KR101172750B1 - 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치 및 방법 - Google Patents

진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크쉴드에 전기적으로 접촉되는 세라믹 커플러를 이용하여 진공차단기의 전류차단기구에 대한 부분방전을 용이하게 측정할 수 있도록 한 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 아크쉴드에 전기적으로 접촉되는 세라믹 커플러를 이용하여 전류차단기구의 정상 운전중에 중공관의 내부 압력상승으로 발생되는 부분방전을 측정하되, 전류차단기구의 중공관내 전극부와 아크쉴드 사이에 걸리는 전압의 크기를 크게 증가시켜서 전기 세기를 크게 증가시켜 줌으로써, 부분방전 측정에 따른 중공관내 압력상승 감지 범위를 넓혀줄 수 있고, 중공관내 압력 상승으로 발생하는 부분방전 크기를 크게 증가시켜 부분방전 측정감도를 향상시킬 수 있도록 한 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치 및 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치 및 방법{Partial discharge measurement method for vacuum interrupter of vacuum circuit breaker}
본 발명은 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크쉴드에 전기적으로 접촉되는 세라믹 커플러를 이용하여 진공차단기의 전류차단기구에 대한 부분방전을 용이하게 측정할 수 있도록 한 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
전기를 사용하는 전력계통에서 충전부가 단락되거나 접지되면, 큰 고장전류가 발생하게 되므로, 전력계통에서는 고장전류를 차단하거나 또는 부하에 흐르는 전류를 차단하기 위해서 차단기가 설치된다.
상기 차단기중 진공차단기(VCB: Vacuum Circuit Breaker)는 진공중에 접점이 존재하여, 흐르는 전류를 진공중에서 차단하는 장치로서, 진공중에서 전류를 차단하는 기능을 하는 전류차단기구(VI: Vacuum Interrupter)를 포함한다.
상기 진공차단기(VCB) 부품중 전류를 차단하는 기능을 하는 전류차단기구(VI)는 첨부한 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 구성되어 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 상기 전류차단기구(200)의 일 구성중 세라믹 또는 유리 재질의 중공관(212)이 실린더 형상으로 만들어져 있고, 이 세라믹 또는 유리 재질의 중공관(212)의 상부 및 하부에 금속성 프랜지(216)가 접착되어 밀봉됨으로써, 중공관(212)내의 진공이 유지되어진다.
또한, 세라믹 또는 유리 재질로 된 중공관(212)의 한쪽 프랜지(216a)에는 내부로 관통되는 가동전극(214)이 장착되고, 반대쪽 프랜지(216b)에는 내부로 관통되는 고정전극(215)이 장착되며, 가동전극(214) 및 고정전극(215)의 안쪽 끝단부에는 각각 접점(213a,213b)이 부착된다.
이때, 상기 가동전극(214)이 관통되는 한쪽 프랜지(216a)의 내면에는 가동전극(214)의 움직임을 허용하는 동시에 가동전극(214)의 외경부를 감싸며 밀봉시키는 벨로우즈(218)가 더 장착된다.
따라서, 상기 가동전극(214)을 움직여서, 가동전극(214)의 접점(213a)이 고정전극(215)의 접점(213b)에 붙게 되면, 양 전극(214,215)간에 전류가 통과하는 도전 상태가 되고, 각 접점(213a,213b)이 떨어지면 전류가 차단되는 상태가 된다.
한편, 가동전극(214)의 접점(213a)과 고정전극(215)의 접점(213b)이 반복적으로 붙으면서 발생하는 금속증기가 중공관(212)의 내부 표면에 부착되는 것을 방지하기 위하여, 중공관(212)의 내부 표면을 따라 금속성 아크쉴드(217)가 일정거리로 떨어져 이격 설치된다.
