KR101573310B1 - 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

절연물 상태 진단 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101573310B1
KR101573310B1 KR1020140107118A KR20140107118A KR101573310B1 KR 101573310 B1 KR101573310 B1 KR 101573310B1 KR 1020140107118 A KR1020140107118 A KR 1020140107118A KR 20140107118 A KR20140107118 A KR 20140107118A KR 101573310 B1 KR101573310 B1 KR 101573310B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency distribution
reflection coefficient
incident
power
reflected
Prior art date
Application number
KR1020140107118A
Other languages
English (en)
Inventor
안용호
한기선
구선근
곽주식
주형준
정문규
Original Assignee
한국전력공사
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 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020140107118A priority Critical patent/KR101573310B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101573310B1 publication Critical patent/KR101573310B1/ko

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
    • 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

Abstract

본 발명은 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 입사전력 주파수 분포 측정부; 발생된 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신하는 방향성 결합부; 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 반사전력 주파수 분포 측정부; 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 반사계수 관리부; 및 비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단하는 상태 진단부;를 포함한다.

Description

절연물 상태 진단 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONDITION DIAGNOSIS OF INSULATOR}
본 발명은 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 안테나를 이용하여 전력기기용 절연물에 전자기파를 입사시킨 후 반사되어 안테나로 재흡수되는 전자기파를 이용하여 절연물의 상태를 진단하는 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
가스절연 개폐장치, 가스절연 모선, 변압기 등 변전소에서 사용하고 있는 전력기기는, 절연가스 또는 절연물들을 충전한 밀폐 금속용기 내에 고전압 도체를 절연 지지하여 이루어지는 기기로서 금속 이물 등의 내부 결함이 존재하면 국소적으로 전계가 높아져 부분방전이 발생한다.
이와 같이 발생한 부분방전을 그대로 방치해 두면 절연 파괴에 이르게 되어 커다란 사고로 연결될 가능성이 있으므로, 금속용기 내부에서 발생하고 있는 부분방전을 조기에 발견하여 대책을 강구할 필요가 있게 된다.
이러한 부분방전을 신호 형태로 검출함으로써 절연 파괴를 사전에 예지하는 것이 가능하고 전력기기의 예방 보전 방법으로서 중요시되고 있다.
그런데, 절연가스 중의 부분방전은 급격한 펄스전류가 발생하는 고전압 현상으로 이러한 부분방전에 의하여 발생하는 전자파는 순간에 공간으로 방사되어 금속 용기 내를 전파하고 밀폐용기인 금속용기로부터 외부로는 전자파가 거의 방사되지 않는다.
이로부터, 밀폐용기인 금속용기의 내부에서 발생된 신호를 기밀단자를 사용하여 외부의 측정 장치로 검출하는 전력기기의 부분방전 검출장치가 제안되어 있다. 그러나 이러한 전자기파 부분방전 신호는 전력기기의 모든 절연물 결함에 발생하지 않으며, 특히 고전압 충전부와 거리가 먼 부위, 탄화 등으로 절연저항이 저하된 부위 등에는 전자기파 부분방전 신호의 크기가 매우 낮아 진단을 의한 적절한 대안기술이 필요하다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2010-0041059호는 "가스 절연 기기의 부분 방전 검출 장치"에 관하여 개시하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 이상상태의 절연물과 정상상태의 절연물의 전자기파에 대한 반사계수의 변화량을 통해 전력기기용 절연물의 이상 유무를 진단하는 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전력기기용 절연물에 입사되는 전자기파의 형태에 따라 상이하게 절연물의 이상 유무를 진단하는 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연물 상태 진단 장치는 전기신호를 발생시키는 신호 발생부; 발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 입사전력 주파수 분포 측정부; 발생된 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신하는 방향성 결합부; 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 반사전력 주파수 분포 측정부; 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 반사계수 관리부; 및 비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단하는 상태 진단부;를 포함한다.
