KR101040110B1 - 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전 및 송배전용 전력기기의 고장의 징후로 발생하는 부분방전신호를 감지하고 측정할 수 있는, 방압변과 일체로 형성된 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서에 관한 것이다. 본 발명에 따른 부분방전 센서는 전력기기에서 발생하는 전자기파 부분방전신호를 검출하여 전력신호를 추출하고 상기 추출된 전력신호를 단자를 통해 외부로 상기 부분방전신호를 전송할 수 있는 부분방전 센서로서 상기 전력기기 내에서 발생하는 이상압력을 방출시키는 방압변; 상기 방압변과 일체로 장착되고, 상기 전자기파 부분방전신호를 검출하여 전력신호를 추출하기 위한 센싱부;를 포함하고, 상기 센싱부는 상기 전력기기에서 발생하는 이상압력을 상기 방압변에 전달하는 복수의 개구부를 포함한다.

Description

방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서{Pressure Relief Encapsulated Electro-magnetic Partial Discharge Sensor}
본 발명은 방전을 감지할 수 있는 센서분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전 및 송배전용 전력기기의 고장 징후로 발생하는 부분방전신호를 감지하고 측정할 수 있는 전자기파 부분방전 센서로서 특히 방압변과 일체로 형성된 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서에 관한것이다.
발전 및 송배전에 사용되는 각종 전력기기에 고장의 징후로서 부분방전이 발생하며 이러한 부분방전은 전자기파의 방사를 수반한다. 따라서 방사된 전자기파를 부분방전센서로서 감지하면 고장이 발생하기 전에 적절한 조치를 취하여 사전에 대형 사고를 방지할 수 있다.
기존의 전자기파 부분방전센서는 크게 전력기기의 내부에 장착되는 내장형 부분방전센서와 전력기기 내부에서 발생한 전자기파 부분방전신호가 외부로 방출될 수 있는 스페이서 등의 개소에 장착하는 외장형 부분방전센서로 나눌 수 있다.
이 중 높은 감도를 가지며 외부 노이즈로부터의 영향이 낮은 내장형 부분방전센서가 상시감시용도로 각광을 받고 있다. 그러나 전력기기 내부에 내장형 부분방전센서의 설치공간이 협소한 전력기기의 경우 내장형 부분방전센서를 부착할 수 없는 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 내장형 부분방전센서의 단점을 극복하기 위해 고안한 것으로서 본 발명의 일 목적은 외장형 부분방전센서보다 감도와 노이즈 측면에서 우수한 내장형 부분장전센서를 전력기기에 용이하게 장착할 수 있도록 한 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기존에 전력기기에 설치되어 이상압력을 분출하는 기능을 가진 방압변과 전자기파 부분방전센서를 일체화 한 것으로, 본 발명의 부분방전센서는 전력기기에서 발생하는 전자기파 부분방전신호를 검출하여 전력신호를 추출하고 상기 추출된 전력신호를 단자를 통해 외부로 상기 부분방전신호를 전송하며, 상기 전자기파 부분방전센서는 전력기기내에서 발생하는 이상압력을 방출시키는 방압변; 상기 방압변과 일체로 장착되고, 상기 전자기파 부분방전신호를 검출하여 전력신호를 추출하기 위한 센싱부;를 포함하고, 상기 센싱부는 상기 전력기기에서 발생하는 이상압력을 상기 방압변에 전달하는 복수의 개구부를 포함한다.
상기 센싱부는 상기 전력기기의 몸체와 방압변이 장착된 플랜지사이에 방압변과 동심축 또는 편심축상에 배치되며 상기 센싱부는 본체를 이루는 하우징 및 상기 하우징에 결합 또는 포함되고 상기 전자기파 부분방전신호를 검출하고 전력신호 를 추출하는 감지회로 등으로 구성할 수 있다..
또한 상기 센싱부는 상기 전력기기의 방압변이 장착된 플랜지내에 방압변과 동심축 또는 편심축상에 포함되도록 배치되고 상기 센싱부는 본체인 하우징 및 상기 하우징에 결합되어 상기 전자기파 부분방전신호를 검출하고 전력신호를 추출하는 감지회로 등으로 구성할 수 있다.
상기 센싱부의 상기 하우징은 단층기판이나 다층기판 구조 또는 절연체나 연성기판으로 구성할 수 있으며 상기 감지회로는 상기 하우징 내부 또는 표면에 입혀지도록 형성될 수 있다.
상기 감지회로는 모노폴 타입, 다이폴 타입, 스파이어럴 타입, 보우타이 타입, 대수주기 타입, 할로우 타입, 루프 타입중 어느 하나일 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서는 전력기기에 설치되는 방압변에 내장형 부분방전센서를 일체로 장착함으로써 그 우수성에 불구하고 협소한 내부구조를 가진 전력기기에 대해 장착이 곤란한 종래의 내장형 부분방전센서의 단점을 극복할 수 있다.
