KR101174350B1 - System and method for diagnosing deterioration of arrester with radio frequency - Google Patents

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KR101174350B1 KR1020100113473A KR20100113473A KR101174350B1 KR 101174350 B1 KR101174350 B1 KR 101174350B1 KR 1020100113473 A KR1020100113473 A KR 1020100113473A KR 20100113473 A KR20100113473 A KR 20100113473A KR 101174350 B1 KR101174350 B1 KR 101174350B1
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Abstract

본 발명은 피뢰기의 열화 상태를 검진하는 시스템에 관한 것으로, 상기 피뢰기에 입력되는 운전전압 또는 상기 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 제1 측정부를 포함하는 제1 시스템 및 상기 제1 시스템에 위치한 장소와 이격된 장소에서 상기 피뢰기에 입력되는 운전전압 또는 상기 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 제2 측정부 및 측정 결과 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출하는 제어부를 포함하는 제2 시스템을 포함하되, 상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템은 무선 통신 모듈을 더 포함하고, 상기 제2 시스템은 상기 제1 시스템으로 상기 피뢰기 열화 검진 동기 신호를 전송하여 상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템에 동일 시점에서 상기 피뢰기의 운전전압 또는 누설전류를 측정하도록 한다The present invention relates to a system for detecting a deterioration state of an arrester, and includes a first system including a first measuring unit configured to measure an operating voltage input to the arrester or a leakage current flowing through the arrester, and a place located at the first system. And a second measuring unit including a second measuring unit measuring an operating voltage input to the lightning arrester or a leakage current flowing through the lightning arrester at a location spaced apart from each other, and a control unit deriving a deterioration state of the lightning arrester as a result of the measurement. The first system and the second system further comprise a wireless communication module, wherein the second system transmits the arrester degradation detection synchronization signal to the first system to the first system and the second system at the same time point. Measure the operating voltage or leakage current of the arrester

Figure R1020100113473
Figure R1020100113473

Description

ＲＦ 통신을 이용한 피뢰기 열화 진단 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DIAGNOSING DETERIORATION OF ARRESTER WITH RADIO FREQUENCY}Arrestor deterioration diagnosis system using RF communication and its method {SYSTEM AND METHOD FOR DIAGNOSING DETERIORATION OF ARRESTER WITH RADIO FREQUENCY}

본 발명은 피뢰기의 열화 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 RF통신을 이용하여 피뢰기의 운전전압 및 누설전류를 검출하는 열화 진단 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention relates to a deterioration diagnosis system and method of the arrester, and more particularly, to provide a deterioration diagnosis system and method for detecting the operating voltage and leakage current of the arrester by using RF communication.

비선형 소자를 주로 이용하는 피뢰기는 전력계통에 침입하는 뇌 서지, 개폐서지, 일시적 과전압 등의 전기적 에너지를 흡수하여 전송선로 및 발·변전기기를 보호하는 중요한 전력기기 중의 하나이다.Lightning arresters, which mainly use non-linear devices, are one of the important power devices that protect electrical transmission lines and transformers by absorbing electrical energy such as brain surges, switching surges, and transient overvoltages.

특히, 산화아연(ZnO) 피뢰기는 우수한 서지 보호특성이 있어 현재 급속도로 전력시스템에 적용되어지면서 우수한 비선형 저항특성 때문에 직렬 갭의 제거를 가져왔다.In particular, zinc oxide (ZnO) lightning arresters have excellent surge protection characteristics and are now being rapidly applied to power systems, resulting in the elimination of series gaps due to their excellent nonlinear resistance characteristics.

따라서, 피뢰기 구조는 보다 컴팩트해지고 제조상의 펴리함과 더불어 과도전압에 대한 응답시간이 매우 빨라져 과도현상이 없으며 속도가 거의 흐르지 않는다는 장점을 갖는다. 반면, 뇌 서지 및 스위칭 서지에 의한 스트레스뿐만 아니라 상시 전용 전원에 노출되어 있어 미소 누설전류가 흐른다는 단점이 있다.Therefore, the arrester structure is more compact, the manufacturing process and the response time to the transient voltage is very fast, there is an advantage that there is no transient phenomenon and almost no speed. On the other hand, not only the stress caused by brain surges and switching surges, but also because they are exposed to dedicated power at all times, there is a disadvantage that a small leakage current flows.

이러한 피뢰기의 일반적인 열화 진단 기술에는 피뢰기의 동작온도, 전체 누설전류의 3고조파 주파수 스펙트럼, 전원전압과 전체 누설전류의 위상차 등을 측정하는 방법이 있다. 그 중에서도 운전 중인 피뢰기에서 발생되는 전체 누설전류를 측정하여 피뢰기의 열화를 진단하는 방법이 측정이 용이하다는 장점으로 광범위하게 사용되고 있다.The general deterioration diagnosis technique of the arrester includes a method of measuring the operating temperature of the arrester, the three harmonic frequency spectrum of the total leakage current, the phase difference between the power supply voltage and the total leakage current. Among them, the method of diagnosing deterioration of the arrester by measuring the total leakage current generated by the lightning arrester in operation is widely used as an advantage of easy measurement.

피뢰기에 흐르는 상시 미소 누설전류(전체 누설전류)는 용량성 누설전류와 저항성 누설전류의 합성으로 나타나며, 피뢰기의 열화에 의해 주로 저항성 누설전류는 증가하는 반면 용량성 누설전류는 일정하게 유지된다. 피뢰기를 장기간 사용하게 되면, 자연적 또는 인위적 열화에 의해 피뢰기 소자의 저항성 누설전류가 증가하여 발열량이 증가되고 열 파괴로 인한 보호장치의 역할을 충분히 발휘하지 못하게 되어 사고를 유발시킬 수도 있다.The constant micro-leakage current (total leakage current) flowing through the arrester is represented by the combination of the capacitive leakage current and the resistive leakage current. The deterioration of the arrester mainly increases the resistive leakage current, while the capacitive leakage current is kept constant. If the arrester is used for a long time, the resistive leakage current of the arrester element may increase due to natural or artificial deterioration, thereby increasing the amount of heat generated and failing to sufficiently serve as a protective device due to thermal destruction, which may cause an accident.

따라서, 저항성 누설전류는 열화진단에 중요한 척도가 된다.Therefore, resistive leakage current is an important measure for degradation diagnosis.