또한, 상기 신호 발생부를 통해 발생된 전기신호의 크기와 형태를 변형시키는 전처리를 수행하는 전처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호 발생부는 주파수가 변화하는 정현파 형태의 전기신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입사전력 주파수 분포 측정부는 정현파 형태의 전기신호에 따른 입사전력을 주파수 변화에 동기하여 주파수분포를 측정하고, 상기 반사전력 주파수 분포 측정부는 정현파 형태의 전기신호에 따른 반사전력을 주파수 변화에 동기하여 주파수분포를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호 발생부는 펄스 형태의 전기신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입사전력 주파수 분포 측정부는 펄스 형태의 전기신호에 따른 입사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정하고, 상기 반사전력 주파수 분포 측정부는 펄스 형태의 전기신호에 따른 반사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방향성 결합부는 안테나를 통해 입사전력을 전자기파 신호 형태로 절연물에 전달하고, 절연물에 전달된 전자기파 신호 중 일부가 안테나로 반사된 전자기파 신호에 대한 반사전력을 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사계수 관리부는, 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 반사계수를 산출하는 반사계수 산출부; 및 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 반사계수 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상태 진단부는 반사계수 변화량이 증가하는 경우 해당 절연물에 이상이 있는 것으로 진단하여 사용자에게 이상을 알리는 경고를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연물 상태 진단 방법은 신호 발생부에 의해, 전기신호를 발생시키는 단계; 입사전력 주파수 분포 측정부에 의해, 발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계; 방향성 결합부에 의해, 발생된 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신하는 단계; 반사전력 주파수 분포 측정부에 의해, 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계; 반사계수 관리부에 의해, 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 단계; 및 상태 진단부에 의해, 비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단하는 단계;를 포함한다.
또한, 전기신호를 발생시키는 단계 이후에, 발생된 전기신호의 크기와 형태를 변형시키는 전처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전기신호를 발생시키는 단계는, 주파수가 변화하는 정현파 형태의 전기 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계에서, 정현파 형태의 전기신호에 따른 입사전력을 주파수 변화에 동기하여 주파수분포를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계에서, 정현파 형태의 전기신호에 따른 반사전력을 주파수 변화에 동기하여 주파수분포를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전기신호를 발생시키는 단계는, 펼스 형태의 전기 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계에서, 펄스형 전기신호에 따른 입사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계는, 펄스형 전기신호에 따른 반사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 단계는, 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 반사계수를 산출하는 단계; 및 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단하는 단계는, 반사계수 변화량이 증가하는 경우 해당 절연물에 이상이 있는 것으로 진단하여 사용자에게 이상을 알리는 경고를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법은 이상상태의 절연물과 정상상태의 절연물의 전자기파에 대한 반사계수의 변화량을 통해 전력기기용 절연물의 이상 유무를 진단함으로써, 절연물의 결합에서 부분방전신호가 발생하지 않더라도 절연물 상태 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전력기기용 절연물에 입사되는 전자기파의 형태에 따라 상이하게 절연물의 이상 유무를 진단함으로써, 다양한 절연물의 상태 진단에 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 전력기기용 절연물의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 정현파 전기신호에 따른 절연물 상태 진단 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 펄스형 전기신호에 따른 절연물 상태 진단 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 절연물 상태 진단 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 전력기기용 절연물의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 적용되는 전력기기용 절연물(10)은 스페이서 부분에 안테나(20)를 구비한다. 