또한, 상기 아크쉴드(217)에는 아크쉴드(217)를 중공관(212)에 고정하기 위하여 금속성 판오링(211)의 내측단이 연결되고, 이 판오링(211)의 외측단은 중공관 (212)의 가운데에 삽입되어 접착된다.
이때, 상기 금속성 판오링(211)의 외측단은 도 1a 및 도 1b에서 도시된 바와 같이 중공관(212)을 통과하여 공기중에 노출되거나, 도 1c에 도시된 바와 같이 외부로 노출되지 않고 중공관(212)의 내벽면에 삽입 고정된다.
통상, 상기와 같은 구성의 진공차단기용 전류차단기구는 그 제작 초기에는 전류차단기구(200)의 중공관(212)내 압력은 매우 낮아 고진공으로 유지되지만, 장시간 사용함에 따라 누기, 공기투과 등으로 인하여 중공관(212)내의 내부압력이 점차 상승하게 된다.
이렇게 중공관(212)내의 내부 압력이 상승하여 한계 압력 이상으로 상승하게 되면 중공관 내부의 절연내력이 떨어지고 그에 따라 전류차단에 실패하여 큰 사고로 이어질 수 있다.
따라서, 전류 차단이 원할하게 이루어지도록, 즉 전류 차단 기능이 원할하게 이루어지지 않는 것을 방지하기 위하여, 전류차단기구(200)의 중공관(212) 내부압력을 감시하는 것은 매우 중요하다 하겠다.
상기 전류차단기구의 중공관내의 내부압력을 감시하는 종래의 방법으로서, 중공관(212)내의 두 개의 접점(213a,213b)을 개방시킨 상태에서, 양 접점간에 일정한 직류전압을 인가한 후, 양 접점간의 전기적 섬락 유무 또는 직류누설전류의 크기를 측정하여 내부압력의 상태를 점검하는 방법이 있다.
그러나, 위의 방법은 중공관내의 양 접점 사이에 높은 직류전압을 인가해야 하기 때문에 직류시험 전압발생장치가 반드시 필요한 단점이 있다.
상기 전류차단기구의 중공관내의 내부압력을 감시하는 종래의 다른 방법으로서, 부분방전을 이용하여 중공관 내부의 압력상승을 점검하는 방법이 있으며, 이 방법은 중공관의 내부 압력이 증가하여 일정 압력 이상이 되었을 때 중공관내에서 발생하는 부분방전을 중공관 주위에 설치된 안테나를 사용하여 측정하는 방법이다.
일반적으로서, 부분방전이라 함은 각종 산업체 및 전력계통 변전소에 설치되는 수전설비 및 고압 배전반 등과 같은 전력기기의 어느 한 부분에 생기는 방전을 총칭하는 것으로서, 한계전압 이상에서 부분방전이 발생하며, 전압이 커지면 커질수록 부분방전의 크기도 증가하는 것으로 알려져 있다.
이에, 전류차단기구의 중공관내에서는 가동전극 및 고정전극(214, 215)과 아크쉴드(217)간, 또는 아크쉴드(217)와 접지(370)간에서 발생하는 부분방전이 존재하게 되고, 중공관의 내부압력 증가로 발생하는 부분방전측정은 중공관 내부의 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이에 발생하는 부분방전을 측정하는 것을 말한다.
