KR102201014B1 - 인쇄 전자 센서를 갖는 권선형 전기 컴포넌트 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 권선형 바디의 종축 (4) 주위에 전기 절연 재료 (21) 의 복수의 권선 층들을 포함하는 권선형 바디 (2) 를 포함하는 권선형 전기 컴포넌트 (1) 에 관한 것이다. 그 컴포넌트는 또한, 가요성 기판 상의 인쇄 회로들로 이루어진 적어도 하나의 인쇄 전자 센서 (23) 를 포함한다. 적어도 하나의 센서의 각각은 권선형 바디의 권선 층들 중 2 개 층들 사이에 인터리빙된다.

Description

인쇄 전자 센서를 갖는 권선형 전기 컴포넌트
본 개시는 센서를 포함하는 권선형 전기 컴포넌트에 관한 것이다.
온도 센서는 유지보수 간격의 예측, 제품 고장의 예측, 및 동적 열 정격 (thermal rating) 을 용이하게 하기 위해 상태 모니터링을 위한 고전압 (HV) 변압기 부싱에 유용하다.
HV 제품의 온도 센서에 대한 최신 기술은 예를 들어, 변압기 탱크 내에 설치되고 광섬유를 통해 외부에 연결된 전력 변압기 내의 실리콘 전자 온도 센서이다. 이러한 센서 시스템 및 그 설치는 상대적으로 비싸고 부피가 커서 변압기 부싱과 같은 소형의/저렴한 제품에는 적합하지 않다.
US 2016/370416 은 특정 시간 주기 동안 전기 디바이스의 잔여 서비스 수명의 감소를 결정하는 방법을 개시한다. 테스트될 디바이스는 예를 들어, AC 네트워크의 분배 변압기일 수도 있다. 잔여 수명을 결정하기 위한 시스템은 온도 측정 디바이스 및 통신 모뎀에 연결된 온도 센서들을 포함한다. 이 시스템은 인쇄 회로 기판으로 구현될 수 있다.
US 2016/265978 은 전기 디바이스의 온도를 모니터링하기 위한 센서 어셈블리를 개시한다. 센서 어셈블리는 주변의 지지 재료를 통해 천공된 구멍을 통해 하우징의 중공 코어 내에 위치된다.
본 발명의 목적은 권선형 전기 컴포넌트의 온도, 수분 레벨 또는 다른 특성을 측정하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 권선형 바디의 종축 주위에 전기 절연 재료의 복수의 권선 층들을 포함하는 권선형 바디, 및 가요성 기판 상의 인쇄 회로들로 이루어진 적어도 하나의 인쇄 전자 센서를 포함하는 권선형 전기 컴포넌트가 제공된다. 적어도 하나의 센서의 각각은 권선 층들 중 2 개 층들 사이에 인터리빙된다. 전기 컴포넌트는 예를 들어 부싱이고, 예를 들어 변압기 부싱, 변압기 권선, 커패시터, 케이블 종단, 권선형 케이블, 계기용 변압기, 또는 기계 절연물이다. 바람직하게는 전기 컴포넌트는 HV 변압기 부싱이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 개시의 권선형 전기 컴포넌트의 일 실시형태를 포함하는 전기 디바이스가 제공된다. 전기 디바이스는 예를 들어, 권선형 전기 컴포넌트를 포함하는 변압기, 예를 들어 건식 또는 액체 충진된 HV 변압기일 수도 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 개시의 전기 디바이스의 일 실시형태의 제어 시스템이 제공된다. 제어 시스템은 프로세싱 회로부 및 상기 프로세싱 회로부에 의해 실행가능한 명령들을 저장하는 데이터 스토리지를 포함하며, 이에 의해 상기 제어 시스템은, 적어도 하나의 센서로부터, 실시간으로 측정된 온도를 획득하고; 온도가 권선형 바디의 미리 결정된 최대 온도 미만인 것을 결정하고; 그리고 상기 결정에 응답하여, 권선형 전기 컴포넌트에 상기 권선형 전기 컴포넌트의 전류 정격보다 높은 전류를 적용하도록 동작가능하다. 또한, 일부 실시형태들에서, 온도 센서로부터의 온도 정보는 또한, 유지보수를 스케줄링하고 전기 컴포넌트 또는 디바이스의 수명 및 고장 위험을 예측하기 위해 사용될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 개시의 전기 디바이스의 일 실시형태의 방법이 제공된다. 이 방법은 전기 디바이스에 포함된 권선형 전기 컴포넌트의 제어된 오버로딩을 위한 것이다. 이 방법은 적어도 하나의 센서로부터, 실시간으로 측정된 온도를 획득하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 획득된 온도가 권선형 바디의 미리 결정된 최대 온도 미만인 것을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 결정에 응답하여, 권선형 전기 컴포넌트에 상기 권선형 전기 컴포넌트의 전류 정격보다 높은 전류를 적용하는 단계를 포함한다.
