KR102178394B1 - Partial discharge reduction device for distribution line - Google Patents

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Abstract

고주파제거부가 도체부에 공급되는 고주파 성분의 신호 전류를 제거하고, 전계완화부가 도체부에서 발생하는 전계를 완화시킴으로써, 배전선로에 설치된 전력설비의 부분방전 진단시 정확도를 향상시키는 배전선로용 부분방전 저감장치에 대한 발명이 개시된다.
개시된 배전선로용 부분방전 저감장치는 가공선로와 지중선로가 연결되는 부위에 설치되는 도체부와, 상기 도체부의 둘레면에 구비되어 상기 도체부에 공급되는 고주파 성분의 전류를 제거하는 고주파제거부 및 상기 고주파제거부를 수용하도록 상기 도체부에 통전 가능하게 지지되어 상기 도체부에 전류 공급시 전계를 완화시키는 전계완화케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.Partial discharge for distribution lines that improves accuracy when diagnosing partial discharges of power facilities installed in distribution lines by removing the high-frequency removing unit removes the signal current of the high-frequency component supplied to the conductor and the electric field mitigating unit alleviates the electric field generated in the conductor unit. The invention for a reduction device is disclosed.
The disclosed partial discharge reduction device for a distribution line includes a conductor portion installed at a portion where an overhead line and an underground line are connected, a high frequency removal portion provided on a circumferential surface of the conductor portion to remove current of a high frequency component supplied to the conductor portion, and And an electric field mitigation case which is supported so as to be energized to the conductor to accommodate the high frequency elimination unit to relieve an electric field when current is supplied to the conductor.

Description

배전선로용 부분방전 저감장치{PARTIAL DISCHARGE REDUCTION DEVICE FOR DISTRIBUTION LINE}Partial discharge reduction device for distribution lines {PARTIAL DISCHARGE REDUCTION DEVICE FOR DISTRIBUTION LINE}

본 발명은 배전선로용 부분방전 저감장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파제거부가 도체부에 공급되는 고주파 성분의 신호 전류를 제거하고, 전계완화부가 도체부에서 발생하는 전계를 완화시킴으로써, 배전선로에 설치된 전력설비의 부분방전 진단시 정확도를 향상시키는 배전선로용 부분방전 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a partial discharge reduction device for a distribution line, and more particularly, a high frequency removal unit removes a signal current of a high frequency component supplied to a conductor unit, and an electric field relaxation unit relieves an electric field generated in the conductor unit. It relates to a partial discharge reduction device for distribution lines that improves the accuracy when diagnosing partial discharge of power facilities installed in

일반적으로 부분방전은 각종 산업체 및 전력계통 변전소에 설치되는 고압 배전반, 고압 케이블, 변압기, GIS(Gas Insulated Switchgear, 가스절연 개폐장치), 개폐기, 수전설비 등 전력기기 시스템의 어느 한 부분에 생기는 방전을 총칭하는 것으로서, 전극의 첨단 부근에 생기는 코로나 현상 및 절연물의 표면을 따라서 생기는 연면방전, 절연물 내의 공극에 생기는 보이드 방전 등이 있다.In general, partial discharge is a discharge that occurs in any part of the power equipment system such as high-voltage switchgear, high-voltage cables, transformers, gas insulated switchgear (GIS), switchgear, and power receiving facilities installed in various industries and power system substations. As a generic term, there are a corona phenomenon occurring near the tip of an electrode, creepage discharge occurring along the surface of an insulating material, and void discharge occurring in voids in the insulating material.

전력기기의 이상 유무 감지 및 절연체의 열화 정도를 감시하고 수리시기를 예측하는 것은 매우 중요하며, 부분방전의 측정 및 감시로 이러한 예측과 관리가 가능하다. 이러한 목적으로 고압 케이블, 변압기, GIS(Gas Insulated Switchgear, 가스절연 개폐장치), 개폐기, 수전설비, 고압반, 저압반, 모터제어반, 배전반 등의 다양한 전력설비에서 부분방전 측정 장치들이 사용되고 있다.It is very important to detect the presence or absence of abnormalities in power equipment, monitor the degree of deterioration of the insulator, and predict the repair time. Such prediction and management are possible by measuring and monitoring partial discharges. For this purpose, partial discharge measurement devices are used in various power facilities such as high-voltage cables, transformers, gas insulated switchgear (GIS), switchgear, power receiving facilities, high-voltage panels, low-voltage panels, motor control panels, and switchboards.

