KR101074138B1 - 애자 점검 방법 - Google Patents

애자 점검 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101074138B1
KR101074138B1 KR1020110035406A KR20110035406A KR101074138B1 KR 101074138 B1 KR101074138 B1 KR 101074138B1 KR 1020110035406 A KR1020110035406 A KR 1020110035406A KR 20110035406 A KR20110035406 A KR 20110035406A KR 101074138 B1 KR101074138 B1 KR 101074138B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulator
insulation resistance
insulators
measured
insulation
Prior art date
Application number
KR1020110035406A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110046429A (ko
Inventor
박준영
이재경
조병학
오기용
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020110035406A priority Critical patent/KR101074138B1/ko
Publication of KR20110046429A publication Critical patent/KR20110046429A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101074138B1 publication Critical patent/KR101074138B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/28—Provision in measuring instruments for reference values, e.g. standard voltage, standard waveform
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10—Measuring sum, difference or ratio
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form

Abstract

애자 점검 방법이 개시된다. 애자 점검 방법은 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 상기 애자들 각각의 분담 전압을 측정하는 단계, 애자들 각각의 측정 분담 전압에 곡선 근사법을 적용하여 기준 분담 전압들을 계산하는 단계, 기준 분담 전압들 각각에 대한 측정 분담 전압들의 비율들을 계산하는 단계, 분담 전압의 비율들을 기 설정된 조건에 따라 절연저항 추정치로 환산하는 단계 및 절연 저항 추정치에 근거하여 애자들 각각의 특성 오류를 판별하는 단계를 포함한다.

Description

애자 점검 방법{INSPECTION METHOD OF INSULATOR}
본 발명은 애자 점검 방법에 관한 것으로, 특히 측정된 애자련의 특성값으로부터 불량 애자를 판별하는 애자 점검 알고리즘에 관한 것이다.
애자(insulator)는 캡(cap), 자기(pocelain) 및 핀(pin)으로 구성되어 전선을 지지 및 절연하기 위한 목적으로 사용된다. 애자는 장기간 사용될 경우 고전압 스트레스, 기계적 스트레스, 열 스트레스 및 환경 스트레스 등의 요인으로 인해 열화 및 절연 저하가 발생된다. 이에 따라 전기공급자는 열화 및 절연 저하에 따른 애자의 성능 저하를 방지하기 위해 정기적으로 애자를 점검한다.
애자를 점검하는 방법은 음향식, 네온램프식, 분담전압 측정식, 절연저항 측정식 및 전계식 등을 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주위 환경 조건에 관계없이 측정된 애자련의 분담 전압과 절연 저항으로부터 불량 애자를 판별하는 애자 점검 방법을 제공하는 것이다.
상술된 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 점검 방법은 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 상기 애자들 각각의 분담 전압을 측정하는 단계, 상기 애자들 각각의 측정 분담 전압에 곡선 근사법을 적용하여 기준 분담 전압들을 계산하는 단계, 상기 기준 분담 전압들 각각에 대한 상기 측정 분담 전압들의 비율들을 계산하는 단계, 상기 분담 전압의 비율들을 설정된 환경 조건에 따라 절연저항 추정치로 환산하는 단계 및 상기 절연 저항 추정치에 근거하여 상기 애자들 각각의 특성 오류를 판별하는 단계를 포함한다.
상술된 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 점검 방법은 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 상기 애자들 각각의 절연 저항을 측정하는 단계, 상기 애자들 각각의 측정 절연 저항에 선형 근사법을 1차로 적용하여 기준 절연 저항들을 계산하는 단계, 상기 측정 절연 저항들과 상기 기준 절연 저항들을 이용하여 상기 애자들 각각의 측정 절연 저항의 기준 분포를 설정하는 단계, 설정된 상기 애자들 각각의 측정 절연 저항의 기준 분포에 상기 선형 근사법을 2차로 적용하여 상기 기준 절연 저항들을 재계산하는 단계, 상기 기준 절연 저항들 각각에 대한 상기 측정 절연 저항들의 비율들을 계산하는 단계, 상기 절연 저항의 비율들을 설정된 환경 조건에 따라 절연 저항 추정치로 환산하는 단계 및 상기 절연 저항 추정치에 근거하여 상기 애자들 각각의 특성 오류를 판별하는 단계를 포함한다.
