KR101383182B1 - Insulated diagnosis sensor of gas-insulated load switch - Google Patents

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KR101383182B1
KR101383182B1 KR1020130002316A KR20130002316A KR101383182B1 KR 101383182 B1 KR101383182 B1 KR 101383182B1 KR 1020130002316 A KR1020130002316 A KR 1020130002316A KR 20130002316 A KR20130002316 A KR 20130002316A KR 101383182 B1 KR101383182 B1 KR 101383182B1
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임창호
최은혁
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주식회사 우보엔지니어링
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Abstract

The present invention relates to an insulation diagnosis sensor of a gas insulation load switch for the process configured to be able to perform a supersensitive diagnostic function at a low bandwidth while making configuration of the insulation diagnosis sensor miniaturized and smaller and lighter. As a means for solving the problem, the present invention constitutes a central patch same as the shape of a lower patch to an upper surface of the semi-circular arc-shaped lower patch consisted of a straight section and a circular arc section and joins and constitutes a circular ring-shaped upper patch formed with a connection portion on the upper surface of the central patch, wherein the upper patch and the lower patch consist of a PEC and the central patch constitutes the insulation diagnosis sensor consisting of an alloy material which is a permittivity of 2.2.

Description

가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단센서{INSULATED DIAGNOSIS SENSOR OF GAS-INSULATED LOAD SWITCH}Insulation diagnostic sensor for gas insulated switchgear for processing {INSULATED DIAGNOSIS SENSOR OF GAS-INSULATED LOAD SWITCH}

본 발명은 가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단센서에 관한 것으로서, 절연진단센서의 구성을 소형화, 경량화하면서 저역대에서 고감도의 진단기능을 수행할 수 있도록 구성한 것이다.The present invention relates to an insulated diagnostic sensor of a gas insulated load switch for processing, and is configured to perform a high-sensitivity diagnostic function at a low frequency while reducing the size and weight of the insulated diagnostic sensor.

일반적으로 배전계통의 시설물에 장치된 가스 절연 부하 개폐기나, 가스절연모선, 가스절연모선 등 변전소에서 사용되고 있는 전력기기는 절연가스를 충전한 밀폐금속용기 내에 고전압도체를 절연지지하여 이루어지는 가스절연기기로서 금속이물질 등의 내부결함이 존재하면 국소적으로 전계가 높아져 부분방전이 발생한다.In general, power equipment used in substations such as gas insulated load switchgear, gas insulated bus, gas insulated bus, etc. installed in facilities of distribution system is a gas insulated device that insulates high voltage conductors in sealed metal container filled with insulated gas. If an internal defect such as a metal foreign material is present, a partial electric discharge occurs due to a high electric field locally.

이와 같이 발생한 부분방전을 그대로 방치해 두면 절연파괴에 이르게 되어 커다란 사고로 연결될 가능성이 있으므로, 금속용기 내부에서 발생하고 있는 부분방전을 조기에 발견하여 대책을 강구할 필요가 있다.If the partial discharge generated in this way is left as it is, it may lead to insulation breakdown and lead to a major accident. Therefore, it is necessary to find a partial discharge occurring inside the metal container early and take countermeasures.

이러한 부분방전을 신호형태로 검출함으로서, 절연파괴를 사전에 예지하는 것이 가능하고 가스절연기기의 예방보전방법으로서 중요시되고 있다.By detecting such partial discharge in the form of a signal, it is possible to predict the breakdown in advance and it is important as a preventive maintenance method of the gas insulated device.

절연가스 중의 부분방전은 급격한 펄스신호가 발생하는 고전압현상으로 이러한 부분방전에 의하여 발생하는 전자파는 순간에 공간으로 방사되어 금속용기 내를 전파하고 밀폐용기인 금속용기로부터 외부로는 전자파가 거의 발생하지 않는다.Partial discharge in the insulation gas is a high voltage phenomenon in which a sudden pulse signal is generated. The electromagnetic waves generated by the partial discharge radiate into the space at the moment and propagate in the metal container, and almost no electromagnetic wave is generated from the closed metal container to the outside. Do not.

따라서 밀폐용기인 금속용기의 내부에서 발생된 신호를 기밀단자를 사용하여 외부의 측정장치로 검출하는 가스절연기기의 부분방전 검출장치가 제안되어 있다.Therefore, a partial discharge detection device of a gas insulated device has been proposed which detects a signal generated inside a metal container, which is a sealed container, by an external measuring device using an airtight terminal.

