KR101040591B1 - 변압기 진단용 접속 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변압기의 권선 변형 등 이상 유무를 진단하기 위한 변압기 진단 전용의 접속 유닛에 관한 것으로서, 임펄스 시험시에 간편히 변압기의 접속단자에 설치하여, 임펄스 인가 장비 및 전압-전류 측정 장비를 변압기의 접속단자에 연결하는데 사용할 수 있는 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 변압기 진단을 위한 임펄스 시험시에 입력 임펄스의 전압 및 전류를 측정할 수 있도록 하고 또한 변압기에서 출력되는 출력 임펄스 전류를 측정할 수 있도록 하는 접속 유닛으로서, 임피던스 변화를 최소화할 수 있도록 구성되는 동시에 전자파 등 주변 외부 잡음의 유입을 최소화할 수 있도록 구성되어, 보다 정확한 측정 결과를 얻을 수 있도록 해주는 변압기 진단용 접속 유닛에 관한 것이다.
변압기, 임펄스, 접속 유닛, 분압기, 저항, 커패시턴스, 차폐, 벨로우즈

Description

변압기 진단용 접속 유닛{Connection unit for diagnosis of transformer}
본 발명은 변압기 진단용 접속 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변압기의 권선 변형 등 이상 유무를 진단하기 위한 임펄스 시험시에 변압기와 임펄스 인가 장비 및 전압-전류 측정 장비 사이에 연결하여 사용하는 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛에 관한 것이다.
송배전선로의 전압을 높이거나 낮추기 위해 설치되는 변압기는 전력계통의 중요한 구성요소로서, 전력의 안정적인 공급을 위하여 그 역할이 매우 중요하다.
이와 같은 변압기의 잘 알려진 형태로는 절연유를 채운 유입변압기가 있으며, 이는 변압기 본체를 외함에 넣고 권선 절연 및 냉각을 위한 오일을 채운 형태이다.
이렇게 유입변압기에서는 내부에 절연유를 채워 변압기 내 권선에 습기나 먼지로 인해 절연내력이 저하되는 것을 방지하며, 권선에서 발생하는 열을 오일의 대류나 복사에 의해 방열시키게 된다.
상기한 변압기는 사용 중에 여러 원인에 의해 권선의 변형이 발생할 수 있는데, 코일의 권선 상태가 변형되면 전력손실이 발생할 수 있고, 또한 코일의 단락으로 인한 피해가 발생할 수도 있다.
따라서, 상기한 문제를 미연에 방지하기 위하여 변압기의 권선 변형을 사전에 진단하는 것이 매우 중요하다.
현장에서 변압기의 권선 변형을 진단하는 방법으로는 변압기에 일정 조건으로 고주파 성분을 포함한 임펄스(impulse)를 입력하는 동시에 변압기에서 출력되는 전류를 측정하여 진단하는 방식이 널리 이용되고 있다. 이러한 임펄스 시험시에 입력 임펄스의 전압, 전류도 함께 측정하게 된다.
그러나, 변압기 진단을 위한 임펄스 주입시에 입력 전압 및 전류, 출력 전류를 측정함에 있어서, 종래에는 변압기 내 권선 변형 등의 이상 유무를 진단하기 위한 전용 장비, 즉 임펄스 시험을 위한 전용 장비가 개발되어 있지 않은 상태여서, 단순히 현장에서 전압-전류 측정 장비에 연결된 케이블이나 연결선을 변압기 부싱의 접속단자에 접속하여 측정을 실시하였는바, 측정 결과에 많은 오차가 발생하는 문제점이 있었다.
특히, 현장에서 임펄스 시험시에 접속부분의 상태 및 접속 차이 등에 따라 임피던스 변화가 발생하여 전압, 전류의 측정 결과에 많은 영향을 미치게 되고, 이로 인해 잘못된 평가가 이루어지는 경우가 상당수 발생하고 있다.
또한 현장에는 전자파 등 주변의 잡음이 많으므로 측정시 외부로부터 잡음이 유입될 경우에 전압 및 전류에 왜곡이 발생하여 정확한 평가 결과를 얻지 못하게 된다.