이때, 안테나(20)에 입사전력을 입사시키면 일부 전력은 절연물의 구조 및 결함에 의해 반사되어 안테나(20)로 재흡수되고, 나머지 전력은 GIS 내부로 입사된다. 따라서, 본 발명은 안테나(20)로 재흡수되는 반사전력을 이용하여 절연물의 상태를 진단할 수 있다. 한편, 본 발명은 절연물에 입사되는 입사전력의 형태 즉, 정현파 또는 펄스형 전기신호에 따라서 절연물의 상태를 진단하는 방법을 구분하였다. 이때, 정현파 또는 펄스형 전기신호에 따라 상이한 구성으로 이루어지는 것은 아니나, 본 명세서에서는 설명의 편의성을 위해 정현파 전기신호에 따른 절연물 상태 진단 장치와 펄스형 전기신호에 따른 절연물 상태 진단 장치로 구분하여 설명하였다.
도 2는 본 발명에 따른 정현파 전기신호에 따른 절연물 상태 진단 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 절연물 상태 진단 장치(100)는 크게 신호 발생부(110), 전처리부(120), 입사전력 주파수 분포 측정부(130), 방향성 결합부(140), 반사전력 주파수 분포 측정부(150), 반사계수 관리부(160) 및 상태 진단부(170)를 포함한다.
신호 발생부(110)는 전기신호를 발생시킨다. 이때, 신호 발생부(110)는 주파수가 f가 시간 t의 함수인 F(t)로 변화하는 정현파 형태의 전기신호를 발생시킨다. 예를 들어, 주파수가 시간에 1차 함수로 at로 변한다면 정현파 형태의 전기신호는 다음과 같은 수학식 1로 표현할 수 있다.
Figure 112014077914546-pat00001
전처리부(120)는 신호 발생부(110)를 통해 발생된 전기신호의 크기와 형태을 변형시키는 전처리를 수행한다. 즉, 전처리부(120)는 발생한 전기신호를 필터, 증폭기, 감쇄기를 통해 절연물에 입사되기 적절한 크기와 모양으로 변형시킨다.
입사전력 주파수 분포 측정부(130)는 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정한다. 입사전력 주파수 분포 측정부(130)는 시간 t에 대한 입사전력 P1을 측정하여 하기의 수학식 2 와 같이 입사전력 Pin의 주파수분포 Pin(f)를 계산한다.
Figure 112014077914546-pat00002
방향성 결합부(140)는 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신한다. 방향성 결합부(140)는 안테나를 통해 입사전력을 전자기파 신호 형태로 절연물에 전달하고, 절연물에 전달된 전자기파 신호 중 일부가 안테나로 반사된 전자기파 신호에 대한 반사전력을 수신한다. 즉, 절연물의 안테나는 Pin을 절연물에 입사하며, 이중 일부 전력 Pref는 반사하여 안테나로 재전송되어 방향성 결합부에 수신된다.
반사전력 주파수 분포 측정부(150)는 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정한다. 반사전력 주파수 분포 측정부(150)는 시간 t에 대한 반사전력 P2를 측정하여 하기의 수학식 3과 같이 반사전력 Pref의 주파수분포 Pref(f)를 계산한다.
Figure 112014077914546-pat00003
반사계수 관리부(160)는 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교한다.
이를 위해, 반사계수 관리부(160)는 반사계수 산출부(161) 및 반사계수 비교부(162)를 포함한다.
반사계수 산출부(161)는 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 반사계수를 산출한다. 반사계수 산출부(161)는 하기의 수학식 4와 같이 반사계수 RL(f)를 산출한다.
Figure 112014077914546-pat00004
반사계수 비교부(162)는 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교한다. 반사계수 비교부(162)는 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수를 RL0라 하고, 일정 시간 후 현재 산출된 반사계수를 RL이라 할때, 하기의 수학식 5와 같이 반사계수 변화량 ΔRL을 산출한다.
Figure 112014077914546-pat00005
상태 진단부(170)는 비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단한다. 상태 진단부(170)는 반사계수 변화량이 증가하는 경우 해당 절연물에 이상이 있는 것으로 진단하여 사용자에게 이상을 알리는 경고를 발생시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 펄스형 전기신호에 따른 절연물 상태 진단 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 절연물 상태 진단 장치(100)는 크게 신호 발생부(110), 전처리부(120), 입사전력 주파수 분포 측정부(130), 방향성 결합부(140), 반사전력 주파수 분포 측정부(150), 반사계수 관리부(160) 및 상태 진단부(170)를 포함한다.
신호 발생부(110)는 전기신호를 발생시킨다. 이때, 신호 발생부(110)는 시간 t에 대해 전력 Pt의 모양이 T1(t)인 펄스형 전기신호를 발생시킨다.
전처리부(120)는 신호 발생부(110)를 통해 발생된 전기신호의 크기와 형태을 변형시키는 전처리를 수행한다. 즉, 전처리부(110)는 발생한 전기신호를 필터, 증폭기, 감쇄기를 통해 절연물에 입사되기 적절한 크기와 모양으로 변형시킨다.