상술된 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 애자 점검 방법은 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 측정된 분담 전압과 절연 저항을 이용하여 상기 애자들을 검사하기 위해 상기 애자련에서 측정된 분담 전압을 이용하여 제1 불량 예상 애자를 검출하는 단계, 상기 애자련에서 측정된 절연 저항을 이용하여 제2 불량 예상 애자를 검출하는 단계 및 상기 제1 불량 예상 애자와 상기 제2 불량 예상 애자를 비교하여 불량 애자를 확정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 애자 검사 방법은 애자련을 구성하는 애자의 개수에 관계없이 매 측정시마다 판정의 기준이 되는 기준 분담 전압 분포를 곡선 근사법에 의해 새로 생성하여 불량 애자를 검출할 수 있다. 이에 따라, 애자련별 커패시턴스의 차이, AC 3상간 간섭 및 노이즈에 의한 분담 전압 분포의 오프셋의 영향을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 애자 검사 방법은 주위 환경의 온도, 습도 및 애자의 오손도의 영향에 의해 애자련을 구성하는 애자의 절연 저항의 저하가 애자마다 상이할 때 애자의 절연 저항을 이용하여 불량 애자를 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 설명하기 위해 정상 애자들의 분담 전압들의 분포를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 분담 전압을 측정하는 단계와 기준 분담 전압을 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 기준 분담 전압에 대한 측정 분담 전압의 비율을 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 분담 전압의 비율을 절연저항 추정치로 환산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 분담 전압의 비율을 절연저항 추정치로 환산하는 단계 및 애자의 불량을 판별하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 설명하기 위해 절연 저항을 측정하는 단계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 기준 절연 저항을 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 기준 절연 저항에 대한 측정 절연 저항의 비율을 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 절연 저항의 비율을 절연저항 추정치로 환산하는 단계와 애자의 불량을 판별하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 애자 점검 방법의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 상기 애자들 각각의 분담 전압(distribution voltage)을 측정하는 단계(S110), 측정된 분담 전압(이하, 측정 분담 전압)들에 곡선 근사법(curve fitting method)을 적용하여 기준 분담 전압들을 계산하는 단계(S120), 기준 분담 전압들 각각에 대한 측정 분담 전압들의 비율을 계산하는 단계(S130), 분단 전압들의 비율들을 설정된 환경 조건에 따라 절연저항 추정치로 환산하는 단계(S140) 및 절연 저항 추정치에 근거하여 애자들 각각의 불량을 판별하는 단계(S150)를 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 절연 저항 추정치와 절연 저항 기준값의 비교 결과에 따라 불량 애자(S160)와 정상 애자(S170)로 판별한다.
이하에서는 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법의 각 단계를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 설명하기 위해 정상 애자들의 분담 전압들의 분포를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 측정선(11)은 12개의 정상 애자들로 이루어진 애자련에 154kV의 전압을 인가하였을 때 애자들 각각에 인가되는 분담 전압들의 측정값이고, 제1 평가선(13)은 분담 전압들의 측정값에 곡선 근사법을 적용하여 계산된 분담 전압들의 근사값이다. 도 2에서 1번째 애자는 전압측에 인접하여 배치되고, 12번째 애자는 접지측에 인접하여 배치된다.
이때, 곡선 근사법은 다항식 최소자승(polynomial least square) 근사법을 적용하고, 계산량을 감소시키기 위해 2차 다항식을 이용하여 분담 전압들의 측정값을 근사화한다. 다항식 최소자승 근사법은 2차 다항식으로 한정되지 않고, 다양한 다항식을 이용하여 분담 전압들의 측정값을 근사화할 수 있다.
도 2에서 제1 측정선(11)과 제1 평가선(13)은 분담 전압들의 측정값이 곡선 근사법에 의해 올바르게 근사화될 수 있음을 나타낸다. 또한, 제1 측정선(11)은 정상 애자들에서 측정되는 분담 전압들의 기준 분포를 나타낸다. 이하에서는 제1 측정선(11)과 제1 평가선(13)을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 분담 전압을 측정하는 단계와 기준 분담 전압을 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 애자들의 분담 전압을 측정하는 단계(S110)에서는 복수의 점검 대상 애자들로 이루어진 애자련에 고전압을 인가하여 애자들 각각에 인가되는 분담 전압을 측정한다. 도 3에서 제2 측정선(21)은 10개의 구성 애자들 중 9번째 애자가 불량인 애자련에 154kV를 인가하였을 때 애자들 각각에 인가되는 분담 전압의 측정값을 나타낸다.
