KR101232750B1 - Distributing board and motor control center, cabinet panel having an insulation degradation diagnosis system for detecting arc or corona generation using contactless complex sensors - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내에 전자파 수신안테나 및 자외선 센서, 온도 센서를 설치하여 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반의 접속불량 및 단선에 의한 아크 또는 코로나의 발생여부를 진단하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반에 관한 것이다.The present invention is installed in the switchgear and motor control panel, the electromagnetic wave receiving antenna and ultraviolet sensor, temperature sensor in the distribution panel, the arc by a non-contact composite sensor for diagnosing the occurrence of arc or corona due to poor connection and disconnection of the switchgear and motor control panel, distribution panel. And a switchgear, a motor control panel, and a distribution panel having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing corona discharge.
산업의 고도화로 전력수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 배전반 내의 전력설비에 의한 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 사고는 경제적 손실뿐만 아니라 기술적 손실도 발생시킬 수 있다.Due to the advancement of the industry, electric power demand is continuously increasing, and accidents caused by electric power facilities in the switchboard are frequently occurring. These accidents can lead to technical losses as well as economic losses.
통상적으로, 배전반 내의 접촉점이나 변압기 운전시 발생되는 진동 및 충격으로 인한 내부선로의 아크 방전에 의해 주위 절연물을 산화 및 열분해하여 탄화 도전로를 형성시킨다. 이러한 탄화 도전로 주위는 전자의 이동에 의해 줄열이 발생됨에 따라 절연내력이 저하되어 전기화재나 감전 등의 사고가 발생하게 된다. 이에, 배전반에서 발생하는 사고를 예방하기 위해 다양한 점검기술에 대한 연구가 이루어지고 있다.Typically, the arc insulation of internal lines due to vibrations and shocks generated during operation of transformers or contact points in switchboards oxidizes and thermally decomposes surrounding insulation to form a carbonized conductive path. As Joule heat is generated by the movement of electrons around the carbonization conductive path, insulation strength is lowered, and an accident such as an electric fire or an electric shock occurs. Accordingly, researches on various inspection techniques have been conducted to prevent accidents occurring in switchboards.
종래에는 절연열화 시 방사되는 전자파를 측정하여 배전반의 이상 유무를 확인하는 전자파 검출법이 제시되었다. 이러한 종래의 전자파 검출법은 대부분 30Hz∼300MHz, 300MHz∼3GHz의 주파수 범위의 VHF와 UHF 대역의 전자파를 검출하는 것으로 높은 공진도와 민감도를 나타내지만, 진동 및 외부교란전파에 의한 영향을 쉽게 받아 정확한 열화측정이 어렵다.Conventionally, an electromagnetic wave detection method for measuring an electromagnetic wave radiated during insulation deterioration and confirming an abnormality of a switchboard has been proposed. The conventional electromagnetic wave detection method detects electromagnetic waves in the VHF and UHF bands in the frequency ranges of 30 Hz to 300 MHz, 300 MHz to 3 GHz, and exhibits high resonance and sensitivity, but is easily affected by vibration and external disturbance waves, and thus accurate degradation measurement. This is difficult.
또한, 종래에는 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내에서 발생되는 진동 및 분진 등에 의해 전자파 수신안테나의 초기 설치환경 및 설정이 변화했는지를 확인할 수 없으며, 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반의 내부 환경 변화 및 설치환경 변화도 확인할 수 없다.In addition, in the prior art, it is not possible to confirm whether the initial installation environment and setting of the electromagnetic wave reception antenna have changed due to vibrations and dust generated in the switchgear and the motor control panel and the distribution panel, and the change in the internal environment and the installation environment of the switchgear and the motor control panel and the distribution panel. Also can not be confirmed.
따라서, 종래에는 설치환경의 변화로 인해 전자파 수신안테나의 오동작 발생을 미연에 방지할 수 있다.Therefore, in the related art, malfunction of the electromagnetic wave reception antenna can be prevented due to a change in the installation environment.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기준전파 발생장치를 이용하여 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부에 설치되는 전자파 수신안테나의 정상 동작 여부 및 설치환경 변화를 확인할 수 있는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, a non-contact composite that can check the normal operation of the electromagnetic wave receiving antenna installed in the switchgear and motor control panel, the distribution panel and the change of the installation environment by using the reference wave generator It is to provide a switchgear, a motor control panel and a distribution panel having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a sensor.
또한, 본 발명은 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부에 설치되는 전력기기에서 방전 발생 시 방사되는 자외선 및 전자파, 온도를 측정하고 그 측정된 데이터들을 분석하여 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반의 접속불량 및 단선에 의한 아크 또는 코로나의 발생여부를 진단하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention measures the ultraviolet rays and electromagnetic waves emitted when a discharge occurs in the power switchboard and the motor control panel, the power equipment installed inside the distribution panel, the temperature and analyze the measured data to the connection and disconnection of the switchboard and motor control panel, distribution panel The present invention provides a switchgear, a motor control panel, and a distribution panel having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a non-contact composite sensor for diagnosing whether an arc or corona is generated.