그러나, 누설전류를 기준으로 피뢰기를 간단하게 진단하는 방법은 열화진단에 따른 저항성 누설전류의 증가분을 대신하여 단순히 누설전류의 실효값과 최대값, 제3 고조파 누설전류 성분의 최대값에 의하여 판단하므로 측정방법과 설치환경에 따른 오차를 포함하여 열화 진단에 필요한 정보를 충분히 제공하지 못하는 실정이다. 그리고, 저항성 누설전류를 직접 측정하는 것이 열화 진단에 보다 양질의 정보를 주지만 현장에 설치된 피뢰기는 저항성 누설전류만을 직접 측정하기 어렵다. 또한, 전원에 고조파 성분이 포함되거나 펄스 및 노이즈가 포함되게 되면 기존의 열화 진단 방법은 많은 오차를 유발할 수 있다.However, the simple method of diagnosing the arrester based on the leakage current is based on the effective value and maximum value of the leakage current and the maximum value of the third harmonic leakage current component instead of the increase of the resistive leakage current due to the degradation diagnosis. It does not provide enough information for diagnosing deterioration, including measurement methods and errors caused by the installation environment. In addition, direct measurement of resistive leakage current provides better quality information for deterioration diagnosis, but it is difficult to directly measure resistive leakage current. In addition, when the power source includes harmonics or includes pulses and noise, the conventional degradation diagnosis method may cause a lot of errors.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 창안된 본 발명의 목적은 서로 이격된 장소에 위치하는 피뢰기 열화 진단 시스템이 서로 연동하여 동일 시점에서 피뢰기의 전류 및 전압을 검출하여 열환 진단 효율성을 높일 수 있는 시스템을 제공하고자 한다.An object of the present invention devised to solve the above problems is a system for arresting the arrester deterioration diagnosis system located in the spaced apart from each other in conjunction with each other to detect the current and voltage of the arrester at the same time to increase the efficiency of the thermal diagnostics To provide.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태 일 실시예에 따른 피뢰기의 열화 상태를 검진하는 시스템은, 상기 피뢰기에 입력되는 운전전압 또는 상기 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 제1 측정부를 포함하는 제1 시스템 및 상기 제1 시스템에 위치한 장소와 이격된 장소에서 상기 피뢰기에 입력되는 운전전압 또는 상기 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 제2 측정부 및 측정 결과 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출하는 제어부를 포함하는 제2 시스템을 포함하되, 상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템은 무선 통신 모듈을 더 포함하고, 상기 제2 시스템은 상기 제1 시스템으로 상기 피뢰기 열화 검진 동기 신호를 전송하여 상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템에 동일 시점에서 상기 피뢰기의 운전전압 또는 누설전류를 측정할 수 있다.The system for detecting a deterioration state of an arrester according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes a first measuring unit measuring an operating voltage input to the arrester or a leakage current flowing through the arrester. A second measuring unit for measuring the operating voltage input to the arrester or the leakage current flowing through the arrester at a location spaced from the first system and the location located in the first system and the measurement result to derive the deterioration state of the arrester And a second system including a control unit, wherein the first system and the second system further include a wireless communication module, and the second system transmits the arrester degradation detection synchronization synchronization signal to the first system. It is possible to measure the operating voltage or the leakage current of the arrester at the same time as the first system and the second system.

본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 시스템은, 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 제2 시스템으로부터 상기 열화 검진 동기 신호를 수신한 경우, 상기 제1 측정부를 활성화시키는 제1 프로세서를 더 포함할 수 있다.The first system according to an embodiment of the present invention may further include a first processor for activating the first measurement unit when the degradation detection synchronization signal is received from the second system through the wireless communication module. .

이때, 상기 제1 프로세서는 상기 제1 측정부로부터 측정된 결과를 토대로 제1 열화 검진 정보를 구성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 제2 시스템으로 전송할 수 있다.In this case, the first processor may configure first degradation detection information based on the result measured by the first measurement unit and transmit the first degradation detection information to the second system through the wireless communication module.

본 발명의 실시예에 따른 상기 제2 시스템은, 상기 제2 측정부를 활성화시키는 동시에 상기 제1 시스템으로 상기 열화 검진 동기 신호를 전송하도록 수행하는 제2 프로세서를 더 포함할 수 있다.The second system according to an embodiment of the present invention may further include a second processor configured to activate the second measurement unit and transmit the degradation detection synchronization signal to the first system.

이때, 상기 제2 프로세서는 상기 제2 측정부로부터 측정된 결과를 토대로 제2 열화 검진 정보를 구성하여 상기 제어부로 전달할 수 있다.In this case, the second processor may configure and transmit second deterioration examination information to the controller based on the result measured by the second measurement unit.

본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 측정부 및 상기 제2 측정부는, 측정된 상기 피뢰기의 운전전압에 일정한 감쇠비를 적용하기 위한 감쇠기; 상기 운전전압을 시간으로 미분하여 미분전압으로 변환하기 위한 미분회로; 상기 변환된 미분전압에서 고주파 성분을 필터링하기 위한 저역통과 필터; 및 증폭기를 포함할 수 있다.The first measuring unit and the second measuring unit according to an embodiment of the present invention, the attenuator for applying a constant damping ratio to the measured operating voltage of the arrester; A differential circuit for converting the operating voltage into a differential voltage by time; A low pass filter for filtering high frequency components in the converted differential voltage; And an amplifier.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 측정부 및 상기 제2 측정부는, 측정된 상기 피뢰기의 누설전류값을 증폭하기 위한 증폭회로; 상기 증폭된 누선전류에서 고주파 성분을 필터링하기 위한 저역통과 필터; 및 증폭기를 포함할 수 있다.In addition, the first measuring unit and the second measuring unit according to an embodiment of the present invention, an amplifier circuit for amplifying the measured leakage current value of the arrester; A low pass filter for filtering high frequency components in the amplified leakage current; And an amplifier.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제어부는 상기 제1 시스템으로부터 수신한 제1 열화 검진 정보 및 상기 제2 시스템으로부터 전달받은 제2 열화 검진 정보를 토대로 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출할 수 있다.On the other hand, the control unit according to an embodiment of the present invention may derive the deterioration state of the arrester based on the first degradation detection information received from the first system and the second degradation detection information received from the second system.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제2 시스템은 상기 제어부에서 도출한 상기 피뢰기의 열화 상태를 출력하기 위한 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.In addition, the second system according to an embodiment of the present invention may further include a display unit for outputting a deterioration state of the arrester derived from the control unit.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태 일 실시예에 따른 이격된 장소에 위치하는 제1 시스템 및 제2 시스템으로 구성된 피뢰기 열화 검진 시스템에서 상기 피뢰기의 열화 상태를 검진하는 방법은, 상기 피뢰기의 열화 상태를 검진하기 위해 상기 제1 시스템이 상기 제2 시스템으로 무선 통신을 이용하여 열화 검진 동기 신호를 전송하는 단계 및 상기 열화 검진 동기 신호를 수신한 상기 제2 시스템의 측정부는 상기 제1 시스템의 측정부와 동일 시점에서 상기 피뢰기에 입력되는 운전전압 또는 상기 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of detecting a deterioration state of an arrester in an arrester deterioration detection system including a first system and a second system located at a spaced apart location may include: Transmitting, by the first system, a degradation diagnosis synchronization signal to the second system by wireless communication to detect a degradation state of the second system; and a measurement unit of the second system that receives the degradation diagnosis synchronization signal; And measuring a leakage current flowing through the lightning arrester or the operating voltage input to the arrester at the same time as the measuring unit of.

본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 시스템의 제1 프로세서는 상기 제1 측정부에서 측정된 결과를 토대로 제1 열화 검진 정보를 구성하여 상기 제1 시스템의 제어부로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.The first processor of the first system according to an embodiment of the present invention may further comprise the step of constructing the first deterioration screening information based on the results measured by the first measuring unit and transmitting to the control unit of the first system. have.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제2 시스템의 제2 프로세서는 상기 제2 측정부에서 측정된 결과를 토대로 제2 열화 검진 정보를 구성하여 상기 제1 시스템의 제어부로 무선 통신을 이용하여 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the second processor of the second system according to an embodiment of the present invention configures the second deterioration examination information based on the result measured by the second measurement unit and transmits it to the control unit of the first system using wireless communication. It may further comprise the step.

