KR102009997B1

KR102009997B1 - 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치

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Publication number: KR102009997B1
Application number: KR1020180083007A
Authority: KR
Inventors: 김선복; 박진엽; 변상윤; 박성민; 박종민; 정재기; 최윤종
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2019-08-12

Abstract

본 발명은 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 추출용기 내부 감압을 통해 절연유로부터 유중가스 추출률이 극대화될 수 있도록 함으로써 변압기 이상진단의 정확성을 높일 수 있도록 한 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치에 관한 것이다.
이를 위해, 일측과 타측에는 각각 변압기와 통하는 유입관로 및 유출관로가 설치된 추출용기;상기 추출용기 내부의 압력을 감압시키거나 진공상태로 만드는 감압장치;상기 추출용기의 외측면에 설치된 히터;상기 추출용기의 내측에 설치된 교반기:를 포함하며, 상기 감압장치는, 실린더; 상기 실린더 내부에서 왕복 이동을 하며, 실린더 내의 압력을 제어하는 플런저; 상기 실린더와 추출용기 사이에 설치되며, 플런저의 왕복 이동에 의해 추출용기 내의 압력이 변화되는 관로를 제공하는 가스추출관로:를 포함하며, 상기 교반기는, 추출용기 외부에서 회전자력을 발생하는 자력부와, 상기 추출용기 내부에 설치되어 상기 자력부의 회전자력에 의해 회전될 수 있도록 설치된 회전날개로 구성되고, 상기 추출용기의 내측면에는 그 내측면으로부터 추출용기 내부 공간으로 돌출되어 교반기 회전시 절연유의 가장자리 수위가 상방으로 과도하게 상승하지 않도록 억제하는 배리어가 설치되고, 상기 추출용기에는 절연유의 수위를 감지하는 수위센서가 설치되고, 절연유의 수위가 상기 수위센서에 의해 설정값 이상으로 감지되면, 교반기의 회전을 감속시키는 제어부를 더 포함하며, 상기 회전날개는 회전축이 생략되며, 자력이 작용하는 금속으로 이루어지고, 상기 자력부는 추출용기 하방에서 회전될 수 있게 설치된 영구자석 또는 전자석으로 제공되어 상기 회전날개를 회전축 없이 추출용기 내부에서 회전력을 발생시키며, 상기 배리어는 회전센서의 상방에 위치된 것을 특징으로 하는 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치를 제공한다.

Description

감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치{Device for extracting gas from transformer oil using headspace type with decompression}

본 발명은 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변압기의 유중가스 추출을 통해 변압기 이상진단의 정확도를 높일 수 있도록 한 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치에 관한 것이다.

유입변압기는 전력공급 시스템의 주요설비 중 하나이고 높은 신뢰성 유지가 요구된다.

이러한 유입변압기는 운전중에 열화 등으로 전기적, 기계적인 성능이 저하되어 이상이 발생하는 경우가 있는데 이런 현상을 사전에 감지하여 적절한 조치를 취하지 않으면 중대한 사고를 일으킬 수 있다.

유입변압기 내부에 절연파괴, 국부과열 등의 이상현상이 발생하면 반드시 열 발생을 수반하며 이러한 열 발생원에 접촉한 절연유, 절연지, 프레스 보드 등의 절연재료가 열 영향을 받아 화학반응에 의해 분해되어 가스들이 발생한다.

이들 대부분의 가스들은 절연유에 용해된다.

그러므로 유입변압기의 절연유를 채취하여 가스를 추출 및 분석하면 내부에 발생한 결함의 종류 및 그 정도를 진단할 수 있다.

변압기 관리자는 이러한 용존가스 즉, 유중가스의 농도 관리 기준치를 설정하고 주기적 또는 연속적으로 감시함으로써 이상 발생 초기에 이를 감지하여 적절한 조치를 취하여 변압기 폭발 등의 돌발적인 사고로의 진행을 사전에 방지함으로써 큰 손실을 예방할 수 있다.

절연유에 용해되어 있는 가스의 종류와 농도를 측정하기 위해서는 우선 절연유에 용해되어 있는 가스를 기체 상태로 추출하는 장치가 필요하다.

절연유의 용존가스를 추출하기 위한 방식으로, 격막(membrane)방식, 기포탈기(air bubbling)방식, 헤드스페이스(head space)방식 등이 있다.