따라서, 임펄스 입력, 전압 및 전류 측정시에 변압기와 일정한 접속상태를 유지할 수 있도록 하면서 외부로부터 유입되는 잡음을 완전히 차폐할 수 있는 변압기 진단을 위한 전용 장비의 개발이 절실히 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 변압기의 권선 변형 등 이상 유무를 진단하기 위한 변압기 진단 전용의 접속 유닛을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
특히, 본 발명은 임펄스 시험시에 간편히 변압기의 접속단자에 설치하여, 임펄스 인가 장비 및 전압-전류 측정 장비를 변압기의 접속단자에 연결하는데 사용할 수 있는 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
또한 본 발명은 변압기 진단을 위한 임펄스 시험시에 입력 임펄스의 전압 및 전류를 측정할 수 있도록 하고 또한 변압기에서 출력되는 출력 임펄스 전류를 측정할 수 있도록 하는 접속 유닛으로서, 임피던스 변화를 최소화할 수 있도록 구성되는 동시에 전자파 등 주변 외부 잡음의 유입을 최소화할 수 있도록 구성되어, 보다 정확한 측정 결과를 얻을 수 있도록 해주는 변압기 진단용 접속 유닛을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
또한 본 발명은 임펄스 시험시에 변압기와 상기 장비 사이를 쉽고 안정적으로 연결할 수 있도록 입, 출력단자 등 구성부가 일체화되어 구성되는 모듈 장비로서, 항상 일정한 조건으로 고주파 성분을 포함하는 임펄스를 변압기에 주입하는 동시에 정확한 전압/전류 측정이 이루어질 수 있도록 구성되고, 또한 주변을 완전히 차폐할 수 있도록 구성되어, 시험의 정확도와 재현성을 높이고 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공하는 변압기 진단 유닛을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 변압기의 입, 출력측 접속단자에 접속되도록 설치되어, 변압기를 진단하기 위한 임펄스 시험시 사용되는 장비를 상기 변압기의 입, 출력측 접속단자에 전기적으로 연결하는 변압기 진단용 접속 장비로서,
상기 변압기의 입력측 부싱의 접속단자에 접속되도록 설치되고, 임펄스 인가 장비와 전압-전류 측정 장비가 연결되어, 상기 변압기의 입력측 부싱의 접속단자에 진단용 임펄스를 인가하는 동시에 임펄스 인가시 전압 및 전류가 측정될 수 있도록 하는 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛과;
상기 변압기의 출력측 부싱의 접속단자에 접속되도록 설치되고, 전류 측정 장비가 연결되어, 변압기의 출력측 부싱의 접속단자에서 출력되는 임펄스 전류가 측정될 수 있도록 하는 출력 임펄스 전류 측정용 접속 유닛;을 포함하는 변압기 진단용 접속 유닛을 제공한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 변압기 진단 유닛에 의하면, 임펄스 시험시에 간편히 변압기의 접속단자에 설치하여, 임펄스 인가 장비 및 전압-전류 측정 장비를 변압기의 접속단자에 안정적으로 연결하는데 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 변압기 진단을 위한 임펄스 시험시에 입력 임펄스의 전압 및 전류를 측정할 수 있도록 하고 또한 변압기에서 출력되는 출력 임펄스 전류를 측정할 수 있도록 하는 접속 유닛으로서, 임피던스 변화를 최소화할 수 있도록 구성되는 동시에 전자파 등 주변 외부 잡음의 유입을 최소화할 수 있도록 구성되어, 보다 정확한 측정 결과를 얻을 수 있도록 해준다.
또한 본 발명은 임펄스 시험시에 변압기와 상기 장비 사이를 쉽고 안정적으로 연결할 수 있도록 입, 출력단자 등 구성부가 일체화되어 구성되는 모듈 장비로서, 항상 일정한 조건으로 고주파 성분을 포함하는 임펄스를 변압기에 주입하는 동시에 정확한 전압/전류 측정이 이루어질 수 있도록 구성되고, 또한 주변을 완전히 차폐할 수 있도록 구성되어, 시험의 정확도와 재현성을 높이고 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 변압기의 권선 변형 등 이상 유무를 진단하기 위한 변압기 진단 전용의 접속 유닛으로서, 특히 임펄스 시험시에 간편히 변압기의 접속단자와 임펄스 인가 장비 및 전압-전류 측정 장비 사이를 연결하는데 사용할 수 있는 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛에 관한 것이다.
변압기 진단을 위한 임펄스 시험시에는, 변압기의 접속단자와 임펄스 인가 장비 및 전압-전류 측정 장비를 연결함에 있어서, 접속상태에 따른 임피던스 변화가 발생할 수 있는바, 본 발명의 접속 유닛은 임피던스 변화를 최소화할 수 있도록 구성되는 접속 장비로서, 임피던스 변화의 최소화와 더불어 전자파 등 주변 외부 잡음의 유입을 최소화하여 보다 정확한 측정 결과를 얻을 수 있도록 구성되는 것이다.
또한 본 발명의 변압기 진단용 접속 유닛은 임펄스 시험시에 변압기와 상기 장비 사이를 쉽고 안정적으로 연결할 수 있도록 입, 출력단자 등 구성부가 일체화되어 구성되는 모듈 장비로서, 항상 일정한 조건으로 고주파 성분을 포함하는 임펄스를 변압기에 주입하는 동시에 정확한 전압/전류 측정이 이루어질 수 있도록 구성되고, 또한 주변을 완전히 차폐할 수 있도록 구성되어, 시험의 정확도와 재현성을 높이고 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공하게 된다.
이러한 본 발명의 접속 유닛은 측정시 임피던스 변화를 최소화하기 위해 일정한 접속상태를 유지시킬 수 있는 접속 요소와, 외부 잡음의 침입을 완전히 차단할 수 있는 차폐 요소를 포함하여 구성되며, 이러한 본 발명의 바람직한 실시예 구성에 대해 좀더 상세히 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 접속 유닛이 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛의 내부구성을 도시한 도면으로서, 도 2에서는 케이스 상부를 횡으로 단면한 상태로 내부구성의 평면 배치구조를 보여주고 있으며, 임펄스 전압 입력부, 입력 임펄스 전압 측정용 분 압기, 분압기 기판, 분압용 저항, 접지연결용 저항의 배치상태를 보여주고 있다.