바람직하게는, 상기 제1 열화 검진 정보 또는 상기 제2 열화 검진 정보는, 상기 피뢰기에 입력되는 운전전압을 시간으로 미분한 미분전압을 토대로 구성될 수 있다.Preferably, the first deterioration check information or the second deterioration check information may be configured based on a differential voltage obtained by differentiating an operating voltage input to the arrester with time.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 시스템의 제어부에서 상기 제1 시스템에서 전달된 제1 열화 검진 정보 및 상기 제2 시스템으로부터 수신한 제2 열화 검진 정보를 토대로 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the deterioration state of the arrester is derived based on the first degradation inspection information transmitted from the first system and the second degradation inspection information received from the second system by the controller of the first system according to the embodiment of the present invention. It may further comprise the step.

이때, 상기 제어부에서 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출하는 단계는, 상기 피뢰기를 통해 흐르는 전체 누설전류 및 미분전압을 기초로 상기 피뢰기의 용량성 성분(capacitance)을 검출하는 단계; 상기 용량성 성분을 이용하여 상기 피뢰기의 용량성 누설전류를 계산하는 단계; 및 상기 전체 누설전류와 상기 용량성 누설전류의 차를 이용하여 상기 피뢰기의 저항성 누설전류를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, the deriving state of the arrester in the control unit may include: detecting a capacitive component of the arrester based on a total leakage current and a differential voltage flowing through the arrester; Calculating a capacitive leakage current of the arrester using the capacitive component; And detecting the resistive leakage current of the arrester using the difference between the total leakage current and the capacitive leakage current.

상기 실시형태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.The above embodiments are only some of the preferred embodiments of the present invention, and various embodiments reflecting the technical features of the present invention are based on the detailed description of the present invention described below by those skilled in the art. Can be derived and understood.

본 발명에 따르면, 피뢰기 열화 검진 시스템은 장소에 구애받지 않고 전체 누설전류와 운전전압을 측정할 수 있는 측정 시스템(메인 시스템 및 서브 시스템)을 이격 장소에 위치시켜 측정된 결과를 소프트웨어적으로 수행할 수 있도록 구현한다. According to the present invention, the lightning arrester deterioration detection system can perform the measured results in software by placing a measurement system (main system and a sub-system) that can measure the total leakage current and the operating voltage regardless of the location. Implement so that

또한, 본 발명에 따르면, 서브 시스템의 경우 소형으로 제작한 측정 장치를 이용하여 휴대가 용이하도록 구현할 수 있다. In addition, according to the present invention, a sub-system can be implemented to be portable by using a measuring device manufactured in a small size.

또한, 본 발명에 다름 측면에 따르면, 피뢰기의 용량성 누설전류를 통해 피뢰기의 열화 정도를 판단할 수 있는 저항성 누설전류를 검출함으로써 저항성 누설전류의 오차를 최소화할 수 있으며, 이를 통해 피뢰기의 열화를 신뢰성 있게 판단할 수 있다. In addition, according to the aspect of the present invention, by detecting a resistive leakage current that can determine the degree of degradation of the arrester through the capacitive leakage current of the arrester, it is possible to minimize the error of the resistive leakage current, through which the degradation of the arrester It can be judged reliably.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기의 열화 진단 시스템을 구성하는 각 구성요소들의 일 예를 나타내는 것이다.
도 2는 도 1에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기의 열화 진단 시스템에서 측정부를 구성하는 각 구성요소들의 일 예를 나타내는 것이다.
도 3은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기의 열화 진단 시스템에서 열환 진단 과정의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템에서 열화 검진 과정의 일 예를 나타내는 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템에서 미분전압 k(t) 값들의 파형의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 각각 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템에서 계산된 용량성 누설전류의 파형의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 각각 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템에서 계산된 저항성 누설전류의 파형의 일 예를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, included as part of the detailed description in order to provide a thorough understanding of the present invention, provide examples of the present invention and together with the description, describe the technical idea of the present invention.
1 illustrates an example of each of the components constituting the degradation diagnosis system of the arrester according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates an example of each component constituting the measurement unit in the degradation diagnosis system of the arrester according to the embodiment of the present invention described above in FIG.
3 is a flowchart illustrating an example of a thermal ring diagnosis process in the degradation diagnosis system of the arrester according to the embodiment of the present invention described above.
Figure 4 shows an example of the degradation screening process in the arrester degradation screening system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of waveforms of differential voltage k (t) values in an arrester degradation detection system according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a view showing an example of the waveform of the capacitive leakage current calculated in the arrester degradation detection system according to an embodiment of the present invention, respectively.
7 is a view showing an example of the waveform of the resistive leakage current calculated in the arrester degradation detection system according to an embodiment of the present invention, respectively.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. In the following description of the present invention, specific descriptions of related well-known techniques are provided.

요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.If it is determined that the gist may be blurred, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as 'first' and 'second' may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are only used to distinguish one component from another component. Used.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기의 열화 진단 시스템을 구성하는 각 구성요소들의 일 예를 나타내는 것이다.1 illustrates an example of each of the components constituting the degradation diagnosis system of the arrester according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 진단 시스템은 다수의 피뢰기의 열화 진단을 수행하고 진단 정보를 수집하여 피뢰기 시스템에 대한 전반적인 열화 진단을 수행할 수 있는 메인 시스템(100) 및 각 피뢰기가 위치하는 현장에 위치하는 장소에서 피뢰기 열화 진단을 수행하는 서브 시스템(110)으로 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 열화 진단 시스템은 메인 시스템(100) 및 서브 시스템(110)의 독립된 시스템이 특정 동기화 신호에 따라 동시적으로 피뢰기의 전류 또는 전압을 검출하는 방법을 제공하기 위한 것이다.Referring to FIG. 1, an arrester degradation diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a main system 100 capable of performing degradation diagnosis of a plurality of arresters and collecting diagnostic information to perform overall degradation diagnosis of the arrester system. Each lightning arrester may be configured as a subsystem 110 for performing a lightning arrester deterioration diagnosis at a location located at the site where the arrester is located. The degradation diagnostic system according to the present invention is to provide a method for the independent system of the main system 100 and the subsystem 110 to detect the current or voltage of the arrester simultaneously according to a specific synchronization signal.

먼저, 메인 시스템(100)은 피뢰기의 전류 또는 전압을 측정할 수 있는 측정부(101), 측정부(101)에서 측정된 전류 또는 전압에 대한 정보를 수집하여 분석하기 위한 제어부(102), 측정 결과를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(103), 서브 시스템과 통신을 수행하기 위한 RF 모듈(104) 및 메인 시스템 내 구성요소에 전력을 공급하기 위한 전원부(105)를 포함한다.First, the main system 100 includes a measuring unit 101 capable of measuring current or voltage of an arrester, a control unit 102 for collecting and analyzing information about current or voltage measured by the measuring unit 101, and measuring A display 103 for displaying results, an RF module 104 for communicating with the subsystems, and a power supply 105 for powering components in the main system.

측정부(101)는 피뢰기의 누설전류 또는 운전전압을 측정하는 측정 회로를 포함하며 이에 대해서는 이하 도 2를 참조하여 간략하게 설명하도록 한다.The measuring unit 101 includes a measuring circuit for measuring a leakage current or an operating voltage of the arrester, which will be briefly described with reference to FIG. 2.

