KR101126462B1 - 절연유내의 잔여 가스압 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연유내의 잔여 가스압을 측정하는 잔여가스압 측정장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정장치는, 내부에 절연유에 함유된 가스압을 측정하기 위한 가스압 눈금선이 표시된 유리관과 상기 유리관을 덮어 씌운 챔버를 갖는 상부 챔버와; 상기 상부 챔부의 하단부와 연결되는 하부 챔버와; 절연유를 공급하기 위한 메인 밸브와; 배관에 의해 일단이 상기 메인 밸브에 연결되고 타단이 상기 하부 챔버 내부와 연결되는 플러싱 밸브와; 배관에 의해 일단이 상기 메인 밸브에 연결되고 타단이 상기 유리관 내부와 연결되는 오일 주입 밸브와; 배관에 의해 일단이 상기 상부 챔버와 연결되고 타단이 상기 하부 챔버 내부와 연결되는 상부 드레인 밸브와; 배관에 의해 상기 하부 챔버와 연결되어 진공 라인을 형성하는 진공 라인 밸브;를 포함하여 이루어진다.

Description

절연유내의 잔여 가스압 측정장치{MEASURING EQUIPMENT OF RESIDUAL GAS PRESSURE CONTAINED IN INSULATION OIL}
본 발명은 절연유내의 잔여 가스압을 측정하는 잔여가스압 측정장치에 관한 것이다.
초고압 전력 송전시스템에는 케이블, 접속함 및 변압기 등 전력공급에 필요한 설비들이 설치되며, 이러한 설비들에는 절연재료로 사용되는 절연유가 보편적으로 사용된다.
하지만, 초고압 계통에서는 절연유의 절연순도가 일정 기준치 범위내에 존재해야 하며 그렇지 않은 경우 돌발적인 사고가 발생하여 전력공급이 중단되어 막대한 경제적 손실이 발생하게 된다.
이러한 일환으로 운전중인 초고압 계통에서 절연재료로 사용되는 절연유의 내부적인 결함에 의해 발생될 수 있는 과열, 아크 또는 부분방전 등의 이상을 조기에 발견하는 방법은 여러 가지가 있으나, 그 중에서 절연유 중에 포함된 잔여 가스압의 측정에 따라 설계 기준치를 초과하는 경우 그에 따른 조치를 취하여 사고를 미연에 방지하여 초고압 계통의 신뢰도를 높여야 한다.
초고압 계통에서 사용되는 OF(Oil Filled) 케이블이나 이러한 OF 케이블의 접속에 사용되는 OF 케이블 접속함 또는 변압기 등은 운행중에 자체의 내부에서는 열이 동반하여 발생하며, 이 열에 의해서 내부의 절연유 등의 절연물이 분해되면서 가스가 생성되어 절연유 중에 용해된다. 그러므로 절연유 중에 용해되어 있는 가스를 추출하여 가스의 종류와 함량을 분석함으로써 기기나 케이블 내부의 이상여부와 이상의 종류를 조기에 진단하여야 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 초고압 전력 시스템 계통에서 절연재료로 사용되는 절연유에 포함된 잔여가스압을 측정하는 설비를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정장치는, 내부에 절연유에 함유된 가스압을 측정하기 위한 가스압 눈금선이 표시된 유리관과 상기 유리관을 덮어 씌운 챔버를 갖는 상부 챔버와; 상기 상부 챔부의 하단부와 연결되는 하부 챔버와; 절연유를 공급하기 위한 메인 밸브와; 배관에 의해 일단이 상기 메인 밸브에 연결되고 타단이 상기 하부 챔버 내부와 연결되는 플러싱 밸브와; 배관에 의해 일단이 상기 메인 밸브에 연결되고 타단이 상기 유리관 내부와 연결되는 오일 주입 밸브와; 배관에 의해 일단이 상기 상부 챔버와 연결되고 타단이 상기 하부 챔버 내부와 연결되는 상부 드레인 밸브와; 배관에 의해 상기 하부 챔버와 연결되어 진공 라인을 형성하는 진공 라인 밸브;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 상부 챔버 내부에는 절연유 내 가스압의 분압 유지를 위한 분압유지관이 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 상부 챔버와 하부 챔버는 석영관으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 초고압 전력 시스템 계통에서 절연재료로 사용되는 절연유에 포함된 잔여가스압을 측정하는 설비를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정장치의 잔여 가스압 측정 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정장치의 구조 및 측정방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정장치의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정장치는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)와 프레임(121)으로 이루어진다.