또한 첨부한 도 3은 본 발명에 따른 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛의 내부구성을 도시한 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 출력 임펄스 전류 측정용 접속 유닛의 내부구성을 도시한 종단면도이다.
또한 첨부한 도 5는 본 발명에 따른 접속 유닛에서 분압용 저항 및 접지연결용 저항과 매칭용 커패시턴스의 배치방법을 나타낸 회로도이고, 도 6a 내지 도 6c는 차폐부를 도시한 평면도, 정면도 및 저면도이다.
우선, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 변압기 진단용 접속 유닛은 변압기(100)에 임펄스를 인가하면서 입력되는 임펄스의 전압 및 전류를 측정하기 위한 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛(이하, 입력 접속 유닛이라 약칭함)(200)과, 변압기(100)에서 출력되는 임펄스 전류를 측정하기 위한 출력 임펄스 전류 측정용 접속 유닛(이하, 출력 접속 유닛이라 약칭함)(300)을 기본 구성으로 한다.
또한 입력 접속 유닛(200)과 출력 접속 유닛(300)은 각각 변압기(100)와의 사이에서 잡음을 차폐하는 차폐부(400a,400b)를 포함한다. 본 발명을 구성하는 상기 입력 접속 유닛(200)과 출력 접속 유닛(300)이 각각 변압기(100)의 입력측 부싱(1차측 부싱)(110)과 출력측 부싱(2차측 부싱)(120)의 접속단자(111,121)에 접속되도록 설치되므로, 상기 차폐부(400a,400b)는 변압기(100)의 각 부싱(110,120)을 차폐할 수 있도록 구성되어, 전자파 등의 외부 잡음이 부싱측에 유입되는 것을 차단하게 된다.
상기 입력 접속 유닛(200)의 구성에 대해 설명하면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 외부 차폐가 가능하도록 된 케이스(201)가 구비되고, 상기 케이스(201)에는, 임펄스 인가 장비(미도시)에 의해 입력되는 임펄스가 변압기(100)의 입력측 부싱(110)의 접속단자(111)에 인가되도록 임펄스 주입 경로를 형성하도록 구비되는 임펄스 입력부(210)와, 상기 임펄스 입력부(210)를 통해 인가되는 입력 임펄스의 전압을 분압시켜 출력하도록 구비되는 분압기(220)와, 상기 임펄스 입력부(210)를 통해 인가되는 입력 임펄스의 전류를 측정할 수 있도록 구비되는 고주파 CT(230)와, 상기 분압기(220)에 연결되고 분압기(220)를 통해 출력되는 전압이 측정될 수 있도록 전압 측정 장비(미도시)의 케이블(미도시)이 접속되도록 구비되는 전압측정용 출력단자(240)와, 상기 고주파 CT(230)에 연결되고 고주파 CT(230)를 통해 출력되는 전류가 측정될 수 있도록 전류 측정 장비(미도시)의 케이블(미도시)이 접속되도록 구비되는 전류측정용 출력단자(250)가 설치된다.
여기서, 상기 케이스(201)는 금속 등을 소재로 하여 원통형의 구조로 제작되어 사용될 수 있으며, 외측면에는 임펄스 인가 장비로부터 연결된 동축케이블(미도시)이 접속되는 임펄스 입력단자(211)와, 전압 측정 장비에 연결된 동축케이블이 접속되는 전압측정용 출력단자(240)와, 전류 측정 장비에 연결된 동축케이블이 접속되는 전류측정용 출력단자(250)가 각각 설치된다.
이에 따라 상기 임펄스 입력단자(211)에 동축케이블을 통해 임펄스 전압을 입력하고, 이때의 전압과 전류를 전압측정용 출력단자(240)와 전류측정용 출력단자(250)에 연결된 동축케이블을 통해 측정할 수 있게 되는데, 이로써 측정값의 왜 곡과 잡음에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
또한 상기 임펄스 입력부(210)는 임펄스 인가 장비로부터 연결된 동축케이블이 접속될 수 있도록 케이스(201) 외측면에 설치되는 임펄스 입력단자(211)와, 상기 임펄스 입력단자(211)에 전기적으로 연결되어 케이스(201) 내부로 연결 설치되는 중간도체(212)와, 상기 중간도체(212)에 전기적으로 연결되어 하방으로 길게 설치되는 동도체(213)와, 상기 동도체(213)의 하단부에 설치되고 상기 변압기(100)의 접속단자(1차측 부싱의 접속단자)(111)에 클램핑되어 접속되는 도체클램프(214)를 포함하여 구성된다.
상기 중간도체(212)는 케이스(201) 외측면에 설치된 임펄스 입력단자(211)에 전기적으로 연결된 상태에서 케이스 내부 중심을 향해 수평으로 길게 설치될 수 있으며, 상기 동도체(213)는 상기 중간도체(212)의 단부에 전기적으로 연결되어 수직 하방으로 길게 배치될 수 있다.
상기 동도체(213)는 입력 임펄스 전압을 변압기(100)의 접속단자(111)에 전달하는 것으로, 케이스(201) 외부로 하방 연장된 동도체(213)의 하단부에 금속으로 제작된 도체클램프(214)가 일체로 설치되고, 상기 도체클램프(214)는 변압기 부싱(110)의 접속단자(111)에 체결되어 전기적으로 접속되게 된다.