애자들의 기준 분담 전압들을 계산하는 단계(S120)에서는 측정된 분담 전압들에 곡선 근사법을 적용하여 분담 전압들을 근사화한다. 도 3에서 제2 평가선(23)은 분담 전압의 측정값에 곡선 근사법을 적용하여 계산된 분담 전압들의 근사값을 나타낸다.
이때, 곡선 근사법은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 2차 다항식을 이용하는 다항식 최소자승 근사법을 적용한다. 다만, 다항식 최소자승 근사법은 2차 다항식으로 한정되지 않고, 다양한 다항식을 이용하여 분담 전압들의 측정값을 근사화할 수 있다.
한편, 제2 측정선(21)에서 9번째 애자는 애자련에서 측정되는 분담 전압의 분포에서 크게 벗어난 측정값을 갖는다. 이때, 제2 측정선(21)을 곡선 근사법에 의해 2차 다항식으로 근사화하면 제2 평가선(23)이 구해진다. 여기서, 제2 평가선(23)은 9번째 애자에 의해 분담 전압의 기준 분포, 예컨대 도 2에 도시된 제1 측정선(11)의 기준 분포를 벗어난다. 즉, 제2 평가선(23)은 9번째 애자의 위치를 중심으로 도 2에 도시된 제1 평가선(13)의 분담 전압들보다 낮은 근사값을 갖는다. 이러한 근사화에 의한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 곡선 근사법을 적용할 때 분담 전압의 기준 분포로부터 크게 벗어나는 분담 전압의 측정값을 제외시킨다. 이에 따라, 애자들의 기준 분담 전압들을 계산하는 단계(S120)는 곡선 근사법이 적용되는 측정 분담 전압을 판단하는 단계를 더 포함한다.
곡선 근사법이 적용되는 측정 분담 전압을 판단하는 단계는 제2 측정선(21)과 제2 평가선(23)에서 분담 전압의 기준 분포를 크게 벗어나는 측정 분담 전압을 제외하고 제2 평가선(23)의 기준 분담 전압들을 재계산한다. 구체적으로 n개의 애자로 구성된 애자련에서 1 이상 및 n 이하의 범위를 갖는 i번째 애자의 측정 분담 전압에 대하여 수학식 1을 적용하여 곡선 근사법의 적용 대상 여부를 판단한다.
[수학식 1]
Figure 112011028186113-pat00001
수학식 1에서 Vim은 i번째 애자의 측정 분담 전압이고, Vie는 i번째 애자의 기준 분담 전압이다. 또한, 수학식 1에서 Qth는 기준 분담 전압에 대한 측정 분담 전압의 비율로써 곡선 근사법의 적용 여부를 판단하는 임계값이다. 예를 들어, i번째 애자의 기준 분담 전압에 대한 측정 분담 전압의 비율이 Qth보다 작을 경우 i번째 애자의 측정 분담 전압은 곡선 근사법의 적용 대상에서 제외된다. 여기서, Qth는 실험적인 근거에 의해 65%로 설정될 수 있다.
한편, 수학식 1을 만족하여 곡선 근사법의 적용 제외 대상에 해당되는 i번째 애자에 대해서는 자신의 측정 분담 전압 대신에 곡선 근사법의 적용 대상으로서 다른 값을 사용한다. 즉, 수학식 1에서 i가 1보다 크고 n보다 작을 경우에는 (Vi -1+Vi+1)/2의 값이 적용된다. 또한, 애자련의 경계에 해당하는 i가 1인 경우에는 Vi +1의 값이 적용되고, i가 n일 경우에는 Vi -1의 값이 적용된다. 여기서 Vi는 i번째 애자의 측정 분담 전압을 나타낸다.
즉, i번째 애자의 측정 분담 전압이 분담 전압의 기준 분포에서 크게 벗어나는 경우에는 i번째 애자의 측정 분담 전압 대신에 측정 대상 애자의 양 옆에 위치한 애자들의 측정 분담 전압의 평균값을 이용하여 측정 분담 전압을 설정하고, 설정된 측정 분담 전압을 이용하여 i번째 애자의 기준 분담 전압을 계산한다.