가스절연기기의 부분방전 검출장치에 대한 선행기술의 예를 들면 특허 제10-658820호 "가스절연기기의 부분방전 검출장치" (특허문헌 1)와, 특허 제10-923748호 "가스절연기기의 부분방전 검출장치" (특허문헌 2)와, 특허 제893396호 "내장형 센서가 구비된 가스절연기기의 부분방전 검출장치" (특허문헌 3) 등이 제안된바 있다.Examples of the prior art for the partial discharge detection device of the gas insulated device, for example, Patent No. 10-658820 "Partial discharge detection device for the gas insulated device" (Patent Document 1) and Patent No. 10-923748 "Gas insulated device of A partial discharge detection device "(Patent Document 2) and Patent No. 893396" Partial discharge detection device for a gas insulated device provided with a built-in sensor "(Patent Document 3) and the like have been proposed.

상기 특허문헌 1의 경우 가스절연기기의 내부 이상시 발생하는 전자파를 고감도의 안테나를 사용하여 외부의 측정장치로 검출한다는 것이다.In the case of Patent Document 1, the electromagnetic wave generated during internal abnormality of the gas insulated device is detected by an external measuring device using a highly sensitive antenna.

즉 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 가스절연기기의 부분방전 검출장치는, 발생되는 부분방전 신호가 매우 미약하여 외부 노이즈의 영향을 받기 때문에 부분방전 신호의 검출감도, 정밀도를 반드시 만족할 수 있는 것이 아니어서 안테나 지지대(12)에 의해 지지되는 안테나 수신부(11)를 금속용기(17) 내에 반원판을 평면상에 2매 조합시켜 구성함으로서 부분방전의 전자파를 광대역, 그리고 고감도로 검출한다.That is, the partial discharge detection device of the gas insulated device as shown in Figs. 1 and 2 can satisfy the detection sensitivity and precision of the partial discharge signal because the generated partial discharge signal is very weak and influenced by external noise. Since the antenna receiver 11 supported by the antenna support 12 is configured by combining two semicircle plates on a plane in the metal container 17, electromagnetic waves of partial discharge are detected with wideband and high sensitivity.

이 경우, 상기 안테나 수신부(11)의 면적이 크게 형성됨으로서, 고전압도체(18)와 안테나 수신부(11)의 정전용량(C1)과 플랜지(20)와 안테나 수신부(11)의 정전용량(C2)을 증가시켜 가스절연기기 내의 고감도 전위측정을 가능하게 하고 있다.In this case, since the area of the antenna receiver 11 is large, the capacitance C1 of the high voltage conductor 18 and the antenna receiver 11 and the capacitance C2 of the flange 20 and the antenna receiver 11 are increased. Increasing the value of the electrode enables high sensitivity potential measurement in gas insulated equipment.

또한 상기 안테나 수신부(11)에 지향성이 강한 다이폴 안테나가 사용됨으로서, 가스절연기기에 다수 설치된 부분방전 검출장치의 어느 부분에서 부분방전이 발생하고 있는지를 하나의 안테나에 의해서도 광대역으로 검출할 수 있어 다수의 안테나를 설치할 필요성이 없게 되므로 경제적이다.In addition, since the dipole antenna having a high directivity is used in the antenna receiver 11, a single antenna can detect a wide area of the partial discharge detection device installed in a large number of gas insulated devices by a single antenna. It is economical because there is no need to install antenna.

뿐만 아니라, 상기 안테나 수신부(11)로부터 검출된 신호는 밀봉단자(13), 동축밀봉단자(14) 및 동축케이블(15)의 동축구조로 전송하게 구성됨으로서, 절연지지대(18)에 의하여 고전압도체(19)가 지지되어 있는 금속용기(17) 내부에서 부분방전에 의해 수신된 100MHz 이상의 신호를 감쇠시키는 일 없이 측정장치(16)까지 전송할 수 있고, 수 GHz의 고주파 대역까지 측정가능하게 된다.In addition, the signal detected from the antenna receiving unit 11 is configured to be transmitted in a coaxial structure of the sealing terminal 13, the coaxial sealing terminal 14 and the coaxial cable 15 so that the high- The signal can be transmitted to the measuring apparatus 16 without attenuating the signal of 100 MHz or more received by the partial discharge in the metal container 17 on which the electrode 19 is supported and the measurement can be performed up to a high frequency band of several GHz.

또한 상기 안테나 수신부(11)를 접지하여 사용함으로서, 안테나 자신을 플로트 전극으로 하는 일 없이 접지 전위로 사용할 수 있어, 가스절연기기 내부에 두더라도 장해의 발생을 적게 할 수 있다.In addition, by grounding the antenna receiver 11, it is possible to use the antenna itself as a ground potential without using the float electrode, so that the occurrence of disturbance can be reduced even when placed inside the gas insulator.

