KR101070329B1 - 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치 및 이를 이용한 부분방전 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치 및 이를 이용한 부분방전 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수전설비 및 고압 배전반 등에서 발생하는 부분방전인 코로나와 연면방전 위치를 항상 정확하게 측정 및 진단할 수 있도록 한 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치 및 이를 이용한 부분방전 측정 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명 부분방전 측정을 위한 장치를 초음파센서가 장착된 휴대용 건 타입으로 개선하여 각종 전력기기마다 이동하면서 부분방전을 용이하게 측정할 수 있고, 동시에 각종 전력기기에 대한 매 측정마다 영상촬영수단에서 해당 전력기기의 화상을 촬영하여 저장함에 따라, 기저장 화상과 현재 화상을 비교하면서 전력기기의 부분방전 측정 위치를 항상 동일한 위치로 정확하게 파악할 수 있도록 한 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치 및 이를 이용한 부분방전 측정 방법을 제공하고자 한 것이다.
즉, 본 발명 부분방전 측정을 위한 장치를 초음파센서가 장착된 휴대용 건 타입으로 개선하여 각종 전력기기마다 이동하면서 부분방전을 용이하게 측정할 수 있고, 동시에 각종 전력기기에 대한 매 측정마다 영상촬영수단에서 해당 전력기기의 화상을 촬영하여 저장함에 따라, 기저장 화상과 현재 화상을 비교하면서 전력기기의 부분방전 측정 위치를 항상 동일한 위치로 정확하게 파악할 수 있도록 한 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치 및 이를 이용한 부분방전 측정 방법을 제공하고자 한 것이다.
Description
본 발명은 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치 및 이를 이용한 부분방전 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수전설비 및 고압 배전반 등에서 발생하는 부분방전인 코로나와 연면방전 등의 위치를 항상 정확하게 측정 및 진단할 수 있도록 한 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치 및 이를 이용한 부분방전 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로서, 부분방전이라 함은 각종 산업체 및 전력계통 변전소에 설치되는 수전설비 및 고압 배전반 등과 같은 전력기기의 어느 한 부분에 생기는 방전을 총칭하는 것으로서, 전극의 첨단 부근에 생기는 코로나방전, 절연물의 표면을 따라서 생기는 연면방전, 절연물내의 공극에 생기는 보이드 방전 등이 있다.
이렇게, 수전설비 및 고압 배전반을 비롯한 각종 전력기기 등에서 부분방전이 발생할 때, 부분방전원의 크기가 대부분 작기 때문에 부분방전이 발생되는 위치를 정확하게 알 수 없고, 부분방전원을 발견하여 제거하는데 어려움이 있다.
따라서, 전력기기의 부분방전 위치를 추정하는 기술은 전력기기의 고장을 예방하는데 있어서 매우 중요한 기술이라 하겠다.
전력기기의 부분방전 위치를 추정하는 종래 기술로는 크게 방전에 의해 발생한 전자파 방전신호의 감쇠를 이용하는 방법과, 전자파 방전신호가 부분방전센서에 도달하는 시간차를 이용한 방법 등이 있다.
그러나, 이러한 종래의 부분방전 측정방식은 부분방전량의 크기와 인가전압의 위상을 파악하여 해당 전력기기의 결함 종류만 추정할 수 있을 뿐, 더 중요한 부분방전의 발생 위치 및 위험도 등을 정확하게 알 수 없는 단점이 있다.
또한, 초음파를 이용하여 부분방전의 측정 정밀도를 높일 수 있도록 한 종래기술로서, 대한민국 등록특허공보(등록번호: 10-482305)에는 변압기 운전 중에 초음파 신호를 지속적으로 측정하고, 그 결과를 예방진단시스템으로 전송하여 부분방전의 진전상태를 효과적으로 감시할 수 있도록 한 "변압기내 부분방전 측정용 초음파 상시 감시장치"가 개시되어 있고, 대한민국 등록실용신안공보(등록번호: 20-225223)에는 변압기에 초음파 센서를 설치하여 변압기의 부분방전을 진단할 수 있도록 한 "초음파 센서를 이용한 변압기 부분방전 진단장치"가 개시되어 있다.