이중 상기 격막 방식이나 기포탈기 방식은 추출률이 낮고 구조가 복잡하며, 추출 소요 시간이 길고 추출후 절연유가 공기에 포화되는 단점이 있어, 현장의 연속형 감시장치에 적용하는 방식으로는 적절하지 못한 단점이 있다.

상기 헤드스페이스 방식은 상기한 단점을 보완한 방식으로서, 구조가 단순하고 조작이 편리한 이점이 있어 최근 많이 활용되고 있다.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여 종래의 헤드스페이스 방식을 이용한 절연유로부터 용존가스를 추출하는 과정에 대하여 설명하도록 한다.

유출밸브(10)를 개방하여 변압기 본체(20)로부터 절연유를 추출용기(30) 내로 유출시킨다.

이때, 추출용기(30)의 공간 상부 즉, 용존가스가 추출되기 위한 공간(헤드스페이스)은 확보될 수 있도록 절연유를 유출시킨다.

이후, 추출용기(30) 내부에 설치된 교반기(40)를 회전하여 절연유를 교반시킴과 더불어, 히터(50)를 통해 절연유 온도를 상승시킨다.

이에 따라, 절연유에 용해되어 있는 용존가스는 추출되어 상기 헤드스페이스로 상승된다.

이후, 추출가스 이송용 밸브(60)를 개방하여, 추출된 가스를 측정할 수 있는 측정장치(미도시)로 이송시킨다.

이후, 측정장치를 통한 추출가스의 종류 및 농도 분석을 통해 변압기의 이상유무 및 변압기의 이상 종류를 파악하게 된다.

하지만, 상기한 종래 기술에 따른 헤드스페이스를 이용한 절연유 중 유중가스 추출장치는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 극히 미량의 가스가 절연유에 용해되어 있는 경우에는, 추출된 미량의 가스가 추출용기(30)와 각종 가스배관 등에 남아 있는 공기와 희석되어 실제보다 상당히 낮은 가스농도로 측정되는 문제가 있다.

이에 따라, 변압기 이상진단 자료로 활용하는데 한계가 있어, 모든 가스농도의 영역에서 활용하기 위해서는 추출장치의 추출률을 극대화시켜야 할 필요가 있다.

둘째, 교반기(40)의 설치 구조를 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 교반기(40)의 회전축(41)이 추출용기(30) 외부로 노출되고, 회전축(41)은 구동부(42)의 동력에 의해 회전되도록 이루어져 있는데, 회전축(41)과 추출용기(30) 사이에 기밀 유지 문제가 발생하여 절연유가 누유될 수 있는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1290295호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 변압기로부터 절연유가 유입된 추출용기 내부의 갑압을 통해 절연유에 용해된 용존가스 추출률을 극대화함으로써, 용존가스 분석의 정확도를 높여 변압기 이상 진단이 정확하게 이루어질 수 있도록 한 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치를 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 일측과 타측에는 각각 변압기와 통하는 유입관로 및 유출관로가 설치된 추출용기;상기 추출용기 내부의 압력을 감압시키거나 진공상태로 만드는 감압장치;상기 추출용기의 외측면에 설치된 히터;상기 추출용기의 내측에 설치된 교반기:를 포함하며, 상기 감압장치는, 실린더; 상기 실린더 내부에서 왕복 이동을 하며, 실린더 내의 압력을 제어하는 플런저; 상기 실린더와 추출용기 사이에 설치되며, 플런저의 왕복 이동에 의해 추출용기 내의 압력이 변화되는 관로를 제공하는 가스추출관로:를 포함하며, 상기 교반기는, 추출용기 외부에서 회전자력을 발생하는 자력부와, 상기 추출용기 내부에 설치되어 상기 자력부의 회전자력에 의해 회전될 수 있도록 설치된 회전날개로 구성되고, 상기 추출용기의 내측면에는 그 내측면으로부터 추출용기 내부 공간으로 돌출되어 교반기 회전시 절연유의 가장자리 수위가 상방으로 과도하게 상승하지 않도록 억제하는 배리어가 설치되고, 상기 추출용기에는 절연유의 수위를 감지하는 수위센서가 설치되고, 절연유의 수위가 상기 수위센서에 의해 설정값 이상으로 감지되면, 교반기의 회전을 감속시키는 제어부를 더 포함하며, 상기 회전날개는 회전축이 생략되며, 자력이 작용하는 금속으로 이루어지고, 상기 자력부는 추출용기 하방에서 회전될 수 있게 설치된 영구자석 또는 전자석으로 제공되어 상기 회전날개를 회전축 없이 추출용기 내부에서 회전력을 발생시키며, 상기 배리어는 회전센서의 상방에 위치된 것을 특징으로 하는 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치를 제공한다.

