KR101417862B1 - Sensor for diagnosis of power facility - Google Patents

Sensor for diagnosis of power facility Download PDF

Info

Publication number
KR101417862B1
KR101417862B1 KR1020130068799A KR20130068799A KR101417862B1 KR 101417862 B1 KR101417862 B1 KR 101417862B1 KR 1020130068799 A KR1020130068799 A KR 1020130068799A KR 20130068799 A KR20130068799 A KR 20130068799A KR 101417862 B1 KR101417862 B1 KR 101417862B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
patch
sensor
diagnosis
upper patch
antenna
Prior art date
Application number
KR1020130068799A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
임창호
최은혁
Original Assignee
주식회사 우보엔지니어링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 우보엔지니어링 filed Critical 주식회사 우보엔지니어링
Priority to KR1020130068799A priority Critical patent/KR101417862B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101417862B1 publication Critical patent/KR101417862B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1254—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of gas-insulated power appliances or vacuum gaps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

The present invention relates to a sensor for diagnosis of a power facility, capable of being formed in a small thin plate and simultaneously reducing the weight and also enabling a widen area (at 0.4-5 GHz and less than and equal to -10dB) of a measurement band. The present invention are to install multiple ring-shaped upper patches made of an alloyed material with a dielectric constant of 2.2 on the upper surface of lower patches of a thin square plate made of electric conductors (PEC); to configure a space between the upper patches; to generate resonance; and to enable the widen area of the measurement band by configuring a conical cone patch in the inner upper patch.

Description

전력설비 진단용 센서{SENSOR FOR DIAGNOSIS OF POWER FACILITY}SENSOR FOR DIAGNOSIS OF POWER FACILITY [0002]

본 발명은 송전 및 배전기기와 같은 전력설비에 적용하여 사용하는 전력설비 진단용 센서에 관한 것으로서, 특히 진단용 센서의 구성을 소형화, 경량화하면서, 측정대역이 0.4~5GHz에서 -10dB이하의 주파수 특성으로 진단기능을 수행할 수 있게 한 것이다.[0001] The present invention relates to a sensor for use in power equipment such as power transmission and distribution apparatuses, and more particularly to a sensor for diagnosing power equipment using a diagnostic band of 0.4 to 5 GHz and a frequency characteristic of less than -10 dB And to perform functions.

일반적으로 배전계통의 시설물에 장치된 가스 절연 부하 개폐기나, 가스절연모선, 가스절연모선 등 변전소에서 사용되고 있는 전력설비는 절연가스를 충전한 밀폐금속용기 내에 고전압도체를 절연지지하여 이루어지는 가스절연기기로서 금속이물질 등의 내부결함이 존재하면 국소적으로 전계가 높아져 부분방전이 발생한다.Generally, electric power facilities used in substations such as gas insulated load switch, gas insulated bus, and gas insulated bus installed in facilities of power distribution system are gas insulated devices that insulate and support high voltage conductors in sealed metal containers filled with insulating gas If an internal defect such as a metal foreign substance is present, the electric field locally increases and a partial discharge occurs.

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 such a partial discharge is left untouched, insulation breakdown may be caused and a large accident may be connected. Therefore, it is necessary to detect a partial discharge occurring in the metal container early and take countermeasures.

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

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 insulating gas is a high-voltage phenomenon in which a rapid pulse signal is generated. Electromagnetic waves generated by this partial discharge are instantaneously radiated into space and propagate through the metal container, and electromagnetic waves are hardly generated from the metal container Do not.