제어부(102)는 피뢰기에서 발생되는 누설 전류 또는 운전전압의 측정과 관련된 전반적인 제어 동작을 수행하는 제어모듈(1021) 및 측정부(101)의 측정 동작을 제어하는 제1 프로세서(1022)를 포함할 수 있다. 제어모듈(1021)은 임베디드 보드 CPU를 이용할 수 있으며, 측정부(101)를 통해 전류 또는 전압의 측정을 수행할 수 있도록 이용한다. 제1 프로세서(1022)는 측정부(101)에서 피뢰기의 전류 또는 전압 측정 동작이 활성화되도록 동작할 뿐만 아니라 동일 시간에 서브 시스템(110)에서도 전류 또는 전압 측정이 수행될 수 있도록 서브 시스템과 연동하여 열화 진단을 수행하도록 한다.The controller 102 may include a control module 1021 that performs an overall control operation related to the measurement of leakage current or an operating voltage generated by the arrester, and a first processor 1022 that controls the measurement operation of the measurement unit 101. Can be. The control module 1021 may use an embedded board CPU, and may be used to measure current or voltage through the measuring unit 101. The first processor 1022 may operate not only to activate the current or voltage measurement operation of the lightning arrester in the measuring unit 101 but also in conjunction with the subsystem so that current or voltage measurement may be performed in the subsystem 110 at the same time. Perform deterioration diagnostics.

디스플레이부(103)는 메인 시스템(100) 및/또는 서브 시스템(110)을 통해 검출되는 피뢰기의 열화 상태 정보를 출력하기 위한 것이다.The display unit 103 is for outputting deterioration state information of the arrester detected through the main system 100 and / or the sub system 110.

RF 모듈(103)은 양 시스템의 측정부(101, 111)가 동일 시점(소정의 측정시간 오차 용인)에서 피뢰기의 누설전류 또는 전압을 측정하도록 동기화 신호를 전송하기 위해 이용된다. 본 발명의 실시예에 따른 RF 모듈(103)은 데이터 버퍼가 없는 형태로 메인 시스템 및 서브 시스템의 제1, 제2 프로세서(1022, 1121)의 명령에 따라 실시간 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 실시간 데이터 전송을 수행한다는 점에서 메인 시스템(100)은 서브 시스템(110)으로 동기화 신호를 전송할 수 있으면서, 기존의 프로세서 및 버퍼 메모리가 내장된 일반적인 RF 모듈과 구분될 수 있다.The RF module 103 is used to transmit the synchronization signal so that the measuring units 101 and 111 of both systems measure the leakage current or voltage of the arrester at the same time point (tolerance of a predetermined measurement time error). The RF module 103 according to an embodiment of the present invention may transmit real-time data according to commands of the first and second processors 1022 and 1121 of the main system and the subsystem without a data buffer. That is, the main system 100 may transmit a synchronization signal to the subsystem 110 in that it performs real-time data transmission, and may be distinguished from a general RF module in which an existing processor and a buffer memory are embedded.

도 1을 참조하면, 서브 시스템(110)은 메인 시스템(100)의 구성요소와 유사하게 측정부(111), 제어부(112), 디스플레이부(113), RF 모듈(114) 및 전원부(115)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the subsystem 110 may include the measuring unit 111, the control unit 112, the display unit 113, the RF module 114, and the power supply unit 115 similar to the components of the main system 100. It includes.

서브 시스템의 측정부(111) 역시 피뢰기의 누설전류 또는 운전전압을 측정하는 측정 회로를 포함하며 이에 대해서는 이하 도 2를 참조하여 간략하게 설명하도록 한다.The measuring unit 111 of the sub-system also includes a measuring circuit for measuring a leakage current or an operating voltage of the arrester, which will be briefly described with reference to FIG. 2.

제어부(112)는 측정부(111)의 측정 동작을 제어하는 제2 프로세서(1121)를 포함할 수 있다. 제2 프로세서(1121)는 메인 시스템(100)으로부터 측정 동기화 신호가 전송되면 측정부(111)에서 피뢰기의 전류 또는 전압 측정 동작을 수행할 수 있도록 제어할 수 있다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 제어부(112)와 제2 프로세서(1121)를 구분하고 있으나, 제어부(112)에서 제2 프로세서(1121) 동작을 수행함으로써 하나의 구성요소로 통합할 수 있다.The controller 112 may include a second processor 1121 for controlling a measurement operation of the measurement unit 111. When the measurement synchronization signal is transmitted from the main system 100, the second processor 1121 may control the measurement unit 111 to perform a current or voltage measurement operation of the arrester. In the present invention, the control unit 112 and the second processor 1121 are divided for convenience of description, but the control unit 112 may be integrated into one component by performing the operation of the second processor 1121.

RF 모듈(114)은 메인 시스템(100)으로부터 측정 동기화 신호를 수신하거나 또는 측정부(111)에서 측정한 열화 진단 정보를 메인 시스템(100)으로 전송하는데 이용될 수 있다. 서브 시스템(110)의 RF 모듈(114) 역시 실시간 데이터 전송을 수행할 수 있도록 데이터 버퍼가 없는 형태로 구성할 수 있다.The RF module 114 may be used to receive a measurement synchronization signal from the main system 100 or transmit deterioration diagnostic information measured by the measurement unit 111 to the main system 100. The RF module 114 of the subsystem 110 may also be configured in a form without a data buffer to perform real-time data transmission.

또한, 도 1에는 도시되어 있지 않으나 서브 시스템(110)은 사용자 입력 신호를 인가할 수 있는 사용자 입력부를 더 포함할 수 있다.In addition, although not shown in FIG. 1, the subsystem 110 may further include a user input unit capable of applying a user input signal.

도 2는 도 1에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기의 열화 진단 시스템에서 측정부를 구성하는 각 구성요소들의 일 예를 나타내는 것이다. FIG. 2 illustrates an example of each component constituting the measurement unit in the degradation diagnosis system of the arrester according to the embodiment of the present invention described above in FIG.

구체적으로는 메인 시스템 및 서브 시스템에 포함되는 측정부의 일 예를 나타내며, 도 2의 측정부(200) 및 프로세서(220)는 도 1의 측정부(101, 111) 및 제1, 제2 프로세서(1022, 1121)에 대응된다. Specifically, an example of a measurement unit included in a main system and a sub system is illustrated. The measurement unit 200 and the processor 220 of FIG. 2 may include the measurement units 101 and 111 and the first and second processors (FIG. 1). 1022, 1121.

