KR101385318B1 - 부분 방전 진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

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KR101385318B1
KR101385318B1 KR1020130000055A KR20130000055A KR101385318B1 KR 101385318 B1 KR101385318 B1 KR 101385318B1 KR 1020130000055 A KR1020130000055 A KR 1020130000055A KR 20130000055 A KR20130000055 A KR 20130000055A KR 101385318 B1 KR101385318 B1 KR 101385318B1
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Abstract

본 발명은 부분 방전 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 전력기기로부터 발생하는 부분방전을 센싱하는 센서모듈(110); 센서모듈(110)로부터 센싱된 부분방전 입력신호를 잡음 신호를 필터링하고, 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수와 낮은 주파수를 상쇄시켜 부분방전 진단을 위해 기 설정된 주파수 대역과 부합하는 부분방전 로그 신호를 생성하는 RF모듈(120); 복수개로 구비되어 분기회로를 거쳐 RF모듈(120)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 제어모듈(160)로부터 인가받은 동기신호와 대응하는 주기마다 MUX(140)로 인가하는 최대치 유지회로(130); 최대치 유지회로(130)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 제어모듈(160)로부터 인가받은 동기신호와 대응하는 주기마다 AD컨버터(150)로 인가하는 MUX(140); MUX(140)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어모듈(160)로 인가하는 AD컨버터(150); 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)로 동기신호를 전송하여 AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어하여, AD컨버터(150)에 의해 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 동기신호에 따른 주기 마다 추출하도록 제어하는 제어모듈(160); 및 제어모듈(160)로부터 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 디스플레이하는 표시모듈(170);로 구성된 진단장치(100);를 포함한다.

Description

부분 방전 진단 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DIAGNOSING PARTIAL DISCHARGE AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 전력설비에서 활선상태이며, 상시이면서 휴대형으로도 가능한 부분 방전 진단 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 배전반, 케이블 등의 전력설비에서 구비된 다수개의 센서들을 통해 측정한 부분방전 신호를 부분방전 검출 장치로 디지털신호로 변환하고, 분석 가공된 부분방전 측정데이터를 표시 장치로 출력하거나 상위 시스템으로 전송하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 전원을 공급하는 설비들을 내장하는 배전반은, 폐쇄형의 금속함으로 감전을 포함하는 안전사고를 방지하기 위해 외부에서 쉽게 접속할 수 없는 구조로 구성된다.
이러한 배전반 내부에 설치되는 전력기기(변압기 또는 부스바), 차단기, 변성기 또는 전력케이블은 대부분이 고압기기로서 장시간 사용 시 절연열화가 진행되고, 이를 방치할 시 지락사고 및 단락사고로 이어져 인적손실과 물적손실을 초래하는 문제점이 있다.
전력케이블은 고압 전력설비 중의 하나로서 현자의 점검 및 기술원들이 주로 접하게 되는 현장의 일반 수용가 및 대용량 수용가에서 주요한 설비로, 적정한 측정에 따른 정밀 분석이 필요하며, 이러한 주요 측정 및 분석 기법 중의 하나인 부분 방전 측정 기술에 대해 많은 연구 개발들이 진행되고 있다.
부분방전은 절연체의 전체적인 절연파괴가 아니라, 코로나와 같은 국부적인 대기중 방전과 내부적으로 장기간 운전되는 고압설비에서 절연체 내에 존재하는 보이드(void) 공간에서 발생하는 열화의 마지막 단계에 해당하는 현상으로, 부분방전의 측정을 통한 절연체의 진단은 다른 방법에 비해 정확하다고 볼 수 있다.
부분방전은 절연체 내의 결함의 형태, 인가전압의 종류 및 크기, 절연체의 종류 등에 따라 상당히 다른 특성을 보인다. 즉 부분 방전은 열화 상태에 대한 수많은 정보를 갖고 있다.
