KR101724123B1

KR101724123B1 - 배전에 이용되는 폐 개폐기의 압력계를 이용한 sf6 가스 회수 방법

Info

Publication number: KR101724123B1
Application number: KR1020160127859A
Authority: KR
Inventors: 임기덕
Original assignee: 조원전설(주)
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2017-04-06

Abstract

본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법은 폐 개폐기에 대하여 주입구 및 외관을 확인하여 회수 가능한 폐 개폐기를 선정 분류하는 단계와, 절연가스 회수용 회수기를 시험 가동하여 이상 유무를 확인하고 회수 탱크에 회수용 호수를 연결하고 회수 탱크를 진공상태로 유지하는 단계와, 절연 가스 회수량을 파악하기 위하여 회수용 호수에 유량계를 설치하고 초기화하는 단계와, 폐 개폐기의 주입구에 커넥터를 연결하며 압력계를 취부하고 초기 압력을 촬영하는 단계와, 압력계가 설치되는 배관에 회수용 호스를 연결하고 호스를 진공으로 유지하는 단계와, 호스 진공이 완료되면 커넥터에 연결된 폐 개폐기의 절연 가스를 회수하는 단계와, 압력계를 확인하여 회수율을 97% 이상인 경우 회수를 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

배전에 이용되는 폐 개폐기의 압력계를 이용한 SF6 가스 회수 방법{SF6 Gas Withdrawing Method of Pressure Gauge of Wasted Switching Device using to Power Distribute Line}

본 발명은 배전 설비에 사용된 후 폐기되는 개폐기에 충진되어 있는 SF6를 회수하는 방법에 관한 것이다. 상기 SF6 가스(절연가스)는 대기에 노출되는 경우 오존층을 파괴하여 지구 환경을 위협하는 물질로 SF6 가스의 방출을 최대한 줄여야 하며 본 발명은 배전 설비에 사용되는 수많은 개폐기에 충진되어 있는 SF6 가스를 용이하게 회수하는 것에 관한 것이다.

본 발명과 관련된 종래의 기술은 대한민국 등록 특허 제10-1371667호(2014. 03. 07. 공고)에 개시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 활선 상태에서 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체 방법 흐름도이다. 상기도 1에서 종래의 활선 상태에서 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체 방법은 지상 개폐기에 설치된 아날로그 가스 압력계가 지시하는 지시침이 0psi(대기압)될 때까지 수행한다(ST61, ST62). 이후, 배기 호스(도시되지 않음)를 가스 조절밸브로부터 분리시킨 후, 가스 충진 탱크의 충진 호스를 가스 조절밸브에 연결하여 가스 충진 탱크에 충진된 정상 절연가스를 충진 호스 및 지상 개폐기의 가스 주입구를 통해 내함으로 주입하여 충진한다. 이때, 정상 절연가스는 제조사별에 따른 정격 압력량까지 충진한다(ST63). 이후, 정상 절연가스가 충진되면, 지상 개폐기에 잔존하는 불량 절연가스와 정상 절연가스가 상호 혼합될 때까지 설정시간 동안 대기한다(ST64, ST65). 이때, 상기 설정시간은 대략 5분~20분, 바람직하게는 10분 정도 대기한다. 이후, 가스 분석기를 이용하여 지상 개폐기의 내함의 혼합 절연가스(즉, 불량 절연가스와 정상 절연가스가 혼합된 혼합가스)를 다시 측정하여 가스순도, 수분량 및 아황산가스 등의 변화량을 점검한다(ST66). 가스 분석기를 이용한 점검결과, 혼합 절연가스의 순도가 설정순도, 예를 들면 95% 미만인 경우, 단계 ST61 에서 ST66을 반복 실시한다(ST67). 즉, 가스 회수작업과 가스 충진작업을 한 주기(1 cycle)로 하여 반복적으로 실시한다. 이때, 반복회수는 혼합 절연가스의 순도가 95% 이상이 될 때까지 실시한다. 측정결과, 1회 반복시에는 대략 순도가 15% 정도 상승하였고, 2회 반복시에는 10% 정도 상승하였으며, 3회 반복시에는 5% 정도 상승하였다. 따라서, 반복회수는 불량 절연가스의 불량 수치에 따라 변동될 수 있다. 바람직하게, 절연가스의 순도가 95% 이상, 아황산 가스가 0ppm, 수분량이 1000ppm 이하로 절연가스의 성능을 향상시키기 위해서는 지상 개폐기의 내함의 절연가스의 총 체적량 이상의 절연가스가 배출(회수)되고 재충진 되어야 한다. 따라서, 절연가스의 순도를 95% 이상 향상시키기 위해 내함(12)의 절연가스 총 체적량에 130% 이상이 되도록 배출(회수) 및 충진을 반복하여 실시한다. 단계 ST67에서, 교체 작업 결과, 절연가스의 순도가 95% 이상이면, 절연가스의 교체 작업을 완료하는 것이다(ST68).