그러나, 측정대상의 전력기기와 초음파 센서간의 거리 편차가 발생하면, 측정되는 부분방전의 크기가 달라지게 되므로, 초음파 센서를 항상 동일 위치에 설치해야만 하는 불편함이 있다.
특히, 측정대상의 전력기기와 초음파센서간의 거리 편차가 조금이라도 발생하면, 초음파센서에서 센싱하는 초음파 크기가 달라지는 동시에 부분방전의 위치 및 크기를 정확하게 알 수 없는 단점이 있다.
한편, 측정대상의 전력기기 주변에 초음파센서를 고정 설치하는 경우, 전력기기와 초음파센서간의 거리는 항시 동일하게 유지되어 동일한 측정값을 얻을 수 있지만, 전력기기의 부분방전 발생 위치가 정확히 어느 부위인지는 추정만 가능할 뿐 정밀한 위치는 알 수 없는 단점이 여전히 존재하고, 또한 여러 전력기기 마다 그 주변에 초음파센서를 일일이 탈부착함에 따른 비용 상승 문제 및 번거로움이 있으며, 초음파센서가 외부 환경에 노출됨에 따른 비정상 작동 및 노후화 등의 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 부분방전 진단 장치를 초음파센서가 장착된 휴대용 건 타입으로 개선하여 각종 전력기기마다 이동하면서 부분방전을 용이하게 측정할 수 있고, 동시에 각종 전력기기에 대한 매 측정마다 영상촬영수단에서 해당 전력기기의 화상을 촬영하여 저장함에 따라, 기저장 화상과 현재 화상을 비교하면서 전력기기의 부분방전 측정 위치를 항상 동일한 위치로 정확하게 파악할 수 있도록 한 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치 및 이를 이용한 부분방전 측정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 건 타입의 몸체부와; 상기 몸체부의 앞쪽에 장착되어 측정대상 전력기기의 부분방전에 따른 초음파 음을 감지하는 초음파센서와; 상기 몸체부의 앞쪽에 장착되어 측정대상 전력기기 및 그 부분방전 발생 위치를 촬영하는 초소형 CCD카메라와; 상기 초음파센서의 신호를 증폭시키는 초음파앰프와; 초음파앰프에서 증폭된 신호를 사람이 들을 있도록 가청주파수로 변환시키는 가청주파수 변환장치와; 초음파의 크기를 나타내는 파형 및 수치값으로 전환시키는 음향신호 정량화 디지털 처리장치와; 상기 초소형 CCD카메라에서 촬영된 화상을 영상데이터 신호로 전환시키는 영상신호 처리장치와; 음향신호 정량화 디지털 처리장치로부터 초음파 측정데이터와, 영상신호 처리장치로부터의 영상데이터 신호를 수신하여, 데이터 저장장치에 저장시키는 동시에 표시장치에 파형 및 수치값으로 디스플레이시키는 신호처리용 컨트롤장치와; 상기 몸체부의 뒤쪽 상부에 장착되어 초음파의 세기를 나타내는 파형 및 수치값을 표시하는 표시장치와; 초음파를 청취할 수 있도록 몸체부에 연결되는 헤드폰; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 데이터 저장장치에 저장된 초음파 측정신호 및 영상데이터 신호를 데이터 전송 케이블을 통해 전송받아 저정하는 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 몸체부의 앞단에는 초음파센서로 초음파 음을 반사시키는 초음파 반사갓이 일체로 장착되고, 이 초음파 반사갓의 전면 중앙 위치에 초음파센서가 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 초음파 반사갓의 앞단 테두리에는 전방으로 연장되는 삼발이 형태의 브라켓이 일체로 장착되고, 상기 초소형 CCD카메라가 삼발이 형태의 브라켓의 앞단끝에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 측정대상 전력기기에서 발생되는 부분방전을 초음파를 이용하여 측정하는 단계와; 측정대상 전력기기 및 그 부분방전 발생 위치를 영상촬영수단에서 촬영하여 이전 측정 위치를 확인하는 단계; 가 동시에 진행되어, 상기 측정대상 전력기기에 대한 주기적인 부분방전 측정이 항상 동일한 위치에서 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치를 이용한 부분방전 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 부분방전을 초음파를 