KR101990053B1 - Portable dissolved gas analysis apparatus of oil filled cable using near infrared spectroscopy - Google Patents
Portable dissolved gas analysis apparatus of oil filled cable using near infrared spectroscopy Download PDFInfo
- Publication number
- KR101990053B1 KR101990053B1 KR1020170139515A KR20170139515A KR101990053B1 KR 101990053 B1 KR101990053 B1 KR 101990053B1 KR 1020170139515 A KR1020170139515 A KR 1020170139515A KR 20170139515 A KR20170139515 A KR 20170139515A KR 101990053 B1 KR101990053 B1 KR 101990053B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- oil
- cable
- unit
- signal
- Prior art date
Links
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004497 NIR spectroscopy Methods 0.000 title abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 claims description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 97
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 6
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 4
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 210000001601 blood-air barrier Anatomy 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004867 photoacoustic spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000006353 environmental stress Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; viscous liquids; paints; inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2835—Oils, i.e. hydrocarbon liquids specific substances contained in the oil or fuel
- G01N33/2841—Oils, i.e. hydrocarbon liquids specific substances contained in the oil or fuel gas in oil, e.g. hydrogen in insulating oil
Abstract
본 발명은 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치가 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치는 오일을 추출하여 적정 온도로 가열하고 가스를 추출하는 가스추출부; 근적외선을 발생시키고 시료에 투과시켜 시료 내의 가스를 분석하는 가스분석부; 상기 가스분석부를 투과한 광 신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호처리부 및 상기 신호처리부를 통해 수집된 데이터를 이용하여 시료의 물성을 분석하고 출력하는 분석출력부를 포함하여 구성된다.The present invention discloses an OF cable portable gas analysis apparatus using near-infrared spectroscopy. An OF cable portable gas analyzer using near infrared spectroscopy according to an embodiment of the present invention includes: a gas extracting unit for extracting oil, heating it to an appropriate temperature, and extracting gas; A gas analyzer for generating near infrared rays and passing the same through the sample to analyze the gas in the sample; A signal processing unit for converting the optical signal transmitted through the gas analysis unit into digital data, and an analysis output unit for analyzing and outputting the physical properties of the sample using the data collected through the signal processing unit.
Description
본 발명은 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하전력구 내 분석시 휴대가 용이하여 OF케이블 절연유 및 변전소 주변압기 절연유에 함유된 가스 성분을 손쉽게 판별할 수 있는 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an OF cable portable oil gas analyzer using near infrared ray spectroscopy, more specifically, to easily carry out analysis in an underground electric power source and to easily identify a gas component contained in an OF cable insulating oil and a substation main transformer insulating oil The present invention relates to an OF cable portable gas analyzer using a near-infrared spectroscopic method.
국내에 설치되어 있는 지중송전케이블은 절연방식에 따라 XLPE(Cross-Linked Polyethylene) 케이블과 OF케이블(Oil Filled Cable)로 구분된다. OF케이블은 절연지와 절연유에 의해 절연이 이루어지며 이들은 각각 열적, 전기적, 기계적, 환경적 스트레스에 의하여 열화가 진행된다. Underground transmission cables installed in Korea are divided into XLPE (Cross-Linked Polyethylene) cable and OF cable (Oil Filled Cable) according to the insulation method. OF cables are insulated by insulating paper and insulating oil, which are degraded by thermal, electrical, mechanical, and environmental stresses, respectively.
이러한 열화과정은 전기적 스트레스와 같이 일시적으로 발생하기도 하고, 운전 중 과열에 의해 서서히 진행되기도 한다. 절연층에 이러한 스트레스가 가해지면 본래의 성질을 잃게 되고, 각종 부산물들이 발생하여 절연성능이 저하되어, 과다한 열화가 일어났을 경우 절연파괴에 이르게 되며, 화재 확산에 의한 병행 케이블 전소 등 설비피해 발생 시 블랙아웃 등 광역정전을 수반하기도 한다.Such deterioration process may be temporary, such as electrical stress, or may progress slowly due to overheating during operation. If such stress is applied to the insulating layer, the inherent properties are lost, various byproducts are generated, and the insulation performance is deteriorated. If excessive deterioration occurs, insulation breakdown is caused. It also involves blackouts and other extreme power outages.
한편, OF케이블의 절연체는 절연지와 절연유로 구성되며 변압기와 유사한 재료를 사용하기 때문에, OF케이블의 장기적인 거동은 변압기 절연과 같은 관점에서 비교되며, 각 설비의 열화 상태 진단은 절연유 속에 용해된 가스 분석(DGA: dissolved gas analysis)을 통해 수행된다. 변압기 내에 있는 절연유와 OF케이블의 절연유는 열적열화 및 전기적 열화에 의하여 동일 종류의 가스가 발생하므로, OF케이블의 절연유 가스분석 방법과 변전소 내 운전중인 주변압기의 가스분석 및 판정방법은 동일하다.On the other hand, since the insulator of the OF cable is composed of insulating paper and insulating oil and uses a material similar to that of the transformer, the long-term behavior of the OF cable is compared in terms of transformer insulation, and the deterioration diagnosis of each equipment is performed by analyzing the gas dissolved in the insulating oil (DGA: dissolved gas analysis). Since the same kind of gas is generated due to thermal deterioration and electrical deterioration of the insulating oil and the OF cable in the transformer, the analysis method of the insulating oil gas of the OF cable and the gas analysis and determination method of the main transformer in the substation are the same.
