KR102244716B1 - 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치에 관한 것으로, 부분방전 신호를 감지하는 부분방전 감지부, 부분방전 감지부를 통해 감지되는 부분방전 신호 중 미리 설정된 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출하고, 기준 대역에 속하는 부분방전 신호의 종류별로 패턴을 분석하여 부분방전을 진단하는 부분방전 신호 분석부 및 부분방전 신호 분석부를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하여 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출하는 군속도 분석부를 포함한다.
Description
본 발명은 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부분방전 신호를 분석하는 다양한 기능들을 연동하여 보다 정확하게 부분방전을 진단하고 부분방전의 발생 위치를 검출할 수 있는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
발전소나 변전소 등의 전력설비는 발전기(Generator), 가스절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear), 가스절연 변압기(Gas Insulated Transformer), 유입변압기(Oil Immersed Transformer) 등 다양한 전력기기를 포함한다.
이러한 전력기기에는 높은 전류가 흐르기 때문에 전력기기 고장의 전조로서 부분방전(Partial Discharge)이 발생한다.
부분방전이란 고체 절연물의 공극, 액체 절연물의 기체방울, 이종 절연물의 접촉계면, 금속표면의 첨점 등의 위치에서 발생하는 불완전한 절연 파괴를 의미하는 것으로 일종의 방전 현상이다.
즉, 부분방전은 전극과 전극 사이에서 발생하는 것이 아닌 케이블과 같은 구성의 일부분에서 발생한 방전이기 때문에 육안으로 확인이 불가능하다.
전력기기에 부분방전이 발생하게 되면 절연 파괴에 도달할 가능성이 있으며 더 나아가서는 전력설비 전체의 동작이 정지될 수 있다.
따라서, 부분방전의 발생을 조기에 진단하여 적절한 조치를 취함으로써 전력기기의 고장을 예방하기 위한 부분방전의 진단 장치가 필수적으로 요구된다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 2014-0065803 호(2014.05.30.공개, 발명의 명칭 : 전력케이블용 부분방전 검출장치)가 있다.
종래의 부분방전 진단장치는 노이즈를 부분방전으로 판정하거나 실제 부분방전이 발생하였음에도 이를 감지하지 못하고 진단을 누락하는 경우가 많았다.
또한, 종래의 부분방전 위치 탐색기법은 진성 부분방전 신호가 아닌 다른 신호의 발생 위치를 부분방전의 발생 위치로 탐색하는 경우가 많았다.
그리고 이러한 부분방전에 대한 진단의 오류나 위치 탐색의 오류 발생으로 인해 전력기기가 제대로 수리되지 않아 전력기기가 급속하게 열화되거나 고장나는 경우가 많다는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 부분방전 신호를 분석하는 다양한 기능들을 연동하여 보다 정확하게 부분방전을 진단하고 부분방전의 발생 위치를 검출할 수 있는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치는 부분방전 신호를 감지하는 부분방전 감지부; 상기 부분방전 감지부를 통해 감지되는 부분방전 신호 중 미리 설정된 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출하고, 상기 기준 대역에 속하는 부분방전 신호의 종류별로 패턴을 분석하여 부분방전을 진단하는 부분방전 신호 분석부; 및 상기 부분방전 신호 분석부를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하여 상기 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출하는 군속도 분석부를 포함한다.
본 발명에서 상기 군속도 분석부는 상기 적어도 하나의 종류에 속하는 부분방전 신호의 제1모드의 군속도를 산출하고, 상기 적어도 하나의 종류에 속하는 부분방전 신호의 제2모드의 군속도를 산출하며, 상기 제1모드와 상기 제2모드의 부분방전 신호의 검출 시간, 및 상기 제1모드의 군속도와 상기 제2모드의 군속도의 차이를 반영하여 상기 부분방전의 발생 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 부분방전 감지부를 통해 감지되는 부분방전 신호에 대한 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출하고, 상기 부분방전 신호 분석부를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 주파수 영역의 주파수 특성을 분석하는 스펙트럼 분석부를 더 포함하되, 상기 군속도 분석부는 상기 스펙트럼 분석부를 통해 분석되는 주파수 영역에서의 전송모드별 군속도를 산출하여 상기 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 미리 설정된 주기로 변동되는 기준 시각을 생성하는 시각 동기화부를 더 포함하되, 상기 부분방전 신호 분석부는 상기 기준 시각에 동기되어 부분방전 신호의 종류별로 패턴을 분석하고, 상기 군속도 분석부는 상기 기준 시각에 동기되어 상기 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하며, 상기 스펙트럼 분석부는 상기 기준 시각에 동기되어 상기 주파수 특성을 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 군속도 분석부는, 상기 스펙트럼 분석부를 통해 분석되는 주파수 영역에 속하는 전송모드별 주파수 성분의 특성값들로부터 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하는 군속도 산출부; 및 상기 군속도 산출부를 통해 산출된 전송모드별 군속도의 차이에 기초하여 상기 부분방전 신호 분석부를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출하는 위치 탐색부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 