그러나 상기 검출장치에 적용된 기술은, 실질적으로 마이크로 스트립 패치안테나(micro patch antenna)의 원리를 이용한 지향성(directivity) 특성을 갖는 다이폴 안테나를 이용하여 부분방전시에 발생하는 전자파를 검출하는 구조로, 여기서 마이크로 스트립 안테나는 패치와 접지면의 연결을 위해 단락핀(shorting)을 이용하고 있으며, 접지면에 놓인 단락핀의 위치에 따라 안테나의 특성이 결정되며, 안테나의 특성은 도체로 된 접지면의 면적 및 형상에 따라 변한다.However, the technique applied to the detection device is a structure that detects electromagnetic waves generated during partial discharge by using a dipole antenna having a directivity characteristic using a principle of a micro strip patch antenna. The microstrip antenna uses shorting pins to connect the patch to the ground plane, and the characteristics of the antenna are determined by the position of the shorting pin placed on the ground plane. And shape.

따라서 상기 마이크로 스트립 안테나와 유사한 형태를 가지는 검출장치가 가스절연기기의 금속용기(17)에 결합되어 설치될 경우, 접지면에 해당하는 플랜지(20)는 금속용기(17)와 결합하게 되어 접지면은 커지게 되며, 또한 가스절연기기의 기종에 따라 구간마다 설치되는 검출장치의 위치도 다르며, 형상도 다르기 때문에 검출장치의 접지면이 달라져 임피던스는 변하게 된다.Therefore, when a detection device having a shape similar to that of the microstrip antenna is installed to be coupled to the metal vessel 17 of the gas insulated device, the flange 20 corresponding to the ground plane is coupled to the metal vessel 17 to the ground plane. In addition, since the position of the detection device installed in each section is different according to the type of the gas insulator, and the shape is also different, the ground plane of the detection device is changed, the impedance is changed.

그렇기 때문에 국내외에 적용되는 가스절연기기에 대한 형상이나 규격이 다르고, 기종에 따라 다이폴 안테나 구조를 갖는 동일한 검출장치를 부착할 경우에도 플랜지(2)와 닿는 접지면이 일정하지 않아 접지인피던스가 바뀌게 되어 감도가 다르게 나오므로 성능이 변할 수 있게 된다.Therefore, the shape and specifications of gas insulators applied at home and abroad are different, and even if the same detection device having a dipole antenna structure is attached according to the model, the grounding impedance of the gas insulator is not constant, so the grounding impedance is changed. Sensitivity is different so performance can vary.

또한 안테나 수신부(11)를 단순접지하여 사용하는 경우 동축케이블(15)에 흐르는 전류로 인하여 외부요인에 의하여 안테나의 특성이 변할 수 있을 뿐 아니라, 검출장치의 플랜지(20) 크기가 크고 무거워 휴대시에 불편함도 있는 것이었다.In addition, when the antenna receiver 11 is simply grounded, the characteristics of the antenna can be changed by external factors due to the current flowing through the coaxial cable 15, and the flange 20 of the detection device is large and heavy. There was also an inconvenience.

이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로서 특허문헌 2 및 특허문헌 3이 제공되었다.Patent document 2 and patent document 3 were provided as a means for solving such a problem.

도 3은 특허문헌 2의 검출장치를 도시한 것이다.3 shows a detection device of Patent Document 2. FIG.

상기 검출장치를 개략적으로 설명하면 금속용기(111) 내에 2매의 판형상의 도전성 전극을 가지게 된 안테나 수신부(101)와, 상기 안테나 수신부(101)의 도전성 전극에 각각 접속된 신호선(102) 및 접지종단선(103)을 동일한 크기로 감싸 부착하는 동축형 밸런(104)(105), 상기 안테나 수신부(101)에 접속된 신호선(102)을 통해 금속용기(111) 내부에서 발생된 신호를 외부로 인출하는 동축케이블(108) 및 상기 동축케이블(108)에 접속되어 신호선(102)으로부터 전송되어 오는 신호를 측정하는 측정장치(109)로 이루어지고, 상기 접지종단선(103)에는 신호선(102)에 접속된 동축케이블(108)의 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 종단부하(110)를 연결하여 가스절연기기의 부분방전을 검출하는 것이다.When the detection device is schematically described, an antenna receiver 101 having two plate-shaped conductive electrodes in the metal container 111, a signal line 102 and ground connected to the conductive electrodes of the antenna receiver 101, respectively, The signal generated inside the metal container 111 is externally transmitted to the outside through the coaxial balance 104 and 105 and the signal line 102 connected to the antenna receiver 101. And a measuring device 109 connected to the coaxial cable 108 to be drawn and the coaxial cable 108 to measure a signal transmitted from the signal line 102, and a signal line 102 to the ground termination line 103. The terminal load 110 having the same impedance as that of the coaxial cable 108 connected thereto is connected to detect partial discharge of the gas insulated device.

도 4는 특허문헌 3의 검출장치를 도시한 것이다.4 shows a detection device of Patent Document 3. FIG.