이에 따라 임펄스 인가 장비에서 인가되는 임펄스 전압이 임펄스 입력단자(211)를 통해 입력되면, 중간도체(212), 동도체(213), 도체클램프(214)를 거쳐 접속단자(111)를 통해 변압기(100) 내부로 입력되게 된다.
상기 도체클램프(214)는, 변압기 부싱(110)의 접속단자(111)를 클램핑하여 전기적으로 통전될 수 있도록, 상기 동도체(213)에 일체로 설치된 고정체(215)와, 상기 고정체(215)에 일체로 설치된 볼트(216)와, 상기 볼트(216)에 조립되어 고정체(215)와의 사이에 개재되는 변압기 부싱(110)의 접속단자(111)를 가압하여 클램핑하는 조임체(217)와, 상기 볼트(216)에 체결되어 조임체(217)가 변압기 부싱(110)의 접속단자(111)를 클램핑하도록 조임체를 조여주는 너트(218)를 포함하는 구성으로 구성될 수 있다.
한편, 분압기(220)는 임펄스 입력부(210), 보다 명확히는 임펄스 입력부(210)의 동도체(213)를 통해 입력되는 높은 임펄스 전압을 전압 측정 장비에 의해 측정이 가능한 전압으로 낮춰 출력하는 구성부로서, 케이스(201) 내에서 동도체(213)의 주변으로 설치되며, 상기 케이스(201) 내에 고정 설치되는 분압기판(221)과, 상기 분압기판(221)상에 구비되고 상기 임펄스 입력부(210)의 동도체(213)에 전기적으로 연결되어 동도체(213)를 통해 인가되는 입력 임펄스의 전압을 입력받아 낮은 전압으로 분압시켜 출력하는 분압회로(222)와, 상기 분압회로(222)에 연결되어 그로부터 출력되는 분압된 전압이 인가되는 분압출력부(225)와, 상기 분압출력부(225)로부터 분압된 전압이 인가되도록 케이스(201) 외측면의 전압측정용 출력단자(240)에 연결되는 도체선(226)을 포함한다.
상기 분압기판(221)은 케이스(201) 내에서 수평 배치되도록 횡으로 고정 설치되는 절연기판으로서, 도시한 실시예와 같이 수평 배치된 분압기판(221)의 중심부를 케이스(201) 내 동도체(213)가 수직 관통하도록 구성될 수 있다.
상기 분압회로(222)는, 낮은 전압 범위로 측정이 이루어질 수 있도록, 변압 기(100)로 입력되는 높은 전압의 임펄스 전압을 동도체(213)로부터 인가받아 측정 가능한 낮은 전압으로 분압시키는 회로 구성부로서, 분압기판(221)상의 동도체(213)와 분압출력부(225) 사이에 설치되며, 분압회로(222)에 의해 분압된 전압이 분압출력부(225) 및 도체선(226)을 통해 전압측정용 출력단자(240)로 출력되어 전압 측정 장비에 의해 측정되게 된다.
상기 분압회로(222)는 후술하는 접지연결용 저항(223a)에 비해 상대적으로 높은 전압이 걸리는 분압용 저항(222a)을 포함하며, 이는 단수로 설치하는 것이 가능하나, 주파수 대역 및 입력 임펄스에 대한 분압기(220)의 열용량을 충분히 확보하기 위해서는 복수개를 설치하는 것이 바람직하다.
이때, 복수개의 분압용 저항(222a)을 임펄스 입력부(210)의 동도체(213)로부터 분압출력부(225) 사이에 방사상의 병렬 구조로 연결하여 넓은 주파수 대역을 갖도록 할 수 있으며, 더 높은 주파수 대역까지의 매칭을 위하여 저항(222a)에 병렬 또는 직렬로 연결되는 매칭용 커패시턴스(222b)를 설치할 수 있다.
분압출력부(225)는 동도체(213)로부터 분압용 저항(222a)과 매칭용 커패시턴스(222b)로 구성되는 분압회로(222)를 방사상의 병렬 구조로 연결할 수 있도록 분압기판(221)상에 링(ring) 형상으로 설치되며, 이때 분압회로(222)의 주변으로 배치되어 분압회로(222)와 전기적으로 연결되고, 전압측정용 출력단자(240)와도 상기 도체선(226)을 통해 통전 가능하게 연결된다.
또한 분압기판(221)상에 분압출력부(225)의 주변으로 링 형상의 접지부(227)가 설치되고, 상기 분압출력부(225)와 접지부(227) 사이의 분압기판(221)상에는, 접지에 낮은 전압이 걸리도록, 분압출력부(225)와 접지부(227) 사이를 전기적으로 연결하면서 전압을 추가로 낮춰주는 접지연결회로(223)가 구성된다. 상기 접지부(227)는 케이스(201)에 전기적으로 연결되어 접지된다.