도 2를 참조하면, 측정부(200)는 서지 보호용 비선형 소자인 피뢰기(210)에 인가되는 운전전압(VX)을 측정하기 위해 변성기 또는 분압기를 통해 측정된 전압에 일정한 감쇠비를 적용하기 위한 감쇠기(201), 측정된 운전전압(VX)을 시간으로 미분하여 미분전압(dVX/dt)으로 변환하기 위한 미분회로(202), 채터링(chattering) 방지를 위한 제1 저역통과 필터(low-pass filter; 203) 및 제1 증폭기(204)를 포함한다. 이때, 측정된 운전전압(VX)은 미분과정을 거치지 않고 제2 저역통과 필터(205) 및 제2 증폭기(206)에서 처리될 수 있다.Referring to FIG. 2, the measuring unit 200 is an attenuator for applying a constant damping ratio to a voltage measured through a transformer or a voltage divider to measure an operating voltage V X applied to an arrester 210 that is a nonlinear device for surge protection. 201, a differential circuit 202 for differentiating the measured operating voltage V X into a differential voltage dV X / dt and a first low pass filter for preventing chattering a pass filter 203 and a first amplifier 204. In this case, the measured operating voltage V X may be processed by the second low pass filter 205 and the second amplifier 206 without undergoing a differential process.

감쇠기(201)로 인해, 측정부(200)를 통해 측정되는 운전전압(VX)은 선로모선에 흐르는 전압과 그 크기가 동일하게 측정될 수도 있지만, 일정 감쇠비를 가지고 감쇠된 전압이 측정될 수도 있다.Due to the attenuator 201, the driving voltage V X measured through the measuring unit 200 may be measured to have the same magnitude as that of the voltage flowing through the line bus, but the attenuated voltage may be measured with a constant attenuation ratio. have.

또한, 측정부(200)는 피뢰기(210)에 흐르는 전체 누설전류(IX)를 측정 및 처리하기 위해 측정된 전류를 증폭하는 증폭회로(207), 제3 저역통과 필터(208) 및 레인지 셀렉터 증폭회로(209)를 포함할 수 있다. In addition, the measurement unit 200 includes an amplifier circuit 207, a third low pass filter 208 and a range selector for amplifying the measured current to measure and process the total leakage current I X flowing through the arrester 210. An amplifier circuit 209 may be included.

전압 및 전류 측정시 저역통과 필터(203, 205, 208)를 적용시킴으로써, 운전전압에 고조파 성분이 포함되거나 펄스 및 노이즈가 포함되어 피뢰기의 열화 진단을 측정하는데 발생할 수 있는 누설전류의 오차 발생 문제를 해결할 수 있다. By applying the low pass filters 203, 205, and 208 in the voltage and current measurement, it is possible to solve the problem of leakage current error that may occur in measuring the degradation diagnosis of the arrester by including harmonic components or pulse and noise in the operating voltage. I can solve it.

도 2에 도시된 피뢰기(210)의 등가회로를 통해 알 수 있듯이, 피뢰기는 비선형 저항(R)과 정전용량(C)의 조합으로 구성되고, 전체 누설전류(IX)는 비선형 저항(R)을 통해 흐르는 저항성 누설전류(IR)와 정전용량(C)을 통해 흐르는 용량성 누설전류(IC)의 합으로 나타낼 수 있다. As can be seen from the equivalent circuit of the arrester 210 shown in FIG. 2, the arrester is composed of a combination of a nonlinear resistor R and a capacitance C, and the total leakage current I X is a nonlinear resistor R. It can be expressed as the sum of the resistive leakage current (I R ) flowing through and the capacitive leakage current (I C ) flowing through the capacitance ( C ).

도 2의 측정부(200)에서 측정된 운전전압(VX) 또는 누설전류(IX)는 프로세서(220)를 통해 메인 시스템의 제어모듈(1021)로 전달되는데, 서브 시스템에서 측정된 열화 검진 정보는 RF 모듈을 통해 메인 시스템으로 전송된다.The operating voltage V X or the leakage current I X measured by the measuring unit 200 of FIG. 2 is transmitted to the control module 1021 of the main system through the processor 220, and the degradation detection measured in the subsystem. The information is sent to the main system via the RF module.

제어모듈(1021)는 메인 시스템 및 서브 시스템을 통해 측정된 운전전압(VX) 또는 누설전류(IX)를 이용한 연산 과정을 통해 피뢰기의 열화와 관계없이 일정한 값을 갖는 용량성 누설전류를 계산하고, 이를 통해 피뢰기의 열화 정도를 판단할 수 있는 저항성 누설 전류를 검출할 수 있다. 이에 대해서는 도 4에서 간략하게 설명하도록 한다.The control module 1021 calculates the capacitive leakage current having a constant value regardless of the deterioration of the arrester through a calculation process using the operating voltage (V X ) or the leakage current (I X ) measured through the main system and the subsystem. And through this, it is possible to detect the resistive leakage current to determine the degree of degradation of the arrester. This will be briefly described with reference to FIG. 4.

도 3은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기의 열화 진단 시스템에서 열환 진단 과정의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating an example of a thermal ring diagnosis process in the degradation diagnosis system of the arrester according to the embodiment of the present invention described above.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 진단 메인 시스템(10)의 제어모듈(1021)는 제1 프로세서(1022)로 피뢰기 열화 진단 요청 신호를 전송한다(S301). Referring to FIG. 3, the control module 1021 of the arrester degradation diagnosis main system 10 according to an embodiment of the present invention transmits the arrester degradation diagnosis request signal to the first processor 1022 (S301).

피뢰기 열화 진단 요청 신호를 수신한 제1 프로세서(1022)는 측정을 위한 데이터 초기화 작업을 수행하고(S302), RF 모듈(104)를 통해 서브 시스템(11)으로 열화 진단 동기 신호를 전송한다(S303). 동기 신호 전송 단계 및 프로세서의 데이터 초기화 단계는 서로 바뀔 수 있으며, 동시에 수행될 수도 있다. Upon receiving the arrester degradation diagnosis request signal, the first processor 1022 performs data initialization for measurement (S302), and transmits the degradation diagnosis synchronization signal to the subsystem 11 through the RF module 104 (S303). ). The synchronization signal transmission step and the data initialization step of the processor may be interchanged or may be simultaneously performed.

이때, 제1 프로세서(1022)는 서브 시스템으로 동기 신호를 전송하면서 서브 시스템에서 측정할 피뢰기의 전압 또는 전류를 측정할 것을 지정하는 신호도 함께 전송할 수 있다. 예를 들어, 메인 시스템에서 피뢰기의 전압을 측정하고 서브 시스템에서 전류를 측정하도록 구현하는 경우, 제1 프로세서(1022)는 제어모듈(1021)로부터 전압 측정 요청 신호를 수신하거나 또는 임의적으로 전압 측정을 수행하도록 결정한 경우, 서브 시스템으로 전류 측정을 요청하는 동기 신호를 전송할 수 있다. 반대로, 메인 시스템에서 피뢰기의 누설전류를 측정하도록 하고, 서브 시스템에서 운전전압을 측정하도록 구현할 수 있다.In this case, the first processor 1022 may also transmit a synchronization signal to the subsystem while also transmitting a signal specifying to measure the voltage or current of the lightning arrester to be measured by the subsystem. For example, if the main system implements measuring the voltage of the arrester and measuring the current in the subsystem, the first processor 1022 may receive a voltage measurement request signal from the control module 1021 or optionally perform a voltage measurement. If it is determined to perform, it may send a synchronization signal requesting current measurement to the subsystem. Conversely, the main system can be implemented to measure the leakage current of the arrester and the sub-system to measure the operating voltage.