상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반은 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부의 전력기기에서 발생되는 방전으로 방사되는 전자파 신호의 주파수를 측정하는 전자파 검출부와, 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내 전력기기에서 발생되는 방전으로 인해 방사되는 자외선의 파장을 측정하는 자외선 검출부와, 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부의 온도를 측정하는 온도 검출부와, 상기 전자파 검출부에 의해 측정된 전자파 신호의 주파수가 속하는 주파수 대역의 중간주파수 및 상기 중간주파수에 대해 기설정된 전파강도로 기준신호를 발생시키는 기준전파 발생부와, 상기 전자파 검출부를 통해 전자파 신호를 수신하면 일정 시간 경과 후 상기 기준전파 발생부를 제어하여 상기 기준신호를 발생시키고, 그 발생된 기준신호를 수신하여 수신된 기준신호의 수신강도가 허용범위를 벗어나는지 여부에 따라 상기 전자파 검출부의 정상여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 측정된 전자파 신호의 주파수를 수집하며 상기 자외선 검출부 및 온도 검출부에 의해 측정된 자외선의 파장 및 온도를 수집하는 수집부와, 상기 수집부에 의해 수집되는 측정데이터들을 분석하여 방전 형태를 진단하는 진단부를 포함한다.In order to achieve the above object, a switchgear and a motor control panel having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a non-contact composite sensor according to the present invention, the distribution panel is generated in the power switchboard and motor control panel, power equipment inside the distribution panel Electromagnetic wave detection unit for measuring the frequency of the electromagnetic wave signal emitted by the discharge discharge, UV detection unit for measuring the wavelength of the ultraviolet radiation emitted by the discharge generated in the power switchboard and motor control panel, power distribution panel, switchgear and motor control panel, inside the distribution panel A temperature detector configured to measure a temperature of the reference signal; a reference wave generator configured to generate a reference signal at an intermediate frequency of a frequency band to which the frequency of the electromagnetic wave signal measured by the electromagnetic wave detector belongs and a radio wave preset for the intermediate frequency; Electromagnetic wave transmission through the electromagnetic wave detector When receiving a call, the reference signal generator generates the reference signal after a predetermined time elapses, and receives the generated reference signal to determine whether the received intensity of the received reference signal is outside the allowable range. A collecting unit for determining whether it is normal and collecting the frequency of the measured electromagnetic wave signal according to the determination result and collecting the wavelength and temperature of ultraviolet rays measured by the ultraviolet detecting unit and the temperature detecting unit; It includes a diagnostic unit for diagnosing the discharge form by analyzing the measurement data.
상기 전자파 검출부는 0.1MHz ~ 800MHz의 주파수 대역을 측정하는 것을 특징으로 한다.The electromagnetic wave detector is characterized in that for measuring the frequency band of 0.1MHz ~ 800MHz.
상기 자외선 검출부는 210nm~400nm의 자외선 파장대역을 측정하는 것을 특징으로 한다.The ultraviolet detection unit is characterized in that for measuring the ultraviolet wavelength band of 210nm ~ 400nm.
상기 온도 검출부는 10℃~150℃의 온도 범위를 측정하는 적외선 센서로 구현되는 것을 특징으로 한다.The temperature detection unit is characterized in that implemented by an infrared sensor for measuring the temperature range of 10 ℃ ~ 150 ℃.
상기 허용범위는 상기 전파강도의 ±10% 범위 인 것을 특징으로 한다.The allowable range is characterized in that the range of ± 10% of the propagation intensity.
상기 수집부는 상기 전자파 검출부가 정상으로 확인되면 상기 전자파 검출부에 의해 검출된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위 이내인지를 확인하는 것을 특징으로 한다.The collecting unit checks whether the reception intensity of the electromagnetic wave signal detected by the electromagnetic wave detecting unit is within a reference range when the electromagnetic wave detecting unit is confirmed to be normal.
상기 기준범위는 42㏈㎶/m ~ 70㏈㎶/m인 것을 특징으로 한다.The reference range is characterized in that 42 ㏈㎶ / m ~ 70 ㏈㎶ / m.
상기 수집부는 상기 검출된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위 이내이면 상기 검출된 전자파 신호의 주파수를 측정데이터로 수집하고, 상기 검출된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위를 벗어나면 상기 검출된 전자파 신호의 주파수를 측정데이터로 수집하기 않는 것을 특징으로 한다.The collection unit collects the frequency of the detected electromagnetic wave signal as measurement data if the received intensity of the detected electromagnetic wave signal is within a reference range, and if the received intensity of the detected electromagnetic wave signal is outside the reference range, It is characterized in that the frequency is not collected as measurement data.
상기 방전형태는 아크 또는 코로나인 것을 특징으로 한다.The discharge form is characterized in that the arc or corona.
본 발명은 기준전파 발생장치를 이용하여 전자파 수신안테나가 최초 설치된 상태로 동작 중인지를 확인하여 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부의 설치환경 변화를 확인할 수 있어, 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부 설치환경 변화에 따라 전자파 수신안테나의 설치환경을 조정하여 오동작을 미연에 방지할 수 있다.The present invention can determine whether the installation environment of the switchgear and the motor control panel, the distribution panel by checking whether the electromagnetic wave receiving antenna is installed in the first installed state using the reference signal generator, the change in the installation environment of the switchboard and motor control panel, distribution panel Accordingly, it is possible to prevent malfunction by adjusting the installation environment of the electromagnetic wave receiving antenna.
