KR101847864B1 - Mems 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템 - Google Patents

Mems 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템에 관한 것으로, 전기시설물인 GIS(Gas Insulated Switch gear), GIB(Gas Insulated Bushing), 변압기, 배전반, 케이블, 회전기(모터, 발전기)등의 진동 검출 대상 시설물에 부분방전이 발생하거나 부분방전으로 인한 결함이 발생하는 경우 부분방전/결함의 이상 신호를 검출하는 MEMS 가속도센서가 내장된 다수의 부분방전/결함 검출장치를 GIS관 등 진동 검출 대상 시설물의 외면에 간단히 부착하여, MEMS 가속도센서가 시설물에 발생하는 진동의 크기 및 진동 발생의 순위를 판단하여 부분방전/결함의 발생 위치를 정확하게 검출함으로써 부분방전/결함으로 인한 전기시설물에 대한 2차 사고를 방지할 수 있는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템에 관한 것이다.

Description

MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템 { MEMS acceleration sensor based partial discharge / fault location detection method and detection system }
본 발명은 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 전기시설물인 GIS(Gas Insulated Switch gear), GIB(Gas Insulated Bushing), 변압기, 배전반, 케이블, 회전기(모터, 발전기)등의 진동 검출 대상 시설물에 부분방전이 발생하거나 부분방전으로 인한 결함이 발생하는 경우 부분방전/결함의 이상 신호를 검출하는 MEMS 가속도센서가 내장된 다수의 부분방전/결함 검출장치를 GIS관 등 진동 검출 대상 시설물의 외면에 간단히 부착하여, MEMS 가속도센서가 시설물에 발생하는 진동의 크기 및 진동 발생의 순위를 판단하여 부분방전/결함의 발생 위치를 정확하게 검출함으로써 부분방전/결함으로 인한 전기시설물에 대한 2차 사고를 방지할 수 있는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전기 및 전력 관련 시설물인 GIS, GIB, 변압기, 배전반, 케이블, 회전기(모터, 발전기)등의 전기시설물은 고압의 전기가 흐르게 되어 시설물 내부에는 절연이 필수적이며, 이러한 대표적인 절연수단으로 GIS관으로 불리는 가스절연 개폐장치가 적용되고 있다.
가스절연 개폐장치(GIS)는 옥내외 발전소용 및 변전소용으로 정상상태의 개폐뿐만 아니라 방전, 충격, 사고, 단락 등의 이상 상태에서도 선로를 안전하게 개폐하여 계통을 적절하게 보호하는 장치로서, SF6(6불화황) 가스로 밀폐 충진된 금속용기 내에 단로기, 접지스위치, 차단기 등의 개폐설비와 모선이 내장되어 있다.
이러한 가스절연 개폐장치는 설치면적이 작고, SF6가스와 밀폐구조에 의한 높은 안전성과 외부환경에 대한 높은 신뢰성을 확보할 수 있는 등의 장점이 있으나, 고장의 사전인지가 어렵고 고장시 대규모로 확대되어 대형사고의 가능성이 있게 되는 단점이 있다. 이러한 고장을 사전에 발견하여 조치할 필요가 있으며, 가장 유력한 방법으로 가스절연 개폐장치의 부분방전을 예측하고 측정하는 방법이 알려져 확대 적용되고 있다.
가스절연 개폐장치 내부의 결함에서 부분방전이 발생하면 전기적 신호와 비전기적 신호가 발생하므로, 부분방전 신호의 검출방법으로 전기적 신호를 검출하는 방법과 비전기적 신호를 검출하는 방법이 사용된다.
전기적 신호를 검출하는 방법은 UHF대역 센서를 GIS에 내장시키거나 외장시켜 GIS 내부에서 부분방전시 발생되는 초고주파 신호를 검출하는 방법과 초고주파 방전전류를 측정하는 방법이 있다. 이러한 전기적 신호 검출 방법에 대한 종래 제안에는 등록특허 제10-1005230호, 발명의 명칭으로 '가스절연 개폐장치의 부분방전신호 검출용 신호변환장치 및 그를 이용한 부분방전 검출시스템'과, 등록특허 제10-1574613호, 발명의 명칭으로 '원격 설정 기능이 있는 초고주파 전기신호 검출에 의한 부분방전 감시진단 시스템' 등이 있다.