OF케이블이 운전되는 동안 발생된 결함 또는 비정상적인 운전에 의한 열화 등에 의하여 생성된 가스는 절연유 속에 남아 있게 되므로 이를 분석함으로써 케이블의 상태를 판정할 수 있다. 특히, 초기 결함을 미리 알 수 있으며, 운전중인 케이블의 절연열화 상태를 확인할 수 있기 때문에 가장 강력한 분석방법이라 할 수 있다. 절연유와 절연지는 비정상적인 열적 스트레스나 전기적 스트레스를 받으면 여러 종류의 휘발성 가스 및 비휘발성 열화부산물을 생성하므로 이를 이용하여 OF케이블의 초기결함을 예측할 수 있다. 이에 대한 주요 열화 메카니즘은 열적 열화, 부분방전 및 아크방전 등인데, 이들 열화 메카니즘은 동시에 발생하기도 하고 연속적으로 발생하기도 한다. 이러한 열화에 의하여 발생하는 주요 가스는 수소(H2), 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 에틸렌(C2H4), 아세틸렌(C2H2) 등이 있으며, 발생 가스와 열적, 전기적 열화 메카니즘과의 상관관계는 하기 표와 같다.The gas generated by the defects caused by the OF cable operation or the deterioration due to the abnormal operation remains in the insulating oil, so that the state of the cable can be determined by analyzing it. In particular, it is the most powerful analytical method because it can know the initial defect in advance and can check the insulation deterioration state of the cable in operation. Insulating oil and insulating paper generate various kinds of volatile gases and non-volatile deterioration by-products when they are subjected to abnormal thermal stress or electric stress, so that initial defects of OF cables can be predicted by using them. The main deterioration mechanisms for this are thermal degradation, partial discharge, and arc discharge, which may occur simultaneously or continuously. The main gas generated by this degradation and the like, hydrogen (H 2), methane (CH 4), ethane (C 2 H 6), ethylene (C 2 H 4), acetylene (C 2 H 2), generating gas And the thermal and electrical degradation mechanism are shown in the following table.
상기와 같이 설명한 각 설비의 절연유 내 유중가스분석에 대한 종래의 방법은 기체 색층 분석법(Gas Chromatography)과 광음향 분석법(Photoacoustic IR)이 있다.Conventional methods for the analysis of oil gas in insulating oil of each facility as described above include gas chromatography and photoacoustic analysis (Photoacoustic IR).
먼저, 기체 색층 분석법은 큰 넓이를 가진 정지상(컬럼내 충전제)과 이것에 접하여 흐르는 이동상(운반기체, He) 사이에 분리하고자 하는 성분을 분배시키는 물리적 분리법으로, 분리의 원리는 분배, 흡착, 탈착, 이온교환 등 분리효과에 영향을 미치는 인자들의 상호 작용의 세기, 정지상 표면적의 크기 등을 분류하여 화합물들의 혼합 상태를 구성 성분들로 분리하는 방법이다. 각각의 구성 성분들로 분리함으로써, 다양한 시료 성분들을 정성적으로 그리고 정량적으로 쉽게 측정할 수 있다.First, the gas chromatographic method is a physical separation method that distributes a component to be separated between a stationary phase (column packing agent) having a large area and a mobile phase (carrier gas, He) flowing in contact therewith. The principle of separation is distribution, adsorption, desorption , The intensity of the interaction of the factors affecting the separation effect, such as ion exchange, the size of the surface area of the stationary phase, and so on, to separate the mixed state of the compounds into constituents. By separating into individual components, various sample components can be measured qualitatively and quantitatively easily.
이러한 기체 색층 분석법의 원리에 대해 설명하면, 시료를 기화시켜 정지상에 채워져 있는 분리관 위에 주입하고 비활성 기체 이동상의 흐름을 따라 분리되면서 정지상과 이동상 사이의 물리적, 화학적 작용에 의해 분배되면서 분리된다.The principle of this gas chromatographic method is explained as follows. The sample is vaporized and injected onto a separation tube filled in a stationary phase, and separated by the physical and chemical action between the stationary phase and the mobile phase while being separated along the flow of the inert gas moving phase.
이동상으로는 일반적으로 헬륨이 이용되는데 이는 입구에서 기체와 혼합된다. 이 기체는 고정상에 있는 컬럼(column)을 거쳐 기체를 운반한다. 이 컬럼은 유리로 만들어져 있으며 액체로 코팅되어 있다. 기체 성분이 컬럼의 벽면과 반응하여 추출되는 시간은 기체별로 각각 다르다. 이를 계류시간(retention time)이라고 하며, 전체 과정은 오븐의 온도에 의해 조절된다.The mobile phase generally uses helium, which is mixed with the gas at the inlet. This gas carries the gas through a column in the stationary phase. The column is made of glass and is liquid coated. The time for gas components to react with the wall surface of the column and extract is different for each gas. This is called the retention time, and the entire process is controlled by the temperature of the oven.
주입기는 일반적으로 휘발성의 시료들이 증기화 될 수 있는 150~200℃의 범위로 가열된다. 증기화된 분석물질은 운반기체에 의해 컬럼으로 이동하게 되며 컬럼은 온도 조절 오븐에서 유지된다. 분석물질들은 그들의 물리적 성질들, 컬럼의 온도와 성분에 따라 결정된 속도로 컬럼을 통과하게 된다. 각각 분리되어 나오는 순서대로 가열된 검출기로 들어가게 되며 그 후 분석물과 감지기와의 상호작용에 의해 전기적 신호가 발생한다. 최종적으로 시스템에 의해 신호의 크기가 기록되고 시간에 상관하여 크로마토그램을 만들 수 있게 된다.The injector is typically heated to a temperature in the range of 150 to 200 ° C where volatile samples can be vaporized. The vaporized analyte is transferred to the column by the carrier gas and the column is maintained in a temperature controlled oven. The analytes are passed through the column at a rate determined by their physical properties, the temperature and the composition of the column. Each of them enters the heated detector in a separate order, and then an electrical signal is generated by the interaction of the analyte and the detector. Finally, the size of the signal is recorded by the system and the chromatogram can be generated in time.