따라서 밀폐용기인 금속용기의 내부에서 발생된 신호를 기밀단자를 사용하여 외부의 측정장치로 검출하는 가스절연기기의 부분방전 검출장치가 제안되어 있다.Therefore, there is proposed a partial discharge detecting apparatus of a gas insulated apparatus which detects a signal generated inside a metal container which is a closed container by an external measuring apparatus using a hermetic 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 prior arts for partial discharge detection of gas insulated appliances are described in Japanese Patent No. 10-658820 entitled " Partial Discharge Detection Apparatus for Gas Insulation Equipment "(Patent Document 1) and Patent No. 10-923748 Patent Document 2] and Patent No. 893396 entitled "Partial-discharge Detection Apparatus of Gas Insulation Device Incorporated With a Built-in Sensor" (Patent Document 3) 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 when an internal abnormality occurs in the gas-insulated apparatus is detected by an external measuring apparatus using a high-sensitivity 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 detecting apparatus of the gas insulated apparatus as shown in Figs. 1 and 2, since the generated partial discharge signal is very weak and is influenced by external noise, it is possible to satisfy the detection sensitivity and precision of the partial discharge signal The antenna receiver 11 supported by the antenna support 12 is constructed by combining two semicircular plates on a plane in the metal container 17 so that the electromagnetic waves of the partial discharge are detected in a wide band and with 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 receiving unit 11 is large, the capacitance C1 of the high-voltage conductor 18 and the antenna receiving unit 11, the capacitance C2 of the flange 20 and the antenna receiving unit 11, So that it is possible to measure the high sensitivity potential in the 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.Further, since the dipole antenna having strong directivity is used in the antenna receiving unit 11, it is possible to detect in which part of the partial discharge detecting device installed in the gas insulated apparatus a partial discharge is generated in a wide band by one antenna, There is no necessity of providing an antenna of the 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.Also, by using the antenna receiving unit 11 by being grounded, the antenna itself can be used as the ground potential without being used as a float electrode, so that occurrence of disturbance can be reduced even if the antenna is placed inside the gas insulating apparatus.

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 technology applied to the detection apparatus is a structure for detecting electromagnetic waves generated during partial discharge by using a dipole antenna having a directivity characteristic using a principle of a micro patch antenna, The microstrip antenna uses a shorting pin to connect the patch and the ground plane. The characteristic of the antenna is determined by the position of the shorting pin placed on the ground plane. The characteristic of the antenna is the area of 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 the detection device having a shape similar to that of the microstrip antenna is coupled to the metal container 17 of the gas insulation device, the flange 20 corresponding to the ground plane is coupled with the metal container 17, The position of the detection device provided for each section differs depending on the type of the gas insulated apparatus, and the shape of the detection apparatus is different. Therefore, the ground plane of the detection apparatus is changed and 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, even if the shape and specification of gas insulated appliances applied to domestic and foreign countries are different, and the same detecting device having a dipole antenna structure is attached according to the model, the ground plane contacting with the flange 2 is not constant, Since the sensitivity is different, the performance can be changed.

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 receiving unit 11 is simply grounded, the characteristics of the antenna can be changed due to an external factor owing to the current flowing through the coaxial cable 15, and the size of the flange 20 of the detecting device is large, There was also an inconvenience.

이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로서 특허문헌 2 및 특허문헌 3이 제공되었다.As means for solving such a problem, Patent Document 2 and Patent Document 3 are provided.

도 3은 특허문헌 2의 검출장치를 도시한 것이다.Fig. 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.The detecting device will be schematically described. The detecting device includes an antenna receiving section 101 having two plate-shaped conductive electrodes in a metal container 111, a signal line 102 connected to the conductive electrodes of the antenna receiving section 101, A coaxial type balun 104 and 105 for wrapping and attaching the terminal line 103 at the same size and a signal line 102 connected to the antenna receiving unit 101, And a measuring device 109 connected to the coaxial cable 108 and measuring a signal transmitted from the signal line 102. The signal line 102 is connected to the grounding terminal line 103, Is connected to a terminating load (110) having the same impedance as the impedance of the coaxial cable (108) connected to the coaxial cable (108).

도 4는 특허문헌 3의 검출장치를 도시한 것이다.Fig. 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.A pair of antenna receiving units 100a and 100b having a hemispherical shape for receiving signals of partial discharges generated in the metal container 17 and positioned symmetrically with respect to each other, A built-in sensor composed of a signal line 102 and a ground line 104 connected to the respective conductive electrodes of the signal transmission line 100b and a coaxial cable 15 for drawing a 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. The antenna receiving units 100a and 100b are installed vertically to the high voltage conductor 19 and the ground line 104 is connected to the coaxial cable 15. [ The connection element 106 having the same impedance as the impedance of the gas sensor 15 is connected to detect the partial discharge of the gas-insulated equipment.