수학식 1을 통하여 구한 측정 분담 전압들에 곡선 근사법을 다시 적용하면 도 4에 도시된 바와 같이 분담 전압의 기준 분포에 근접한 제3 평가선(33)으로 기준 분담 전압들이 근사화된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 기준 분담 전압에 대한 측정 분담 전압의 비율을 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 기준 분담 전압들 각각에 대한 측정 분담 전압들의 비율들을 계산하는 단계(S130)는 수학식 2를 통해 곡선 근사법에 의해 계산된 기준 분담 전압에 대한 측정 분담 전압의 비율 Pi를 계산한다. 도 5에서 제4 평가선(40)은 n개의 애자 각각의 기준 분담 전압에 대한 측정 분담 전압의 비율을 나타낸다.
[수학식 2]
만약
Figure 112011028186113-pat00002
그렇지 않으면,
Figure 112011028186113-pat00003
수학식 2에서 Pi는 i번째 애자의 기준 분담 전압에 대한 측정 분담 전압의 비율이고, Vim은 i번째 애자의 측정 분담 전압이며, Vie는 i번째 애자의 기준 분담 전압이다. 또한, 수학식 2에서 Q100은 애자련별 커패시턴스의 차이, AC 3상간 간섭 및 노이즈 등의 영향을 고려한 상수이다. 예를 들어, Q100은 실험적인 근거에 의해 75로 설정될 수 있다. 또한, 수학식 2에 의해 Pi의 계산값이 100%를 초과할 경우 Pi는 100%로 수렴된다. 즉, 도 4에서 분담 전압의 비율이 Q100보다 큰 경우에는 애자련별 커패시턴스의 차이, AC 3상간 간섭 및 노이즈 등의 영향을 고려하여 기준 분담 전압에 대하여 측정 분담 전압의 저하가 없는 정상 애자로 판단한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 분담 전압의 비율을 절연저항 추정치로 환산하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 분담 전압의 비율을 절연저항 추정치로 환산하는 단계 및 애자의 불량을 판별하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 분담 전압의 비율을 절연저항 추정치로 환산하는 단계(S140)는 계산된 분담 전압의 비율을 저습도 및 저오손 환경 하에서 애자가 갖는 절연 저항 추정치(61)로 환산한다. 이러한 환산에는 도 6에 도시된 바와 같이 실험을 통해 얻어진 분담 전압의 비율과 절연 저항의 관계 그래프(50)를 이용한다. 도 5에서 분담 전압의 비율이 100%인 경우는 정상 애자가 갖는 절연 저항값에 근거하여 약 20GΩ의 상한값으로 설정된다.
또한, 도 7을 참조하면, 애자의 불량을 판별하는 단계(S150)는 절연 저항 추정치(61)로 환산된 애자의 절연 저항값이 절연 저항 기준값(63)보다 작을 경우 불량 애자로 판별한다. 예를 들어, 도 7에서 9번째 애자는 절연 저항 추정치(61)가 9.01MΩ으로 계산되어 불량 애자로 판별된다. 여기서, 절연 저항 기준값(63)은 애자의 정상 동작에 근거하여 약 1000MΩ으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 애자련을 구성하는 애자의 개수에 관계없이 매 측정시마다 판정의 기준이 되는 기준 분담 전압 분포를 곡선 근사법에 의해 새로 생성하여 불량 애자를 검출할 수 있다. 이에 따라, 애자련별 커패시턴스의 차이, AC 3상간 간섭 및 노이즈에 의한 분담 전압 분포의 오프셋의 영향을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 상기 애자들 각각의 절연 저항을 측정하는 단계(S210), 측정된 절연 저항(이하, 측정 절연 저항)들에 선형 근사법(linear fitting method)을 적용하여 기준 절연 저항들을 계산하는 단계(S220), 기준 절연 저항들 각각에 대한 측정 절연 저항들의 비율을 계산하는 단계(S230), 절연 저항들의 비율들을 기설정된 조건에 따라 절연저항 추정치로 환산하는 단계(S240) 및 절연 저항 추정치에 근거하여 애자들 각각의 불량을 판별하는 단계(S250)를 포함한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 절연 저항 추정치와 절연 저항 기준값의 비교 결과에 따라 불량 애자(S260)와 정상 애자(S270)로 판별한다.
