 검출용 신호변환장치에서 저주파 신호로 변조된 부분방전신호를 필터링하여 비교함으로써 가스절연개폐장치의 부분방전 여부를 검출하는 주파수신호 검출장치;를 포함하여 이루어지는 가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템이 제안된다.

바람직하게는, 또 하나의 모습에 따라, 전술한 주파수신호 검출장치는: 부분방전신호 검출용 신호변환장치에서 변조신호를 받아 증폭시키는 저잡음 증폭기; 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 필터링하여 외란에 의해 삽입된 고주파 대역의 외부 노이즈를 제거하며 주파수 변조부에서 얻어진 저주파 대역 신호를 통과시키는 BPF; BPF를 거친 신호를 2차 증폭하는 증폭기; 2차 증폭된 신호를 비교하여 가스절연개폐장치의 부분방전 여부를 측정, 분석하는 비교기; 및 비교기로 들어가는 증폭된 신호를 디지털신호로 변환시키는 아날로그-디지털 컨버터; 를 포함하여 이루어진다.
In order to achieve the above object, in the partial discharge detection system of the gas insulated switchgear according to another aspect of the present invention, the signal for detecting the partial discharge signal of the plurality of gas insulated switchgear according to the embodiment of the present invention Inverter; And a gas insulation switchgear by filtering and comparing the partial discharge signal modulated by the low frequency signal in the partial discharge signal detection signal conversion device by removing high frequency noise inserted by disturbance among the signals transmitted from the signal conversion device for detecting the partial discharge signal. A partial discharge detection system of a gas insulated switchgear comprising a frequency signal detection device for detecting whether or not a partial discharge of the present invention is proposed.

Preferably, according to another aspect, the above-described frequency signal detecting apparatus includes: a low noise amplifier for receiving and amplifying a modulated signal in a signal conversion apparatus for detecting a partial discharge signal; A BPF filtering the signal amplified by the low noise amplifier to remove external noise of the high frequency band inserted by the disturbance and passing the low frequency band signal obtained by the frequency modulator; An amplifier for second amplifying the signal that has undergone the BPF; A comparator comparing the second amplified signal to measure and analyze whether the gas insulation switchgear is partially discharged; And an analog-digital converter for converting the amplified signal entering the comparator into a digital signal. It is made, including.

본 발명의 바람직한 하나의 모습으로 비록 명시적으로 언급되지 않았으나, 앞서 언급된 기술적 특징의 가능한 다양한 조합에 따른 실시예들이 구현 가능함은 자명하다.
Although not explicitly mentioned as one preferred aspect of the present invention, it is apparent that embodiments according to various possible combinations of the above-mentioned technical features can be implemented.

본 발명의 모습에 따라, 전송선로에서의 전자기 외란이 생성되는 경우에도 외란신호와 부분방전에 의한 신호를 구분할 수 있도록 하는 부분방전신호 검출용 신호변환장치를 갖추게 되었다.According to the aspect of the present invention, even when an electromagnetic disturbance is generated in a transmission line, a signal conversion device for detecting a partial discharge signal can be provided to distinguish a disturbance signal from a signal due to a partial discharge.

또한, 본 발명의 실시예에 따라, 부분방전에 의한 초고주파 신호가 분석 시스템으로의 전송과정에서 감쇠에 의한 부분방전 여부에 대한 해석 곤란이 생기는 문제를 해결하게 되었다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the problem that the interpretation of the partial discharge caused by the attenuation occurred in the transmission of the ultra-high frequency signal by the partial discharge to the analysis system is solved.