또한, 부분 방전은 어느 정도 고전압이 인가될 때 개시되고, 부분 방전 발생시 전류나 음향과 같은 부분 방전 신호를 발생시킨다. 그러나, 이러한 부분방전신호는 상당히 미약하기 때문에 높은 정밀도를 갖는 방법을 이용하여 측정하게 된다. 즉, 극단적으로 큰 스트레스(고전압)가 인가될 때 극단적으로 작은 신호를 측정해야 하므로 상당한 어려움이 뒤따른다.
대한민국 공개특허 제10-2001-0084956호(전력기기의 부분방전 검출장치)에는, 전력기기에서 부분방전에 의해 방사되는 전자파신호를 검출하기 위한 센서와; 센서의 출력신호를 증폭한후 노이즈 제거된 전자파 신호만을 검출하여 중간주파수로 변조 출력하는 전자파 검출부와; 중간주파수 처리된 전자파를 적분하여 적분 이전의 값과 비교하여 부분방전에 의한 펄스를 출력하는 펄스 생성부와; 중간주파수 처리된 전자파를 복수의 기준 전압과 각각 비교하여 복수 레벨을 나타내는 전자파 펄스들을 출력하는 전자파 레벨 처리부와; 복수 레벨을 나타내는 전자파 펄스들과 부분방전에 의한 펄스를 파형정형하여 출력하는 파형 정형부와; 일정시간 동안 파형정형된 부분방전에 의한 펄스를 카운트하여 1싸이클당 평균 펄스수를 산출하고, 파형정형된 복수 레벨을 나타내는 전자파 펄스들을 입력하여 소정 단위의 부분방전량을 산출하여 평균 펄스수와 함께 통신부를 통해 외부 감시 시스템으로 전송하는 제어부에 대한 기술이 개시되어 있다.
전술한 선행특허의 경우, 전력기기의 열화정도를 원격지에서 감시하고, 전력기기의 열화측정을 위한 인력과 투자 시간을 격감시킬 수 있으나, 단순히 센서에 의해 측정된 데이터를 원격지에서 확인하는데 그치기 때문에 측정데이터의 신뢰도가 낮고, 부분방전 시점에서 누락된 데이터가 존재하는 문제점이 있다.
따라서, 부분방전이 절연 열화 및 절연 파괴에 대해 많은 정보를 가지고 있음에도 현재까지도 부분 방전의 현장 적용은 많은 어려운 문제들을 포함하고 있다.
또한, 상시로 설치된 예방진단시스템에서 많은 데이터 량으로 인해 네트워크 트랙픽와 대용량의 서버를 구입해야 하는 문제들도 존재하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 배전반 내부의 전력기기들로 부터 발생되는 미세방전을 측정하는 전자파(UHF, VHF) 부분방전 센서, 초음파 코로나 센서, TEV센서 및 케이블 부분방전을 측정하는 HFCT센서의 측정값을 디지털 신호로 변환함으로써, 위상-방전량-발생갯수(F-q-n)를 PRPS(phase Resolved pulse sequence) 및 PRPD(Phase Resolved Partial Discharge)기법으로 분석하고, 각 센서에 따른 파형, 측정 주파수 대역 및 측정값을 모니터링 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 활선상태의 고압배전반 내부 전력기기 및 고압케이블의 열화를 조기에 검출하기 위해 부분방전 검출장치와 열화 검출 용도가 다른 다수의 열화검출센서를 탈부착이 가능한 RF모듈과 매칭시킴으로써, 현장에서 부분 방전을 정확하게 검출하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 시운전 시 발생할 수 있는 사고를 예방하기 위해서 실시간 모드로 부분 방전 발생시 사고를 빠르게 대처 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 부분 방전 진단 장치는, 전력기기로부터 발생하는 부분방전을 센싱하는 센서모듈(110); 센서모듈(110)로부터 센싱된 부분방전 입력신호를 잡음 신호를 필터링하고, 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수와 낮은 주파수를 상쇄시켜 부분방전 진단을 위해 기 설정된 주파수 대역과 부합하는 부분방전 로그 신호를 생성하는 RF모듈(120); 복수개로 구비되어 분기회로를 거쳐 RF모듈(120)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 제어모듈(160)로부터 인가받은 동기신호와 대응하는 주기마다 MUX(140)로 인가하는 최대치 유지회로(130); 최대치 유지회로(130)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 제어모듈(160)로부터 인가받은 동기신호와 대응하는 주기마다 AD컨버터(150)로 인가하는 MUX(140); MUX(140)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어모듈(160)로 인가하는 AD컨버터(150); 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)로 동기신호를 전송하여 AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어하여, AD컨버터(150)에 의해 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 동기신호에 따른 주기 또는 주파수 마다 추출하도록 제어하는 제어모듈(160); 및 제어모듈(160)로부터 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 PRPS/PRPD기법으로 디스플레이하는 표시모듈(170);로 구성된 진단장치(100);를 포함한다.
