KR101887513B1

KR101887513B1 - 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서 및 그 부착 방법

Info

Publication number: KR101887513B1
Application number: KR1020160175253A
Authority: KR
Inventors: 서정철; 신정철; 송은수
Original assignee: 서정철; 신정철; 송은수
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-09-11
Also published as: KR20180057465A

Abstract

가스절연 개폐장치(GIS:Gas Insulated Switch-gear)의 부분방전 측정용 센서는, 내부에 주모선(500)이 배치되고 단부에 플랜지가 형성되는 2개의 중공관의 단부 플랜지들이 실링부재(300)를 사이에 두고 해체가능하게 결합되는 가스절연 개폐장치에서, 상기 주모선(500)의 부분방전에 의해 발생하여 상기 실링부재(300)를 통하여 외부로 누출되는 전자파를 감지하기 위하여 상기 실링부재(300)의 외주부에 설치되는 부분방전 측정용 센서에 있어서, 제1 체결부재에 의해 상기 중공관의 양쪽 단부 플랜지에 부착되며, 상기 중공관과 접하는 결합면은 상기 중공관의 외주면에 대응하는 곡률반경을 가지며, 센서가 부착되는 결합면은 평면으로 이루어지는 센서 지지용 프레임(120); 및 상기 실링부재(300)의 외주부를 향하도록 제2 체결부재(101)에 의해 상기 센서 지지용 프레임(120)에 부착되며, 상기 중공관 내부의 주모선(500)의 부분방전에 의해 발생하는 전자파를 감지하는 센서(100)를 포함한다.

Description

가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서 및 그 부착 방법{OUTER MOUNTED SENSOR FOR MEASURING A PARTIAL DISCHARGE OF GAS INSULATED SWITCH-GEAR AND METHOD FOR INSTALLING THE SAME}

본 발명은 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서 및 그 부착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주요 구성품인 통일된 하나의 센서와 부착될 가스절연 개폐장치의 스페이서 곡률반경에 따라 같은 곡률반경의 결합면을 가지는 지지용 프레임으로 분리함으로써, 다양한 크기의 가스절연 개폐장치에 용이하게 적용될 수 있도록 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서 및 그 부착방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 외부에서 가스절연 개폐장치의 스페이서 표면의 유전물질을 통하여 유입되어 부분방전에 의하여 발생하는 전자파 신호를 왜곡시키는 외부 전자파 신호의 차폐를 위하여, 스페이서 표면의 유전물질에 금속차폐테이프를 부착시키는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서의 부착방법에 관한 것이다.

국가의 중추적인 시스템의 하나인 전력 시스템을 구성하는 여러 전력 설비에 대한 예방진단기술은 대형 사고를 미연에 방지할 수 있는 반드시 필요한 기술로서, 다양한 예방 진단기술을 이용한 종합예방 진단시스템을 개발, 구축에 많은 노력이 이루어지고 있다.

예방 진단기술 중 하나인 개폐장치류의 부분방전에 대한 상시진단에 사용되는 부분방전 진단기술은 종합예방 진단시스템의 요소 기술의 한 부분으로서, 성능, 기능, 운용 편의성 등에서 지속적인 발전이 이루어지고 있다.

일반적으로 개폐장치는 금속 원형도파관 형태로, 절연개스인 에스에프식스(SF6) 가스 구획을 나누거나 용이한 유지 보수를 위해 복수 개로 나누어지며, 일반적으로 에폭시 수지로 만들어진 실링(sealing) 부재 역할을 하는 스페이서(spacer)에 의해 연결되어 있다.

가스절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switch-gear) 내부의 주모선에서 고장의 사전 물리적 현상인 부분 방전이 발생하면 이를 감지하여 선제적 예방 조치를 취하게 되는데, 부분 방전의 진단을 위해서는 부분 방전에 의해 발생되어 외부로 전달되는 전자파를 스페이서(실링부재)에 설치된 센서에 의해 감지하는 방법을 이용할 수 있다.