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 above-described detection devices have the effect of providing a constant sensitivity characteristic regardless of the type of the gas-insulated apparatus by connecting a 50-ohm junction element so as to maintain a constant impedance to the grounding termination line 103 or the grounding line 104, The partial discharge generated 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 case of the detecting device of Patent Document 2, the antenna receiving portion 101 to which the dipole sensor is applied, the antenna supporting insulator 113 for insulating the coaxial baluns 104 and 105 from the antenna receiving portion 101, And a coaxial cable 108 for connecting the ground terminal line 103 and the signal line 102 for connecting the connector 107 to the antenna receiving unit 101 and the metal container 107 and the measuring device 109 The configuration is complicated and the detection device is relatively large and many parts need to be machined and assembled without any error. However, there is a disadvantage that the performance may be uneven due to differences in machining dimensions and assembly conditions 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 the case of the detection device of Patent Document 3, a dipole sensor is used, and hemispherical antenna receiving portions 100a and 100b are arranged to face each other. The antenna receiving portions 100a and 100b are connected to the ground line 104 and the signal line 102 The ground line 104 is connected to the junction element 106 and the signal line 102 is connected to the connector 14 and the metal container 17 is supported while supporting the junction element 106 and the connector 14 The connector 14 is connected to the measuring device 16 through a coaxial cable 15. The antenna 14 is also somewhat complicated in configuration and has a pair of hemispherical antenna receiving portions 100a, 100b, and the size of the detection device is increased.

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.

이러한 단점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인이 특허출원 제10-2013-2316호 "가공용 가스절연 부하개폐기의 절연진단센서"에 대하여 선출원한 것이 있다.In order to solve these drawbacks, the applicant of the present invention has filed a patent application No. 10-2013-2316 entitled "Insulation Diagnosis Sensor for Gas Insulated Load Break Switch for Processing ".

즉 도 5에서와 같이 가공용 가스절연 부하개폐기의 절연진단센서를 구성함에 있어서, 전기도체(PEC)로 된 하부패치(40) 상면에 유전율 2.2의 합금소재로 된 중앙패치(50)를 구성하고, 상기 중앙패치(50) 상면에 전기도체(PEC)로 된 상부패치를 차례로 접합구성하되, 하부패치(40) 및 중앙패치(50)는 원호부(41)(51)와 직선부(42)(52) 및 측면부(43)(53)로 된 얇은 판상으로 구성하고, 상부패치(60)는 원형링형상으로 된 본체(61) 일측에 접속부(62)가 형성되고, 본체(61) 내면에는 원형의 공간부(63)가 형성되게 한 것이다.5, a 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 an electric conductor (PEC) The lower patch 40 and the center patch 50 are formed by joining the circular portions 41 and 51 and the linear portion 42 The upper patch 60 is formed in a circular ring shape and has a connecting portion 62 formed on one side of the main body 61. The inner side of the main patch 61 has a circular shape The space 63 is formed.

따라서 절연진단센서를 소형화, 경량화하면서 측정대역폭이 30MHz~1.4GHz로 저역대에서 높은 감도를 가지게 하여 전력설비의 절연진단은 물론 기존의 GIS설비 가스킷에 장착이 가능한 등의 효과가 있는 것이었으나, 하부패치(40)와 중앙패치(50) 및 상부패치(60) 3단으로 구성되어 있어, 센서의 두께가 두꺼운 감이 있고, 또한 측정대역폭이 30MHz~1.4GHz로 한정되는 것이었다.Therefore, it is possible to mount the sensor on the existing GIS equipment gasket as well as to inspect the insulation of the electric power facilities by making the measurement bandwidth narrower from 30MHz to 1.4GHz and having a high sensitivity in low frequency band while reducing the size and weight of the insulation diagnosis sensor. The center patch 50, and the upper patch 60. The thickness of the sensor is thick and the measurement bandwidth is limited to 30 MHz to 1.4 GHz.

특허 제10-658820호 "가스절연기기의 부분방전 검출장치"Patent No. 10-658820 "Partial discharge detection device of gas-insulated equipment" 특허 제10-923748호 "가스절연기기의 부분방전 검출장치"Patent No. 10-923748 entitled "Partial Discharge Detection Apparatus of Gas Insulation Equipment" 특허 제893396호 "내장형 센서가 구비된 가스절연기기의 부분방전 검출장치"Japanese Patent No. 893396 entitled "Partial Discharge Detection Apparatus of Gas Insulation Equipment with Built-in Sensor &

본 발명은 이러한 종래의 단점을 시정하고자 전력설비 진단용 센서를 구성하되, 전력설비 진단용 센서를 소형의 얇은 판상으로 구성함과 동시에 경량화하고, 또한 측정대역을 광역화(0.4~5GHz에서 -10dB이하) 할 수 있게 구성한 것이다.In order to overcome such disadvantages of the related art, the present invention is to construct a sensor for electric power equipment diagnosis, which is composed of a small thin plate-like sensor for electric power equipment diagnosis, and at the same time, it is made lightweight and the measurement band is broadened (-10 dB or less at 0.4 to 5 GHz) .