그리고, 전술한 바와 같은 장치를 기반으로 하는 부분 방전 진단 장치 방법은, 센서모듈(110)이 전력기기로부터 발생하는 부분방전을 센싱하는 (a) 단계; RF모듈(120)이 센싱된 부분방전 입력신호를 잡음 신호를 필터링하고, 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수와 낮은 주파수를 상쇄시켜 부분방전 진단을 위해 기 설정된 주파수 대역과 부합하는 부분방전 로그 신호를 생성하는 (b) 단계; 최대치 유지회로(130)가 RF모듈(120)로부터 입력받은 부분방전 로그 신호를 동기신호와 대응하는 주기마다 부분방전 로그 신호를 MUX(140)로 인가하는 (c) 단계; MUX(140)가 최대치 유지회로(130)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 동기신호와 대응하는 주기마다 AD컨버터(150)로 인가하는 (d) 단계; AD컨버터(150)가 MUX(140)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어모듈(160)로 인가하는 (e) 단계; 제어모듈(160)이 반복적으로 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)로 동기신호를 전송하여 AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어하고, AD컨버터(150)에 의해 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 동기신호에 따른 주기 마다 추출하는 (f) 단계; 제어모듈(160)이 모드 상태가 실시간 모드인지 모니터링 모드인지 여부를 판단하는 (g) 단계; 모드 상태가 실시간 모드인 경우, 제어모듈(160)이 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 표시모듈(170)로 인가하는 (h) 단계; 및 표시모듈(170)이 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디스플레이하는 (i) 단계;를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 복수개의 최대치유지 회로와 멀티 플랙서를 사용함으로써, 부분방전의 시점에서 누락될 수 있는 부분을 보완하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 탈착 가능한 RF모듈과 센서를 매칭시킴으로써, 현장 작업자의 부분방전 검출을 용이하게 하고, 부분방전 검출의 정확도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 실시간 모드 또는 모니터링 모드로 선별적인 부분 방전 검출을 제공함으로써, 휴대형 감시시스템 또는 상시 감시시스템으로의 운용이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 30초 간격으로 부분방전을 검출하던 상시 모드 외에 실시간 모드를 추가로 구성함으로써, 시운전에서 발생할 수 있는 최초사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 검출한 부분방전 데이터를 압축하여 상위 시스템으로 전송함으로써, 네트워크상의 트래픽을 감소시키고 고사양의 서버 구입비용을 절감하는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 네트워크의 펌웨어 업그레이드 기능을 제공함으로써, 유지보수를 위한 인적/물적 자원의 낭비를 해소하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부분 방전 진단 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 부분 방전 진단 장치의 비교기가 실시간 모드와 모니터링 모드에 따라 작동하는 프로세스 예를 도시한 순서도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 부분 방전 진단 장치의 비교기가 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 PRPS와 PRPD에 따라 표현한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 부분 방전 진단 장치의 비교기가 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값의 5가지 유형을 정리한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 부분 방전 진단 방법을 도시한 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 부분 방전 진단 방법의 제S70단계에 대한 또 다른 과정을 도시한 순서도.
도 7은 본 발명에 따른 부분 방전 진단 방법의 제S20단계의 세부과정을 도시한 순서도.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 부분 방전 진단 장치(A)는, 센서모듈(110), RF모듈(120), 최대치 유지회로(130), MUX(140), AD컨버터(150), 제어모듈(160), 표시모듈(170), 비교기(180) 및 통신모듈(190)로 구성된 진단장치(100) 및 사용자 단말기(200)를 포함하여 구성된다.