다음으로, 광음향 분광법(Photoacoustic IR spectroscopy)에 대해 설명하면, 가스 분자가 특정 파장의 빛(적외선)을 흡수하는 특성을 이용하여 가스 분자가 빛의 흡수 등에 의해 발생하는 음 또는 진동의 크기를 정밀한 마이크로폰으로 측정하는 방식이다. 광선은 거울에 의해 한 점으로 집중되며 이때 쵸퍼 휠(Chopper wheel)을 지나게 된다. 이 쵸퍼 휠은 일정한 속도로 회전하면서 방사선에 대한 스트로보스코프(Stroboscope) 현상을 일으킨다. 이 방사선을 측정 셀에 도착하기 전에 여러 개의 광학 필터(Optical filter) 중 하나의 창을 통과 후 들어가게 된다.Next, the photoacoustic spectroscopy will be described. By using the characteristic that a gas molecule absorbs light of a specific wavelength (infrared ray), a gas molecule can be precisely It is measured by a microphone. The beam is focused at one point by the mirror and passes through the chopper wheel. The chopper wheel rotates at a constant speed and causes a stroboscope phenomenon on the radiation. Before reaching the measuring cell, this radiation passes through one of the several optical filters.
이 광학필터는 특정한 파장을 측정 셀로 보내어지도록 설계되어 있으며 분자가 광선을 흡수하여 이를 운동에너지로 바꾼다. 이때, 기체 분자의 진동 및 회전속도가 증가하고 온도가 높아지며 이에 따라 압력 또한 높아진다. 이때, 광선이 갈라지고 압력이 증가/감소를 반복하면서 음향신호가 생성된다. 이러한 압력파는 측정셀에 있는 마이크로폰에 의해 감지될 수 있으며 증폭기 등을 사용하여 신호를 증폭시킬 수 있다.This optical filter is designed to send a specific wavelength to the measuring cell, where the molecule absorbs the light and converts it into kinetic energy. At this time, the vibration and rotation speed of the gas molecules are increased, the temperature is increased, and the pressure is also increased accordingly. At this time, the acoustic signal is generated while the light ray is split and the pressure is repeatedly increased / decreased. This pressure wave can be detected by the microphone in the measuring cell and can amplify the signal using an amplifier or the like.
도 1은 종래의 변압기 절연유의 가스추출장치 상세도이다.1 is a detailed view of a gas extracting apparatus of a conventional transformer insulating oil.
도 1을 참조하면, 변압기 내부의 절연유 시료를 채취하여 이의 용해가스를 광음향방식으로 가스를 측정하는 가스측정부로 보내는 변압기 절연유의 가스추출장치에 있어서, 상기 변압기에 연결되는 전자밸브(1a)와 오일펌프(2)를 갖춘 오일입구(3)의 배관(3a)은 히터(4)와 모세관 멤브레인(5) 및 가스출입구(6a, 6b)를 갖춘 가스추출기(7)에 연결되고, 이 가스추출기(7)에 채취된 절연유를 다시 변압기로 보내기 위해 전자밸브(1b)를 갖춘 오일출구(8)의 배관(8a)이 연결되어 이루어진 구조로 되어 있다.Referring to FIG. 1, there is provided a gas extracting apparatus for extracting an insulating oil sample in a transformer and sending the dissolved gas to a gas measuring unit for measuring a gas in a photoacoustic manner, comprising: a
한편, 상기 가스추출기(7)의 모세관 멤브레인(5)에 의해 구획된 가스저장부(9)에는 가스측정부(10)로 채취된 가스를 보내는 가스출구(6a)와 이 가스측정부에서 측정된 가스를 다시 받아들이는 가스입구(6b)를 갖추면서 공지와 같이 루프호스들을 매개로 가스측정부에 연결되어 있으며, 채취된 가스는 순환펌프에 의해 공급 및 회수된다. 그리고, 변압기 절연유로부터 가스추출이 완료되면, 가스추출기(7) 내에 있는 절연유는 오일출구(8)를 통해 변압기로 되돌아 간다.The
그러나, 앞서 설명한 기체 색층 분석법 및 도 1에서 설명한 광음향 분광법을 이용한 분석장치를 이용하면 다음과 같은 문제점들이 발생된다. 첫째, 기체 색층 분석법의 경우 연구실용으로 개발된 장치로 이동상(운반기체), 가스속도 흐름제어조절, 기화, 표준가스, 검출기, 크로마토그램 분석기로 구성되어 있어 별도의 공간이 필요하며, 캘리브레이션 가스, 운반 가스 등의 소모성 가스가 필요하여 유지보수비용이 발생하여, 고압실린더를 사용함에 따른 안전사고 위험성이 상존하는 문제가 있다. 둘째, 광음향 분석법의 경우는 쵸퍼 휠 등 별도의 구동부가 필요하기 때문에 사용 년수가 짧고, 특성상 진동에 의한 감도저하 발생으로 지하 전력구용으로 사용하기에는 부적합하다는 문제가 있다.However, the following problems arise when the gas chromatographic method described above and the analyzing apparatus using the photoacoustic spectroscopy described in FIG. 1 are used. First, in the case of gas chromatographic method, it is composed of mobile phase (carrier gas), gas velocity flow control, vaporization, standard gas, detector, chromatogram analyzer, A consumable gas such as a carrier gas is required and maintenance costs are incurred, so that there is a risk of a safety accident due to the use of a high-pressure cylinder. Second, in the case of the photoacoustic analysis method, since a separate driving unit such as a chopper wheel is required, the number of years of use is short, and sensitivity is lowered due to vibration due to its characteristics, which makes it unsuitable for use in an underground power station.