상기와 같이 구성된 종래의 기술은 활선 상태에서의 개폐기의 절연 가스를 교체하기 것에 관한 방법으로 버려지는 폐 개폐기에 충전되어 있는 절연 가스를 회수하기 위하여는 사용하기 어려운 문제점이 있는 것이다. 또한, 상기와 같은 종래 기술은 절연가스의 교체에 중점이 있으며 활선 상태의 개폐기에 적용되는 것으로 실질적으로 작업이 어렵고 교체 시간이 과다 소요되는 문제점이 있는 것이다. 따라서 본 발명은 개폐기의 수명이 다한 경우 버려지는 개폐기에 대하여 기 충전된 절연 가스를 용이하게 누기 없이 회수하기 위한 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 폐 개폐기에서 절연 가스를 회수하면서 회수가 정확히 이루어졌는지 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법은 폐 개폐기에 대하여 주입구 및 외관을 확인하여 회수 가능한 폐 개폐기를 선정 분류하는 단계와, 절연가스 회수용 회수기를 시험 가동하여 이상 유무를 확인하고 회수 탱크에 회수용 호수를 연결하고 회수 탱크를 진공상태로 유지하는 단계와, 절연 가스 회수량을 파악하기 위하여 회수용 호수에 유량계를 설치하고 초기화하는 단계와, 폐 개폐기의 주입구에 커넥터를 연결하며 압력계를 취부하고 초기 압력을 촬영하는 단계와, 압력계가 설치되는 배관에 회수용 호스를 연결하고 호스를 진공으로 유지하는 단계와, 호스 진공이 완료되면 커넥터에 연결된 폐 개폐기의 절연 가스를 회수하는 단계와, 압력계를 확인하여 회수율을 97% 이상인 경우 회수를 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법은 폐 개폐기로부터 SF6 가스를 효율적으로 회수할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명은 회수된 SF6 가스를 정제하여 재사용하도록 할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한 본 발명은 SF6 가스를 회수함으로써 SF6 가스 노출로 인한 환경 오염을 줄일 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래의 활선 상태에서 지상 개폐기의 절연가스 점검 및 교체 방법 흐름도,
도 2는 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법에 대한 제1실시 예,
도 3은 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법에 대한 제2실시 예,
도 4는 본 발명 SF6 가스 회수 대상인 개폐기 사진도,
도 5는 본 발명에 적용되는 가스 회수용 회수기 사진도,
도 6은 본 발명에 적용되는 유량계 세팅 사진도,
도 7은 본 발명에 적용되는 SF6 가스 회수 대상 개폐기에 관리 번호를 부여한 상태의 사진도,
도 8은 본 발명에 적용되는 커넥터와 압력계 설치 사진도,
도 9는 본 발명에 적용되는 회수 완료 개폐기 표시 상태 사진도,
도 10은 본 발명에 적용되는 회수기를 정제 공장으로 운전하는 상태의 사진도,
도 11은 본 발명에 적용되는 정제 완료된 가스의 가스 분석의뢰를 위한 실린더 탱크 사진도,
도 12는 본 발명에 적용되는 정밀 분석 결과 합격품은 가스 성분 및 중량 라벨을 부하고 추적 관리하는 상태의 사진도 이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법을 도 2 내지 도 12를 기초로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법에 대한 제1실시 예이다. 상기도 2에서 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법에 대한 제1실시 예는 폐 개폐기(100)에 대하여 주입구 및 외관을 확인하여 절연가스가 회수 가능한 폐 개폐기를 분류하는 단계(S11)와, 절연가스 회수용 회수기(200)를 시험 가동하여 이상 유무를 확인하고 회수 탱크(210)에 회수용 호수(220)를 연결하고 회수 탱크를 진공상태로 유지하는 단계(S12)와, 절연 가스 회수량을 파악하기 위하여 회수용 호수에 유량계(300)를 설치하고 초기화하는 단계(S13)와, 폐 개폐기의 주입구에 커넥터(400)를 연결하고 압력계(450)를 취부하고 초기 압력을 촬영하는 단계(S14)와, 압력계가 설치되는 커넥터에 유량계가 설치된 회수용 호스를 연결하고 호스를 진공으로 유지하는 단계(S15)와, 호스 진공이 완료되면 커넥터에 연결된 폐 개폐기의 절연 가스를 회수하는 단계(S16)와, 압력계를 확인하여 회수율이 97% 이상인 것을 확인하면 회수를 종료하는 단계(S17)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 회수 탱크에 호스가 연결되고 상기 호스에는 유량계가 설치되며 유량계가 설치된 호스는 압력계가 취부된 커넥터에 연결되고 상기 커넥터의 타측은 폐 개폐기의 주입구에 체결되는 것이다. 또한 상기에서 회수율 97%를 확인하는 방법은 폐 개폐기의 초기 압력을 절대압력으로 환산하는 단계(Gauge 압력을 절대압으로 환산함)와, 절대압력 환산 값을 기준으로 하여 3%에 상당하는 압력을 확인하는 단계와(97% 이상 회수 시 잔존 가스는 3% 미만이 됨), 3% 상당 압력을 진공 압력 단위인 Torr로 환산하는 단계(진공계의 값과 대조확인하기 위한 것임)와, 회수 후 폐 개폐기의 압력이 환산된 Torr값 이하를 확인하는 단계로 이루어지는 것이다. 예를 들어, 폐 개폐기의 초기 압력이 6[kgf/㎠·G] 였다면 이는 절대 압력 기준으로 7[kgf/㎠]로 환산되고(1kgf/㎠ = 980.665mbar 이므로 6kgf/㎠은 5883.993mbar이고 이것은 Gauge 값이므로 절대압으로 환산하면 5883.993mbar + 1,000mbar = 6883.993mbar 임), 97% 회수 시에는 7[kgf/㎠] x 0.03 = 0.21[kgf/㎠]로 산정되고 1[kgf/㎠]는 735[Torr]이므로 0.21 x 735 = 154.35[Torr]가 되므로 회수 후 압력이 154.35[Torr] 이하이면 회수율이 97% 이상이 되는 것임을 나타내는 것이다.