이하에서는 도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법의 각 단계를 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 설명하기 위해 절연 저항을 측정하는 단계를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 기준 절연 저항을 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 애자들의 절연 저항을 측정하는 단계(S210)에서는 복수의 점검 대상 애자들로 이루어진 애자련에 고전압을 인가하여 애자들 각각에 인가되는 절연 저항을 측정한다. 도 9에서 제3 측정선(71)은 10개의 정상 애자들로 이루어진 애자련에 154kV를 인가하였을 때 애자들 각각으로부터 측정된 절연 저항값을 나타낸다. 또한, 제4 평가선(73)은 애자들 각각에서 측정된 절연 저항들의 평균값을 나타낸다. 정상 애자의 절연 저항값은 저습도 및 저오손 환경 조건에서 20GΩ 이상의 값을 보이나, 도 9의 절연 저항값들은 고습도 및 고오손의 환경 조건으로 인하여 애자들의 절연 저항의 저하가 애자마다 상이하게 나타나는 것을 볼 수 있다.
도 10을 참조하여, 애자들의 기준 절연 저항들을 계산하는 단계(S220)에서는 정상 애자들이 거의 동일한 절연 저항값을 갖는다는 가정에 기초하여 측정된 절연 저항들에 선형 근사법을 적용하여 절연 저항들을 근사화한다. 도 10에서 제5 평가선(83)은 다음에 기술할 절연 저항의 측정값에 선형 근사법을 적용하여 최종적으로 계산된 절연 저항들의 근사값을 나타낸다.
상술한 바와 같이, 절연 저항의 측정값에 선형 근사법을 적용하면, 1번째 애자와 10번째 애자처럼 절연 저항의 평균값보다 매우 큰 데이터들로 인해 대부분의 절연 저항들이 절연 저항의 측정값 근처에 존재하지 않는 직선으로 근사화된다. 이에 따라, 절연 저항의 평균값으로부터 크게 벗어나는 절연 저항의 측정값은 선형 근사법을 적용할 때 제외시켜야한다. 이때, 불량으로 인해 기준값보다 훨씬 작은 값들만 존재할 수 있는 분담 전압과 달리 0Ω ~ 수십GΩ의 넓은 범위 값을 갖는 절연 저항의 측정값들에는 평균값보다 매우 큰 값들과, 평균값보다 매우 작은 값들이 존재할 수 있다. 따라서, 평균값보다 매우 큰 값들을 분류하여 제외시킨 후 평균값보다 매우 작은 값을 분리하여 제외시킨다.
애자들의 기준 절연 저항들을 계산하는 단계(S220)는 선형 근사법이 적용되는 측정 절연 저항을 판단하는 단계를 더 포함한다.
선형 근사법이 적용되는 측정 절연 저항을 계산하는 단계는 제3 측정선(71)에서 절연 저항의 평균값을 크게 벗어나는 측정 절연 저항을 제외하고 기준 절연 저항들을 재계산한다. 이를 위해 먼저 절연 저항들의 평균값보다 매우 큰 값을 갖는 절연 저항의 측정값은 선형 근사법이 적용되는 대상에서 제외한다.
구체적으로 n개의 애자로 구성된 애자련에서 1 이상 및 n 이하의 범위를 갖는 i번째 애자의 측정 절연 저항에 대하여 수학식 3을 적용하여 선형 근사법의 적용 대상 여부를 판단한다.
[수학식 3]
Figure 112011028186113-pat00004
수학식 3에서 Rim은 i번째 애자의 측정 절연 저항이고, Ria는 평균 절연 저항값이다. 또한, 수학식 3에서 Qthr는 기준 절연 저항에 대한 측정 절연 저항의 비율로써 선형 근사법의 적용 여부를 판단하는 임계값이다. 이때, 수학식 3을 만족하여 선형 근사법의 적용 제외 대상에 해당되는 i번째 애자에 대해서는 자신의 측정 절연 저항 대신에 선형 근사법의 적용 대상으로서 다른 값을 사용한다. 즉, 수학식 3에서 i가 1보다 크고 n보다 작을 경우에는 (Ri -1+Ri +1)/2의 값이 적용된다. 또한, 애자련의 경계에 해당하는 i가 1인 경우에는 Ri +1의 값이 적용되고, i가 n인 경우에는 Ri-1의 값이 적용된다. 여기서, Ri는 i번째 애자의 측정 절연 저항을 나타낸다.