게다가, 본 발명의 실시예에 따라 부분방전 신호를 저주파 변조하여 전송함으로써 외란과 전송과정의 감쇠 문제를 해결하고 아울러 하나의 장비에 다채널, 예컨대 20채널이 가능하게 되어 가스절연개폐장치 내에 설치되는 수량을 줄일 수 있어 경제적이게 된다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, the low frequency modulation and transmission of the partial discharge signal solves the problem of disturbance and attenuation of the transmission process, and enables multiple channels, for example, 20 channels, to be installed in the gas insulation switchgear. The quantity can be reduced and it becomes economical.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.
It is apparent that various effects not directly mentioned in accordance with various embodiments of the present invention may be derived by those skilled in the art from various configurations according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치의 개략적인 블럭구성도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치를 이용한 부분방전 검출시스템의 개략적인 블럭구성도이다.1 is a schematic block diagram of a signal conversion device for detecting a partial discharge signal of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram of a partial discharge detection system using a signal conversion device for detecting a partial discharge signal of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.
Embodiments of the present invention for achieving the above object are described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same reference numerals refer to the same configuration, and additional descriptions that may overlap or limit the meaning of the invention may be omitted in describing the embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치의 개략적인 블럭구성도이다.1 is a schematic block diagram of a signal conversion device for detecting a partial discharge signal of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치를 이용한 부분방전 검출시스템의 개략적인 블럭구성도이다.2 is a schematic block diagram of a partial discharge detection system using a signal conversion device for detecting a partial discharge signal of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치는 가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템에 사용되며, 가스절연개폐장치의 부분방전 초고주파 전자파신호를 검출하여 부분방전 여부 분석을 위한 시스템 장치로 전자파 신호를 변환하여 전송하기 위한 장치로써, 안테나(10), 주파수 변조부(30) 및 증폭부(40)를 포함하여 이루어진다. 안테나(10)는 바람직하게 공진형 안테나이다. 공진형 안테나를 사용함으로써 검출하고자하는 초고주파 대역에서 간헐적으로 노치(notch) 특성이 없이 전 범위에서 평탄하고 고른 응답특성을 나타낼 수 있다.1, the signal conversion device for detecting the partial discharge signal of the gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention is used in the partial discharge detection system of the gas insulated switchgear, the partial discharge ultra-high frequency of the gas insulated switchgear A device for detecting and transmitting an electromagnetic wave signal to a system device for analyzing partial discharge. The apparatus includes an antenna 10, a frequency modulator 30, and an amplifier 40. The antenna 10 is preferably a resonant antenna. By using the resonant antenna, it is possible to show a flat and even response in the whole range without intermittent notch characteristic in the ultra high frequency band to be detected.

또한 본 발명의 다른 모습에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템은 도 1과 같은 본 발명의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치를 포함하여 이루어진다.
In addition, the partial discharge detection system of the gas insulated switchgear according to another aspect of the present invention comprises a signal conversion device for detecting the partial discharge signal of the gas insulated switchgear according to the embodiment of the present invention as shown in FIG.

도 1을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 공진형 안테나(10)에서는 가스절연개폐장치(GIS) 내부의 부분방전에 의해 방사되는 초고주파 전자파 신호를 검출한다.공진형 안테나(10)는 부분방전에 의한 광대역(wide-band) 범위의 초고주파 신호를 검출하게 된다. Specifically, referring to FIG. 1, the resonant antenna 10 detects a microwave signal emitted by a partial discharge inside a gas insulated switchgear (GIS). The resonant antenna 10 has a broadband due to a partial discharge. It detects very high frequency signals in the wide-band range.

바람직하게는 하나의 실시예에서, 공진형 안테나(10)에서 검출되는 초고주파 전자파 신호는 200MHz ~ 1500MHz 대역의 UHF 초고주파 신호이다.
Preferably, in one embodiment, the microwave signal detected by the resonant antenna 10 is a UHF microwave signal in the 200MHz to 1500MHz band.

공진형 안테나(10)에서 검출된 초고주파 신호를 받아 주파수 변조부(30)에서 저주파 신호로 변조한다. 이러한 저주파 대역으로의 변조는 부분방전 신호의 전송과정에서 외란이 부가되더라도 외란으로부터 부분방전 신호를 보다 용이하게 식별하여 검출할 수 있도록 하고, 전송과정에서의 전송손실을 줄일 수 있도록 한다.The high frequency signal detected by the resonant antenna 10 is received, and the frequency modulator 30 modulates the low frequency signal. Such modulation to the low frequency band makes it possible to more easily identify and detect the partial discharge signal from the disturbance even if disturbance is added during the transmission of the partial discharge signal, and reduce the transmission loss in the transmission process.