그러나, 부분방전을 중공관 주위에 설치된 안테나를 이용하여 측정하는 종래의 방법은 강제로 중공관 주위에 금속 접지층을 근접 설치하여, 전극부와 아크쉴드사이의 전기세기를 높이는 방법으로서, 전기의 세기를 크게 하기 위하여 지나치게 금속 접지층을 근접 설치하면 중공관내의 전극부와 금속접지층 사이의 전기적 절연이 파괴될 수 있어 어느 정도 이상의 근접은 불가능하며, 그에 따라 감지 가능한 중공관내의 압력상승 범위가 좁아지거나 충분한 측정감도를 얻을 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 아크쉴드에 전기적으로 접촉되는 세라믹 커플러를 이용하여 전류차단기구의 정상 운전중에 중공관의 내부 압력상승으로 발생되는 부분방전을 측정하되, 전류차단기구의 중공관내 전극부와 아크쉴드 사이에 걸리는 전압의 크기를 크게 증가시키는 동시에 전기 세기를 크게 증가시켜 줌으로써, 부분방전 측정에 따른 중공관내 압력상승 감지 범위를 넓혀줄 수 있고, 중공관내 압력 상승으로 발생하는 부분방전 크기를 크게 증가시켜 부분방전 측정감도를 향상시킬 수 있도록 한 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 중공관과, 중공관의 내부에 상호 접촉 가능하게 배치되는 전극부인 가동전극 및 고정전극과, 중공관의 내부 표면을 따라 이격 장착된 금속성 아크쉴드와, 아크쉴드를 중공관에 고정하기 위한 금속성 판오링을 포함하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치에 있어서, 상기 중공관의 외부로 노출되는 금속성 판오링에 금속선을 매개로 세라믹 커플러를 연결하고, 이 세라믹 커플러의 부분방전펄스 인출부에 부분방전 검출장치를 신호케이블로 연결하는 동시에 부분방전 검출장치의 출력부에 부분방전 측정장치를 신호케이블로 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 아크쉴드와 연결된 금속성 판오링이 중공관의 벽면에 압입된 경우, 압입된 금속성 판오링의 끝단부와 최단거리가 되도록 중공관의 외경면에 금속링을 더 장착하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 세라믹 커플러는 전극부와 아크쉴드 사이의 커패시턴스에 비하여 휠씬 큰 커패시턴스로서 채택된 것임을 특징으로 한다.
또한, 상기 세라믹 커플러는 커패시턴스로서 아크쉴드와 접지 사이의 스트레이 커패시턴스와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 진공차단기용 전류차단기구의 전극부와 아크쉴드 사이의 커패시턴스에 비하여 휠씬 큰 커패시턴스로서 채택된 세라믹 커플러를 아크쉴드와 접지 사이의 스트레이 커패시턴스와 병렬로 연결한 상태에서, 중공관내의 전극부와 아크쉴드 사이에 걸리는 전압의 크기 증가에 따른 전기 세기를 증가시키는 단계와; 부분방전 발생 한계전압 이상으로 부분방전을 임의로 발생시키는 단계와; 발생된 부분방전을 측정하는 단계; 를 진행하여, 중공관내의 측정 가능한 압력상승 감지범위를 넓힐 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정방법을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 전극부와 아크쉴드 사이에 걸리는 전압이 아크쉴드와 접지 간에 걸리는 전압에 비하여 휠씬 커지게 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 부분방전을 측정하는 단계는: 상기 중공관내의 전극부와 아크쉴드 사이에 발생하는 부분방전 펄스전류가 세라믹 커플러를 통해서 흐르는 과정과; 세라믹 커플러에 연결된 부분방전 검출장치에서 부분방전신호를 검출하는 과정과; 검출된 신호를 기반으로 부분방전 측정장치에서 부분방전 크기를 계측하는 과정; 으로 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 진공차단기(VCB) 부품중 전류를 차단하는 기능을 하는 전류차단기구의 전극부와 아크쉴드 사이의 커패시턴스보다 휠씬 큰 커패시턴스를 갖는 세라믹 커플러를 아크쉴드와 접지 사이에 전기적으로 연결하고, 전극부와 아크쉴드 사이에 걸리는 전압을 크게 하여 전기의 세기를 크게 증가시켜서, 본래 중공관의 내부압력 상승에 의하여 전극부와 아크쉴드 사이에서 발생하는 부분방전을 임의로 크게 키워줌으로써, 부분방전 측정감도를 향상시킬 수 있다.