비전기적 신호를 검출하는 방법으로는 부분방전 발생시 기계적 진동을 초음파센서로 측정하는 방법이 있다. 이러한 비전기적 신호 검출 방법에 대한 종래 제안에는 등록특허 제10-1334030호, 발명의 명칭으로 '변압기의 이상 감지 시스템' 등이 있다.
상술한 전기적 신호를 검출하는 방법은 가스절연 개폐장치의 부분방전시 방사되는 초고주파 전자파를 검출하여 그로부터 부분방전이 발생한 지점과 시간 등을 검출하게 되는데, 부분방전시 방사되는 초고주파 전자파를 검출하여 해석 시스템으로 전송하는 과정에서 전송선로에서의 전자기 외란으로 인하여 부분방전 여부를 해석하는데 어려움이 따를 수 있다.
그러나 상술한 전기적 신호를 검출하는 UHF센서 및 비전기적 신호를 검출하는 초음파센서는 GIS관 사이에 배치되는 스페이서에 설치되어 GIS관 내부의 상태를 UHF의 전자파나 초음파를 검출하여 진단하게 되므로, 종래의 부분방전 검출시스템은 주변 전자파 주파수와 소리 등에 대한 노이즈의 오류가 크게 시스템에 영향을 줄 수 있고, UHF센서 또는 초음파센서를 설치할 때 정밀한 차폐기술이 요구되고, 검출시스템이 부분방전의 발생 위치를 찾는 시간이 많이 소요되며, 검출시스템 설치의 시설비용의 부담이 크다는 문제점이 있었으며, 또한 일단 검출시스템이 시설물에 설치되면 시설물의 위치가 변경되거나 검출시스템의 설치 위치를 변경하고자 하는 경우 설치 변경에 따른 재설치 비용이 많아지고 재설치 시간이 많이 소요된다는 단점이 있었다.
등록특허 제10-1005230호 등록특허 제10-1574613호 등록특허 제10-1334030호
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점 및 단점을 해결하기 위한 것으로, 전기시설물 또는 전력시설물의 관 타입 시설물 내부에서 발생하는 부분방전 및 이로 인해 발생하는 결함을 감지하는 MEMS 가속도센서를 내장한 다수의 부분방전/결함 검출장치를 진동 검출 대상인 GIS관의 외면에 간단 신속하게 부착, 해체 및 재설치할 수 있고, 각각의 부분방전/결함 검출장치는 실시간 GIS관의 진동을 측정하여 기설정된 진동범위의 기준값을 벗어나는 진동이 발생하면 이를 이상 이벤트로 판단하여 표시모듈을 통해 이를 현장에서 디스플레이함과 동시에 통신모듈을 통해 이를 무선통신으로 외부로 전달하여 진동 크기가 가장 크고 먼저 송신한 부분방전/결함 검출장치를 판단하여 우선순위에 따른 부분방전/결함의 위치 검출이 가능하고, 검출된 부분방전/결함 위치를 확인하여 결함요소를 신속히 대응 처리할 수 있는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 상기의 목적은, 각각의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서가 내장된 다수의 부분방전/결함 검출장치를 진동 검출 대상 시설물의 외면에 부착하여 설치하는 단계와; 설치된 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치를 초기화하는 단계와; 초기화된 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치의 실시간 진동 검출을 수행하는 단계와; 상기 부분방전/결함 검출장치는 실시간 검출된 진동값이 기설정된 기준 진동값을 초과하는 경우 이를 이상 이벤트 발생으로 판단하여 상태표시부를 통해 이를 현장에서 디스플레이함과 동시에 통신모듈부를 통해 무선통신으로 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생신호를 외부 서버로 전송하는 단계와; 상기 외부 서버는 전송된 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생신호 중에서 검출 진동값이 가장 크고 시간이 가장 이른 MEMS 가속도센서부터 검출 진동값이 가장 작고 시간이 가장 늦은 MEMS 가속도센서까지 우선 순위대로 소정의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서를 표시하는 단계와; 상기 우선 순위에 따른 해당 MEMS 가속도센서의 위치를 통해 해당 MEMS 가속도센서가 내장된 부분방전/결함 검출장치의 위치에서 부분방전/결함 발생을 확인하는 단계;로 이루어지는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 각각의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서가 내장된 부분방전/결함 검출장치는 고정용 브라켓의 내부로 내장되어 진동 검출 대상 시설물의 외면에 자석고정 또는 밴딩고정에 의해 부착 고정되어 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기의 목적은, 상술한 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법에 의해 부분방전의 발생 및 이로 인한 결함의 발생을 검출할 수 있도록, 각각 소정의 ID번호를 가지며 진동을 감지하여 진동값을 검출하는 MEMS 가속도센서와, 상기 MEMS 가속도센서에 의해 검출된 진동값과 기설정된 기준 진동값을 비교하여 검출 진동값이 기설정 기준 진동값을 초과하는 경우 이를 이상 이벤트 발생으로 판단하는 진동판단부와, 상기 진동판단부에 의해 판단된 이상 이벤트 발생시에 검출된 진동값 및 이상 이벤트 발생신호를 외부 서버로 전송하는 통신모듈부와, 상기 진동판단부의 