본 발명은 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부에 설치되는 전력기기에서 방전 발생 시 방사되는 자외선 및 전자파, 온도를 측정하고, 그 측정된 측정 데이터들을 분석하여 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내의 접속불량 및 단선에 의한 아크 또는 코로나의 발생여부를 진단할 수 있다.The present invention measures the ultraviolet rays and electromagnetic waves emitted when a discharge occurs in a power distribution panel and a motor control panel, a power device installed inside the distribution panel, and analyzes the measured data to determine the poor connection and disconnection in the switchboard and motor control panel, distribution panel. It can diagnose the occurrence of arc or corona.
도 1은 본 발명에 따른 수배전반의 열화진단시스템을 도시한 구성도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 수배전반의 열화진단시스템에 포함된 검출장치를 도시한 블록구성도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 검출장치를 도시한 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 진단부를 도시한 블록구성도이다.
도 4은 본 발명에 따른 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반의 열화진단방법을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram showing a degradation diagnostic system of the switchgear according to the present invention.
Figure 2a is a block diagram showing a detection apparatus included in the degradation diagnostic system of the switchgear according to the present invention.
FIG. 2B is a circuit diagram showing the detection device shown in FIG. 2A.
FIG. 3 is a block diagram illustrating the diagnosis unit illustrated in FIG. 1.
4 is a flowchart illustrating a method for diagnosing degradation of a switchgear, a motor control panel, and a distribution panel according to the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명에서 제안된 열화진단시스템은 수배전반 및 전동기 제어반(Motor Control Center, MCC), 분전반 등에 적용될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The degradation diagnosis system proposed in the present invention may be applied to a switchgear, a motor control center (MCC), a distribution panel, and the like.
도 1은 본 발명에 따른 수배전반의 열화진단시스템을 도시한 구성도이고, 도 2a는 본 발명에 따른 수배전반의 열화진단시스템에 포함된 검출장치를 도시한 블록구성도이며, 도 2b는 도 2a에 도시된 검출장치를 도시한 회로도이고, 도 3은 도 1에 도시된 진단부를 도시한 블록구성도이다. 여기서는, 본 발명의 이해를 돕기 위해 수배전반의 경우를 예로 들어 설명한다.1 is a block diagram showing a degradation diagnostic system of the switchgear according to the present invention, Figure 2a is a block diagram showing a detection device included in the degradation diagnostic system of the switchgear according to the present invention, Figure 2b is shown in Figure 2a 3 is a circuit diagram illustrating the detection apparatus shown in FIG. 3, and FIG. 3 is a block diagram illustrating the diagnosis unit illustrated in FIG. 1. Here, the case of the switchgear will be described as an example to aid the understanding of the present invention.
도면을 참조하면, 열화진단시스템은 수배전반(1)의 열화진단에 필요한 파라미터를 검출하기 위한 검출장치(D)와 그 검출장치(D)를 통해 검출된 데이터들을 토대로 수배전반(1)의 절연상태를 진단하는 진단부(130)를 포함한다. 수배전반(1)의 외함은 금속으로 제작되며, 외함접지되고, 외부 전파를 차폐한다.Referring to the drawings, the degradation diagnosis system detects the insulation state of the
검출장치(D)는 도 2a에 도시된 바와 같이 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112), 온도 검출부(113), 기준전파 발생부(115), 수집부(120)를 포함한다.As shown in FIG. 2A, the detection device D includes an electromagnetic wave detector 111, an