스페이서의 원주방향으로 설치되는 센서는 부분 방전에 의해 발생하는 전자파를 효과적으로 감지해야 할 뿐 아니라, 외부 전자파가 금속도파관의 개폐장치를 통하여 내부로 유입되어 허위 부분 방전 감지 결과를 만들거나, 외부 전자파가 실제 부분방전에 의하여 발생하는 실 부분방전 신호에 겹쳐져 진단을 어렵게 만드는 것을 방지해야 하며, 가스절연 개폐장치의 부분방전 감지 센서의 설치 및 유지에 있어서도 효율적이어야 할 것이다.

개폐장치류의 전력설비에 있어 일부 설비는 센서를 자체적으로 내장하고 있으나, 임시적으로 진단 개소를 늘려 추가적으로 센서를 설치해야 하는 경우 또는 설치 초기에 센서가 개폐장치에 설치되어 있지 않아 따로 센서를 설치해야 하는 경우, 특히 내장센서를 설치하고자 할 경우는 센서 설치를 위해 운전 중인 전력 설비를 정지하고 절연개스를 회수하여 설치한 후 절연개스를 다시 충전하는 과정을 거쳐야 했었다.

이러한 번거로움을 해소하고 운전 중에도 외장형 센서를 설치하기 위하여 고무줄로 묶는 등의 원시적인 방법에서부터, 한국 등록실용신안 제20-0235955호, 제20-0340556호 및 등록특허 제10-0861442호까지 다양한 설치 방법의 개선이 이루어져 왔다.

상기 선행 기술들을 조금 더 구체적으로 살펴보면, 가스절연 개폐장치의 양쪽 중공관의 단부 사이에 배치된 스페이서(실링부재)의 외주면을 둘러싸는 차폐띠를 기본 구성으로 하여, 이를 스페이서의 외주면에 결합하고 센서를 차폐띠에 부착하도록 구성하고 있다.

예를 들어, 상기 한국 등록실용신안 제20-0235955호, 제20-0340556호에서는 이 차폐띠를 스페이스에 두른 후 그 양단부를 고정시켜 주는 정도의 기능을 가진 클립구조의 띠고정용 고정부재를 이용하여 차폐띠를 스페이서에 고정한 후 감지용 센서를 차폐띠에 부착한다. 그러나, 차폐띠를 고정시키기 위한 고정부재로 단순 고정 기능 정도의 클립 구조를 사용하였기 때문에, 스페이서와 차폐띠 사이에 간격이 형성되면서 외부 유입 전자파를 완전히 차폐하지 못하고, 이로 인해 외부로부터 유입되는 신호가 노이즈로 작용하여 허위 부분방전 감지 결과 또는 실 부분방전 신호에 겹쳐져 부분방전 진단을 어렵게 만드는 등 부분방전 감지 결과에 대한 신뢰성이 하락되었다.

또 다른 일례로, 상기 등록특허 제10-0861442호에서는 스페이서와 차폐띠 사이에 형성되는 간격을 없애기 위하여 스페이서 외주면을 둘러싸는 차폐띠가 견고하게 체결될 수 있도록 하는 동시에, 스페이서와 차폐띠 사이에 전도성 접착층을 포함하여 부분 방전에 의한 전자파 신호를 왜곡시키는 외부로부터의 전자파 유입을 최대한 차단하고자 하였다.

그러나, 이러한 노력에도 불구하고, 가스절연 개폐장치의 스페이서와 플렌지의 표면 불일치에 의하여 스페이서와 차폐띠 사이에 발생하는 간격이 완전히 해소되지 않았고, 이로 인하여 외부에서 유입되는 전자파 신호를 완전히 차단하지 못하여 부분방전 진단의 신뢰성 회복에는 한계가 있었다. 또한, 실제 현장에는 용도에 따라 다양한 곡률을 가진 여러 제작사의 가스배관 절연장치가 사용되고 있으나, 기존의 부분방전 감지용 외장형 센서는 차폐띠와 센서의 결합 구조상 그 용도가 어느 하나의 곡률을 가진 가스절연 개폐장치의 스페이서에만 전용으로 적용하도록 되어 있어서 경제성면에서 효과적이지 않으며, 설치 후 점검이나 센서의 교체 시 장치 전체를 다시 풀어야 하는 불편과 케이블 연결 작업에 따른 방향 전환도 용이하지 않아서 운용자의 편이성도 만족스럽지 못한 상황이다.