다음으로 수학식 3을 통해서 얻어진 절연 저항의 분포에서 평균값보다 매우 작은 값을 갖는 측정 절연 저항을 제외시킨다. 이를 위해 절연 저항의 분포에서 평균 절연 저항을 다시 구하고, 수학식 4를 적용한다.
[수학식 4]
Figure 112011028186113-pat00005
수학식 4에서 Qtlr은 기준 절연 저항에 대한 측정 절연 저항의 비율로써 선형 근사법의 적용 대상 여부를 판단하는 임계값이다. 수학식 3의 경우와 마찬가지로, 수학식 4를 만족하여 선형 근사법의 적용 제외 대상에 해당된 애자에 대해서는 자신의 측정 절연 저항 대신에 선형 근사법의 적용 대상으로서 이웃한 애자들의 측정 절연 저항들의 평균값을 사용한다. 수학식 4에서 최종적으로 구해진 절연 저항의 분포에 선형 근사법을 2차로 적용하면 제5 평가선(83)으로 근사화된다. 여기서, Qthr과 Qtlr은 실험적인 근거에 따라 130% 및 75%로 설정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 기준 절연 저항에 대한 측정 절연 저항의 비율을 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 기준 절연 저항들 각각에 대한 측정 절연 저항들의 비율들을 계산하는 단계(S230)는 수학식 5를 통해 선형 근사법에 의해 계산된 기준 절연 저항에 대한 측정 절연 저항의 비율을 계산한다. 도 11에서 제6 평가선(90)은 도 10에 도시된 기준 절연 저항(83)에 대한 측정 절연 저항(71)의 비율을 나타낸다.
[수학식 5]
Figure 112011028186113-pat00006
수학식 5에서 Pi는 i번째 애자의 기준 절연 저항에 대한 측정 절연 저항의 비율이고, Rim은 i번째 애자의 측정 절연 저항이며, Rie는 i번째 애자의 기준 절연 저항이다.
이렇게 구해진 절연 저항의 비율은 절연 저항의 비율의 임계값(95)을 초과하면 정상 애자로 간주된다. 도 11에서는 정상 애자의 경우 절연 저항의 비율의 임계값(95)이 약 75%로 설정된다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법에서 절연 저항의 비율을 절연저항 추정치로 환산하는 단계와 애자의 불량을 판별하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 절연 저항의 비율을 절연 저항 추정치로 환산하는 단계(S240)는 계산된 절연 저항의 비율로부터 저습도 및 저오손 환경 하에서 애자가 갖는 절연 저항 추정치(101)로 환산한다. 여기서, 계산된 절연 저항의 비율이 도 11의 절연 저항의 비율의 임계값(Q100r%)(95)을 넘으면 정상 애자로 간주하여 정상 애자의 절연 저항값으로 설정하고, Q100r%를 넘지 않으면 정상 애자의 절연 저항값 대비 그 크기에 비례한 값으로 설정한다. 여기서, Q100r은 절연 저항의 비율의 임계값(95)과 같이 실험적인 근거에 의해 약 75%로 설정할 수 있고, 정상 애자의 절연 저항값은 수십GΩ이지만 본 실시 예에서는 그래프 출력의 편의상 정상 애자의 절연 저항값을 2GΩ으로 설정하였다. 도 11의 제6 평가선(90)에 대하여 각 애자의 절연 저항 추정치로 환산하면 도 12의 제7 평가선(101)과 같다.
애자의 불량을 판별하는 단계(S250)는 절연 저항 추정치(101)으로 환산된 애자의 절연 저항값이 절연 저항 기준값(103)보다 작을 경우 불량 애자로 판별한다.
