KR101559025B1 - 초고압 변전소용 지아이에스 가스배관 점검장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일측은 GIS에 연결되고 타측은 SF6공급장치에 연결되며 적어도 한개 이상의 스톱밸브를 구비하는 가스배관과, 상기 가스배관 내부에서 가스배관의 내측면을 따라 이동가능한 가스배관 점검장치에 있어서, 상기 가스배관점검장치는 일측에 고압공기유입관이 연결되는 고압공기유입구를 구비하고, 타측에는 상기 고압공기유입를 통해 유입된 고압공기를 배출하기 위한 고압공기배출구를 구비하는 본체와, 상기 본체의 중간부 외측을 감싸도록 형성되는 튜브와, 상기 튜브에 고압공기를 공급하기 위하여 본체에 형성되고 고압공기유입구로 부터 분기되는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 연결되어 공기를 공급받기 위한 튜브에 형성된 공기유입관과, 상기 가스배관의 차단된 스톱밸브와 팽창된 튜브 사이에 형성된 밀폐공간의 공기압력을 측정하기 위한 압력측정센서로 구성되는 초고압 변전소용 지아이에스 가스배관 점검장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 GIS 내에 불활성 가스인 SF6를 공급하기 위한 가스배관의 내부 상태 및 스톱밸브의 밀폐력, 가스의 압력 정도 등을 파악할 수 있도록 하여 GIS의 고장발생 요인을 최소화하고, 또 고장을 사전 점검하여 이를 효과적으로 조치할 수 있도록 함으로써 정전사고 등을 예방할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

초고압 변전소용 지아이에스 가스배관 점검장치{GAS PIPE MONITORING APPARATUS FOR GIS}

본 발명은 초고압 변전소용 지아이에스 가스배관 점검장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GIS, 즉 가스절연 개폐장치 내에 불활성 가스인 SF6를 공급하기 위한 가스배관의 내부 상태 및 스톱밸브의 밀폐력 등을 점검하기 위한 장치에 관한 것이다.

최근 전력수요의 급격한 증가와 지중매설화에 따라 대도시 주변의 공장 밀집지역 또는 도심지에 변전설비를 설치하기 위해서는 용지구입가격 및 먼지등에 의한 절연물의 오손, 소음공해, 안전성 등과 같이 다양하게 고려해야할 것들이 많고, 운전비용의 증가 및 안전사고 등을 감안하여 인력을 최대한 배제하기 위하여 건물의 지하실등에도 설치가 가능한 소형의 고전압 변전설비의 필요성이 대두되고 있다.

그러나 종래의 노출형, 즉 공기에 의해 도체를 절연하는 방식의 개폐기구들로는 이러한 요구에 부응하기 곤란한 것이고, 따라서 상기한 문제점을 해결하기 위해 높은 절연력을 갖는 SF6(Sulfur Hexafluoride, 헥사플루오린화황)를 이용하여 용적을 크게 줄인 가스가스절연 개폐장치(GIS, (Gas Insulated Switching system)가 개발되어 사용되고 있다.

이처럼 GIS는 정상상태에서의 개폐뿐만 아니라 단락 등의 이상상태에 대응하여 선로를 안전하게 개폐하여 전력 계통을 안전하게 보호하기 위한 장치로서, SF6가스로 채워진 금속제 외함(Enclosure)과 단로기(Disconnecting Switch, DS), 접지개폐기(Earthing Switch, ES), 차단기(Circuit Breaker, CB) 등의 개폐설비와 모선을 내장하는 구조를 갖는다.

그러나 상기 GIS는 모든기기가 밀폐된 탱크내에 위치하고 있어 변전설비의 현상태를 파악하거나 정비에 많은 어려움이 있고, 또 사고발생시 복구에 많은 시간과 노력이 들게 될 뿐만 아니라 변전설비의 경우는 정전이 발생할 경우 생산시설에 막대한 피해를 주게 된다.

따라서 GIS 설비에는 사전에 고장을 예측하고 진단하는 감시장치가 필요하고, 최근에는 GIS를 실시간으로 감시하여 고장을 예측하고 진단하여 고장을 초기에 감지함으로써, 고장의 확대를 방지하여 안정적으로 전력을 공급할수 있는 GIS 감시장치가 특허공개1999-64378호로 개발되어 있다.

그러나 상기한 장치는 GIS에 흐르는 전류, GIS의 내부에 충전된 SF 6 가스, GIS에 공급되는 압축공기, 상기 차단기 내부의 부분방전 및 개폐등의 상태치를 감지하는 감지수단과, 상기 감지수단에서 감지된 데이터 및 처리된 데이터를 저장하여 축적하는 데이터 축적수단과, 상기 데이터 축적수단에 저장된 데이터를 근거로 GIS의 상태를 진단하고 고장을 예측하는 처리부와, 상기 처리부에서 처리된 결과 및 판단을 표시하는 표시수단과, 상기 처리부에서 처리된 결과 및 판단으로 GIS가 이상상태라고 판단될시 경보를 발생하는 경보수단과, 사용자가 원하는 작업을 상기 처리부에 지시하도록 명령을 입력하는 명령입력수단으로 구성되어 있기는 하나, 상기 GIS 내에 불활성 가스인 SF6를 공급하기 위한 가스배관의 내부 상태 및 스톱밸브의 밀폐력 등을 점검하기 위한 구성에 대해서는 언급되어 있지 않다.