특히, 세라믹 커플러를 사용하여 전극부와 아크쉴드 사이의 전압을 부분방전 한계전압 이상으로 크게 인가하여 부분방전을 발생시킴으로써, 전류차단기구의 중공관내 내부압력상승 감지범위를 넓혀줄 수 있고, 결국 전류차단기구의 중공관 내부압력을 감시하는 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
다시 말해서, 전류차단기구의 중공관을 반복 사용함에 따라 그 내부압력이 상승할 때, 전극부와 아크쉴드 사이에 걸리는 전압을 한계전압 이상으로 크게 인가하여 부분방전을 크게 발생시킴에 따라, 감지할 수 있는 내부압력 상승범위를 넓히거나, 또는 이미 발생된 부분방전 크기를 크게 하여 측정 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 진공차단기의 전류차단기구 구조를 나타내는 도면으로서, 금속성 판오링이 외부로 노출되어 있는 타입을 나타내는 개략적인 외관 사시도 및 단면도,
도 1c는 진공차단기의 전류차단기구 구조를 나타내는 도면으로서, 금속성 판오링이 외부로 노출되지 않는 타입을 나타내는 개략적 단면도,
도 2는 세라믹 커플러가 존재하지 않는 종래의 전류차단기구의 정상 운전시, 각 구성간의 전기적 상수 구성도,
도 3은 세라믹 커플러가 연결된 본 발명의 전류차단기구의 정상 운전시, 각 구성간의 전기적 상수 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치에 대한 일 실시예를 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치에 대한 다른 실시예를 나타내는 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 전극부와 아크쉴드 사이에 걸리는 전압을 크게 하여 전기의 세기를 크게 증가시키고, 부분방전 측정에 따른 중공관 내부의 감지 가능한 압력상승 범위를 넓혀줄 수 있으며, 동일한 내부압력에서 부분방전 발생량이 커져서 부분방전 측정감도를 향상시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
다시 말해서, 첨부한 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 진공차단기(VCB) 부품중 전류를 차단하는 기능을 하는 전류차단기구(200)에 세라믹 커플러(Cc, 300)를 연결한 상태에서, 전류차단기구(200)의 중공관(212)내에 삽입된 가동전극(214) 및 고정전극(215)과 그 외주부에 위치하는 아크쉴드(217) 사이에 걸리는 전압의 크기를 크게 하여 전기 세기를 크게 해줌으로써, 중공관(212)의 내부압력 상승으로 발생하는 부분방전 크기를 임의로 크게 발생시켜 부분방전 측정감도를 향상시킬 수 있고, 특히 각 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이의 인가 전압을 부분방전 한계전압 이상까지 크게 인가하는 동시에 이때 발생하는 부분방전을 측정하여 중공관내의 압력상승 감지 범위를 크게 넓혀줄 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 가동전극(214) 및 고정전극(215)을 포함하는 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이에 걸리는 전압을 크게 하기 위하여, 도 3 내지 도 5에서 도시된 바와 같이 아크쉴드(217)와 접지(370) 사이에 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이의 커패시턴스(Ca)보다 충분히 큰 커패시턴스를 가진 세라믹 커플러(Cc, 300)를 전기적으로 삽입하는 방법을 사용한다.
따라서, 세라믹 커플러(300)를 통해서 흐르는 부분방전 신호를 세라믹 커플러(300)에 연결된 부분방전 검출장치(350)에서 검출하고, 검출된 부분방전 신호를 수신한 부분방전 측정장치(360)에서 부분방전 크기를 측정하게 된다.
첨부한 도 4는 본 발명에 따른 부분방전 측정장치의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 측정장치는 금속성 판오링(211)의 외측단이 중공관(212)을 통과하여 공기중에 노출된 경우에 설치된 예로서, 외부로 노출된 판오링(211)의 외측단에 금속선(330)에 의하여 연결되는 세라믹 커플러(300)와, 이 세라믹 커플러(300)에 연결되어 부분방전 신호를 검출하는 부분방전 검출장치(350)와, 부분방전 검출장치(350)에 연결되어 부분방전 신호를 기반으로 부분방전 크기를 측정하는 부분방전 측정장치(360)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 세라믹 커플러(300)의 입구단에는 고압연결부(310)가 형성되고 출구단에는 부분방전펄스 인출부(320)가 형성된다.