도 12는 불량 애자가 없는 정상 애자련의 절연 저항 추정치(101)를 나타내고, 도 13은 5번째 애자가 불량 애자로 판별되는 다른 실시 예의 경우에 계산된 절연 저항 추정치(105)를 나타낸다. 예를 들어, 도 13에서 5번째 애자는 절연 저항 추정치(105)가 2.60MΩ으로 계산되어 불량 애자로 판별된다. 여기서, 절연 저항 기준값(103)은 애자의 정상 동작에 근거하여 약 1000MΩ으로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 주위 환경의 온도, 습도 및 애자의 오손도의 영향에 의해 애자련을 구성하는 애자의 절연 저항의 저하가 애자마다 상이할 때 애자의 절연 저항을 이용하여 불량 애자를 검출할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법을 나타내는 도면이다.
도 14을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 애자련에서 측정된 분담 전압을 이용하여 제1 불량 예상 애자를 검출하는 단계(300), 애자련에서 측정된 절연 저항을 이용하여 제2 불량 예상 애자를 검출하는 단계(400) 및 제1 불량 예상 애자와 상기 제2 불량 예상 애자를 비교하여 불량 애자를 확정하는 단계(S500)를 포함한다.
애자련에서 측정된 분담 전압을 이용하여 제1 불량 예상 애자를 검출하는 단계(S300)는 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 상기 애자들 각각의 분담 전압을 측정하는 단계(S310), 측정된 분담 전압들에 곡선 근사법을 적용하여 기준 분담 전압들을 계산하는 단계(S320), 기준 분담 전압들 각각에 대한 측정 분담 전압들의 비율을 계산하는 단계(S330), 분담 전압들의 비율들을 설정된 환경 조건에 따라 절연저항 추정치로 환산하는 단계(S340), 절연 저항 추정치와 절연 저항 기준값을 비교하는 단계(S350) 및 절연 저항 추정치에 근거하여 애자들 각각의 불량을 판별하여 제1 불량 예상 애자를 검출하는 단계(S360)를 포함한다. 여기서 제1 불량 예상 애자를 검출하는 단계(S300)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 애자 점검 방법과 동일한 방법으로 진행되므로 상세한 설명을 생략한다.
애자련에서 측정된 절연 저항을 이용하여 제2 불량 예상 애자를 검출하는 단계(S400)는 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 상기 애자들 각각의 절연 저항을 측정하는 단계(S410), 측정된 절연 저항들에 선형 근사법을 적용하여 기준 절연 저항들을 계산하는 단계(S420), 기준 절연 저항들 각각에 대한 측정 절연 저항들의 비율을 계산하는 단계(S430), 절연 저항들의 비율들을 기설된 조건에 따라 절연저항 추정치로 환산하는 단계(S440), 절연 저항 추정치와 절연 저항 기준값을 비교하는 단계(S450) 및 절연 저항 추정치에 근거하여 애자들 각각의 불량을 판별하여 제2 불량 예상 애자를 검출하는 단계(S460)를 포함한다. 여기서 제2 불량 예상 애자를 검출하는 단계(S400)는 도 8 내지 도 13을 참조하여 설명한 애자 점검 방법과 동일한 방법으로 진행되므로 상세한 설명을 생략한다.
제1 불량 예상 애자와 상기 제2 불량 예상 애자를 비교하여 불량 애자를 확정하는 단계(S500)는 제1 불량 예상 애자와 제2 불량 예상 애자가 애자련에서 동일한 애자인지 비교한다. 이때, 제1 불량 예상 애자와 제2 불량 예상 애자가 동일한 애자이면 제1 불량 예상 애자와 제2 불량 예상 애자는 불량 애자로 확정된다. 만약, 제1 불량 예상 애자와 제2 불량 예상 애자가 서로 다른 애자이면 제1 불량 예상 애자와 제2 불량 예상 애자는 불량 예상 애자로 최종 판정된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 애자 검사 방법은 분담 전압과 절연 저항을 이용하여 애자를 검사함으로써, 애자를 정확하게 검사하여 불량 여부를 확정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 제1 측정선
13: 제1 평가선
21: 제2 측정선
23: 제2 평가선
33: 제3 평가선
40: 제4 평가선

Claims (2)

  1. 복수의 애자를 포함하는 애자련에서 상기 애자들 각각의 절연 저항을 측정하는 단계;
    상기 애자들 각각의 측정 절연 저항에 선형 근사법을 1차로 적용하여 기준 절연 저항들을 계산하는 단계;
    상기 측정 절연 저항들과 상기 기준 절연 저항들을 이용하여 상기 애자들 각각의 측정 절연 저항의 기준 분포를 재구성하는 단계;
    재구성된 상기 애자들 각각의 측정 절연 저항의 기준 분포에 상기 선형 근사법을 2차로 적용하여 상기 기준 절연 저항들을 재계산하는 단계;
    상기 기준 절연 저항들 각각에 대한 상기 측정 절연 저항들의 비율들을 계산하는 단계;
    상기 절연 저항의 비율들을 설정된 환경 조건에 따라 절연 저항 추정치로 환산하는 단계; 및
    상기 절연 저항 추정치에 근거하여 상기 애자들 각각의 특성 오류를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애자 검사 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 절연 저항의 비율들을 절연저항 추정치로 환산하는 단계는 저습도 및 저오손 환경 조건에 따라 상기 절연 저항의 비율과 상기 절연 저항의 관계를 이용하여 상기 절연저항 추정치로 환산하는 것을 특징으로 하는 애자 검사 방법.