먼저, 진단장치(100)의 센서모듈(110)은 전력기기로부터 발생하는 부분방전을 센싱하되, UHF센서(111), VHF센서(112), HF센서(113), 초음파센서(114), TEV센서(115), HFCT센서(116) 또는 노이즈센서(117) 중에 어느 하나로 구성되나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, RF모듈(120)은 센서모듈(110)로부터 센싱된 부분방전 입력신호를 잡음 신호를 필터링하고, 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수를 상쇄시키며, 기 설정된 범위를 초과하는 낮은 주파수를 상쇄시켜 부분방전 진단을 위해 기 설정된 주파수 대역과 부합하는 부분방전 로그 신호를 생성한다.
구체적으로, RF모듈(120)의 저잡음 증폭기(121)는 센서모듈(110)로부터 인가받은 부분방전 입력신호에 포함된 잡음 신호를 필터링한다.
또한, 저역통과 여파기(122)는 저잡음 증폭기(121)를 통과한 부분방전 입력신호로부터 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수를 상쇄시킨다.
또한, 고역통과 여파기(123)는 저역통과 여파기(122)를 통과한 부분방전 입력신호로부터 기 설정된 범위를 초과하는 낮은 주파수를 상쇄시킨다.
그리고, 로그 증폭기(124)는 고역통과 여파기(123)를 통과한 부분방전 입력신호를 변조하여 부분방전 로그 신호로 생성한다.
또한, 최대치 유지회로(130)는 복수개로 구비되어 분기회로를 거쳐 RF모듈(120)로부터 부분방전 로그 신호를 입력받고, 제어모듈(160)로부터 인가받은 동기신호와 대응하는 주기마다 부분방전 로그 신호를 MUX(140)로 인가한다.
또한, MUX(140)는 최대치 유지회로(130)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 제어모듈(160)로부터 인가받은 동기신호와 대응하는 주기마다 AD컨버터(150)로 인가한다.
또한, AD컨버터(150)는 MUX(140)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어모듈(160)로 인가한다.
또한, 제어모듈(160)은 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)로 동기신호를 인가하되, 동기신호 전송에 따라 온 상태로 전환된 최대치 유지회로(130)가 최대치를 유지하도록 제어하고, 이때, MUX(140)도 온 상태로 전환하여 AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어한다.
또한, 제어모듈(160)은 동기신호 전송에 따라 오프 상태였던 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)를 온 상태로 전환시켜 최대치 유지회로(130)가 최대치를 유지하도록 제어하고, AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어한다.
이처럼, 제어모듈(160)이 반복적으로 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)로 동기신호를 전송하여 AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어하여, AD컨버터(150)에 의해 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 동기신호에 따른 주기 또는 주파수 마다 추출한다.
또한, 제어모듈(160)은 기 설정된 모드가 실시간 모드인 경우, 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 표시모듈(170)로 인가하고, 기 설정된 모드가 모니터링 모드인 경우, 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 비교기(180)로 인가한다.
또한, 표시모듈(170)은 제어모듈(160)로부터 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 디스플레이하고, 비교기(180)로부터 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 인가받아 디스플레이 한다.
이때, 표시모듈(170)은 PRPS(Phase Resolved Pulse Sequence) 기법 또는 PRPD(Phase Resolved Partial Discharge) 기법에 따라 부분방전 로그 신호 또는 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 디스플레이 한다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 부분 방전 진단 장치(A)의 실시간 모드와 모니터링 모드에 대한 프로세스의 예를 도시한 순서도이다.
비교기(180)는 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호의 최대값, 평균값 및 펄스값(이하, '적재값' 이라고 함)을 추출하여 적재하되, 기 설정된 시간 이전의 적재값과 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 비교하여 5%이상 변화한 경우, 변화된 적재값을 표시모듈(170)로 인가한다.
이때, 비교기(180)는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을, PRPS(Phase Resolved Pulse Sequence)에 따라 주기별 PD신호를 시간에 따라 연속적으로 표현하고, PRPD(Phase Resolved Partial Discharge)에 따라 복수개로 중첩된 사각박스 형태로 표현하며, 도 4는 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값의 5가지 유형을 정리한 도면이다.