가요성 기판, 전형적으로 플라스틱 재료의 얇은 가요성 기판 상에 인쇄되는 센서들, 예를 들어 온도 센서들을 위해 인쇄 전자장치를 사용함으로써, 센서들은권선형 바디의 층들 사이에 인터리빙될 수도 있으며, 이는 단단한 회로 기판에 장착된 종래의 센서들로는 불가능할 것이다. 또한, 인쇄 센서들은 전기장을 방해하지 않으면서 전기 절연물 내에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 부싱의 콘덴서 코어 내에서의 온도 측정들이 가능하게 실행된다.
임의의 양태들의 임의의 특징은 적절하다면 임의의 다른 양태에 적용될 수도 있음을 유의해야 한다. 마찬가지로, 임의의 양태들의 임의의 장점이 임의의 다른 양태들에 적용될 수도 있다. 첨부된 실시형태들의 다른 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 개시, 첨부된 종속항들뿐만 아니라 도면들로부터 명백해질 것이다.
일반적으로, 청구항들에서 사용된 모든 용어들은 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 기술 분야에서의 일반적인 의미에 따라 해석되어야 한다. "단수/부정관사/정관사의 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등" 에 대한 모든 참조들은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등의 적어도 하나의 경우를 지칭하는 것으로 개방적으로 해석되어야 한다. 본 명세서에 개시된 임의의 방법의 단계들은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 개시된 정확한 순서로 수행될 필요는 없다. 본 개시의 상이한 특징들/컴포넌트들에 대한 "제 1", "제 2" 등의 사용은 특징들/컴포넌트들을 다른 유사한 특징들/컴포넌트들과 구별하기 위해서만 의도되고 특징들/컴포넌트들에 임의의 순서 또는 계층을 부여하도록 의도되지 않는다.
실시형태들은 첨부 도면들을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 권선형 전기 컴포넌트를 포함하는 전기 디바이스의 일 실시형태의 개략도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 권선형 전기 컴포넌트의 종단면에서의 일 실시형태의 개략도이다.
도 3 는 본 발명에 따른 인쇄 전자 센서의 일 실시형태의 개략도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 제어 시스템의 일 실시형태의 개략적인 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 방법의 일 실시형태의 개략적 흐름도이다.
이하, 소정의 실시형태들이 도시되어 있는 첨부 도면들을 참조하여, 이제 실시형태들이 보다 충분히 설명될 것이다. 그러나, 본 개시의 범위 내에서 많은 상이한 형태들의 다른 실시형태들이 가능하다. 오히려, 다음의 실시형태들은 본 개시가 철저하고 완전해지고 본 개시의 범위를 당업자에게 충분히 전달하도록 예로서 제공된다. 설명 전체에 걸쳐 같은 번호들은 같은 엘리먼트들을 지칭한다.
