KR101492484B1 - 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전지기 부분 방전 센서는 에폭시 수지 절연물로 이루어지고 고압부와 접지간의 섬락을 방지하기 위한 주름부를 구비한 원통형 몸체부와, 상기 몸체부의 상부에서 고압선을 연결하기 위한 것으로 몸체부에 삽입되는 인서트 1과 인서트에 체결되는 볼트로 이루어진 연결수단과, 상기 연결수단에 체결되는 것으로 다수의 필름 캐패시터가 직렬로 연결되어 있는 필름 캐패시터 수단과. 상기 필름 캐패시터 수단의 하부에 형성되고 몸체부와 베이스를 절연되도록 체결하기 위하여 베이스 하부에서 볼트를 삽입하기 위한 인서트 2와, 상기 필름 캐패시터 수단과 전선에 의하여 연결되는 인서트 3와, 상기 인서트 3에 연결되는 것으로 회전기기를 서지로부터 보호하기 위한 프로텍션 디바이스와, 상기 인서트 2와 체결되되 전기적으로 절연되는 것으로 상기 프로텍션 디바이스가 삽입 설치되는 베이스와, 상기 베이스를 안정적으로 지지하기 위한 것으로 베이스 하부에 일체로 체결되는 기초 베이스와, 상기 인서트 3와 전기적으로 연결되어 필름 캐패시터 수단에서 검출되는 신호를 출력하는 것으로 상기 베이스의 일측에 체결되는 출력 터미널로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서{Partial Discharging Sensor for High-voltage Rotating Machine by Film Capacitor}

본 발명은 모터와 같은 회전기기의 부분 방전 센서에 관한 것이다. 일반적으로 회전기기는 전압을 인가하여 회전하는 것으로 회전기기에 고압을 인가하는 경우 절연 불량 또는 유입 서지에 의하여 부분 방전이 발생하므로 이를 센싱하여 모터의 절연 불량을 판단하고 사고를 미연에 방지하고자 하는 것이다. 상기와 같은 회전기기의 부분 방전 센서는 회전 기기에 설치되어 회전기기의 부분 방전을 통하여 회전기기의 절연 불량을 판단하는 것이다. 또한 일반적으로 필름 캐패시터는 저압의 전자기기에서 많이 사용하고 있으며 가격이 저렴하고 제조가 용이한 이점이 있는 것이다.