전자파 검출부(111)는 수배전반(1) 내부에서 직렬아크 방전 또는 코로나 방전이 발생할 때 방사되는 전자파를 검출한다. 상기 직렬아크 방전은 수배전반(1) 내의 노후된 케이블이나 열화된 터미널에서 발생하고, 코로나 방전은 수배전반 내부에 설치된 계기용 변압변류기(metering outfit, MOF) 및 변압기의 부싱이나 지지애자 등의 전력기기에서 발생한다.The electromagnetic wave detector 111 detects electromagnetic waves emitted when the series arc discharge or the corona discharge occurs in the
전자파 검출부(111)는 특정 주파수 대역의 전자파를 수신하는 수신 안테나(111a)와 상기 수신안테나(111a)를 통해 수신되는 전자파 신호의 크기를 증폭시키는 증폭기(111b)를 포함한다. 상기 수신 안테나는 0.1MHz~800MHz의 주파수 대역을 측정하는 평판형(원판형) 안테나로 구현된다.The electromagnetic wave detector 111 includes a receiving
자외선 검출부(112)는 수배전반 내부에 설치되는 전력기기에서 발생되는 직렬아크 방전에 의해 나타나는 광 스펙트럼을 측정한다. 상기 자외선 검출부(112)는 아크방전 발생 시 발생되는 자외선 성분을 검출하는 자외선 센서(112a) 및 자외선 센서에 의해 측정된 신호를 증폭하는 증폭기(112b)를 포함한다. 상기 자외선 센서는 210nm~395nm의 자외선 파장대역을 측정한다.The
상기 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112)의 출력단에 각각 설치되는 증폭기(111b 및 112b)는 미소한 전자파 및 자외선을 검출하기 위한 것이다. 전자파 검출부(111)의 증폭기는 이득 40㏈, 50kHz∼35MHz(-3㏈)의 주파수 응답을 가지며, 자외선 검출부(112)의 증폭가는 이득 20dB, DC∼45kHz(-3dB)의 주파수 응답을 갖는다.The
온도 검출부(113)는 수배전반 내부의 전력기기들로부터 발생되는 열에 의한 온도를 측정하여, 수배전반의 내부 온도 변화를 모니터링한다. 온도 검출부(113)는 측정 온도범위 10℃~150℃에서 10㎷/℃의 감도를 갖는 적외선 온도센서를 포함한다.The
상기한 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112), 온도 검출부(113)는 수배전반 내부에 복수 개 설치될 수 있다.The electromagnetic wave detector 111, the
기준전파 발생부(115)는 수배전반(1) 내에 설치되며 상기 전자파 검출부(111)에 의해 검출된 전자파가 속하는 주파수 대역의 중간주파수 및 상기 중간주파수에 대해 사전 설정된 전파강도로 기준신호를 생성하여 방사한다. 기준전파 발생부(115)는 방전상태별 방사주파수 대역의 사전 설정된 중간주파수 및 전파강도로 기준 전자파(기준신호)를 발생시킨다.The reference wave generator 115 is installed in the
예를 들어, 단자와 단자 사이의 코로나가 발생하는 경우, 방사주파수 대역은 10㎒~20㎒와 0.1㎒~0.4㎒이므로, 기준전파 발생부(115)는 사전에 설정된 정보에 근거하여 중간주파수 15㎒이며 전파강도 50㏈㎶/m인 기준신호와 중간주파수 0.2㎒이며 전파강도 60㏈㎶/m인 기준신호를 발생시킨다.For example, when a corona is generated between the terminals, since the radiation frequency bands are 10 MHz to 20 MHz and 0.1 MHz to 0.4 MHz, the reference radio wave generator 115 determines the
수집부(120)는 상기 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112), 온도 검출부(113)에 의해 측정된 측정데이터들을 수집한다. 상기 측정 데이터는 전자파 검출부(111)에 의해 검출된 전자파의 주파수 및 수신강도, 자외선 검출부(112)에 의해 검출된 자외선의 파장, 온도 검출부(113)에 의해 측정된 내부 온도를 포함한다.The
수집부(120)는 상기 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112), 온도 검출부(113)와의 연결을 위한 다수의 채널(121)과, 상기 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112), 온도 검출부(113)에 의해 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(analog-digital converter)(122)와 외부 단말기(예: 진단부(130))와의 유무선 통신을 가능하게 하는 통신모듈(123)을 포함한다.The
수집부(120)는 상기 전자파 검출부(111)를 통해 전자파 신호를 수신한 후 일정 시간(예: 1~2초)이 경과하면 기준전파 발생부(115)를 제어하여 기준신호를 발생시킨다. 이때, 기준전파 발생부(115)는 수집부(120)의 제어에 따라 상기 전자파 검출부(111)에 의해 검출된 전자파 신호의 주파수가 속하는 주파수 대역에 대해 기설정된 중간주파수 및 전파강도로 기준신호를 발생시킨다. 본 실시예에서는 전자파 검출부(111)에 의해 검출된 전자파 신호의 주파수가 속하는 주파수대역의 중간주파수 및 그 중간주파수에 대해 사전 설정된 전파강도로 기준신호를 생성하여 1회 발생시키는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 수배전반의 기기배치 및 크기 등과 같은 환경요소를 고려하여 기준신호의 주파수 및 전파강도, 발생횟수 등을 변경설정할 수 있으며, 관리자가 기준신호의 주파수 및 전파강도를 임의로 선택하여 제어할 수 있도록 기준전파 발생부(115)에 선택스위치를 부가할 수 있다. 다시 말해서, 사전 설정되는 주파수 및 전파강도, 발생횟수 등은 수배전반이 설치되는 현장상황에 따라 선택적으로 구현될 수 있다.The
상기 수집부(120)는 상기 기준신호 발생 후 수신되는 기준신호의 수신강도를측정하고, 그 측정된 수신강도가 허용범위를 벗어나는지를 확인한다. 여기서, 상기 허용범위는 기준신호 발생 시 기준신호의 전파강도(발생강도)의 ±10% 범위이다.The