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또한, 상기 감압장치로부터 추출된 추출가스를 저장하는 가스추출 저장소가 제공되고, 상기 실린더와 가스추출 저장소 사이에는 가스이송관로가 연결되며, 상기 가스이송관로에는 추출가스에 포함된 오일 유증기가 걸러질 수 있도록 필터가 설치된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 추출 용기내의 공기를 제거하여 추출용기 내부의 압력을 낮추거나, 추출용기 내부를 진공의 상태로 해줌으로써, 추출용기로 유입된 변압기의 절연유로부터의 유중가스 추출률을 높일 수 있다.

이에 따라, 충분한 유중가스 포집량 확보를 통해, 유중가스 농도 및 종류 등을 정확하게 분석할 수 있으므로, 변압기 이상 진단의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 전자석의 원리를 이용하여 교반기를 회전시킬 수 있도록 구성함으로써, 교반기 일부가 추출용기의 외측으로 노출되는 일은 발생하지 않기 때문에 누유 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 추출용기 내측면에 절연유의 범람을 방지하는 배리어가 설치됨으로써, 추출용기에 마련된 관로로 절연유가 역류되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치를 나타낸 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치의 이해를 돕기 위한 헨리의 법칙을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치의 추출용기의 특징을 개략적으로 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치를 이용한 유중가스 추출률과 종래 기술에 따른 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치를 이용한 유중가스 추출률을 비교하여 나타낸 그래프.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치(이하, ,추출장치'라 함)에 대하여 설명하도록 한다.

추출장치는 감압장치를 이용해 추출용기 내부를 감압시키거나 진공상태로 만들어 절연유에 용해된 용존가스 즉, 유중가스 추출률을 극대화한다.

도 2에 도시된 바와 같이 헨리의 법칙(Henry's law)에 의해, 기체의 압력이 높아지면 액체에 대한 기체의 용해도가 증가하기 때문에 압력이 높을수록 같은 부피에 더 많은 수의 기체분자가 용존한다.

따라서, 액체에 용해되어 있는 기체를 용이하게 분리시키기 위해서는 압력을 역으로 낮춰 용해도를 낮춰줌으로써 기체 추출률을 높일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 헨리의 법칙을 적용하여 유중가스가 용해되어 있는 절연유가 담겨진 추출용기 내의 공기의 압력을 낮춰 용존가스의 추출률을 높임으로써, 충분한 유중가스 추출량 확보를 통해, 유중가스 분석의 정확도를 높일 수 있으므로 결국에는 변압기 이상진단의 정확도를 높일 수 있다.

추출장치(D)는 도 3에 도시된 바와 같이, 추출용기(100)와, 감압장치(200)와, 히터(300)와, 교반기(400)를 포함한다.

추출용기(100)는 변압기(T)의 절연유를 수용하여 절연유에 용해된 유중가스를 추출해내는 공간을 제공한다.

추출용기(100)와 변압기(T) 사이에는 도 4에 도시된 바와 같이 유출관로(110) 및 유입관로(120)가 설치된다.

유출관로(110)는 변압기(T)의 절연유가 추출용기(100)로 유출되는 관로이며, 추출용기(100)의 상부에 설치된다.

이때, 유출관로(110)는 유출관로(110) 개폐를 위한 유출밸브(111)를 포함한다.

유입관로(120)는 추출용기(100)의 절연유가 다시 변압기(T)로 회수되는 관로이며, 추출용기(100)의 하부에 설치된다.

이때, 유입관로(120)는 유입관로(120) 개폐를 위한 유입밸브(121)를 포함한다.

또한, 상기 추출용기(100)에는 변압기로부터 원활한 절연유 유입을 위한 벤트관(130)과, 추출된 유중가스가 후술하는 감압장치(200)의 실린더로 이송되는 관로인 가스추출관로(140)가 설치된다.

상기 가스추출관로(140)에도 추출밸브(141)가 설치된다.

또한, 추출용기(100)에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 배리어(150)와 수위센서(160)가 설치된다.

