KR101696619B1 - Uv 트론 센서의 배경방전 방지 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, UV 트론 센서에 고전압을 공급한 후, UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단하고, 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시켜 전력설비에서 방전하여 방출되는 자외선을 UV 트론 센서로부터 검출함으로써, 배경방전 현상에 의한 오류를 근본적으로 제거할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공함에 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기 UV 트론 센서에 고전압을 공급하는 고전압 공급부; 상기 UV 트론 센서의 배경방전 현상에 의한 오류를 제거하기 위하여, 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단하고, 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 고전압 차단 및 방전부; 및 전력설비에서 방전하여 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 자외선 검출부; 를 포함한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기 UV 트론 센서에 고전압을 공급하는 고전압 공급부; 상기 UV 트론 센서의 배경방전 현상에 의한 오류를 제거하기 위하여, 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단하고, 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 고전압 차단 및 방전부; 및 전력설비에서 방전하여 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 자외선 검출부; 를 포함한다.
Description
본 발명은 UV 트론 센서(Ultraviolet tron sensor)의 배경방전 방지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 자외선 신호가 없는 상태에서 방전이 발생하는 UV 트론 센서의 배경방전 현상을 방지하기 위한 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치에 관한 것이다.
최근 산업의 급속한 발전에 따른 산업현장에서의 사고는 산업설비의 대형화, 계통화에 따라 사고시 그 피해가 대형화, 광역화하는 경향이 뚜렷하여 사고 발생시 그 피해의 규모와 파급효과가 매우 크다. 특히, 각종 산업의 근간이 되는 전력계통의 설비에서 사고가 빈번하게 발생하고 있어 국가 경쟁력을 약화시키는 주요 원인으로 떠오르고 있다. 따라서, 전력계통 설비의 건전성을 파악하고 트렌드를 분석하는 진단, 유지 및 보수 등의 중요성은 날로 증대되고 있으며 국내외를 막론하고 위와 같은 업무를 효율적으로 운용할 수 있는 시스템 구축에 심혈을 기울이고 있다.
현재 이러한 전력계통의 전기적 결함에 의한 사고를 방지하기 위하여, 적외선, 자외선, 초음파 및 고주파 검출 기법을 이용한 진단 장비 및 시스템을 운영 중이며 산업계 전반으로 매우 빠르게 전파되고 있다. 특히, 자외선 진단 기법의 경우 비교적 초기의 상태에서 전력계통의 전기적 결함을 검출할 수 있어 매우 효용 가치가 높다. 그러나, 현재 사용 중인 자외선 검출 진단 방식의 경우, 시인성은 좋으나 매우 고가이고 노이즈가 심하며 감도가 매우 떨어져 현장에 보급이 되지 않고 있다.
이에, UV 트론 센서(광증배관)를 이용하여 저렴하고 감도가 우수하며, 선택적으로 180~250nm대 영역의 자외선 만을 받아들여 태양광 자외선은 간섭받지 않는 상태로 손쉽게 자외선을 검출할 수 있는 진단 방식이 개발되고 있다.
본래 UV 트론 센서는 도 1 에 도시된 바와 같이 불꽃감지센서(Flame Sensor)로서 불꽃 감지용으로 사용되나, 도 2 에 도시된 바와 같이 UV 트론 센서의 구조를 변경 구성함으로써 전력설비에서 발생하는 자외선을 검출하는 용도로 사용하고 있다.
이에 따라, UV 트론 센서를 이용하여 전력계통에서 발생하는 짧은 자외선 신호도 검출할 수 있게 되었으나, 도 3 에 도시된 바와 같이 외부 자외선 신호가 없는 상태에서 스스로 방전하는 현상, 즉 UV 트론 센서의 특성에 따른 배경방전(Background discharge) 현상이 나타나는 문제점이 있었다.