이와 같은 전력설비에는 고전압상황에서 발생하는 방전현상을 방지하기 위해서 여러 종류의 절연물이 사용되고 있는데, 이러한 절연물은 공극 또는 박리 등과 같은 갭(gap)이 제조공정 중에 어떤 이유나 동작 중의 냉각 및 가열 과정에서 발생할 수 있다. Various types of insulators are used in such power facilities to prevent the discharge phenomenon that occurs in high voltage situations. These insulators have gaps such as voids or delaminations that occur during the manufacturing process or during cooling and heating processes. I can.

그러나 이러한 갭은 높은 전계가 인가될 때마다 부분방전을 발생하게 되고, 부분 방전이 반복되면 절연물이 서서히 침식되면서 절연 내력(dielectricstrength)을 감소시킴으로써, 결국 심각한 절연 파괴 사고가 발생하게 된다.However, such a gap generates a partial discharge whenever a high electric field is applied, and if the partial discharge is repeated, the insulating material is gradually eroded and the dielectric strength is reduced, resulting in a serious dielectric breakdown accident.

특히, 전력설비 중 변압기의 경우 수배전 설비의 중요한 전력설비이면서 부분방전이 발생할 확률이 매우 높은 조건을 가지고 있을 뿐만 아니라, 부분방전이 전달되는 거리와 범위도 넓어지는 특징을 가짐으로 인해 부분방전 진단시 다른 전력설비에서 발생된 부분방전이 섞인 전하량이 검출됨으로써, 진단 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.Particularly, in the case of a transformer among power facilities, it is an important power facility in a distribution facility and has a very high probability of partial discharge, as well as a feature that extends the distance and range through which the partial discharge is transmitted. When the amount of charge mixed with partial discharges generated in other power facilities is detected, there is a problem in that diagnostic reliability is deteriorated.

따라서, 이를 해결할 필요성이 요청된다.Therefore, there is a need for solving this problem.

관련 배경기술로는, 대한민국 등록특허공보 제10-0915633호(2009.08.28. 등록, 명칭: 고주파 잡음 신호 변화량 비교에 의한 가공 배전 선로불량설비 검출 장치 및 방법)가 있다.As a related background technology, there is Korean Patent Publication No. 10-0915633 (registered on August 28, 2009, name: an apparatus and method for detecting faulty facilities in overhead distribution lines by comparing the amount of change in high frequency noise signals).

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 고주파제거부가 도체부에 공급되는 고주파 성분의 전류를 제거하고, 전계완화부가 도체부에서 발생하는 전계를 완화시킴으로써, 배전선로에 설치된 전력설비의 부분방전 진단시 정확도를 향상시키는 배전선로용 부분방전 저감장치에 관한 것이다.The present invention was created by the above necessity, and the high frequency removal part removes the current of the high frequency component supplied to the conductor part, and the electric field relaxation part relieves the electric field generated in the conductor part, so that the part of the power equipment installed in the distribution line It relates to a partial discharge reduction device for distribution lines that improves the accuracy of discharge diagnosis.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치는 가공선로와 지중선로가 연결되는 부위에 설치되는 도체부와, 상기 도체부의 둘레면에 구비되어 상기 도체부에 공급되는 고주파 성분의 전류를 제거하는 고주파제거부 및 상기 고주파제거부를 수용하도록 상기 도체부에 통전 가능하게 지지되어 상기 도체부에 전류 공급시 전계를 완화시키는 전계완화케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the partial discharge reduction device for a distribution line according to an embodiment of the present invention includes a conductor portion installed at a portion where an overhead line and an underground line are connected, and the conductor portion provided on the circumferential surface of the conductor portion. It characterized in that it comprises a high-frequency removal unit for removing the current of the high-frequency component supplied to the electric field and a case that is supported so as to be energized to the conductor to accommodate the high-frequency removal unit to relieve an electric field when current is supplied to the conductor. .

상기 고주파제거부는 상기 도체부에 전류가 통과시 500㎑ 내지 100㎒의 주파수 대역을 차단하는 페라이트 코어일 수 있다.The high frequency removal unit may be a ferrite core that blocks a frequency band of 500 kHz to 100 MHz when current passes through the conductor.