본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 센서와 센서 지지용 프레임의 결합 구조, 센서 지지용 프레임과 가스절연 개폐장치의 스페이서와의 결합 구조를 개선함으로써 부분방전 진단용 외장형 센서의 설치나 변경을 보다 간편하게 하고, 구성품 중 센서 지지용 프레임의 교체만으로 곡률이 다른 다양한 크기의 가스절연 개폐장치에 적용할 뿐 아니라, 센서의 교체 및 장치의 점검을 위하여 간단히 센서만 해체가 가능한 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 외부 전자파 유입을 방지하여 측정된 부분방전에 의한 전자파 신호의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 센서가 부착되는 스페이서의 유전물성을 통한 외부 노이즈성의 외부 전자파 신호의 유입을 차단하기 위한 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서를 부착하는 방법과 이에 소요되는 금속차폐테이프의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 한 관점에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서는, 내부에 주모선이 배치되고 단부에 플랜지가 형성되는 2개의 중공관의 단부 플랜지들이 실링부재를 사이에 두고 해체가능하게 결합되는 가스절연 개폐장치에서, 상기 주모선의 부분방전에 의해 발생하여 상기 실링부재를 통하여 외부로 누출되는 전자파를 감지하기 위하여 상기 실링부재의 외주부에 설치되는 부분방전 측정용 센서에 있어서, 제1 체결부재에 의해 상기 중공관의 양쪽 단부 플랜지에 부착되며, 상기 중공관과 접하는 결합면은 상기 중공관의 외주면에 대응하는 곡률반경을 가지며, 센서가 부착되는 결합면은 평면으로 이루어지는 센서 지지용 프레임; 및 상기 실링부재의 외주부를 향하도록 제2 체결부재에 의해 상기 센서 지지용 프레임에 부착되며, 상기 중공관 내부의 주모선의 부분방전에 의해 발생하는 전자파를 감지하는 센서(100)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서에서, 상기 제1 체결부재는 일단이 상기 중공관의 단부 플랜지에 결합되는 고리부로 형성되고 타단이 너트부로 형성되는 고리부재와 상기 고리부재의 너트부에 결합되는 고정용 볼트로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서에서, 상기 센서와 상기 센서 지지용 프레임 사이에 개스킷이 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서에서, 상기 센서 지지용 프레임과 상기 중공관의 외주면 사이에 차폐 패드가 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법은, 내부에 주모선이 배치되고 단부에 플랜지가 형성되는 2개의 중공관의 단부 플랜지들이 실링부재를 사이에 두고 해체가능하게 결합되는 가스절연 개폐장치에 부분방전 측정용 센서를 설치하는 방법에 있어서, 가스절연 개폐장치 실링부재의 외주요철(凹凸)면을 평탄화하는 단계; 평탄화된 가스절연 개폐장치 실링부재의 외주면에 금속재 차폐테이프를 부착시키는 단계; 상기 실링부재의 외주면에 부착된 금속재 차폐테이프의 일부에 상기 센서 지지용 프레임의 접촉면의 크기보다 작은 면적으로 개구부를 형성하는 단계; 상기 센서 지지용 프레임을 상기 중공관의 양쪽 단부 플랜지에 부착시키는 단계; 및 상기 센서를 상기 센서 지지용 프레임에 부착시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서 부착방법에서, 상기 금속재 차폐테이프는 중앙에 배치된 금속막의 상하부에 접착제층이 도포되고, 상기 접착제층의 상하부에 절연층이 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서 부착방법에서, 상기 상부 접착제층과 상부 절연층 사이에 유색 코팅막이 추가로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서 부착방법에서, 상기 하부 절연층의 하부에 접착제층이 추가로 도포되고, 상기 접착제층의 하부에 종이기재가 추가로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서 부착방법에서, 상기 센서 지지용 프레임과 가스절연 개폐장치의 실링부재 사이에 유연성 금속재 또는 유연성 있는 차폐용 패드를 배치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서 부착방법에서, 상기 센서 지지용 프레임의 안쪽 가장자리를 차폐실리콘으로 도포하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서 부착방법에서, 상기 금속차폐테이프 표면을 투명한 자외선 차단 페인트를 도포하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서에 의하면, 다음과 같은 효과가 얻어질 수 있다.