이용하여 측정하는 단계는: 측정대상 전력기기에서 부분방전이 발생될 때의 초음파 음을 초음파센서에서 감지하는 과정과; 초음파센서에서 감지된 신호를 초음파앰프에서 증폭하는 과정과; 증폭된 신호는 가청주파수 변환장치에서 사람이 들을 수 있는 가청주파수 영역으로 변환하는 과정과; 음향신호 정량화 디지털 처리장치에서 가청주파수를 초음파의 세기를 나타내는 파형 및 수치값 신호로 전환하는 과정과; 신호처리용 컨트롤장치에서 음향신호 정량화 디지털 처리장치로부터 초음파의 크기를 나타내는 파형 및 수치값 신호를 수신하여, 데이터 저장장치에 저장시키는 동시에 표시장치에 디스플레이시키는 제어 과정; 으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 부분방전 발생 위치를 영상촬영수단에서 촬영하여 이전 측정 위치를 확인하는 단계는: 측정대상 전력기기에 대한 부분방전을 측정할 때, 초소형 CCD카메라에서 측정대상 전력기기를 촬영하는 과정과; 촬영된 화상을 영상신호 처리장치에서 영상데이터 신호로 전환하는 과정과; 신호처리용 컨트롤장치에서 영상데이터 신호를 수신하여 데이터 저장장치에 저장하는 동시에 표시장치에 디스플레이시키는 제어 과정과; 기저장된 이전의 영상데이터와 영상데이터를 중첩 비교하는 과정과; 이전의 영상데이터와 현재의 영상데이터를 서로 중첩시켰을 때 일치하면, 이전 측정 위치와 현재의 측정 위치가 동일한 것으로 판단하는 과정; 으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 측정대상 전력기기의 부분방전에서 발생하는 초음파 음을 초음파센서에거 감지하여 측정자가 들을 수 있는 가청주파수로 바꾸어서 헤드폰을 통해 초음파 음을 들을 수 있음에 따라 부분방전이 발생되는 목표물을 원할하게 지향할 수 있고, 초음파 신호세기를 음향신호 정량화 디지털장치를 통하여 신호처리 및 콘트롤 장치로 보내어 표시장치에서 파형 및 수치값을 나타내도록 함으로써, 측정대상 전력기기의 부분방전 발생 위치 및 세기를 정확하게 측정할 수 있다.
특히, 주기적인 부분방전 측정시, 측정대상 전력기기를 초소형 CCD카메라에서 촬영하고, 그 영상데이터를 저장하여, 다음의 측정 과정에서 이전 영상데이터와 현재의 영상데이터를 비교하여 항상 동일한 측정 위치를 파악할 수 있다.
이렇게 항상 측정대상 전력기기에 대한 똑같은 측정 위치를 확인할 수 있으므로, 측정대상 전력기기의 부분방전 세기의 변화를 알 수 있고, 현장에서 코로나 또는 전력 누설이 발생지점을 찾고자 할 때, 해당 지점을 보수하는 사람에게 정확히 알려줄 수 있다.
또한, 항상 같은 위치에서 전력기기에 대한 부분방전 측정이 이루어짐에 따라, 측정위치의 차이에 따른 초음파세기의 차이를 없앨 수 있고, 측정대상 전력기기의 부분방전에 따른 초음파 세기의 변화 추세를 정확하게 알 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 진단 장치의 구성을 설명하는 개략도,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치에 영상촬영수단이 설치되는 실시예를 나타내는 요부 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 진단 장치를 나타내는 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 진단 장치에서 촬영된 화상을 중첩 비교하여, 항상 부분방전 측정 위치를 동일한 위치로 파악할 수 있는 것을 설명하는 개략도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치에 영상촬영수단이 설치되는 실시예를 나타내는 요부 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 진단 장치를 나타내는 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 진단 장치에서 촬영된 화상을 중첩 비교하여, 항상 부분방전 측정 위치를 동일한 위치로 파악할 수 있는 것을 설명하는 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 산업체 및 전력계통 변전소에 사용되는 