[선행기술문헌]

1. 특허공개1999-64378호

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, GIS 내에 불활성 가스인 SF6를 공급하기 위한 가스배관의 내부 상태 및 스톱밸브의 밀폐력 등을 점검하기 위한 장치를 제공함으로써 항상 안정적이고 지속적인 SF6의 공급을 가능하게 하여 GIS의 고장발생 요인을 최소화하고, 미리 고장을 사전에 점검하여 이를 효과적으로 조치할 수 있도록 함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 해결수단을 살펴보면, 일측은 GIS에 연결되고 타측은 SF6공급장치에 연결되며 적어도 한개 이상의 스톱밸브를 구비하는 가스배관과, 상기 가스배관 내부에서 가스배관의 내측면을 따라 이동가능한 가스배관 점검장치에 있어서, 상기 가스배관점검장치는 일측에 고압공기유입관이 연결되는 고압공기유입구를 구비하고, 타측에는 상기 고압공기유입를 통해 유입된 고압공기를 배출하기 위한 고압공기배출구를 구비하는 본체와, 상기 본체의 중간부 외측을 감싸도록 형성되는 튜브와, 상기 튜브에 고압공기를 공급하기 위하여 본체에 형성되고 고압공기유입구로 부터 분기되는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 연결되어 공기를 공급받기 위한 튜브에 형성된 공기유입관과, 상기 가스배관의 차단된 스톱밸브와 팽창된 튜브 사이에 형성된 밀폐공간의 공기압력을 측정하기 위한 압력측정센서로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 본체의 일측에는 카메라를 설치하여 가스배관 내부의 부식 및 손상 등을 모니터 등을 통해 시각적으로 점검할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 GIS 내에 불활성 가스인 SF6를 공급하기 위한 가스배관의 내부 상태 및 스톱밸브의 밀폐력, 가스의 압력 정도 등을 파악할 수 있도록 하여 GIS의 고장발생 요인을 최소화하고, 또 고장을 사전 점검하여 이를 효과적으로 조치할 수 있도록 함으로써 정전사고 등을 예방할 수 있다.

특히 본 발명은 구간 밀폐 가능한 구조로 원하는 구간별로 압력측정 및 가스누출여부를 파악할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스배관 점검장치의 분리사시도.
도 2는 도 1의 결합된 상태의 사시도.
도 3은 본 발명의 회로 구성도.
도 4는 본 발명의 사용상태 참고도로써, 가스배관을 튜브로 밀폐하기 전 상태를 도시한 참고도.
도 5는 본 발명의 사용상태 참고도로써, 가스배관을 튜브로 밀폐하고, 고압의 공기를 밀폐공간으로 불어넣는 상태를 도시한 참고도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 초고압 변전소용 GIS 가스배관 점검장치(100)에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스배관 점검장치의 분리사시도이고, 도 2는 도 1의 결합된 상태의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 회로 구성도이고, 도 4는 본 발명의 사용상태 참고도로써, 가스배관을 튜브로 밀폐하기 전 상태를 도시한 참고도이며, 도 5는 본 발명의 사용상태 참고도로써, 가스배관을 튜브로 밀폐하고, 고압의 공기를 밀폐공간으로 불어넣은 다음 압력감지센서에 의해 밀폐공간 내부의 압력을 측정하는 상태를 보이기 위한 참고도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명은 일측은 GIS(미도시)에 연결되고 타측은 SF6공급장치(미도시)에 연결되며 적어도 한개 이상의 스톱밸브(B)를 구비하는 가스배관(A)과, 상기 가스배관(A) 내부에서 가스배관의 내측면을 따라 이동가능한 가스배관 점검장치로 이루어지되, 상기 가스배관점검장치는 일측에 고압공기유입관(113a)이 연결되는 고압공기유입구(113)를 구비하고, 타측에는 상기 고압공기유입구(113)를 통해 유입된 고압공기를 배출하기 위한 고압공기배출구(114)를 구비하는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 중간부 외측을 감싸도록 형성되는 튜브(120)와, 상기 튜브(120)에 고압공기를 공급하기 위하여 본체에 형성되고 고압공기유입구(113)로 부터 분기되는 공기공급관(111a)과, 상기 공기공급관(111a)에 연결되어 공기를 공급받기 위한 튜브(120)에 형성된 공기유입관(121)과, 상기 가스배관(A)의 차단된 스톱밸브(B)와 팽창된 튜브(120) 사이에 형성된 밀폐공간(C)의 공기압력을 측정하기 위한 압력측정센서(115)로 구성된다.