상부 챔버(110)와 하부 챔버(120)는 서로 상하로 구분되어 연결되며, 다수개의 배관라인에 의해 서로 연결되며, 다수개의 배관라인에는 개소 마다 다양한 밸브가 장착되는 구조를 갖는다.
일단의 배관 선단은 급유 라인을 구성하고, 타단의 배관 선단은 진공 라인을 구성한다.
상부 챔버(110)는 이중의 석영관으로 이루어지며, 외부의 석영관은 챔버(113)이고 내부의 유리관(111)은 가스의 진공 눈금선이 표시된다. 유리관(111)의 일측에는 절연유에 포함된 가스압의 분압을 유지하도록 하는 분압유지관(112)이 더 형성된다.
하부 챔버(120)의 측면은 석영관으로 형성되며, 상하면은 스틸재로 이루어진다. 하부면에는 잔여 절연유를 외부로 배출시킬 수 있는 배출홀이 마련될 수 있으며, 상부면에는 다수개의 배관들이 연결된다.
급유라인에는 절연유를 공급할 수 있는 절연유 PT(Pressure Tank) 등이 연결되며 메인 밸브(130)가 연결된다.
메인 밸브(130)의 출력단에는 배관이 2분기되어 하나의 분기관은 플러싱 밸브(140)에 연결되고 다른 하나의 분기관은 오일 주입 밸브(150)에 연결된다.
플러싱 밸브(140)의 타단은 배관에 의해 하부 챔버(120) 내부와 연결되며, 오일 주입 밸브(150)의 타단은 배관에 의해 상부 챔버(110)와 연결되어 유리관(111)의 내부와 연결된다.
중앙부에는 하부 챔버(120)의 내부와 연결된 배관이 일측에는 진공 라인 밸브(180)와 연결되고 타측에는 기압의 배출 및 차단을 담당하는 밴트 밸브(170)가 연결된다.
진공 라인 밸브(180)의 앞단에는 진공도를 체크하기 위한 진공게이지 센서(190)가 더 형성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 절연유내의 잔여 가스압을 측정하는 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정장치의 잔여 가스압 측정 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
본 발명에 따른 절연유내의 잔여 가스압 측정은 기체의 용해도를 이용한 가스 측정법의 원리를 이용하는 방법으로서, 일반적으로 액체에 대한 기체의 용해도는 헨리의 법칙(Henry's Law)에 따른다.
Figure 112010060070514-pat00001
여기서, G는 절연유중에 용해되어 있는 가스의 농도, K는 가스의 종류 또는 온도에 의존하는 상수, Pgas는 액체 상부의 공간층에 있는 특정가스의 분압을 나타낸다.
액체로부터 공간층으로 증발하는 기체의 용해속도와 공간층으로부터 액체로 용해되는 속도가 같을 때 공간층의 기체농도와 액체중의 기체농도 사이에 평형상태에 도달하게 된다. 가스의 증발속도는 용액 부피당의 분자수에 의존하고, 용해속도는 용액위 즉 공간층에 있는 기체의 단위 부피당의 분자수에 의존한다.
위 수학식1에서 액체인 절연유중에 가스농도(G)가 증가하면 K가 일정값이 될 때까지 절연유에서 가스가 빠져나와 공간층으로 이동하여 가스의 분압(Pgas)이 증가하게 된다. 그러므로 공간층에 있는 가스농도와 절연유중의 가스농도 사이에 일정한 관계가 있으므로 공간층의 가스농도를 측정하므로써 절연유중에 포함되어 있는 총 가스농도를 알 수 있다.
이러한 헨리의 법칙을 근거로 도 2를 참조하여 절연유내의 잔여 가스압 측정방법을 설명한다.
먼저, 절연유내에 용해되어 있는 잔여 가스압을 측정하기 전에 가스압 측정장치의 누기 검사를 실시한다.
가스압 측정장치의 누기 검사는 메인 밸브(230)와 밴트 밸브(270)을 닫고, 플러싱 밸브(240), 오일 주입 밸브(250), 상부 드레인 밸브(260) 및 진공 라인 밸브(280)를 연 상태로 놓는다.