수집부(120)는 상기 수신된 기준신호의 수신강도가 기준범위 내에 있으면 상기 전자파 검출부(111)가 정상 동작하는 것으로 판단하여 전자파 검출부(111)에 의해 수신되는 전자파 신호가 수배전반 내부의 아크 또는 코로나에 의해 발생된 신호를 정상적으로 수신할 수 있는 것으로 인식한다. 따라서, 수집부(120)는 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112), 온도 검출부(113)에 의해 측정된 측정데이터들을 수집하여 진단부(130)로 전송하여 진단부(130)에 의한 진단동작을 수행하게 한다.The
상기 측정데이터 수집 시, 상기 수집부(120)는 상기 전자파 검출부(111)가 정상으로 확인되면 상기 전자파 검출부(111)를 통해 수신되는 전자파 신호의 수신강도가 기준범위 내에 속하는지를 확인한다. 상기 기준범위는 42㏈㎶/m ~ 70㏈㎶/m로, 설계자와 배전반의 크기 및 방사파 에너지 감도 등을 고려하여 설정된다.When collecting the measurement data, the
상기 수신된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위 이내에 속하면 수집부(120)는 상기 수신된 전자파 신호가 수배전반 내의 아크 또는 코로나로 인해 발생한 것으로 판단하여 상기 전자파 검출부(111)에 의해 검출된 전자파 신호의 주파수를 측정데이터로 수집한다. 반면, 상기 수신된 전자파 신호의 수신강도가 일정범위 내에 속하지 않으면 수집부(120)는 상기 수신된 전자파 신호가 수배전반의 환경변화로 인하여 발생한 것으로 판단하여 해당 전자파 신호의 주파수를 측정데이터로 수집하지 않는다. 그리고, 상기 수집부(120)는 전자파 검출부(111)의 설치환경이 변화되었음을 메시지 또는 경보음 등을 통해 관리자에게 통보한다.If the received intensity of the received electromagnetic wave signal is within the reference range, the collecting
수집부(120)는 상기 수신된 기준신호의 수신강도가 허용범위를 벗어나면 상기 전자파 검출부(111)가 비정상 동작하는 것으로 판단하여 관리자에게 알린다. 즉, 본 발명에 따른 수배전반(1)은 기준전파 발생부(115)를 구비하므로, 수배전반(1) 내에 발생하는 진동 및 분진 등에 의한 오염으로 전자파 검출부(111)의 설치 환경이 초기 설정으로부터 변화되었는지를 확인할 수 있으며, 수배전반(1) 주위에 전파발생원으로 작용할 수 있는 기기의 설치와 같은 외부 요인으로 인한 수배전반(1)의 설치환경변화를 확인할 수 있다.The
또한, 수집부(120)는 상기 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112), 온도검출부(113)와 일체화하여 하나의 모듈로 제작될 수도 있다.In addition, the
진단부(130)는 상기 수집부(120)와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 수집부(120)에 의해 수집된 측정 데이터들을 상기 수집부(120)로부터 제공받는다. 상기 수집부(120)는 전자파 검출부(111)에 의해 검출된 전자파 신호가 수배전반 내에서 발생한 아크 또는 코로나로 인한 전자파 신호로 판단되는 경우에만 상기 검출된 전자파 신호에 대한 측정 데이터를 상기 진단부(130)로 전송한다.The
진단부(130)는 [표 1]에 도시된 기준을 토대로 전자파 검출부(111) 및 자외선 검출부(112), 온도 검출부(113)를 통해 각각 측정된 전자파 주파수 및 자외선 파장, 온도를 분석하여 방전 형태(종류)를 진단한다. 여기서, 방전 형태는 코로나 및 직렬아크를 포함한다. [표 1]의 자외선 파장 및 주파수대역은 실험을 통해 아크 또는 코로나 발생 시 검출되는 대역으로 선정된 것이다.The
도 3을 참조하면, 진단부(130)는 통신부(131), 입력부(132), 알림부(133), 출력부(134), 저장부(135), 제어부(136)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the
통신부(131)는 수집부(120)의 통신모듈과 유선 또는 무선 통신을 통해 수집부(120)로부터 수집된 측정 데이터들을 수신한다. 예를 들어, 통신부(131)는 RS-232 통신을 수행한다.The
또한, 통신부(131)는 제어부(136)의 제어에 따라 진단부(130)에 의해 진단된 진단결과를 무선통신을 통해 관리자 단말기로 전송한다.In addition, the
입력부(132)는 사용자 입력을 위한 것으로, 키패드 또는 터치 패드 등으로 구현된다.The
알림부(133)는 아크 또는 코로나의 발생여부에 따라 경보음을 외부로 출력한다. 다시 말해서, 알림부(133)는 아크 또는 코로나 발생이 검출되면 경보음을 출력하고, 아크 또는 코로나 발생이 검출되지 않으면 경보음 출력을 수행하지 않는다.The
출력부(134)는 측정 데이터 및 진단 결과를 출력하기 위한 것으로, 표시장치 및/또는 스피커로 구성된다. 상기 표시장치는 LCD, 투명디스플레이, OLED, LED 디스플레이 등으로 구현될 수 있다.The
저장부(135)에는 열화진단을 위한 진단 소프트웨어 및 측정 데이터들, 진단결과 등이 저장된다.The
제어부(136)는 진단부(130)를 구성하는 각 구성요소의 동작을 제어하며, 상기 통신부(131)를 통해 수신되는 측정데이터들을 분석하여 방전 형태 및 발생 위치를 진단한다.The
또한, 제어부(136)는 상기 통신부(131)를 통해 진단결과를 관리자 단말기로 전송한다. 따라서, 관리자는 진단부(130)로부터 통보받은 진단결과 및 측정데이터들을 통해 측정온도(주위온도와 측정온도 간의 온도차) 변화와 아크 또는 코로나 발생여부를 실시간으로 모니터링할 수 있다.In addition, the
도 4는 본 발명에 따른 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반의 열화진단방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for diagnosing degradation of a switchgear, a motor control panel, and a distribution panel according to the present invention.