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은 전기도체(PEC)로 구성된 얇은 사각판상의 하부패치 상면에 유전율 2.2인 합금소재로 된 링형상의 상부패치를 다중으로 설치하되, 각 상부패치 사이에는 공간을 구성, 공진이 발생되게 하고, 내측 상부패치 내에는 원뿔형상의 원추형 패치를 구성하여 측정대역을 광역화할 수 있게 구성한 것이다.As a means for solving the above problems, the present invention is characterized in that a ring-shaped upper patch made of an alloy material having a dielectric constant of 2.2 is provided in multiple on a top surface of a thin rectangular plate-shaped lower patch composed of an electric conductor (PEC) And a conical patch of a conical shape is formed in the inner upper patch so that the measurement band can be broadened.

본 발명은 전기도체(PEC)로 구성된 얇은 판상의 하부패치 상면에 유전율 2.2인 합금소재로 된 링형상의 상부패치를 다중으로 설치하되, 각 상부패치 사이에는 공간을 구성, 공진이 발생되게 하고, 내측 상부패치 내에는 원추형 패치를 구성, 측정대역을 확장케 함으로써, 진단용 센서를 얇게 구성함과 동시에 경량화하고, 또한 측정대역을 광역화할 수 있게 함은 물론, 송전 및 배전기기와 같은 전력설비에 적용하여 사용할 수 있게 되는 것이다.In the present invention, a plurality of ring-shaped upper patches made of an alloy material having a permittivity of 2.2 are provided on the upper surface of a thin plate-like lower patch composed of an electric conductor (PEC), a space is formed between each of the upper patches, By constructing a conical patch in the inner upper patch and expanding the measurement band, it is possible to make the diagnosis sensor thin and lightweight, to broaden the measurement band, and to apply it to power facilities such as transmission and distribution devices So that it can be used.

도 1 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 2 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 3 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 4 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 5 : 종래 검출센서장치의 예시도
도 6 : 본 발명 진단용 센서의 사시도
도 7 : 본 발명 진단용 센서의 평면구성도
도 8 : 본 발명 진단용 센서의 측면구성도
도 9 : 본 발명 진단용 센서의 단면구성도
도 10 : 본 발명 진단용 센서의 사용상태예시도
도 11 : 본 발명 진단용 센서의 사용상태예시도Figure 1: Example of a conventional detection sensor device
Figure 2: Example of a conventional detection sensor device
Figure 3: Example of a conventional detection sensor device
Figure 4: Example of a conventional detection sensor device
Figure 5: Example of a conventional detection sensor device
Fig. 6 is a perspective view of the diagnostic sensor of the present invention.
7: Plan view of the sensor for diagnosis according to the present invention
8 is a side view of the sensor for diagnosing the present invention;
9 is a sectional view of the sensor for diagnosis according to the present invention.
10: Example of use state of the diagnostic sensor of the present invention
11: Example of use state of the diagnostic sensor of the present invention

이하 본 발명에서 제공하고자 하는 전력설비 진단용 센서의 구성을 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the configuration of a sensor for electric power facility diagnosis to be provided in the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6 내지 도 11은 송전 및 배전기기와 같은 전력설비에 설치하여, 기기의 운용중 절연상태를 진단하는 것으로서, 진단용 센서의 측정대역폭은 0.4~5GHz에서 -10dB이하의 감도특성을 가진다.FIGS. 6 to 11 are installed in power equipment such as power transmission and distribution devices to diagnose the insulation state during operation of the device. The measurement bandwidth of the diagnostic sensor has a sensitivity characteristic of -10 dB or less at 0.4 to 5 GHz.

상기 특성을 구현하기 위한 본 발명의 전력설비 진단용 센서(200)의 구성을 설명하면 도전체(PEC)로 된 얇은 판상의 하부패치(210)와, 하부패치(210) 상면에 구성되면서 유전율 2.2의 합금소재로 된 상부패치(220) 및 상부패치(220) 중앙에 구성되는 원추형 패치(230)로 된다.The configuration of the sensor 200 for electric power facility diagnosis according to the present invention for realizing the above characteristics will be described with reference to a configuration of a thin plate-shaped lower patch 210 made of a conductor (PEC) An upper patch 220 made of an alloy material and a conical patch 230 configured at the center of the upper patch 220 are formed.