본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 컴팩트 및 경량화가 가능하여, 특히 지하전력구 내 분석시 휴대가 용이하여, OF케이블 절연유 및 변전소 주변압기 절연유에 함유된 가스 성분을 손쉽게 판별할 수 있는 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치를 제공하고자 한다.In order to overcome the problems of the prior art, one embodiment of the present invention can be made compact and lightweight, and it is easy to carry the analyzer in the underground electric power field, and the gas components contained in the OF cable insulating oil and the substation main transformer insulating oil can be easily The present invention provides an OF cable portable gas analyzing apparatus using a near-infrared spectroscopic method capable of discriminating an OF cable.
본 발명의 일 측면에 따르면, OF케이블로부터 오일만을 추출하여 적정 온도로 가열하고 가스를 추출하는 가스추출부; 근적외선을 발생시키고 상기 가스에 투과시켜 분석하는 가스분석부; 상기 가스분석부를 투과한 광 신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부를 통해 수집된 데이터를 이용하여 상기 가스의 물성을 분석하고 출력하는 분석출력부;를 포함하되, 상기 가스분석부는, 근적외선을 발생시키는 광학구동부; 및 근적외선을 상기 가스에 투과시켜 상기 가스 내에 포함된 성분에 따른 각각의 광 신호로 분리하는 분광장치;를 포함하고, 상기 광학구동부는, 근적외선을 발생시키기 위한 근적외선 발생램프; 상기 근적외선 발생램프에서 발생된 빛을 3차원적으로 모으기 위한 반사거울; 및 상기 근적외선 발생램프에서 발생된 빛을 평행광선으로 바꾸어 주는 제 1 집광렌즈;를 포함하며, 상기 분광장치는 상기 광학구동부에서 발생된 빛이 상기 가스를 통과하여 분산장치의 슬롯으로 모으기 위한 제 2 집광렌즈를 포함하고, 상기 신호처리부는, 상기 분산장치에서 각각의 파장으로 분리된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 검출기; 전기적 신호를 증폭하는 증폭기; 전기적 잡음 분리를 위한 잡음필터; 및 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터;를 포함하며, 상기 검출기는, 상기 가스가 흡수할 수 있는 파장을 제외하고는 모든 빛을 제거하는 필터를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gas extracting apparatus including: a gas extracting unit that extracts only oil from an OF cable, A gas analyzer for generating near infrared rays and transmitting the near infrared rays to analyze the gas; A signal processor for converting an optical signal transmitted through the gas analyzer into digital data; And an analysis output unit for analyzing and outputting the physical properties of the gas using the data collected through the signal processing unit, wherein the gas analyzer comprises: an optical driver for generating near infrared rays; And a spectroscope transmitting the near infrared rays through the gas and separating them into respective optical signals according to the components contained in the gas, wherein the optical driver includes: a near-infrared ray generating lamp for generating near-infrared rays; A reflection mirror for three-dimensionally collecting light generated from the near-infrared ray generating lamp; And a first condensing lens for converting the light generated in the near-infrared ray generating lamp into a parallel light beam, wherein the spectroscopic device comprises a first condensing lens for condensing the light generated from the optical driving unit into the slots of the dispersing device, Wherein the signal processing unit comprises: a detector for converting an optical signal separated into individual wavelengths into an electrical signal in the dispersing apparatus; An amplifier for amplifying an electrical signal; Noise filter for electrical noise separation; And an A / D converter for converting an electrical signal into a digital signal, wherein the detector may include a filter that removes all light except the wavelength that the gas can absorb.
상기 가스추출부는 상기 오일을 가열하는 가열부; 상기 오일의 이동 및 추출 가스를 이동시키는 모터구동부; 및 상기 오일의 순환 및 이송을 제어하는 오일이동부;를 포함할 수 있다.Wherein the gas extracting unit comprises: a heating unit for heating the oil; A motor driving unit for moving the oil and the extracted gas; And an oil moving part for controlling circulation and transfer of the oil.
상기 가열부는 열적 또는 전기적 열화를 모사하도록 상기 오일을 규칙적 또는 불규칙적 가열할 수 있다.The heating section may heat the oil regularly or irregularly to simulate thermal or electrical degradation.
상기 오일이동부는 상기 오일을 임시보관하는 오일챔버; 및 가스추출을 위한 오일순환펌프;를 포함할 수 있다.An oil chamber for temporarily storing the oil; And an oil circulation pump for gas extraction.
삭제delete
삭제delete
삭제delete
삭제delete
상기 분석출력부는 디지털 신호를 통해 신호의 스펙트럼을 추출하고 내장된 통계적 모델에 의해 수학적으로 계산하여 측정하고자 하는 대상시료의 물성 데이터를 제공하고, 측정된 물성데이터를 바탕으로 미리 저장된 논리식에 의해 유중가스를 분석하는 프로세서; 상기 프로세서에서 처리한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장하는 메모리 및 상기 프로세서를 통해 측정된 결과를 그래프로 출력하고 기준치 이상인 경우에 경보를 출력하는 모니터를 포함할 수 있다.The analysis output unit extracts a spectrum of a signal through a digital signal and mathematically calculates it by a built-in statistical model to provide physical property data of a target sample to be measured. Based on the measured physical property data, Processor; A memory for storing data processed by the processor in a nonvolatile memory, and a monitor for outputting a result of the measurement through the processor and outputting an alarm in a case where the data is greater than a reference value.
실시예에 따르면, 방수, 방진, 내충격 및 경량화한 휴대용케이스를 더 포함할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to further include a waterproof, dustproof, shockproof and lightweight portable case.