상기 검출장치를 개략적으로 설명하면 금속용기(17) 내에서 발생하는 부분방전의 신호를 수신하며 서로 대칭되게 위치하는 반구형상을 갖는 한쌍의 안테나 수신부(100a)(100b)와, 상기 안테나 수신부(100a)(100b)의 각 도전성 전극에 접속된 신호선(102) 및 접지선(104)으로 이루어진 내장형 센서와, 상기 신호선(102)으로 전송되는 신호를 금속용기(17) 외부로 인출하는 동축케이블(15)과, 상기 동축케이블(15)에 접속된 측정장치(16)를 포함하는 구성이며, 상기 안테나 수신부(100a)(100b)는 고전압도체(19)와 수직으로 설치되며, 접지선(104)에는 동축케이블(15)의 임피던스와 동일한 접합소자(106)가 연결되게 하여 가스절연기기의 부분방전을 검출하는 것이다.When the detection device is schematically described, a pair of antenna receivers 100a and 100b having a hemispherical shape which receive signals of partial discharge generated in the metal container 17 and are located symmetrically with each other, and the antenna receiver 100a Built-in sensor consisting of a signal line 102 and a ground line 104 connected to each conductive electrode of the (100b) and the coaxial cable (15) for drawing the signal transmitted to the signal line 102 to the outside of the metal container (17) And a measuring device 16 connected to the coaxial cable 15, wherein the antenna receivers 100a and 100b are installed perpendicular to the high voltage conductor 19, and the coaxial cable is connected to the ground wire 104. The junction element 106 equal to the impedance of (15) is connected so as to detect partial discharge of the gas insulated device.

따라서 상기 검출장치들은 접지종단선(103)이나 접지선(104)에 일정한 임피던스를 유지하도록 50Ω의 접합소자를 연결하여 가스절연기기의 기종에 관계없이 일정한 감도특성을 갖게 하는 효과가 있을 뿐 아니라 센서감도가 향상되어 금속용기 내의 각종 결함에 의해 발생하는 부분방전을 효과적으로 검출할 수 있게 되는 것이었다.Therefore, the detection devices have the effect of having a constant sensitivity characteristic irrespective of the type of the gas insulated device by connecting a 50 kW junction element to maintain a constant impedance to the ground termination line 103 or the ground line 104. In this way, the partial discharge caused by various defects in the metal container can be effectively detected.

그러나 특허문헌 2의 검출장치의 경우 다이폴센서를 적용한 안테나 수신부(101), 동축형 밸런(104)(105)과 안테나 수신부(101)를 절연하기 위한 안테나 지지절연물(113), 종단부하(110)와 커넥터(107)를 안테나 수신부(101)와 연결하기 위한 접지종단선(103)과 신호선(102), 금속용기(107)와 측정장치(109)를 연결하기 위한 동축케이블(108)로 이루어진 구조로서, 구성이 복잡할 뿐 아니라 상대적으로 검출장치가 커지게 되고, 또한 많은 부품들을 오차없이 가공 및 조립하여야 하나, 가공치수 및 조립의 조건차이에 의해 성능의 불균일이 생길 가능성이 있는 등의 단점이 있는 것이었다.However, in the detection device of Patent Document 2, an antenna support insulator 113 and a termination load 110 for insulating the antenna receiver 101, the coaxial balance 104 and 105 and the antenna receiver 101 to which the dipole sensor is applied are provided. And a coaxial cable 108 for connecting the ground terminal 103, the signal line 102, the metal container 107, and the measuring device 109 for connecting the connector 107 to the antenna receiver 101. In addition, the configuration is complicated and the detection device becomes relatively large, and many parts must be processed and assembled without error, but there is a possibility that performance unevenness may occur due to the difference in processing dimensions and assembly conditions. It was.

또한 특허문헌 3의 검출장치의 경우 다이폴센서를 적용하되, 반구형상의 안테나 수신부(100a)(100b)가 나란히 마주보게 구성하며, 상기 안테나 수신부(100a)(100b)를 접지선(104)과 신호선(102)으로 연결하되, 접지선(104)은 접합소자(106)와, 신호선(102)은 커넥터(14)와 연결하며, 상기 접합소자(106)와 커넥터(14)를 지지하면서 금속용기(17)를 밀봉하는 플랜지(20)로 구성되며, 커넥터(14)는 동축케이블(15)을 통하여 측정장치(16)와 연결되게 한 구조로서, 역시 구성이 다소 복잡하고 한쌍의 반구형으로 안테나 수신부(100a)(100b)를 구성하는 것으로서, 검출장치의 크기가 커지게 되는 단점이 있는 것이었다.In addition, in the case of the detection device of Patent Document 3, a dipole sensor is applied, and the antenna receivers 100a and 100b of the hemispherical shape are arranged to face each other, and the antenna receivers 100a and 100b are connected to the ground line 104 and the signal line 102. The ground wire 104 is connected to the junction element 106 and the signal line 102 to the connector 14, and the metal vessel 17 is supported while supporting the junction element 106 and the connector 14. Consists of a flange 20 for sealing, the connector 14 is connected to the measuring device 16 through a coaxial cable 15, also a somewhat complicated configuration and a pair of hemispherical antenna receiver (100a) ( 100b) has the disadvantage of increasing the size of the detection device.