판단에 따라 부분방전의 발생 여부를 나타내는 상태표시부를 포함하는 다수의 부분방전/결함 검출장치와; 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치를 내장하여 보호하며 진동 검출 대상 시설물의 외면에 부착 고정되는 고정용 브라켓과; 상기 부분방전/결함 검출장치의 이상 이벤트 발생 판단시 상기 부분방전/결함 검출장치가 상기 통신모듈부를 통해 외부 서버와 통신하는 무선통신망과; 상기 무선통신망을 통해 상기 부분방전/결함 검출장치와 통신하며, 상기 부분방전/결함 검출장치로부터 전송된 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호 중에서 검출 진동값이 가장 크고 시간이 가장 이른 MEMS 가속도센서부터 검출 진동값이 가장 작고 시간이 가장 늦은 MEMS 가속도센서까지 우선 순위대로 상기 MEMS 가속도센서의 소정 ID번호를 표시하고, 상기 우선 순위에 따른 해당 MEMS 가속도센서가 내장된 상기 부분방전/결함 검출장치의 위치를 확인하여 해당 부분방전/결함 검출장치의 위치에서 부분방전/결함의 검출 발생을 표시하는 외부 서버;를 포함하여 이루어지는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출시스템에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 고정용 브라켓은 상기 부분방전/결함 검출장치에 전원을 공급하는 배터리가 내설되고, 내설된 자석에 의한 자석고정 또는 밴드를 이용한 밴딩고정 중의 어느 하나의 고정방식으로 상기 고정용 브라켓이 진동 검출 대상 시설물의 외면에 부착 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템은, 전기시설물 또는 전력시설물의 GIS관 타입 시설물 내부에서 발생하는 부분방전 및 이로 인해 발생하는 결함을 감지하는 MEMS 가속도센서를 내장한 다수의 부분방전/결함 검출장치를 진동 검출 대상인 GIS관 외면에 저렴한 비용으로 직접 간단 신속하게 부착, 해체 및 재설치할 수 있고, 각각의 부분방전/결함 검출장치는 실시간 GIS관의 진동을 측정하여 진동 발생시 진동 크기가 가장 크고 먼저 전송한 부분방전/결함 검출장치를 판단하여 우선순위에 따른 부분방전/결함의 정확한 위치 검출이 가능하고, 검출된 부분방전/결함 위치를 확인하여 결함요소를 신속히 대응 처리할 수 있어 진동 검출 대상 시설물의 2차 사고를 방지할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법의 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법에 따라 이상 이벤트 발생시 MEMS 가속도센서의 우선순위의 예를 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출시스템의 부분방전/결함 검출장치가 부분방전/결함 발생시 검출한 검출신호를 예시하는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출시스템의 부분방전/결함 검출장치가 진동 검출 대상 시설물에 부착 고정되는 위치의 예를 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 또 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 구성, 기능은 그 상세한 설명은 생략하기로 하며, 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 본 발명을 더욱 완벽하게 이해할 수 있도록 하기 위해 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법은, 도 1의 도시와 같이, 각각의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서가 내장된 다수의 부분방전/결함 검출장치를 진동 검출 대상 시설물의 외면에 부착하여 설치하는 단계(S10)와; 설치된 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치를 초기화하고 기준이 되는 기준 진동값을 설정하는 단계(S20)와; 초기화된 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치의 실시간 진동 검출을 수행하는 단계(S30)와; 실시간 검출된 진동값이 기설정된 기준 진동값을 초과하는 경우 이를 이상 이벤트 발생으로 판단하여 상태표시부를 통해 이를 현장에서 디스플레이함과 동시에 통신모듈을 통해 무선통신으로 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호를 외부 서버로 전송하는 단계(S40)와; 상기 외부 서버는 전송된 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호 중에서 검출 진동값이 가장 크고 시간이 가장 이른 MEMS 가속도센서부터 검출 진동값이 가장 작고 시간이 가장 늦은 MEMS 가속도센서까지 우선 순위대로 소정의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서를 표시하는 단계(S50)와; 상기 우선 순위에 따른 해당 MEMS 가속도센서의 위치를 통해 해당 MEMS 가속도센서가 내장된 부분방전/결함 검출장치의 위치에서 부분방전/결함의 발생을 확인하는 단계(S60);를 포함하여 이루어진다.