도 4를 참조하면, 전자파 검출부(111), 자외선 검출부(112) 및 온도 검출부(113)는 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부에 설치된 전력기기로부터 발생되는 미세한 전자파 및 자외선, 온도를 측정한다(S101). 상기 전자파 검출부(111), 자외선 검출부(112) 및 온도 검출부(113)는 측정한 데이터를 수집부(120)로 전송한다. 수집부(120)는 측정된 측정데이터들을 수집하여 진단부(130)로 전송한다.Referring to FIG. 4, the electromagnetic wave detector 111, the
이때, 수집부(120)는 전자파 검출부(111)에 의해 전자파 신호가 검출되면 일정 시간 경과 후 기준전파 발생부(115)를 제어하여 검출된 전자파 신호의 주파수가 속하는 주파수 대역의 중간주파수 및 상기 중간주파수에 대해 기설정된 전파강도로 기준신호를 생성하여 방사한다. 그리고, 수집부(120)는 기준전파 발생부(115)로부터 발생된 기준신호를 상기 전자파 검출부(111)를 통해 수신하고, 그 기준신호의 수신강도를 확인한다. 상기 기준신호의 수신강도가 허용범위 내에 속하면 전자파 검출부(111)가 정상인 것으로 판단한다. 여기서, 허용범위는 기준신호의 발생강도의 ±10% 범위 이내이다.In this case, when the electromagnetic wave signal is detected by the electromagnetic wave detector 111, the collecting
전자파 검출부(111)가 정상으로 확인되면, 수집부(120)는 전자파 검출부(111)에 의해 검출된 전자파 신호의 수신강도를 확인한다. 상기 검출된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위 이내이면 상기 검출된 전자파 신호가 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부에서 발생한 아크 또는 코로나에 의해 발생된 것으로 판단하여 해당 전자파 신호의 주파수를 측정데이터로 수집한다.When the electromagnetic wave detection unit 111 is confirmed to be normal, the
반면, 상기 검출된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위를 벗어나면, 상기 전자파 검출부(111)에 의해 검출된 전자파 신호의 주파수를 측정데이터로 수집하지 않는다.On the other hand, if the received intensity of the detected electromagnetic signal is outside the reference range, the frequency of the electromagnetic wave signal detected by the electromagnetic wave detector 111 is not collected as measurement data.
이와 같이, 본 발명은 기준전파 발생부(115)를 구비함에 따라, 진동 및 분진 등에 의한 오염으로 전자파 검출부(111)가 초기 설치된 상태로 운용되고 있는지를 확인하여 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부의 환경변화를 확인할 수 있다. 또한, 본 발명은 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 주위에 전파발생원으로 작용할 수 있는 기기의 추가 설치와 같은 새로운 외부 요인으로 인한 설치환경 변화를 확인할 수 있다. 따라서, 관리자는 수배전반 및 전동기 제어반, 분전반 내부 환경변화 및 설치환경 변화에 따른 전자파 검출부(111)의 오동작을 예측하여 미연에 방지할 수 있다.As described above, the present invention includes the reference wave generating unit 115, and checks whether the electromagnetic wave detecting unit 111 is initially installed due to contamination due to vibration and dust, etc., so that the environment of the distribution panel, the motor control panel, and the distribution panel is maintained. You can see the change. In addition, the present invention can confirm the change in the installation environment due to new external factors, such as the additional switchgear and motor control panel, the addition of equipment that can act as a radio wave generation source around the distribution panel. Therefore, the manager can predict the malfunction of the electromagnetic wave detection unit 111 according to the switchboard, the motor control panel, the distribution panel internal environment change, and the installation environment change in advance and prevent it.
또한, 상기 기준전파 발생부(115)는 외부에 테스트 버튼을 추가로 구비하여 그 버튼의 조작에 따라 기준신호를 발생시켜 전자파 검출부(111)의 설치환경 변화를 테스트할 수 있도록 구현할 수 있다.In addition, the reference wave generator 115 may further include a test button externally, and generate a reference signal according to the operation of the button to test a change in the installation environment of the electromagnetic wave detector 111.