이때 본체(110)의 일측에는 카메라(130)가 설치되어 가스배관(A) 내부의 부식정도와 손상여부 등을 파악할 수 있도록 한다. 이는 카메라(130)가 촬영한 영상을 모니터(144)로 전송하게 하거나 저장장치에 저장하였다가 나중에 확인하도록 구성할 수도 있다. 상기 모니터(144)는 압력측정센서(115)에 의해 센싱된 측정값을 표시하게할 수도 있다.

상기 고압공기유입관(113a)은 콤프레셔(미도시)와 같은 고압공기발생장치와 연결되어 고압의 공기를 튜브(120) 또는 밀폐공간(C)에 공급하게 된다.

이처럼 고압의 공기가 고압공기유입구(113)를 통해 공기공급관(111a)으로도, 고압공기배출구(114)로도 공급되어지는데, 이때 공기공급관(111a)에는 밸브1(142)이 구비될 수도 있고, 고압공기배출구(114)에는 밸브2(143)가 구비될 수도 있다.

이때 고압공기발생장치와, 본체(110)의 이동을 가능하게 하는 구동장치(141), 카메라(130), 밸브1(142), 밸브2(143), 모니터(144), 압력측정센서(115) 등의 구동 및 제어는 마이크로 프로세서나 PC와 같은 제어부(140)에 의해 이루어진다.

상기 튜브(120)는 본체(110) 중간부 외측에 동그랗게 감싸지도록 형성되어지는데 이는 튜브(120)에 고압의 공기를 공급했을 때 팽팽하게 부풀어 올라 가스배관(A)의 내부를 막을 수 있도록 하기 위해서이다. 이때 본체의 중간부는 빙둘러서 오목한 홈이 형성되고, 튜브(120)는 상기 홈에 끼워지도록 구성됨이 바람직하다. 이는 본체로 부터 튜브의 이탈을 방지하기 위해 필요한 구성이다.

이는 가스배관(A)의 가스압력 변화량을 측정하고, 스톱밸브(B)의 차단력을 테스트하기 위한 것으로, 이를 위해서 먼저 스톱밸브(B)의 밸브를 차단상태로 두고 제어부(140)의 제어에 의해 튜브(120)에 고압의 공기를 공급함으로써 스톱밸브(B)와 튜브(120) 사이에 밀폐공간(C)을 형성하게 된다.

다음 상기 밀폐공간(C)에 고압공기배출구(114)를 통해 고압의 공기를 불어넣고 압력측정센서(115)로 압력을 측정함으로써 가스압력 변화량과 스톱밸브(B)의 차단력 정도를 확인할 수 있게 된다.

본 발명에서 본체(110)의 이동을 가능하게 하기 위해 바퀴(112)를 사용할 수도 있고, 또한 레일 등을 형성하여 슬라이딩가능토록 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명에서 구동장치(141)라 함은 바퀴를 회전시키거나 본체에 연결된 견인줄을 감기위한 모터로 구성될 수도 있다. 물론 이는 다양한 공지의 구동장치에 의해 대체될 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

100: 본 발명 가스배관 점검장치
110: 본체 115: 압력측정센서
120: 튜브(tube) 130: 카메라
140: 제어부

Claims (3)

1. 일측은 GIS에 연결되고 타측은 SF6공급장치에 연결되며 적어도 한개 이상의 스톱밸브를 구비하는 가스배관과, 상기 가스배관 내부에서 가스배관의 내측면을 따라 이동가능하되 튜브와 압력측정센서를 구비하는 본체와, 상기 튜브에 고압공기를 공급하기 위하여 고압공기유입구로 부터 분기되는 공기공급관과, 상기 공기공급관에 연결되어 공기를 공급받기 위한 튜브에 형성된 공기유입관을 구비하는 가스배관 점검장치에 있어서,
   상기 튜브(120)는 본체(110)의 중간부에 형성되는 오목한 홈에 끼워져 본체의 중간부 외측을 감싸도록 형성되고,
   상기 튜브(120)는 가스배관(A)의 스톱밸브(B)로 부터 일정 거리 이격된 상태에서 팽창하여 스톱밸브와 팽창된 튜브 사이에 밀폐공간(C)을 형성하며,
   상기 밀폐공간에 고압의 공기를 공급하기 위한 고압공기배출구(114)를 구비하되, 상기 고압공기배출구(114)는 스톱밸브와 튜브 사이에 위치하도록 본체의 일측에 형성되고,
   상기 고압공기배출구(114)는 튜브가 팽창한 이후에 밀폐공간에 고압의 공기를 공급하며,
   상기 밀폐공간의 공기압력을 측정하기 위한 압력측정센서(115)를 구비하되, 상기 압력측정센서(115)는 스톱밸브와 튜브 사이에 위치하도록 본체의 일측에 형성되고,
   상기 압력측정센서(115)는 튜브가 팽창하고, 밀폐공간에 고압의 공기가 공급된 이후의 압력을 측정하도록 구성됨을 특징으로 하는 초고압 변전소용 지아이에스 가스배관점검장치.
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