입사전력 주파수 분포 측정부(130)는 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정한다. 입사전력 주파수 분포 측정부(130)는 펄스형 전기신호에 따른 입사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정한다. 즉, 입사전력 주파수 분포 측정부(130)는 입사 전력 P1(t)를 측정하여 하기의 수학식 6과 같이 푸리에변환을 통해 입사전력 Pin의 주파수분포 Pin(f)를 계산한다. 이때, FT는 푸리에 변환을 의미한다.
Figure 112014077914546-pat00006
방향성 결합부(140)는 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신한다. 방향성 결합부(140)는 안테나를 통해 입사전력을 전자기파 신호 형태로 절연물에 전달하고, 절연물에 전달된 전자기파 신호 중 일부가 안테나로 반사된 전자기파 신호에 대한 반사전력을 수신한다. 즉, 절연물의 안테나는 Pin을 절연물에 입사하며, 이중 일부 전력 Pref는 반사하여 안테나로 재전송되어 방향성 결합부에 수신된다.
반사전력 주파수 분포 측정부(150)는 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정한다. 반사전력 주파수 분포 측정부(150)는 펄스형 전기신호에 따른 반사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정한다. 즉, 반사전력 주파수 분포 측정부(150)는 시간 t에 대한 반사전력 P2를 측정하여 하기의 수학식 7과 같이 푸리에변환을 통해 반사전력 Pref의 주파수분포 Pref(f)를 계산한다.
Figure 112014077914546-pat00007
반사계수 관리부(160)는 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교한다.
이를 위해, 반사계수 관리부(160)는 반사계수 산출부(161) 및 반사계수 비교부(162)를 포함한다.
반사계수 산출부(161)는 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 반사계수를 산출한다. 반사계수 산출부(161)는 상기의 수학식 4를 이용하여 반사계수를 산출한다.
반사계수 비교부(162)는 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교한다. 반사계수 비교부(162)는 상기의 수학식 5를 이용하여 반사계수 변화량을 산출한다.
상태 진단부(170)는 비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단한다. 상태 진단부(170)는 반사계수 변화량이 증가하는 경우 해당 절연물에 이상이 있는 것으로 진단하여 사용자에게 이상을 알리는 경고를 발생시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 절연물 상태 진단 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 절연물 상태 진단 방법은 앞서 설명한 절연물 상태 진단 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 전기신호를 발생시킨다(S100). 이때, 신호 발생부는 주파수가 f가 시간 t의 함수인 F(t)로 변화하는 정현파 형태의 전기신호 또는 시간 t에 대해 전력 Pt의 모양이 T1(t)인 펄스형 전기신호 중 어느 하나를 발생시킬 수 있다.
다음, 발생된 전기신호의 크기와 형태을 변형시키는 전처리를 수행한다(S110). S110 단계는 발생한 전기신호를 필터, 증폭기, 감쇄기를 통해 절연물에 입사되기 적절한 크기와 모양으로 변형시킨다.
다음, 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정한다(S120). S120 단계에서 펄스형 전기신호에 따른 입사전력인 경우에는 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정한다.
다음, 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신한다(S130, S140). S130 및 S140 단계는 안테나를 통해 입사전력을 전자기파 신호 형태로 절연물에 전달하고, 절연물에 전달된 전자기파 신호 중 일부가 안테나로 반사된 전자기파 신호에 대한 반사전력을 수신한다.
다음, 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정한다(S150). S150 단계에서 펄스형 전기신호에 따른 반사전력인 경우 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정한다.
다음, 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교한다(S160).
마지막으로, 비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단한다(S170). S170 단계는 반사계수 변화량이 증가하는 경우 해당 절연물에 이상이 있는 것으로 진단하여 사용자에게 이상을 알리는 경고를 발생시킨다.
이처럼, 본 발명에 의한 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법은 이상상태의 절연물은 정상상태의 절연물에 비해 전자기파의 주파수분포 및 반사계수의 변화량을 통해 절연물의 이상 유무를 진단함으로써, 절연물의 결합에서 부분방전신호가 발생하지 않더라도 절연물 상태 진단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 절연물에 입사되는 전자기파의 형태에 따라 상이하게 절연물의 이상 유무를 진단함으로써, 다양한 절연물의 상태 진단에 사용할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100 : 절연물 상태 진단 장치
110 : 신호 발생부
120 : 전처리부
130 : 입사전력 주파수 분포 측정부
140 : 방향성 결합부
150 : 반사전력 주파수 분포 측정부
160 : 반사계수 관리부
170 : 상태 진단부