각각의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서(110)가 내장된 다수의 부분방전/결함 검출장치(100)를 진동 검출 대상 시설물의 외면에 부착하여 설치하는 상기 S10 단계는, 각각의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서(110)가 내장된 부분방전/결함 검출장치(100)를 진동 검출 대상 시설물 예를 들면 GIS 관의 외부면에 부착하여 설치한다. 이때 상기 부분방전/결함 검출장치(100)는 후술하는 고정용 브라켓(200)의 내부로 내장되며 고정용 브라켓(200)에는 자석(500)이 내장되어 있어 GIS 관의 외부면에 자석고정될 수 있거나 또는 밴드를 이용하여 GIS 관의 외부면에 밴딩고정될 수 있으며, 본 발명의 실시예에는 자석고정되어 있다. 따라서 상기 부분방전/결함 검출장치(100)의 GIS 관 외면 고정작업은 스페이서에 설치되어 고정되던 종래의 방안들에 대비하여 매우 신속하고 간단하게 수행될 수 있으며 또 고정해체 또는 설치 위치 변경에 따른 재고정 작업 역시 간단하고 용이하게 수행될 수 있는 것이다.
상기 S10 단계에서 GIS 관의 외부면에 설치 고정된 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치(100)는 영점 초기화되고 기준이 되는 진동값이 설정되는 상기 S20 단계가 수행된다. 상기 영점 초기화 이후부터 상기 부분방전/결함 검출장치의 MEMS 가속도센서는 진동 감지 기능을 개시하게 된다. 상기 S20 단계에서 설정되는 기준 진동값은 사용자에 따라 달라질 수 있으며, 진동 검출 대상 시설물 및 환경에 적합하도록 수정 및 변경이 가능하도록 조정된다.
상기 S20 단계에서 초기화되고 기준 진동값이 설정된 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치(100)는 고정된 위치에서 실시간으로 GIS 관 내부의 진동 검출을 수행하는 상기 S30 단계가 수행된다. 상기 S30 단계에서 상기 부분방전/결함 검출장치(100)는 발생하는 진동값 및 진동 발생 시간을 실시간으로 검출하게 된다.
상기 S30 단계에서 실시간으로 진동을 검출하는 상기 부분방전/결함 검출장치(100)는 검출 진동값이 상기 S20 단계에서 설정된 기준 진동값 이하인 경우에는 이를 기준 이벤트로 판단하여 실시간 진동 검출 과정을 계속 수행하게 되며, 검출된 진동값이 기준 진동값을 초과하는 경우에는 이를 이상 이벤트 발생으로 판단하여 상태표시부(140)를 통해 현장에서 상기 부분방전/결함 검출장치(100)에 디스플레이하고 동시에 통신모듈부(130)를 통해 무선통신으로 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호를 외부 서버(400)로 전송하는 상기 S40 단계가 수행된다.