전기도체(PEC)로 구성된 하부패치(210)는 두께(T)가 2㎜이고, 가로세로폭(L)이 40㎜인 정사각형으로 구성된다.The lower patch 210 composed of the electric conductor PEC has a square T having a thickness T of 2 mm and a lateral width L of 40 mm.

유전율 2.2인 합금소재로 구성되는 링형상의 상부패치(220)는 하부패치(210) 상면에 구성되며, 링형상의 외측상부패치(220-1)와, 중앙상부패치(220-2) 및 내측상부패치(220-3)로 분리구성되며, 외측상부패치(220-1) 일측에는 접속부(221)가 구성되며, 내측상부패치(220-3) 내면에는 원추형 패치(230)가 구성된다.Shaped upper patch 220 formed of an alloy material having a dielectric constant of 2.2 is formed on the upper surface of the lower patch 210 and includes a ring-shaped outer upper patch 220-1, a central upper patch 220-2, A connecting portion 221 is formed at one side of the outer upper patch 220-1 and a conical patch 230 is formed at the inner side of the inner upper patch 220-3.

원추형 패치(230)의 테두리(232)는 내측상부패치(220-3)의 내경 하단부와 접하게 하고, 중앙에는 상부패치(220)보다 높게 돌출된 꼭지점(231)이 구성되어 있으며, 외측상부패치(220-1)와 중앙상부패치(220-2) 및 내측상부패치(220-3) 사이에는 공간(222)이 구성된다.The rim 232 of the conical patch 230 is brought into contact with the inner diameter lower end of the inner upper patch 220-3 and a vertex 231 protruding higher than the upper patch 220 is formed at the center, A space 222 is formed between the center upper patch 220-2 and the inner upper patch 220-3.

상기 각 상부패치(220-1)(220-2)(220-3)의 두께(T1)는 2㎜이고, 원추형 패치(230)의 꼭지점(231)의 높이(T2)는 상부패치(220)의 두께(T1)보다 1㎜높은 3㎜이고, 외측상부패치(220-1) 일측에 구성되는 접속부(221)의 폭(L1)은 6㎜이다.The thickness T1 of each upper patch 220-1 220-2 220-3 is 2 mm and the height T2 of the vertex 231 of the conical patch 230 is greater than the height T2 of the upper patch 220, 3 mm higher than the thickness T1 of the outer upper patch 220-1 and the width L1 of the connecting portion 221 formed at one side of the outer upper patch 220-1 is 6 mm.

또한 원추형 패치(230)의 중앙꼭지점(231)을 중심으로 원추형 패치(230)의 테두리(232) 및 내측상부패치(220-3)의 내경 사이의 간격(A)은 7㎜이고, 꼭지점(231)과 내측상부패치(220-3)의 외경 사이의 간격(B)는 9㎜이고, 꼭지점(231)과 중앙상부패치(220-2)의 내경 및 외경 사이의 간격(C)(D)은 11㎜ 및 13㎜이고, 꼭지점(231)과 외측상부패치(220-1)의 내경 및 외경 사이의 간격(E)(F)은 15㎜ 및 17㎜이다.The interval A between the rim 232 of the conical patch 230 and the inner diameter of the inner upper patch 220-3 is 7 mm about the central vertex 231 of the conical patch 230, The interval B between the outer diameter of the inner upper patch 220-3 and the outer diameter of the inner upper patch 220-3 is 9 mm and the interval C (D) between the inner diameter and outer diameter of the vertex 231 and the center upper patch 220-2 is 11 mm and 13 mm, and the spacing E (F) between the inner diameter and outer diameter of the vertex 231 and the outer upper patch 220-1 is 15 mm and 17 mm.

따라서 각 공간(222)의 간격은 2㎜로 구성되게 한 것이다.Therefore, the spacing of each space 222 is made to be 2 mm.