Claims (19)

  1. 주파수가 변하는 정현파 형태 또는 펄스 형태의 전기신호 중 어느 하나를 발생시키는 신호 발생부;
    발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 입사전력 주파수 분포 측정부;
    발생된 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신하는 방향성 결합부;
    수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 반사전력 주파수 분포 측정부;
    측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 반사계수 관리부; 및
    비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단하는 상태 진단부;
    를 포함하며,
    상기 방향성 결합부는 안테나를 통해 입사전력을 전자기파 신호 형태로 변환하여 절연물에 전달하고, 절연물에 전달된 전자기파 신호 중 일부가 안테나로 반사된 전자기파 신호에 대한 반사전력을 수신하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 발생부를 통해 발생된 전기신호의 크기와 형태를 변형시키는 전처리를 수행하는 전처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입사전력 주파수 분포 측정부는 정현파 형태의 전기신호에 따른 입사전력을 주파수 변화에 동기하여 주파수분포를 측정하고, 상기 반사전력 주파수 분포 측정부는 정현파 형태의 전기신호에 따른 반사전력을 주파수 변화에 동기하여 주파수분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입사전력 주파수 분포 측정부는 펄스 형태의 전기신호에 따른 입사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정하고, 상기 반사전력 주파수 분포 측정부는 펄스 형태의 전기신호에 따른 반사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반사계수 관리부는,
    측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 반사계수를 산출하는 반사계수 산출부; 및
    산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 반사계수 비교부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상태 진단부는 반사계수 변화량이 증가하는 경우 해당 절연물에 이상이 있는 것으로 진단하여 사용자에게 이상을 알리는 경고를 발생시키는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 장치.
  10. 신호 발생부에 의해, 주파수가 변하는 정현파 형태 또는 펄스 형태의 전기신호 중 어느 하나를 발생시키는 단계;
    입사전력 주파수 분포 측정부에 의해, 발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계;
    방향성 결합부에 의해, 발생된 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신하는 단계;
    반사전력 주파수 분포 측정부에 의해, 수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계;
    반사계수 관리부에 의해, 측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 단계; 및
    상태 진단부에 의해, 비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단하는 단계;
    를 포함하고,
    발생된 전기신호에 따른 입사전력을 절연물의 안테나에 전달하고, 안테나로부터 전달된 반사전력을 수신하는 단계는,
    안테나를 통해 입사전력을 전자기파 신호 형태로 변환하여 절연물에 전달하고, 절연물에 전달된 전자기파 신호 중 일부가 안테나로 반사된 전자기파 신호에 대한 반사전력을 수신하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    전기신호를 발생시키는 단계 이후에,
    발생된 전기신호의 크기와 형태를 변형시키는 전처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 방법.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계에서,
    정현파 형태의 전기신호에 따른 입사전력을 주파수 변화에 동기하여 주파수분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계에서,
    정현파 형태의 전기신호에 따른 반사전력을 주파수 변화에 동기하여 주파수분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 방법.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    발생된 전기신호에 따른 입사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계에서,
    펄스 형태의 전기신호에 따른 입사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    수신된 반사전력의 주파수 분포를 측정하는 단계는,
    펄스 형태의 전기신호에 따른 반사전력을 푸리에 변환을 이용하여 주파수 분포를 측정하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 단계는,
    측정된 입사전력의 주파수 분포와 반사전력의 주파수 분포를 이용하여 반사계수를 산출하는 단계; 및
    산출된 반사계수와 기 저장된 정상 상태에서의 반사계수와의 반사계수 변화량을 비교하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    비교 결과에 따라 절연물 이상 유무를 진단하는 단계는,
    반사계수 변화량이 증가하는 경우 해당 절연물에 이상이 있는 것으로 진단하여 사용자에게 이상을 알리는 경고를 발생시키는 것을 특징으로 하는 절연물 상태 진단 방법.
KR1020140107118A 2014-08-18 2014-08-18 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법 KR101573310B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140107118A KR101573310B1 (ko) 2014-08-18 2014-08-18 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140107118A KR101573310B1 (ko) 2014-08-18 2014-08-18 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101573310B1 true KR101573310B1 (ko) 2015-12-01