구체적으로, 도 3a는 플로팅 방전인 경우의 적재값을 도시한 도면으로, 전압위상이 1사분면과 3사분면에 집중되어 있지만, 같은 위상에서 높고 낮은 파형을 나타내며, 음향 신호도 발생하는데, 이는 고압 도체와 접지 사이의 정전 용량에 의해 결정되는 전위가 유기된 경우 발생하게 된다.
또한, 도 3b는 절연체 방전인 경우의 적재값을 도시한 도면으로, 전압의 위상이 1사분면과 3사분면에 집중되어 꺾임 파형을 나타내며, 제작사 조립과정에서 부주의로 인해 공극, 균열 또는 표면 손상이 발생한 경우 발생하게 된다.
또한, 도 3c는 코로나 방전인 경우의 적재값을 도시한 도면으로, 90도 또는 270도의 넓은 영역에 걸쳐 파형이 발생하며, 긁힘이나 스위칭 동작 시 발생되는 차단기, 접지 개폐기 또는 수동 개폐기 등의 접촉부가 동작하는 동안에 발생되며, 부스바 전압이 더 높거나 내부에 형성된 돌출부가 있는 경우 발생하게 된다.
또한, 도 3d는 볼트의 조임이 느슨해진 경우의 적재값을 도시한 도면으로, 복수개의 주파수에 다수의 신호가 발생하고, 전 영역에 걸쳐 다양하게 발생하게 된다.
그리고, 파형이 전 영역에 걸쳐 일시적으로 발생하는 경우에는, 무선 통신, 레이더, 각종 방송파 또는 모터에 의해 발생되는 외부 노이즈가 발생한 경우로 이해함이 바람직하다.
그리고, 통신모듈(190)은 제어모듈(160)로부터 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 인가받아 기 설정된 사용자 단말기(200)로 전송하고, 비교기(180)로부터 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 인가받아 기 설정된 사용자 단말기(200)로 전송한다.
한편, 사용자 단말기(200)는 진단장치(100)의 통신모듈(190)로부터 수신한 부분방전 로그 신호 또는 부분방전 로그 신호로부터 추출된 적재값을 수신하여 디스플레이 한다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 부분 방전 진단 방법에 대해 살피면 아래와 같다.
먼저, 센서모듈(110)이 전력기기로부터 발생하는 부분방전을 센싱한다(S10).
이어서, RF모듈(120)이 센싱된 부분방전 입력신호를 잡음 신호를 필터링하고, 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수를 상쇄시키며, 기 설정된 범위를 초과하는 낮은 주파수를 상쇄시켜 부분방전 진단을 위해 기 설정된 주파수 대역과 부합하는 부분방전 로그 신호를 생성한다(S20).
뒤이어, 최대치 유지회로(130)가 RF모듈(120)로부터 입력받은 부분방전 로그 신호를 동기신호와 대응하는 주기마다 MUX(140)로 인가한다(S30).
이어서, MUX(140)가 최대치 유지회로(130)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 동기신호와 대응하는 주기마다 AD컨버터(150)로 인가한다(S40).
뒤이어, AD컨버터(150)가 MUX(140)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어모듈(160)로 인가한다(S50).
이어서, 제어모듈(160)이 반복적으로 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)로 동기신호를 전송하여 AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어하고, AD컨버터(150)에 의해 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 동기신호에 따른 주기 마다 추출하도록 제어한다(S60).
뒤이어, 제어모듈(160)이 모드 상태가 실시간 모드인지 모니터링 모드인지 여부를 판단한다(S70).
제S70단계의 판단결과, 모드 상태가 실시간 모드인 경우, 제어모듈(160)이 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 표시모듈(170)로 인가한다(S80).
그리고, 표시모듈(170)이 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디스플레이 한다(S90).
이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 부분 방전 진단 방법의 제S70단계에 대한 또 다른 과정을 살피면 아래와 같다.