상기 S40 단계에서 상기 부분방전/결함 검출장치(100)로부터 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호를 전송받은 외부 서버(400)는, 도 2의 도시와 같이, 전송된 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호 중에서 검출 진동값이 가장 크고 시간이 가장 이른 MEMS 가속도센서부터 검출 진동값이 가장 작고 시간이 가장 늦은 MEMS 가속도센서까지 우선 순위대로 소정의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서(110)를 표시하는 상기 S50 단계가 수행된다.
상기 S50 단계에서 우선 순위대로 표시된 소정의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서(110)의 위치를 통해 상기 외부 서버(400)는 해당 MEMS 가속도센서(110)가 내장된 부분방전/결함 검출장치(100)의 위치에서 부분방전/결함의 발생을 확인하는 상기 S60 단계가 수행된다. 상기 S60 단계를 수행하여 관리자 또는 운영자는 진동 검출 대상 시설물에 대한 부분방전/결함의 위치를 쉽고 빠르게 확인할 수 있어 부분방전/결함이 발생한 시설물을 수리하거나 교체하거나 하는 보수작업의 시간 및 비용을 절감할 수 있고 부분방전/결함 시설물의 2차 사고를 방지할 수 있게 되는 것이다.
도 3 및 도 5의 도시를 참조하여, 진동 검출 대상 시설물인 GIS 관의 부분방전/결함의 위치를 검출하는 진동센서 기반 부분방전/결함 위치 검출시스템은, 상술한 진동센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법에 의해 부분방전의 발생 및 이로 인한 결함의 발생을 검출하는 것으로서, 각각 소정의 ID번호를 가지며 진동을 감지하여 진동값을 검출하는 MEMS 가속도센서(110)와, 상기 MEMS 가속도센서에 의해 검출된 진동값과 기설정된 기준 진동값을 비교하여 검출 진동값이 기설정 기준 진동값을 초과하는 경우 이를 이상 이벤트 발생으로 판단하는 진동판단부(120)와, 상기 진동판단부(120)에 의해 판단된 이상 이벤트 발생시에 검출된 진동값 및 이상 이벤트 발생신호를 외부 서버(400)로 전송하는 통신모듈부(130)와, 상기 진동판단부(120)의 판단에 따라 부분방전의 발생 여부를 나타내는 상태표시부(140)를 포함하는 다수의 부분방전/결함 검출장치(100)와; 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치(100)를 내장하여 보호하며 진동 검출 대상 시설물의 외면에 부착 고정되는 고정용 브라켓(200)과; 상기 진동판단부(120)의 이상 이벤트 발생 판단시 상기 부분방전/결함 검출장치(100)가 상기 통신모듈부(130)를 통해 외부 서버(400)와 통신하는 무선통신망(300)과; 상기 무선통신망(300)을 통해 상기 부분방전/결함 검출장치(100)와 통신하며, 상기 부분방전/결함 검출장치(100)로부터 전송된 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호 중에서 검출 진동값이 가장 크고 시간이 가장 이른 MEMS 가속도센서부터 검출 진동값이 가장 작고 시간이 가장 늦은 MEMS 가속도센서까지 우선 순위대로 상기 MEMS 가속도센서의 소정 ID번호를 표시하고, 상기 우선 순위에 따른 해당 MEMS 가속도센서가 내장된 상기 부분방전/결함 검출장치(100)의 위치를 확인하여 해당 부분방전/결함 검출장치(100)의 위치에서 부분방전/결함의 검출 발생을 표시하는 외부 서버(400);를 포함하여 이루어진다.
바람직하게는, 상기 고정용 브라켓(200) 내부로 상기 부분방전/결함 검출장치(100)에 전원을 공급하는 배터리가 내설된다.
바람직하게는, 상기 고정용 브라켓(200)은 내설된 자석(500)에 의해 진동 검출 대상 시설물의 외부면에 자석고정되거나 또는 밴드를 이용하여 밴딩고정될 수 있다.
상기 부분방전/결함 검출장치(100)는 MEMS 가속도센서(110), 진동판단부(120), 통신모듈부(130), 상태표시부(140)의 구성으로 이루어진다.
상기 MEMS 가속도센서(110)는 각각 소정의 ID번호를 가지고 있어 각각의 ID번호에 의해 MEMS 가속도센서의 고정 위치를 확인할 수 있게 되며, 도 3의 도시와 같이, 실시간으로 발생하는 진동을 진동값으로 검출하여 진동판단부(120)로 전달하게 된다.