접지연결회로(223)는 접지연결용 저항(223a)을 포함하여 구성되며, 상기 접지연결용 저항(223a)에는 분압용 저항(222a)에 비해 상대적으로 낮은 전압, 즉 분압된 전압이 걸리게 된다. 상기 접지연결용 저항(223a) 역시 단수 또는 복수개로 설치될 수 있는바, 복수개로 설치될 때 분압용 저항(222a)과 같이 방사상의 병렬 구조로 설치될 수 있다.
도 5는 분압용 저항(222a)과 접지연결용 저항(223a)의 다양한 배치방법을 보여주고 있는데, 동도체(213)와 분압출력부(225) 사이의 분압회로(222)와, 분압출력부(225)와 접지부(227) 사이의 접지연결회로(223)에서, (a)는 직렬로 연결된 각 저항(222a,223a)에 매칭용 커패시턴스(222b,223b)를 병렬로 연결하여 구성한 제1구조를, (b)는 저항(222a,223a)과 커패시턴스(222b,223b) 모두를 직렬로 연결하여 구성한 제2구조를, (c)는 복수의 제1구조를 병렬로 접속하여 구성한 제3구조를, (d)는 복수의 제2구조를 병렬로 접속하여 구성한 제4구조를 나타내며, 이러한 제1 ~ 제4구조 중 하나를 적용할 수 있다.
이와 같이 분압용 저항(222a)과 접지연결용 저항(223a)을 복수개로 조합하여 주파수 대역 및 입력 임펄스에 대한 분압기(220)의 열용량을 충분히 확보하는바, 이로써 측정의 정도를 높일 수 있게 된다.
상기 고주파 CT(230)는 임펄스 입력부(210)의 동도체(213)에 전압 인가시 흐 르는 전류를 측정하기 위해 설치되는 것으로, 케이스(201) 내에서 분압기판(221) 하측으로 설치되며, 이때 임펄스 입력부(210)의 동도체(213) 주변에 위치되도록 설치된다.
상기 고주파 CT(230)에 전류측정용 출력단자(250)가 전기적으로 연결되어 있는바, 고주파 CT(230)는 전류측정용 출력단자(250)에 연결되는 동축케이블을 통해 전류 측정 장비와 접속되도록 되어 있으며, 고주파 CT(230) 및 전류측정용 출력단자(250)를 통해 출력되는 전류를 전류 측정 장비로 측정하게 된다.
상기와 같이 구성된 입력 접속 유닛(200)은 도 1에 나타낸 바와 같이 변압기(100)의 1차측 부싱(입력측 부싱)(110)의 접속단자(111)에 도체클램프(214)를 접속하는 방법으로 설치되는데, 임펄스 시험시 임펄스 인가 장비는 입력 접속 유닛(200)의 임펄스 입력단자(211)에, 전압 및 전류 측정 장비는 각각 전압측정용 출력단자(240)와 전류측정용 출력단자(250)에 연결되며, 이 상태에서 임펄스 인가 장비로 임펄스 입력단자(211)를 통해 동도체(213)에 임펄스 전압을 인가하고, 이때 전압 및 전류 측정 장비로 전압측정용 출력단자(240) 및 전류측정용 출력단자(250)를 통해 출력되는 전압 및 전류를 측정하게 된다.
이때, 입력 접속 유닛(200)의 동도체(213)에 인가된 입력 임펄스는 변압기(100)의 접속단자(111)를 통해 변압기 내 1차측 코일로 인가되며, 임펄스 입력에 따른 변압기(100)의 출력, 즉 2차측 코일의 출력을 2차측 부싱(변압기의 출력측 부싱)(120)의 접속단자(121)에 접속된 출력 접속 유닛(300)을 통해 측정하여 변압기(100)의 이상 유무를 진단하게 된다.
상기 입력 접속 유닛(200)에서 차폐부(400a)는 1차측 부싱(110)의 주변을 밀폐하도록 설치되는 것으로, 출력 접속 유닛(300)에 동일한 구성의 차폐부(400b)가 설치되므로, 우선 출력 접속 유닛(300)의 구성을 설명한 뒤 차폐부(400a,400b)의 구성에 대해 설명하기로 한다.
출력 접속 유닛(300)은 변압기(100)의 출력측 접속단자(121)에 접속되어 변압기(100)에서 출력되는 출력 임펄스 전류가 측정될 수 있도록 하는 것으로, 출력 임펄스 전류를 측정하기 위해 변압기 출력측과 전류 측정 장비(미도시) 사이에 접속되는 유닛이다.
상기 출력 접속 유닛(300)의 구성을 살펴보면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 금속 등의 소재를 사용하여 외부 차폐가 가능하도록 제작되는 케이스(301)를 포함하며, 상기 케이스(301)에 지지용 기판(310), 통전접속부, 전류측정용 출력단자(330)가 설치된다.
상기 케이스(301)는 입력 접속 유닛(200)의 케이스(201)와 마찬가지로 원통형의 구조로 제작될 수 있으며, 케이스(301)의 내부, 보다 명확히는 케이스(301) 내 하부면 위치에 지지용 기판(310)이 고정 설치되고, 케이스(301)의 외측면에는 전류 측정 장비의 동축케이블이 연결되는 전류측정용 출력단자(330)가 설치된다.