실시에에 따르면, 상기 가스추출부, 상기 가스분석부, 상기 신호처리부 및 상기 분석출력부에 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함할 수 있다.According to embodiments, the apparatus may further include a power supply unit for supplying power to the gas extraction unit, the gas analysis unit, the signal processing unit, and the analysis output unit.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치는, 이동식 분산장치를 사용함으로써 단일 검출기를 사용하여 가격 경쟁력이 높고, 감도가 좋으며, 휴대용으로 장소에 구애 받지 않고, 짧은 시간에 측정 가능하며, 측정 물성이 여러 개인 경우 물성별로 측정기를 별도로 구입 및 사용 할 필요 없이 동시에 측정할 수 있고, 연속파장을 사용함으로써 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the OF cable portable gas analyzing apparatus using the near infrared ray spectroscopy can be realized by using a single dispersing apparatus by using a mobile dispersing apparatus, so that it has high price competitiveness, high sensitivity, , It is possible to measure in a short time. If there are a plurality of physical properties to be measured, it is possible to simultaneously measure without using a separate measuring device for each physical property, and to provide an effect of improving the measurement accuracy by using a continuous wavelength.
도 1은 종래의 변압기 절연유의 가스추출장치 상세도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 모식도이다.
도 3은 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 구체적인 모식도이다.
도 4는 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 광학구동부의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 측정 흐름도이다.1 is a detailed view of a gas extracting apparatus of a conventional transformer insulating oil.
FIG. 2 is a schematic diagram of an OF cable portable gas analyzer using near-infrared spectroscopy according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a specific schematic diagram of an OF cable portable gas analyzer using near-infrared spectroscopy according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram of an optical driving unit of an OF cable portable gas analysis apparatus using near-infrared spectroscopy according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a flow chart of measurement of an OF cable portable gas analyzer using near-infrared spectroscopy according to an embodiment of the present invention.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.The embodiments described below are provided so that those skilled in the art can easily understand the technical idea of the present invention, and thus the present invention is not limited thereto. In addition, the matters described in the attached drawings may be different from those actually implemented by the schematic drawings to easily describe the embodiments of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. It is to be understood that when an element is referred to as being connected or connected to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that there may be other elements in between.
그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다. The term "connection" as used herein means a direct connection or indirect connection between one member and another member, and may refer to all physical connections such as adhesion, attachment, fastening, bonding, and bonding.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.Also, the expressions such as 'first, second', etc. are used only to distinguish a plurality of configurations, and do not limit the order or other features between configurations.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.The singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Means that a feature, number, step, operation, element, component, or combination of features described in the specification is meant to imply the presence of one or more other features, A step, an operation, an element, a component, or a combination thereof.
먼저, 현재 지중송전설비 운영담당자들은 휴전작업을 통해 OF케이블의 절연유를 채유하고, 채유한 시료 샘플을 설비진단처에 분석 의뢰하며, 설비진단처는 기체색층분석법을 통하여 유중가스분석을 시행하고 있다. 그러나, 이러한 분석 과정에는 설비진단처에 전사업소 분석 물량이 집중되어, 그 정도에 따라 불량결과 통보까지 수개월이 소요될 수도 있다.First, in charge of operation of the underground transmission facility, oil insulation oil of OF cable is supplied through a cease-fire operation, and samples of the oiled sample are analyzed by the facility diagnosis center. The facility diagnosis center performs gas analysis through gas chromatography . However, in this analysis process, the analysis of the entire facility is concentrated in the facility diagnosis center, and it may take several months to report the result of the failure depending on the degree of analysis.
따라서, 사무실 또는 현장에서 근적외선 분광법을 적용하여 운반 및 교정가스, 소모품 등이 불필요하며, 이로 인한 장치의 컴팩트 및 경량화로 사용자들에게 진단이 용이한 OF케이블의 유중가스 분석 장치가 필요한 실정이다. 이에 따라, 본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭하여 본 발명에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치를 제공한다.Therefore, near-infrared spectroscopy is applied in the office or the field, so that there is no need for transportation and calibration gas, consumables, etc., and therefore, a gas analyzing apparatus for oil gas of OF cable is required which is easy for users to diagnose by compact and light weight. Accordingly, the inventors of the present application have conducted in-depth research and various experiments to provide an OF cable portable gas analyzing apparatus using the near-infrared spectroscopy according to the present invention.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 모식도이고, 도 3은 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 구체적인 모식도이며, 도 4는 도 2의 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 광학구동부의 모식도이다.FIG. 2 is a schematic view of an OF cable portable type gas analysis apparatus using near-infrared spectroscopy according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic view of an OF cable portable type gas analyzing apparatus using near-infrared spectroscopy according to one embodiment of the present invention FIG. 4 is a schematic diagram of an optical driving unit of an OF cable portable gas analysis apparatus using near-infrared spectroscopy according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2; FIG.
도 2 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치는 오일을 추출하여 적정 온도로 가열하고 가스를 추출하는 가스추출부(110), 근적외선을 발생시키고 시료에 투과시켜 시료 내의 가스를 분석하는 가스분석부(120), 상기 가스분석부(120)를 투과한 광 신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호처리부(130) 및 상기 신호처리부(130)를 통해 수집된 데이터를 이용하여 시료의 물성을 분석하고 출력하는 분석출력부(140)를 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 2 to 4, the OF cable portable oil gas analyzer using the near-infrared spectroscopy according to the present invention includes a
이러한 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 원리에 대해 설명하면, 적외선 기체 센서는 근적외선 분광법(NIR, Near Infrared spectroscopy)의 원리를 기반으로 한다. 가스분자가 특정 파장의 빛(적외선)을 흡수하는 특성을 이용하여 여러 파장의 빛을 가스분자에 조사하고 이 중에 가스분자가 흡수하는 파장대의 빛만을 필터로 걸러내어 측정하는 방식이다. 여기서, 적외선광은 오목한 반사경을 통해 감지기를 향하게 되고, 감지기는 기체가 흡수할 수 있는 파장을 제외하고는 모든 빛을 제거하는 필터를 포함하고 있다.Describing the principle of the OF cable portable gas analyzer using the near infrared ray spectroscopy, the infrared gas sensor is based on the principle of Near Infrared Spectroscopy (NIR). Gas molecules are irradiated with gas molecules of various wavelengths by using the characteristic of absorbing light of a specific wavelength (infrared rays), and only the light of the wavelength band absorbed by the gas molecules is filtered by the filter. Here, the infrared light is directed to the detector through a concave reflector, and the detector includes a filter that removes all light except for wavelengths that the gas can absorb.