바람직하게는 하나의 실시예에서, 주파수 변조부(30)는 초고주파 신호를 부분방전신호의 피크홀드정보를 나타내는 0.5MHz ~ 10MHz 대역의 저주파 신호로 변조한다. 본 발명의 장치는 가스절연개폐장치의 부분방전 발생을 검출하기 위한 것으로, 부분방전신호에 따른 초고주파 대역의 개개의 주파수성분보다는 피크점과 주기 및 지속시간이 더 중요한 의미를 가지게 된다. 따라서, 부분방전신호의 피크홀드정보를 나타내는 주파수 신호를 얻으면 되므로, 본 실시예에서, 초고주파 신호를 주파수 변조부(30)에서 0.5MHz ~ 10MHz 대역의 저주파 신호로 변조한다.
Preferably, in one embodiment, the frequency modulator 30 modulates the ultra-high frequency signal into a low-frequency signal of 0.5MHz ~ 10MHz band representing the peak hold information of the partial discharge signal. The device of the present invention is to detect the occurrence of partial discharge of the gas insulated switchgear, and the peak point, period, and duration have more significance than individual frequency components of the ultra-high frequency band according to the partial discharge signal. Therefore, since a frequency signal indicating peak hold information of the partial discharge signal is obtained, in the present embodiment, the ultra-high frequency signal is modulated by the frequency modulator 30 into a low frequency signal of 0.5 MHz to 10 MHz band.

또한 바람직하게는 다른 하나의 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이 공진형 안테나(10)와 주파수 변조부(30) 사이에는 저잡음 증폭기(20)가 설치된다. 저잡음 증폭기(20)는 공진형 안테나(10)에서 검출된 초고주파 신호를 받아 증폭시켜 주파수 변조기(30)로 전송시키는데, 저잡음 증폭기(20)는 프리-앰프로, 바람직하게는 이득이 20dB인 저잡음 증폭기를 사용한다.
Also preferably, in another embodiment, as shown in FIG. 1, a low noise amplifier 20 is provided between the resonant antenna 10 and the frequency modulator 30. The low noise amplifier 20 receives and amplifies the ultra-high frequency signal detected by the resonant antenna 10 and transmits it to the frequency modulator 30. The low noise amplifier 20 is a pre-amp, preferably a low noise amplifier having a gain of 20 dB. Use

본 발명의 실시예에서, 증폭부(40)에서는 주파수 변조부(30)로부터 저주파 변조된 신호를 받아 가스절연개폐장치의 부분방전을 측정(검출) 또는 분석하기 위한 시스템 장치로 전송하기 전에 저주파로 변조된 신호를 증폭시키게 된다. 바람직하게는 증폭부(40)는 OP-앰프로 형성되고, 바람직하게는 OP-앰프는 전압 폴로어이다.

도 1을 참조하면, 하나의 실시예에 따라, 부분방전신호 검출용 신호변환장치는 안테나(10), 주파수 변조부(30), 증폭부(40) 외에, 저잡음 증폭기(20) 뿐만 아니라, DC성분을 제거하여 증폭된 주파수 변조 신호 성분을 부분방전을 측정(검출) 또는 분석하기 위한 주파수신호 검출장치(300)로 전달하기 위한 커플링 커패시터(70)를 포함한다.
또한, 커플링 커패시터(70)의 주파수신호 검출장치(300), 예컨대 DAQ 장비측 연결단에는 바이어스 티(50)가 형성되어, 바이어스 티(50)에는 전압을 드롭다운하여 출력시키기 위한 레귤레이터(60)로 예컨대 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터가 연결된다.
In the embodiment of the present invention, the amplifier 40 receives the low frequency modulated signal from the frequency modulator 30 and transmits the low frequency modulated signal to the system device for measuring (detecting) or analyzing the partial discharge of the gas insulated switchgear. This will amplify the modulated signal. Preferably, the amplifier 40 is formed of an OP amplifier, and preferably, the OP amplifier is a voltage follower.