다음으로, 제1 프로세서(1022)는 측정부(101)를 활성화하여 피뢰기의 전압 또는 누설전류를 측정하도록 하고(S305), 측정된 결과를 이용하여 제1 피뢰기 열화 검진 정보를 생성한다(S306). 제1 피뢰기 열화 검진 정보는 상술한 피뢰기의 운전전압 또는 누설전류 측정값이 될 수 있다.Next, the first processor 1022 activates the measurement unit 101 to measure the voltage or the leakage current of the arrester (S305), and generates first arrester degradation detection information using the measured result (S306). . The first arrester deterioration detection information may be a measured value of the operating voltage or the leakage current of the arrester described above.

이때, 동기 신호를 수신한 서브 시스템(11)의 제2 프로세서(1121)는 피뢰기 열화 진단을 위한 데이터 초기화 작업을 수행한다(S304). 초기화 작업 후, 제2 프로세서(1121)는 서브 시스템의 측정부(111)를 활성화하여 메인 시스템의 측정부(101)와 동일 시점(또는, 근소한 오차 범위 내)에서 피뢰기의 운전전압 또는 누설전류를 측정하도록 하며(S307), 측정부(111)에서 측정된 결과를 토대로 제2 피뢰기 열화 검진 정보를 생성한다(S308). 제2 피뢰기 열화 검진 정보는 상술한 피뢰기의 운전전압 또는 누설전류 측정값이 될 수 있다.At this time, the second processor 1121 of the subsystem 11 that receives the synchronization signal performs a data initialization task for diagnosing the arrester degradation (S304). After the initialization operation, the second processor 1121 activates the measurement unit 111 of the sub-system to output the operating voltage or the leakage current of the arrester at the same time point as the measurement unit 101 of the main system (or within a slight error range). In operation S307, the second lightning arrester degradation detection information is generated based on the result measured by the measuring unit 111 (S308). The second lightning arrester degradation detection information may be a measured value of the operating voltage or the leakage current of the lightning arrester described above.

메인 시스템(10)에서는 서브 시스템(11)으로 RF 통신을 이용하여 동기 신호를 전송하므로, 전송 신호 간의 시간 차는 소정의 매우 작은 오차 범위 내 해당하므로, 제1 프로세서 및 제2 프로세서는 동일시간에 피뢰기 열화 진단을 위한 측정을 수행할 수 있다. 즉, 메인 시스템과 서브 시스템이 이격 장소에 위치하더라도 동기 신호를 이용하여 동일 시점에서 열화 검진 동작을 수행할 수 있어 양 시스템에서의 측정 데이터 간에는 동기화가 이루어질 수 있다.Since the main system 10 transmits the synchronization signal to the subsystem 11 by using RF communication, the time difference between the transmission signals falls within a predetermined very small error range, so that the first processor and the second processor are the same at the same time. Measurements for diagnosing degradation can be performed. In other words, even if the main system and the sub-system are located at a remote location, the degradation detection operation can be performed at the same time using the synchronization signal, so that the measurement data in both systems can be synchronized.

이후, 제1 프로세서(1022)는 제어모듈(1021)로 제1 피뢰기 열화 검진 정보를 전달한다(S309). Thereafter, the first processor 1022 transmits the first arrester degradation inspection information to the control module 1021 (S309).

또한, 제어모듈(1021)는 서브 시스템으로 RF 통신을 이용하여 열화 검진 정보 전송을 요청하고(S310), 이를 수신한 서브 시스템의 제2 프로세서(1121)는 메인 시스템으로 RF 통신을 이용하여 제2 피뢰기 열화 검진 정보를 전송한다(S311).In addition, the control module 1021 requests the transmission of deterioration examination information to the sub system using RF communication (S310), and the second processor 1121 of the received sub system uses the RF communication to the main system for a second transmission. The arrester degradation inspection information is transmitted (S311).

제어모듈(1021)는 메인 시스템 및 서브 시스템으로부터 전송된 각각의 데이터에 대한 신호 처리 및 분석을 통해 피뢰기의 열화 검진 상태를 도출할 수 있다(S312). 도출된 피뢰기 열화 검진 상태는 디스플레이부(103)를 통해 출력될 수 있다.The control module 1021 may derive the deterioration detection state of the arrester through signal processing and analysis on respective data transmitted from the main system and the sub system (S312). The derived arrester deterioration detection state may be output through the display unit 103.

도 3에 도시된 피뢰기의 열화 검진 방법은 본 발명의 설명하기 위한 일 예일 뿐이며, 이와 같은 측정 과정은 수회 반복될 수 있다.Deterioration detection method of the arrester shown in Figure 3 is only an example for explaining the present invention, such a measurement process may be repeated several times.

이에 따라, 메인 시스템의 제어모듈(1021)는 메인 시스템과 서브 시스템으로부터 전송되는 피뢰기 전체에 흐르는 누설 전류와 운전전압을 이용하여 연산 과정을 통해 피뢰기의 열화 상태를 도출할 수 있다.Accordingly, the control module 1021 of the main system may derive the deterioration state of the arrester through a calculation process using the leakage current and the operating voltage flowing through the entire arrester transmitted from the main system and the sub-system.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템에서 열화 검진 과정의 일 예를 나타내는 것으로, 구체적으로는 누설 전류 및 운전전압을 이용하여 열과 검진 상태를 도출하는 과정을 설명하기 위한 절차 흐름도이다.4 is a view illustrating an example of a degradation detection process in the lightning arrester degradation detection system according to an embodiment of the present invention. Specifically, a flowchart illustrating a process of deriving heat and a diagnosis state using leakage current and an operating voltage to be.

도 4에서는 도 2에 도시된 것처럼 피뢰기 등가회로는 비선형 저항(R)과 정전용량(C)의 조합으로 구성되고, 피뢰기에 흐르는 전체 누설전류는 비선형 저항(R)을 통해 흐르는 저항성 누설전류(IR)와 정전용량을 통해 흐르는 용량성 누설전류(IC)의 합으로 본다. 또한, 피뢰기의 운전전압(VX)은 측정부의 미분회로(202)를 통해 미분전압(dVX/dt)으로 변환되어 제어모듈(1021)로 전달되는 것으로 가정한다.In FIG. 4, as shown in FIG. 2, the arrester equivalent circuit includes a combination of the nonlinear resistor R and the capacitance C, and the total leakage current flowing through the arrester is the resistive leakage current I flowing through the nonlinear resistor R. R is the sum of the capacitive leakage current (I C ) flowing through the capacitance. In addition, it is assumed that the operating voltage V X of the arrester is converted into the differential voltage dV X / dt through the differential circuit 202 of the measuring unit and transferred to the control module 1021.

도 4를 참조하면, 메인 시스템의 제어모듈(1021)는 전송된 피뢰기의 미분전압(dVX/dt)과 누설전류(IX)를 이용하여 용량성 성분(capacitance)을 검출한다(S410). 용량성 성분은 수학식 1과 같이 전체 누설전류를 미분전압으로 나누어 계산된 값(k(t))을 기반으로 도출될 수 있다(S411).Referring to FIG. 4, the control module 1021 of the main system detects a capacitive component using the differential voltage dV X / dt and the leakage current I X of the transmitted lightning arrester (S410). The capacitive component may be derived based on a value k (t) calculated by dividing the total leakage current by the differential voltage as shown in Equation 1 (S411).