제S70단계의 판단결과, 모드 상태가 모니터링 모드인 경우, 제어모듈(160)이 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 비교기(180)로 인가한다(S100).
이어서, 비교기(180)가 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호의 최대값, 평균값 및 펄스값(이하, '적재값' 이라고 함)을 추출하여 적재하되, 기 설정된 시간 이전의 적재값과 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 비교하여 5%이상 변화하는지 여부를 비교한다(S110).
제S110단계의 비교결과, 적재값이 5%이상 변화한 경우, 비교기(180)가 변화된 적재값을 표시모듈(170)로 인가한다(S120).
뒤이어, 표시모듈(170)이 비교기(180)로부터 인가받은 적재값을 디스플레이 한다(S130).
아울러, 제S110단계의 비교결과, 적재값이 5%이상 변화하지 않은 경우, 제S60단계로 절차를 이행한다.
한편, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 부분 방전 진단 방법의 제S20단계의 세부정을 살피면 아래와 같다.
제S10단계 이후, RF모듈(120)의 저잡음 증폭기(121)가 센서모듈(110)로부터 인가받은 부분방전 입력신호에 포함된 잡음 신호를 필터링한다(S21).
이어서, RF모듈(120)의 저역통과 여파기(122)가 저잡음 증폭기(121)를 통과한 부분방전 입력신호로부터 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수를 상쇄시킨다(S22).
뒤이어, RF모듈(120)의 고역통과 여파기(123)가 저역통과 여파기(122)를 통과한 부분방전 입력신호로부터 기 설정된 범위를 초과하는 낮은 주파수를 상쇄시킨다(S23).
그리고, RF모듈(120)의 로그 증폭기(124)가 고역통과 여파기(123)를 통과한 부분방전 입력신호를 변조하여 부분방전 로그 신호로 생성한다(S24).
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 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
A: 부분 방전 진단 장치 100: 진단 장치
110: 센서모듈 111: UHF센서
112: VHF센서 113: HF센서
114: 초음파센서 115: TEV센서
116: HFCT센서 117: 노이즈센서
120: RF모듈 121: 저잡음 증폭기
122: 저역통과 여파기 123: 고역통과 여파기
124: 로그 증폭기 130: 최대치 유지회로
140: MUX 150: AD컨버터
160: 제어모듈 170: 표시모듈
180: 비교기 190: 통신모듈
200: 사용자 단말기

Claims (7)

  1. 부분 방전 진단 장치에 있어서,
    전력기기로부터 발생하는 부분방전을 센싱하는 센서모듈(110);
    상기 센서모듈(110)로부터 센싱된 부분방전 입력신호를 잡음 신호를 필터링하고, 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수와 낮은 주파수를 상쇄시켜 부분방전 진단을 위해 기 설정된 주파수 대역과 부합하는 부분방전 로그 신호를 생성하는 RF모듈(120);
    복수개로 구비되어 분기회로를 거쳐 RF모듈(120)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 제어모듈(160)로부터 인가받은 동기신호와 대응하는 주기마다 MUX(140)로 인가하는 최대치 유지회로(130);
    상기 최대치 유지회로(130)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 제어모듈(160)로부터 인가받은 동기신호와 대응하는 주기마다 AD컨버터(150)로 인가하는 MUX(140);
    상기 MUX(140)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어모듈(160)로 인가하는 AD컨버터(150);
    상기 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)로 동기신호를 전송하여 상기 AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어하여, 상기 AD컨버터(150)에 의해 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 동기신호에 따른 주기 또는 주파수 마다 추출하도록 제어하는 제어모듈(160); 및
    상기 제어모듈(160)로부터 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 PRPS(Phase Resolved Pulse Sequence) 기법 또는 PRPD(Phase Resolved Partial Discharge) 기법으로 디스플레이하는 표시모듈(170);로 구성된 진단장치(100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 방전 진단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진단장치(100)는,
    상기 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호의 최대값, 평균값 및 펄스값(이하, '적재값' 이라고 함)을 추출하여 적재하되,
    기 설정된 시간 이전의 적재값과 상기 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 비교하여 5%이상 변화한 경우, 변화된 적재값을 상기 표시모듈(170)로 인가하는 비교기(180);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 방전 진단 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 진단장치(100)는,
    상기 제어모듈(160)로부터 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 인가받아 기 설정된 사용자 단말기(200)로 전송하고, 비교기(180)로부터 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 인가받아 기 설정된 사용자 단말기(200)로 전송하는 통신모듈(190);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 방전 진단 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서모듈(110)은,
    UHF센서(111), VHF센서(112), HF센서(113), 초음파센서(114), TEV센서(115), HFCT센서(116) 또는 노이즈센서(117) 중에 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 부분 방전 진단 장치.