Referring to FIG. 1, according to an exemplary embodiment, a signal conversion device for detecting a partial discharge signal may include a DC, as well as a low noise amplifier 20, in addition to the antenna 10, the frequency modulator 30, and the amplifier 40. And a coupling capacitor 70 for removing the component and delivering the amplified frequency modulated signal component to the frequency signal detecting apparatus 300 for measuring (detecting) or analyzing partial discharge.
In addition, a bias tee 50 is formed at a frequency signal detection device 300 of the coupling capacitor 70, for example, a DAQ device side connection terminal, and a regulator 60 for dropping down and outputting a voltage at the bias tee 50 is provided. For example, a low drop out (LDO) regulator is connected.

도 2를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치를 사용하는 부분방전 검출시스템을 나타내고 있다.2, there is shown a partial discharge detection system using a signal conversion device for detecting a partial discharge signal of a gas insulated switchgear according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 부분방전신호 검출용 신호변환장치(100, 101)에서 주파수신호 검출장치로 부분방전을 측정(검출) 또는 분석하기 위해 증폭된 저주파 변조신호를 전송하면, 주파수신호 검출장치(300), 예컨대 DAQ 장비에서 받아서 주파수 변조부(30)에서 변조된 저주파 대역을 고주파 노이즈를 제거하여 필터링함으로써 부분방전에 의한 신호를 검출(측정) 또는 분석하게 된다. 주파수신호 검출장치(300), 예컨대 DAQ 장비에는 다수의 부분방전신호 검출용 신호변환장치(100, 101)들이 연결되어 있다.When the signal conversion device (100, 101) for detecting partial discharge signal according to an embodiment of the present invention transmits the amplified low frequency modulated signal for measuring (detecting) or analyzing the partial discharge, the frequency signal The low frequency band modulated by the detection device 300, for example, DAQ equipment, is modulated by the frequency modulator 30 to remove and filter high frequency noise to detect (measure) or analyze a signal by partial discharge. A plurality of signal conversion devices 100 and 101 for detecting a partial discharge signal are connected to the frequency signal detection device 300, for example, a DAQ device.

도 2를 참조하면, 주파수신호 검출장치(300), 예컨대 DAQ장비는 부분방전신호 검출용 신호변환장치(100, 101)에서 변조신호를 받아 증폭시키는 저잡음 증폭기(310), 저잡음 증폭기(310)에서 증폭된 신호를 필터링함으로써 외란에 의해 삽입된 고주파 대역의 외부 노이즈를 제거하여 주파수 변조부(30)에서 얻어진 저주파 대역 신호를 통과시키는 BPF(320), BPF(320)를 거친 신호를 2차 증폭하는 증폭기(330), 2차 증폭된 신호를 비교하여 가스절연개폐장치의 부분방전 여부를 측정(검출) 또는 분석하는 비교기(340)를 포함하여 이루어진다.
Referring to FIG. 2, the frequency signal detecting apparatus 300, for example, a DAQ device, may include a low noise amplifier 310 and a low noise amplifier 310 for receiving and amplifying a modulated signal from a signal conversion device 100 or 101 for detecting a partial discharge signal. Filtering the amplified signal to remove the external noise of the high frequency band inserted by the disturbance to secondly amplify the signal passing through the BPF 320 and BPF 320 which passes the low frequency band signal obtained from the frequency modulator 30. The amplifier 330 includes a comparator 340 that compares the second amplified signal to measure (detect) or analyze whether the gas insulation switch is partially discharged.

이에 따라 부분방전에 따른 초고주파 신호를 소정의 저주파 신호로 전송함으로써 전송선로에서의 전자기 외란이 생성되는 경우에도 외란신호와 부분방전에 의한 신호를 구분할 수 있게 된다.
Accordingly, by transmitting the ultra-high frequency signal according to the partial discharge as a predetermined low frequency signal, even when electromagnetic disturbance is generated in the transmission line, the disturbance signal and the signal due to the partial discharge can be distinguished.