구체적으로, 측정 셀에는 움직이는 부품이나 화학 반응이 없어 감지기가 초소형이며 견고하고, 신호원이 측정 셀 안에 있으므로 저 전력으로 구동이 가능하며 신호원이 일정한 압력하에 있기 때문에 주변 압력에 민감하게 반응하지 않는 특징이 있고, 결과 산출에 별도의 소모품이 필요하지 않는 구성이다.Specifically, since the measuring cell has no moving parts or chemical reaction, the sensor is very small and robust, and the signal source is in the measuring cell, so that it can be driven at a low power. Since the signal source is under a constant pressure, And there is no need for separate consumables in the calculation of results.
하나의 구체적인 예에서, 상기 가스추출부(110)는 오일을 가열하는 가열부(111), 주입된 오일의 이동 및 추출 가스를 이동시키는 모터구동부(113) 및 상기 오일의 순환 및 이송을 제어하는 오일이동부(115)를 포함하여 구성된다.In one specific example, the
이 경우에, 상기 가열부(111)는 열적 또는 전기적 열화를 모사하도록 오일을 규칙적 또는 불규칙적 가열하게 되고, 이에 대한 열화 메카니즘은 앞서 설명한 바와 같이 열적 열화, 부분방전 및 아크방전 등을 모사하도록 동시에 발생하거나 연속적으로 발생시키는 것이 바람직하다.In this case, the
또한, 상기 오일이동부(115)는 주입된 오일을 임시 보관하는 오일챔버 및 가스추출을 위한 오일순환펌프를 포함하여 구성되고, 오일의 적량을 이송 제어한다.The
또한, 상기 가스분석부(120)는 시료를 측정하기 위한 근적외선을 발생시키는 광학구동부(121) 및 상기 근적외선을 시료에 투과시켜 시료 내에 포함된 성분에 따른 각각의 광 신호로 분리하는 분광장치(125)를 포함하여 구성된다.The
여기서, 상기 광학구동부(121)는 근적외선을 발생시키기 위한 근적외선 발생램프(122), 상기 근적외선 발생램프에서 발생된 빛을 3차원적으로 모으기 위한 반사거울(123) 및 상기 근적외선 발생램프에서 발생된 빛을 평행광선으로 바꾸어 주는 제 1 집광렌즈(124)를 포함하여 구성된다.Here, the
또한, 상기 분광장치(125)는 상기 광학구동부(121)에서 발생된 빛이 시료를 통과하여 분산장치의 슬롯으로 모으기 위한 제 2 집광렌즈를 포함하여 구성된다.The
본 발명에 따르면, 상기 신호처리부(130)는 분산장치에서 각각의 파장으로 분리된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 검출기(131), 전기적 신호를 증폭하는 증폭기(132), 전기적 잡음 분리를 위한 잡음필터(133) 및 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터(134)를 포함하여 구성된다.According to the present invention, the
상기 분석출력부(140)는 구축된 통계자료와 디지털 데이터를 비교하며 시료의 물성을 분석하는데, 디지털 신호를 통해 신호의 스펙트럼을 추출하고 내장된 통계적 모델에 의해 수학적으로 계산하여 측정하고자 하는 대상시료의 물성 데이터를 제공하고, 측정된 물성데이터를 바탕으로 미리 저장된 논리식에 의해 유중가스를 분석하는 프로세서(141), 상기 프로세서에서 처리한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장하는 메모리(142) 및 상기 프로세서를 통해 측정된 결과를 그래프로 출력하고 기준치 이상인 경우에 경보를 출력하는 모니터(143)를 포함하여 구성된다.The
본 발명에 따르면 상기 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비는 방수, 방진, 내충격 및 경량화한 휴대용 케이스(150)를 더 포함하여 구성되고, 또한 상기 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비는 가스추출부(110), 가스분석부(120), 신호처리부(130) 및 분석출력부(140)에 전원을 공급하는 전원공급부(160)를 더 포함하여 구성된다.According to the present invention, the OF cable portable gas type gas diagnosis apparatus further includes a waterproof, dustproof, impact resistant and light weight
도 5는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치의 측정 흐름도이다.FIG. 5 is a flow chart of measurement of an OF cable portable gas analyzer using near-infrared spectroscopy according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 유중가스 분석을 위해 오일을 추출하고 이동시켜 가열한다. 오일이 가열됨에 따라 발생한 가스를 추출한 후에 이동시켜 교정 및 측정하고 분석 및 출력한다. 시험 결과가 출력되면 가스 및 오일을 배출시켜 시험을 종료한다.Referring to Figure 5, the oil is extracted, transferred and heated for analysis of gas in the stream. As the oil heats up, the generated gas is extracted, moved, calibrated, measured, analyzed and output. When the test result is output, the test is ended by discharging gas and oil.
따라서, 본 발명에 따른 근적외선 분광법을 적용한 OF케이블 휴대형 유중가스 분석 장치는 근적외선 센서를 통해 주요 유중가스에 대한 개별적인 측정 및 분석이 용이하며, 기존 유중가스 진단장비 대비 구성이 간단하다. 또한, 불필요한 유지정비 감소로 효율 증진 및 진단 시간이 축소되고, 유지보수가 용이한 효과가 있다. 추가적으로, 설비상태의 트렌드 분석 및 DB화가 가능하고, 휴대성 및 기동성 확보로 제약 없는 상태진단이 가능하며, 다양한 통신 인터페이스를 제공하여 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.Therefore, the OF cable portable gas analyzer using the near infrared ray spectroscopy according to the present invention can easily measure and analyze the mainstream gas through the near-infrared sensor, and it is simple in configuration compared to the conventional gas analyzer. In addition, unnecessary maintenance and maintenance decreases, efficiency improvement and diagnosis time are reduced, and maintenance is easy. In addition, it is possible to analyze trends and DBs of the equipment status, to enable diagnosis without restriction due to portability and maneuverability, and to provide a variety of communication interfaces to provide quick and accurate inspection.