본 발명의 실시형태들에 따르면, 권선형 전기 컴포넌트, 예를 들어 HV 변압기 부싱에서 인쇄 전자 센서를 사용하는 것이 제안된다. 여기에서, 온도 센서, 즉 온도 감지 회로를 포함하는 인쇄 전자 센서는 인쇄 전자 센서의 일 예로서 논의되지만, 인쇄 전자 센서 중 임의의 것은 대안적으로 또는 부가적으로, 어떤 다른 센서 회로, 예를 들어 권선형 바디 내의 수분 레벨을 측정하기 위한 수분 감지 회로 및/또는 권선형 바디 내의 예컨대, 부분 전기 방전의 사운드를 측정하기 위한 음향 감지 회로를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 온도 감지 회로, 예를 들어 InFlect™ 온도 센서 또는 예를 들어 저항 측정들에 기초하는 가요성 기판 상의 잉크젯 인쇄에 의해 실현되는 다른 회로부. 부가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 InFlect™ 수분 센서와 같이 저항 측정들에 기초하는 또는 완전 인쇄된 가요성 습도 센서와 같은 습도 감지 폴리머 및 커패시턴스 측들에 기초하는 수분 감지 회로는, 예를 들어 수분 흡수로 인한 전기 절연 재료의 노화를 검출하기 위해 사용될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 인쇄 분사 선량계용 압력 센서 또는 다른 인쇄 음향 센서와 같은 압전 전기 잉크에 기초한 음향 감지 회로가 예를 들어, 부분 방전의 검출 및/또는 국부화를 위해 사용될 수도 있다. 그러나, 적어도 하나의 인쇄 전자 센서 중 적어도 일부는 권선형 바디 내의 온도를 측정하기 위한 온도 감지 회로를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 센서는 시중에서 입수가능하고, 실리콘 기반 센서보다 더 저렴하다. 센서의 더 작은 두께 덕분에, 권선형 바디의 전계 분포를 방해하지 않으면서 컴포넌트 지오메트리에 매끄럽게 (seamlessly) 매칭할 수 있다. 추가로, 센서는 별도의 추가 작업 없이 플라스틱/종이 필름/테이프 형상으로 표준 생산 공정에서 설치될 수 있다.
인쇄 센서는 정보를 송신하기 위해 인쇄 전자장치 무선 통신 컴포넌트들과 결합될 수도 있다. 동일한 필름/테이프 상에, 센서 회로부에 연결되거나 포함된 인쇄 무선 통신 디바이스들이 있을 수도 있다. 센서는 권선형 바디, 예를 들어 콘덴서 코어 내부의 고온 영역에 축방향으로 배치될 수 있고, 통신 디바이스는 무선 통신을 위한 에폭시/호일의 감쇠/차폐 효과를 피하기 위해 권선형 바디 외부에 축방향으로 배치될 수 있다. 온도 감지 회로와 같은 센서 회로에 더하여, 온도 감지 회로 이외에 다른 인쇄 전자 센서 회로(들)이 사용될 수도 있으며, 온도 감지 회로와 동일한 기판 상에 배열될 수 있다. 이러한 추가 센서 회로(들)은 예를 들어, 수분 감지 회로를 포함할 수도 있다.
도 1 은 여기서 변압기 탱크를 포함하는 전력 변압기 형태인 전기 디바이스 (10), 제어 시스템 (5), 및 여기서 전기 디바이스 (10) 의 벽을 통과하는 부싱 형태인 권선형 전기 컴포넌트 (1) 의 일 실시형태의 개략적인 측단면도이다. 부싱 (1) 은 전기 절연 재료의 권선형 바디 (2), 예를 들어 콘덴서 코어를 포함하고, 전류 (I) 및 전압 (U) 를 전도하는 전기 전도체 (4) 가 벽 (7) 을 통과하게 하도록 배열된다. 여기서, 전도체 (4) 는 또한 권선형 전기 컴포넌트 (1) 의 길이 방향 중심축 (4) 을 나타낸다. 제어 시스템은 권선형 전기 컴포넌트 (1) 를 통과하는 전류 (I) 를 제어하고, 따라서 간접적으로, 상기 권선형 전기 컴포넌트 (1) 의 온도를 제어하도록 배열되며, 전도체 (4) 의 전류 (I) 및 저항의 함수로서 권선형 전기 컴포넌트에 열이 형성된다.
전기 컴포넌트 (1) 는 권선형 바디 (2) 를 포함하는 임의의 전기 디바이스일 수도 있다. 예를 들어, 전기 컴포넌트는 부싱, 예를 들어 변압기 부싱, 변압기 권선, 커패시터, 케이블 종단, 권선형 케이블, 기계 절연물 또는 계기용 변압기 중 임의의 것일 수도 있다. 본 발명의 실시형태는 예를 들어, 52-1100 kV 범위 내의 전압 정격을 갖는 HV 전기 디바이스 (10) 에 특히 유용할 수도 있다. 또한, 전기 디바이스에 포함된 권선형 전기 컴포넌트 (1) 는 또한, 52-1100 kV 범위 내의 전압 정격을 가질 수도 있고, 따라서 HV 애플리케이션을 위해 구성될 수도 있다.