이에, 상기 중공관(212)으로부터 노출된 금속성 판오링(211)과 세락믹 커플러(300)의 고압연결부(310)가 금속선(330)에 의하여 도전 가능하게 연결되고, 세라믹 커플러(300)의 부분방전펄스 인출부(320)와 부분방전 검출장치(350)가 신호케이블(340)에 의하여 전기적 신호 전달 가능하게 연결되며, 또한 부분방전 검출장치(350)와 부분방전 측정장치(360)도 신호케이블(340)에 의하여 전기적 신호 전달 가능하게 연결된다.
첨부한 도 5는 본 발명에 따른 부분방전 측정장치의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 부분방전 측정장치는 금속성 판오링(211)의 외측단이 외부로 노출되지 않고 중공관(212)의 내벽면에 삽입 고정된 경우, 중공관(212)의 외경면에 금속성 판오링(211)과 가장 가깝게 수직으로 별도의 금속링(218)을 밀착 결합시키고, 이 금속링(218)에 금속선(330)을 연결한 점에 특징이 있고, 나머지 구성은 상기한 일 실시예의 구성과 동일하다.
즉, 전류차단기구(200)의 중공관(212) 내부에 내부 압력이 상승할 때 부분방전이 발생하는 부위인 전극부(214, 215)와 아크쉴드(217)가 상기와 같이 배치되고, 아크쉴드(217)는 금속성 판오링(211)과 연결되며, 이 금속성 판오링(211)이 세라믹관 또는 유리 재질의 중공관(212)의 내벽면에 매입되어 아크쉴드(217)를 지지하고 있는 경우, 중공관(212)의 외경면에 금속성 판오링(211)과 가장 가깝게 수직으로 별도의 금속링(218)을 밀착 결합시키고, 이 금속링(218)에 금속선(330)을 연결하게 된다.
한편, 상기 세라믹 커플러(300)는 열적 안정성이 우수한 다수의 세라믹 소체를 직렬로 연결시켜 고전압 전기기기의 운전중 부분방전 측정에 사용할 수 있도록 구성한 부분방전 측정용 세라믹 커플러로서, 본원 출원인에 의하여 이미 등록받은 바 있는 대한민국 등록특허 제10-0817105호에 개시된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명의 각 실시예 구성을 기반으로 진공차단기(VCB) 부품중 전류를 차단하는 전류차단기구(200)에 대한 부분 방전을 측정하게 된다.
즉, 중공관(212)내에 삽입된 가동전극(214) 및 고정전극(215)과 그 외주부에 위치하는 아크쉴드(217) 사이에 걸리는 전압의 크기를 크게 하여 전기 세기를 크게 해주는 과정을 통하여, 중공관(212)의 내부압력 상승으로 발생하는 부분방전 크기를 임의로 크게 발생시켜 부분방전 측정감도를 향상시킬 수 있고, 특히 각 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이의 인가 전압을 부분방전 한계전압 이상까지 크게 인가하는 동시에 이때 발생하는 부분방전을 세라믹 커플러를 이용하여 측정함으로써, 중공관내의 압력상승 감지 범위를 크게 넓혀줄 수 있게 된다.
여기서, 본 발명의 각 실시예 구성을 기반으로 이루어지는 전류차단기구의 부분 방전을 측정하는 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 세라믹 커플러와 같은 커패시턴스가 배제된 종래의 부분방전 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.
세라믹 커플러가 없는 일반적인 운전상태에서의 전류차단기구의 전기적 상수 구성은 첨부한 도 2와 같이 구성될 수 있다.