또한 상기 검출장치들의 경우 커기가 커진 관계로 금속용기에 검출장치를 설치하기 위한 별도의 핸드홀을 구성하고, 상기 핸드홀을 이용하여 검출장치를 설치하여야 하는 단점이 있는 것이었고, 특히 안테나의 구조상 검출감도가 주파수대역 중 1~1.5GHz 고주파 대역에서 -10dB이하의 주파수 특성을 제공하기 때문에 전압 이상으로 발생되는 부분방전을 검출하되, 그 결함의 종류와 위치를 추정하는 데에는 어려움이 있는 것이었다.Further, in the case of the above-mentioned detection devices, since the size of the detection devices is increased, there is a disadvantage in that a separate hand hole for installing a detection device in a metal container is formed and a detection device is installed using the hand hole. Since the detection sensitivity provides a frequency characteristic of less than -10 dB in the high frequency band of 1 to 1.5 GHz in the frequency band, it is difficult to detect the partial discharge generated by the voltage abnormality and to estimate the type and position of the defect.

특허 제10-658820호 "가스절연기기의 부분방전 검출장치"Patent No. 10-658820 "Partial discharge detection device of gas insulation equipment" 특허 제10-923748호 "가스절연기기의 부분방전 검출장치"Patent No. 10-923748, "Partial discharge detection device of gas insulated device" 특허 제893396호 "내장형 센서가 구비된 가스절연기기의 부분방전 검출장치"Patent No. 893396 "Partial discharge detection device for gas insulated device with built-in sensor"

본 발명은 이러한 종래의 제반 단점을 시정하고자 가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단센서를 구성하되, 절연진단센서의 구성을 소형화, 경량화함과 동시에 저역대에서 높은 감도를 유지할 수 있게 한 것이다.The present invention is to configure the insulation diagnostic sensor of the gas insulated load switch for processing in order to rectify the various disadvantages of the prior art, it is possible to maintain the high sensitivity in the low band while miniaturizing, reducing the weight of the insulation diagnostic sensor.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 직선부와 원호부로 구성된 반원호형의 하부패치 상면에 하부패치의 형상과 동일한 중앙패치를 구성하고, 중앙패치 상면에 접속부가 형성된 원형링 형상의 상부패치를 접합구성하되, 상부패치와 하부패치는 전기도체(PEC)로 구성되게 하고, 중앙패치는 유전율 2.2인 합금소재로 절연진단센서를 구성한 것이다.As a means for solving the above problems, the present invention constitutes a central patch identical to the shape of the lower patch on the upper surface of the semi-circular lower patch consisting of a straight portion and an arc portion, the upper patch of the circular ring shape formed with a connection on the upper surface of the central patch The upper patch and the lower patch are composed of electrical conductors (PEC), and the central patch is an insulation diagnostic sensor made of an alloy material having a dielectric constant of 2.2.

본 발명은 전기도체(PEC)로 된 반원호형의 하부패치 상에 유전율 2.2인 합금소재로 된 중앙패치를 구성하고, 상기 중앙패치 상면에 전기도체(PEC)로 된 원형링 형상의 상부패치로 구성되게 가공용 가스 절연 부하 개페기의 절연진단센서를 구성함으로서, 절연진단센서를 소형화, 경량화화면서 센서의 측정대역폭이 30MHz~1.4GHz로 저역대에서 높은 감도를 가지게 하여 가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단은 물론, 기존의 GIS설비 가스킷에 장착이 가능하게 되는 등의 효과가 있는 것이다.The present invention comprises a central patch made of an alloy material having a dielectric constant of 2.2 on a semi-circular arc-shaped lower patch made of an electric conductor (PEC), and an upper patch of a circular ring shape made of an electric conductor (PEC) on an upper surface of the central patch. By constructing the insulation diagnostic sensor of the gas insulated load opener for processing, the insulation diagnostic sensor can be made smaller and lighter, and the measurement bandwidth of the sensor is 30MHz ~ 1.4GHz. Of course, there is an effect that can be installed in the existing GIS equipment gaskets.