배리어(150)는 후술하는 교반기(400)에 의한 절연유 교반시, 원심력에 의한 절연유 가장자리 수위가 과도하게 상승하여 추출용기(100)에 설치된 여러 관로로 흘러나가는 것을 방지하는 역할을 한다.

배리어(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 추출용기(100)의 내측면으로부터 추출공간을 향해 돌출 형성된다.

상기 배리어(150)의 구성으로 인해, 교반기(400) 고속 회전시에도 절연유가 특정 수위를 벗어나 범람하는 일은 발생하지 않게 된다.
이때, 배리어(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 수위센서(160)의 상방에 위치된 것이 바람직하다.
이는 수위센서(160)가 오동작하여 회전날개(410)의 지속적인 회전에 의해 절연유의 가장자리 수위 상승이 지속되더라도, 배리어(150)가 절연유 상승을 억제하기 위함이다.
즉, 배리어(150) 및 수위센서(160)로 인해, 절연유 상승 억제는 이중으로 단속될 수 있는 것이다.

이때, 상기 수위센서(160) 역시 절연유의 과도한 수위 상승을 제어하는데, 변압기(T)로부터 추출용기(100)로의 절연유 유입량을 감지함과 더불어, 교반기(400) 고속 회전에 의한 절연유 수위 상승을 감지하여 제어부(500)로 하여금 교반기(400) 회전속도를 제어할 수 있도록 한다.

다음으로, 감압장치(200)는 가스추출관로(140)를 통해 추출용기(100) 내부를 감압시키거나 진공시키는 역할을 한다.

상기 감압장치(200)는 추출용기(100)에 감압작용을 수행하여 절연유로부터 유중가스 추출률을 극대화시키는 역할을 한다.

상기 감압장치(200)는 상기 가스추출관로(140)에 설치된 실린더(210)와, 상기 실린더(210) 내에서 왕복 이동하면서 가스추출관로(140)를 통해 추출용기(100) 내부를 감압시키는 플런저(220)와, 상기 플런저(220)를 구동시키는 구동부(230)로 구성된다.

이와 같은 구성을 통해 구동부(230)가 상기 플런저(220)를 수회 왕복 이동시키면서, 추출용기(100) 내부를 효과적으로 감압시킬 수 있다.

상기 감압장치(200)에는 가스이송관로(240)가 설치되며, 상기 가스이송관로(240)는 도 4에 도시된 바와 같이 추출가스 저장소(S)에 연결된다.

상기 가스이송관로(240)에는 이송밸브(241)가 설치되어, 가스이송관로(240)를 개폐시킬 수 있다.

또한, 상기 가스이송관로(240)에는 오일 유증기가 걸러질 수 있도록, 필터(미도시)가 설치됨이 바람직하다.

즉, 추출용기(100)로부터 추출된 유중가스가 추출가스 저장소(S)에 이송되는 과정에서, 오일 유증기는 필터를 통해 걸러지도록 함으로써, 추출된 유중가스의 순도를 높일 수 있도록 한 것이다.

한편, 상기 감압장치(200)를 통해 추출가스 저장소(S)에 보내진 추출가스는 분석장치(A)로 보내져 분석된다.

다음으로, 히터(300)는 추출용기(100)에 수용된 절연유를 가열하여, 가스 추출 작용이 더욱 활발하게 이루어지도록 하는 역할을 한다.

히터(300)는 추출용기(100)의 외주면에 설치된다.

이때, 히터(300)에 의해 절연유가 과열되는 것을 방지하기 위한 온도센서(310)가 제공된다.

온도센서(310)는 절연유 온도를 감지하며, 제어부(500)는 온도센서(310)에 의해 감지된 온도를 통해 히터(300) 동작을 제어한다.

다음으로, 교반기(400)는 히터(300)와 더불어 절연유로부터 유중가스 추출 작용이 더욱 활발하게 이루어지도록 하는 역할을 한다.

상기 교반기(400)는 회전날개(410)와, 자력부(420)으로 구성됨이 바람직하다.

회전날개(410)는 자력이 작용하는 금속으로 이루어지며, 별도의 회전축은 생략된다.

상기 회전날개(410)의 움직임은 자력부(420)로 제어되며, 상기 회전날개(410)는 추출용기(100)의 내부에 위치된다.

상기 자력부(420)는 회전될 수 있도록 설치되며, 영구자석 또는 전자석으로 제공될 수 있다.