군속도 분석부는, 미리 설정된 기준 속도 이상의 속도를 갖는 부분방전 신호를 추출하는 시간 필터; 상기 시간 필터를 통해 추출되는 아날로그 형태의 부분방전 신호를 샘플링하여 디지털 형태의 부분방전 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter); 및 상기 ADC를 통해 변환되는 부분방전 신호를 미리 설정된 구간별로 푸리에 변환하여 각 구간별 주파수 성분을 산출하는 푸리에 변환부를 더 포함하되, 상기 군속도 산출부는 상기 푸리에 변환부를 통해 변환되는 각 구간별 주파수 성분 중 상기 스펙트럼 분석부를 통해 분석되는 주파수 영역에 해당하는 전송모드별 군속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 스펙트럼 분석부는, 상기 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출하는 주파수 필터; 상기 주파수 필터를 통해 추출되는 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출하는 주파수 영역 추출부; 상기 주파수 영역 추출부를 통해 추출되는 주파수 영역별 신호의 피크값을 검출하는 피크 홀더; 상기 피크 홀더를 통해 출력되는 아날로그 형태의 피크값을 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 ADC; 미리 설정된 주기로 변동되는 기준 시각마다 상기 주파수 영역별 신호 추출, 피크값 검출과 디지털 신호 변환 동작을 수행하도록 상기 주파수 영역 추출부, 상기 피크 홀더와 상기 ADC를 제어하는 제어부; 및 상기 ADC를 통해 변환되는 디지털 신호의 주파수 영역 신호의 특성값을 연산하여 상기 부분방전 신호 분석부를 통해 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 주파수 영역의 주파수 특성을 분석하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 부분방전 신호 분석부는, 상기 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출하는 주파수 필터; 상기 주파수 필터를 통해 추출되는 부분방전 신호를 증폭시키는 증폭부; 상기 증폭부를 통해 증폭되는 부분방전 신호의 피크값을 검출하는 피크 홀더(Peak Holder); 상기 피크 홀더를 통해 출력되는 아날로그 형태의 피크값을 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 ADC; 미리 설정된 주기로 변동되는 기준 시각마다 상기 피크값 검출과 디지털 신호 변환 동작을 수행하도록 상기 피크 홀더와 상기 ADC를 제어하는 제어부; 및 상기 ADC를 통해 변환되는 디지털 신호의 패턴을 분석하여 부분방전을 진단하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 부분방전의 발생 여부를 진단하고 부분방전으로 진단된 신호를 통해 부분방전의 발생 위치를 검출함으로써, 부분방전의 진단 대상이 되지 않는 신호에 대해 발생 위치를 오인하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은, 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출하고 해당 주파수 영역별 주파수 특성을 분석함으로써 부분방전의 진단 결과를 보다 정확하게 검중할 수 있다.
또한 본 발명은, 부분방전을 분석하기 위한 다양한 구성의 동작이 기준 시각에 동기되어 수행되도록 함으로써 동일한 시각에 감지되는 신호를 바탕으로 정확하게 부분방전을 분석할 수 있다.
또한 본 발명은, 보다 정확하게 부분방전의 발생 여부를 진단하고 발생 위치를 검출함으로써, 전력기기의 결함에 따른 열화 및 고장을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 부분방전 신호 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 군속도 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 스펙트럼 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 부분방전 신호 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 군속도 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 스펙트럼 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 부분방전 신호 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 군속도 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치의 스펙트럼 분석부를 구체적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치는 부분방전 감지부(10), 부분방전 신호 분석부(20), 군속도 분석부(30) 및 스펙트럼 분석부(40)를 포함한다.
부분방전 감지부(10)는 다양한 전력기기에 설치되어 전력기기로부터 발생되는 부분방전 신호를 감지한다.
구체적으로 전력기기의 내부 또는 외부에에서 발생하는 부분방전의 종류는 코로나 방전(Corona Discharge), 플로팅 방전(Floating Discharge), 파티클 방전(Particle Discharge), 보이드 방전(Void Discharge) 등이 있다.
따라서 부분방전 감지부(10)는 이러한 다양한 종류의 부분방전을 감지할 수 있도록 다양한 종류의 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
일례로, 부분방전 감지부(10)는 전력기기의 내부 또는 외부에 설치되어 부분방전 발생시 나타나는 방사 전자파를 검출하는 UHF(Ultra High Frequency) 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
부분방전 신호 분석부(20)는 부분방전 감지부(10)를 통해 감지되는 부분방전 신호 중 미리 설정된 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출하고, 기준 대역에 속하는 부분방전 신호의 종류별로 패턴을 분석하여 부분방전을 진단한다.