이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로 하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방압변(放壓弁) 일체형 전자기파 부분방전 센서(10)가 적용될 수 있는 부분방전측정시스템의 일 예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서를 사용한 부분방전측정시스템의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서(10)를 사용한 부분방전측정시스템(1)은 전력기기에서 발생된 부분방전신호를 감지하는 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서(10), 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서(10)에서 감지된 부분방전신호의 파형을 측정하는 파형측정장치(20), 파형측정장치(20)에 의해 측정된 파형으로부터 방전원인 및 특성과 변화추이를 분석할 수 있는 분석모듈(30), 그리고 분석결과를 저장하고 전송할 수 있는 저장/통신모듈(40)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 부분방전측정시스템(1)은 본 발명에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서(10)가 포함될 수 있는 다양한 부분방전측정시스템 중 일 예를 보이기위해 제공된 것으로서 본 발명에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서(10)는 상기한 부분방전측정시스템(1)이 아닌 다른 다양한 부분방전측정시스템에 응용가능함을 이해할 것이다.
다음으로, 도 2a 및 2b를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전센서(10)를 설명한다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력기기에 결합된 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서의 측면도이고 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서의 저면도이다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서(10)는 방압변(11), 센싱부(12), 및 단자(13)를 포함한다.
방압변(11)은 센싱부(12) 상단에 위치하고 전력기기(60)의 내부에서 일정한 내압 이상의 압력이 발생하면 이러한 압력을 외부로 방출할 수 있도록 제공된다. 이러한 방압변(11)은 전력기기(60)에 일반적으로 사용되는 형태의 방압변(11)일 수 있다.
센싱부(12)는 전력기기(60)의 플랜지(61)와 전력기기(60) 몸체(62)사이에 고정되도록 제공되어 전력기기(60)로부터 발생되는 부분방전에 의한 전자기파 부분방전신호를 감지하고 전력신호를 추출한다. 보다 상세하게는 센싱부(12)는 방압변(12)이 설치된 플랜지(61)와 몸체(62)사이에 동심축 또는 편심축상에 고정되고 센싱부의 본체를 이루는 하우징(12a) 및 실제로 전자기파 부분방전신호를 감지하여 전력신호를 추출하는 감지회로(12b)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이 감지회로(12b)는, 하우징(12a)의 저면에 배치할 수 있으며, 하우징(12a)의 내부에도 삽입할 수 있다.
감지회로(12b)는 도 2b에 도시된 바와 같이 복수의 개구부(14)가 형성된다. 이러한 개구부(14)는 전력기기(60) 내부에서 발생하는 압력이 방압변(11)에 전달되도록 하여 그 압력이 소정의 내압 이상일 때 방압변(11)을 통해 외부로 방출할 수 있도록 한다.
도 2b에서는 예시적으로 개구부(14)의 개수를 4개로 그리고 수직 및 수평축을 기준으로 서로 대칭인 납작한 타원형으로 구현하고 있으나 개구부(14)의 개수 및 형상은 본 발명에 있어서 특별히 제한되지 않고 전력기기(60)로부터 발생하는 압력을 방압변(11)으로 효과적으로 전달할 수 있는 한 어떠한 구조 및 개수의 개구부(14) 또한 가능하다.
또한 도 2b에서는 감지회로(12b)를 단일편으로 형성된 모노폴 타입으로 구현하고 있다. 감지회로(12b)를 도시된 바와 같이 모노폴 타입으로 형성하는 경우 감지회로(12b)의 기계적으로 안정적인 장점이 있는 반면 센싱감도가 약할 수 있다.
따라서 감지회로(12b)의 형태는 모노폴 타입으로 제한되지 않고 다이폴 타입, 스파이어럴 타입, 보우타이 타입, 대수주기 타입, 할로우 타입 또는 루프 타입 등 당업자에게 자명한 다양한 타입으로 구현될 수 있다.
센싱부(12)는 단층기판이나 다층기판 구조나 절연체에 상기 감지회로(12b)가 내부 또는 표면에 입혀진 구조 또는 감지회로(12b)가 포함된 연성회로기판으로 구성될 수 있다.