이러한 현상은 UV 트론 센서의 두 전극 사이에 고전압 DC 200V이상의 전압이 인가되면 두 전극 사이의 가스가 전리되면서 일정시간(10~1000초로 불특정함)이 지나면 방전이 되는 현상으로서, 종국적으로 자외선 검출 진단시 오류 신호를 발생시켜 검출 신뢰도에 큰 영향을 미쳤다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, UV 트론 센서에 고전압을 공급한 후, UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단하고, 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시켜 전력설비에서 방전하여 방출되는 자외선을 UV 트론 센서로부터 검출함으로써, 배경방전 현상에 의한 오류를 근본적으로 제거할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공함에 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치에 관한 것으로서, 상기 UV 트론 센서에 고전압을 공급하는 고전압 공급부; 상기 UV 트론 센서의 배경방전 현상에 의한 오류를 제거하기 위하여, 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단하고, 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 고전압 차단 및 방전부; 및 전력설비에서 방전하여 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 자외선 검출부; 를 포함한다.
또한 상기 고전압 공급부는, DC 400V 내지 500V의 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고전압 차단 및 방전부는, 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 1mm/sec 이내로 순간적으로 차단하는 고전압 차단모듈; 및 상기 UV 트론 센서의 두 전극을 2mm/sec 이내로 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 방전모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 자외선 검출부는, 전력설비에서 10mm/sec 이하의 시간동안 방전하여 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법에 관한 것으로서, (a) 고전압 공급부가 UV 트론 센서에 고전압을 공급하는 과정; (b) 고전압 차단 및 방전부가 상기 UV 트론 센서의 배경방전 현상에 의한 오류를 제거하기 위하여, 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단하고, 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 과정; 및 (c) 자외선 검출부가 전력설비에서 방전하여 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 과정; 을 포함한다.
또한 상기 (a) 과정에서, 상기 고전압 공급부가 DC 400V 내지 500V의 전압을 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 (b) 과정은, (b-1) 상기 고전압 차단 및 방전부가 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 1mm/sec 이내로 순간적으로 차단하는 단계; 및 (b-2) 상기 고전압 차단 및 방전부가 상기 UV 트론 센서의 두 전극을 2mm/sec 이내로 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 (c) 과정에서, 상기 자외선 검출부가 전력설비에서 10mm/sec 이하의 시간동안 방전하여 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 배경방전 현상에 의한 오류를 근본적으로 제거함으로써, 실제 전력설비에서 짧은 시간에 방전하는 자외선 신호를 배경방전과 구분하여 검출할 수 있으며, 종국적으로는 자외선 검출 진단의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 일반적인 불꽃 감지용으로 사용되는 UV 트론 센서에 관한 회로도.
도 2 는 자외선 검출용으로 변경 구성된 UV 트론 센서를 보이는 일예시도.
도 3 은 배경방전 현상에 관한 개요도.
도 4 는 본 발명에 따른 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치에 관한 전체 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법에 관한 전체 흐름도.
도 2 는 자외선 검출용으로 변경 구성된 UV 트론 센서를 보이는 일예시도.
도 3 은 배경방전 현상에 관한 개요도.
도 4 는 본 발명에 따른 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치에 관한 전체 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법에 관한 전체 흐름도.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치에 관하여 도 4 를 참조하여 설며하면 다음과 같다.
도 4 는 본 발명에 따른 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치에 관한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 고전압 공급부(100), 고전압 차단 및 방전부(200) 및 자외선 검출부(300)를 포함하여 이루어진다.
고전압 공급부(100)는 UV 트론 센서(10)에 DC 400~500V의 고전압을 공급한다.
고전압 차단 및 방전부(200)는 UV 트론 센서(10)의 배경방전 현상에 의한 오류를 근본적으로 제거하기 위하여, UV 트론 센서(10)에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단하고, 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 바, 도 4 에 도시된 바와 같이 고전압 차단모듈(210) 및 방전모듈(220)을 포함한다.
구체적으로, 고전압 차단모듈(210)은 UV 트론 센서(10)에 공급되는 고전압을 1mm/sec(0.001초) 이내로 순간적으로 차단한다.
방전모듈(220)은 UV 트론 센서(10)의 두 전극을 2mm/sec(0.002초) 이내로 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시킨다.
자외선 검출부(300)는 전력설비에서 10mm/sec(0.01초) 이하의 짧은 시간동안 방전하여 방출되는 자외선을 UV 트론 센서(10)로부터 검출한다. 이때, 자외선 검출부(300)는 필터링 및 증폭하는 회로 등을 포함할 수 있다.