본 발명이 속하는 기술분야의통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어가 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 순서는 반드시 시계열적인순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it is to be understood that the above-described embodiments are merely illustrative of the most preferred embodiments of the present invention in order to facilitate understanding of the present invention, and the technical idea of the present invention is limited or limited only by the embodiments It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities, many of which are within the scope of the present invention. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted. It is also to be understood that the inventors have defined terms or words used in the present specification and claims based on the principle that the inventors can properly define the concept of the terms in order to explain their own invention in the best way, It should not be construed as meaning only. In addition, the order of the components described in the above-described process does not necessarily need to be performed in a time-series order, and if the order of operations of the respective components and steps is changed, the process may be included in the scope of the present invention. Of course it is.
110: 가스추출부 111: 가열부
113: 모터구동부 115: 오일이동부
120: 가스분석부 121: 광학구동부
122: 근적외선 발생램프 123: 반사거울
124: 제 1 집광렌즈 125: 분광장치
130: 신호처리부 131: 검출기
132: 증폭기 133: 잡음필터
134: A/D컨버터 140: 분석출력부
141: 프로세서 142: 메모리
143: 모니터 150: 케이스
160: 전원공급부110: gas extraction unit 111: heating unit
113: motor driving part 115: oil moving part
120: gas analyzer 121: optical driver
122: Near infrared ray generating lamp 123: Reflecting mirror
124: first condenser lens 125: spectroscope
130: signal processor 131: detector
132: Amplifier 133: Noise filter
134: A / D converter 140: Analysis output section
141: processor 142: memory
143: Monitor 150: Case
160: Power supply
Claims (11)
근적외선을 발생시키고 상기 가스에 투과시켜 분석하는 가스분석부;
상기 가스분석부를 투과한 광 신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호처리부; 및
상기 신호처리부를 통해 수집된 데이터를 이용하여 상기 가스의 물성을 분석하고 출력하는 분석출력부;를 포함하되,
상기 가스분석부는, 근적외선을 발생시키는 광학구동부; 및 근적외선을 상기 가스에 투과시켜 상기 가스 내에 포함된 성분에 따른 각각의 광 신호로 분리하는 분광장치;를 포함하고,
상기 광학구동부는, 근적외선을 발생시키기 위한 근적외선 발생램프; 상기 근적외선 발생램프에서 발생된 빛을 3차원적으로 모으기 위한 반사거울; 및 상기 근적외선 발생램프에서 발생된 빛을 평행광선으로 바꾸어 주는 제 1 집광렌즈;를 포함하며,
상기 분광장치는 상기 광학구동부에서 발생된 빛이 상기 가스를 통과하여 분산장치의 슬롯으로 모으기 위한 제 2 집광렌즈를 포함하고,
상기 신호처리부는, 상기 분산장치에서 각각의 파장으로 분리된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 검출기; 전기적 신호를 증폭하는 증폭기; 전기적 잡음 분리를 위한 잡음필터; 및 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터;를 포함하며,
상기 검출기는, 상기 가스가 흡수할 수 있는 파장을 제외하고는 모든 빛을 제거하는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비.A gas extracting part for extracting only oil from the OF cable and heating it to an appropriate temperature and extracting gas;
A gas analyzer for generating near infrared rays and transmitting the near infrared rays to analyze the gas;
A signal processor for converting an optical signal transmitted through the gas analyzer into digital data; And
And an analysis output unit for analyzing and outputting physical properties of the gas using data collected through the signal processing unit,
The gas analyzer includes an optical driver for generating near infrared rays; And a spectroscope transmitting the near infrared rays through the gas to separate the optical signals into respective optical signals according to the components contained in the gas,
The optical driver includes a near-infrared ray generating lamp for generating near-infrared rays; A reflection mirror for three-dimensionally collecting light generated from the near-infrared ray generating lamp; And a first condenser lens for converting the light generated from the near-infrared ray generating lamp into a parallel light beam,
Wherein the spectroscopic device includes a second condenser lens for collecting the light generated from the optical driver through the gas to a slot of the disperser,
Wherein the signal processing unit comprises: a detector for converting an optical signal separated into individual wavelengths into an electrical signal in the dispersing device; An amplifier for amplifying an electrical signal; Noise filter for electrical noise separation; And an A / D converter for converting an electrical signal into a digital signal,
Wherein the detector comprises a filter that removes all light except for wavelengths that the gas is capable of absorbing.
상기 가스추출부는,
상기 오일을 가열하는 가열부;
상기 오일의 이동 및 추출 가스를 이동시키는 모터구동부; 및
상기 오일의 순환 및 이송을 제어하는 오일이동부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비.The method according to claim 1,
Wherein the gas extracting unit comprises:
A heating unit for heating the oil;
A motor driving unit for moving the oil and the extracted gas; And
An oil moving part for controlling circulation and transfer of the oil;
Wherein said at least one of said at least one OF cable and said at least one of said at least two of said at least one OF cable is of the same type.
상기 가열부는 열적 또는 전기적 열화를 모사하도록 상기 오일을 규칙적 또는 불규칙적 가열하는 것을 특징으로 하는 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비.3. The method of claim 2,
Wherein the heating unit heats the oil regularly or irregularly to simulate thermal or electrical degradation.
상기 오일이동부는,
상기 오일을 임시보관하는 오일챔버; 및
가스추출을 위한 오일순환펌프;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비.3. The method of claim 2,
In the oil-moving part,
An oil chamber for temporarily storing the oil; And
Oil circulation pumps for gas extraction;
Wherein said at least one of said at least one OF cable and said at least one of said at least two of said at least one OF cable is of the same type.