상기 통전접속부는 변압기(100)의 출력 전류를 전류측정용 출력단자(330)로 전달하는 구성부로서, 상기 지지용 기판(310)을 매개로 케이스(301)에 지지되어 설치되며, 접속도체(321)와 도체클램프(324), 도체선(322), 측정용 저항(323)을 포함하여 구성된다.
상기 접속도체(321)는 지지용 기판(310)을 상하로 수직 관통하도록 설치되며, 접속도체(321)가 전류측정용 출력단자(330)와는 도체선(322)을 통해 통전 가능하게 연결된다.
또한 상기 도체선(322)에는 케이스(301)와의 사이에 출력 임펄스 전류 측정을 위한 측정용 저항(323)이 설치되고, 상기 접속도체(321)의 하단부에는 금속 도체로 제작되어 변압기(100)의 접속단자(2차측 부싱의 접속단자)(121)에 접속되는 도체클램프(324)가 설치된다.
케이스(301) 내에서 도체선(322)은 접속도체(321)와 측정용 저항(323), 전류측정용 출력단자(330) 사이를 통전 가능하게 연결하는데, 변압기(100)의 출력측 부싱(120)의 접속단자(121)로부터 흘러나오는 전류를 전달하는 역할을 하는바, 측정용 저항(323)에 전압이 걸리면서 전류측정용 출력단자(330)에서 출력되는 출력 임펄스 전류를 전류 측정 장비로 측정하여 종래와 동일한 방식으로 변압기(100)의 이상 유무를 평가하게 된다.
한편, 입력 접속 유닛(200)과 출력 접속 유닛(300)에서 차폐부(400a,400b)는 각각의 케이스(201,301)와 변압기(100) 사이에 설치되어 외부로부터 전해오는 전자파 등의 잡음을 차폐하도록 설치되는 것으로, 변압기(100)의 부싱(110,120) 주변을 차폐하기 위한 차단막인 벨로우즈(410)와, 상기 벨로우즈(410)의 상단부에 일체로 설치되어 벨로우즈(410)를 각 유닛(200,300)의 케이스(201,301)에 결합시키는 상부플랜지(420)와, 상기 벨로우즈(410)의 하단부에 일체로 설치되어 벨로우즈(410)를 변압기(100)에 결합시키는 하부플랜지(430)를 포함하여 구성된다.
여기서, 벨로우즈(410)는 부싱 차단용 차단막으로서 변압기(100)의 부싱(110,120) 주변을 완전히 차폐하여 외부 잡음이 부싱 측으로 유입되는 것을 차단하게 된다.
상기 벨로우즈(410)는 변압기(100)의 진단시에 각 유닛(200,300)의 설치를 용이하게 하면서, 특히 길이가 다른 변압기(100)의 부싱(110,120) 주변을 차폐할 수 있는 차단막으로서 유용하게 사용될 수 있다. 즉, 신축 가능한 구조의 차단막인 벨로우즈(410)가 사용됨으로써 다양한 부싱의 길이에 대응할 수 있는 장점을 가지게 되는 것이다.
상기 벨로우즈(410)는 금속을 재질로 하여 제작된 것을 사용할 수 있다.
또한 상기 상부플랜지(420)는 케이스(201,301)의 하단부에 형성된 플랜지(202,302)와 결합되고, 하부플랜지(430)는 변압기(100) 하우징의 외측면, 보다 명확히는 변압기(100) 하우징의 상부면에 결합되며, 이렇게 상부플랜지(420)와 하부플랜지(430)가 각각 케이스(201,301)와 변압기(100)에 결합된 상태에서 벨로우즈(410)는 적정한 길이로 전개되어 부싱(110,120)의 주변을 차폐할 수 있게 된다.
또한 상기 상부플랜지(420)는 케이스(201,301)와 볼트체결방식으로 조립될 수 있는데, 상부플랜지(420)에 상방으로 돌출 설치된 접속용 볼트(421)를 각 유닛(200,300)의 케이스 플랜지(202,302)에 형성된 체결홀(203,303)에 삽입한 뒤 너트를 체결하게 되면, 상부플랜지(420)가 케이스(201,301)와 결합되므로 벨로우즈(410)와 케이스(201,301)가 조립될 수 있게 된다.
또한 부싱 차단용 차단막인 벨로우즈(410)를 보다 용이하고 편리하게 설치할 수 있도록 하부플랜지(430)는 자석(431)을 이용해 결합될 수 있는데, 하부플랜지(430) 하면에 복수의 자석(431)을 원주방향을 따라 소정 간격으로 설치하게 된다.
이에 자석(431)을 변압기(100)의 상부면에 부착하게 되면, 하부플랜지(430)가 변압기(100)의 상부면에 고정되고, 하부플랜지(430)가 변압기(100)의 상부면에, 상부플랜지(420)가 유닛(200,300)의 케이스(201,301)에 결합된 상태에서 벨로우즈(410)가 부싱(110,120)의 주변을 완전히 차폐할 수 있게 된다.
이에 따라 각 유닛을 변압기(100)의 부싱(110,120)에 설치하기 위해서는, 변압기(100)의 부싱(110,120)에 벨로우즈(410)를 넣은 뒤, 하부플랜지(430)의 자석(431)이 변압기(100)의 상부면 철판에 부착되도록 하여 고정하고, 접지용 터미널을 접지시킨다.