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또한 도 2를 참조하면, 바람직하게는, 부분방전 검출시스템의 주파수신호 검출장치(300)는 저잡음증폭기(310), BPF(320), 증폭기(330), 비교기(340) 외에도 비교기(340)로 들어가는 증폭된 신호를 디지털신호로 변환시키는 아날로그-디지털 컨버터(350)를 포함한다.
더 바람직하게는, 부분방전신호 검출용 신호변환장치(100, 101)로부터 전송된 신호 중 DC성분을 제거하기 위한 커플링커패시터, 그리고 바이어스 전원(360)이 포함되어 있다.
Also, referring to FIG. 2, preferably, the frequency signal detection apparatus 300 of the partial discharge detection system may include a low noise amplifier 310, a BPF 320, an amplifier 330, a comparator 340, and a comparator 340. It includes an analog-to-digital converter 350 for converting the incoming amplified signal into a digital signal.
More preferably, a coupling capacitor for removing DC components from the signals transmitted from the signal converters 100 and 101 for detecting the partial discharge signal, and the bias power supply 360 are included.

본 발명의 하나의 실시예에 따라, 부분방전신호 검출용 신호변환장치는 외장형 타입이거나 또는 내장형 타입이 될 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, the signal conversion device for detecting the partial discharge signal may be an external type or an internal type.

이상에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예들을 중심으로 설명되었다. 첨부된 도면 및 전술한 실시예들은 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 그러므로, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 전술한 실시예들은 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예들이 아니라 첨부된 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들이 전술한 발명의 범위에 포함되어 있음은 자명하다.
In the above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings and the foregoing embodiments are described by way of example to help those skilled in the art to understand the present invention. Therefore, various embodiments of the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention, the foregoing embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive. Therefore, the scope of the present invention should be interpreted according to the invention described in the appended claims rather than the above-described embodiments, and various modifications, alternatives, and equivalents described by the person skilled in the art are described above. It is obvious that it is included in the scope of the.

10 : 공진형 안테나 20 : 저잡음 증폭기
30 : 주파수 변조기 40 : OP 앰프
100, 101 : 부분방전신호 검출용 신호변환장치
300 : 주파수신호 검출장치 310 : 저잡음 증폭기
320 : BPF 330 : 증폭기
340 : 비교기10: resonant antenna 20: low noise amplifier
30: frequency modulator 40: OP amplifier
100, 101: signal conversion device for detecting partial discharge signal
300: frequency signal detection device 310: low noise amplifier
320: BPF 330: Amplifier
340: comparator

Claims (5)