도 3은 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법에 대한 제2실시 예이다. 상기도 3에서 본 발명 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법에 대한 제2실시 예는 폐 개폐기에 대하여 주입구 및 외관을 확인하여 절연가스가 회수 가능한 폐 개폐기를 선정 분류하는 단계(S21)와, 절연가스 회수용 회수기를 시험 가동하여 이상 유무를 확인하고 회수 탱크에 회수용 호수를 연결하고 회수 탱크를 진공상태로 유지하는 단계(S22)와, 절연 가스 회수량을 파악하기 위하여 회수용 호수에 유량계를 설치하고 초기화하는 단계(S23)와, 폐 개폐기의 주입구에 커넥터를 연결하며 압력계를 취부하고 초기 압력을 촬영하는 단계(S24)와, 압력계가 설치되는 커넥터에 유량계가 설치된 회수용 호스를 연결하고 호스를 진공으로 유지하는 단계(S25)와, 호스 진공이 완료되면 커넥터에 연결된 폐 개폐기의 절연 가스를 회수하는 단계(S26)와, 압력계를 확인하여 회수율이 97% 이상인 것을 확인하면 회수를 종료하는 단계(S27)와, 회수 완료 후 SF6 가스가 회수 저장된 회수 탱크가 설치된 회수기를 정제 공장으로 운반하는 단계(S28)와, 정제 공장에서 정제를 완료하고 가스 분석기로 성분 분석을 하여 재활용 기준에 적합한 경우 시료를 샘플 실린더(500)에 충진하여 외부 전문 기관에 정밀분석을 의뢰하는 단계(S29)와, 외부 전문기관 정밀 분석 결과 합격품은 실린더에 액화 충진된 가스 성분 및 중량의 라벨을 부착하는 단계(S30)와, 상기 액화 충진된 실린더의 실 중량을 측정하고 카메라로 촬영하여 추적 관리할 수 있도록 하는 단계(S31)와, 상기 액화 충진된 실린더의 절연가스를 재활용하는 단계(S32)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 재활용 기준은 순도 99%이상, 수분 150ppm 이하, SO₂ 1ppmV 이하인 경우를 나타내고 있는 것이다