수전설비 및 고압 배전반과 같은 각종 전력기기에서 발생하는 부분방전 크기 및 부분방전이 발생되는 위치(예를 들어, 고압 이상의 전력기기의 코로나 및 연면방전의 발생지점, 고압력파이프 및 탱크의 누설지점 등)를 항상 정확하게 측정할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 측정대상의 전력기기에서 발생되는 부분방전 크기 및 그 발생 위치를 초음파센서를 이용하여 용이하게 측정할 수 있는 점, 그리고 전력기기에 대한 매 측정마다 영상촬영수단에서 해당 전력기기의 화상을 촬영하여 데이터 저장장치에 저장함으로써, 동일 측정대상의 전력기기에 대한 정기적인 측정(예를 들어, 주별, 월별 등 정기적인 측정시)시, 기저장 화상과 현재 화상을 비교하여 측정대상의 전력기기의 부분방전을 항상 동일한 위치에서 측정할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 본 발명은 측정대상 전력기기의 부분방전을 측정하기 위한 장치를 초음파센서와 영상촬영수단이 조합된 휴대용 건(gun) 타입으로 개선하는 동시에 초음파센서와 영상촬영수단으로부터의 신호를 온 라인(on-line) 상태에서 저장할 수 있는 휴대용 컴퓨터를 포함하는 휴대 및 이동형 초음파 부분방전 측정 장치를 제공하고자 한 것이다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 진단 장치의 구성을 설명하는 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 진단 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 초음파 부분방전 측정 장치의 외관을 보면, 휴대 및 이동성을 고려하여 사용자가 손으로 쥘 수 있는 건 타입의 몸체부(10)로 구비된다.
상기 몸체부(10)의 앞단에는 초음파를 초음파센서쪽으로 반사시킬 수 있는 아치형 또는 반구형 단면의 초음파 반사갓(12)이 일체로 조립되고, 이 초음파 반사갓(12)의 전면 중앙 위치에는 측정대상의 전력기기에서 부분방전시 발생되는 초음파 음을 감지하는 초음파센서(14)가 장착된다.
특히, 상기 초음파 반사갓(12)의 앞단끝에는 삼발이 형태의 브라켓(16)이 장착되고, 이 브라켓의 전면 중앙 위치에는 측정대상의 전력기기를 촬영할 수 있는 영상촬영수단으로서 초소형 CCD카메라(18)가 장착되며, 물론 몸체부(10)의 소정 위치에는 초소형 CCD카메라(18)의 촬영을 위한 온/오프 스위치 및 셔터 등이 장착된다.
이때, 상기 초소형 CCD카메라(18)는 초음파 반사갓(12)에 삼발이 형태의 브라켓(16)을 이용하여 장착하지 않고, 초음파 반사갓(12)의 어떠한 위치에도 장착 가능하다.
즉, 첨부한 도 2a에 도시된 바와 같이 초소형 CCD카메라(18)를 초음파 반사갓(12)의 초음파센서(14)의 바로 옆에 장착하거나, 도 2b 및 2c에서 보듯이 초음파 반사갓(12)의 굴곡면 또는 테두리 부분 등의 위치에 장착시킬 수 있다.
또한, 첨부한 도 2d에 도시된 바와 같이 상기 몸체부(10)의 앞쪽 위치에 초소형 CCD카메라(18)를 장착하는 동시에 초음파 반사갓(12)에 홀을 형성하여 CCD 카메라(18)의 렌즈가 전방을 향하도록 할 수 있다.
한편, 첨부한 도 2e에 나타낸 바와 같이, 반사갓(12)에서 반사되는 초음파가 초소형 CCD카메라(18)의 뒷면으로 집중되는 점을 감안하여, 상기 삼발이 형태의 브라켓(16)에 장착된 초소형 CCD카메라(18)의 뒷면에 초음파센서(14)를 장착시킬 수 있다.
상기 몸체부(10)의 뒤쪽 상부에는 초음파센서(14)에서 측정된 초음파의 크기(파형)를 볼 수 있고, 동시에 초소형 CCD카메라(18)에서 촬영된 화상을 볼 수 있는 표시장치(20)가 장착된다.
상기 몸체부(10)의 뒤쪽 하부에는 구동용 배터리(28)가 내장되며, 몸체부(10)의 뒤쪽 일측면에는 가청 주파수로 변환되는 초음파를 사용자가 청취할 수 있도록 헤드폰(30)을 끼울 수 있는 커넥터(미도시됨)와, 초음파센서(14)의 측정데이터 및 CCD카메라(18)의 영상데이터를 노트북 컴퓨터(32) 등에 전송할 수 있도록 데이터 전송 케이블(34)을 끼울 수 있는 커넥터(미도시됨)가 형성된다.