하나의 형태로 통일된 외장센서와 스페이서 피부착면의 곡률면과 동일하게 가공한 센서 지지용 프레임으로 분리 제작하고 외장센서와 센서 지지용 프레임을 전용 볼트와 너트로 쉽고 간편하게 조립함으로써, 센서 지지용 프레임의 교체만으로 다양한 크기의 가스절연 개폐장치에 경제적이고 용이하게 적용 가능하게 하며, 또 다른 측면에서 센서의 점검이나 교체를 위하여 부분방전 측정장치 전체를 가스절연 개폐장치에서 해체하지 않아도 센서의 해체가 가능하다.

또한, 스페이서와 센서 지지용 프레임의 결합에 사용되는 원형 고리 형태의 결합 부재는 스페이서의 볼트머리 또는 너트머리에 쉽게 걸 수 있도록 하여, 결합 시 사용자의 편의성을 더욱 증대시킬 수 있다. 또한, 센서몸체와 센서 지지용 프레임사이의 방수용 개스킷과 유전물질이 들어가는 강한 기밀을 가지는 맞물림 구조는 방수뿐만이 아니라 외부 노이즈 신호의 유입을 차단하여 부분방전 측정신호의 신뢰성을 높힐 수 있다.

또한, 센서와 스페이스 지지용 프레임을 스페이서에 설치한 후 외부 전자파 신호등의 노이즈가 유입되는 유전물성의 스페이서 면에, 층간 절연 처리한 특수 금속차폐테이프를 이용하여 부착함으로써, 효과적으로 외부 유입 전자파 신호를 차단하여 측정된 결과에 대한 신뢰도를 더욱 더 높힐 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 외장형 센서의 취부구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 취부구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서와 가스절연 개폐장치의 스페이서와의 결합도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서와 가스절연 개폐장치의 스페이서가 결합된 측면도이다.
도 5는 가스절연 개폐장치 내에서의 내부 부분방전에 의한 전자파 신호 및 외부 전자파 신호의 전파 경로를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법에서, 가스절연 개폐장치 스페이서(300)를 통한 노이즈성의 외부 전자파 신호 전파 경로를 차폐하기 위하여 금속차폐테이프를 부착하는 방법을 나타내는 작업 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법에 적용되는 금속차폐테이프(800) 개략 단면도이다.

전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해 질 것이다.

특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 출원의 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 출원의 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어 있다"거나 "접속되어 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어 있다"거나 또는 "직접 접속되어 있다"고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 인접하는"과 "∼에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 종래의 기술에 의한 부분방전 측정용 외장형 센서를 나타내는 측면도이다. 센서(20), 센서(20)가 부착되는 차폐부재(30), 차폐부재(30)를 가스절연 개폐장치의 스페이서(실링부재)에 체결하기 위한 체결부재(40) 등으로 구성되며, 센서(20)는 볼트 체결 또는 용접에 차폐부재에 부착된다. 또한, 센서(20)의 하부면의 곡률은 센서(20)가 체결되는 가스절연 개폐장치의 곡률과 같은 곡률을 가지고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서가 적용되는 가스절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switch-gear)는 내부에 주모선(500)이 배치되고 단부에 플랜지가 형성되는 2개의 중공관(200)의 단부 플랜지들이 실링부재(스페이서)(300)를 사이에 두고 해체가능하게 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 센서는 상기 주모선(500)의 부분방전에 의해 발생하여 상기 실링부재(300)를 통하여 외부로 누출되는 전자파를 감지하기 위하여 상기 실링부재(300)의 외주부에 설치되는 외장용 센서로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 측정용 센서는, 제1 체결부재에 의해 상기 중공관(200)의 양쪽 단부 플랜지에 부착되며, 상기 중공관(200)과 접하는 결합면이 상기 중공관(200)의 외주면에 대응하는 곡률반경을 가지며, 센서가 부착되는 결합면은 평면으로 이루어지는 센서 지지용 프레임(120); 및 상기 실링부재(300)의 외주부를 향하도록 제2 체결부재(101)에 의해 상기 센서 지지용 프레임(120)에 부착되며, 상기 중공관 내부의 주모선(500)의 부분방전에 의해 발생하는 전자파를 감지하는 센서(100)를 포함한다.