상기 진단부(130)의 제어부(136)는 통신부(131)를 통해 상기 수집부(120)로부터 전송되는 측정된 데이터들을 수신하고, 그 수신한 측정된 데이터를 분석하여 방전 종류(형태)를 진단한다(S102). 즉, 진단부(130)는 수집부(120)에 의해 수집된 측정데이터들을 분석하여 [표 1]의 진단결과들 중 어느 하나의 진단결과를 선택한다.The
상기 제어부(136)는 상기 진단결과에 따른 대응동작을 수행한다(S103). 상기 제어부(136)는 아크 또는 코로나의 발생이 진단되면 알림부(133)를 통해 경보음을 출력하며 통신부(131)를 통해 진단결과를 관리자 단말기로 전송한다. 진단결과에는 방전 발생여부 및 발생한 방전 종류 등이 포함된다.The
상기 제어부(136)는 방전이 검출되지 않으면 측정된 데이터들을 통신부(131)를 통해 관리자 단말기로 전송하며 상기 단계들(S101 내지 S103)을 재수행한다.If the discharge is not detected, the
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
111: 전자파 검출부
112: 자외선 검출부
113: 온도 검출부
115: 기준전파 발생부
120: 수집부
130: 진단부111: electromagnetic wave detection unit
112: UV detection unit
113: temperature detector
115: reference wave generator
120: collector
130: diagnostic unit
Claims (11)
수배전반 내 전력기기에서 발생되는 방전으로 인해 방사되는 자외선의 파장을 측정하는 자외선 검출부와,
수배전반 내부의 온도를 측정하는 온도 검출부와,
상기 전자파 검출부에 의해 측정된 전자파 신호의 주파수가 속하는 주파수 대역의 중간주파수 및 상기 중간주파수에 대해 기설정된 전파강도로 기준신호를 발생시키는 기준전파 발생부와,
상기 전자파 검출부를 통해 전자파 신호를 수신하면 일정 시간 경과 후 상기 기준전파 발생부를 제어하여 상기 기준신호를 발생시키고, 그 발생된 기준신호를 수신하여 수신된 기준신호의 수신강도가 허용범위를 벗어나는지 여부에 따라 상기 전자파 검출부의 정상여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 측정된 전자파 신호의 주파수를 수집하며 상기 자외선 검출부 및 온도 검출부에 의해 측정된 자외선의 파장 및 온도를 수집하는 수집부와,
상기 수집부에 의해 수집되는 측정데이터들을 분석하여 방전 형태를 진단하는 진단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.An electromagnetic wave detector for measuring a frequency of an electromagnetic wave signal emitted by a discharge generated from a power device inside a switchgear;
UV detection unit for measuring the wavelength of the ultraviolet radiation emitted by the discharge generated from the power equipment in the switchboard;
A temperature detector for measuring a temperature inside the switchboard;
A reference radio wave generator for generating a reference signal with an intermediate frequency of a frequency band to which the frequency of the electromagnetic wave signal measured by the electromagnetic wave detector belongs and a radio wave preset for the intermediate frequency;
When receiving an electromagnetic wave signal through the electromagnetic wave detector, after a predetermined time elapses, the reference wave generator generates the reference signal, receives the generated reference signal, and whether the received intensity of the received reference signal is outside the allowable range. A collecting unit for determining whether the electromagnetic wave detecting unit is normal, collecting the frequency of the measured electromagnetic wave signal according to the determination result, and collecting the wavelength and temperature of the ultraviolet ray measured by the ultraviolet detecting unit and the temperature detecting unit;
A switchgear having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a non-contact composite sensor, characterized in that it comprises a diagnostic unit for diagnosing the discharge form by analyzing the measurement data collected by the collection unit.
상기 전자파 검출부는 0.1MHz ~ 800MHz의 주파수 대역을 측정하는 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.The method of claim 1,
The electromagnetic switch unit having a degradation diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a non-contact composite sensor, characterized in that for measuring the frequency band of 0.1MHz ~ 800MHz.
상기 자외선 검출부는 210nm~400nm의 자외선 파장대역을 측정하는 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.The method of claim 1,
And a UV switch that includes a degradation diagnostic system for monitoring and diagnosing arc and corona discharges by a non-contact composite sensor, characterized in that measuring an ultraviolet wavelength band of 210 nm to 400 nm.
상기 온도 검출부는 10℃~150℃의 온도 범위를 측정하는 적외선 센서로 구현되는 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.The method of claim 1,
The temperature switch is a switchgear having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a non-contact composite sensor, characterized in that implemented by an infrared sensor measuring a temperature range of 10 ℃ ~ 150 ℃.
상기 허용범위는 상기 전파강도의 ±10% 범위 인 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.The method of claim 1,
And the allowable range is ± 10% of the propagation intensity. Switchgear having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a non-contact composite sensor.
상기 수집부는 상기 전자파 검출부가 정상으로 확인되면 상기 전자파 검출부에 의해 검출된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위 이내인지를 확인하는 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.The method of claim 1,
The collecting unit, if the electromagnetic wave detection unit is confirmed to be normal, the degradation diagnosis to monitor and diagnose the arc and corona discharge by the non-contact composite sensor, characterized in that the receiving intensity of the electromagnetic wave signal detected by the electromagnetic wave detection unit is within the standard range Switchgear with system.
상기 기준범위는 42㏈㎶/m ~ 70㏈㎶/m인 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.The method according to claim 6,
The reference range is 42 ㏈㎶ / m ~ 70 ㏈㎶ / m switchgear with a deterioration diagnostic system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a non-contact composite sensor.
상기 수집부는 상기 검출된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위 이내이면 상기 검출된 전자파 신호의 주파수를 측정데이터로 수집하고, 상기 검출된 전자파 신호의 수신강도가 기준범위를 벗어나면 상기 검출된 전자파 신호의 주파수를 측정데이터로 수집하기 않는 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.The method according to claim 6,
The collection unit collects the frequency of the detected electromagnetic wave signal as measurement data if the received intensity of the detected electromagnetic wave signal is within a reference range, and if the received intensity of the detected electromagnetic wave signal is outside the reference range, A switchgear having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharges by a non-contact composite sensor, characterized in that frequency is not collected as measured data.