미설명부호Unexplained code

(70)--가공용 가스절연 부하개폐기 (80)--진단장치(70) - Gas Insulated Load Break Switches (80) - Diagnostic Equipment

(81)--측정장치 (82)--동축케이블(81) - Measuring device (82) - Coaxial cable

(83)--커넥터 (84)--밀봉마개(83) - connector (84) - sealing cap

(85)--절연가스 주입구 (86)--고전압도체(85) - Insulating gas inlet (86) - High voltage conductor

(87)--금속용기 (88)--절연지지체(87) - metal vessel (88) - insulated support

이와 같이 구성된 본 발명의 전력설비 진단용 센서(200)는 도 10에서와 같이 가공용 가스절연 부하개폐기(70) 외면에 전력설비 진단용 센서(200)를 설치한 다음 커넥터(83)와 동축케이블(82)을 통하여 측정장치(81)와 연결되게 함으로서 진단장치(80)의 설치가 완료되며, 따라서 가공용 가스절연 부하개폐기(70) 내부에서 절연이상이나 부분방전이 발생하게 되면 이를 진단하게 된다.10, the sensor 200 for electric power equipment diagnosis according to the present invention is installed with the sensor 200 for electric power facility diagnosis on the outer surface of the gas insulated load switch 70 for processing and then the connector 83 and the coaxial cable 82, The diagnosis device 80 is completed by connecting the measuring device 81 to the measuring device 81. Accordingly, if an abnormal electrical insulation or a partial discharge occurs in the gas insulated load switch 70 for processing, it is diagnosed.

또한 도 11에서와 같이 금속용기(87)에 구성되는 절연가스 주입구(85)의 밀봉마개(84) 내면에 전력설비 진단용 센서(200)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.11, the sensor 82 for electric power facility diagnosis is installed on the inner surface of the sealing plug 84 of the insulating gas inlet 85 formed in the metal container 87 and then the connector 83 and the coaxial cable 82 are connected to each other. The diagnostic device 80 is installed in the metal container 87 and the diagnostic device 80 is connected to the measuring device 81. Accordingly, when the partial discharge is generated in the metal container 87, the diagnostic device 80 is diagnosed.

그러나 본 발명에서 제공하고자 하는 전력설비 진단용 센서(200)는 전기도체(PEC)로 구성된 얇은(두께 2㎜) 사각판상의 하부패치(210) 상면 중앙에 유전율 2.2인 합금소재로 구성된 상부패치(220), 즉 외측상부패치(220-1)와 중앙상부패치(220-2) 및 내측상부패치(220-3)로 구성하되, 그 사이에 공간(222)을 구성하여 공진을 극대화하고, 또한 내측상부패치(220-3) 내면에는 유전율 2.2인 합금소재로 된 원추형 패치(230)가 돌출구성되어 있어 측정대역을 광대역화 할 수 있게 구성함으로서, 측정대역이 0.4~5GHz에서 -10dB이하의 감도특성을 유지할 수 있게 된다.However, the sensor 200 for electric power facility diagnosis to be provided in the present invention includes a thin (2 mm thick) rectangular plate-shaped lower patch 210 composed of an electric conductor (PEC) and a top patch 220 A central upper patch 220-2, and an inner upper patch 220-3, and a space 222 is formed therebetween to maximize resonance, A conical patch 230 made of an alloy material having a dielectric constant of 2.2 is protruded on the inner surface of the upper patch 220-3 so that the measurement band can be made broader so that the measurement band can have a sensitivity characteristic of less than -10 dB at 0.4 to 5 GHz . ≪ / RTI >

상기 특성을 구현하기 위하여 하부패치(210) 상면에 구성되는 상부패치(220)의 두께(T1)를 2㎜, 원추형 패치(230)의 꼭지점(231) 높이(T2)를 상부패치(220)의 두께보다 1㎜ 돌출되게 3㎜로 하였다.The thickness T1 of the upper patch 220 formed on the upper surface of the lower patch 210 is set to 2 mm and the height T2 of the vertex 231 of the conical patch 230 is set to be larger than the height T2 of the upper patch 220 And 3 mm so as to protrude 1 mm from the thickness.

또한 원추형 패치(230)의 꼭지점(231)을 기준으로 원추형 패치(230)의 테두리(232) 및 내측상부패치(220-3)의 내경과 외경까지의거리(A)(B)를 7㎜, 9㎜로 설정하였고, 꼭지점(231)으로부터 중앙상부패치(220-2)의 내경과 외경거리(C)(D)를 11㎜, 13㎜, 꼭지점(231)으로부터 외측상부패치(220-1)의 내경과 외경까지의 거리(E)(F)를 15㎜, 17㎜로 한정함으로서, 본 발명에서 제공하고자 하는 전력설비 진단용 센서(200)의 특성을 이상적으로 구현하게 된다.The distance A and the distance B from the vertex 231 of the conical patch 230 to the inner and outer diameters of the rim 232 of the conical patch 230 and the inner upper patch 220-3 are 7 mm and 9 And the inner diameter and outer diameter distance C (D) of the center upper patch 220-2 are 11 mm and 13 mm from the vertex 231 and the outer diameter of the outer upper patch 220-1 The distances E and F between the inner diameter and the outer diameter are limited to 15 mm and 17 mm so that the characteristic of the power equipment diagnosis sensor 200 to be provided in the present invention is ideally realized.