이 상태에서 진공 펌프를 소정 시간 작동시켜 소정 진공도(Torr)를 체크하여 진공 라인 밸브(280)를 닫은 상태에서 도달 진공도를 기록한다. 이때 1분, 5분 경과후 Stop치를 확인하는 것이 바람직하다. 기준치를 초과한 경우에는 누기부 확인을 위해 배관 라인을 재점검후 상술한 공정을 반복한다. 진공도 확인을 위해 진공게이지(290)가 진공 라인 밸브(280) 전단에 형성된다.
이어서, 오일 주입 밸브(250) 및 상부 드레인 밸브(260)를 닫고, 메인 밸브(230)를 연 상태에서 PT(202) 내의 절연유를 플러싱 밸브(240)를 통해 잔여 가스압 측정장치의 하부 챔버(220)로 소정량의 절연유를 오버 플러싱한다.
오버 플러싱이 완료된 후 다시 플러싱 밸브(240)을 닫고, 오일 주입 밸브(250)를 연 상태에서, 절연유가 상부 챔버(210)의 내부 유리관(211) 끝까지 분출되도록 한다. 이때 상부 챔버(210)의 내부 유리관(211)으로부터 분출된 절연유를 다시 하부 챔버(220) 내부로 오버 플러싱하기 위해 상부 드레인 밸브(260)를 열었다가 다시 잠근다.
오버 플러싱이 끝난 후에는 다시 배관라인에 대해 도달 진공도까지 진공 작업을 재실시한다. 배관라인의 진공시 처음 진공을 잡을 때와 마찬가지로, 메인 밸브(230)와 밴트 밸브(270)을 닫고, 플러싱 밸브(240), 오일 주입 밸브(250), 상부 드레인 밸브(260) 및 진공 라인 밸브(280)를 연 상태에서 진공 작업을 한다.
배관라인의 진공도가 체크되면, 오일 주입 밸브(250) 및 상부 드레인 밸브(260)를 닫고, 메인 밸브(230)를 연 상태에서 오일 주입 밸브(250)를 미세 조정하여 규정에 의한 밸브 눈금선을 맞춘다.
이어서, 진공 라인 밸브(280)를 잠근 후에 유리관(211) 내의 가스압 눈금선(201)으로 측정을 개시한다. 이 때 측정 시작시의 압력 확인 및 기록이 이루어지고 시간이 경과함에 따라 내부 유리관(211)의 유위가 내려가면 소정 시간 경과후의 압력을 재기록한다. 정확한 측정치를 얻기 위해서는 오일 주입 밸브(250)를 미세 조정하여 반복적으로 가스압을 체크하여 동일한 데이타가 얻어지도록 하는 것이 바람직하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110, 210 : 상부 챔버 111, 211 : 유리관
112, 212 : 분압유지관 113, 213 : 챔버
120, 220 : 하부 챔버 130, 230 : 메인 밸브
140, 240 : 플러싱 밸브 150, 250 : 오일 주입 밸브
160, 260 : 상부 드레인 밸브 170, 270 : 밴트 밸브
180, 280 : 진공 라인 밸브 190, 290 : 진공게이지
201 : 가스압 눈금선 202 : PT

Claims (3)

  1. 내부에 절연유에 함유된 가스압을 측정하기 위한 가스압 눈금선이 표시된 유리관과 상기 유리관을 덮어 씌운 챔버를 갖는 상부 챔버와;
    상기 상부 챔부의 하단부와 연결되는 하부 챔버와;
    절연유를 공급하기 위한 메인 밸브와;
    배관에 의해 일단이 상기 메인 밸브에 연결되고 타단이 상기 하부 챔버 내부와 연결되는 플러싱 밸브와;
    배관에 의해 일단이 상기 메인 밸브에 연결되고 타단이 상기 유리관 내부와 연결되는 오일 주입 밸브와;
    배관에 의해 일단이 상기 상부 챔버와 연결되고 타단이 상기 하부 챔버 내부와 연결되는 상부 드레인 밸브와;
    배관에 의해 상기 하부 챔버와 연결되어 진공 라인을 형성하는 진공 라인 밸브;를 포함하여 이루어지는, 절연유내의 잔여 가스압 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 챔버 내부에는 절연유 내 가스압의 분압 유지를 위한 분압유지관이 형성되는, 절연유내의 잔여 가스압 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 챔버와 하부 챔버는 석영관으로 이루어지는, 절연유내의 잔여 가스압 측정장치.
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