한편, 상기 몸체부(10)의 내부에는 초음파 처리용 제어기가 내장되는데, 이 초음파 처리용 제어기는 초음파센서(14)의 신호를 증폭시키는 초음파앰프(22)와, 초음파앰프(22)에서 증폭된 신호를 사람이 들을 있도록 가청주파수로 변환시키는 가청주파수 변환장치(24)와, 가청주파수를 초음파의 크기를 나타내는 파형으로 전환하여 표시장치(20)에 디스플레이시키기 위한 음향신호 정량화 디지털 처리장치(26)를 포함한다.
이때, 상기 몸체부(10)의 내부에는 영상 처리용 제어기로서, 초소형 CCD카메라(18)에서 촬영된 화상을 영상데이터 신호로 전환시키는 영상신호 처리장치(36)가 내장된다.
특히, 상기 몸체부(10)의 내부에는 주제어기로서의 신호처리용 컨트롤장치(40)와 데이터 저장장치(42)가 내장되는 바, 상기 신호처리용 컨트롤장치(40)는 음향신호 정량화 디지털 처리장치(26)로부터 초음파의 크기를 나타내는 파형 신호를 수신하여 데이터 저장장치(42)에 저장시키는 동시에 표시장치(20)에 파형 및 수치값으로 디스플레이시키는 제어를 한다.
또한, 상기 신호처리용 컨트롤장치(40)는 영상신호 처리장치(36)로부터의 영상데이터 신호를 수신하여 데이터 저장장치(42)에 저장하는 동시에 표시장치(20)에 디스플레이시키거나, 데이터 저장장치(42)에 기저장된 영상데이터를 불러와서 표시장치(20)에 디스플레이시키는 제어를 하며, 또한 데이터 저장장치(42)에 저장된 초음파 측정신호 및 영상데이터 신호를 컴퓨터(32)에 전송하는 제어를 한다.
여기서, 상기와 같은 구성을 기반으로 이루어지는 본 발명의 휴대용 초음파 부분방전 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.
산업체 및 전력계통 변전소에 사용되는 수전설비 및 고압 배전반과 같은 측정대상의 전력기기쪽으로 이동한 후, 측정대상 전력기기로부터 일정 거리 떨어진 위치에서 부분방전의 발생 여부를 측정한다.
먼저, 사용자가 몸체부(10)를 쥔 상태에서 초음파센서(14)가 측정대상 전력기기를 향하도록 한 다음, 측정대상 전력기기(50)에서 코로나와 같은 부분방전이 발생될 때의 초음파 음을 초음파센서(14)에서 감지하도록 한다.
즉, 고압 전력기기의 코로나 발생지점에서 발산되는 초음파 음을 초음파센서(14)에서 감지하면, 그 감지된 신호가 초음파앰프(22)에서 증폭되고, 증폭된 신호는 가청주파수 변환장치(24)에서 사람이 들을 수 있는 음의 영역으로 변환된다.
따라서, 상기 몸체부(10)에 연결된 헤드폰(30)을 통해 측정자가 초음파 음을 청취하게 되고, 동시에 상기 음향신호 정량화 디지털 처리장치(26)가 가청주파수 변환장치(24)에서 변환된 가청주파수를 초음파의 크기를 나타내는 파형 및 수치값으로 전환하게 된다.
연이어, 상기 신호처리용 컨트롤장치(40)에서 음향신호 정량화 디지털 처리장치(26)로부터 초음파의 크기를 나타내는 파형 신호를 수신하여 데이터 저장장치(42)에 저장시키는 동시에 표시장치(20)에 파형 및 수치값을 디스플레이시키게 된다.
이에, 측정자는 헤드폰(30)을 통해 초음파 음을 청취하는 동시에 표시장치(20)에 디스플레이되는 초음파 파형 및 수치값을 보면서, 측정대상 전력기기(50)에서 부분방전이 어느 정도 발생되는지를 확인할 수 있다.