절연진단방법을 개략적으로 설명하면 도 10 및 도 11에서와 같이 가공용 가스절연부하 개폐기(70)나 금속용기(87) 내부에서 절연이상이나, 전압이상으로 부분방전이 발생하게 되면 고주파 펄스전류가 발생하고, 상기 펄스전류가 전력설비 진단용 센서(200)로 유기되면서 커넥터(83)를 통하여 외부로 인가된 다음 동축케이블(82)을 통하여 측정장치(81)로 전송되어 이상유무를 광대역으로 진단하게 된다.As shown in FIGS. 10 and 11, if a partial discharge is generated in the inside of the gas insulated load switch 70 or the metal container 87 due to insulation or voltage abnormality, a high frequency pulse current is generated The pulse current is applied to the outside through the connector 83 while being transmitted to the measuring device 81 through the connector 83 while being induced in the power equipment diagnosis sensor 200 to diagnose the abnormality as a wide band .

(200)--전력설비 진단용 센서 (210)--하부패치
(220)--상부패치 (220-1)--외측상부패치
(220-2)--중앙상부패치 (220-3)--내측상부패치
(221)--접속부 (222)--공간
(230)--원추형 패치 (231)--꼭지점
(232)--테두리(200) - sensor for electric power facility diagnosis (210) - lower patch
(220) - upper patch (220-1) - outer upper patch
(220-2) - Central upper patch (220-3) - Inner upper patch
(221) -connection (222) -space
(230) - conical patch (231) - vertex
(232) - Rim

Claims (2)

전기도체(PEC)로 구성된 하부패치 상면에 유전율 2.2인 합금소재의 상부패치로 구성되는 전력설비진단용 센서를 구성함에 있어서, 하부패치(210) 상면에 구성되는 상부패치(220)를, 직경이 다르고 분리구성된 링형상으로 구성하되, 외측상부패치(220-1) 내면에 중앙상부패치(220-2)를 설치하고, 상기 중앙상부패치(220-2) 내면에 내측상부패치(220-3)를 설치하여, 외측상부패치(220-1)와, 중앙상부패치(220-2)와, 내측상부패치(220-3) 사이에 공간(222)이 형성되게 하고, 상기 외측상부패치(220-1) 일측에는 접속부(221)를 구성하고, 내측상부패치(220-3) 내면에는 중앙에 꼭지점(231)이 돌출구성된 원추형 패치(230)를 구성하되, 원추형 패치(230)의 꼭지점(231)은 상부패치(220) 상면보다 높게 돌출구성되게 하여서 됨을 특징으로 하는 전력설비 진단용 센서.The upper patch 220 formed on the upper surface of the lower patch 210 may have a different diameter than that of the upper patch 220 formed on the upper surface of the lower patch 210, The center upper patch 220-2 is provided on the inner surface of the outer upper patch 220-1 and the inner upper patch 220-3 is provided on the inner surface of the center upper patch 220-2 A space 222 is formed between the outer upper patch 220-1 and the upper central patch 220-2 and between the upper inner patch 220-3 and the outer upper patch 220-1 And the vertex 231 of the conical patch 230 is formed on the inner surface of the inner upper patch 220-3 and the vertex 231 of the conical patch 230 is formed on the inner surface of the inner upper patch 220-3. And the upper surface of the upper patch (220) is protruded higher than the upper surface of the upper patch (220). 제1항에 있어서, 하부패치(210)의 두께(T)와, 상부패치(220)의 두께(T1)는 2㎜이고, 원추형 패치(230)의 높이(T2)는 3㎜이고, 하부패치(210)의 폭(L)은 40㎜이며, 원추형 패치(230)의 꼭지점(231)으로부터 내측상부패치(220-3)의 내경 및 외경까지의 거리(A)(B)는 7㎜ 및 9㎜이고, 꼭지점(231)으로부터 중앙상부패치(220-2)의 내경 및 외경까지의 거리(C)(D)는 11㎜ 및 13㎜이고, 꼭지점(231)으로부터 외측상부패치(220-1)의 내경 및 외경까지의 거리(E)(F)는 15㎜ 및 17㎜로 구성되게 함을 특징으로 하는 전력설비 진단용 센서.The method of claim 1, wherein the thickness T of the lower patch 210, the thickness T1 of the upper patch 220 is 2 mm, the height T2 of the cone patch 230 is 3 mm, The distance L between the vertex 231 of the conical patch 230 and the inner diameter and outer diameter of the inner upper patch 220-3 is 7 mm and 9 The distance C from the vertex 231 to the inner diameter and outer diameter of the center upper patch 220-2 is 11 mm and 13 mm and the distance from the vertex 231 to the outer upper patch 220-1, (E) (F) to an inner diameter and an outer diameter of the sensor is 15 mm and 17 mm.
KR1020130068799A 2013-06-17 2013-06-17 Sensor for diagnosis of power facility KR101417862B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130068799A KR101417862B1 (en) 2013-06-17 2013-06-17 Sensor for diagnosis of power facility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130068799A KR101417862B1 (en) 2013-06-17 2013-06-17 Sensor for diagnosis of power facility