Family

ID=54882823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140107118A KR101573310B1 (ko) 2014-08-18 2014-08-18 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101573310B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112525927A (zh) * 2020-11-23 2021-03-19 赵�衍 悬式绝缘子的检测装置及检测方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112525927A (zh) * 2020-11-23 2021-03-19 赵�衍 悬式绝缘子的检测装置及检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4323418B2 (ja) ガス絶縁機器の異常状態診断方法およびシステム
KR101070832B1 (ko) 자기진단 기능을 구비한 수배전반의 이상 검출 방법
JP6296689B2 (ja) 電力ケーブルの無停電絶縁劣化診断方法
JPWO2007063647A1 (ja) 部分放電電荷量測定方法および装置
JP2017529818A (ja) 光起電力システムにおけるアークを検出するための方法およびアークの検出装置
CN102866376A (zh) 一种局部放电特高频检测装置的实体gis评价测试平台
KR101151991B1 (ko) 배전케이블 부분방전 검출장치 및 그 방법
CN101598762A (zh) 一种传感器及监测气体绝缘金属封闭开关局部放电装置
KR101917664B1 (ko) 아크 종류 및 위치 검출 기능을 구비한 수배전반 시스템
KR101573310B1 (ko) 절연물 상태 진단 장치 및 그 방법
KR20170111040A (ko) 활선상태 전력케이블의 부분방전 진단 장치
KR101843792B1 (ko) 전력설비의 부분방전 판정방법
CN106646149B (zh) 一种气体绝缘全封闭组合电器的闪络故障定位系统和方法
JP6453004B2 (ja) 超電導ケーブルの健全性診断システム及び健全性診断方法
KR101044600B1 (ko) 케이블 열화 진단 시스템 및 그 방법
JP2008032595A (ja) 三相一括ガス絶縁機器の部分放電部位標定方法
KR0169969B1 (ko) 전력기기, 전력송배전 유닛의 트립방법
CN110426616A (zh) 一种基于法兰盘螺栓的gis局部放电检测装置和方法
KR101803559B1 (ko) 가스절연기기의 부분방전 검출방법 및 검출시스템
JP2624914B2 (ja) 部分放電測定装置及びその試験方法
CN105891686A (zh) 一种局部放电无线监测系统的告警方法
CN112485620A (zh) 一种开关柜局部放电综合检测评估方法及系统
Neuhold On site tests of GIS
Rao et al. Ultra-high frequency (UHF) based partial discharge measurement in gas insulated switchgear (GIS)
JP6941641B2 (ja) エポキシモールド電力機器の劣化診断方法、エポキシモールド電力機器の劣化診断システム

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: 20181101

Year of fee payment: 4