KR101481496B1 - 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치 - Google Patents

고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각각 복수 개의 고압 케이블들의 각각에 연결된 차폐 접지선과 연결되는 제 1 검출 스위칭부들; 각각 상기 고압 케이블들의 각각에 연결된 상기 차폐 접지선과 연결되는 제 2 검출 스위칭부들; 상기 제 1 검출 스위칭부들에 연결되는 제 1 영상 변류 스위칭부; 상기 제 2 검출 스위칭부들에 연결되는 제 2 영상 변류 스위칭부; 및 상기 제 1 영상 변류 스위칭부 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부를 대지에 연결하고 상기 차폐 접지선을 통해 흐르는 전류를 검출하는 영상 변류부를 포함하되, 상기 제 1 검출 스위칭부들 및 상기 제 1 영상 변류 스위칭부가 닫힌 상태이고 상기 제 2 검출 스위칭부들 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부가 열린 상태일 때, 상기 고압 케이블들 중 적어도 하나에서 방식층 불량이 발생하면 상기 영상 변류부가 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치를 개시한다. 상기와 같은 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치는 고압 케이블의 차폐 접지선과 대지 사이에 흐르는 누설 전류를 검출하여, 이에 따른 조치를 취하고 추가적인 사고를 미연에 방지할 수 있다.

Description

고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치{DEVICE FOR DETECTING AN DEFECT OF ANTI CORROSION COVERING IN HIGH TENSION CABLE}
본 발명은 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치에 관한 것으로서, 케이블 차폐 접지선과 대지 사이에 흐르는 누설 전류를 검출하여 고압 케이블의 방식층 불량을 검출하도록 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치에 관한 것이다.
고압 케이블은 고압 배전선에 사용되어, 고압 전류를 수요자에게 공급하는 데에 이용된다. 도 1은 일반적인 고압 케이블(10)을 도시하는 종단면도 및 횡단면도를 도시한다. 도 1에 도시된 고압 케이블(10)은 도체(11), 절연층(12), 금속 차폐층(13) 및 방식층(14)으로 이루어진다. 이때, 도체(11)를 중심으로 절연층(12), 금속 차폐층(13) 및 방식층(14)이 순서대로 둘러싸이고, 도체(11)에는 고압 전류가 흐르게 된다. 또한, 절연층(12)에는 절연층 절연 저항(15)이 설치되며, 방식층(14)에는 방식층 개공부(16)가 형성되고, 방식층 개공부(16)를 통해 금속 차폐층(13)에 연결된 방식층 단선불량저항(17)이 접지된다. 절연층(12)과 금속 차폐층(13) 사이의 일부에 차폐층 단선불량 저항(18)이 설치되고, 차폐층 단선불량 저항(18)에 의해 절연층(12)에는 차폐층 단선부(19)가 형성된다. 상기와 같은 고압 케이블(10)의 송출측의 금속 차폐층(13) 및 방식층(14) 사이에 차폐 접지선(20)이 설치되고, 차폐 접지선(20)은 대지(21)에 연결되어 접지된다.
한편, 고압 케이블의 포설 공사 시에 날카로운 부분에 의해 방식층이 손상된다. 방식층이 손상된 상태가 장시간 유지되면, 방식층의 손상된 부분을 통해 수분이 침투되어 방식층이 열화되기도 한다. 또한 차폐 접지선이 금속구조물과 접촉되어 접촉된 부분에서 발열되기도 한다. 상기와 같은 방식층의 불량으로 인해, 불량이 발생된 방식충 부분을 통해 대지로 전류가 흘러들어 차폐 접지선의 접지를 통해 순환 전류가 흐르게 된다. 이때, 순환 전류량이 증가하게 되면, 고압 케이블의 금속 차폐층이 발열되어 금속 차폐층의 단선되고, 이에 따른 사고가 발생할 수 있다. 또한, 순환 전류로 인해 고압 케이블의 허용 전류가 감소되어 고압 케이블의 크기를 증가시켜야 하기도 한다.
하지만, 고압 케이블의 방식층 불량이 발생할 때 전류가 차폐 접지선과 대지를 통하여 순환하기 때문에, 고압 케이블의 지락 사고를 검출하는 변류기가 사용될 수 없다. 따라서, 고압 케이블의 방식층 불량을 감지하여 고압 케이블의 방식층 불량에 따른 문제점을 해소하기 어려운 실정이다.