도 1 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 2 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 3 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 4 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 5 : 본 발명 절연진단센서의 사시도
도 6 : 본 발명 절연진단센서의 평면구성도
도 7 : 본 발명 절연진단센서의 단면구성도
도 8 : 본 발명 하부패치의 평면구성도
도 9 : 본 발명 중앙패치의 평면구성도
도 10 : 본 발명 상부패치의 평면구성도
도 11 : 본 발명 절연진단센서의 사용상태예시도
도 12 : 본 발명 절연진단센서의 사용상태예시도1 is an exemplary view of a conventional detection sensor device
2 is an illustration of a conventional detection sensor device
3 is an illustration of a conventional detection sensor device
4 is an illustration of a conventional detection sensor device
5 is a perspective view of the insulation diagnostic sensor of the present invention
6 is a plan view of the insulation diagnostic sensor of the present invention
7 is a cross-sectional view of the insulation diagnostic sensor of the present invention
8: plan view of the lower patch of the present invention
9 is a plan view of the central patch of the present invention
10: plan view of the upper patch of the present invention
11 is an exemplary state of use of the present invention diagnostic diagnostic sensor
12: Example of the state of use of the present invention diagnostic diagnostic sensor

이하 본 발명에서 제공하고자 하는 가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단센서의 구성을 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the insulation diagnostic sensor of the gas insulation load switch for processing to be provided by the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings.

가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단센서(30)는 도 5 내지 도 12에 구성 및 사용상태가 상세히 도시되어 있으며, 고압가스를 절연매체로 하는 가스 절연 부하 개폐기나 변압기와 같은 전력기기의 운용에 있어, 기기의 운용중 절연상태를 진단하는 것으로서, 센서의 측정대역폭은 30MHz~1.4GHz이며, 특히 저역대에서 높은 감도를 가진다.The insulation diagnostic sensor 30 of the gas insulated load switch for processing is illustrated in detail in FIGS. 5 to 12, and in operation of a power insulator such as a gas insulated load switch or transformer using high pressure gas as an insulating medium. This is to diagnose the insulation state during operation of the equipment. The measuring bandwidth of the sensor is 30MHz ~ 1.4GHz, especially in the low band.

상기 절연진단센서(30)의 구성은 전기도체(PEC)로 된 하부패치(40)와, 유전율 2.2의 합금소재로 된 중앙패치(50)와, 전기도체(PEC)로 된 상부패치(60)로 구성된다.The insulation diagnostic sensor 30 includes a lower patch 40 made of an electric conductor (PEC), a central patch 50 made of an alloy material having a dielectric constant of 2.2, and an upper patch 60 made of an electric conductor (PEC). It consists of.

전기도체(PEC)로 구성되는 하부패치(40)는 원호부(41)와, 직선부(42) 및 이를 연결하는 측면부(43)로 된 얇은 판상으로 구성되며, 두께(T)는 2㎜, 원호부(41)의 반지름(R)은 20㎜, 직선부(42) 및 측면부(43)의 길이(L)(M)은 각각 40㎜이다.The lower patch 40 composed of an electrical conductor (PEC) is composed of a thin plate shape consisting of an arc portion 41, a straight portion 42 and a side portion 43 connecting them, the thickness (T) is 2mm, The radius R of the arc part 41 is 20 mm, and the length L (M) of the straight part 42 and the side part 43 is 40 mm, respectively.

유전율 2.2의 합금소재로 구성되는 중앙패치(50)는 하부패치(40)와 동일한 형상으로 구성된다.The central patch 50 composed of an alloy material having a dielectric constant of 2.2 has the same shape as the lower patch 40.

즉 원호부(51)와, 직선부(52) 및 이를 연결하는 측면부(53)로 된 얇은 판상으로 구성되며, 두께(T1)는 2㎜, 원호부(52)의 반지름(R1)은 20㎜, 직선부(52) 및 측면부(53)의 길이(L1)(M1)은 각각 40㎜이다.That is, it consists of a thin plate shape consisting of an arc portion 51, a straight portion 52 and a side portion 53 connecting the same, the thickness T1 is 2 mm, the radius R1 of the arc portion 52 is 20 mm. The lengths L1 and M1 of the straight portions 52 and the side portions 53 are 40 mm, respectively.

전기도체(PEC)로 구성되는 상부패치(60)는 원형링 형상으로 된 본체(61) 일측에 접속부(62)가 형성되고, 본체(61) 내면에는 원형의 공간부(63)로 구성되며, 두께(T2)는 3㎜, 본체(61)의 외경반지름(R2)는 20㎜, 내경반지름(R3)는 15㎜이고, 접속부(62)의 길이(L2)는 20㎜로 각 구성되게 한 것이다.The upper patch 60 composed of an electrical conductor (PEC) has a connecting portion 62 formed on one side of the main body 61 having a circular ring shape, and an inner space 63 of a circular space formed on the inner surface of the main body 61. The thickness T2 is 3 mm, the outer diameter radius R2 of the main body 61 is 20 mm, the inner diameter radius R3 is 15 mm, and the length L2 of the connection part 62 is 20 mm, respectively. .