상기 전계완화케이스는 상기 도체부에 전류 공급시 전달방지부에 의해 배선전로에서 수용가로 부분방전의 전달이 방지될 수 있다.In the electric field mitigation case, when current is supplied to the conductor, the transmission of partial discharge from the wiring path to the receiver may be prevented by a transmission preventing unit.

상기 전달방지부는 상기 전계완화케이스가 상기 도체부에 고주파 성분이 제거된 전류와 통전되도록 상기 전계완화케이스에 형성되는 이격홀부 및 상기 도체부가 통과되도록 상기 이격홀부에 안착 가능하게 삽입되어 전류를 차단하는 절연캡을 포함한다.The transmission prevention part is inserted so that the electric field relaxation case can be seated in the separation hole so that the electric field relaxation case passes the current from which the high frequency component has been removed, and the separation hole formed in the electric field relaxation case and the conductor part pass therethrough. Includes insulating cap.

상기 전계완화케이스는 상기 도체부에서 전계를 발생시 전계가 집중되는 현상이 방지되도록 모서리 부위에 라운드지게 형성되는 전계집중방지부를 구비할 수 있다.The electric field mitigation case may include an electric field concentration preventing portion formed to be rounded at a corner portion so as to prevent an electric field from being concentrated when an electric field is generated in the conductor portion.

본 발명에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치는 고주파제거부가 도체부에 공급되는 고주파 성분의 신호 전류를 제거하고, 전계완화부가 도체부에서 발생하는 전계를 완화시키는 구조를 가짐에 따라 배전선로에 설치된 전력설비의 부분방전 진단시 정확도가 향상되어 불량설비에 대한 색출작업이 용이할 뿐만 아니라, 이로 인해 배전선로의 정전 현상을 예방할 수 있는 효과를 가진다.The partial discharge reduction device for a distribution line according to the present invention is installed in the distribution line as the high frequency removal unit removes the signal current of the high frequency component supplied to the conductor, and the electric field relaxation unit has a structure to relieve the electric field generated in the conductor. When diagnosing partial discharges of power facilities, accuracy is improved, making it easy to search for defective facilities, and thus, has an effect of preventing power outages in distribution lines.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing a partial discharge reduction apparatus for a distribution line according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a partial discharge reduction device for a distribution line according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a partial discharge reduction device for a distribution line according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 배전선로용 개폐기의 부분방전 저감장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, an apparatus for reducing partial discharge of a switch for a distribution line according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing a partial discharge reduction device for a distribution line according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing a partial discharge reduction device for a distribution line according to an embodiment of the present invention, 3 is a cross-sectional view showing a partial discharge reduction device for a distribution line according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치는 도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이 도체부(10), 고주파제거부(20) 및 전계완화케이스(30)를 포함한다.A partial discharge reduction apparatus for a distribution line according to an embodiment of the present invention includes a conductor part 10, a high frequency removal part 20, and an electric field relaxation case 30 as shown in FIGS. 1 to 3.

도체부(10)는 가공선로와 지중선로가 연결되는 부위에 설치된다. 이러한 도체부(10)는 배전선로에서 수용가로 전기 에너지를 공급시 전류가 이동하는 경로를 제공하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 고주파제거부(20) 및 전계완화케이스(30)가 설치되는 공간을 제공하는 역할을 수행한다.The conductor portion 10 is installed at a portion where the overhead line and the underground line are connected. The conductor part 10 not only serves to provide a path through which electric current moves when electric energy is supplied from the distribution line to the customer, but also provides a space in which the high frequency removal unit 20 and the electric field relaxation case 30 are installed. It performs the role it provides.

그리고, 고주파제거부(20)는 도체부(10)의 둘레면에 구비되어 도체부(10)에 공급되는 고주파 성분의 전류를 제거한다. 이러한 고주파제거부(20)는 도체부(10)에 끼워진 형태로 배치되어 도체부(10)에 수용가로 공급되는 전류가 흐르면 유효한 신호 전류는 손실없이 원활하게 통과시키며, 해로운 고주파 신호 전류는 소모시키는 역할을 수행한다. Further, the high frequency removal unit 20 is provided on the circumferential surface of the conductor unit 10 to remove the current of the high frequency component supplied to the conductor unit 10. The high-frequency removal unit 20 is arranged in a form inserted into the conductor part 10, and when the current supplied to the customer flows through the conductor part 10, the effective signal current passes smoothly without loss, and the harmful high-frequency signal current is consumed. Play a role.