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101417862B1 true KR101417862B1 (en) 2014-08-06

Family

ID=51748701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130068799A KR101417862B1 (en) 2013-06-17 2013-06-17 Sensor for diagnosis of power facility

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101417862B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200137615A (en) * 2019-05-31 2020-12-09 (주)고려엔지니어링 Sensor for diagnosing igniter and Method for assembling the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100658820B1 (en) 1997-05-21 2006-12-15 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 Partial discharge detection device for gas insulated equipment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100658820B1 (en) 1997-05-21 2006-12-15 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 Partial discharge detection device for gas insulated equipment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200137615A (en) * 2019-05-31 2020-12-09 (주)고려엔지니어링 Sensor for diagnosing igniter and Method for assembling the same
KR102336178B1 (en) * 2019-05-31 2021-12-08 (주)고려엔지니어링 Sensor for diagnosing igniter and Method for assembling the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101285146B1 (en) Gas insulated apparatus partial discharge detecting sensor and detecting apparatus by its sensor
US6333715B1 (en) Partial discharge detector of gas-insulated apparatus
JP3299547B2 (en) Partial discharge detector for gas insulated equipment
Judd et al. Broadband couplers for UHF detection of partial discharge in gas-insulated substations
JP5105841B2 (en) Partial discharge detector
CN102033191A (en) Partial discharge detector for gas insulated electric apparatus
JPH034110B2 (en)
KR100923748B1 (en) Partial discharge detector of gas-insulated apparatus
CN104459491A (en) Arc sensor for partial discharge detection of high-voltage conductors in GIS
KR101106903B1 (en) Apparatus for partial discharge in gas-insulated switchgear
KR100942566B1 (en) Partial discharge detector of gas insulated switchgear apparatus having ring shape patch and circle shape patch
KR101417862B1 (en) Sensor for diagnosis of power facility
Wang et al. Study on the ultra-high-frequency sensors for PD detection in power transformer
KR101555233B1 (en) Broadband sensor for detecting partial discharge of pole transformer
KR101383182B1 (en) Insulated diagnosis sensor of gas-insulated load switch
KR102089180B1 (en) Apparatus for diagnosing partial discharge of gas insulated switchgear
KR100893396B1 (en) Partial discharge detector of gas insulated apparatus having sensor
KR101346639B1 (en) Partial discharge detecting sensor of gas insulated apparatus
JP2000162263A (en) Partial discharge detector for gas insulated equipment
CN103872447B (en) Local discharge of electrical equipment ultrahigh frequency antenna sensor
KR101706523B1 (en) Fault diagnosis sensor of hermetic type iron electric power facilities
KR101535924B1 (en) Fault diagnosis sensor of hermetic type iron electric power facilities
CN108931333A (en) A kind of GIS pressure detecting system and its working method based on Cloud Server
CN108344935A (en) A kind of UHF local discharge detection devices and its detection method
CN210222180U (en) Gas-tight structure of built-in discharge sensor, tank-type circuit breaker and high-voltage electrical equipment containing SF6 gas

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170512

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 5