이하에서는, 상술한 장치를 이용한 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법에 관하여 도 5 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5 는 본 발명에 따른 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법에 관한 전체 흐름도로서, 도시된 바와 같이 고전압 공급부(100)는 UV 트론 센서(10)에 DC 400~500V의 고전압을 공급한다(S10).
또한, UV 트론 센서(10)의 배경방전 현상에 의한 오류를 근본적으로 제거하기 위하여, 고전압 차단 및 방전부(200)의 고전압 차단모듈(210)은 UV 트론 센서(10)에 공급되는 고전압을 1mm/sec 이내로 순간적으로 차단하고(S20), 방전모듈(220)은 UV 트론 센서(10)의 두 전극을 2mm/sec 이내로 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시킨다(S30).
그리고, 자외선 검출부(300)는 전력설비에서 10mm/sec 이하의 짧은 시간동안 방전하여 방출되는 자외선을 UV 트론 센서(10)로부터 검출한다(S40).
지금까지 상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치 및 방법은, 전기철도에서 UV를 검출하여 설비의 감시, 진단, 건전성을 평가하는 시스템, 철도 변전소를 포함한 전력설비의 감시, 진단, 건전성을 평가하시는 시스템, 그리고 전기철도의 전차선로의 애자, 절연물, 드로퍼 및 금구류에서 발생 가능한 UV를 이용하여 상태를 모니터링 하는 장치 등에 적용될 수 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 고전압 공급부
200: 고전압 차단 및 방전부
300: 자외선 검출부
210: 고전압 차단모듈
220: 방전모듈
10: UV 트론 센서
200: 고전압 차단 및 방전부
300: 자외선 검출부
210: 고전압 차단모듈
220: 방전모듈
10: UV 트론 센서
Claims (8)
- UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치에 있어서,
상기 UV 트론 센서에 고전압을 공급하는 고전압 공급부;
상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단함과 동시에 UV 트론 센서의 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 고전압 차단 및 방전부; 및
전력설비에서 상기 UV 트론 센서에 공급하는 고전압을 순간적으로 차단과 동시에 UV 트론 센서 내부의 전하를 외부로 방전하는 과정에서 방출되는 자외선을 UV 트론 센서로부터 검출하는 자외선 검출부; 를 포함하여,
UV 트론 센서의 배경방전 현상에 의한 오류를 제거하는 것을 특징으로 하는 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고전압 공급부는,
DC 400V 내지 500V의 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고전압 차단 및 방전부는,
상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 1msec 이내로 순간적으로 차단하는 고전압 차단모듈; 및
상기 UV 트론 센서의 두 전극을 2msec 이내로 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 방전모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 자외선 검출부는,
전력설비에서 10msec 이하의 시간동안 방전하여 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 것을 특징으로 하는 UV 트론 센서의 배경방전 방지 장치.
- UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법에 있어서,
(a) 고전압 공급부가 상기 UV 트론 센서에 고전압을 공급하는 과정;
(b) 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단함과 동시에 상기 UV 트론 센서의 두 전극을 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 과정; 및
(c) 자외선 검출부가 전력설비에서 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 순간적으로 차단과 동시에 상기 UV 트론 센서 내부의 전하를 외부로 방전하는 과정에서 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 과정; 을 포함하여,
고전압 차단 및 방전부가 상기 UV 트론 센서의 배경방전 현상에 의한 오류를 제거하는 것을 특징으로 하는 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 (a) 과정에서,
상기 고전압 공급부가 DC 400V 내지 500V의 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 (b) 과정은,
(b-1) 상기 고전압 차단 및 방전부가 상기 UV 트론 센서에 공급되는 고전압을 1msec 이내로 순간적으로 차단하는 단계; 및
(b-2) 상기 고전압 차단 및 방전부가 상기 UV 트론 센서의 두 전극을 2msec 이내로 도통시켜 내부의 전하를 외부로 방전시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 (c) 과정에서,
상기 자외선 검출부가 전력설비에서 10msec 이하의 시간동안 방전하여 방출되는 자외선을 상기 UV 트론 센서로부터 검출하는 것을 특징으로 하는 UV 트론 센서의 배경방전 방지 방법.
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