Figure 112010074465180-pat00001
Figure 112010074465180-pat00001

상기 수학식 1과 같이 계산된 k(t) 값들은 일정 주기로 반복되며, 이는 도 5에 도시된 바와 같다. The k (t) values calculated as in Equation 1 are repeated at regular intervals, as shown in FIG.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템에서 미분전압 k(t) 값들의 파형의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 5에서 미분전압 k(y)값은 0점과 일치하는 지점(510)을 통해 확인할 수 있다. 5 is a diagram illustrating an example of waveforms of differential voltage k (t) values in an arrester degradation detection system according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 5, the differential voltage k (y) value can be confirmed through the point 510 corresponding to the zero point.

다시 도 4를 참조하면, 단계 S411에 의해 계산된 k(t) 값들 중에서 운전전압(VX)이 0인 부근의 기 설정된 시간 범위의 k(t) 값들을 추출하고(S412), 추출된 k(t)값들의 중간값을 계산할 수 있는 함수, median 함수로 통계 처리함으로써 피뢰기의 용량성 성분에 해당하는 중간값 K를 도출할 수 있다(S413).Referring back to FIG. 4, k (t) values of a preset time range in which the driving voltage V X is 0 are extracted from k (t) values calculated by step S411 (S412). The median value K corresponding to the capacitive component of the arrester may be derived by performing statistical processing with a function capable of calculating the median value of the (t) values and a median function (S413).

계산된 중간값을 이용하여 피뢰기의 용량을 검출하는데, 운전전압 측정시 측정된 운전전압이 선로모선에 걸리는 전압과 그 크기가 동일한 경우 검출되는 피뢰기의 용량은 계산된 중간값이 될 수 있지만, 측정된 운전전압이 선로모선에 걸리는 전압에 대해 일정 감쇠비에 의해 감쇠된 전압인 경우 검출되는 피뢰기의 용량은 중간값에 감쇠비를 곱한 값일 될 수 있다(S414).The capacity of the arrester is detected by using the calculated median value.If the measured operating voltage is the same as the voltage applied to the line bus when the operating voltage is measured, the capacity of the arrester may be the calculated median value. If the operating voltage is a voltage attenuated by a certain damping ratio with respect to the voltage applied to the line bus line, the capacity of the arrester detected may be a value obtained by multiplying the intermediate value by the damping ratio (S414).

용량성 성분이 검출되면, 임베디드 보드는 검출된 용량성 성분과 미분전압을 곱하여 도 6에 도시된 일 예와 같이 용량성 누설전류(IC)를 계산한다(S420).If the capacitive component is detected, the embedded board calculates the capacitive leakage current I C as shown in FIG. 6 by multiplying the detected capacitive component and the differential voltage (S420).

용량성 누설전류(IC)가 계산되면, 전체 누설전류(IX)와 용량성 누설전류(IC)의 차를 통해 도 7에 도시된 것과 같이 피뢰기의 열화 정도를 판단할 수 있는 저항성 누설전류(IR)를 검출한다(S430). When the capacitive leakage current I C is calculated, a resistive leakage that can determine the degree of deterioration of the arrester as shown in FIG. 7 through the difference between the total leakage current I X and the capacitive leakage current I C. The current I R is detected (S430).

도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템에서 계산된 용량성 누설전류 및 저항성 누설전류의 파형의 일 예를 나타내는 도면이다.6 and 7 are diagrams showing examples of waveforms of the capacitive leakage current and the resistive leakage current calculated in the arrester degradation detection system according to the embodiment of the present invention, respectively.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템은 장소에 구애받지 않고 전체 누설전류와 운전전압을 측정할 수 있는 측정 시스템(메인 시스템 및 서브 시스템)을 이격 장소에 위치시켜 측정된 결과를 소프트웨어적으로 수행할 수 있도록 구현한다. 따라서, 서브 시스템의 경우 소형으로 제작한 측정 장치를 이용하여 휴대가 용이하도록 구현할 수 있다. As described above, the lightning arrester deterioration detection system according to the embodiment of the present invention places the measurement system (main system and sub-system) which can measure the total leakage current and the operating voltage regardless of the location, and displays the measured result. Implemented to be done in software. Therefore, the subsystem may be implemented to be easily portable by using a small measuring device.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 열화 검진 시스템에서의 검진 방법은 피뢰기의 용량성 누설전류를 통해 피뢰기의 열화 정도를 판단할 수 있는 저항성 누설전류를 검출함으로써 저항성 누설전류의 오차를 최소화할 수 있으며, 이를 통해 피뢰기의 열화를 신뢰성 있게 판단할 수 있다. 나아가, 저항성 누설전류를 검출함에 있어서, 운전전압에 고조파 성분이 포함되거나 펄스 및 노이즈가 포함되어 피뢰기의 열화 진단을 측정하는데 발생할 수 있는 누설전류의 오차를 최소화하여 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, the detection method in the lightning arrester degradation detection system according to an embodiment of the present invention can minimize the error of the resistive leakage current by detecting a resistive leakage current that can determine the degree of degradation of the arrester through the capacitive leakage current of the arrester. In this way, it is possible to reliably determine the deterioration of the arrester. Furthermore, in detecting the resistive leakage current, harmonic components or pulses and noises are included in the operating voltage, thereby minimizing the error of the leakage current that may occur in measuring the degradation diagnosis of the arrester, thereby improving detection accuracy.

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 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain, and the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (15)