미설명부호Unexplained code

(70)--가공용 가스 절연 부하 개폐기70--process gas insulated load switch

(80)--진단장치 (81)--측정장치(80)-Diagnostic Device (81)-Measurement Device

(82)--동축케이블 (83)--커넥터(82)-Coaxial Cable (83)-Connector

(84)--밀봉마개 (85)--절연가스 주입구(84)-sealing plug (85)-insulated gas inlet

(86)--고전압도체 (87)--금속용기(86)-high voltage conductors (87)-metal containers

(88)--절연지지체(88)-insulated support

이와 같이 구성된 본 발명의 절연진단센서(30)는 도 11에서와 같이 가공용 가스 절연 부하 개폐기(70) 외면에 절연진단센서(30)를 설치한 다음 커넥터(83)와 동축케이블(82)을 통하여 측정장치(81)와 연결되게 함으로서 진단장치(80)의 설치가 완료되며, 따라서 가공용 가스 절연 부하 개폐기(70) 내부에서 절연이상이나 부분방전이 발생하게 되면 이를 진단하게 된다.The insulation diagnostic sensor 30 of the present invention configured as described above is provided with the insulation diagnostic sensor 30 on the outer surface of the gas insulation load switch 70 for processing as shown in FIG. 11, and then through the connector 83 and the coaxial cable 82. Installation of the diagnostic device 80 is completed by being connected to the measuring device 81, and thus, when an insulation abnormality or partial discharge occurs in the gas insulated load switch 70 for processing, the diagnosis is performed.

또한 도 12에서와 같이 금속용기(87)에 구성되는 절연가스 주입구(85)의 밀봉마개(84) 내면에 절연진단센서(30)를 설치한 다음 커넥터(83)와 동축케이블(82)을 통하여 측정장치(81)와 연결되게 함으로서 진단장치(80)의 설치가 완료되며, 따라서 금속용기(87) 내부에서 부분방전이 발생하게 되면 이를 진단한다는 것은 종래와 다를바 없다.In addition, as shown in FIG. 12, the insulation diagnostic sensor 30 is installed on the inner surface of the sealing plug 84 of the insulation gas injection port 85 formed in the metal container 87, and then the connector 83 and the coaxial cable 82 are installed. The installation of the diagnostic device 80 is completed by being connected to the measuring device 81, so that when a partial discharge occurs in the metal container 87, it is no different from the conventional method.

그러나 본 발명에서 제공하고자 하는 절연진단센서(30)는 전기도체(PEC)로 구성된 하부패치(40) 상면에 유전율 2.2의 합금소재로 된 중앙패치(50)를 구성하되, 하부패치(40)와 중앙패치(50)의 형상이 원호부(41)(51)와 직선부(42)(52)로 구성된 동일형상과, 동일규격(치수)으로 구성하면서, 중앙패치(50) 상면에, 공간부(63) 및 접속부(62)로 구성되면서 원형링 형상의 본체(61)를 전기도체(PEC)로 구성되게 한 상부패치(60)를 접합구성되게 함으로서, 절연진단센서(30)의 측정대역폭이 30MHz~1.4GHz 대역의 저역대에서 높은 감도를 가지게 되므로 가공용 가스 절연 부하 개폐기(70)나 금속용기(87) 내에서 절연이상, 전압이상 등으로 발생하는 부분방전을 효과적으로 진단하게 된다.However, the insulation diagnostic sensor 30 to be provided in the present invention comprises a central patch 50 made of an alloy material having a dielectric constant of 2.2 on the upper surface of the lower patch 40 composed of an electrical conductor (PEC), and the lower patch 40 and The space portion is formed on the upper surface of the central patch 50 while the central patch 50 is formed in the same shape and the same size (dimension) composed of the arc portions 41, 51 and the straight portions 42, 52. By connecting the upper patch 60, which is composed of the 63 and the connecting portion 62 and the circular ring-shaped main body 61 made of an electrical conductor (PEC), the measurement bandwidth of the insulation diagnostic sensor 30 is Since it has a high sensitivity in the low band of the 30MHz ~ 1.4GHz band, the partial discharge caused by the insulation abnormality, voltage abnormality, etc. in the gas insulated load switch 70 for processing or the metal container 87 can be effectively diagnosed.

본 발명의 절연진단센서(30)를 구성함에 있어서, 유전율 2.2의 합금소재로 된 중앙패치(50)를 기준으로 하부에 전기도체(PEC)로 된 하부패치(40)를 중앙패치(50)와 동일한 형상으로 구성하고, 상부에 전기도체(PEC)로 된 원형링 형상의 상부패치(60)를 구성함으로서 광대역범위로 전자파를 진단할 수 있게 함은 물론 저역대의 전자파를 효과적으로 진단할 수 있게 된다.In constructing the insulation diagnostic sensor 30 of the present invention, the lower patch 40 of the electrical conductor (PEC) on the lower side based on the central patch 50 of the alloy material of the dielectric constant 2.2 and the central patch 50 and By configuring the same shape, and by configuring the upper patch 60 of the circular ring shape of the electrical conductor (PEC) on the top, it is possible to diagnose the electromagnetic waves in a wide range, as well as to effectively diagnose the low frequency electromagnetic waves.