가스절연 개폐장치의 중공관(200)의 단부 플랜지들 사이에 배치되어 스페이서 기능 및 기밀 기능을 수행하는 상기 실링부재(300)는 에폭시 수지, 실리콘, 폴리우레탄, 아크로니트릴 부타디엔, 플로오르카본 중 어느 하나 이루어질 수 있다.

상기 센서 지지용 프레임(120)을 상기 가스절연 개폐장치의 중공관(200)의 단부 플랜지에 부착시키는 상기 제1 체결부재는 일단이 상기 중공관(200)의 단부 플랜지에 결합되는 고리부로 형성되고 타단이 너트부로 형성되는 고리부재(133)와 상기 고리부재(133)의 너트부에 결합되는 고정용 볼트(130)로 이루어질 수 있으나, 제1 체결부재의 구성이 이에 한정되는 것은 아니고 공지의 다른 체결수단으로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 센서(100)와 상기 센서 지지용 프레임(120) 사이에 개스킷이 배치될 수 있으며, 상기 센서 지지용 프레임(120)과 상기 중공관(200)의 외주면 사이에 차폐 패드(122)가 배치될 수 있다. 이 차폐 패드는, 예를 들어, 에폭시 수지, 실리콘, 폴리우레탄, 아크로니트릴 부타디엔, 플로오르카본, 금속, 연질 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연 개폐장치(GIS: Gas Insulated Switch-gear)의 부분방전 측정용 외장형 센서의 전체 구조를 나타내는 분해 사시도이다. 부분방전 센서기능이 갖추어진 하나의 형태로 통일된 센서(100)와 가스절연 개폐장치의 스페이서(실링부재)의 곡률과 동일한 곡률을 가진 센서 지지용 프레임(120)으로 구분되어 제작되며, 상기 센서(100)와 센서 지지용 프레임(120) 각각은 방수용 개스킷(110)과 유전물질을 센서(100)와 센서 지지용 프레임(120)사이에 넣고 센서 고정용 볼트(101)로 고정할 수 있다. 또한, 센서 지지용 프레임(120)은 볼트(130), 스프링와셔(131), 평와셔(132), 프레임 걸림 형태 고정용 너트(133)를 이용하여 고정될 수 있다.

도 4는 센서(100)와 센서 지지용 프레임(120)이 가스절연 개폐장치의 스페이서에 결합되어 있는 것을 나타내는 측면도이다. 이를 자세히 설명하면, 도 3과 도 4와 같이 가스절연 개폐장치는 개폐장치 외함(중공관)(200)과 또 다른 측면의 개폐장치 외함(200)을 절연개스층 및 절연구획으로 나누기 위한 스페이서(300)와 이를 고정하는 고정용 볼트와 너트(400)로 구성될 수 있다. 센서 지지용 프레임(120)은 도 2의 볼트(130), 스프링와셔(131), 평와셔(132), 일단이 상기 중공관의 단부 플랜지에 결합되는 고리부로 형성되고 타단이 너트부로 형성되는 고리부재(133)를 이용하여 도 3과 같이 금속차폐테이프(800), 금속 또는 유전성물의 차폐 Pad(122)를 스페이서(300)와의 사이에 배치하여 스페이서(300)에 결합될 수 있다. 이 때 너트부와 고리부를 구비하는 고리부재(133)의 고리부의 안쪽으로 스페이서 고정용 볼트(400) 또는 너트(400)의 머리부분이 삽입되는 형태로 끼어서 고정한 후, 스프링와셔(131), 평와셔(132)를 너트부측에 삽입하고 볼트(130)를 이용하여 용이하게 조립할 수 있다.

가스절연 개폐장치의 스페이서(300)는 초단파 또는 그 이상의 주파수를 가진 전자파가 통하는 물성을 가지고 있으므로, 스페이서(300)는 외부의 전자파 신호가 유입되는 경로이기도 하다. 이렇게 외부에서 발생되어 내부로 유입되는 전자파 신호는 부분방전에 의해 발생되는 전자파 신호에 노이즈로 작용하여 허위 부분방전 감지 결과나 부분방전 원신호와 겹쳐 부분방전 감지를 어렵게 만드는 등 부분방전 측정 및 감지에 대한 신뢰도를 하락시킨다.