상기 자력부(420)는 추출용기(100)의 외측에 설치되며, 회전날개(410)에 자력을 제공하므로 상기 회전날개(410)는 자력부(420)의 회전에 따라 연동될 수 있다.

상세하게는, 자력부(420)는 전자석으로 제공됨이 바람직하며, 도 4에 도시된 바와 같이 추출용기(100)의 하방에 설치됨이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해, 전자석(420)의 자력에 의해 회전날개(410)는 연동되며, 전자석(420)을 회전가능하게 구성함으로써, 상기 회전날개(410)는 회전축 없이도 추출용기(100) 내부에서 회전력을 발휘할 수 있다.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 추출장치의 작용 및 유중가스 추출과정에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 유출밸브(111)를 제어하여 유출관로(110)만 개방시킨다.

이때, 변압기(T)의 절연유는 유출관로(110)를 통해 추출용기(100) 내부로 유출되어 추출용기(100)에 저장된다.

이때, 절연유의 원활한 이송을 위해 벤트관(130)은 개방시켜 놓는 것이 바람직하다.

상기 절연유는 추출용기(100) 내부에 지속적으로 유출되다가, 수위센서(160)의 감지를 통해 유출밸브(111)가 자동으로 유출관로(110)를 폐쇄시킴으로써 상기 추출용기(100)에는 적정량의 절연유가 저장된다.

추출용기(100)로 일정량의 절연유가 저장되면, 유출관로(110)를 폐쇄시키고 히터(300)를 동작하여 추출용기(100)를 가열시킨다.

또한, 교반기(400)의 전자석(420)을 회전하여 회전날개(410)를 회전시킨다.

이때, 회전날개(410)의 고속회전에 따른 원심력에 의해 절연유 가장자리 수위가 과도하게 상승되더라도, 배리어(150)에 의해 절연유의 범람은 억제될 수 있으며 수위센서(160)의 수위 감지를 통해 회전날개(410) 회전이 감속되도록 함으로써 절연류가 각 관로로 역류되는 일은 방지된다.

이와 같은 작용에 의해, 추출용기(100) 내부의 절연유에 용해되어 있던 가스는 서서히 추출용기(100) 내부의 헤드스페이스로 추출된다.

또한, 감압장치(200)의 구동부(230)를 작동하여 플런저(220)를 일측으로 이동시킴으로써, 추출용기(100)의 내부는 감압이 이루어지면서 추출 가스는 가스추출관로(140)를 통해 실린더(210) 내부로 유입된다.

이때, 도시되지는 않았지만, 더욱 많은 가스를 추출하기 위해서는 진공펌프를 이용해 추출용기(100)의 내부를 고진공 상태로 만들 수도 있다.

한편, 감압장치(200)의 구동부(230)를 작동하여, 일측으로 이동되어 있던 플런저(220)를 다시 원위치로 복원시킨다.

이에 따라, 실린더(210) 내에 유입되었던 추출 가스는 다시 가스추출관로(140)를 통해 추출용기(100) 내부로 배출된다.

이때, 구동부(230)를 작동하여 플런저(220)를 일측으로 다시 이동시키고, 이와 같은 플런저(220) 왕복 이동 동작을 수회 반복시킨다.

이와 같은 작업에 의해, 추출용기(100) 내부는 더 감압되면서 절연유로부터 더욱 많은 가스가 헤드스페이스로 추출이 된다.

이후, 절연유로부터 충분한 양의 유중가스가 추출되면, 제어부(500)는 추출밸브(141)를 제어하여 가스추출관로(140)를 폐쇄시킨다.

이때, 추출된 유중가스는 실린더(210)의 내부에 수용된 상태이다.

다음으로, 이송밸브(241)를 제어하여 가스이송관로(240)를 개방시킨다.

다음으로, 구동부(230)를 작동하여 플런저(220)를 이동시키면서 실린더(210) 내의 유중가스를 추출가스 저장소(S)로 이송시킨다.

이때, 유중가스는 필터를 통해 오일 유증기가 걸러진 상태로 추출가스 저장소(S)에 모이게 된다.

이후, 추출가스 저장소(S)의 유중가스는 분석장치(A)로 이송되며, 분석장치(A)를 통해 유중가스의 종류, 농도 등이 분석된다.