도 2 는 예를 들어 도 1 에서와 같은 부싱과 같은, 권선형 전기 컴포넌트 (1) 를 종단면으로 도시한다. 컴포넌트 (1) 는 전기 절연 재료 (21) 의 권선형 바디 (2) 를 포함한다. 컴포넌트의 중심 종축 및 그 권선형 바디 (2) 를 나타내는 전도체 (4) 는 재료 (21) 의 웹 (예를 들어 종이 웹 또는 열가소성 필름) 이 권선형 바디 (2) 의 층들을 형성하기 위해 권취되는 파이프 (22) 에 의해 제공된 종방향 관통 구멍을 통과한다. 적어도 하나, 여기서 복수의 하나의 인쇄 전자 센서 (23) 는 권선형 바디 (2) 내부에 위치되어 바디의 층들 사이에 인터리빙된다. 옵션적으로, 컴포넌트 (1) 의 타입에 따라, 적어도 하나, 여기서 복수의 전기 전도성 포일 (24) 이 또한 바디의 내부에 위치되고, 바디의 층들 사이에 인터리빙되어 전기장을 조정/제어한다. 전도성 포일 (24) 에 대한 대안으로서, 상기 포일에 대응하는 전도성 층 또는 전극이 인터리빙 포일에 의해 다른 방식으로 제공될 수도 있다. 전도성 층은 예를 들어, 바디의 층 상에 또는 층 사이에 인쇄되거나 페인팅될 수도 있다. 바람직하게, 적어도 하나의 인쇄 전자 센서 (23) 는 종축 (4) 을 따라 상이한 축방향 및 옵션적으로 방사상 위치에, 복수의 인쇄 전자 센서 (23) 를 포함한다.
센서 (23) 는 예를 들어, 핫스팟들의 온도 또는 바디 내의 온도 분포를 측정할 수 있도록, 바디 (2) 내에 편리하게 위치될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 무선으로, 센서 (23) 는 임의의 전기 전도성 포일 (24) 로부터의 간섭 없이 컴포넌트 (1) 의 외부와 통신할 수 있도록 바디 (2) 내에 편리하게 위치될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 전기 절연 재료 (21) 는 예를 들어 오일 함침지 (OIP) 또는 수지 함침지 (RIP), 바람직하게는 에폭시 함침지로서 종이 기반과 같은 셀룰로오스 기반이거나 또는 합성 중합체 기반이다. 따라서, 종이의 층은 파이프 (22) 주위에 권취되어 권선형 바디 (2) 를 형성할 수도 있고, 그 후에 권취된 종이는 예를 들어 오일, 수지 (예를 들어, 에폭시) 또는 임의의 다른 전기 절연성, 및 옵션적으로 경화성의 유체로 함침된다. 대안적으로, 전기 절연 재료는 열가소성 재료일 수도 있으며, 이에 의해 권선형 바디 (2) 는 열가소성 재료의 필름을 권취하고 라미네이팅함으로써 형성된다.
컴포넌트 (1) 는 특히 HV 애플리케이션을 위해 구성된 경우, 비교적 크기가 클 수도 있으며, 예를 들어 30 cm 내지 10 또는 20 m 범위 내의 길이를 갖는다.
도 3 은 가요성 기판 (31) 상에 인쇄된 인쇄 전자 회로 (32) 를 포함하거나 이로 구성된 인쇄 전자 센서 (23) 를 개략적으로 도시한다.
가요성 기판은 플라스틱 또는 셀룰로오스계 재료, 예를 들어 종이, 바람직하게는 플라스틱 재료로 만들어질 수도 있다. 기판 (31) 의 재료는 컴포넌트 (1) 의 동작 온도에 저항성이 있어야 하고, 따라서 바람직하게 고온 저항성 플라스틱 재료일 수도 있다. 권선형 바디에 매끄럽게 통합되기 위해, 기판 (31) 은 바람직하게는 최대 100 ㎛, 예를 들어 70 또는 60 ㎛ 미만의 두께를 갖는 얇은 가요성 필름이다. 일 실시형태에서, 기판 (31) 은 약 50 ㎛ (마이크로미터) 의 두께를 갖는다.
각 센서 (23) 와의 통신 및/또는 전력 공급을 위해, 센서는 배선 및/또는 광섬유에 의해 연결될 수도 있다. 그러나, 센서 (23) 는 권선형 바디 (2) 의 층들 사이에 통합되기 때문에, 센서와 바다의 외부 사이의 이러한 구조적 연결로는 편리하지 않을 수도 있다. 대신에, 인쇄 회로 (32) 는 온도 감지 회로에 부가하여, 무선 통신을 위한 통신 회로 및/또는 에너지 저장/센서에 전력을 공급하기 위한 전력 회로를 포함할 수도 있다. 통신 회로는 근거리 통신망 (LAN), 예를 들어 Wi-Fi, 표준 또는 블루투스, 예를 들어 블루투스 저에너지 (BLE) 표준에 따른 회로를 포함할 수도 있고, 및/또는 통신 회로는 수동 또는 능동 RFID (Radio-Frequency Identification) 태그 용의 회로를 포함할 수도 있다. 수동 RFID 태그는 근처 RFID 리더의 송신 전파 (interrogating radio wave) 로부터 에너지를 수집한다. 반대로, 능동 태그는 로컬 전원 (예를 들어, 배터리) 을 갖는다. 전력 회로는 예를 들어 기판 (31) 상에 인쇄된 인쇄 배터리를 포함할 수도 있고, 및/또는 전력 회로는 권선형 전기 컴포넌트 (1) 가 사용될 때 형성된 전기장으로부터 전력을 발생시키도록 구성된 에너지 하베스팅 회로를 포함할 수도 있다.
도 4 는 전기 디바이스 (10) 의 제어 시스템 (5) 의 실시형태의 개략적인 블록도이다. 제어 시스템은 프로세싱 회로부 (41), 예를 들어 중앙 프로세싱 유닛 (CPU) 을 포함한다. 프로세싱 회로부 (41) 는 마이크로프로세서(들) 형태의 하나 또는 복수의 프로세싱 유닛들을 포함할 수도 있다. 그러나, 컴퓨팅 능력들을 가진 다른 적합한 디바이스들, 예를 들어, 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 CPLD (complex programmable logic device) 가 프로세싱 회로부 (41) 에 포함될 수 있다. 프로세싱 회로부 (41) 는 하나 또는 수개의 저장 유닛(들), 예를 들어 메모리의 데이터 스토리지 (42) 에 저장된 하나 또는 수개의 컴퓨터 프로그램(들) 또는 소프트웨어 (SW) (43) 를 실행하도록 구성된다. 저장 유닛은 본 명세서에서 논의된 바와 같이 컴퓨터 판독가능 수단으로서 간주되며, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리 또는 다른 솔리드 스테이트 메모리, 또는 하드 디스크의 형태이거나, 또는 이들의 조합일 수도 있다. 프로세싱 회로부 (41) 는 또한 필요에 따라, 데이터를 스토리지 (42) 에 저장하도록 구성될 수도 있다. 제어 시스템 (5) 은 또한 예를 들어, 제어 신호를 전기 디바이스 (10) 의 다른 부분으로 전송하여 그 부분을 제어하기 위해, 예를 들어 권선형 컴포넌트 (1) 를 통해 전류 (I) 를 제어하기 위해, 유선 또는 무선 통신 인터페이스 (44) 를 포함할 수도 있다.
제어 시스템은 예를 들어, 인쇄 센서 (23) 에 의해 측정된 온도에 기초하여 전기 디바이스 (10) 를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 측정된 온도는 권선형 전기 컴포넌트 (1) 의 수명 또는 건강을 결정하기 위해, 예를 들어 컴포넌트를 교체하거나 서비스할 시기가 될 때에 사용가능한 정보를 제공할 수도 있다. 또한, 센서 (23) 로부터의 실시간 온도 측정들은 컴포넌트 (1) 에 언지든지 적용될 수도 있는 전류 부하의 더 정확한 표시를 제공할 수도 있으며, 이는 컴포넌트의 표준의 (고정된, 예를 들어, 제조업체에 의해 지정된) 전류 정격과 상이할 수도 있다. 따라서, 온도 측정은 허용되는 최대 부하 (전류) 를 결정하는데 사용될 수도 있으며, 이 부하는 컴포넌트 (1) 의 정격보다 높을 수도 있다. 전류 이외에, 권선형 바디 (2) 에서 측정된 온도에 영향을 줄 수도 있는 다른 인자들은 전기 절연 재료 (21) 에서의 열 소산뿐만 아니라 주변 조건, 예를 들어 온도를 포함한다. 따라서, 바디 (2) 의 실시간 온도 측정을 획득하기 위한 온도 센서 (23) 의 사용은 컴포넌트의 정격에 기초한 정적 로딩보다는 상기 온도 측정에 기초한 컴포넌트 (1) 의 동적 로딩을 허용할 수도 있다. 정격 (rating) 은 보안상의 이유로 더 보수적이기 때문에, 측정된 온도가 미리 설정된 최대 온도를 초과하지 않는 시간 주기 동안 온도 측정으로 인해 컴포넌트 (1) 의 오버로딩이 가능할 수도 있다.
따라서, 제어 시스템 (5) 은 저장된 명령, 즉 SW (43) 에 의해, 적어도 하나의 센서 (23) 로부터, 실시간으로 측정된 온도를 획득하고; 그 온도가 권선형 바디 (2) 의 미리 결정된 최대 온도 미만인 것을 결정하며; 그리고 상기 결정에 응답하여, 권선형 전기 컴포넌트 (1) 에 상기 권선형 전기 컴포넌트의 전류 정격보다 높은 전류 (I) 를 적용하도록 구성될 수도 있다. 제어 시스템 (5) 은 중앙 위치되거나 또는 디바이스 (10) 로부터 일정한 거리로 분포되고, 및/또는 디바이스와 함께 위치될 수도 있다.
도 5 는 본 발명의 방법의 일 실시형태의 흐름도이다. 상기 방법은 본 명세서에서 논의된 바와 같이 전기 디바이스 (10) 에서 수행되며, 예를 들어 그 제어 시스템 (5) 에 의해, 전기 디바이스 (10) 에 포함된 권선형 전기 컴포넌트 (1) 의 제어된 오버로딩을 가능하게 하기 위해, 전기 컴포넌트 (1) 및/또는 전기 디바이스 (10) 의 다른 부분들과 함께 위치되고 및/또는 일정 거리에 위치될 수도 있다. 이 방법은 적어도 하나의 센서 (23) 로부터, 실시간으로 측정된 온도를 획득 (S1) 하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 획득 (S1) 된 온도가 권선형 바디 (2) 의 미리 결정된 최대 온도 미만인 것을 결정 (S2) 하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 결정 (S2) 에 응답하여, 권선형 전기 컴포넌트 (1) 에 상기 권선형 전기 컴포넌트의 전류 정격보다 높은 전류 (I) 를 적용 (S3) 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시형태들은, 본 개시의 교시들에 따라 프로그래밍된 하나 이상의 프로세서들 (41), 메모리 및/또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체들 (42) 을 포함하는, 하나 이상의 종래의 범용 또는 전문화된 디지털 컴퓨터 (5), 컴퓨팅 디바이스, 기계, 또는 마이크로프로세서를 사용하여 편리하게 구현될 수도 있다. 적절한 소프트웨어 (43) 코딩은, 소프트웨어 분야의 당업자들에게 명백할 바와 같이, 본 개시의 교시들에 기초하여 숙련된 프로그래머들에 의해 용이하게 준비될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 본 발명은 명령들 (43) 을 저장하고 있는 비일시적 저장 매체 또는 컴퓨터 판독가능 매체 (매체들) 이고/본 발명의 방법들/프로세스들 중 임의의 것을 수행하도록 컴퓨터 (5) 를 프로그래밍하는데 사용될 수 있는, 컴퓨터 프로그램 제품 (42) 을 포함한다. 저장 매체 (42) 의 예들은 플로피 디스크들, 광학 디스크들, DVD, CD-ROM들, 마이크로드라이브, 및 광-자기 디스크들, ROM들, RAM들, EPROM들, EEPROM들, DRAM들, VRAM들, 플래시 메모리 디바이스들, 자기 또는 광학 카드들, 나노시스템들 (분자 메모리 IC들을 포함함), 또는 명령들 및/또는 데이터 (43) 를 저장하는데 적합한 임의의 타입의 매체들 또는 디바이스를 포함하는 임의의 타입의 디스크를 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지는 않는다.
본 개시는 주로 몇몇 실시형태들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 당업자에 의해 쉽게 이해되는 바와 같이, 위에 개시된 것 이외의 다른 실시형태들이 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은, 본 개시의 범위 내에서 동등하게 가능하다.

Claims (15)

  1. 권선형 전기 컴포넌트 (1) 로서,
    권선형 바디 (2) 의 종축 (4) 주위에 전기 절연 재료 (21) 의 복수의 권선 층들을 포함하는 상기 권선형 바디 (2); 및
    가요성 기판 (31) 상의 인쇄 회로들 (32) 로 이루어진 적어도 하나의 인쇄 전자 센서 (23) 를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 인쇄 전자 센서의 각각은 상기 권선 층들 중 2 개 층들 사이에 인터리빙되는, 권선형 전기 컴포넌트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로들 (32) 은: 온도 감지 회로, 음향 감지 회로 및 수분 감지 회로 중 적어도 하나를 포함하는, 권선형 전기 컴포넌트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로들 (32) 은 근거리 통신망 (LAN) 또는 Wi-Fi 표준, 또는 블루투스 또는 블루투스 저에너지 (BLE) 표준에 따른 무선 통신, 또는 수동 또는 능동 무선 주파수 식별 (RFID) 태그를 위한 회로를 포함하는, 권선형 전기 컴포넌트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로들 (32) 은 상기 권선형 전기 컴포넌트가 사용될 때 형성된 전기장으로부터 전력을 생성하도록 구성된 에너지 하베스팅 회로를 포함하는, 권선형 전기 컴포넌트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 권선형 전기 컴포넌트 (1) 는 52-1100 kV 범위 내의 전압 정격을 갖는, 고전압 (HV) 애플리케이션들을 위해 구성되는, 권선형 전기 컴포넌트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 절연 재료 (21) 는 오일 함침지 (OIP) 또는 수지 함침지 (RIP), 또는 에폭시 함침지로서 종이 기반 또는 셀룰로오스 기반이거나, 또는 합성 중합체 기반인, 권선형 전기 컴포넌트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 권선형 바디 (2) 의 권선 층들의 일부 사이에 전기 전도성 포일 (24) 이 인터리빙되거나, 또는 상기 권선형 바디 (2) 의 상기 권선 층들의 일부 상에 전도성 층들이 인쇄되거나 페인팅되는, 권선형 전기 컴포넌트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성 기판 (31) 은 최대 100 ㎛, 또는 70 또는 60 ㎛ 미만의 두께를 갖는 필름인, 권선형 전기 컴포넌트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성 기판 (31) 은 상기 권선형 전기 컴포넌트 (1) 의 동작 온도에 저항성이 있는, 권선형 전기 컴포넌트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성 기판 (31) 은 플라스틱 재료인, 권선형 전기 컴포넌트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인쇄 전자 센서는 상기 종축 (4) 을 따라 상이한 축방향 및 옵션적으로 방사상의 위치들에, 복수의 인쇄 전자 센서들 (23) 을 포함하는, 권선형 전기 컴포넌트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴포넌트 (1) 는 부싱, 또는 변압기 부싱, 변압기 권선, 커패시터, 케이블 종단, 권선형 케이블, 기계 절연물 또는 계기용 변압기, 또는 HV 변압기 부싱을 포함하는, 권선형 전기 컴포넌트.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 권선형 전기 컴포넌트 (1) 를 포함하는 전기 디바이스 (10).
  14. 제 13 항에 있어서,
    프로세싱 회로부 (41) 및 상기 프로세싱 회로부에 의해 실행가능한 명령들 (43) 을 저장하는 데이터 스토리지 (42) 를 포함하는 제어 시스템 (5) 을 더 포함하며,
    이에 의해 상기 제어 시스템은,
    상기 적어도 하나의 인쇄 전자 센서 (23) 로부터, 실시간으로 측정된 온도를 획득하고;
    상기 온도가 상기 권선형 바디 (2) 의 미리 결정된 최대 온도 미만인 것을 결정하며; 그리고
    상기 결정에 응답하여, 상기 권선형 전기 컴포넌트 (1) 에 상기 권선형 전기 컴포넌트의 전류 정격보다 높은 전류 (I) 를 적용하도록
    동작가능한, 전기 디바이스.
  15. 권선형 전기 컴포넌트 (1) 의 제어된 오버로딩을 위한, 제 13 항에 기재된 전기 디바이스 (10) 의 방법으로서,
    상기 적어도 하나의 인쇄 전자 센서 (23) 로부터, 실시간으로 측정된 온도를 획득 (S1) 하는 단계;
    획득 (S1) 된 상기 온도가 상기 권선형 바디 (2) 의 미리 결정된 최대 온도 미만인 것을 결정 (S2) 하는 단계; 및
    상기 결정 (S2) 에 응답하여, 상기 권선형 전기 컴포넌트 (1) 에 상기 권선형 전기 컴포넌트의 전류 정격보다 높은 전류 (I) 를 적용 (S3) 하는 단계를 포함하는, 전기 디바이스의 방법.
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