상기 진동판단부(120)는 상기 MEMS 가속도센서(110)가 검출한 진동값을 전달받아 미리 설정된 기준 진동값과 검출 진동값을 비교하게 되며, 검출 진동값이 기설정 기준 진동값 이하인 경우에는 이를 기준 이벤트로 판단하여 일상적인 진동으로 인식하게 되고, 검출 진동값이 기설정 기준 진동값을 초과하면 이를 이상 이벤트 발생으로 판단하여 상태표시부(140)를 통해 부분방전/결함이 발생한 이상 이벤트 발생을 표시함과 동시에 통신모듈부(130) 및 무선통신망(300)을 통해 외부 서버(400)로 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호를 전송하게 된다. 도 4에는 상기 진동판단부(120)가 이상 이벤트 발생으로 판단한 검출 진동값의 예가 화살표로 도시되어 있다.
상기 진동판단부(120)는 상기 MEMS 가속도센서(110)가 전달하는 검출 진동값 신호를 증폭하는 증폭부를 더 포함할 수 있다.
상기 통신모듈부(130)는 상기 진동판단부(120)에 의해 판단된 이상 이벤트 발생시에 검출된 진동값 및 이상 이벤트 발생신호를 무선통신망(300)을 통해 외부 서버(400)로 전송하는 것으로서, 부분방전/결함 검출장치(100)의 내부에 탑재되거나 또는 부분방전/결함 검출장치(100)와 유선으로 연결된 외부 장치로 이루어질 수 있다.
상기 상태표시부(140)는 상기 진동판단부(120)의 판단에 따라 부분방전/결함의 발생시 부분방전/결함 검출장치(100)에 이를 표시하여 나타내게 하는 것으로서, 부분방전/결함의 발생 정도에 따라 서로 다른 색상으로 이루어지는 LED를 점등 또는 점멸하여 부분방전/결함 검출을 알려주는 것이다. 따라서 현장 작업자 또는 관리자는 부분방전/결함 검출장치(100)가 위치한 현장에서 점등 또는 점멸하는 LED의 색상을 보고 부분방전/결함의 발생을 신속하고 용이하게 인식할 수 있게 된다.
또 상기 상태표시부(140)는 부분방전/결함 검출장치(100)에 전원을 공급하는 배터리의 충전 상태를 나타낼 수 있으며, 이 경우의 LED 색상은 부분방전/결함 발생시의 LED 색상과는 상이한 또 다른 색상의 LED 색상을 적용하여, 부분방전/결함 발생시와 배터리 방전 발생시를 정확하게 구별할 수 있게 한다.
상기 고정용 브라켓(200)은 상기 부분방전/결함 검출장치(100)를 내부로 내설하여 보호하며 진동 검출 대상 시설물 즉 GIS 관 외면에 부착되어 고정된다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 고정용 브라켓(200)에는 자석(500)이 내설되어 있어 자력에 의해 상기 고정용 브라켓(200)은 GIS 관에 자석고정되어 있으며, 이에 한정됨이 없이 밴드를 이용하여 밴딩고정도 가능함은 물론이다.
상기 고정용 브라켓(200)의 외면으로는 상기 부분방전/결함 검출장치(100)의 상태표시부(140)를 형성하는 LED의 점등 또는 점멸이 확인 가능하도록 LED가 외부로 노출되는 구조를 구비하고 있다.
상기 무선통신망(300)은 부분방전/결함 검출장치(100)가 진동 발생시에 이를 이상 이벤트 발생으로 판단한 경우 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생신호를 외부 서버(400)에 전송하는 네트워크로서, 와이브로, 와이파이, ZIGBEE, Bluetooth 등의 공지의 무선통신 방법이 적용되며 그 제한은 없다. 따라서 상기 공지된 무선통신 방법을 통해 상기 무선통신망을 활용하는 상기 부분방전/결함 검출장치(100)의 통신모듈부(130)는 해당 무선통신 방법으로 무선통신이 가능한 해당 통신모듈로 이루어진다.