KR1020110035406A 2011-04-15 2011-04-15 애자 점검 방법 KR101074138B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110035406A KR101074138B1 (ko) 2011-04-15 2011-04-15 애자 점검 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110035406A KR101074138B1 (ko) 2011-04-15 2011-04-15 애자 점검 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090102516A Division KR101032466B1 (ko) 2009-10-27 2009-10-27 애자 점검 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110046429A KR20110046429A (ko) 2011-05-04
KR101074138B1 true KR101074138B1 (ko) 2011-10-17

Family

ID=44241341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110035406A KR101074138B1 (ko) 2011-04-15 2011-04-15 애자 점검 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101074138B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102036453B1 (ko) * 2018-06-05 2019-10-24 한국전력공사 폴리머 현수애자 고장감지 장치 및 방법
KR102371715B1 (ko) * 2020-05-22 2022-03-04 한전케이디엔주식회사 애자련 수명 예측 장치 및 그 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7119784B2 (ja) 2018-08-31 2022-08-17 スズキ株式会社 変速機のオイルガター

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7119784B2 (ja) 2018-08-31 2022-08-17 スズキ株式会社 変速機のオイルガター

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110046429A (ko) 2011-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101032466B1 (ko) 애자 점검 방법
CN107430161B (zh) 一种用于监测变压器套管的方法及其系统
CN102955088B (zh) 一种基于有限元数据库的零值绝缘子检测方法
KR100968046B1 (ko) 가공 지선이 연결된 송전 선로에서 송전 철탑 접지 저항 측정 방법
CN110244810B (zh) 牵引供电系统中杂散电流值的获取方法
KR101074138B1 (ko) 애자 점검 방법
JP5562287B2 (ja) 受配電機器の余寿命診断方法および余寿命診断装置
US10461690B2 (en) Defect inspection method and system for solar cell
AU2014204547B2 (en) Identifying defective electrical cables
Munir et al. A novel technique for condition monitoring of metal oxide surge arrester based on fifth harmonic resistive current
KR101682929B1 (ko) 태양광 모듈의 절연저항 측정 방법
Chaouche et al. Finite element method to construct a lumped parameter ladder network of the transformer winding
CN104977514A (zh) 一种高压直流线路起晕电压判定方法
WO2016088175A1 (ja) 絶縁ケーブル残寿命推定装置
Jauregui-Rivera et al. Improving reliability assessment of transformer thermal top-oil model parameters estimated from measured data
US20140239972A1 (en) Method and apparatus for monitoring condition of a splice
RU2540153C2 (ru) Способ и устройство для определения входного напряжения на местной сетевой станции электросети
WO2016088174A1 (ja) 絶縁ケーブル点検支援装置
RU2305848C1 (ru) Способ дистанционной диагностики многоэлементной изолирующей конструкции
CN102519625B (zh) 一种利用光纤Bragg光栅温度传感器测量瓷质绝缘子温度的方法
JP6031875B2 (ja) 組電池の検査方法および装置
RU2488837C1 (ru) Способ измерения потерь мощности на корону в линии электропередачи
Bedialauneta et al. Factors that affect the sag-tension model of an overhead conductor
Blanco-Solano et al. Voltage sag state estimation using compressive sensing in power systems
Teninge et al. Voltage profile analysis for fault distance estimation in distribution network

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161005

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171011

Year of fee payment: 7