그리고, 부싱(110,120)의 접속단자(111,121)에 유닛(200,300)의 도체클램프(214,324)를 접속한 한 뒤, 벨로우즈(410)를 위로 올려서 상부플랜지(420)를 유닛의 케이스(201,301)에 접속용 볼트(421)로 체결하게 되면, 유닛의 설치가 완료된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 본 발명에 따른 접속 유닛이 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛의 내부구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛의 내부구성을 도시한 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 출력 임펄스 전류 측정용 접속 유닛의 내부구성을 도시한 종단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 접속 유닛에서 분압용 저항 및 접지연결용 저항과 매칭용 커패시턴스의 배치방법을 나타낸 회로도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 접속 유닛에서 차폐부를 도시한 평면도, 정면도, 저면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 변압기 110 : 변압기 부싱(입력측 부싱,1차측 부싱)
111 : 접속단자 120 : 변압기 부싱(출력측 부싱,2차측 부싱)
121 : 접속단자
200 : 입력 접속 유닛(입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛)
201 : 케이스 220 : 분압기
221 : 분압기판 222 : 분압회로
222a : 분압용 저항 222b : 커패시턴스
223 : 접지연결회로 223a : 접지연결용 저항
223b : 커패시턴스 225 : 분압출력부
227 : 접지연결부
300 : 출력 접속 유닛(출력 임펄스 전류 측정용 접속 유닛)
400a, 400b : 차폐부

Claims (25)

  1. 변압기(100)의 입, 출력측 접속단자(111,121)에 접속되도록 설치되어, 변압기(100)를 진단하기 위한 임펄스 시험시 사용되는 장비를 상기 변압기(100)의 입, 출력측 접속단자(111,121)에 전기적으로 연결하는 변압기 진단용 접속 장비로서,
    상기 변압기(100)의 입력측 부싱(110)의 접속단자(111)에 접속되도록 설치되고, 임펄스 인가 장비와 전압-전류 측정 장비가 연결되어, 상기 변압기(100)의 입력측 부싱(110)의 접속단자(111)에 진단용 임펄스를 인가하는 동시에 임펄스 인가시 전압 및 전류가 측정될 수 있도록 하는 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛(200)과;
    상기 변압기(100)의 출력측 부싱(120)의 접속단자(121)에 접속되도록 설치되고, 전류 측정 장비가 연결되어, 변압기(100)의 출력측 부싱(120)의 접속단자(121)에서 출력되는 임펄스 전류가 측정될 수 있도록 하는 출력 임펄스 전류 측정용 접속 유닛(300);
    을 포함하며,
    상기 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛(200)은,
    외부 차폐가 가능하도록 구비되는 케이스(201)와;
    상기 임펄스 인가 장비에 의해 입력되는 임펄스가 변압기(100)의 입력측 부싱(110)의 접속단자(111)에 인가되도록 임펄스 주입 경로를 형성하도록 구비되는 임펄스 입력부(210)와;
    상기 임펄스 입력부(210)를 통해 인가되는 입력 임펄스의 전압을 분압시켜 출력하도록 구비되는 분압기(220)와;
    상기 임펄스 입력부(210)를 통해 인가되는 입력 임펄스의 전류를 측정할 수 있도록 구비되는 고주파 CT(230)와;
    상기 분압기(220)에 전기적으로 연결되고, 분압기(220)를 통해 출력되는 전압이 측정될 수 있도록 전압 측정 장비의 케이블이 접속되도록 구비되는 전압측정용 출력단자(240)와;
    상기 고주파 CT(230)에 전기적으로 연결되고, 고주파 CT(230)를 통해 출력되는 전류가 측정될 수 있도록 전류 측정 장비의 케이블이 접속되도록 구비되는 전류측정용 출력단자(250);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 출력 임펄스 전류 측정용 접속 유닛(300)은
    외부 차폐가 가능하도록 구비되는 케이스(301)와;
    상기 케이스(301)의 내부에 고정 설치되는 지지용 기판(310)과;
    상기 지지용 기판(310)을 매개로 케이스(301)에 지지되어 설치되고, 변압기(100)의 출력측 부싱(120)의 접속단자(121)를 통해 출력되는 전류를 전달하는 통전접속부와;
    상기 통전접속부에 전기적으로 연결되고, 통전접속부를 통해 출력되는 전류가 측정될 수 있도록 전류 측정 장비의 케이블이 접속되도록 구비되는 전류측정용 출력단자(330);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 임펄스 입력부(210)는,
    상기 임펄스 인가 장비의 케이블이 접속되도록 구비되는 임펄스 입력단자(211)와;
    상기 임펄스 입력단자(211)에 전기적으로 연결되어 케이스(201) 내부로 연결 설치되는 중간도체(212)와;
    상기 중간도체(212)에 전기적으로 연결되어 하방으로 길게 설치되는 동도체(213)와;
    상기 동도체(213)의 하단부에 설치되고, 상기 변압기(100)의 입력측 부싱(110)의 접속단자(111)에 클램핑되어 접속되는 도체클램프(214);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 중간도체(212)는 케이스(201) 외측면에 설치된 임펄스 입력단자(211)에 전기적으로 연결된 상태에서 케이스(201) 내부 중심을 향해 수평으로 길게 설치되고,