  5. 부분 방전 진단 방법에 있어서,
    (a) 센서모듈(110)이 전력기기로부터 발생하는 부분방전을 센싱하는 단계;
    (b) RF모듈(120)이 센싱된 부분방전 입력신호를 잡음 신호를 필터링하고, 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수와 낮은 주파수를 상쇄시켜 부분방전 진단을 위해 기 설정된 주파수 대역과 부합하는 부분방전 로그 신호를 생성하는 단계;
    (c) 최대치 유지회로(130)가 RF모듈(120)로부터 입력받은 부분방전 로그 신호를 동기신호와 대응하는 주기마다 부분방전 로그 신호를 MUX(140)로 인가하는 단계;
    (d) MUX(140)가 최대치 유지회로(130)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 동기신호와 대응하는 주기마다 AD컨버터(150)로 인가하는 단계;
    (e) AD컨버터(150)가 MUX(140)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어모듈(160)로 인가하는 단계;
    (f) 제어모듈(160)이 반복적으로 최대치 유지회로(130) 및 MUX(140)로 동기신호를 전송하여 AD컨버터(150)가 부분방전 로그 신호를 디지털 데이터로 변환하도록 제어하고, AD컨버터(150)에 의해 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 동기신호에 따른 주기 마다 추출하는 단계;
    (g) 제어모듈(160)이 모드 상태가 실시간 모드인지 모니터링 모드인지 여부를 판단하는 단계;
    (h) 모드 상태가 실시간 모드인 경우, 제어모듈(160)이 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 표시모듈(170)로 인가하는 단계; 및
    (i) 표시모듈(170)이 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호를 디스플레이하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 방전 진단 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    (j) 상기 (g) 단계의 판단결과, 모드 상태가 모니터링 모드인 경우, 제어모듈(160)이 디지털 데이터로 변환된 부분방전 로그 신호를 비교기(180)로 인가하는 단계;
    (k) 비교기(180)가 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호의 최대값, 평균값 및 펄스값(이하, '적재값' 이라고 함)을 추출하여 적재하되, 기 설정된 시간 이전의 적재값과 제어모듈(160)로부터 인가받은 부분방전 로그 신호로부터 추출한 적재값을 비교하여 5%이상 변화하는지 여부를 비교하는 단계;
    (l) 상기 (k) 단계의 비교결과, 적재값이 5%이상 변화한 경우, 비교기(180)가 변화된 적재값을 표시모듈(170)로 인가하는 단계; 및
    (m) 표시모듈(170)이 비교기(180)로부터 인가받은 적재값을 디스플레이하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 방전 진단 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b-1) RF모듈(120)의 저잡음 증폭기(121)가 센서모듈(110)로부터 인가받은 부분방전 입력신호에 포함된 잡음 신호를 필터링하는 단계;
    (b-2) RF모듈(120)의 저역통과 여파기(122)가 저잡음 증폭기(121)를 통과한 부분방전 입력신호로부터 기 설정된 범위를 초과하는 높은 주파수를 상쇄시키는 단계;
    (b-3) RF모듈(120)의 고역통과 여파기(123)가 저역통과 여파기(122)를 통과한 부분방전 입력신호로부터 기 설정된 범위를 초과하는 낮은 주파수를 상쇄시키는 단계; 및
    (b-4) RF모듈(120)의 로그 증폭기(124)가 고역통과 여파기(123)를 통과한 부분방전 입력신호를 변조하여 부분방전 로그 신호로 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 방전 진단 방법.
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