상기 외부 서버(400)는 상기 무선통신망(300)을 통해 상기 부분방전/결함 검출장치(100)와 통신하며, 이상 이벤트 발생시 상기 부분방전/결함 검출장치(100)로부터 전송된 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생신호 중에서 검출 진동값이 가장 크고 시간이 가장 이른 MEMS 가속도센서부터 검출 진동 값이 가장 작고 시간이 가장 늦은 MEMS 가속도센서까지 우선 순위대로 상기 MEMS 가속도센서의 소정 ID번호를 표시하고, 상기 우선순위에 따른 해당 MEMS 가속도센서가 내장된 상기 부분방전/결함 검출장치(100)의 위치를 확인하여 해당 부분방전/결함 검출장치(100)의 위치에서 부분방전/결함의 검출 발생을 표시하여, 관리자 또는 현장 사용자에게 우선순위에 따른 부분방전/결함의 발생 위치의 해당 진동 검출 대상 시설물의 수리, 교체 등의 보수작업을 신속하게 수행하도록 하여 2차 사고 발생을 방지하게 한다. 상기 외부 서버(400)는 이상 이벤트 발생 시의 검출 진동 값 및 이상 이벤트 발생신호에 관한 데이터를 저장하고 출력할 수 있는 데이터 베이스를 더 포함할 수 있다. 상기 외부 서버(400)는 이상 이벤트 발생 시의 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생신호에 관한 데이터를 외부 서버 관리자가 확인할 수 있는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템은 상술한 실시예의 구성 및 방법으로만 한정되게 적용되는 것은 아니며, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 실시예의 구성 및 방법의 전체 또는 일부가 선택적으로 조합되어 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법 및 검출시스템은 진동 검출 대상 시설물에 고정되어 부분방전/결함 위치를 검출하는 부분방전/결함 검출장치 및 검출시스템의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.
100 : 부분방전/결함 검출장치
110 : MEMS 가속도센서 120 : 진동판단부
130 : 통신모듈부 140 : 상태표시부
200 : 고정용 브라켓 300 : 무선통신망
400 : 외부 서버 500 : 자석

Claims (4)

  1. 진동 검출 대상 시설물에 고정되어 진동값을 검출하는 진동센서인 MEMS 가속도센서를 기반으로 한 부분방전/결함 위치 검출 방법에 있어서,
    상기 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법은,
    각각의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서가 내장된 다수의 부분방전/결함 검출장치를 진동 검출 대상 시설물의 외면에 부착하여 설치하는 단계(S10)와;
    설치된 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치를 초기화하고 기준이 되는 기준 진동값을 설정하는 단계(S20)와;
    초기화된 각각의 상기 부분방전/결함 검출장치의 실시간 진동 검출을 수행하는 단계(S30)와;
    실시간 검출 진동값이 기설정된 기준 진동값을 초과하는 경우 이를 이상 이벤트 발생으로 판단하여 상태표시부를 통해 이를 현장에서 디스플레이함과 동시에 통신모듈을 통해 무선통신으로 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호를 외부 서버로 전송하는 단계(S40)와;
    상기 외부 서버는 전송된 상기 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호 중에서 검출 진동값이 가장 크고 시간이 가장 이른 MEMS 가속도센서부터 검출 진동값이 가장 작고 시간이 가장 늦은 MEMS 가속도센서까지 우선 순위대로 소정의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서를 표시하는 단계(S50)와;
    상기 우선 순위에 따른 해당 MEMS 가속도센서의 위치를 통해 해당 MEMS 가속도센서가 내장된 부분방전/결함 검출장치의 위치에서 부분방전/결함의 발생을 확인하는 단계(S60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S10 단계에서 각각의 ID번호를 갖는 MEMS 가속도센서가 내장된 부분방전/결함 검출장치는 고정용 브라켓의 내부로 내장되어 진동 검출 대상 시설물의 외면에 자석고정 또는 밴딩고정에 의해 부착 고정되는 것을 특징으로 하는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출 방법.