이에 따라, 배전선로에 설치된 설비의 부분방전 진단시 다른 전력설비에서 발생되는 부분방전이 섞여서 전하량 검출되는 오류를 방지할 수 있어 진단 정확도를 향상시킬 뿐만 아니라, 이로 인해 불량설비의 색출이 용이하여 배전선로의 정전 현상을 예방할 수 있게 된다.Accordingly, when diagnosing partial discharges of facilities installed in distribution lines, errors in detecting the amount of electric charge due to mixing of partial discharges occurring in other power facilities can be prevented, thereby improving diagnosis accuracy, and thus, it is easy to detect defective facilities. It is possible to prevent a power outage of the furnace.

이를 위해, 고주파제거부(20)는 도체부(10)에 전류가 통과시 500㎑ 내지 100㎒의 주파수 대역을 차단하는 페라이트 코어인 것으로 한다. 이러한 페라이트 코어는 산화철과 산화 아연ㆍ산화 망간ㆍ산화 니켈 등을 혼합해서 소결한 자성체를 소재로 한 자심(磁心) 절연물로서, μ(투자율)가 크고 품질계수가 높은 것이 특징이다.To this end, the high frequency removal unit 20 is assumed to be a ferrite core that blocks a frequency band of 500 kHz to 100 MHz when current passes through the conductor unit 10. Such a ferrite core is a magnetic core insulating material made of a magnetic material sintered by mixing iron oxide, zinc oxide, manganese oxide, nickel oxide, and the like, and is characterized by a large μ (permeability) and a high quality factor.

즉, 페라이트 코어는 도체부(10)에 500㎑ 내지 100㎒의 주파수를 가진 신호가 통과할 때 신호 크기를 많이 감쇄시키고, 대역 선택도가 높아 대역폭이 좁으므로, 500㎑ 이하의 주파수 신호들은 원활하게 통과시키고, 500㎑ 내지 100㎒ 이하의 주파수 신호는 차단하는 특성을 보이게 된다.That is, the ferrite core greatly attenuates the signal size when a signal having a frequency of 500 ㎑ to 100 ㎒ passes through the conductor 10, and the bandwidth is narrow due to high band selectivity, so that the frequency signals of 500 ㎑ or less are smooth. It is passed through, and a frequency signal of 500 ㎑ to 100 ㎒ or less is blocked.

한편, 전계완화케이스(30)는 고주파제거부(20)를 수용하도록 도체부(10)에 통전 가능하게 지지되어 도체부(10)에 전류 공급시 전계를 완화시킨다. On the other hand, the electric field mitigation case 30 is supported so as to be energized to the conductor portion 10 to accommodate the high frequency removal portion 20 to relieve the electric field when current is supplied to the conductor portion 10.

이러한 전계완화케이스(30)는 원통 형상으로 형성되어 고주파제거부(20)를 통해 고주파가 제거된 전류를 도체부(10)로부터 공급받도록 일측이 도체부(10)에 접하도록 지지된다. The electric field relaxation case 30 is formed in a cylindrical shape and is supported so that one side of the electric field mitigation case 30 is in contact with the conductor portion 10 so as to receive the current from which the high frequency has been removed through the high frequency removal portion 20 from the conductor portion 10.

이때, 전계완화케이스(30)는 도체부(10)에서 전계를 발생시 전계가 모서리 부위로 집중되는 현상이 방지되도록 모서리 부위에 라운드지게 형성되는 전계집중방지부(31)를 구비한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 배전선로용 부분방전 저감장치를 설치하는 과정에서 코로나 현상 또는 절연파괴로 인한 선로 고장을 방지할 수 있게 된다.In this case, the electric field mitigation case 30 includes an electric field concentration prevention part 31 formed to be rounded at a corner portion so as to prevent a phenomenon that the electric field is concentrated to the corner portion when an electric field is generated in the conductor portion 10. Accordingly, it is possible to prevent a line failure due to a corona phenomenon or insulation breakdown in the process of installing the partial discharge reduction device for a distribution line according to the present invention.