전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이의 커패시턴스(Ca), 아크쉴드(217)와 접지(370) 사이의 스트레이 커패시턴스(Cs), 전극부(214,215)와 접지(370) 사이에 걸리는 전압(Vo), 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이에 걸리는 전압(Va), 아크쉴드(217)와 접지(370)간에 걸리는 전압(Vs)를 포함하는 전류차단기구의 전기적 상수 구성으로부터 다음과 같은 관계식 1이 만들어질 수 있다.
관계식 1 :
Figure 112010084769661-pat00001
이렇게 세라믹 커플러(300)가 없는 전류차단기구의 정상적인 운전상태에서는
Figure 112010084769661-pat00002
이기 때문에
Figure 112010084769661-pat00003
가 되어 전극부(214, 215)와 아크쉴드(217)사이에 걸리는 전압은 작아지고, 그에 따라 전기의 세기도 작아지게 되므로, 전류차단기구의 중공관의 내부압력이 상승하여도 부분방전이 발생하지 않거나, 부분방전 발생 크기가 작아져서 그 측정 감도가 매우 떨어지는 단점이 있고, 부분방전 측정에 따른 중공관의 내부압력을 감시 성능도 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 첨부한 도 3에 도시된 바와 같이, 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이의 커패시턴스(Ca)에 비하여 충분히 큰 커패시턴스를 가진 세라믹 커플러(Cc, 300)를 아크쉴드(217)와 접지(370) 사이의 스트레이 커패시턴스(Cs)와 병렬로 연결시킨 점에 특징이 있으며, 이를 통해 아래와 같은 관계식 2가 만들어질 수 있다.
관계식 2 :
Figure 112010084769661-pat00004
따라서, 아크쉴드(217)와 접지(370)사이의 커패시턴스는
Figure 112010084769661-pat00005
, 즉 아크쉴드(217)와 접지(370) 사이의 스트레이 커패시턴스(Cs)에 세라믹 커플러(300)에 의한 커패시턴스(Cc)가 더해진 것이 되고, 결국
Figure 112010084769661-pat00006
가 되는 동시에
Figure 112010084769661-pat00007
이 된다.
이에 따라, 전극부(214, 215)와 아크쉴드(217)사이에 걸리는 전압(Va)이 아크쉴드(217)와 접지(370)간에 걸리는 전압(Vs)에 비하여 휠씬 커지게 되고, 동시에 전기의 세기도 커지게 되므로, 부분방전 발생 한계전압 이상으로 부분방전을 임의로 발생시켜서 부분방전 측정에 따른 중공관내의 측정 가능한 압력상승 감지범위를 넓힐 수 있고, 반면에 이미 부분방전이 발생하고 있다면 부분방전 발생크기가 커짐에 따른 부분방전 측정감도가 향상될 수 있다.
다시 말해서, 아크쉴드(217)와 접지(370) 사이의 스트레이 커패시턴스(Cs)와 병렬로 연결된 커패시턴스(Cc)를 세라믹 커플러(300)라고 하고, 전극부(214,215)와 접지(370) 사이의 전압(Vo)이 일정할 때, 아크쉴드(217)와 접지(370) 사이에는 전극부(214, 215)와 아크쉴드(217) 사이의 커패시턴스(Ca)보다 충분히 큰 커패시턴스를 가진 세라믹커플러(300)가 전기적으로 연결된 상태이므로, 전극부(214, 215)와 아크쉴드(217)사이에 걸리는 전압(Va)이 아크쉴드(217)와 접지(370)간에 걸리는 전압(Vs)에 비하여 휠씬 커지게 되고, 부분방전 발생 한계전압 이상으로 부분방전을 임의로 발생시켜서 부분방전 측정에 따른 중공관내의 측정 가능한 압력상승 감지범위를 넓힐 수 있고, 반면에 이미 부분방전이 발생하고 있다면 부분방전 발생크기가 커짐에 따른 부분방전 측정감도가 향상될 수 있다.