상기 분석장치(A)로는 가스센서나, 가스 크로마토그래프(gas chromatograph), 광음향장치(PAS) 등으로 제공될 수 있다.

상기 분석장치(A)를 통해 유중가스 분석이 완료되면, 관리자는 변압기 이상유무를 진단하여, 그 진단에 맞는 사후조치를 취한다.

상기와 같이 변압기 이상유무 진단이 완료되면, 유입관로(120)를 개방하여 추출용기(100) 내부의 절연유를 변압기(T)로 회수시킨다.

한편, 추출용기(100) 내에서 동일 절연유 체적, 동일 온도, 동일 교반속도에서 종래의 방식과 비교시험한 결과는 도 6에 도시된 바와 같다.

종래의 가스추출방법에 비해 가스 종류별 차이는 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추출방식 적용시 약 20~40%의 추출률 증가를 보이는 것을 실험결과를 통해 확인할 수 있다.

가스 종류별 차이는 각 가스의 절연유에 대한 용해도 차이에 의한 것이며, 용해도가 낮은 가스일수록 추출률 상승이 높은 것으로 나타났다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치는 추출용기 내 감압작용을 통해 유중가스 추출률을 극대화시킬 수 있다.

이에 따라, 변압기 내부 이상의 정도가 미미하여 소량의 가스만 발생시키더라도, 변압기 유중가스의 농도 측정값이 더욱 정확해질 수 있으므로 결국, 변압기 이상진단의 적중률을 높일 수 있기 때문에 갑작스러운 변압기 고장으로 인한 사고 예방 효과를 극대화할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 추출용기 110 : 유출관로
111 : 유출밸브 120 : 유입관로
121 : 유입밸브 130 : 벤트관
140 : 가스추출관로 141 : 추출밸브
150 : 배리어 200 : 감압장치
210 : 실린더 220 : 플런저
230 : 구동부 240 : 가스이송관로
241 : 이송밸브 300 : 히터
310 : 온도센서 400 : 교반기
410 : 회전날개 420 : 자력부(전자석)
500 : 제어부 S : 추출가스 저장소
E : 추출장치 T : 변압기
A : 분석장치

Claims

일측과 타측에는 각각 변압기와 통하는 유입관로 및 유출관로가 설치된 추출용기;
상기 추출용기 내부의 압력을 감압시키거나 진공상태로 만드는 감압장치;
상기 추출용기의 외측면에 설치된 히터;
상기 추출용기의 내측에 설치된 교반기:를 포함하며,
상기 감압장치는,
실린더;
상기 실린더 내부에서 왕복 이동을 하며, 실린더 내의 압력을 제어하는 플런저;
상기 실린더와 추출용기 사이에 설치되며, 플런저의 왕복 이동에 의해 추출용기 내의 압력이 변화되는 관로를 제공하는 가스추출관로:를 포함하며,
상기 교반기는,
추출용기 외부에서 회전자력을 발생하는 자력부와, 상기 추출용기 내부에 설치되어 상기 자력부의 회전자력에 의해 회전될 수 있도록 설치된 회전날개로 구성되고,
상기 추출용기의 내측면에는 그 내측면으로부터 추출용기 내부 공간으로 돌출되어 교반기 회전시 절연유의 가장자리 수위가 상방으로 과도하게 상승하지 않도록 억제하는 배리어가 설치되고,
상기 추출용기에는 절연유의 수위를 감지하는 수위센서가 설치되고, 절연유의 수위가 상기 수위센서에 의해 설정값 이상으로 감지되면, 교반기의 회전을 감속시키는 제어부를 더 포함하며,
상기 회전날개는 회전축이 생략되며, 자력이 작용하는 금속으로 이루어지고, 상기 자력부는 추출용기 하방에서 회전될 수 있게 설치된 영구자석 또는 전자석으로 제공되어 상기 회전날개를 회전축 없이 추출용기 내부에서 회전력을 발생시키며,
상기 배리어는 회전센서의 상방에 위치된 것을 특징으로 하는 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치.
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제 1항에 있어서,
상기 감압장치로부터 추출된 추출가스를 저장하는 가스추출 저장소가 제공되고,
상기 실린더와 가스추출 저장소 사이에는 가스이송관로가 연결되며,
상기 가스이송관로에는 추출가스에 포함된 오일 유증기가 걸러질 수 있도록 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 감압을 이용한 헤드스페이스 방식의 변압기 유중가스 추출장치.