이때, 상기 측정대상 전력기기(50)에서 부분방전에 따른 초음파 음을 발산하고 있는 상태에서, 측정대상 전력기기(50)와 초음파센서(14)간의 거리에 따라 소리의 세기 및 감도가 달라지는 바, 측정대상 전력기기(50)와 초음파센서(14)간의 거리가 멀어지면 청취할 수 있는 초음파 음이 작게 들리고, 반대로 멀어지면 초음파 음이 크게 들리게 된다.
따라서, 측정대상 전력기기(50)와 초음파센서(14)간의 거리를 항상 적정한 거리로 유지하되, 매번 동일한 위치에서 측정해야만 측정대상 전력기기(50)에서 부분방전이 발생되는지, 그리고 부분방전이 어느 정도 발생되는지를 정확하게 측정할 수 있다.
이러한 점을 감안하여, 본 발명은 항상 동일한 위치에서 측정대상 전력기기(50)의 부분방전을 용이하게 측정할 수 있도록 화상촬영수단을 이용하게 된다.
즉, 상기 측정대상 전력기기(50)에 대한 부분방전을 측정할 때, 초음파 반사갓(12)에 삼발이 형태의 브라켓(16)을 이용하여 장착된 초소형 CCD카메라(18)에서 측정대상 전력기기(50)를 촬영하게 되며, 바람직하게는 측정대상 전력기기(50)의 부분방전이 발생되는 부분에 카메라 촛점을 맞추어 촬영하게 된다.
연이어, 초소형 CCD카메라(18)에서 촬영된 화상은 영상신호 처리장치(36)에서 영상데이터 신호로 전환되고, 이 영상데이터 신호를 신호처리용 컨트롤장치(40)에서 수신하여 데이터 저장장치(42)에 저장하는 동시에 표시장치(20)에 디스플레이시키게 된다.
상기한 방법으로 측정대상 전력기기(50)에 대한 주기적인 부분방전을 측정하게 되는 바, 이전의 부분방전 측정 후, 다음의 부분방전을 측정하고자 할 때, 동일한 위치에서 부분방전을 측정해야 정확한 측정값을 얻을 수 있다.
따라서, 다음의 부분방전 측정시, 측정자가 데이터 저장장치(42)에 이전의 기저장된 영상데이터를 불러와서 표시장치(20)에 디스플레이시키고, 동시에 현재의 영상데이터를 표시장치(20)에 디스플레이시켜서 서로 중첩시킨다.
즉, 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이 측정대상 전력기기를 촬영한 이전의 영상데이터를 데이터 저장장치(42)로부터 불러와서 표시장치(20)에 디스플레이시키는 동시에 현재의 영상데이터를 표시장치(20)에 디스플레이시켜서 서로 중첩시킨다.
또는, 데이터 저장장치(42)에 저장된 이전 영상데이터를 데이터 전송 케이블(34)을 이용하여 컴퓨터(32)에 전송 및 저장하고, 동시에 현재의 영상데이터를 컴퓨터에 전송 및 저장한 후, 컴퓨터(32)의 영상편집 전용 프로그램에서 이전의 영상데이터와 현재의 영상데이터를 디스플레이시키면서 서로 중첩시킨다.
도 3에서 보듯이, 측정대상 전력기기(50) 및 그 부분방전 발생 위치를 촬영한 이전의 영상데이터와, 현재의 영상데이터를 서로 중첩시켰을 때 불일치하면, 이전의 동일 측정 위치가 아닌 것으로 판정하여 측정자가 이전과 동일한 측정 위치로 이동하여 재촬영을 한다.
이에, 측정대상 전력기기(50) 및 그 부분방전 발생 위치를 촬영한 이전의 영상데이터와, 현재의 영상데이터를 서로 중첩시켰을 때 일치하면, 이전 측정 위치와 현재의 측정 위치가 동일한 것으로 간주하여, 해당 측정대상 전력기기의 부분방전 측정데이터를 그대로 수용하여 활용하게 된다.