도 4는 본 발명 SF6 가스 회수 대상인 개폐기 사진도 이다. 상기도 4에서 배전 선로에 사용된 폐 개폐기는 폐기하기 전에 주입구, 외관 등의 파손 여부, 파손 위치를 파악하여 절연가스를 회수할 수 있는지 여부를 판단하고 절연 가스 회수 대상 폐 개폐기를 분류하여 선정하도록 하는 것이다.

도 5는 본 발명에 적용되는 가스 회수용 회수기 사진도 이다. 상기도 5는 가스 회수용 회수기는 회수 탱크, 진공펌프, 진공계, 냉동 유니트, 필터, 각종 밸브 및 제어반으로 구성된 것으로 SF6 가스를 회수 충진할 수 있는 것으로 회수된 가스를 액화시켜 저장 가능하고 회수 과정에서 오염 물질이 유입되지 않도록 Micro Filter가 구성되고 3단의 Filter를 통하여 다량의 수분과 SO₂를 필터링할 수 있는 장비이다.

도 6은 본 발명에 적용되는 유량계 세팅 사진도 이다. 상기도 6에서 유량계는 회수기에 연결된 회수용 호수에 설치되는 것으로 유량계 전원 상태를 확인하고 계량치를 초기화하여 일일 작업 종료 후에는 계량치를 사진 촬영하고 기록하며 적산량을 기록 관리하도록 하는 것이다.

도 7은 본 발명에 적용되는 SF6 가스 회수 대상 개폐기에 관리 번호를 부여한 상태의 사진도 이다. 상기도 7에서 본 발명에 적용되는 SF6 가스 회수 대상 개폐기는 가스 회수 전 회수 가능한 폐 개폐기의 명판(600)을 제거하고 절연 가스 회수를 위한 새로운 관리 번호를 부여하고 기록하며 회수 종료 후에는 기존 명판을 관할 자재 센터에 반납하여 추적 관리할 수 있도록 하는 것이다.

도 8은 본 발명에 적용되는 커넥터와 압력계 설치 사진도 이다. 상기도 8에서 본 발명에 적용되는 커넥터와 압력계는 폐 개폐기 주입구에 적합한 커넥터를 연결하고 가스 누기가 없는지 확인하고 압력계를 부착하며 초기치 압력을 명판과 함께 사진 촬영하고 가스 회수율을 계산할 수 있도록 하는 것이다.

도 9는 본 발명에 적용되는 회수 완료 개폐기 표시 상태 사진도 이다. 상기도 9에서 본 발명에 적용되는 회수 완료 개폐기는 가스 회수 종료 후 즉시 스프레이 락카로 표시를 하여 회수된 폐 개폐기와 미회수된 폐 개폐기가 구분되도록 하여야 하는 것이다.