센싱부(12)에서 감지되어 추출된 전력신호는 하우징(12a) 내부 또는 외부에 제공된 라인(12c)을 통해 감지회로(12b)에 전기적으로 연결된 단자(13)를 경유하여 외부로 출력된다. 이를 위해 단자(13)는 전기 전도성이 높은 구리, 은, 금, 및 그 합금 및 도금 재료 등으로 형성될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력기기에 결합된 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서를 설명함에 있어서 제 1 실시예와 동일한 부분에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 3a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력기기에 결합된 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서의 측면도이고 도 3b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서의 저면도이다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서(10)는 방압변(11), 센싱부(12), 및 단자(13)를 포함한다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 방압변(11)은 센싱부(12) 상에 장착된다.
센싱부(12)는 제 1 실시예와 달리 전력기기(60)의 플랜지(61)에 의해 고정되도록 제공된다. 보다 상세하게는 센싱부(12)는 제 1 실시예와 달리 몸체(62)와 플랜지(61) 사이에 고정되지 않고 플랜지(61)에 의해서만 고정될 수 있다.
감지회로(12b)는 도 3b에 도시된 바와 같이 복수의 개구부(14)와 감지회로(12b)가 제거되어 하우징(12a)이 드러나는 그루브(15)가 형성된다. 그루브(15)를 중심으로 감지회로(12b)가 서로 대칭이 되도록 형성되어 감지회로(12b)는 다이폴 타입으로 제공될 수 있다. 그루브(15)는 감지회로(12b)의 아래에서 보았을때 하우징(12a)의 저면이 보이도록 수직선 형태로 형성된다.
도 3b에서는 예시적으로 개구부(14)의 개수를 4개로 그루브(15)를 기준으로 서로 대칭인 납작한 타원형으로 구현하고 있으나 개구부(14)의 개수 및 형상은 본 발명에 있어서 특별히 제한되지 않고 전력기기(60)로부터 발생하는 압력을 방압변(11)으로 효과적으로 전달할 수 있는한 어떠한 구조 및 개수의 개구부(14) 또한 가능하다.
또한 도 3b에서는 감지회로(12b)를 2 편으로 형성된 다이폴 타입으로 구현하고 있다. 감지회로(12b)를 도시된 바와 같이 다이폴 타입으로 형성하는 경우 센싱감도가 높다는 장점이 있는 반면 기계적 안정성은 낮을 수 있다.
따라서 감지회로(12b)의 형태는 다이폴 타입으로 제한되지 않고 모노폴 타입, 스파이어럴 타입, 보우타이 타입, 대수주기 타입 등 당업자에게 자명한 다양한 타입으로 구현될 수 있다.
또한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 센싱부(12)는 제 1 실시예와 달리 방압변(11)이 취부된 플랜지(61)와 몸체(62)로부터 일 측이 연장된 형태가 아닌 방압변(11)이 취부된 플랜지(61) 내에 포함되도록 제공된다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이고 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서를 사용한 부분방전측정시스템의 일 예를 도시한 도면;
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력기기에 결합된 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서의 측면도;
도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서의 저면도;
도 3a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력기기에 결합된 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서의 측면도; 및
도 3b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방압변 일체형 전자기파 부분방전 센서의 저면도.

Claims (5)

  1. 전력기기에서 발생하는 전자기파 부분방전신호를 검출하여 전력신호를 추출하고 상기 추출된 전력신호를 단자를 통해 외부로 상기 부분방전신호를 전송할 수 있는 부분방전 센서로서,
    상기 전력기기내에서 발생하는 이상압력을 방출시키는 방압변;
    상기 방압변의 일면에 일체로 장착되고, 상기 전자기파 부분방전신호를 검출하여 전력신호를 추출하기 위한 센싱부;를 포함하고,
    상기 센싱부는 상기 전력기기에서 발생하는 압력을 상기 방압변에 전달하는 단일 또는 복수의 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분방전 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱부는 상기 방압변이 장착된 플랜지와 전력기기 본체 사이에 방압변과 동심축 또는 편심축상에 배치되고 상기 센싱부는 본체인 하우징 및 상기 하우징에 결합되어 상기 전자기파 부분방전신호를 검출하고 전력신호를 추출하는 감지회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분방전 센서.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱부는 상기 전력기기의 플랜지내에 포함되어 방압변과 동심축 또는 편심축상에 배치되고 상기 센싱부는 몸체인 하우징 및 상기 하우징에 결합되어 상기 전자기파 부분방전신호를 검출하고 전력신호를 추출하는 감지회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분방전 센서.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 센싱부의 상기 하우징은 단층기판이나 다층기판 구조 또는 절연체나 연성회로기판구조이고, 상기 감지회로는 상기 하우징 내부 또는 표면에 입혀지도록 형성된 것을 특징으로 하는 부분방전 센서.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 감지회로는 모노폴 타입, 다이폴 타입, 스파이어럴 타입, 보우타이 타입, 대수주기 타입, 할로우 타입 또는 루프타입 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 부분방전 센서.
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