이와 같이, 측정대상 전력기기(50) 등의 코로나에서 발생하는 초음파 음을 초음파센서(14)에서 감지하고, 감지된 신호를 초음파앰프(22)로 보내어 증폭한 후, 증폭된 신호를 가청주파수 변환장치(24)로 보내어 측정자가 들을 수 있는 가청주파수로 바꾸어서, 측정자가 헤드폰을 통해 초음파 음을 들음에 따라 부분방전이 발생되는 목표물을 원할하게 지향할 수 있고, 이때의 초음파 신호세기를 음향신호 정량화 디지털장치(26)를 통하여 신호처리 및 콘트롤장치(40)로 보내어 표시장치(20)에서 파형 및 수치값을 나타내도록 함으로써, 측정대상 전력기기의 부분방전 발생 위치 및 세기를 정확하게 측정할 수 있다.
이와 동시에, 측정대상 전력기기(50)를 초소형 CCD카메라(18)에서 촬영하고, 영상신호 처리장치(36)에서 신호처리 및 콘트롤장치(40)로 영상데이터를 보내어 표시장치(20)에 나타나도록 함으로서, 이전 영상데이터와 현재의 영상데이터를 비교하여 항상 동일한 측정 위치를 파악할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 이전에 측정했을 때 보관된 영상자료와 현재의 영상자료를 비교하여, 항상 측정대상 전력기기에 대한 똑같은 측정 위치를 확인할 수 있으므로, 부분방전의 세기의 변화를 알 수 있는 장점이 있고, 또한 현장에서 코로나 또는 전력 누설이 발생지점을 찾고자 할 때, 그 발생지점을 초음파의 세기와 영상을 동시에 데이터로 저장하여 문제가 발생된 지점을 보수하는 사람에게 정확히 알려 줄 수 있으며, 또한 일반적으로 경미하여 계속적인 관찰이 필요한 경우는 표시장치에서 먼저 관찰된 화면과 현재의 관찰화면을 동시에 나타내게 하여 항상 같은 위치에 측정을 할 수 있으므로 측정위치의 차이에 따른 초음파세기의 차이를 없앨 수 있어 측정대상 전력기기의 부분방전에 따른 초음파 세기의 변화 추세를 정확하게 알 수 있는 장점이 있다.
10 : 몸체부 12 : 초음파 반사갓
14 : 초음파센서 16 : 브라켓
18 : 초소형 CCD카메라 20 : 표시장치
22 : 초음파앰프 28 : 구동용 배터리
30 : 헤드폰 32 : 컴퓨터
34 : 데이터 전송 케이블 24 : 가청주파수 변환장치
26 : 음향신호 정량화 디지털 처리장치 36 : 영상신호 처리장치
40 : 신호처리용 컨트롤장치 42 : 데이터 저장장치
50 : 측정대상 전력기기
14 : 초음파센서 16 : 브라켓
18 : 초소형 CCD카메라 20 : 표시장치
22 : 초음파앰프 28 : 구동용 배터리
30 : 헤드폰 32 : 컴퓨터
34 : 데이터 전송 케이블 24 : 가청주파수 변환장치
26 : 음향신호 정량화 디지털 처리장치 36 : 영상신호 처리장치
40 : 신호처리용 컨트롤장치 42 : 데이터 저장장치
50 : 측정대상 전력기기
Claims (10)
- 건 타입의 몸체부(10)와;
상기 몸체부(10)의 앞쪽에 장착되어 측정대상 전력기기의 부분방전에 따른 초음파 음을 감지하는 초음파센서(14)와;
상기 몸체부(10)의 앞쪽에 장착되어 측정대상 전력기기 및 그 부분방전 발생 위치를 촬영하는 초소형 CCD카메라(18)와;
상기 초음파센서(14)의 신호를 증폭시키는 초음파앰프(22)와;
초음파앰프(22)에서 증폭된 신호를 사람이 들을 있도록 가청주파수로 변환시키는 가청주파수 변환장치(24)와;
초음파의 크기를 나타내는 파형 및 수치값으로 전환시키는 음향신호 정량화 디지털 처리장치(26)와;
상기 초소형 CCD카메라(18)에서 촬영된 화상을 영상데이터 신호로 전환시키는 영상신호 처리장치(36)와;
음향신호 정량화 디지털 처리장치(26)로부터 초음파 측정데이터와, 영상신호 처리장치(36)로부터의 영상데이터 신호를 수신하여, 데이터 저장장치(42)에 저장시키는 동시에 표시장치(20)에 파형 및 수치값으로 디스플레이시키는 신호처리용 컨트롤장치(40)와;
상기 몸체부(10)의 뒤쪽 상부에 장착되어 초음파의 세기를 나타내는 파형 및 수치값을 표시하는 표시장치(20)와;
초음파를 청취할 수 있도록 몸체부(10)에 연결되는 헤드폰(30);
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 데이터 저장장치(42)에 저장된 초음파 측정신호 및 영상데이터 신호를 데이터 전송 케이블을 통해 전송받아 저정하는 컴퓨터(32)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 몸체부(10)의 앞단에는 초음파센서(14)로 초음파 음을 반사시키는 초음파 반사갓(12)이 일체로 장착되고, 이 초음파 반사갓(12)의 전면 중앙 위치에 초음파센서(14)가 장착되는 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 초음파 반사갓(12)의 초음파센서(14) 바로 옆 위치, 굴곡면 또는 테두리 위치, 몸체부(10)의 앞쪽 위치중 선택된 어느 하나의 위치에 초소형 CCD카메라(18)가 장착되는 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 초음파 반사갓(12)의 앞단 테두리에 전방으로 연장되는 삼발이 형태의 브라켓(16)이 일체로 장착되고, 초소형 CCD카메라(18)가 삼발이 형태의 브라켓(16)의 앞단끝에 장착되는 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치.