도 5를 참조하여, 부분방전에 의해 발생하는 전자파 신호의 감지 또는 외부로부터 전자파 신호의 유입경로를 예를 들어 설명하면, 만약 외부에서 발생한 부분방전이나 원인을 파악하지 못한 부분방전과 유사한 방전(710)에 의해 발생한 전자파 신호는 먼저 스페이서(300)를 통해 개폐장치 밖에서 내부로 유입되며 (경로 R-2), 이 신호는 다시 반사 경로를 거친 후 내부 측 스페이서를 통해 센서(100)에 수신되어 올바르지 않은 측정 결과를 만드는 노이즈가 된다. 개폐장치 내부에서 실제 부분방전이 발생하였을 경우에는, 부분방전에 의해 발생한 전자파 신호가 내부 측 스페이서를 거쳐 센서(100)로 수신되어 (경로 R-1) 부분방전 발생이라는 측정 결과를 도출하게 된다. 도 5는 또한 전기적 고장의 원인이 될 수 있는 전기적 구조물 중에 개폐장치 내부의 주모선(500)과 개폐장치 내부의 보조모선, 모선지지애자(600)를 도시하고 있다.

이어서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법에 대하여 설명한다.

도 6은 도 5의 설명에서 언급한 바와 같이, 노이즈성 외부 전자파 신호의 유입경로가 되는 가스절연 개폐장치의 스페이서(300)에 대한 외부 전자파 신호의 유입을 차단하기 위한 차폐 공법을 보여주는 예시적인 작업 순서도이다. 우선 가스절연 개폐장치 스페이서(300)의 폭과 지름보다 조금 더 크게 금속차폐테이프(800)를 재단하여 준비하고(단계 50S), 가스절연 개폐장치 스페이서(300)면을 깨끗하게 청소한다(단계 51S). 가스절연 개폐장치 스페이서(300)면이 평탄하지 않다면 스페이서(300)면의 들어간 면(凹)은 채움재 퍼티를 도포하고(단계52S), 채움재 퍼티가 건조된 후(단계 53S), 퍼티면을 곡률면에 따라 고르게 평탄작업을 한다(단계 54S). 반대로, 스페이서(300)면의 돌출면(凸)은 퍼티 건조 후 실시하는 평탄작업(단계 54S)과 같은 방법으로 처리하면 될 것이다.

스페이서(300)면 평탄 작업이 끝나면 준비된 금속차폐테이프(도 3의 800, 도 6의 50S)에 의해 가스절연 개폐장치 스페이서(300)를 둘러싸서 부착한다. 부착이 완료되면, 도 3에서와 같이 센서 지지용 프레임 곡률면(121)이 닿는 부위보다 조금 작은 크기로 금속차폐테이프에 개구부를 형성하는 작업(따내기 작업)(도 3의 810, 도 6의 56S)을 수행한다. 본 발명에 따른 센서 부착방법에서는, 금속차폐테이프(800)를 재단하여 준비할 때(단계 50S), 미리 금속차폐테이프 따내기작업(도 6의 56S, 도 3의 810)까지 할 수도 있으며, 작업 환경에 따라서는 금속차폐테이프(800)가 스페이서(300)의 외주면에 부착된 상태에서 금속차폐테이프(800)의 따내기작업(도 6의 56S, 도 3의 810)을 할 수도 있다.

금속차폐테이프 따내기(도 6의 56S, 도 3의 810) 작업에 따라 센서 지지용 프레임 곡률면(121)이 스페이서와 닿는 부분에만 금속차폐테이프(800)가 남아 있게 되며, 금속차폐테이프(800)가 남아 있는 부분에 금속 또는 유전성물의 차폐 패드(Pad)(122)를 삽입해 넣고(57S), 센서 지지용 프레임(120)을 도 2의 볼트(130), 스프링와셔(131), 평와셔(132), 프레임 걸림 형태 고정용 너트(133)를 이용하여 고정(58S)한다. 이 때, 도 3과 도 4에 도시한 바와 바와 같이, 너트부와 고리부를 구비하는 고리부재(133)의 고리부의 안쪽으로 스페이서 고정용 볼트(400) 또는 너트(400)의 머리 부분이 삽입되는 형태로 끼어서 고정한 후, 스프링와셔(131), 평와셔(132)를 고리부재(133)의 너트부측에 삽입하고 볼트(130)를 이용하여 조립한다.