피뢰기의 열화 상태를 검진하는 시스템에 있어서,
상기 피뢰기에 입력되는 운전전압 또는 상기 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 제1 측정부를 포함하는 제1 시스템; 및
상기 제1 시스템에 위치한 장소와 이격된 장소에서 상기 피뢰기에 입력되는 운전전압 또는 상기 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 제2 측정부 및 측정 결과 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출하는 제어부를 포함하는 제2 시스템을 포함하되,
상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템은 무선 통신 모듈을 더 포함하고,
상기 제2 시스템은 상기 제1 시스템으로 상기 피뢰기 열화 검진 동기 신호를 전송하여 상기 제1 시스템 및 상기 제2 시스템에 동일 시점에서 상기 피뢰기의 운전전압 또는 누설전류를 측정하도록 하는, 피뢰기 열화 검진 시스템.In the system for checking the deterioration state of the arrester,
A first system including a first measuring unit measuring an operating voltage input to the arrester or a leakage current flowing through the arrester; And
And a second measuring unit measuring an operating voltage input to the arrester or a leakage current flowing through the arrester at a location spaced from the first system, and a controller for deriving a deterioration state of the arrester as a result of the measurement. 2 systems,
The first system and the second system further comprise a wireless communication module,
And the second system transmits the arrester degradation detection synchronization signal to the first system to measure the operating voltage or the leakage current of the arrester at the same time point to the first system and the second system. 제1항에 있어서,
상기 제1 시스템은,
상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 제2 시스템으로부터 상기 열화 검진 동기 신호를 수신한 경우, 상기 제1 측정부를 활성화시키는 제1 프로세서를 더 포함하는, 피뢰기 열화 검진 시스템.The method of claim 1,
The first system,
And a first processor activating the first measurement unit when receiving the degradation detection synchronization signal from the second system through the wireless communication module. 제2항에 있어서,
상기 제1 프로세서는 상기 제1 측정부로부터 측정된 결과를 토대로 제1 열화 검진 정보를 구성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 제2 시스템으로 전송하는, 피뢰기 열화 검진 시스템.The method of claim 2,
And the first processor configures first degradation inspection information based on the result measured by the first measurement unit and transmits the first degradation inspection information to the second system through the wireless communication module. 제1항에 있어서,
상기 제2 시스템은,
상기 제2 측정부를 활성화시키는 동시에 상기 제1 시스템으로 상기 열화 검진 동기 신호를 전송하도록 수행하는 제2 프로세서를 더 포함하는, 피뢰기 열화 검진 시스템.The method of claim 1,
The second system,
And a second processor configured to activate the second measurement unit and simultaneously transmit the degradation detection synchronization signal to the first system. 제4항에 있어서,
상기 제2 프로세서는 상기 제2 측정부로부터 측정된 결과를 토대로 제2 열화 검진 정보를 구성하여 상기 제어부로 전달하는, 피뢰기 열화 검진 시스템.The method of claim 4, wherein
And the second processor configures and transmits second deterioration examination information to the controller based on the result measured by the second measurement unit. 제 1항에 있어서,
상기 제1 측정부 및 상기 제2 측정부는,
측정된 상기 피뢰기의 운전전압에 일정한 감쇠비를 적용하기 위한 감쇠기;
상기 운전전압을 시간으로 미분하여 미분전압으로 변환하기 위한 미분회로;
상기 변환된 미분전압에서 고주파 성분을 필터링하기 위한 저역통과 필터; 및
증폭기를 포함하는, 피뢰기 열화 검진 시스템.The method of claim 1,
The first measuring unit and the second measuring unit,
An attenuator for applying a constant damping ratio to the measured operating voltage of the arrester;
A differential circuit for converting the operating voltage into a differential voltage by time;
A low pass filter for filtering high frequency components in the converted differential voltage; And
An arrester degradation screening system comprising an amplifier. 제 1항에 있어서,
상기 제1 측정부 및 상기 제2 측정부는,
측정된 상기 피뢰기의 누설전류값을 증폭하기 위한 증폭회로;
상기 증폭된 누선전류에서 고주파 성분을 필터링하기 위한 저역통과 필터; 및
증폭기를 포함하는, 피뢰기 열화 검진 시스템.The method of claim 1,
The first measuring unit and the second measuring unit,
An amplifying circuit for amplifying the measured leakage current of the arrester;
A low pass filter for filtering high frequency components in the amplified leakage current; And
An arrester degradation screening system comprising an amplifier. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 시스템으로부터 수신한 제1 열화 검진 정보 및 상기 제2 시스템으로부터 전달받은 제2 열화 검진 정보를 토대로 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출하는, 피뢰기 열화 검진 시스템.The method of claim 1,
And the control unit derives a deterioration state of the arrester based on the first deterioration examination information received from the first system and the second deterioration examination information received from the second system. 제1항에 있어서,
상기 제2 시스템은 상기 제어부에서 도출한 상기 피뢰기의 열화 상태를 출력하기 위한 디스플레이부를 더 포함하는, 피뢰기 열화 검진 시스템. The method of claim 1,
The second system further includes a display unit for outputting a deterioration state of the arrester derived from the control unit, arrester degradation detection system. 이격된 장소에 위치하는 제1 시스템 및 제2 시스템으로 구성된 피뢰기 열화 검진 시스템에서 상기 피뢰기의 열화 상태를 검진하는 방법에 있어서,
상기 피뢰기의 열화 상태를 검진하기 위해 상기 제1 시스템이 상기 제2 시스템으로 무선 통신을 이용하여 열화 검진 동기 신호를 전송하는 단계; 및
상기 열화 검진 동기 신호를 수신한 상기 제2 시스템의 제2 측정부는 상기 제1 시스템의 제1 측정부와 동일 시점에서 상기 피뢰기에 입력되는 운전전압 또는 상기 피뢰기를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 단계를 포함하는, 피뢰기 열화 검진 방법.In the lightning arrester degradation detection system consisting of a first system and a second system located in a spaced apart location, the method for detecting the degradation state of the arrester,
Transmitting, by the first system, the degradation detection synchronization signal to the second system by using the wireless communication to check the degradation state of the arrester; And
The second measuring unit of the second system receiving the degradation detection synchronization signal measures the operating voltage input to the arrester or the leakage current flowing through the arrester at the same time as the first measuring unit of the first system. Included, lightning arrester degradation screening method. 제10항에 있어서,
상기 제1 시스템의 제1 프로세서는 상기 제1 측정부에서 측정된 결과를 토대로 제1 열화 검진 정보를 구성하여 상기 제1 시스템의 제어부로 전달하는 단계를 더 포함하는, 피뢰기 열화 검진 방법.The method of claim 10,
The first processor of the first system further comprises the step of constructing the first degradation detection information based on the results measured by the first measurement unit to the control unit of the first system, arrester degradation detection method. 제10항에 있어서,
상기 제2 시스템의 제2 프로세서는 상기 제2 측정부에서 측정된 결과를 토대로 제2 열화 검진 정보를 구성하여 상기 제1 시스템의 제어부로 무선 통신을 이용하여 전송하는 단계를 더 포함하는, 피뢰기 열화 검진 방법.The method of claim 10,
The second processor of the second system further comprises the step of configuring the second degradation detection information based on the result measured by the second measuring unit and transmitting to the control unit of the first system using wireless communication, arrester degradation Screening method. 제 11항 또는 제12항에 있어서,
상기 제1 열화 검진 정보 또는 상기 제2 열화 검진 정보는,
상기 피뢰기에 입력되는 운전전압을 시간으로 미분한 미분전압을 토대로 구성되는, 피뢰기 열화 검진 방법.The method of claim 11 or 12,
The first deterioration examination information or the second deterioration examination information,
And a lightning arrester degradation detection method based on a differential voltage obtained by differentiating an operating voltage input to the arrester with time. 제10항에 있어서,
상기 제1 시스템의 제어부에서 상기 제1 시스템에서 전달된 제1 열화 검진 정보 및 상기 제2 시스템으로부터 수신한 제2 열화 검진 정보를 토대로 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출하는 단계를 더 포함하는, 피뢰기 열화 검진 방법.The method of claim 10,
And deriving a deterioration state of the arrester based on the first deterioration examination information transmitted from the first system and the second deterioration examination information received from the second system by the controller of the first system. Screening method. 제14항에 있어서,
상기 제어부에서 상기 피뢰기의 열화 상태를 도출하는 단계는,
상기 피뢰기를 통해 흐르는 전체 누설전류 및 미분전압을 기초로 상기 피뢰기의 용량성 성분(capacitance)을 검출하는 단계;
상기 용량성 성분을 이용하여 상기 피뢰기의 용량성 누설전류를 계산하는 단계; 및
상기 전체 누설전류와 상기 용량성 누설전류의 차를 이용하여 상기 피뢰기의 저항성 누설전류를 검출하는 단계를 더 포함하는, 피뢰기 열화 검진 방법.The method of claim 14,
Deriving the deterioration state of the arrester in the control unit,
Detecting a capacitive component of the arrester based on a total leakage current and a differential voltage flowing through the arrester;
Calculating a capacitive leakage current of the arrester using the capacitive component; And
Detecting the resistive leakage current of the arrester using the difference between the total leakage current and the capacitive leakage current.
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