상기 방전형태는 아크 또는 코로나인 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 수배전반.The method of claim 1,
And the discharge type is an arc or corona switchgear having a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharge by a non-contact composite sensor.
전동기 제어반 내 전력기기에서 발생되는 방전으로 인해 방사되는 자외선의 파장을 측정하는 자외선 검출부와,
전동기 제어반 내부의 온도를 측정하는 온도 검출부와,
상기 전자파 검출부에 의해 측정된 전자파 신호의 주파수가 속하는 주파수 대역의 중간주파수 및 상기 중간주파수에 대해 기설정된 전파강도로 기준신호를 발생시키는 기준전파 발생부와,
상기 전자파 검출부를 통해 전자파 신호를 수신하면 일정 시간 경과 후 상기 기준전파 발생부를 제어하여 상기 기준신호를 발생시키고, 그 발생된 기준신호를 수신하여 수신된 기준신호의 수신강도가 허용범위를 벗어나는지 여부에 따라 상기 전자파 검출부의 정상여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 측정된 전자파 신호의 주파수를 수집하며 상기 자외선 검출부 및 온도 검출부에 의해 측정된 자외선의 파장 및 온도를 수집하는 수집부와,
상기 수집부에 의해 수집되는 측정데이터들을 분석하여 방전 형태를 진단하는 진단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 전동기 제어반.An electromagnetic wave detector for measuring a frequency of an electromagnetic wave signal emitted by a discharge generated from a power device inside the motor control panel;
An ultraviolet detector for measuring a wavelength of ultraviolet rays emitted by a discharge generated from a power device in a motor control panel;
A temperature detector which measures a temperature inside the motor control panel,
A reference radio wave generator for generating a reference signal with an intermediate frequency of a frequency band to which the frequency of the electromagnetic wave signal measured by the electromagnetic wave detector belongs and a radio wave preset for the intermediate frequency;
When receiving an electromagnetic wave signal through the electromagnetic wave detector, after a predetermined time elapses, the reference wave generator generates the reference signal, receives the generated reference signal, and whether the received intensity of the received reference signal is outside the allowable range. A collecting unit for determining whether the electromagnetic wave detecting unit is normal, collecting the frequency of the measured electromagnetic wave signal according to the determination result, and collecting the wavelength and temperature of the ultraviolet ray measured by the ultraviolet detecting unit and the temperature detecting unit;
And a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharges by the non-contact composite sensor, comprising: a diagnosis unit for diagnosing a discharge form by analyzing measurement data collected by the collection unit.
분전반 내 전력기기에서 발생되는 방전으로 인해 방사되는 자외선의 파장을 측정하는 자외선 검출부와,
분전반 내부의 온도를 측정하는 온도 검출부와,
상기 전자파 검출부에 의해 측정된 전자파 신호의 주파수가 속하는 주파수 대역의 중간주파수 및 상기 중간주파수에 대해 기설정된 전파강도로 기준신호를 발생시키는 기준전파 발생부와,
상기 전자파 검출부를 통해 전자파 신호를 수신하면 일정 시간 경과 후 상기 기준전파 발생부를 제어하여 상기 기준신호를 발생시키고, 그 발생된 기준신호를 수신하여 수신된 기준신호의 수신강도가 허용범위를 벗어나는지 여부에 따라 상기 전자파 검출부의 정상여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 상기 측정된 전자파 신호의 주파수를 수집하며 상기 자외선 검출부 및 온도 검출부에 의해 측정된 자외선의 파장 및 온도를 수집하는 수집부와,
상기 수집부에 의해 수집되는 측정데이터들을 분석하여 방전 형태를 진단하는 진단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 복합센서에 의한 아크 및 코로나방전을 감시진단하는 열화진단 시스템을 구비한 분전반.An electromagnetic wave detecting unit measuring a frequency of an electromagnetic wave signal emitted by a discharge generated from a power device inside the distribution panel;
UV detection unit for measuring the wavelength of the ultraviolet radiation emitted by the discharge generated from the power equipment in the distribution panel,
A temperature detector for measuring a temperature inside the distribution panel;
A reference radio wave generator for generating a reference signal with an intermediate frequency of a frequency band to which the frequency of the electromagnetic wave signal measured by the electromagnetic wave detector belongs and a radio wave preset for the intermediate frequency;
When receiving an electromagnetic wave signal through the electromagnetic wave detector, after a predetermined time elapses, the reference wave generator generates the reference signal, receives the generated reference signal, and whether the received intensity of the received reference signal is outside the allowable range. A collecting unit for determining whether the electromagnetic wave detecting unit is normal, collecting the frequency of the measured electromagnetic wave signal according to the determination result, and collecting the wavelength and temperature of the ultraviolet ray measured by the ultraviolet detecting unit and the temperature detecting unit;
And a deterioration diagnosis system for monitoring and diagnosing arc and corona discharges by a non-contact composite sensor, comprising: a diagnosis unit for diagnosing a discharge form by analyzing measurement data collected by the collection unit.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020120075079A KR101232750B1 (en) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | Distributing board and motor control center, cabinet panel having an insulation degradation diagnosis system for detecting arc or corona generation using contactless complex sensors |
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