  3. 진동 검출 대상 시설물에 고정되어 진동값을 검출하는 MEMS 가속도센서를 기반으로 한 부분방전/결함 위치 검출시스템에 있어서,
    상기 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출시스템은,
    각각 소정의 ID번호를 가지며 진동을 감지하여 진동값을 검출하는 MEMS 가속도센서(110)와, 상기 MEMS 가속도센서(110)에 의해 검출된 진동값과 기설정된 기준 진동값을 비교하여 검출 진동값이 기설정 기준 진동값을 초과하는 경우 이를 이상 이벤트 발생으로 판단하는 진동판단부(120)와, 상기 진동판단부(120)에 의해 판단된 이상 이벤트 발생시에 검출된 진동값 및 이상 이벤트 발생신호를 외부 서버(400)로 전송하는 통신모듈부(130)와, 상기 진동판단부(120)의 판단에 따라 부분방전의 발생 여부를 나타내는 상태표시부(140)를 포함하는 다수의 부분방전/결함 검출장치(100)와;
    상기 부분방전/결함 검출장치(100)를 내장하여 보호하며 진동 검출 대상 시설물의 외면에 부착 고정되는 고정용 브라켓(200)과;
    상기 진동판단부(120)의 이상 이벤트 발생 판단시 상기 부분방전/결함 검출장치(100)가 상기 통신모듈부(130)를 통해 외부 서버(400)와 통신하는 무선통신망(300)과;
    상기 무선통신망(300)을 통해 상기 부분방전/결함 검출장치(100)와 통신하며, 상기 부분방전/결함 검출장치(100)로부터 전송된 검출 진동값 및 이상 이벤트 발생 신호 중에서 검출 진동값이 가장 크고 시간이 가장 이른 MEMS 가속도센서부터 검출 진동값이 가장 작고 시간이 가장 늦은 MEMS 가속도센서까지 우선 순위대로 상기 MEMS 가속도센서의 소정 ID번호를 표시하고, 상기 우선 순위에 따른 해당 MEMS 가속도센서가 내장된 상기 부분방전/결함 검출장치(100)의 위치를 확인하여 해당 부분방전/결함 검출장치(100)의 위치에서 부분방전/결함의 검출 발생을 표시하는 외부 서버(400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정용 브라켓(200)은, 그 내부로 상기 부분방전/결함 검출장치(100)에 전원을 공급하는 배터리가 내설되고,
    진동 검출 대상 시설물의 외부면에 내설된 자석(500)에 의해 자석고정되거나 또는 밴드를 이용하여 밴딩고정되는 것을 특징으로 하는 MEMS 가속도센서 기반 부분방전/결함 위치 검출시스템.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020209513A1 (ko) * 2019-04-10 2020-10-15 엘에스일렉트릭 주식회사 부분방전 진단 및 위치 검출 방법
CN111983390A (zh) * 2019-04-10 2020-11-24 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 一种基于振动信号的gis故障精确定位系统
CN114047414A (zh) * 2021-11-11 2022-02-15 国网上海市电力公司 一种用于gis气室内缺陷试验模拟用便捷更换结构
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CN117073822A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 山西阳光三极科技股份有限公司 一种煤矿机电运行振动监测装置
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Cited By (11)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020209513A1 (ko) * 2019-04-10 2020-10-15 엘에스일렉트릭 주식회사 부분방전 진단 및 위치 검출 방법
CN111983390A (zh) * 2019-04-10 2020-11-24 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 一种基于振动信号的gis故障精确定位系统
CN111983390B (zh) * 2019-04-10 2021-09-14 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 一种基于振动信号的gis故障精确定位系统
CN114047414A (zh) * 2021-11-11 2022-02-15 国网上海市电力公司 一种用于gis气室内缺陷试验模拟用便捷更换结构
CN114047414B (zh) * 2021-11-11 2024-04-02 国网上海市电力公司 一种用于gis气室内缺陷试验模拟用便捷更换结构
CN114264945A (zh) * 2021-12-13 2022-04-01 广东电网有限责任公司 一种设备状态的检测方法及装置
CN114264945B (zh) * 2021-12-13 2023-08-04 广东电网有限责任公司 一种设备状态的检测方法及装置
CN117073822A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 山西阳光三极科技股份有限公司 一种煤矿机电运行振动监测装置
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CN117250455A (zh) * 2023-11-17 2023-12-19 宁波一彬电子科技股份有限公司 一种新能源汽车用软连接铜排耐压测试设备及检测方法
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