본 발명과 관련한 종래의 기술은 대한민국 등록 특허 제10-0442124호(2004. 07. 30. 공고)에 개시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 세라믹 캐패시터를 이용한 고압 회전기의 부분 방전 측정 장치의 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 세라믹 커플러를 이용한 고압 회전기의 부분 방전 측정 장치에 적용되는 세라믹 캐패시터(300)는 외부에 갓의 형태를 지닌 원통형의 절연 외함(370)은 실리콘 또는 EPDM 등의 고무절연 재질로 사출하여 형성하고, 세라믹 소체의 연면 방전 방지를 위한 원통형의 절연 내함(360)은 에폭시 절연물 등으로 진공함침 처리를 하여 제조하고, 상기 제 1 세라믹 소체(350) 및 제 2 세라믹 소체(351)는 절연 내력 향상 및 미세 크랙을 방지하기 위한 세라믹 컴파운드(유전율 약 300-500)를 성형압력과 소성조건을 향상시키는 다중 강화형으로 제조되는 것이다. 또한, 상기 제 1 세라믹 소체(350)의 양쪽 전극면(380,381) 및 상기 제 2 세라믹 소체(351)의 양쪽 전극면(382,383)은 은(Ag 85%)으로 프린팅 처리한 후, 고온으로 소성시켜 제조한다. 또한, 상기 제 1 세라믹 소체(350) 및 제2 세라믹 소체(351)간은 크림 솔더 접합부(340)로 일정한 두께로 도포한 후 수직 방향의 힘 아래서 가열 후 서냉하여 제조하여 소체의 미세 크랙을 제거하는 것이다. 제 1 세라믹 소체(350)의 상단 전극부(330) 및 제 2 세라믹 소체(351)의 하단 전극부(331)는 금속 재질로 부분 방전 신호를 전송하며, 세라믹 소체(350,351)를 기계적으로 지지하는 것이고, 상기 상단 전극부(331)의 상단에 설치된 고압 연결부(310)는 고정자 권선의 고전압부 도체와 연결되게 하며, 상기 하단 전극부(351)의 하단에 설치된 부분방전 펄스 인출부(320)는 터미널 박스(400)와 연결되도록 하는 것이다. 따라서, 상기 세라믹 커플러(300)를 통하여 고정자 권선의 고압부에 위치한 상용주파 성분은 제거되고, 고주파인 부분방전 펄스와 일부 외부 잡음이 통과하게 되는 것이다. 여기서, 상기 세라믹 커플러(300)의 제 1 세라믹 소체(350) 및 제 2세라믹 소체(351)는 두께와 직경이 일정치를 초과하면 성형시 압력이 불 균일하여 제조 후 미소 크랙이 남아 특고 전압 제품 등에 사용에 제안을 받을 수 있으나, 제조 공정상에서 다중 강화형으로 하고 두 개의 세라믹 소체를 직렬 접속하여 더 높은 전압에서도 이용이 가능하도록 함이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 세라믹 소체(350) 및 제 2 세라믹 소체(351)는 설계시 주파수 응답 특성을 고려함으로 부분 방전 측정감도를 향상시킬 수 있는 것으로, 감쇠특성 5[dB]를 기준으로 할 경우 210[pF] 소체의 주파수 응답 영역은 5 - 107[MHz]로 나타나는 것이다. 2개를 직렬 연결한 105[pF] 소체의 주파수 응답영역은 9.5 - 110[MHz]로 나타나므로 측정 감도는 약간 감소되나, 소체의 연면방전 발생 전압이 210[pF]인 세라믹 소체에서는 12.5[kV]로 나타나고, 2개를 직렬 연결한 105[pF]인 세라믹 소체에서는 17[kV]로 나타나므로 특고압에서도 이용이 가능한 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 세라믹 캐패시터를 이용한 고압 회전기기의 부분 방전 측정 센서는 세라믹 재질로 인하여 유전 손실이 크고, 발열에 의한 온도 상승으로 고압으로 사용하기 어렵고 제조가 어려우며 제조 비용이 비싼 문제점이 있는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 제조 비용이 저렴하고 유전 손실이 적은 커플러 센서를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는 에폭시 수지 절연물로 이루어지고 고압부와 접지간의 섬락을 방지하기 위한 주름부를 구비한 원통형 몸체부와, 상기 몸체부의 상부에서 고압선을 연결하기 위한 것으로 몸체부에 삽입되는 인서트 1과 인서트에 체결되는 볼트로 이루어진 연결수단과, 상기 연결수단에 체결되는 것으로 다수의 필름 캐패시터가 직렬로 연결되어 있는 필름 캐패시터 수단과. 상기 필름 캐패시터 수단의 하부에 형성되고 몸체부와 베이스를 체결하기 위하여 베이스 하부에서 볼트를 삽입하기 위한 것으로 전기적으로 베이스와 절연되는 인서트 2와, 상기 필름 캐패시터 수단과 전기적으로 연결되는 인서트 3와, 상기 인서트 3에 연결되는 것으로 회전기기를 서지로부터 보호하기 위한 프로텍션 디바이스와, 상기 인서트 2와 체결되고 상기 프로텍션 디바이스가 삽입 설치되는 것으로 인서트 2와 절연되는 베이스와, 상기 베이스를 안정적으로 지지하기 위한 것으로 베이스 하부에 일체로 체결되는 기초 베이스와, 상기 인서트 3와 전기적으로 연결되어 필름 캐패시터 수단에서 검출되는 신호를 출력하는 것으로 상기 베이스의 일측에 체결되는 출력 터미널로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 출력 터미널에서 출력되는 신호는 측정장치를 통하여 측정되거나, 상기 출력 신호를 이용하여 회전기기를 제어하기 위한 제어 신호로 이용될 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는 다수의 필름 캐패시터로 이루어진 것으로 제조가 용이하고 유전 손실이 적은 효과가 있는 것이다. 또한 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는 고압 회전기기에 사용할 수 있는 효과가 있는 것이고 유지 관리가 용이한 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래의 세라믹 커플러를 이용한 고압 회전기기의 부분 방전 측정 장치의 구성도,
도 2는 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서 사시도,
도 3은 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서의 절개 사시도,
도 4는 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서의 전기 회로도,
도 5는 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서의 정면 구성도이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서를 도 2 내지 도 5를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서 사시도 이다. 상기도 2에서 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는 상부에 고압 선을 연결하기 위한 인서트 1(21)과 볼트(23)로 구성된 연결수단(20)과, 상기 연결 수단(20)에 체결되는 것으로 에폭시 수지 절연물로 이루어지고 외측면에 고압선과 접지간의 섬락을 방지하기 위한 다수의 주름이 형성된 주름부(11)를 구비한 원통형 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)를 지지하는 것으로 접지선에 연결되는 접지부(95)와 신호를 출력하는 출력 터미널(90)이 구성된 베이스(70)와, 상기 베이스(70)에 체결되는 것으로 베이스보다 넓은 면적으로 구성되어 안정적으로 베이스와 일체로 체결되는 기초 베이스(80)로 구성된 것임을 나타내고 있는 것이다.