금속 또는 유전성물의 차폐 패드(122)와 센서 지지용 프레임(120)의 안쪽 접촉면에는 차폐실리콘으로 외부 전자파 유입을 추가 차단할 수 있도록 실링한다(단계 59S).

가스스절연 개폐장치의 스페이서(300)에 센서 지지용 프레임(120)의 결합을 완료하면, 센서와 결합면에 방수용 개스킷(110)과 유전물질을 넣고 센서 고정용 볼트(101)로 센서를 센서 지지용 프레임에 결합한다(단계 60S).

그 다음에, 금속차폐테이프(800) 표면에 자외선 차단 페인트를 도포한다(단계 61S).

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법에 이용되는 금속차폐테이프(800)의 구성의 일례가 도시된다. 상기 금속차폐테이프(800)는 가스절연 개폐장치의 외부 부분방전 발생원(710)으로부터 나오는 외부 전자파 신호, 즉 노이즈의 유입을 차단하기 위해 도 3, 도 4 및 도 6에서 상기 설명한 바와 같이 사용된다. 금속차폐테이프(800)의 구조를 좀 더 자세히 설명하면, 가장 중앙에 금속막(804)을 중심으로 아래, 위로 절연층(803)이 있으며 이들의 접착을 위하여 접착제(802)를 사용한다.

일반적으로 단순 금속막(804)을 가스절연 스페이서(300) 원주를 따라 돌려 감아 접착 후 장기간 사용하면, 금속막(804)이 가스절연 스페이서(300)를 둘러싸고 있는 금속도체로 작용하여 변류기와 같은 역할을 하게 되며, 이에 따라 유도 순환 전류가 흐르게 된다. 이를 방지하기 위해 유도 순환 전류를 야기하는 폐회로의 구성을 방지하고자 금속차폐테이프(800)의 금속막(804)과 스페이서(300) 사이에 절연층(803)을 구비하였으며 최하단부 종이기재(Paper)(801)는 바로 윗단 접착제(802)와 합침하여 접착력을 높이기 위한 용도이다. 본 발명에서는 일 실시예로 금속막(804)에 알루미늄 금속막을, 절연층(803)에 투명 비닐코팅막을 사용하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다른 공지의 재질들이 금속막(804)과 절연층(803)에 이용될 수 있다.

외층 두번째 적층은 한국전력 기준을 만족하는 황색 코팅막(805)을 적층한다. 황색은 한국전력(KEPCO)의 가스절연 개폐장치의 절연가스 차단을 나타내는 색으로, 이러한 목적의 스페이서(300)를 나타내는 기본 색상으로 이용되어 이를 표시하기 위해 사용된다. 이는 필요하지 않은 경우에는 사용하지 않을 수 있으며, 색상이 변경될 수도 있다.

이상에서 설명한 구조와 차폐 공정 및 제조법은 본 발명의 실시예를 한정하는 것은 아니다. 그것은 복잡한 개폐장치의 전 부분에 대해 모두 설명할 필요가 없고, 본 특허의 설명은 통상의 지식을 가진 자가 이해하도록 설명하는 것이며, 동종 기술업계 관련자는 본 내용에 한정하지 않는 부분의 내용도 본 특허의 범주에 들고 있음을 이해 할 것이며, 이와 유사한 방법 또한 본 발명에 속한다.