또한, 전계완화케이스(30)는 도체부(10)에 전류 공급시 전달방지부(40)에 의해 배선전로에서 수용가로 부분방전의 전달이 방지될 수 있다. 구체적으로, 전달방지부(40)는 전계완화케이스(30)가 도체부(10)에 고주파 성분이 제거된 전류와 통전되도록 전계완화케이스(30)의 타측에 형성되는 이격홀부(41) 및 도체부(10)가 통과되도록 이격홀부(41)에 안착 가능하게 삽입되어 전류를 차단하는 절연캡(42)을 포함한다. In addition, when the electric field relaxation case 30 is supplied with current to the conductor unit 10, the transmission of the partial discharge from the wiring converter to the receiver may be prevented by the transmission prevention unit 40. Specifically, the transmission prevention unit 40 is a separation hole 41 and a conductor formed on the other side of the electric field relaxation case 30 so that the electric field relaxation case 30 is energized with the current from which the high frequency component is removed from the conductor unit 10 It includes an insulating cap 42 that is inserted to be seatably seated in the spaced hole 41 so that the part 10 passes therethrough and blocks current.

이로써, 전계완화케이스(30)는 타측이 도체부(10)에 접촉되는 현상이 원천적으로 봉쇄됨으로써, 도체부(10)에 전류 공급시 고주파제거부(20)를 거치지 않고 수용가로 공급되는 현상을 방지할 수 있게 된다.As a result, the electric field relaxation case 30 is fundamentally blocked from contacting the other side with the conductor 10, so that when current is supplied to the conductor 10, the current is supplied to the customer without passing through the high frequency removal unit 20. Can be prevented.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only illustrative, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: 도체부
20: 고주파차단부
30: 전계완화케이스
31: 전계집중방지부
40: 전달방지부
41: 이격홀부
42: 절연캡10: conductor part
20: high frequency cutoff
30: electric field mitigation case
31: electric field concentration prevention unit
40: transmission prevention unit
41: separation hole
42: insulation cap

Claims (5)

가공선로와 지중선로가 연결되는 부위에 설치되는 도체부;
상기 도체부의 둘레면을 감싸도록 구비되어 상기 도체부에 공급되는 고주파 성분의 전류를 제거하는 고주파제거부; 및
상기 고주파제거부를 수용하도록 상기 도체부에 통전 가능하게 지지되어 상기 도체부에 전류 공급시 전계를 완화시키는 전계완화케이스;를 포함하고,
상기 전계완화케이스는 상기 도체부에 전류 공급시 전달방지부에 의해 배선전로에서 수용가로 부분방전의 전달이 방지되는 것을 특징으로 하는 배전선로용 부분방전 저감장치.
A conductor portion installed at a portion where the overhead line and the underground line are connected;
A high frequency removal unit provided to surround the circumferential surface of the conductor unit to remove a current of a high frequency component supplied to the conductor unit; And
Including; an electric field mitigation case supported so as to be energized to the conductor portion to accommodate the high frequency removal portion to relieve an electric field when current is supplied to the conductor portion,
The electric field mitigation case is a partial discharge reduction device for a distribution line, characterized in that the transmission of partial discharge from the wiring line to the receiver is prevented by a transmission prevention unit when current is supplied to the conductor.
 제1항에 있어서,
상기 고주파제거부는 상기 도체부에 전류가 통과시 500㎑ 내지 100㎒의 주파수 대역을 차단하는 페라이트 코어인 것을 특징으로 하는 배전선로용 부분방전 저감장치.
The method of claim 1,
The high frequency removal unit is a partial discharge reduction device for a distribution line, characterized in that the ferrite core cuts off a frequency band of 500 kHz to 100 MHz when current passes through the conductor.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전달방지부는,
상기 전계완화케이스가 상기 도체부에 고주파 성분이 제거된 전류와 통전되도록 상기 전계완화케이스에 형성되는 이격홀부; 및
상기 도체부가 통과되도록 상기 이격홀부에 안착 가능하게 삽입되어 전류를 차단하는 절연캡;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로용 부분방전 저감장치.
The method of claim 1,
The transmission prevention unit,
A separation hole formed in the electric field relaxation case so that the electric field relaxation case conducts current with a high-frequency component removed from the conductor portion; And
An insulating cap that is inserted so as to be seated in the spacing hole so as to pass the conductor portion to block current;
Partial discharge reduction device for a distribution line comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 전계완화케이스는 상기 도체부에서 전계를 발생시 전계가 집중되는 현상이 방지되도록 모서리 부위에 라운드지게 형성되는 전계집중방지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배전선로용 부분방전 저감장치.The method of claim 1,
The electric field mitigation case comprises an electric field concentration prevention unit rounded at a corner portion so as to prevent an electric field from being concentrated when an electric field is generated in the conductor unit.
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