도 3은 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서의 절개 사시도 이다. 상기도 3에서 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는 에폭시 수지 절연물로 이루어지고 고압부와 접지간의 섬락을 방지하기 위한 주름부(11)를 구비한 원통형 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)의 상부에서 고압선을 연결하기 위한 것으로 몸체부에 삽입되는 인서트 1(21)과 인서트에 체결되는 볼트(23)로 이루어진 연결수단(20)과, 상기 연결수단(20)에 체결되는 것으로 다수의 필름 캐패시터(31)가 직렬로 연결되어 있는 필름 캐패시터 수단(30)과. 상기 필름 캐패시터 수단(30)의 하부에 형성되는 것으로 몸체부(10)와 베이스를 체결하기 위하여 베이스 하부에서 볼트를 삽입하기 위한 인서트 2(40)와, 상기 필름 캐패시터 수단(30)과 전기적으로 연결되는 인서트 3(50)와, 상기 인서트 3(50)에 전기적으로 연결되는 것으로 회전기기를 서지로부터 보호하기 위한 프로텍션 디바이스(60)와, 상기 인서트 2(40)에 삽입되는 볼트에 의하여 몸체부(10)와 체결되며 전기적으로 절연되고 상기 프로텍션 디바이스(60)가 삽입 설치되는 베이스(70)와, 상기 베이스(70)를 안정적으로 지지하기 위한 것으로 베이스 하부에 일체로 체결되는 기초 베이스(80)와, 상기 인서트 3(50)와 전기적으로 연결되어 필름 캐패시터 수단(30)에서 검출되는 신호를 출력하는 것으로 상기 베이스(70)의 일측에 체결되는 출력 터미널(90) 및 상기 프로텍션 디바이스(60)에 연결되는 접지부(95)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

도 4는 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서의 전기 회로도이다. 상기도 4에서 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는 몸체부(10) 내부에 다수의 필름형 캐패시터(31)가 직렬로 연결된 직렬 캐패시터 수단(30)이 구성되며 상기 직렬 캐패시터 수단(30)은 몸체부(10) 상부에 구성된 연결수단(20)에 의하여 고압 선에 전기적으로 연결되며, 상기 직렬 캐패시터 수단(30)의 하부는 회전기기를 서지로부터 보호하기 위한 프로텍션 디바이스(60)와 출력 터미널(90)에 전기적으로 연결되고 또한 상기 프로텍션 디바이스(60)는 접지부(95)를 통하여 접지되는 것이다.

도 5는 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서의 정면 구성도이다. 상기도 5에서 본 발명 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는 몸체부(10)가 원통형으로 구성되며, 외측면이 다수의 주름이 구성된 주름부(11)로 구성되며 상부에는 연결 수단(30)에 체결되고, 하부 베이스(70)에는 일측에 접지부(95)가 다른 일측에 출력 터미널(90)이 구성된 것임을 나타내고 있는 것이다.