이상, 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 센서 110 : 개스킷
120 : 센서지지용 프레임 122 : 차폐 패드
130 : 고정용 볼트 131, 132 : 와셔
133 : 고정용 너트 200 : 중공관(외함)
300 : 실링부재(스페이서) 400 : 스페이서 고정용 볼트 및 너트
500 : 주모선 600 : 모선지지 애자
710 : 외부 부분방전 발생원 711 : 외부 부분방전
800 : 금속차폐테이프 801 : 종이기재
802 : 접착제 803 : 절연층
804 : 금속막 805 : 황색코팅막
R-1 : 내부 부분방전 수신경로 R-2 : 외부 부분방전 유입경로

Claims

내부에 주모선(500)이 배치되고 단부에 플랜지가 형성되는 2개의 중공관(200)의 단부 플랜지들이 실링부재(300)를 사이에 두고 해체가능하게 결합되는 가스절연 개폐장치에서, 상기 주모선(500)의 부분방전에 의해 발생하여 상기 실링부재(300)를 통하여 외부로 누출되는 전자파를 감지하기 위하여 상기 실링부재(300)의 외주부에 설치되는 부분방전 측정용 센서에 있어서,
제1 체결부재에 의해 상기 중공관(200)의 양쪽 단부 플랜지에 부착되며, 상기 중공관(200)과 접하는 결합면은 상기 중공관(200)의 외주면에 대응하는 곡률반경을 가지며, 센서가 부착되는 결합면은 평면으로 이루어지는 센서 지지용 프레임(120); 및
상기 실링부재(300)의 외주부를 향하도록 제2 체결부재(101)에 의해 상기 센서 지지용 프레임(120)에 부착되며, 상기 중공관(200) 내부의 주모선(500)의 부분방전에 의해 발생하는 전자파를 감지하는 센서(100)를 포함하며,
상기 센서(100)는 상기 센서 지지용 프레임(120)에 착탈 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 체결부재는 일단이 상기 중공관(200)의 단부 플랜지들을 결합하는 고정용볼트(400)가 관통될 수 있는 고리부로 형성되고 타단이 너트부로 형성되는 환형 너트(133)와 상기 환형 너트(133)에 결합되는 볼트(130)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 센서(100)와 상기 센서 지지용 프레임(120) 사이에 개스킷(110)이 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 센서 지지용 프레임(120)과 상기 중공관(200)의 외주면 사이에 차폐 패드(122)가 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서.
내부에 주모선(500)이 배치되고 단부에 플랜지가 형성되는 2개의 중공관(200)의 단부 플랜지들이 실링부재(300)를 사이에 두고 해체가능하게 결합되는 가스절연 개폐장치에, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서(100)를 설치하는 방법에 있어서,
가스절연 개폐장치 실링부재(300)의 외주요철(凹凸)면을 평탄화하는 단계;
평탄화된 가스절연 개폐장치 실링부재(300)의 외주면에 금속재 차폐테이프(800)를 부착시키는 단계;
상기 실링부재(300)의 외주면에 부착된 금속재 차폐테이프의 일부에 상기 센서 지지용 프레임(120)의 접촉면의 크기보다 적은 면적으로 상기 금속재 차폐테이프(800)를 잘라내는 단계;
상기 센서 지지용 프레임(120)을 상기 중공관(200)의 양쪽 단부 플랜지에 부착시키는 단계; 및
상기 센서(100)를 상기 센서 지지용 프레임(120)에 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법.
제 5 항에 있어서,
상기 금속재 차폐테이프(800)는 중앙에 배치된 금속막(804)의 상하부에 접착제층(802)이 도포되고, 상기 접착제층(802)의 상하부에 절연층(803)이 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법.
제 6 항에 있어서,
상기 금속막(804)의 상부에 도포된 접착제층(802)과 이 접착제층(802)의 상부에 배치된 절연층(803) 사이에 유색 코팅막(805)이 추가로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법.
제 6 항에 있어서,
상기 금속막(804)의 하부에 배치된 절연층(803)의 하부에 접착제층(802)이 추가로 도포되고, 상기 접착제층(802)의 하부에 종이기재(801)가 추가로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법.
제 5 항에 있어서,
상기 센서 지지용 프레임(120)과 가스절연 개폐장치의 실링부재(300) 사이에 유연성 금속재 또는 유연성 있는 차폐용 패드를 배치하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법.
제 5 항에 있어서,
상기 센서 지지용 프레임(120)의 안쪽 가장자리를 차폐실리콘으로 도포하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법.
제 5 항에 있어서,
상기 금속재 차폐테이프(800)의 표면을 투명한 자외선 차단 페인트를 도포하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 개폐장치의 부분방전 측정용 센서의 부착방법.