- 청구항 5에 있어서, 상기 삼발이 형태의 브라켓(16)에 장착된 초소형 CCD카메라(18)의 뒷면에 초음파센서(14)를 직접 장착되는 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치.
- 측정대상 전력기기(50)에서 발생되는 부분방전을 초음파를 이용하여 측정하는 단계와;
측정대상 전력기기(50) 및 그 부분방전 발생 위치를 영상촬영수단에서 촬영하여 이전 측정 위치를 확인하는 단계; 가 동시에 진행되어,
상기 측정대상 전력기기에 대한 주기적인 부분방전 측정이 항상 동일한 위치에서 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치를 이용한 부분방전 측정 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 측정대상 전력기기(50)에서 발생되는 부분방전을 초음파를 이용하여 측정하는 단계는:
측정대상 전력기기(50)에서 부분방전이 발생될 때의 초음파 음을 초음파센서(14)에서 감지하는 과정과;
초음파센서(14)에서 감지된 신호를 초음파앰프(22)에서 증폭하는 과정과;
증폭된 신호는 가청주파수 변환장치(24)에서 사람이 들을 수 있는 가청주파수 영역으로 변환하는 과정과;
음향신호 정량화 디지털 처리장치(26)에서 가청주파수를 초음파의 세기를 나타내는 파형 및 수치값 신호로 전환하는 과정과;
신호처리용 컨트롤장치(40)에서 음향신호 정량화 디지털 처리장치(26)로부터 초음파의 크기를 나타내는 파형 및 수치값 신호를 수신하여, 데이터 저장장치(42)에 저장시키는 동시에 표시장치(20)에 디스플레이시키는 제어 과정;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치를 이용한 부분방전 측정 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 가청주파수 변환장치(24)에서 가청주파수 영역으로 변환된 초음파를 측정자가 헤드폰(30)을 통해 청취하는 동시에 표시장치(20)에 디스플레이되는 초음파 파형 및 수치값을 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치를 이용한 부분방전 측정 방법.
- 청구항 7에 있어서,
측정대상 전력기기(50) 및 그 부분방전 발생 위치를 영상촬영수단에서 촬영하여 이전 측정 위치를 확인하는 단계는:
측정대상 전력기기(50)에 대한 부분방전을 측정할 때, 초소형 CCD카메라(18)에서 측정대상 전력기기(50)를 촬영하는 과정과;
촬영된 화상을 영상신호 처리장치(36)에서 영상데이터 신호로 전환하는 과정과;
신호처리용 컨트롤장치(40)에서 영상데이터 신호를 수신하여 데이터 저장장치(42)에 저장하는 동시에 표시장치(20)에 디스플레이시키는 제어 과정과;
기저장된 이전의 영상데이터와 영상데이터를 중첩 비교하는 과정과;
이전의 영상데이터와 현재의 영상데이터를 서로 중첩시켰을 때 일치하면, 이전 측정 위치와 현재의 측정 위치가 동일한 것으로 판단하는 과정;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치를 이용한 부분방전 측정 방법.
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