이때, 위와 같이 발생된 부분방전 즉, 부분방전 펄스전류는 세라믹 커플러(300)를 통해서 흐르게 되고, 세라믹 커플러(300)에 후단에 차례로 연결된 부분방전 검출장치(350)와 부분방전 측정장치(360)에서 각각 부분방전신호를 검출하고, 검출된 신호를 기반으로 부분방전 크기를 측정하게 된다.
200 : 전류차단기구 211 : 금속성 판오링
212 : 중공관 213a,213b : 접점
214 : 가동전극 215 : 고정전극
216a,216b : 금속성프랜지 217 : 아크쉴드
218 : 금속링 300 : 세라믹 커플러
310 : 고압연결부 320 : 부분방전펄스 인출부
330 : 금속선 340 : 신호케이블
350 : 부분방전 검출장치 360 : 부분방전 측정장치
370 : 접지

Claims (7)

  1. 중공관(212)과, 중공관(212)의 내부에 상호 접촉 가능하게 배치되는 가동전극(214) 및 고정전극(215)와, 중공관(212)의 내부 표면을 따라 이격 장착된 금속성 아크쉴드(217)와, 아크쉴드(217)를 중공관(212)에 고정하기 위한 금속성 판오링(211)을 포함하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치에 있어서,
    상기 중공관(212)의 외부로 노출되는 금속성 판오링(211)에 금속선(330)을 매개로 세라믹 커플러(300)를 연결하고, 이 세라믹 커플러(300)의 부분방전펄스 인출부(320)에 부분방전 검출장치(350)를 신호케이블(340)로 연결하는 동시에 부분방전 검출장치(350)의 출력부에 부분방전 측정장치(360)를 신호케이블(340)로 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크쉴드(217)와 연결된 금속성 판오링(211)이 중공관(212)의 벽면에 압입된 경우, 압입된 금속성 판오링(211)의 끝단부와 최단거리가 되도록 중공관(212)의 외경면에 금속링(218)을 더 장착하는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 세라믹 커플러(300)는 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이의 커패시턴스(Ca)에 비해 큰 커패시턴스(Cc)로서 채택된 것임을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 세라믹 커플러(300)는 커패시턴스로서 아크쉴드(217)와 접지(370) 사이의 스트레이 커패시턴스(Cs)와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정장치.
  5. 진공차단기용 전류차단기구(200)의 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이의 커패시턴스(Ca)에 비해 큰 커패시턴스(Cc)로서 채택된 세라믹 커플러(300)를 아크쉴드(217)와 접지(370) 사이의 스트레이 커패시턴스(Cs)와 병렬로 연결한 상태에서,
    중공관(212)내의 전극부(214,215)과 아크쉴드(217) 사이에 걸리는 전압의 크기를 증가시켜서 전기 세기를 증가시키는 단계와;
    부분방전 발생 한계전압 이상으로 부분방전을 임의로 발생시키는 단계와;
    발생된 부분방전을 측정하는 단계;
    를 진행하여, 중공관(212)내의 측정 가능한 압력상승 감지범위를 넓힐 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이에 걸리는 전압(Va)은 아크쉴드(217)와 접지(370) 간에 걸리는 전압(Vs)에 비해 커지게 되는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    부분방전을 측정하는 단계는:
    상기 중공관(212)내의 전극부(214,215)와 아크쉴드(217) 사이에 발생하는 부분방전 펄스전류가 세라믹 커플러(300)를 통해서 흐르는 과정과;
    세라믹 커플러(300)에 연결된 부분방전 검출장치(350)에서 부분방전신호를 검출하는 과정과;
    검출된 신호를 기반으로 부분방전 측정장치(360)에서 부분방전 크기를 계측하는 과정;
    으로 진행되는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 전류차단기구의 부분방전 측정방법.
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