10 : 몸체부, 11 : 주름부,
21 : 인서트 1, 23 : 볼트,
30 : 필름 캐패시터 수단, 40 : 인서트 2,
50 : 인서트 3, 60 :프로텍션 디바이스,
70 : 베이스, 90 : 출력 터미널,
95 : 접지부

Claims (5)

1. 회전기기에 구성되어 부분 방전을 센싱하는 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서에 있어서,
   상기 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는,
   에폭시 수지 절연물로 이루어지고 고압부와 접지간의 섬락을 방지하기 위한 주름부(11)를 구비한 몸체부(10)와;
   상기 몸체부(10)의 상부에서 고압선을 연결하기 위한 연결수단(20)과;
   상기 연결수단(20)에 체결되는 것으로 다수의 필름 캐패시터(31)가 직렬로 연결되어 있는 필름 캐패시터 수단(30)과;
   상기 필름 캐패시터 수단(30)의 하부에 형성되고 몸체부와 베이스를 체결하기 위하여 베이스 하부에서 볼트를 삽입하기 위한 것으로 베이스와 절연되는 인서트 2(40)와;
   상기 필름 캐패시터 수단(30)과 전선에 의하여 연결되는 인서트 3(50)와;
   상기 인서트 3(50)에 연결되는 것으로 회전기기를 서지로부터 보호하기 위한 프로텍션 디바이스(60)와;
   상기 인서트 2(40)에 하부에서 삽입하는 볼트에 의하여 몸체부와 체결되며 상기 프로텍션 디바이스(60)가 삽입 설치되는 베이스(70)와;
   상기 인서트 3(50)와 전기적으로 연결되어 필름 캐패시터 수단(30)에서 검출되는 신호를 출력하는 것으로 상기 베이스(70)의 일측에 체결되는 출력 터미널(90);
   및 상기 프로텍션 디바이스(60)에 연결되는 접지부(95)로 구성된 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결수단은,
   몸체부에 삽입되는 인서트 1(21)과 인서트에 체결되는 볼트(23)로 이루어진 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부는,
   원통형인 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는,
   상기 베이스(70)에 일체로 체결되는 것으로 베이스보다 넓은 면적으로 구성되어 안정적으로 베이스를 지지하는 기초 베이스(80)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서.
   
5. 회전기기에 구성되어 부분 방전을 센싱하는 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서에 있어서,
   상기 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서는,
   에폭시 수지 절연물로 이루어지고 고압부와 접지간의 섬락을 방지하기 위한 주름부(11)를 구비한 원통형 몸체부(10)와;
   상기 몸체부(10)의 상부에서 고압선을 연결하기 위한 것으로 몸체부에 삽입되는 인서트 1(21)과 인서트에 체결되는 볼트(23)로 이루어진 연결수단(20)과;
   상기 연결수단(20)에 체결되는 것으로 다수의 필름 캐패시터(31)가 직렬로 연결되어 있는 필름 캐패시터 수단(30)과;
   상기 필름 캐패시터 수단(30)의 하부에 형성되고 몸체부와 베이스가 절연되도록 볼트를 베이스 하부로 삽입하여 체결하기 위한 인서트 2(40)와;
   상기 필름 캐패시터 수단(30)과 전선에 의하여 연결되는 인서트 3(50)와;
   상기 인서트 3(50)에 연결되는 것으로 회전기기를 서지로부터 보호하기 위한 프로텍션 디바이스(60)와;
   상기 인서트 2(40)에 삽입되는 볼트에 의하여 체결되는 것으로 인서트와 절연되며 상기 프로텍션 디바이스(60)가 삽입 설치되는 베이스(70)와;
   상기 베이스(70)를 안정적으로 지지하기 위한 것으로 베이스 하부에 일체로 체결되는 기초 베이스(80)와;
   상기 인서트 3(50)와 전기적으로 연결되어 필름 캐패시터 수단(30)에서 검출되는 신호를 출력하는 것으로 상기 베이스(70)의 일측에 체결되는 출력 터미널(90);
   및 상기 프로텍션 디바이스(60)에 연결되는 접지부(95)로 구성된 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 이용한 고압 회전기기 부분 방전 센서.
   
   
   
   

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