또한 본 발명의 절연진단센서(30)를 구성하는 하부패치(40), 중앙패치(50) 및 상부패치(60)의 규격은 절연진단센서(30)의 기능을 최적으로 수행하기 위한 이상적인 조건이다.In addition, the specifications of the lower patch 40, the central patch 50 and the upper patch 60 constituting the insulation diagnostic sensor 30 of the present invention is an ideal condition for optimally performing the function of the insulation diagnostic sensor 30. .

절연진단방법을 개략적으로 설명하면, 도 11 및 도 12에서와 같이 가공용 가스 절연 부하 개폐기(70)나 금속용기(87) 내부에서 절연이상이나, 전압이상으로 부분방전이 발생하게 되면 고주파 펄스전류가 발생하고, 상기 펄스전류가 절연진단센서(30)로 유기되면서 커넥터(83)를 통하여 외부로 인가된 다음 동축케이블(82)을 통하여 측정장치(81)로 전송되어 이상유무를 진단하게 된다.When the insulation diagnosis method is briefly described, as shown in FIGS. 11 and 12, when partial discharge occurs in the gas insulation load switch 70 or the metal vessel 87 for insulation or voltage abnormality, a high frequency pulse current is generated. When the pulse current is induced to the insulation diagnostic sensor 30, the pulse current is applied to the outside through the connector 83, and then transmitted to the measuring device 81 through the coaxial cable 82 to diagnose the abnormality.

(30)--절연진단센서 (40)--하부패치
(41)--원호부 (42)--직선부
(43)--측면부 (50)--중앙패치
(51)--원호부 (52)--직선부
(53)--측면부 (60)--상부패치
(61)--본체 (62)--접속부
(63)--공간부(30)-Insulation diagnostic sensor (40)-Bottom patch
(41)-Arc (42)-Line
(43)-Side (50)-Center Patch
(51)-Arc (52)-Line
(53)-Side (60)-Top Patch
(61)-body (62)-connection
(63)-Space

Claims (2)

가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단센서를 구성함에 있어서, 전기도체(PEC)로 된 하부패치(40) 상면에 유전율 2.2의 합금소재로 된 중앙패치(50)를 구성하고, 중앙패치(50) 상면에 전기도체(PEC)로 된 상부패치(60)를 차례로 접합구성하되, 하부패치(40) 및 중앙패치(50)는 원호부(41)(51)와 직선부(42)(52) 및 측면부(43)(53)로 된 판상으로 구성하고, 상부패치(60)는 원형링 형상으로 된 본체(61) 일측에 접속부(62)가 형성되고, 본체(61) 내면에는 원형의 공간부(63)가 형성되게 함을 특징으로 하는 가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단센서.In constructing the insulation diagnostic sensor of the gas insulated load switch for processing, the central patch 50 made of an alloy material having a dielectric constant of 2.2 is formed on the upper surface of the lower patch 40 made of electrical conductor (PEC), and the upper surface of the central patch 50. The upper patch 60 made of an electrical conductor (PEC) in order to join, but the lower patch 40 and the central patch 50 is an arc portion (41) (51) and a straight portion (42) (52) and the side portion The upper patch 60 has a connecting portion 62 formed on one side of the main body 61 having a circular ring shape, and the inner space of the circular space 63 is formed on the inner surface of the main body 61. Insulation diagnostic sensor of the gas insulated load switch for processing, characterized in that the (). 제1항에 있어서, 하부패치(40) 및 중앙패치(50)의 두께(T)(T1)은 2㎜이고, 원호부(41)(51)의 반지름(R)은 20㎜이고, 직선부(42)(52) 및 측면부(43)(53)의 길이(L)(L1)(M)(M1)은 각 40㎜이며, 상부패치(60)의 두께(T2)는 3㎜이고, 본체(61)의 외경반지름(R2)는 20㎜이고, 내경반지름(R3)은 15㎜이고, 접속부(62)의 길이(L2)는 20㎜인 것을 특징으로 하는 가공용 가스 절연 부하 개폐기의 절연진단센서.The thickness T (T1) of the lower patch 40 and the central patch 50 is 2 mm, the radius R of the arc portions 41 and 51 is 20 mm, and the straight portion The lengths L, L1, M and M1 of the 42 and the side portions 43 and 53 are 40 mm each, and the thickness T2 of the upper patch 60 is 3 mm. The outer diameter radius R2 of the 61 is 20 mm, the inner diameter radius R3 is 15 mm, and the length L2 of the connecting portion 62 is 20 mm. .
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