본 발명은 고압 케이블의 차폐 접지선과 대지 사이에 흐르는 누설 전류를 검출하여 고압 케이블의 방식층 불량을 검출할 수 있는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 각각 복수 개의 고압 케이블들의 각각에 연결된 차폐 접지선과 연결되는 제 1 검출 스위칭부들; 각각 상기 고압 케이블들의 각각에 연결된 상기 차폐 접지선과 연결되는 제 2 검출 스위칭부들; 상기 제 1 검출 스위칭부들에 연결되는 제 1 영상 변류 스위칭부; 상기 제 2 검출 스위칭부들에 연결되는 제 2 영상 변류 스위칭부; 및 상기 제 1 영상 변류 스위칭부 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부를 대지에 연결하고 상기 차폐 접지선을 통해 흐르는 전류를 검출하는 영상 변류부를 포함하되, 상기 제 1 검출 스위칭부들 및 상기 제 1 영상 변류 스위칭부가 닫힌 상태이고 상기 제 2 검출 스위칭부들 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부가 열린 상태일 때, 상기 고압 케이블들 중 적어도 하나에서 방식층 불량이 발생하면 상기 영상 변류부가 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치를 개시한다.
또한, 상기 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치는, 상기 영상 변류부와 연결되어 상기 검출된 전류값을 표시하는 전류 표시부를 더 포함하되, 상기 전류 표시부가 상기 영상 변류부에 검출된 전류의 전류값을 표시할 때, 상기 제 1 영상 변류 스위칭부가 열린 상태가 되고 상기 제 2 영상 변류 스위칭부가 닫힌 상태가 되도록 하고, 상기 제 2 검출 스위칭부들이 순차적으로 닫힌 상태가 되도록 하면서, 상기 전류 표시부에 전류값을 표시하는 상기 제 2 검출 스위칭부에 대응하는 상기 적어도 하나의 고압 케이블을 검출하는 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치를 개시한다.
또한, 상기 제 1 검출 스위칭부들 및 상기 제 1 영상 변류 스위칭부는 B 접점 스위치이고, 상기 제 2 검출 스위칭부들 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부는 A 접점 스위치인 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치를 개시한다.
또한, 상기 제 1 영상 변류 스위칭부 및 상기 제 2 영상 스위칭부는 동시에 동작되는 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치는 제 1 검출 스위칭부들, 제 2 검출 스위칭부들, 제 1 영상 변류 스위칭부, 제 2 영상 변류 스위칭부, 영상 변류부 및 전류 표시부를 포함하여, 복수 개의 고압 케이블들에 각각 연결된 차폐 접지선과 대지를 연결한다. 제 1 검출 스위칭부들 및 제 1 영상 변류 스위칭부가 닫힌 상태이고 제 2 검출 스위칭부들 및 제 2 영상 변류 스위칭부가 열린 상태일 때, 고압 케이블들 중 적어도 하나에서 방식층 불량이 발생하면 영상 변류부가 전류를 검출하고 전류 표시부가 전류값을 표시한다. 이때, 제 1 영상 변류 스위칭부가 열린 상태가 되고 제 2 영상 변류 스위칭부가 닫힌 상태가 되도록 하고, 제 2 검출 스위칭부들이 순차적으로 닫힌 상태가 되면서 전류 표시부에 전류값을 표시하는 제 2 검출 스위칭부에 대응하는 적어도 하나의 고압 케이블을 검출한다. 상기와 같은 동작으로 고압 케이블의 방식층 불량을 검출할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 고압 케이블의 방식층 검출 장치는 고압 케이블에서 발생된 방식층 불량을 손쉽게 확인할 수 있어, 이에 따른 조치를 취할 수 있고, 추가적인 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 일반적인 고압 케이블을 도시하는 종단면도 및 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치를 도시하는 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치(100)를 도시하는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치(100)는 제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n), 제 2 검출 스위칭부들(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n), 제 1 영상 변류 스위칭부(103), 제 2 영상 변류 스위칭부(104), 영상 변류부(105) 및 전류 표시부(106)를 포함하여, 복수 개의 고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)에 각각 연결된 차폐 접지선(201)과 대지(202)를 연결하여, 고압 케이블(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)의 방식층(14; 도 1을 참조)의 손상으로 인해 발생된 불량을 검출하는 데에 이용된다. 이때, 차폐 접지선(201)은 고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n) 각각의 송출측에 연결된다.
제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n)은 각각 고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)의 각각에 대응하는 차폐 접지선(201)에 연결된다. 예를 들어, 제 1 검출 스위칭부(101-1)는 고압 케이블(200-1)에 연결된 차폐 접지선(201)과 연결되고, 제 1 검출 스위칭부(101-2)는 고압 케이블(200-2)에 연결된 차폐 접지선(201)과 연결된다. 또한, 제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n)은 평상시에 닫힌 상태이고 동작시에 열린 상태인 B 접점(normal close; NC) 스위치이다.
제 2 검출 스위칭부들(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)은 각각 고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)의 각각에 대응하는 차폐 접지선(201)에 연결된다. 예를 들어, 제 2 검출 스위칭부(102-1)는 고압 케이블(200-1)에 연결된 차폐 접지선(201)과 연결되고, 제 1 검출 스위칭부(102-2)는 고압 케이블(200-2)에 연결된 차폐 접지선(201)과 연결된다. 이때, 제 2 검출 스위칭부들(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)은 제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n)과는 별개로 차폐 접지선(201)과 연결되고, 평상시에 열린 상태이고 동작시에 닫힌 상태인 A 접점(normal open; NO) 스위치이다.
제 1 영상 변류 스위칭부(103)는 제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n)에 연결된다. 또한, 제 1 영상 변류 스위칭부(103)는 B 접점 스위치이다.
제 2 영상 변류 스위칭부(104)는 제 2 검출 스위칭부(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)에 연결된다. 또한, 제 2 영상 변류 스위칭부(104)는 A 접점 스위치이다. 한편, 제 2 영상 변류 스위칭부(104)는 열린 상태일 때 제 1 영상 변류 스위칭부(103)는 닫힌 상태인 반면에, 제 2 영상 변류 스위칭부(104)는 닫힌 상태일 때 제 1 영상 변류 스위칭부(103)는 열린 상태이다. 이로 인해, 제 1 영상 변류 장치(103)와 제 2 영상 변류 장치(104)는 동시에 동작되는 것이 바람직하다.
영상 변류부(105)는 제 1 영상 변류 스위칭부(104) 및 제 2 영상 변류 스위칭부(105)를 대지(202)에 연결한다. 고압 케이블(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)의 방식층 불량이 발생된 경우, 차폐 접지선(201)을 통해 흐르는 전류가 영상 변류부(105)에서 검출된다. 영상 변류부(105)는 영상 변류기(zero-phase-sequence current-transformer ; ZCT)이다.
전류 표시부(106)는 영상 변류부(105)와 연결되어 영상 변류부(105)에 의해 검출된 전류값을 표시한다. 전류 표시부(106)에서 전류값이 표시될 때, 고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n) 중 적어도 하나에서 방식층 불량이 발생된 것이 확인될 수 있다. 방식층 불량이 발생된 고압 케이블(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)을 확인하기 위하여, 제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n), 제 2 검출 스위칭부들(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n), 제 1 영상 변류 스위칭부(103) 및 제 2 영상 변류 스위칭부(104)가 조합하여 동작된다.
한편, 본 발명에 따른 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치(100)를 이용한 고압 케이블(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)의 방식층 불량을 검출하는 방법을 살펴보기로 하자.
우선, 제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n) 및 제 1 영상 변류 스위칭부(103)가 닫힌 상태가 되고 제 2 검출 스위칭부(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)들 및 제 2 영상 변류 스위칭부(104)가 열린 상태가 되도록 한다. 여기서, 제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n) 및 제 1 영상 변류 스위칭부(103)는 B 접점 스위치이고, 제 2 검출 스위칭부(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)들 및 제 2 영상 변류 스위칭부(104)는 A 접점 스위치이기에, 이들은 동작되지 않는 상태이다.
고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n) 중 적어도 하나에서 방식층 불량이 발생하면, 고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n) 중 적어도 하나에 연결된 차폐 접지선(201)을 통해 전류가 흐르고, 전류는 닫힌 상태의 제 1 검출 스위칭부들(101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n) 및 제 1 영상 변류 스위칭부(103)를 지나 영상 변류부(105)에서 검출되고, 전류 표시부(106)는 전류값을 표시한다. 고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n) 중 적어도 하나에서 방식층 불량이 발생된 사실을 확인가능하다.
이때, 제 1 영상 변류 스위칭부(103)가 열린 상태가 되고, 제 2 영상 변류 스위칭부(104)가 닫힌 상태가 되도록 한다. 즉, 제 1 영상 변류 스위칭부(103) 및 제 2 영상 변류 스위칭부(104)가 동작된다. 이때, 제 1 영상 변류 스위칭부(103) 및 제 2 영상 변류 스위칭부(104)가 동시에 동작되기에, 제 1 영상 변류 스위칭부(103) 및 제 2 영상 변류 스위칭부(104) 중 어느 하나만이 동작된다. 이로 인해, 전류는 제 2 검출 스위칭부(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)들 및 제 2 영상 변류 스위칭부(104)를 지나 영상 변류부(105)에서 검출될 수 있다.
제 2 영상 변류 스위칭부(104)가 닫힌 상태에서, 제 2 검출 스위칭부(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)가 순차적으로 닫힌 상태가 되는 동안, 즉 동작되는 동안에, 방식층 불량이 발생된 고압 케이블(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)에 연결된 제 2 검출 스위칭부(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)가 닫힐 때 전류 표시부(106)는 전류값을 표시한다. 이때, 닫힌 상태의 제 2 검출 스위칭부(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n)에 연결된 고압 케이블(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n)에에서 방식층 불량이 발생되었다는 것이 확인된다.
예를 들어, 도 2에서는 제 1 영상 변류 스위칭부(103)가 열린 상태이고, 제 2 영상 변류 스위칭부(104)가 닫힌 상태일 때, 제 2 검출 스위칭부들(102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n) 중 102-2와 102-(n-1)이 닫힐 때, 전류 표시부(106)는 전류값을 표시한다. 이를 통해, 고압 케이블들(200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n) 중 200-2과 200-(n-1)에서 방식층 불량이 발생되었음을 확인될 수 있다.
본 발명에 따른 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치(100)는 상기와 같은 동작으로 방식층 불량을 확인할 수 있다. 이로 인해, 고압 케이블에서 방식층 불량이 발생되면, 손쉽게 확인할 수 있고, 이에 따른 조치를 취할 수 있다. 또한, 고압 케이블의 방식층 불량으로 인해 발생할 수 있는 추가적인 사고도 미연에 방지할 수 있다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 또한, 특허청구범위의 기재 중 괄호 내의 기재는 기재의 불명료함을 방지하기 위한 것이며, 특허청구범위의 권리범위는 괄호 내의 기재를 모두 포함하여 해석되어야 한다.
100: 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치
101-1, 101-2, ..., 101-(n-1), 101-n: 제 1 검출 스위칭부
102-1, 102-2, ..., 102-(n-1), 102-n: 제 2 검출 스위칭부
103: 제 1 영상 변류 스위칭부
104: 제 2 영상 변류 스위칭부
105: 영상 변류부
106: 전류 표시부
200-1, 200-2, ..., 200-(n-1), 200-n: 고압 케이블
201: 차폐 접지선
202: 대지

Claims (4)

  1. 각각 복수 개의 고압 케이블들의 각각에 연결된 차폐 접지선과 연결되는 제 1 검출 스위칭부들;
    각각 상기 고압 케이블들의 각각에 연결된 상기 차폐 접지선과 연결되는 제 2 검출 스위칭부들;
    상기 제 1 검출 스위칭부들에 연결되는 제 1 영상 변류 스위칭부;
    상기 제 2 검출 스위칭부들에 연결되는 제 2 영상 변류 스위칭부; 및
    상기 제 1 영상 변류 스위칭부 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부를 대지에 연결하고 상기 차폐 접지선을 통해 흐르는 전류를 검출하는 영상 변류부를 포함하되,
    상기 제 1 검출 스위칭부들 및 상기 제 1 영상 변류 스위칭부가 닫힌 상태이고 상기 제 2 검출 스위칭부들 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부가 열린 상태일 때, 상기 고압 케이블들 중 적어도 하나에서 방식층 불량이 발생하면 상기 영상 변류부가 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치는,
    상기 영상 변류부와 연결되어 상기 검출된 전류값을 표시하는 전류 표시부를 더 포함하되,
    상기 전류 표시부가 상기 영상 변류부에 검출된 전류의 전류값을 표시할 때, 상기 제 1 영상 변류 스위칭부가 열린 상태가 되고 상기 제 2 영상 변류 스위칭부가 닫힌 상태가 되도록 하고, 상기 제 2 검출 스위칭부들이 순차적으로 닫힌 상태가 되도록 하면서, 상기 전류 표시부에 전류값을 표시하는 상기 제 2 검출 스위칭부들에 대응하는 상기 적어도 하나의 고압 케이블을 검출하는 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 검출 스위칭부들 및 상기 제 1 영상 변류 스위칭부는 B 접점 스위치이고,
    상기 제 2 검출 스위칭부들 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부는 A 접점 스위치인 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 영상 변류 스위칭부 및 상기 제 2 영상 변류 스위칭부는 동시에 동작되는 것을 특징으로 하는 고압 케이블의 방식층 불량 검출 장치.
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