상기 분석출력부는,
디지털 신호를 통해 신호의 스펙트럼을 추출하고 내장된 통계적 모델에 의해 수학적으로 계산하여 측정하고자 하는 대상시료의 물성 데이터를 제공하고, 측정된 물성데이터를 바탕으로 미리 저장된 논리식에 의해 유중가스를 분석하는 프로세서;
상기 프로세서에서 처리한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장하는 메모리; 및
상기 프로세서를 통해 측정된 결과를 그래프로 출력하고 기준치 이상인 경우에 경보를 출력하는 모니터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비.The method according to claim 1,
Wherein the analysis output unit comprises:
A processor for extracting a spectrum of a signal through a digital signal and mathematically calculating it by a built-in statistical model to provide physical property data of a target sample to be measured and analyzing the gas in the gas by a previously stored logical expression based on the measured physical property data ;
A memory for storing data processed by the processor in a nonvolatile memory; And
A monitor for outputting a result of the measurement through the processor as a graph and outputting an alarm when the measured value is equal to or higher than a reference value;
Wherein said at least one of said at least one OF cable and said at least one of said at least two of said at least one OF cable is of the same type.
방수, 방진, 내충격 및 경량화한 휴대용케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비.The method according to claim 1,
Characterized in that it further comprises a waterproof, dustproof, shockproof and lightweight carrying case.
상기 가스추출부, 상기 가스분석부, 상기 신호처리부 및 상기 분석출력부에 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OF케이블 휴대형 유중가스 진단장비.The method according to claim 1,
Further comprising a power supply unit for supplying power to the gas extraction unit, the gas analysis unit, the signal processing unit, and the analysis output unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170139515A KR101990053B1 (en) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | Portable dissolved gas analysis apparatus of oil filled cable using near infrared spectroscopy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170139515A KR101990053B1 (en) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | Portable dissolved gas analysis apparatus of oil filled cable using near infrared spectroscopy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190046211A KR20190046211A (en) | 2019-05-07 |
| KR101990053B1 true KR101990053B1 (en) | 2019-06-18 |
Family
ID=66656515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170139515A KR101990053B1 (en) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | Portable dissolved gas analysis apparatus of oil filled cable using near infrared spectroscopy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101990053B1 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555050A (en) * | 1991-08-26 | 1993-03-05 | Mitsubishi Electric Corp | Oil-filled electric apparatus provided with deterioration-measuring function of insulating paper and deterioration-measuring method of insulating paper of oil-filled electric apparatus |
| JPH0572123A (en) * | 1991-09-10 | 1993-03-23 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Monitoring device for gas in insulating oil of oil filled cable |
| JP2750249B2 (en) * | 1992-11-09 | 1998-05-13 | 東京電力株式会社 | Detector for dissolved gas in oil for diagnosis of OF cable insulation deterioration |
| KR20040080257A (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-18 | 에스케이 주식회사 | Apparatus and method for inspecting ingredient of gasoline using near infrared ray spectroscopy |
| KR101012463B1 (en) | 2008-10-14 | 2011-02-08 | 한국전력공사 | Gas extraction apparatus of transformer insulating oil |
-
2017
- 2017-10-25 KR KR1020170139515A patent/KR101990053B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190046211A (en) | 2019-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102539338B (en) | Online monitoring system for gas content in transformer oil by using photoacoustic spectrum | |
| CN105954441B (en) | Dioxin organic micro-pollutant on-line detecting system in a kind of practical flue gas | |
| CN202404070U (en) | System for monitoring content of gas in transformer oil in online manner | |
| US11555786B1 (en) | Apparatus for laser ablation analysis | |
| US11852617B2 (en) | Thermal desorption tube collection system and method | |
| CN106461542A (en) | Process and system for rapid sample analysis | |
| US9719898B2 (en) | Device for inspecting a fibre-composite component for contaminations | |
| US8648731B2 (en) | Gas concentration monitor | |
| RU2009137790A (en) | METHODS AND DEVICE FOR ANALYSIS OF SAMPLES AND SELECTION OF SAMPLES | |
| Mao et al. | Detection of dissolved gas in oil–insulated electrical apparatus by photoacoustic spectroscopy | |
| CN101539017A (en) | Device and method for analyzing oil-water-gas by using terahertz radiation | |
| US20180369714A1 (en) | Apparatus and Methods for Optimizing Carbon Dioxide Utilization in Supercritical Extraction | |
| JP2012504248A (en) | Arrangement adapted for spectral analysis of high-concentration gases | |
| US11768157B2 (en) | Laser ablation spectrometry apparatus | |
| CN111103255A (en) | Spectrum appearance | |
| KR101990053B1 (en) | Portable dissolved gas analysis apparatus of oil filled cable using near infrared spectroscopy | |
| JP2000241313A (en) | Gas spectrochemical analysis device | |
| CN108303410B (en) | Trace element and isotope automatic detection system thereof | |
| CN113189125A (en) | XRF (X-ray fluorescence) assisted LIBS (laser induced breakdown spectroscopy) high-repeatability detection method for coal calorific capacity | |
| CN204374087U (en) | A kind of Raman spectrum test macro based on liquid core waveguide | |
| CN104614363A (en) | Raman spectrum testing system based on liquid core waveguide | |
| Henry et al. | Optimizing the optical configuration for light-pipe gas chromatography/Fourier transform infrared spectrometry interfaces | |
| JP2004309143A (en) | Gas monitoring apparatus and gas monitoring method in underground fixation of carbon dioxide, and underground fixing method of carbon dioxide | |
| CN107782678A (en) | A kind of Portable gas-phase molecular absorption spectrometer | |
| CN206020259U (en) | A kind of Portable gas-phase molecular absorption spectrometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |