KR102220123B1 - Airborne Partial Discharge Monitoring Unit - Google Patents

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KR102220123B1
KR102220123B1 KR1020200141544A KR20200141544A KR102220123B1 KR 102220123 B1 KR102220123 B1 KR 102220123B1 KR 1020200141544 A KR1020200141544 A KR 1020200141544A KR 20200141544 A KR20200141544 A KR 20200141544A KR 102220123 B1 KR102220123 B1 KR 102220123B1
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partial discharge
signal
discharge signal
signal detection
detection sensor
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KR1020200141544A
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이상규
김용주
김동건
이기덕
이진
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(주)오앤엠 코리아
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Abstract

The present invention relates to a device for detecting a partial discharge signal radiated in the air to minimize power consumption in a sleep mode. The device comprises: a signal detection sensor; a signal processing unit; an alarm unit; an input/output unit; a storage unit; a vibration detection sensor; a motion sensor; a power supply unit; and a control unit.

Description

공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치{Airborne Partial Discharge Monitoring Unit}Partial discharge signal detection device radiated in air {Airborne Partial Discharge Monitoring Unit}

본 발명은 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발전기 또는 전동기와 같은 고압 대용량 회전기를 포함하는 전력기기에서 발생 후 공기 중으로 방사되는 부분 방전 신호를 검출하되, 상기 발전기 또는 전동기의 외부 표면이나, 상기 발전기 또는 전동기를 보호하는 전력기기 함체의 외부 표면 등에 고정자 또는 회전자와 비접촉식으로 설치하고, 설치 표면의 형상에 유연하게 대응하도록 연질의 고분자 재질로 이루어지도록 하며, 부분 방전 신호 검출 센서의 고유 용량을 필요에 따라 선택하여 적용가능하며, 운전상태 악화가 급속히 진행되는 고압전동기 등의 사고예방을 위해 운전 중에도 설치가 가능하고, 또한 실시간 감시가 가능하도록 하는 부분 방전 신호 검출 센서를 통해 검출된 신호를 대역통과필터링 및 증폭 등을 통해 측정하고, 이상 신호시 이를 감지하여 경보하며, 현장 작업자의 움직임을 감지하여 활성 모드화하여 모니터링이 지속 가능하게 하며, 슬립 모드시 전력소모를 최소화하는 것을 특징으로 하는 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting a partial discharge signal radiated in the air, and more particularly, to detect a partial discharge signal radiated into the air after being generated in a power device including a high-pressure large-capacity rotating machine such as a generator or an electric motor. Non-contact installation with the stator or rotor on the outer surface of the motor or the outer surface of the power equipment enclosure protecting the generator or motor, and made of a soft polymer material to flexibly respond to the shape of the installation surface, partial discharge Partial discharge signal detection sensor that can be applied by selecting the intrinsic capacity of the signal detection sensor as needed, and can be installed during operation to prevent accidents such as high-voltage motors that rapidly deteriorate in operating conditions, and enables real-time monitoring. It measures the detected signal through band-pass filtering and amplification, and detects and alerts when an abnormal signal is detected, and by detecting the movement of field workers, it becomes an active mode so that monitoring can be sustained. It relates to an apparatus for detecting a partial discharge signal emitted in air, characterized in that to minimize.

발전소 고압전동기의 불시고장 시에 발전손실이 발생할 수 있으며, 이에 대비하여 일반적으로 고압전동기 정지 중 진단을 주기적(1∼2년)으로 수행하고 있으나, 운전 중 급속한 상태 악화로 전동기의 운전이 정지되는 사고에 대한 예방 대책이 부재한 실정이다. 따라서 정상 운전 시 뿐만 아니라 운전상태 악화가 급속히 진행되는 고압전동기의 사고 예방을 위하여, 운전 중 설치가 가능하고, 실시간으로 고압전동기 취약부에서 발생하는 전기적, 기계적 이상 징후를 자동 진단할 수 있는 전동기 운전상태 표시 장치에 대한 요구가 커지고 있다.Power generation loss may occur in the event of an emergency failure of the high-voltage motor of a power plant. In order to prevent this, in general, diagnosis is performed periodically (1 to 2 years) while the high-voltage motor is stopped, but the operation of the motor is stopped due to rapid deterioration during operation. There are no preventive measures for accidents. Therefore, not only during normal operation, but also to prevent accidents of high-voltage motors that rapidly deteriorate in operating conditions, it is possible to install during operation, and in real-time, the motor operation state that can automatically diagnose electrical and mechanical abnormalities occurring in vulnerable areas of high-voltage motors. There is a growing demand for display devices.

발전소 운전의 신뢰성은 주요 기기들의 신뢰성과 직접적인 영향이 있으며, 이들 주요 기기 중에서도 고압전동기에 대한 신뢰성 확보는 최우선순위이다. 통상적으로 고압전동기의 신뢰성 확보를 위해 매년 발전소 정지 점검 기간에 진단시험이 시행되고 있다. 진단시험 결과 고압전동기 운전상태의 열화 초기 징후가 발견되면 전동기 운전 강행 혹은 수리를 선택할 중대한 기로에 놓이게 된다. 이 경우 선택 가능한 수단으로 활선 진단시스템을 설치하는 것이 바람직하나, 전동기의 장시간 운전 정지가 필요한 활선 진단 수단을 설치하기는 현실적으로 어려운 형편이다.The reliability of power plant operation has a direct effect on the reliability of major devices, and among these major devices, securing reliability for high voltage motors is the top priority. In general, diagnostic tests are conducted every year during the power plant shutdown inspection period to secure the reliability of high voltage motors. As a result of the diagnostic test, if the initial signs of deterioration of the high-voltage motor operating condition are found, the motor is at a critical crossroads to force the operation or repair. In this case, it is preferable to install a live wire diagnosis system as a selectable means, but it is practically difficult to install a live wire diagnosis means that requires a long-term stoppage of the motor.

고정자 권선을 통해 전파되는 부분 방전 신호를 감지하기 위해 고전압 커플링 캐패시터 또는 고주파 전류 변압기를 통해 부분 방전을 측정하는 것이 일반적인 관례다. 예를 들어, 일부 실제 공기 중(Airborne) 기법으로는 음향 방출 활동의 측정, TEV(Transient Earth Voltage) 검출 및 UHF 신호 검출이 있다. 그리고 대형 발전기 고정자 권선에 널리 사용되는 공기 중(Airborne) 센서로는 SSC(Stator Slot Coupler)가 있고, 이를 통해 RF 노이즈 신호로부터 부분 방전 펄스를 구별하는 마이크로파 신호를 감지하곤 하였다.It is common practice to measure the partial discharge through a high voltage coupling capacitor or high-frequency current transformer to detect the partial discharge signal propagating through the stator winding. For example, some real airborne techniques include measurement of acoustic emission activity, transient earth voltage (TEV) detection, and UHF signal detection. In addition, SSC (Stator Slot Coupler) is a widely used airborne sensor for large generator stator windings, and through this, a microwave signal that distinguishes partial discharge pulses from RF noise signals has been detected.

변압기 및 개폐기 등의 기기는 전기를 공급하는 전력 설비중에서 매우 중요한 장치이지만, 운전중 발생하는 과열 및 방전, 가스발생 등에 의해 열화(劣化)가 진행되어 과부하시 폭발 등 중대사고로까지 이어질 수 있다.Devices such as transformers and switchgear are very important devices among power facilities that supply electricity, but they are deteriorated due to overheating, discharge, and gas generation during operation, which can lead to serious accidents such as explosions when overloaded.

비교적 근래에 개발된 건식 변압기(주로 에폭시 수지를 경화시켜 만든 에폭시 몰드 변압기)와 고체 절연개폐장치는 이런 고장을 예방하여 진단 보전하는 장비의 기술이 쉽지가 않아 급격한 고장을 예방할 방법이 아직 많이 미약한 편이다.Dry-type transformers (mainly epoxy molded transformers made by curing epoxy resin) and solid insulation switchgear developed in recent years are not easy to use technology to prevent such failures and maintain diagnostics. Side.

더욱 상세하게 살펴보면, 상기의 설명과 같이 철제외함으로 밀폐된 종래의 유입변압기와 개폐기는 기기내부 고장을 사전에 감지하고 분석하여 사고를 미연에 예방할 수 있는 여러 가지 기법과 장비가 개발되어 이용되어 오고 있다.In more detail, as described above, various techniques and equipment have been developed and used to prevent accidents in advance by detecting and analyzing internal failures of the conventional inflow transformers and switchgear sealed with an iron enclosure as described above. have.

이런 기기들은 내부의 절연자재가 열화되어 이상이 발생되면 그 부위에서 대부분 부분 방전(PD=Partial Discharge)이 발생되는 바, 부분 방전이 발생되면 "아크"에 의한 음파가 발생하여 절연유 또는 절연용가스(주로 SF6가스)를 통하여 철제함에 도달하면 미세한 진동과 함께 음파(초음파)가 외부벽까지 전달된다.In these devices, when an abnormality occurs due to the deterioration of the insulating material inside, most of the partial discharge (PD = Partial Discharge) occurs at that part. When a partial discharge occurs, a sound wave caused by "arc" is generated, causing insulating oil or insulating gas. When the steel box is reached through (mainly SF 6 gas), sound waves (ultrasonic waves) with minute vibrations are transmitted to the outer wall.

그러면 압전효과를 이용한 초음파센서를 외부벽에 부착시켜 음을 증폭하여 "오실로스코프" 기능을 가진 측정장치로 분석을 하면 기기내부 이상유무와 이상정도를 예상할 수 있다.Then, by attaching an ultrasonic sensor using the piezoelectric effect to the outer wall, amplifying the sound and analyzing it with a measuring device with a "oscilloscope" function, the presence or absence of an abnormality inside the device can be predicted.

그러나, 이러한 종래의 기기에 반하여, 최근에 주로 사용되는 에폭시 수지로 만든 몰드변압기와 개폐기는 이런 진동을 받아들일 수 있는 금속성 탱크가 없으므로 초음파를 이용한 부분 방전을 측정하여 분석할 수가 없다.However, in contrast to these conventional devices, mold transformers and switchgear made of epoxy resin, which are mainly used in recent years, do not have a metallic tank capable of accepting such vibrations, and thus partial discharges using ultrasonic waves cannot be measured and analyzed.

위와 같은 종래 기술들이 갖는 문제를 해결하기 위해, 국내 등록특허 제1102547호(이하 '선행문헌'이라 한다)는 전기 절연기기 열화감지센서로부터 아날로그 신호를 입력받아 고주파 신호를 패스시키고 과전압을 차단하는 고주파 필터/과전압 보호부와; 상기 고주파 필터/과전압 보호부로부터 신호를 인가받아 증폭시키는 신호증폭부와; 상기 신호증폭부로부터 인가받은 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환부와; 상기 A/D 변환부로부터 신호를 인가받아, 기 설정 신호와 비교하여 부분방전 발생여부를 판단하는 PD 분석진단부로 이루어진 것을 특징으로 하며, 열화감지센서의 경우 다수의 제 1 금속판이 일정거리 이격된 상태에서 병렬로 연결되고, 그 일단에 제 1 전극부가 형성되어 있으며, 제 2 금속판의 이격부에 제 1 금속판이 각각 삽입되고; 다수의 제 2 금속판이 일정거리 이격된 상태에서 병렬로 연결되고, 그 일단에 제 2 전극부가 형성되어 있으며, 제 1 금속판의 이격부에 제 2 금속판이 각각 삽입되는 구조로 교차 배열됨으로써, 저주파수 신호를 차단하고 고주파수 신호를 패스시켜 전기 절연기기의 부분 방전 발생 여부를 측정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하고 있으나, 상기 선행문헌은 열화감지센서를 이루는 각 전극부의 금속판들이 빗살 형태로 다수로 이루어진 상태에서 병렬화되어 정전 용량을 크게 하고자 함에 따라 구조가 복잡해지고, 이에 따르면 충격에도 쉽게 파손될 수 있는 단점이 있다. In order to solve the problems of the prior art as described above, Korean Patent No. 1102547 (hereinafter referred to as'priority literature') receives an analog signal from a deterioration detection sensor of an electrical insulator, passes a high-frequency signal, and blocks overvoltage. A filter/overvoltage protection unit; A signal amplification unit receiving and amplifying a signal from the high frequency filter/overvoltage protection unit; An A/D conversion unit converting the analog signal applied from the signal amplification unit into a digital signal; It is characterized by consisting of a PD analysis diagnosis unit that receives a signal from the A/D conversion unit and compares it with a preset signal to determine whether or not a partial discharge has occurred.In the case of a deterioration detection sensor, a plurality of first metal plates are separated by a predetermined distance. Connected in parallel in the state, the first electrode portion is formed at one end thereof, and the first metal plates are respectively inserted into the spaced portions of the second metal plates; A plurality of second metal plates are connected in parallel at a certain distance apart, a second electrode part is formed at one end, and a second metal plate is intersected in a structure in which each of the second metal plates is inserted into the spaced portion of the first metal plate. It is characterized in that it is possible to measure whether or not partial discharge of an electric insulator has occurred by blocking a high-frequency signal and passing a high-frequency signal. However, the prior document is in a state in which a plurality of metal plates of each electrode part constituting the deterioration detection sensor are formed in a comb shape. As a result of parallelization to increase the capacitance, the structure becomes complicated, and accordingly, there is a disadvantage that it can be easily damaged even by an impact.

KR 10-1102547 B1 (2011. 12. 28.)KR 10-1102547 B1 (2011.12.28.)

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 발전기 또는 전동기와 같은 고압 대용량 회전기를 포함하는 전력기기에서 발생 후 공기 중으로 방사되는 부분 방전 신호를 검출하되, 상기 발전기 또는 전동기의 외부 표면이나, 상기 발전기 또는 전동기를 보호하는 전력기기 함체의 외부 표면 등에 고정자 또는 회전자와 비접촉식으로 설치하고, 설치 표면의 형상에 유연하게 대응하도록 연질의 고분자 재질로 이루어지도록 하며, 부분 방전 신호 검출 센서의 고유 용량을 필요에 따라 선택하여 적용가능하며, 운전상태 악화가 급속히 진행되는 고압전동기 등의 사고예방을 위해 운전 중에도 설치가 가능하고, 또한 실시간 감시가 가능하도록 하는 부분 방전 신호 검출 센서를 통해 검출된 신호를 대역통과필터링 및 증폭 등을 통해 측정하고, 이상 신호시 이를 감지하여 경보하며, 현장 작업자의 움직임을 감지하여 활성 모드화하여 모니터링이 지속 가능하게 하고, 슬립 모드시 전력소모를 최소화하는 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치를 제공하고자 한다.The present invention was created to solve the problem of the prior art, and detects a partial discharge signal radiated into the air after being generated in a power device including a high-pressure large-capacity rotating machine such as a generator or electric motor. It is installed in a non-contact manner with a stator or rotor on the surface or the outer surface of the power equipment enclosure protecting the generator or motor, and made of a soft polymer material to flexibly respond to the shape of the installation surface, and a partial discharge signal detection sensor It is possible to select and apply the intrinsic capacity of the device as needed, and it can be installed during operation to prevent accidents such as high-voltage motors that rapidly deteriorate in operating conditions, and is detected through a partial discharge signal detection sensor that enables real-time monitoring. Measured through band-pass filtering and amplification, etc., detects and alerts when an abnormal signal, detects the movement of field workers and makes it an active mode for sustainable monitoring, and minimizes power consumption in sleep mode. It is an object to provide an apparatus for detecting a partial discharge signal radiated from the middle.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치는, 발전기 또는 전동기의 외부 표면이나, 또는 상기 발전기 또는 전동기를 보호하는 전력기기 함체의 외부 표면에 부착된 상태에서 공기 중으로 방사되는 부분 방전 신호를 검출하는 부분 방전 신호 검출 센서; 상기 부분 방전 신호 검출 센서로부터 검출된 신호를 필터링, 증폭 및 피크&홀드 처리하는 신호처리부; 부분 방전 신호 검출 장치에 이상이 감지될 경우, 이를 경보하는 경보부; 부분 방전 신호 검출 장치의 동작신호를 입출력하는 입출력부; 구동에 따른 전원을 공급하기 위한 전원공급부; 및 부분 방전 신호 검출 장치의 동작을 전반적으로 제어하는 제어부를 포함하며, 또한, 현장에서의 작업자 움직임을 감지하는 움직임 감지 센서가 더 구비되며, 상기 움직임 감지 센서는, 현장 작업자의 움직임을 감지하여 부분 방전 신호 검출 장치를 슬립 모드에서 활성 모드로 변환시키는 것을 특징으로 한다.The apparatus for detecting partial discharge signals radiated in the air of the present invention for solving the above problems, radiates into the air while attached to the outer surface of the generator or motor, or the outer surface of the power equipment enclosure protecting the generator or motor. A partial discharge signal detection sensor for detecting a partial discharge signal to be used; A signal processor configured to filter, amplify, and peak & hold the signal detected from the partial discharge signal detection sensor; An alarm unit for alarming when an abnormality is detected in the partial discharge signal detection device; An input/output unit for inputting and outputting an operation signal of the partial discharge signal detection device; A power supply for supplying power according to driving; And a control unit for overall controlling the operation of the partial discharge signal detection device, and further includes a motion detection sensor that detects a worker's movement in the field, and the motion detection sensor detects the movement of the field worker It is characterized in that the discharge signal detection device is converted from a sleep mode to an active mode.

또한 본 발명의 신호처리부는 대역통과필터, 증폭기 및 피크&홀드 회로를 포함하되, 상기 대역통과필터는 제1 대역통과필터와 제2 대역통과필터로 구분 구성되며, 상기 증폭기에는 일정 주기로 발생하는 외부 잡음 신호를 차단하기 위한 외부 잡음 차단 신호가 외부 잡음 신호와 함께 투입되며, 상기 부분 방전 신호는 내부 부분 방전 신호와 단말 부분 방전 신호로 구분되며, 상기 내부 부분 방전신호는 상기 제1 대역통과필터를 통해 대역통과되고, 상기 단말 부분 방전 신호는 상기 제2 대역통과필터를 통해 대역통과되며, 상기 대역통과필터, 증폭기 및 피크&홀드 회로를 포함하는 신호처리부를 통해 처리된 신호에 대해, 발전소 현장 상황에 맞는 열화등급이 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the signal processing unit of the present invention includes a band pass filter, an amplifier, and a peak & hold circuit, wherein the band pass filter is divided into a first band pass filter and a second band pass filter. An external noise blocking signal for blocking a noise signal is input together with an external noise signal, and the partial discharge signal is divided into an internal partial discharge signal and a terminal partial discharge signal, and the internal partial discharge signal uses the first bandpass filter. For a signal that is band-passed through, the terminal partial discharge signal is band-passed through the second band-pass filter, and processed through a signal processing unit including the band-pass filter, amplifier, and peak & hold circuit, the power plant site situation It is characterized in that the deterioration grade suitable for is displayed.

한편, 상기 부분 방전 신호 검출 센서는, 판 형상의 한 쌍의 외부 절연판과, 상기 외부 절연판과 동일한 크기로 이루어지며 상기 외부 절연판과 평행하되 그 내부에 형성되는 제1, 2전도체로 이루어지는 부착부 및 상기 부착부의 제1, 2도전체와 연결되는 케이블로 이루어지며, 상기 케이블은, 상기 제1, 2전도체의 어느 하나의 전도체에 연결되어 인출되는 접지선과, 상기 제1, 2전도체의 다른 하나의 전도체에 연결되어 인출되는 신호선으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the partial discharge signal detection sensor includes a pair of plate-shaped outer insulating plates, and having the same size as the outer insulating plate and parallel to the outer insulating plate, but formed of first and second conductors formed therein, and It consists of a cable connected to the first and second conductors of the attachment part, and the cable includes a ground wire connected to and drawn out of any one of the first and second conductors, and the other one of the first and second conductors. It is characterized in that it consists of a signal line that is connected to the conductor.

본 발명에 따르면, 부분 방전 신호 검출 센서를 발전기 또는 전동기를 보호하는 전력기기 함체의 외부 표면 등에 고정자 또는 회전자와 비접촉식으로 설치하되, 운전상태 악화가 급속히 진행되는 고압전동기 등의 사고예방을 위해 운전 중에도 설치가 가능하고, 또한 실시간 감시가 가능하도록 하며, 유연한 재질의 사용을 통해 외부 표면의 형상에 자유롭게 대처할 수 있는 장점이 있고, 부분 방전 신호 검출 센서의 용량을 필요에 따라 선택하여 적용이 가능하며, 부분 방전 신호 검출 센서를 통해 검출된 신호를 대역통과필터링 및 증폭 등을 통해 측정하고, 이상 신호시 이를 감지하여 경보하며, 현장 작업자의 움직임을 감지하여 활성 모드화하여 모니터링이 지속 가능하게 하며, 슬립 모드시 전력소모를 최소화하는 효과가 있다.According to the present invention, the partial discharge signal detection sensor is installed in a non-contact manner with the stator or rotor on the outer surface of the power equipment enclosure protecting the generator or motor, but is operated to prevent accidents such as high-voltage motors that rapidly deteriorate in operating conditions. It can be installed in the middle, and it enables real-time monitoring, has the advantage of being able to freely cope with the shape of the outer surface through the use of flexible materials, and it is possible to select and apply the capacity of the partial discharge signal detection sensor as needed. , The signal detected through the partial discharge signal detection sensor is measured through band-pass filtering and amplification, and when an abnormal signal is detected, it is alerted, and the movement of the field worker is detected and activated to make the monitoring sustainable. There is an effect of minimizing power consumption in sleep mode.

도 1은 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치의 구성을 블록다이아그램으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치를 이루는 부분 방전 신호 검출 센서(a)와 대역통과필터(b, c)를 나타내는 실시 예 사진.
도 3은 본 발명에 따른 주기성 외부 잡음 신호를 차단하는 방법을 나타내는 개념도.
도 4는 고정자 권선의 주 절연물에서 이루어지는 내부 부분 방전을 나타내는 모식도.
도 5는 단말 부분 방전에 의해 열화된 단말권선을 보여주는 사진.
도 6은 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치 중 부분 방전 신호 검출 센서의 단말 부분 방전 주파수 측정 분석을 나타내는 일 실시 예의 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치의 실시 예를 나타내는 사진.
도 8은 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치 중 부분 방전 신호 검출 센서의 모습을 나타내는 사시도면.
도 9는 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치에서의 부분 방전 신호 검출 센서 중 부착부의 측면을 확대도시한 도면.
도 10의 (a)는 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치 중 부분 방전 신호 검출 센서의 실제 형태, (b)는 다양한 크기로 변형가능함을 보여주는 실제 형태를 나타내는 사진.1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for detecting partial discharge signals radiated in air according to the present invention.
2 is a photograph of an embodiment showing a partial discharge signal detection sensor (a) and band pass filters (b, c) constituting the partial discharge signal detection apparatus radiated in the air according to the present invention.
3 is a conceptual diagram showing a method of blocking a periodic external noise signal according to the present invention.
Fig. 4 is a schematic diagram showing an internal partial discharge in a main insulator of a stator winding.
5 is a photograph showing a terminal winding deteriorated by a terminal partial discharge.
6 is a graph of an embodiment showing a measurement and analysis of a terminal partial discharge frequency of a partial discharge signal detection sensor among the partial discharge signal detection apparatus radiated in the air according to the present invention.
7 is a photograph showing an embodiment of an apparatus for detecting partial discharge signals radiated in air according to the present invention.
8 is a perspective view showing a state of a partial discharge signal detection sensor in the partial discharge signal detection apparatus radiated in air according to the present invention.
9 is an enlarged side view of an attachment portion of a partial discharge signal detection sensor in the partial discharge signal detection apparatus radiated in air according to the present invention.
Figure 10 (a) is a photograph showing the actual shape of the partial discharge signal detection sensor of the partial discharge signal detection device radiated in the air according to the present invention, (b) shows the actual shape that can be deformed into various sizes.

이하 첨부된 도면을 토대로 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치의 구성을 블록다이아그램으로 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치는 발전기 또는 전동기의 외부 표면이나, 또는 상기 발전기 또는 전동기를 보호하는 전력기기 함체의 외부 표면에 부착된 상태에서 공기 중으로 방사되는 부분 방전 신호를 검출하는 부분 방전 신호 검출 센서(100), 상기 부분 방전 신호 검출 센서(100)로부터 검출된 신호를 필터링, 증폭 및 피크&홀드 처리하는 신호처리부(200), 부분 방전 신호 검출 장치에 이상이 감지될 경우 이를 경보하는 경보부(300), 부분 방전 신호 검출 장치의 동작신호를 입출력하는 입출력부(400), 일정 기간에 걸쳐 이루어지는 부분 방전 검출 여부, 측정된 부분 방전값, 이상 상태 등 부분 방전 신호 검출 장치를 통해 얻어진 정보를 저장하는 저장부(500), 발전기 또는 전동기를 포함하는 전력기기로부터 발생되는 이상 진동 현상을 검출하는 진동 검출 센서(600), 현장에서의 작업자 움직임을 감지하는 움직임 감지 센서(700), 부분 방전 신호 검출 장치의 구동에 따른 전원을 공급하기 위한 전원공급부(800) 및 부분 방전 신호 검출 장치의 동작을 전반적으로 제어하는 제어부(900)를 포함하여 이루어진다.1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for detecting partial discharge signals radiated in air according to the present invention, wherein the apparatus for detecting partial discharge signals according to the present invention includes an outer surface of a generator or motor, or the generator or motor. A partial discharge signal detection sensor 100 that detects a partial discharge signal radiated into the air while attached to the outer surface of the power equipment enclosure protecting the power equipment, filtering and amplifying the signal detected from the partial discharge signal detection sensor 100 And a signal processing unit 200 for peak & hold processing, an alarm unit 300 for alarming when an abnormality is detected in the partial discharge signal detection device, an input/output unit 400 for inputting and outputting an operation signal of the partial discharge signal detection device, for a certain period of time. The storage unit 500 for storing information obtained through the partial discharge signal detection device, such as whether partial discharge is detected, measured partial discharge value, and abnormal state, and abnormal vibration phenomena generated from power equipment including generators or motors. The vibration detection sensor 600 that detects, the motion detection sensor 700 that detects the movement of a worker in the field, the power supply unit 800 for supplying power according to the driving of the partial discharge signal detection device, and the partial discharge signal detection device. It comprises a control unit 900 for overall control of the operation.

도 2는 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치를 이루는 부분 방전 신호 검출 센서(a)와 대역통과필터(b, c)를 나타내는 실시 예 사진으로서, 부분 방전 신호 검출 센서(100)는 뒤에서 상술하기로 한다.FIG. 2 is a photograph of an exemplary embodiment showing a partial discharge signal detection sensor (a) and a band pass filter (b, c) constituting the partial discharge signal detection apparatus radiated in the air according to the present invention, wherein the partial discharge signal detection sensor 100 Will be described in detail later.

본 발명의 신호처리부(200)는 대역통과필터(210), 증폭기(220) 및 피크&홀드회로(230)를 포함한다.The signal processing unit 200 of the present invention includes a bandpass filter 210, an amplifier 220, and a peak & hold circuit 230.

대역통과필터(210)는 부분 방전 신호 검출 센서(100)로부터 검출된 신호를 일정 대역의 주파수만 통과시키는 기능을 수행하며, 예를 들면, 도 2의 (b)와 (c)에서와 같은 모습으로 이루어진다.The band pass filter 210 performs a function of passing only a frequency of a certain band through the signal detected from the partial discharge signal detection sensor 100, for example, as shown in FIGS. 2(b) and (c). Consists of

즉, 본 발명의 대역통과필터(210)는 제1 대역통과필터(211)와 제2 대역통과필터(212)로 구분 구성되며, 이는 후술되는 내부 부분 방전 신호와 단말 부분 방전 신호의 주파수 대역이 각각 상이한 관계로, 이를 구분하여 대역통과시키기 위한 것으로서, 예를 들면, 제1 대역통과필터(211)는 내부 부분 방전 신호가, 제2 대역통과필터(212)는 단말 부분 방전 신호가 각각 대역통과되도록 한다. That is, the band pass filter 210 of the present invention is divided into a first band pass filter 211 and a second band pass filter 212, which is a frequency band of an internal partial discharge signal and a terminal partial discharge signal to be described later. The first band-pass filter 211 has an internal partial discharge signal, and the second band-pass filter 212 has a terminal partial discharge signal. Make it possible.

증폭기(220)는 상기 대역통과필터(210)를 통과한 신호를 일정 크기의 주파수로 증폭시키는 기능을 한다. 도 3을 통해 후술하는 바와 같이, 일정 주기로 발생하는 외부 잡음 신호를 차단하기 위한 외부 잡음 차단 신호를 증폭기(200) 투입 전에 인가함으로써, 이를 통해 증폭기(220)에는 부분 방전 신호만이 투입된 후 증폭되도록 한다. 이 때 상기 외부 잡음 차단 신호는 주기성 외부 잡음 신호와 동기화된 신호로서, 이를 통해 외부 잡음이 동기화된 외부 잡음 차단 신호에 의해 차단되면서, 부분 방전 신호만 증폭기를 통해 증폭되게 된다.The amplifier 220 functions to amplify the signal that has passed through the bandpass filter 210 to a frequency having a predetermined size. As will be described later with reference to FIG. 3, by applying an external noise blocking signal for blocking external noise signals generated at a certain period before the amplifier 200 is input, only the partial discharge signal is input to the amplifier 220 and then amplified. do. In this case, the external noise blocking signal is a signal synchronized with the periodic external noise signal, through which external noise is blocked by the synchronized external noise blocking signal, and only the partial discharge signal is amplified through the amplifier.

도 2의 (b)는 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치를 이루는 대역통과필터(210) 중 제1 대역통과필터(211)의 주파수 범위가 예를 들어 10MHz ~ 40MHz에 해당되는 것으로, (c)는 제2 대역통과필터(212)로서 70MHz ~ 150MHz에 해당되는 것으로 함으로써, 내부 부분 방전 신호와 단말 부분 방전 신호가 각각의 대역통과필터를 통해 대역통과되도록 한다.2B shows that the frequency range of the first bandpass filter 211 among the bandpass filters 210 constituting the partial discharge signal detection apparatus according to the present invention corresponds to, for example, 10MHz to 40MHz, (c ) Is a second bandpass filter 212 corresponding to 70MHz to 150MHz, so that the internal partial discharge signal and the terminal partial discharge signal are band-passed through respective bandpass filters.

또한 본 발명에 사용되는 증폭기(220)는 20 ~ 1,000MHz의 주파수 출력을 갖도록 하며, 이후 피크&홀드 회로(230)에 상기 증폭기(220) 출력을 공급함으로써, 임계값 이상으로 알람 기능을 활성화하도록 한다.In addition, the amplifier 220 used in the present invention has a frequency output of 20 ~ 1,000 MHz, and then by supplying the output of the amplifier 220 to the peak & hold circuit 230, so as to activate the alarm function above the threshold value. do.

도 3은 본 발명에 따른 주기성 외부 잡음 신호를 차단하는 방법을 나타내는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a method of blocking a periodic external noise signal according to the present invention.

일정 주기로 발생하는 외부 잡음 신호는 부분 방전 신호의 크기와 비슷하거나 때로는 부분 방전 신호보다 2 ~ 3배 정도 클 경우가 있다. 본 발명에서는 수십 ~ 수백 kHz의 주기로 발생하는 외부 잡음 신호의 주기에 동기화된 외부 잡음 차단 신호를 증폭기(220)에 주입함으로써, 주기성 외부 잡음 신호의 증폭을 차단하도록 한다. 도 3을 참조하면 주기성 외부 잡음 신호의 주기와 동기화된 외부 잡음 차단 신호를 증폭기(220)에 함께 주입하여 외부 잡음 신호가 상쇄된 상태에서 부분 방전 신호만 증폭될 수 있음을 보여주고 있으며, 이 때, 간헐적으로 발생하는 부분 방전 신호는 증폭기(220)를 통과하여도 상쇄되지 않게 된다.The external noise signal generated at a certain period is similar to the size of the partial discharge signal, or sometimes 2 to 3 times larger than the partial discharge signal. In the present invention, the amplification of the periodic external noise signal is blocked by injecting the external noise blocking signal synchronized with the period of the external noise signal generated in a period of several tens to several hundreds of kHz to the amplifier 220. Referring to FIG. 3, it is shown that only the partial discharge signal can be amplified while the external noise signal is canceled by injecting the external noise blocking signal synchronized with the period of the periodic external noise signal into the amplifier 220. , Even if the partial discharge signal that occurs intermittently passes through the amplifier 220, it is not canceled out.

주 절연물 내부의 방전과 미소 공극은 제조시 바니시나 수지 등 주 절연물을 이루는 재료의 부적절한 함침 또는 주 절연물 절연층의 박리에 의한 다른 열화과정에 의해 발생된다. 미소 공극에서 발생하는 부분 방전은 면, 마닐라 등의 보강재와 아스팔트, 바니시, 폴리에스테르, 에폭시 수지 등의 층간 결합재를 포함하는 주 절연물을 파괴하게 되며, 이러한 주 절연물의 절연재료의 파괴에 따라 슬롯 내부의 권선이 이완되게 되고, 이로 인해 동 도체에서 I2R 손실에 따라 발생하는 열의 분산이 이루어지지 못하면서 열화가 가속되게 된다. 이러한 열화를 방치하는 경우 전기 트리와 기계적 손상으로 인해 주 절연물의 절연이 파괴되게 된다.Discharges and microscopic voids in the main insulating material are caused by improper impregnation of the material constituting the main insulating material such as varnish or resin during manufacture, or other deterioration processes due to peeling of the insulating layer of the main insulating material. Partial discharge that occurs in the micropores destroys the main insulating material including reinforcing materials such as cotton and manila and interlayer binders such as asphalt, varnish, polyester, and epoxy resin. The winding of is loosened, and due to the dissipation of the heat generated by the loss of I 2 R in the copper conductor, the deterioration is accelerated. If such deterioration is left unattended, the insulation of the main insulator is destroyed due to electrical tree and mechanical damage.

고체 주 절연물의 제조공정 중에 기포가 혼입되거나 갈라진 틈이 생기거나 공극이 존재하면 고체-기체의 복합유전체를 구성하게 된다. 일반적으로 기체의 유전율은 고체의 유전율보다 작기 때문에 기체부분에는 고체부분보다 큰 전계가 가해지게 되고 기체의 절연파괴 세기는 고체보다 약하기 때문에 고체 중에 기포를 함유하는 주 절연물에 전압이 인가되면 기체부분에서 방전이 생기게 된다. 이런 종류의 방전을 내부 부분 방전 또는 보이드 방전이라 한다. 내부 부분 방전은 적어도 전극의 한쪽이 절연물이기 때문에 큰 전류는 흐르지 않아 그 자체는 미미한 방전에 지나지 않지만, 장기간에 걸쳐서 반복하여 발생할 때 고체 주 절연물에 대해 손상에 따른 열화를 초래하게 되고 결국 주 절연물의 절연파괴를 야기하게 된다.When air bubbles are mixed, cracks or voids exist during the manufacturing process of a solid main insulator, a solid-gas composite dielectric is formed. In general, since the dielectric constant of a gas is less than that of a solid, a larger electric field is applied to the gas part than that of the solid part, and the dielectric breakdown strength of the gas is weaker than that of a solid. When voltage is applied to the main insulating material containing bubbles in the solid, Discharge occurs. This kind of discharge is called internal partial discharge or void discharge. Internal partial discharge is only a minor discharge because at least one side of the electrode is an insulating material, so a large current does not flow, but when it occurs repeatedly over a long period of time, it causes deterioration due to damage to the solid main insulating material. It will cause insulation breakdown.

도 4는 고정자 권선의 주 절연물에서 이루어지는 내부 부분 방전을 나타내는 모식도로서, C1은 주 절연물 내부에 발생되는 기체 미소 공극(void)의 정전용량, C2는 C1과 직렬로 위치한 절연물의 정전용량, C3는 C1과 병렬로 위치한 절연물의 정전용량을 나타내며, 기체 미소 공극(void)에 절연내력 이상의 전위차가 발생하는 경우 부분 방전이 발생하면서 전하가 C3 -> C2 -> C1으로 이동하게 되고, 이에 따라 C1에 축적된 전하가 소멸하게 된다. 이 때 이동되는 전하량을 측정하여 내부 부분 방전 신호를 검출하게 된다.4 is a schematic diagram showing the internal partial discharge in the main insulator of the stator winding, where C 1 is the capacitance of the gas micro-void generated inside the main insulator, and C 2 is the capacitance of the insulator located in series with C 1 , C 3 represents the capacitance of the insulating material located in parallel with C 1, and when a potential difference greater than the dielectric strength occurs in the gas micro-void, a partial discharge occurs and the charge becomes C 3 -> C 2 -> C 1 As a result, the charge accumulated in C 1 disappears. At this time, an internal partial discharge signal is detected by measuring the amount of electric charge transferred.

이에 대해 단말 부분 방전은 다른 상과의 연결 지점에서 전압차로 인해 단말 권선이 열화하면서 발생되는 부분 방전을 의미하며, 이러한 단말 부분 방전은 권선 사이의 간격이나 표면처리 형태 또는 단말권선의 청결도에 의해 영향을 많이 받게 된다.On the other hand, terminal partial discharge refers to a partial discharge that occurs when the terminal winding is deteriorated due to a voltage difference at the connection point with another phase. Such terminal partial discharge is influenced by the gap between the windings, the type of surface treatment, or the cleanliness of the terminal winding. You will receive a lot.

도 5는 단말 부분 방전에 의해 열화된 단말권선을 보여주는 사진으로서, (a)는 단말권선이 오염된 모습을 나타내며 (b)는 단말 부분 방전에 의해 열화된 단말권선을 나타낸다.5 is a photograph showing a terminal winding deteriorated by a terminal partial discharge, (a) shows a state that the terminal winding is contaminated, and (b) shows a terminal winding deteriorated by a partial terminal discharge.

도 6은 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치에서의 부분 방전 신호 검출 센서(100)의 단말 부분 방전 주파수 측정 분석을 나타내는 일 실시 예의 그래프로서, 부분 방전 신호 측정의 핵심은 현장에서의 잡음 제거에 있다.6 is a graph of an embodiment showing the measurement and analysis of the terminal partial discharge frequency of the partial discharge signal detection sensor 100 in the partial discharge signal detection apparatus radiated in the air according to the present invention, the core of the partial discharge signal measurement in the field Of noise reduction.

본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 센서(100)에 따르면, 내부 부분 방전과 단말 부분 방전 각각의 신호를 검출할 수 있으며, 도 6에서와 같이, 예를 들면 내부 부분 방전 신호는 25 ~ 35MHz, 단말 부분 방전 신호는 90 ~ 120MHz 주파수 대역에서 최대의 크기로 검출될 수 있음을 알 수 있다.According to the partial discharge signal detection sensor 100 radiated in the air according to the present invention, signals of each of the internal partial discharge and the terminal partial discharge can be detected. As shown in FIG. 6, for example, the internal partial discharge signal is 25 It can be seen that the ~35MHz, terminal partial discharge signal can be detected at the maximum size in the 90 ~ 120MHz frequency band.

본 발명의 피크&홀드 회로(230)는 증폭기(220)를 통해 주기성 외부 잡음 신호가 차단된 상태에서 최대 증폭된 부분 방전 신호를 검출하게 되며, 이 때 대역통과필터(210)를 이루는 제1 대역통과필터(211)와 제2 대역통과필터(212)를 각각 통과한 후 증폭기(220)를 통해 증폭된 내부 부분 방전 신호(25 ~ 35MHz)와 단말 부분 방전 신호(90 ~ 120MHz)를 구분하여 검출하게 된다. The peak & hold circuit 230 of the present invention detects the maximum amplified partial discharge signal while the periodic external noise signal is blocked through the amplifier 220, and at this time, the first band forming the band pass filter 210 After passing through the pass filter 211 and the second band pass filter 212, respectively, the internal partial discharge signal (25 ~ 35 MHz) amplified through the amplifier 220 and the terminal partial discharge signal (90 ~ 120 MHz) are detected separately. Is done.

본 발명의 부분 방전 신호 검출 장치에 따르면, 대역통과필터(210), 증폭기(220) 및 피크&홀드 회로(230)를 포함하는 신호처리부(200)를 통해 처리된 신호에 대해, 발전소 현장 상황에 맞는 열화 등급, 예를 들면 양호, 정상, 열화 초기, 주의 및 경고 단계를 포함하는 열화 상태를 자동으로 표시하는 기능을 포함함으로써, 전동기를 포함한 전력기기의 운전상태에 따라 부분 방전 발생 위치, 발생된 부분 방전의 등급 표시 및 경고 등이 현장 맞춤형으로 자동 동작될 수 있도록 한다.According to the partial discharge signal detection apparatus of the present invention, the signal processed through the signal processing unit 200 including the bandpass filter 210, the amplifier 220, and the peak & hold circuit 230 is By including the function to automatically display the deterioration status including the appropriate deterioration class, e.g. good, normal, initial deterioration, caution and warning stages, the location of partial discharge occurrence, depending on the operating condition of the electric power equipment including the motor, The level indication and warning of partial discharge can be automatically operated according to the site.

본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치에 구비되는 경보부(300)는 경보음 발생수단 및/또는 LED 램프를 포함할 수 있으며, 부분 방전 레벨이 정해진 설정값(예를 들면, 1,000pC)을 초과할 때마다 경보를 발할 수 있도록 한다. 또한, 전원공급부(800)에서 공급되는 전력의 소모를 방지하기 위해 부분 방전 신호 검출 장치를 슬립모드로 운영하는 상태에서, 일정기간 예를 들면, 일주일을 기준으로 1회 상기 부분 방전 신호 검출 장치를 자동 구동되도록 한 상태에서, 그 결과(예를 들면, 안전: 녹색, 경계: 노란색, 경고: 빨간색)가 구분된 상태로 저장부(500)에 주기적으로 저장되도록 한다.The alarm unit 300 provided in the partial discharge signal detection apparatus according to the present invention may include an alarm sound generating means and/or an LED lamp, and the partial discharge level may exceed a predetermined set value (for example, 1,000 pC). Make sure to trigger an alarm every time. In addition, in a state in which the partial discharge signal detection device is operated in a sleep mode to prevent consumption of power supplied from the power supply unit 800, the partial discharge signal detection device is operated once for a certain period of time, for example, a week. In a state in which it is automatically driven, the results (eg, safety: green, boundary: yellow, warning: red) are periodically stored in the storage unit 500 in a separate state.

본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치의 입출력부(400)는 부분 방전 신호 검출 장치의 동작신호를 입출력하는 기능을 수행하는 것으로서, 부분 방전 신호 검출 장치에 필요한 각종 정보의 입력이 가능하도록 하며, 또한 부분 방전 신호 검출 장치를 통해 출력되는 정보가 표시되도록 한다.The input/output unit 400 of the partial discharge signal detection device according to the present invention performs a function of inputting and outputting an operation signal of the partial discharge signal detection device, and enables input of various information necessary for the partial discharge signal detection device. Information output through the partial discharge signal detection device is displayed.

본 발명에 따른 입출력부(400)로는 예를 들면, 입력과 출력이 함께 가능한 터치스크린이 포함될 수 있으며, 도 7은 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치의 실시 예를 나타내는 사진으로서, 상기 도 7을 통해 본 발명에 적용되는 입출력부(400)로 터치스크린이 사용되고 있음을 알 수 있다.The input/output unit 400 according to the present invention may include, for example, a touch screen capable of both input and output, and FIG. 7 is a photograph showing an embodiment of an apparatus for detecting partial discharge signals according to the present invention. Through it can be seen that the touch screen is used as the input/output unit 400 applied to the present invention.

부분 방전 신호 검출 장치에 필요한 각종 정보로는 예를 들면, 슬립모드 상태에서 자동으로 구동되는 기간, 경보부(300)를 구동시킬 필요가 있는 부분 방전 신호의 레벨, 슬립모드시의 구동 전류(예를 들면, 5mA 이하), 부분 방전 신호 검출 장치의 자동 구동시 해당 건강상태 분류(예를 들면, 안전, 경계, 경고, 가동중단 등) 등을 들 수 있다.Various information necessary for the partial discharge signal detection device includes, for example, a period during which the device is automatically driven in the sleep mode, the level of the partial discharge signal required to drive the alarm unit 300, and the driving current in the sleep mode (e.g. For example, 5mA or less), classification of the corresponding health status when the partial discharge signal detection device is automatically driven (eg, safety, warning, warning, shutdown, etc.).

또한 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치의 저장부(500)는, 일정 기간에 걸쳐 이루어지는 부분 방전 검출 여부, 측정된 부분 방전값, 이상 상태 등 부분 방전 신호 검출 장치를 통해 획득된 정보가 저장되도록 한다.In addition, the storage unit 500 of the partial discharge signal detection device according to the present invention stores information acquired through the partial discharge signal detection device, such as whether partial discharge is detected over a certain period, a measured partial discharge value, and an abnormal state. do.

또한 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치의 진동 검출 센서(600)는 발전기 또는 전동기를 포함하는 전력기기로부터 발생되는 이상 진동 현상을 검출하게 된다. 전동기의 진동은 주로 60Hz 또는 120Hz의 주파수 성분을 갖게 되는데, 이는 베어링 등의 기계적 이상 징후가 보이는 경우, 기본 주파수 성분의 크기가 증가하거나 전동기의 권선 및 기계적 이상 상태에 따라 고조파 성분도 추가 발생하게 된다. 이러한 이상 진동 현상이 발전기 또는 전동기를 포함한 전력기기의 단자함 전면 패널(panel)에도 전달이 되게 되는데, 본 발명에서는 상기 단자함 전면 패널의 표면에 진동 검출 센서(600)가 부착되도록 함으로써, 전동기 등의 진동의 크기가 증가하여 기계적 이상 징후가 발생하는 경우, 이에 대한 표시 및 경고가 가능하도록 한다.In addition, the vibration detection sensor 600 of the partial discharge signal detection apparatus according to the present invention detects an abnormal vibration phenomenon generated from a power device including a generator or an electric motor. The vibration of the motor mainly has a frequency component of 60Hz or 120Hz, which increases the size of the fundamental frequency component when signs of mechanical abnormalities such as bearings are seen, or additional harmonic components occur depending on the winding and mechanical abnormality of the motor. Such an abnormal vibration phenomenon is transmitted to the front panel of the terminal box of a power device including a generator or motor. In the present invention, the vibration detection sensor 600 is attached to the surface of the front panel of the terminal box, thereby vibrating the motor, etc. When a mechanical abnormality symptom occurs due to an increase in the size of, the indication and warning are made possible.

또한 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치의 움직임 감지 센서(700)는 예를 들면, 적외선 센서를 이용할 수 있으며, 현장에서의 작업자 움직임을 감지하는 기능을 수행하며, 슬립 모드에서 현장 작업자의 움직임이 감지되는 경우 제어부(900)는 부분 방전 신호 검출 장치가 곧바로 활성 모드로 변환되도록 한다.In addition, the motion detection sensor 700 of the partial discharge signal detection device according to the present invention may use, for example, an infrared sensor, performs a function of detecting the movement of a worker in the field, and the movement of the field worker in the sleep mode When detected, the controller 900 causes the partial discharge signal detection device to be immediately converted to the active mode.

본 발명의 부분 방전 신호 검출 장치는 현장에 설치되는 특성상, 전원공급부(800)의 전원이 상용전원이기 보다는 충전형태의 배터리를 사용할 가능성이 높다. 이 경우 주기적으로 배터리를 충전해야 하는 상황이 발생할 수 있으며, 충전이 여의치 않을 경우 교체를 해야만 한다. 이 경우, 배터리의 사용이 필요치 않은 상황에서는, 배터리의 사용을 최소화하는 슬립 모드 운전이 필요하다. 도 3에서 보듯이 입출력부(400)로 터치스크린이 사용되는 경우, 상기 터치스크린의 전력소모가 예를 들면, 3.5인치에서 5W로 비교적 높은 편이다.Due to the characteristics of the partial discharge signal detection apparatus of the present invention installed in the field, it is highly possible to use a rechargeable battery rather than a commercial power source for the power supply unit 800. In this case, it may be necessary to periodically charge the battery, and if charging is not possible, it must be replaced. In this case, in a situation where the use of the battery is not required, a sleep mode operation that minimizes the use of the battery is required. As shown in FIG. 3, when a touch screen is used as the input/output unit 400, the power consumption of the touch screen is relatively high, for example, from 3.5 inches to 5W.

본 발명에 따른 제어부(900)는 부분 방전 신호 검출 장치의 동작을 전반적으로 제어하는 기능을 수행하는 과정에서, 부분 방전의 신호 검출이 일정 수준 이하이거나, 현장 작업자의 움직임이 감지되지 않는 등 이상신호가 발생되지 않는 수준에서는 부분 방전 신호 검출 장치의 구동을 최소화, 즉 슬립 모드로 구동되도록 함으로써, 전원공급부(800)에서 공급되는 에너지의 소모가 최소화되도록 한다.In the process of performing a function of overall control of the operation of the partial discharge signal detection device, the control unit 900 according to the present invention provides abnormal signals such as detection of a signal of partial discharge below a certain level or no movement of a field worker. At a level where is not generated, driving of the partial discharge signal detection device is minimized, that is, in a sleep mode, so that consumption of energy supplied from the power supply unit 800 is minimized.

본 발명에서는 제어부(900)의 제어신호를 통해 부분 방전 신호 검출 장치가 슬립 모드로 동작되는 상황에서, 현장에서 작업자의 움직임이 움직임 감지 센서(700)를 통해 감지된 이후에는, 부분 방전 검출을 위한 모니터링이 이루어지도록 하며, 이 때 진동 신호 또한 감지되도록 부분 방전 신호 검출 장치가 구동되도록 한다. 본 발명에 따르면, 부분 방전의 검출 및 진동 검출시, 예를 들면 대략 90mA의 전류가 흐르게 됨에 따라 이러한 소비 전력의 소모를 최대한 줄이기 위해서도, 본 발명에서 슬립 모드의 구동이 필요하다.In the present invention, in a situation where the partial discharge signal detection device is operated in the sleep mode through the control signal of the control unit 900, after the movement of the operator in the field is detected through the motion detection sensor 700, the partial discharge detection is performed. Monitoring is performed, and the partial discharge signal detection device is driven so that vibration signals are also detected at this time. According to the present invention, when detecting partial discharge and detecting vibration, for example, when a current of approximately 90 mA flows, in order to minimize the consumption of such power consumption, driving of the sleep mode is required in the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 검출 장치의 실시 예를 나타내는 사진으로서, 터치스크린을 이용한 입출력부(400)가 구비됨과 함께 신호처리부(200) 내지 제어부(900)가 포함될 수 있으며, 상기 구성들 중 일부 구성들은 필요에 따라 부분 방전 신호 검출 장치와 신호선을 통해 별도로 외부에 연결되어 설치될 수 있다. 7 is a photograph showing an embodiment of an apparatus for detecting partial discharge radiated in the air according to the present invention. The input/output unit 400 using a touch screen is provided, and the signal processing unit 200 to the control unit 900 may be included. , Some of the above configurations may be separately connected and installed to the outside through a partial discharge signal detection device and a signal line as necessary.

도 7에서 보듯이, 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치에는 수동 점검 스위치(Check SW)가 구비될 수 있으며, 터치스크린으로 되어 있는 입출력부(400)에 부분 방전 신호의 크기, 진동 수준의 크기 등 현장에 맞는 해당 정보를 직접 입력하거나 점검할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 7, the partial discharge signal detection apparatus according to the present invention may be provided with a manual check switch (Check SW), the size of the partial discharge signal and the level of vibration in the input/output unit 400 formed of a touch screen. It allows you to directly input or check the relevant information suitable for the site.

도면에 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 장치에는 측정된 데이터의 무선송수신을 위한 구성이 별도로 더 구비될 수 있으며, 이를 통해 실시간 데이터가 저장부(600)에 저장될 뿐만 아니라, 원격의 발전소 제어실 등으로 전송되어 발전기 등의 이상여부가 빠르게 조치될 수 있도록 할 수 있다.Although not shown in the drawings, the partial discharge signal detection apparatus according to the present invention may be further provided with a separate configuration for wireless transmission and reception of measured data, through which real-time data is stored in the storage unit 600 as well as remote It can be transmitted to the control room of the power plant, so that abnormalities in the generator can be quickly taken care of.

무선 송수신을 위해 예를 들면, LoRa 무선 네트워크 IoT 기반 장치들이 본 발명에 포함될 수 있다.For wireless transmission and reception, for example, LoRa wireless network IoT-based devices may be included in the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치 중 부분 방전 신호 검출 센서(100)의 모습을 나타내는 사시도면을 나타내고, 도 9는 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치에서의 부분 방전 신호 검출 센서(100) 중 부착부의 측면을 확대도시한 도면이다.8 is a perspective view showing a state of the partial discharge signal detection sensor 100 among the partial discharge signal detection apparatus radiated in the air according to the present invention, and FIG. 9 is a partial discharge signal detection apparatus radiated in air according to the present invention. It is a view showing an enlarged side of the attachment portion of the partial discharge signal detection sensor 100 in FIG.

본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 센서(100)는 크게 부착부(10)와 케이블(20)로 이루어진다.The partial discharge signal detection sensor 100 according to the present invention is largely composed of an attachment portion 10 and a cable 20.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 부착부(10)는 판 형상의 한 쌍의 외부 절연판(11, 19)과, 상기 외부 절연판(11, 19)과 동일한 크기로 이루어지며, 상기 외부 절연판(11, 19)과 평행하되 그 내부에 형성되는 제1, 2전도체(13, 17)로 이루어진다.8 and 9, the attachment portion 10 is formed of a pair of outer insulating plates 11 and 19 in a plate shape and the same size as the outer insulating plates 11 and 19, and the outer insulating plate ( It consists of first and second conductors (13, 17) parallel to 11 and 19) but formed therein.

상기 외부 절연판(11, 19)은 접착되는 부위의 형상에 따라 굴곡이 자유롭게 이루어질 수 있는 유연한 재질로 형성되도록 한다.The outer insulating plates 11 and 19 are formed of a flexible material that can be freely bent according to the shape of a portion to be bonded.

종래의 부분 방전 신호 검출 센서가 발전기 또는 전동기의 웨지와 고정자 권선 사이에 삽입되어 사용되었던 관계로, 일정 형태의 판 형상으로 이루어진 상태에서 고정자 슬롯에 위치하는 고정자 권선의 상부에 삽입되는 과정에서 특별히 유연한 재질로 형성될 필요가 없었으나, 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 센서(100)는 발전기 또는 전동기의 외부 표면이나, 상기 발전기 또는 전동기를 보호하는 전력기기 함체의 외부 표면 등에 설치되어 고정자 또는 회전자와 비접촉식으로 형성되는 관계로, 부분 방전 신호 검출 센서(100) 자체가 유연한 재질로 형성되도록 함으로써 필요에 따라 원형의 표면 또는 평면형태의 표면에 어디든 자유롭게 부착이 가능하도록 할 필요가 있고, 운전상태 악화가 급속히 진행되는 고압전동기 등의 사고예방을 위해 운전 중에도 설치가 가능할 필요가 있다.Since the conventional partial discharge signal detection sensor was inserted between the wedge of a generator or motor and the stator winding, it is particularly flexible in the process of being inserted into the upper part of the stator winding located in the stator slot in a state of a certain plate shape. Although it was not necessary to be formed of a material, the partial discharge signal detection sensor 100 according to the present invention is installed on the outer surface of a generator or motor, or an outer surface of a power equipment enclosure that protects the generator or motor to provide a stator or a rotor. Since the partial discharge signal detection sensor 100 itself is formed of a flexible material, it is necessary to freely attach it anywhere on a circular surface or a flat surface as needed, and the operation condition deteriorates. In order to prevent accidents such as high-voltage motors, which are rapidly progressing, it is necessary to be able to install them even during operation.

본 발명에서 상기 외부 절연판(11, 19)은 필요시 전력기기 함체의 외부 표면에 구비되는 특성상, 외기 환경의 변화에도 그 물리적, 화학적 특성이 최대한 유지되어야 할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 상기 외부 절연판(11, 19)은 내열성, 내한성(耐寒性)이 좋아, 예를 들면 극한의 온도범위, 즉 -100℃ ~ 260℃에서도 사용이 가능하며, 치수안정성이 좋고, 불연성(不燃性)이며, 전기 절연성도 좋은 4불화 에틸렌 수지와 같은 고분자화합물을 사용하도록 하며, 특히 광대역의 주파수내에서도 높은 전기적 특성을 가지며, 비(比)유전율이 예를 들면 Er= 1.5 ~ 2.5로서 유전탄젠트 등의 전기적 특성이 뛰어난 재질을 사용하도록 한다.In the present invention, the external insulating plates 11 and 19 are provided on the outer surface of the power equipment enclosure when necessary, so that physical and chemical characteristics need to be maintained as much as possible even when the external environment changes. Therefore, the outer insulating plates 11 and 19 according to the present invention have good heat resistance and cold resistance, for example, can be used in an extreme temperature range, that is, -100°C to 260°C, and have good dimensional stability. , Use a polymer compound such as tetrafluoride ethylene resin that is non-flammable and has good electrical insulation properties, and has high electrical properties even within a broadband frequency, and has a specific dielectric constant, for example Er = 1.5 ~ 2.5 For example, use materials with excellent electrical properties such as dielectric tangent.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 외부 절연판(11, 19)은 도면을 기준으로 부착부(10)의 상부면(11)과 하부면(19)을 이루며, 하부면(19)의 외부면에는 발전기 또는 전동기의 외부 표면 또는 전력기기 함체의 외부 표면과의 접착을 위한 접착부재(30)가 더 구비되도록 한다.Referring to FIG. 9, the outer insulating plates 11 and 19 according to the present invention form the upper surface 11 and the lower surface 19 of the attachment part 10, based on the drawing, and the outer surface of the lower surface 19 The adhesive member 30 is further provided for adhesion to the external surface of the generator or motor or the external surface of the power equipment enclosure.

상기 접착부재(30)는 예를 들면, 발전기 또는 전동기의 외부 표면 또는 전력기기의 함체의 외부 표면이 보통 철로 이루어지는 특성상 일정 자력을 갖는 자석으로 이루어질 수 있으며, 또한 외부 표면 등이 철로 이루어지지 않는 경우 상황에 따라 다른 접착부재를 사용하는 것도 가능하다.The adhesive member 30 may be formed of, for example, a magnet having a certain magnetic force due to the characteristic that the outer surface of the generator or motor or the outer surface of the enclosure of the power device is usually made of iron, and the outer surface, etc. is not made of iron. It is also possible to use other adhesive members depending on the situation.

본 발명의 외부 절연판(11, 19)이 전동기 등 외부 표면의 형상에 따라 자유롭게 굴곡이 가능한 재질을 사용하더라도, 내부에 구비되는 제1, 2전도체(13, 17)의 보호를 위해 일정 두께를 가질 필요가 있다. 즉, 상기 외부 절연판(11, 19)의 두께(t)는 전동기 등 외부 표면의 형상에 대응하여 굴곡이 가능하도록 함과 함께, 그 내부에 구비되는 제1, 2전도체(13, 17)의 절연보호를 가능하게 하는 두께의 범위로 이루어짐이 바람직하다. 이를 위해 본 발명에서는 상기 외부 절연판(11, 19)의 각각의 두께(t)가 부착부(10) 전체 두께(D) 대비 대략 1/5 ~ 1/2 배의 두께를 갖도록 한다.Even if the outer insulating plates 11 and 19 of the present invention are made of a material that can be freely bent according to the shape of the outer surface such as an electric motor, they have a certain thickness to protect the first and second conductors 13 and 17 provided therein. There is a need. That is, the thickness (t) of the outer insulating plates 11 and 19 enables bending in accordance with the shape of an outer surface such as an electric motor, and insulation of the first and second conductors 13 and 17 provided therein. It is preferred to be made in a range of thicknesses that enable protection. To this end, in the present invention, the thickness t of each of the outer insulating plates 11 and 19 is approximately 1/5 to 1/2 times the total thickness D of the attachment part 10.

상기 외부 절연판(11, 19)의 각각의 두께(t)가 부착부(10) 전체 두께(D)에 비해 1/5배 미만으로 형성되는 경우, 굴곡이 더욱 자유로울 수 있는 반면 두께가 얇아 내부에 구비된 제1, 2전도체(13, 17)의 절연보호 등이 미흡한 문제가 있다. 한편, 상기 외부 절연판(11, 19) 각각의 두께(t)가 부착부(10) 전체 두께(D)에 비해 1/2배를 초과하여 형성되는 경우, 내부에 구비된 제1, 2전도체(13, 17)의 절연보호 등은 향상되나, 예를 들면 전동기 등의 외부 표면 곡률이 작을 경우 해당 곡률에 대응하지 못해 부착이 쉽지 않는 문제가 있고 재질의 다량 사용으로 경제성이 저하되는 문제가 있다.When the thickness t of each of the outer insulating plates 11 and 19 is less than 1/5 times the total thickness D of the attachment part 10, the bending may be more free, while the thickness is thin. There is a problem that insulation protection of the provided first and second conductors 13 and 17 is insufficient. On the other hand, when the thickness (t) of each of the external insulating plates 11 and 19 exceeds 1/2 times the total thickness D of the attachment part 10, the first and second conductors ( Although the insulation protection of 13 and 17) is improved, for example, when the curvature of the outer surface of an electric motor is small, there is a problem that it is not easy to attach because it cannot cope with the curvature, and economical efficiency is deteriorated due to the use of a large amount of materials.

본 발명의 케이블(20)은 도 8에서 보이는 바와 같이, 제1, 2전도체(13, 17)의 어느 하나의 전도체에 연결되어 인출되는 접지선(21)과, 상기 제1, 2전도체(13, 17)의 다른 하나의 전도체에 연결되어 인출되는 신호선(23)으로 이루어진다. 도 8에서는 제1전도체(13)에 접지선(21)이, 제2전도체(17)에 신호선(23)이 연결되는 것으로 도시되었으나, 도시를 위한 실시 예일뿐 그 반대도 무방하다.As shown in FIG. 8, the cable 20 of the present invention includes a ground wire 21 connected to and drawn out of any one of the first and second conductors 13, 17, and the first and second conductors 13, It consists of a signal line 23 connected to and drawn out of the other conductor of 17). In FIG. 8, it is illustrated that the ground line 21 is connected to the first conductor 13 and the signal line 23 is connected to the second conductor 17, but it is only an exemplary embodiment for illustration and vice versa.

상기 제1, 2전도체(13, 17)는 전기의 도전이 가능한 구리 등으로 판 형태로 이루어지며, 상기 신호선은 부분 방전을 측정하는 외부 장치로 연결되어 검출된 부분 방전 신호가 측정되도록 한다.The first and second conductors 13 and 17 are formed in a plate shape of copper capable of conducting electricity, and the signal line is connected to an external device for measuring partial discharge so that the detected partial discharge signal is measured.

도 10(b)는 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 검출 장치에서의 부분 방전 신호 검출 센서(100)가 다양한 크기로 변형가능함을 보여주는 실시 예 사진으로서, 부착부(10)의 두께(D)가 일정하게 고정된 상태에서 부착부(10), 특히 제1, 2전도체(13, 17)의 면적을 조절하여 커패시턴스값을 다양한 범위로 조정함으로써, 부분 방전 검출 대상이 되는 전력기기의 용량에 맞게 제작이 가능하게 되며, 이를 통해 주파수 응답을 조정하여 환경 RF 노이즈를 방지할 수 있는 장점이 있다.10(b) is an embodiment photograph showing that the partial discharge signal detection sensor 100 in the partial discharge detection apparatus radiated in the air according to the present invention can be deformed into various sizes, the thickness of the attachment part 10 (D ) Is fixed in a constant state, by adjusting the area of the attachment part 10, especially the first and second conductors 13, 17 to adjust the capacitance value to a wide range, so that the capacity of the power equipment subject to partial discharge detection It can be manufactured accordingly, and there is an advantage in that it can prevent environmental RF noise by adjusting the frequency response through this.

즉, 도 9에서 보듯이, 부착부(10)를 이루는 구성들이 일정 두께를 갖는 상태로 상호 결합된 상태에서, 상기 부착부(10)의 면적을 변화시킴으로써 전동기를 포함한 전력기기의 용량에 맞게 커패시턴스 용량을 다양하게 변화시킬 수 있게 된다.That is, as shown in FIG. 9, in a state in which the components constituting the attachment portion 10 are coupled to each other in a state having a certain thickness, the capacitance of the attachment portion 10 is changed according to the capacity of the power device including the electric motor. The capacity can be varied in various ways.

부착부(10)의 제1, 2전도체(13, 17) 내부에는 간격유지부재(15)가 구비된다. 상기 간격유지부재(15)는 커패시턴스 용량을 향상시키기 위해 일정 크기의 유전율을 갖는 재료를 사용하는 것이 좋다. 간격유지부재(15)를 별도로 사용하지 않고 공기를 채워 이용하는 경우, 유전율이 낮아 커패시턴스 용량을 증가시키기 위해서는 제1, 2전도체(13, 17)의 면적을 넓혀야 하나, 면적을 무한정 넓혀야 하는 부담을 덜기 위해 일정 유전율을 가지며, 또한 제1, 2전도체(13, 17)의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 간격유지부재(15)를 구비함이 바람직하다.A gap maintaining member 15 is provided inside the first and second conductors 13 and 17 of the attachment part 10. It is preferable to use a material having a dielectric constant of a certain size in order to improve the capacitance capacity of the gap maintaining member 15. In the case of filling air without using the gap maintaining member 15 separately, the dielectric constant is low, so the area of the first and second conductors 13 and 17 must be increased to increase the capacitance capacity, but the burden of increasing the area indefinitely is relieved. For this reason, it is preferable to provide a gap holding member 15 that has a constant dielectric constant and can maintain a constant gap between the first and second conductors 13 and 17.

본 발명의 부착부(10)가 발전기 또는 전동기의 외부 표면 또는 전력기기 함체의 외부 표면에 다양하게 대응하도록 외부 절연판(11, 19)을 유연한 재질로 형성하는 것과 같이, 상기 간격유지부재(15) 또한 자유롭게 굴곡이 가능한 유연한 재질로 이루어지도록 하며, 비(比)유전율(Er)은 대략 1.5 ~ 2.5의 범위를 갖도록 한다.As the attachment part 10 of the present invention is formed of a flexible material such that the outer insulating plates 11 and 19 are formed of a flexible material so that the attachment part 10 variously corresponds to the outer surface of the generator or motor or the outer surface of the power equipment enclosure, the spacing member 15 In addition, it is made of a flexible material that can be bent freely, and the specific dielectric constant (Er) is in the range of approximately 1.5 to 2.5.

도 10의 (a)는 본 발명에 따른 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치 중 부분 방전 신호 검출 센서(100)의 실제 형태, (b)는 다양한 크기로 변형가능함을 보여주는 실제 형태를 나타내는 사진으로서, (a)의 부분 방전 신호 검출 센서(100, 케이블 제외)는 비(比)유전율(Er) 2.1의 유연한 재질의 고분자 화합물로 외부절연판(11, 19)과 간격유지부재(15)를 이루며, 제1, 2전도체(13, 17)는 각각 0.1mm의 두께를 갖는 것으로 하였으며, 전체 두께(D)는 3mm, 15cm*2.5cm의 면적을 갖는 직사각형 형태로서, 정전용량(Capacitance)은 대략 60pF이며, (b)에서 보듯이 다양한 용도의 요청에 따라 크기 및 정전용량(Capacitance)은 대상 전력기기에 따라 최적화될 수 있다.Figure 10 (a) is a photograph showing the actual shape of the partial discharge signal detection sensor 100 of the partial discharge signal detection device radiated in the air according to the present invention, (b) is an actual shape showing that it can be transformed into various sizes , The partial discharge signal detection sensor 100 (excluding cables) of (a) is made of a polymer compound made of a flexible material having a relative dielectric constant (Er) of 2.1, and constitutes the external insulating plates 11 and 19 and the space maintaining member 15, The first and second conductors 13 and 17 are each having a thickness of 0.1 mm, and the total thickness D is a rectangular shape having an area of 3 mm and 15 cm * 2.5 cm, and the capacitance is approximately 60 pF. As shown in (b), the size and capacitance can be optimized according to the target power equipment according to the request for various purposes.

종래 상용 TEV 센서에서는 센서의 형상 변경이 어려운 반면, 본 발명에 따른 부분 방전 신호 검출 센서는 형상 변경이 자유롭게 가능하여 검출 센서의 고유 커패시턴스 값의 크기를 선택적으로 설계할 수 있는 장점이 있으며, 부분 방전 검출 주파수 대역 또한 자유롭게 선택이 가능하기 때문에 외부 잡음을 제거하고 선택된 주파수 대역에서의 부분 방전 검출이 가능한 장점이 있다.While it is difficult to change the shape of the sensor in the conventional commercial TEV sensor, the partial discharge signal detection sensor according to the present invention has the advantage of being able to selectively design the size of the intrinsic capacitance value of the detection sensor because it is possible to change the shape freely. Since the detection frequency band can also be freely selected, external noise can be removed and partial discharge detection in the selected frequency band is possible.

도 7의 본 발명의 검출 장치를 보면, (a)는 신호처리부(200) 내지 제어부(900)를 포함하는 것으로서, (b)는 (a)의 하단에 별도로 구비되는 부분 방전 신호 검출 센서(ACP, Airborne Capacitive Probe)(100)를 나타낸다.Referring to the detection apparatus of the present invention of FIG. 7, (a) includes a signal processing unit 200 to a control unit 900, and (b) is a partial discharge signal detection sensor (ACP) separately provided at the lower end of (a). , Airborne Capacitive Probe) (100) is shown.

즉, 본 발명에 따른 검출 장치를 이루는 부분 방전 신호 검출 센서(100)가 전동기 등의 외부표면 또는 전력기기 외함의 표면의 형상에 대응하여 부착된 상태에서, 나머지 구성들이 도 7의 (a)와 같이 구성되어 상기 부분 방전 신호 검출 센서(100)의 상부에 구비될 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 부분 방전 신호 검출 센서(100)를 제외한 나머지 구성들은 현장 상황에 따라 적절한 위치에 이격되어 설치될 수 있음은 물론이다.That is, in a state in which the partial discharge signal detection sensor 100 constituting the detection device according to the present invention is attached corresponding to the shape of the outer surface of the electric motor or the outer surface of the power equipment enclosure, the remaining configurations are shown in Fig. 7(a). It can be seen that it may be configured as above and provided above the partial discharge signal detection sensor 100. However, it goes without saying that the components other than the partial discharge signal detection sensor 100 may be spaced apart and installed at an appropriate location according to the field situation.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 당업자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.In the above, for the convenience of explanation, the drawings showing the preferred embodiments and the configurations shown in the drawings have been described with reference numerals and names, but this is an embodiment according to the present invention and is As it is limited, the scope of the rights should not be interpreted, and it is extremely obvious that the simple substitution with a configuration that has the same action as a change to various predictable shapes from the description of the invention is within the range that can be changed for easy implementation by those skilled in the art. I would see it.

10 : 부착부
11, 19 : 외부 절연판 13, 17 : 제1, 2전도체
15 : 간격유지부재
20 : 케이블
21 : 접지선 23 : 신호선
30 : 접착부재
40 : 발전기 또는 전동기
100 : 부분 방전 신호 검출 센서
200 : 신호처리부
210: 대역통과필터(BPF)
211: 제1 대역통과필터 212: 제2 대역통과필터
220: 증폭기 230: 피크&홀드 회로
300 : 경보부 400 : 입출력부
500 : 저장부 600 : 진동 검출 센서
700 : 움직임 감지 센서 800 : 전원공급부
900 : 제어부10: attachment
11, 19: external insulation plate 13, 17: first, second conductor
15: gap maintaining member
20: cable
21: ground line 23: signal line
30: adhesive member
40: generator or electric motor
100: partial discharge signal detection sensor
200: signal processing unit
210: Bandpass filter (BPF)
211: first bandpass filter 212: second bandpass filter
220: amplifier 230: peak & hold circuit
300: alarm unit 400: input/output unit
500: storage unit 600: vibration detection sensor
700: motion detection sensor 800: power supply
900: control unit

Claims (6)

발전기 또는 전동기의 외부 표면이나, 또는 상기 발전기 또는 전동기를 보호하는 전력기기 함체의 외부 표면에 부착된 상태에서 공기 중으로 방사되는 부분 방전 신호를 검출하되, 원형의 표면 또는 평면형태의 설치표면의 형상에 유연하게 대응되는 재질로 이루어지는 부분 방전 신호 검출 센서(100);
상기 부분 방전 신호 검출 센서(100)로부터 검출된 신호를 필터링, 증폭 및 피크&홀드 처리하는 신호처리부(200);
부분 방전 신호 검출 장치에 이상이 감지될 경우, 이를 경보하는 경보부(300);
부분 방전 신호 검출 장치의 동작신호를 입출력하는 입출력부(400);
일정기간에 걸쳐 이루어지는 부분 방전 검출 여부, 측정된 부분 방전값, 부분 방전 신호 검출 장치를 통해 얻어진 정보를 저장하는 저장부(500);
발전기 또는 전동기를 포함하는 전력기기로부터 발생되는 이상 진동 현상을 검출하는 진동 검출 센서(600);
현장에서의 작업자 움직임을 감지하는 움직임 감지 센서(700);
구동에 따른 전원을 공급하기 위한 전원공급부(800); 및
부분 방전 신호 검출 장치의 동작을 전반적으로 제어하는 제어부(900);
를 포함하여 이루어지며,
상기 신호처리부(200)는,
대역통과필터(210), 증폭기(220) 및 피크&홀드 회로(230)를 포함하며,
상기 대역통과필터(210)는,
제1 대역통과필터(211)와 제2 대역통과필터(212)로 구분 구성되며,
상기 증폭기(220)에는,
일정 주기로 발생하는 외부 잡음 신호를 차단하기 위한 외부 잡음 차단 신호가 외부 잡음 신호와 함께 투입되되,
외부 잡음 신호의 주기에 동기화된 외부 잡음 차단 신호를 통해, 상기 외부 잡음 신호가 상쇄된 상태에서 부분 방전 신호만 상기 증폭기(220)를 통해 증폭되며,
상기 제어부(900)는,
부분 방전의 신호 검출이 일정 수준 이하이거나 이상신호가 발생되지 않는 경우, 슬립 모드로 구동되도록 하되,
슬립 모드에서 상기 움직임 감지 센서(700)에 의해 현장 작업자의 움직임이 감지되는 경우, 활성 모드로 변환되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치.
Detects partial discharge signals radiated into the air while attached to the outer surface of the generator or motor, or the outer surface of the power equipment enclosure protecting the generator or motor, but in the shape of a circular or planar installation surface. A partial discharge signal detection sensor 100 made of a material that corresponds flexibly;
A signal processing unit 200 for filtering, amplifying, and peak & hold processing of the signal detected from the partial discharge signal detection sensor 100;
When an abnormality is detected in the partial discharge signal detection device, an alarm unit 300 for alarming it;
An input/output unit 400 for inputting and outputting an operation signal of the partial discharge signal detection device;
A storage unit 500 for storing information obtained through the detection of partial discharge over a period of time, the measured partial discharge value, and the partial discharge signal detection device;
A vibration detection sensor 600 for detecting an abnormal vibration phenomenon generated from an electric power device including a generator or an electric motor;
A motion detection sensor 700 for detecting a worker's movement in the field;
A power supply unit 800 for supplying power according to driving; And
A control unit 900 for overall controlling the operation of the partial discharge signal detection device;
It is made including,
The signal processing unit 200,
It includes a band pass filter 210, an amplifier 220 and a peak & hold circuit 230,
The bandpass filter 210,
It is divided into a first band pass filter 211 and a second band pass filter 212,
In the amplifier 220,
An external noise blocking signal to block an external noise signal generated at a certain period is injected together with the external noise signal,
Only the partial discharge signal is amplified through the amplifier 220 in a state in which the external noise signal is canceled through an external noise blocking signal synchronized with the period of the external noise signal,
The control unit 900,
When the partial discharge signal detection is below a certain level or no abnormal signal is generated, the drive is made in sleep mode,
Partial discharge signal detection device radiated in the air, characterized in that when the movement of the field worker is detected by the motion detection sensor 700 in the sleep mode, it is converted into an active mode.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 부분 방전 신호는,
내부 부분 방전 신호와 단말 부분 방전 신호로 구분되며,
상기 내부 부분 방전신호는 상기 제1 대역통과필터(211)를 통해 대역통과되고,
상기 단말 부분 방전 신호는 상기 제2 대역통과필터(212)를 통해 대역통과되는 것을 특징으로 하는 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치.
The method according to claim 1,
The partial discharge signal,
It is divided into internal partial discharge signal and terminal partial discharge signal,
The internal partial discharge signal is band-passed through the first band-pass filter 211,
The terminal partial discharge signal is band-passed through the second band-pass filter (212).
 청구항 5에 있어서,
상기 대역통과필터(210), 증폭기(220) 및 피크&홀드 회로(230)를 포함하는 신호처리부(200)를 통해 처리된 신호에 대해, 발전소 현장 상황에 맞는 열화등급이 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기 중 방사되는 부분 방전 신호 검출 장치.The method of claim 5,
For the signal processed through the signal processing unit 200 including the bandpass filter 210, the amplifier 220, and the peak & hold circuit 230, the degradation level suitable for the power plant site situation is displayed. A device for detecting partial discharge signals radiated in the air.
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