    상기 동도체(213)는 상기 중간도체(212)의 단부에 전기적으로 연결되어 수직 하방으로 길게 배치되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 동도체(213)의 주변으로 분압기(220)가 설치되고, 상기 분압기(220)가 상기 동도체(213)에 전기적으로 연결되어 동도체(213)로부터 인가되는 입력 임펄스 의 전압을 입력받아 분압시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 임펄스 입력단자(211)에 접속되는 임펄스 인가 장비의 케이블이 동축케이블인 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 동도체(213) 주변으로 입력 임펄스의 전류를 측정할 수 있도록 하기 위한 고주파 CT(230)가 설치되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압측정용 출력단자(240)와 전류측정용 출력단자(250)에 접속되는 상기 전압 측정 장비의 케이블과 전류 측정 장비의 케이블이 동축케이블인 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 분압기(220)는,
    상기 케이스(201) 내에 고정 설치되는 분압기판(221)과;
    상기 분압기판(221)상에 구비되고, 상기 임펄스 입력부(210)로부터 인가되는 입력 임펄스의 전압을 분압시켜 출력하는 분압회로(222)와;
    상기 분압회로(222)에 연결되어 그로부터 출력되는 분압된 전압이 인가되는 분압출력부(225)와;
    상기 분압출력부(225)로부터 분압된 전압이 인가되도록 상기 전압측정용 출력단자(240)에 연결되는 도체선(226);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 분압기판(221)상에 설치되고, 상기 케이스(201)에 전기적으로 연결되어 접지되는 접지부(227)와;
    상기 분압기판(221)상에 설치되고, 상기 분압출력부(225)와 접지부(227) 사이를 전기적으로 연결하면서 전압을 추가로 낮춰주는 접지연결회로(223);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 분압출력부(225)는 분압회로(222)의 주변으로 배치되도록 분압기판(221)상에 링 형상으로 설치되고, 상기 접지부(227)는 분압출력부(225)의 주변으로 배치되도록 분압기판(221)상에 링 형상으로 설치되어, 링 형상으로 설치된 상기 분압출력부(225)와 접지부(227) 사이에 접지연결회로(223)가 연결되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  12. 청구항 9 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 분압회로(222)는 분압용 저항(222a)을 단수 또는 복수개로 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 분압회로(222)는 분압용 저항(222a)에 직렬 또는 병렬로 연결되는 단수 또는 복수개의 매칭용 커패시턴스(222b)를 더 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 분압용 저항(222a)은 복수개로 설치될 때 임펄스 입력부(210)로부터 분압출력부(225) 사이에 방사상의 병렬 구조로 연결되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  15. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 접지연결회로(223)는 접지연결용 저항(223a)을 단수 또는 복수개로 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 접지연결회로(223)는 접지연결용 저항(223a)에 직렬 또는 병렬로 연결되는 단수 또는 복수개의 매칭용 커패시턴스(223b)를 더 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 접지연결용 저항(223a)은 복수개로 설치될 때 분압출력부(225)로부터 접지부(227) 사이에 방사상의 병렬 구조로 연결되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  18. 삭제
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 통전접속부는,
    상기 지지용 기판(310)을 상하로 관통하도록 설치되는 접속도체(321)와;
    상기 접속도체(321)와 전류측정용 출력단자(330) 사이를 통전 가능하게 연결하는 도체선(322)과;
    상기 접속도체(321)의 하단부에 설치되고, 상기 변압기(100)의 출력측 부싱(120)의 접속단자(121)에 클램핑되어 접속되는 도체클램프(324);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 도체선(322)에는 케이스(301)와의 사이에 출력 임펄스 전류 측정을 위한 측정용 저항(323)이 설치되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류측정용 출력단자(330)에 접속되는 전류 측정 장비의 케이블이 동축케이블인 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  22. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력 임펄스 전압/전류 측정용 접속 유닛(200)과 상기 출력 임펄스 전류 측정용 접속 유닛(300)은, 변압기(100)와의 사이에서 외부로부터 유입되는 잡음을 차단하도록, 각각 접속되는 변압기(100)의 해당 부싱(110,120) 주변을 차폐하는 차폐부(400a,400b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 차폐부(400a,400b)는,
    상기 변압기(100)의 부싱(110,120) 주변을 차폐하기 위한 차단막인 벨로우즈(410)와;
    상기 벨로우즈(410)의 상단부에 일체로 설치되어 벨로우즈(410)를 상기 유닛의 케이스(201,301)에 결합시키기 위한 상부플랜지(420)와;
    상기 벨로우즈(410)의 하단부에 일체로 설치되어 벨로우즈(410)를 변압기(100)에 결합시키기 위한 하부플랜지(430);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 상부플랜지(420)는 상기 유닛의 케이스(201,301)에 볼트체결방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
  25. 청구항 23에 있어서,
    상기 하부플랜지(430)는 상기 변압기(100)에 부착되는 자석(431)을 구비하여 상기 자석(431)에 의해 변압기(100)에 결합되는 것을 특징으로 하는 변압기 진단용 접속 유닛.
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