가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템에 사용되며, 가스절연개폐장치의 부분방전 초고주파 전자파신호를 검출하여 부분방전 여부 분석을 위한 시스템 장치로 전자파 신호를 변환하여 전송하기 위한 장치로써,
가스절연개폐장치(GIS) 내부의 부분방전에 의해 방사되는 초고주파 전자파 신호를 검출하는 공진형 안테나;
상기 안테나에서 검출된 초고주파 신호를 받아 증폭시키는 저잡음 증폭기;
상기 저잡음증폭기에서 증폭된 신호를 받아 저주파 신호로 변조하는 주파수 변조부; 및
상기 부분방전을 분석하기 위한 시스템 장치로 상기 주파수 변조부에서 저주파로 변조된 신호를 전송하기 위해 증폭시키는 증폭부;를 포함하여 이루어지고,
상기 안테나에서 검출되는 초고주파 전자파 신호는 200MHz ~ 1500MHz 대역의 초고주파 신호이고,
상기 주파수 변조부는 부분방전신호의 피크홀드정보를 나타내는 0.5MHz ~ 10MHz 대역의 저주파 신호로 변조하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치.
It is used in the partial discharge detection system of the gas insulated switchgear, and it is a device for detecting and transmitting the partial discharge ultra-high frequency electromagnetic wave signal of the gas insulated switchgear to the system device for analyzing the partial discharge.
A resonant antenna for detecting an microwave signal emitted by a partial discharge inside the gas insulated switchgear (GIS);
A low noise amplifier for receiving and amplifying the ultra-high frequency signals detected by the antenna;
A frequency modulator that receives the signal amplified by the low noise amplifier and modulates the signal into a low frequency signal; And
And an amplifying unit for amplifying the low frequency modulated signal from the frequency modulator as a system device for analyzing the partial discharge.
The microwave signal detected by the antenna is a microwave signal of 200MHz to 1500MHz band,
And the frequency modulator modulates a low frequency signal in a 0.5 MHz to 10 MHz band representing peak hold information of the partial discharge signal.
청구항 1에 있어서,
상기 부분방전신호 검출용 신호변환장치는 내장형 또는 외장형 타입인 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치.
The method according to claim 1,
And the signal conversion device for detecting the partial discharge signal is a built-in type or an external type.
청구항 1에 있어서,
상기 증폭부 후단에 연결되고 DC성분을 제거하여 증폭된 주파수 변조 신호 성분을 부분방전을 분석하기 위한 시스템 장치로 전달하기 위한 커플링 커패시터;
상기 커플링 커패시터의 상기 부분방전을 분석하기 위한 시스템 장치 측 연결단에 형성된 바이어스 티; 및
상기 바이어스 티에 연결되고 전압을 드롭다운하여 출력시키기 위한 레귤레이터; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치.
The method according to claim 1,
A coupling capacitor connected to a rear end of the amplification unit and configured to transfer the amplified frequency modulated signal component to a system device for analyzing partial discharge by removing a DC component;
A bias tee formed at a system device side connection end for analyzing the partial discharge of the coupling capacitor; And
A regulator coupled to the bias tee for dropping and outputting a voltage; Signal conversion device for detecting a partial discharge signal of the gas insulated switchgear further comprising.
가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템에 있어서,
청구항 1 내지 3 중의 어느 하나의 청구항에 따른 다수의 가스절연개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치; 및
상기 부분방전신호 검출용 신호변환장치로부터 전송된 신호 중 외란에 의해 삽입된 고주파 노이즈를 제거하여 상기 부분방전신호 검출용 신호변환장치에서 저주파 신호로 변조된 부분방전신호를 필터링하여 비교함으로써 가스절연개폐장치의 부분방전 여부를 검출하는 주파수신호 검출장치;를 포함하여 이루어지는 가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템.
In the partial discharge detection system of the gas insulation switchgear,
A signal conversion device for detecting partial discharge signals of a plurality of gas insulated switchgear according to any one of claims 1 to 3; And
Gas insulation is switched off by removing the high frequency noise inserted by the disturbance among the signals transmitted from the signal for detecting the partial discharge signal and filtering the partial discharge signal modulated by the low frequency signal in the signal for the partial discharge signal detection. And a frequency signal detection device for detecting a partial discharge of the device.
청구항 4에 있어서, 상기 주파수신호 검출장치는:
상기 부분방전신호 검출용 신호변환장치에서 변조신호를 받아 증폭시키는 저잡음 증폭기;
저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 필터링하여 외란에 의해 삽입된 고주파 대역의 외부 노이즈를 제거하며 상기 주파수 변조부에서 얻어진 저주파 대역 신호를 통과시키는 BPF;
상기 BPF를 거친 신호를 2차 증폭하는 증폭기;
2차 증폭된 신호를 비교하여 가스절연개폐장치의 부분방전 여부를 측정, 분석하는 비교기; 및
상기 비교기로 들어가는 증폭된 신호를 디지털신호로 변환시키는 아날로그-디지털 컨버터; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치의 부분방전 검출시스템.
The apparatus of claim 4, wherein the frequency signal detection device comprises:
A low noise amplifier receiving and amplifying a modulation signal in the signal conversion device for detecting the partial discharge signal;
A BPF filtering the signal amplified by the low noise amplifier to remove external noise of the high frequency band inserted by the disturbance and passing the low frequency band signal obtained by the frequency modulator;
An amplifier for second amplifying the signal that has passed through the BPF;
A comparator comparing the second amplified signal to measure and analyze whether the gas insulation switchgear is partially discharged; And
An analog-digital converter for converting the amplified signal entering the comparator into a digital signal; Partial discharge detection system of the gas insulated switchgear comprising a.
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