도 10은 본 발명에 적용되는 회수기를 정제 공장으로 운전하는 상태의 사진도 이다. 상기도 10에서 본 발명에 적용되는 회수 탱크가 설치된 회수기는 정제 공장으로 안전하게 운반하여 정제 후 가스 정밀 분석을 하여 합격품은 재활용될 수 있도록 하는 것이다.

도 11은 본 발명에 적용되는 정제 완료된 가스의 가스 분석의뢰를 위한 실린더 탱크 사진도 이다. 상기도 11에서 본 발명에 적용되는 정제 완료된 가스의 가스 분석의뢰를 위한 실린더는 회수 가스에 의한 산화에 견딜 수 있는 재질로 만들어지며 공병의 중량을 측정하여 실린더에 표기하여 액화 절연 가스 충진시 실 중량을 관리할 수 있도록 하는 것이다.

도 12는 본 발명에 적용되는 정밀 분석 결과 합격품은 가스 성분 및 중량 라벨을 부하고 추적 관리하는 상태의 사진도 이다. 상기도 12에서 본 발명에 적용되는 정밀 분석 결과 합격품은 가스 성분 및 실 중량의 라벨을 부착하여 전력 지사로 운반하여 재활용하는 것이다.

100 : 폐 개폐기, 200 : 회수기,
300 : 유량계, 400 : 커넥터,
450 : 압력계, 500 : 실린더,
600 : 명판

Claims

삭제
삭제
배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법에 있어서,
상기 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법은,
폐 개폐기에 대하여 주입구 및 외관을 확인하여 절연가스가 회수 가능한 폐 개폐기를 분류하는 단계(S21)와;
절연가스 회수용 회수기를 시험 가동하여 이상 유무를 확인하고 회수 탱크에 회수용 호수를 연결하고 회수 탱크를 진공상태로 유지하는 단계(S22)와;
절연 가스 회수량을 파악하기 위하여 회수용 호수에 유량계를 설치하고 초기화하는 단계(S23)와;
폐 개폐기의 주입구에 커넥터를 연결하고 압력계를 취부하고 초기 압력을 촬영하는 단계(S24)와;
압력계가 설치되는 커넥터에 유량계가 설치된 회수용 호스를 연결하고 호스를 진공으로 유지하는 단계(S25)와;
호스 진공이 완료되면 커넥터에 연결된 폐 개폐기의 절연 가스를 회수하는 단계(S26)와;
압력계를 확인하여 회수율이 97% 이상인 것을 확인하면 회수를 종료하는 단계(S27)와;
회수 완료 후 SF6 가스가 회수 저장된 회수 탱크가 설치된 회수기를 정제 공장으로 운반하는 단계(S28)와;
정제 공장에서 정제를 완료하고 가스 분석기로 성분 분석을 하여 재활용 기준에 적합한 경우 시료를 샘플 실린더에 충진하여 외부 전문 기관에 정밀분석을 의뢰하는 단계(S29)와;
외부 전문기관 정밀 분석 결과 합격품은 실린더에 액화 충진된 가스 성분 및 중량의 라벨을 부착하는 단계(S30)와;
상기 액화 충진된 실린더의 실 중량을 측정하고 카메라로 촬영하여 추적 관리할 수 있도록 하는 단계(S31);
및 상기 액화 충진된 실린더의 절연가스를 재활용하는 단계(S32)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법.
제3항에 있어서,
상기 압력계를 확인하여 회수율이 97% 이상인 것을 확인하는 것은,
폐 개폐기의 초기 압력을 절대압력으로 환산하는 단계와;
절대압력 환산 값을 기준으로 하여 3%에 상당하는 압력을 확인하는 단계와;
3% 상당 압력을 진공 압력 단위인 Torr로 환산하는 단계;
및 회수 후 폐 개폐기의 압력이 환산된 Torr값 이하를 확인하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법.
제3항에 있어서,
상기 재활용 기준은,
순도 99%이상, 수분 150ppm 이하, SO₂ 1ppmV 이하인 것을 특징으로 하는 배전에 이용되는 폐 개폐기의 SF6 가스 회수 방법.