특히, 부분방전 신호 분석부(20)는 후술하는 시각 동기화부(60)로부터 생성되는 기준 시각에 동기되어 부분방전 감지부(10)를 통해 감지되는 부분방전 신호 중, 기준 대역에 속하는 다양한 종류의 부분방전 신호를 추출한다.
즉, 전술한 바와 같이 부분방전의 종류는 코로나 방전, 플로팅 방전, 파티클 방전, 보이드 방전 등이 있는데, 본 실시예에서는 기준 대역에 속하는 다양한 부분방전 신호를 모두 추출함으로써 해당 부분방전이 발생한 위치를 검출할 수 있다.
이 때, 기준 대역은 부분방전이 발생할 수 있는 대역을 모두 포함하는 것으로 검출 대상이 되는 부분방전의 특성에 따라 다르게 설정이 가능하다.
구체적으로 부분방전 신호 분석부(20)는 주파수 필터(21), 증폭부(22), 피크 홀더(23), ADC(24), 제어부(25) 및 연산부(26)을 포함한다.
주파수 필터(21)는 분배기(50)를 통해 입력되는 부분방전 감지부(10)의 부분방전 신호로부터 상기 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출한다. 즉, 주파수 필터(21)는 부분방전 신호가 발생하지 않는 대역에 해당하는 노이즈 성분을 제거한다.
구체적으로, 주파수 필터(21)는 부분방전 신호 중 기준 대역의 최소 주파수 이하의 저주파수 대역과, 기준 대역의 최대 주파수 이상의 고주파수 대역의 부분방전 신호를 차단하고 나머지 대역의 부분방전 신호를 통과시킴으로써, 목표로 하는 기준 대역에 속하는 부분방전 신호만을 추출할 수 있다.
이러한 주파수 필터(21)의 일례로 대역 통과 필터(Band Pass Filter, BPF)가 포함될 수 있다.
이 때, 본 실시예에서 주파수 필터(21)는 전술한 다양한 종류의 부분방전 신호를 포함하는 주파수 대역인 500~1,500MHz의 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 전력기기의 주변환경에 따라 보다 넓은 대역 또는 좁은 대역의 부분방전 신호를 추출할 수 있다.
증폭부(22)는 주파수 필터(21)를 통해 추출되는 부분방전 신호를 증폭시킨다.
즉, 부분방전 감지부(10)를 통해 감지되는 신호는 일반적으로 매우 미약한 신호이기 때문에 이러한 신호를 그대로 처리하면 노이즈 영향을 많이 받게 되어 부분방전 진단의 정확도가 떨어지기 때문에 증폭부(22)는 주파수 필터(21)를 통해 추출되는 부분방전 신호를 증폭시킨다.
한편, 미약한 신호가 일반 증폭기에 의해 증폭될 경우에 능동소자인 증폭기 내부에서 발생된 노이즈에 의해 주파수 필터(21)를 통해 추출되는 신호가 심하게 변형될 수 있다.
따라서 본 실시예에서 증폭부(22)는 미약한 신호를 증폭하기 위한 용도의 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 증폭부(22)는 일정한 증폭률로 부분방전 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기 뿐만 아니라 후술하는 제어부(25)의 제어에 따라 변동되는 증폭률로 부분방전 신호를 증폭하는 가변 증폭기를 포함할 수 있다.
이 때, 제어부(25)는 연산부(26)로부터 출력되는 신호의 평균 크기를 반영하여 증폭률을 적절하게 변동시킨다.
즉, 부분방전 감지부(10)를 통해 감지되는 부분방전 신호의 평균 크기는 부분방전의 종류, 부분방전의 크기, 부분방전 감지부(10)의 종류 등 여러가지 요인에 의해 일정하지 않으므로, 제어부(25)는 증폭률을 변동시켜 연산부(26)의 출력을 어느 정도 일정하게 유지할 수 있다.
피크 홀더(Peak Holder)(23)는 증폭부(22)를 통해 증폭되는 부분방전 신호의 피크값을 검출한다.
부분방전 신호는 다른 신호와 달리 파형의 상승 및 하강 시간이 수 나노 초(Nano seconds)로 매우 급격하게 변하기 때문에, 현재 사용되는 회로 소자를 이용해서는 감지되는 부분방전 신호를 용이하게 처리할 수 없다.
따라서, 본 실시예에서는 증폭되는 부분방전 신호의 피크값을 검출함으로써 후술하는 ADC(24) 등에서 부분방전 신호를 용이하게 처리할 수 있도록 한다.
특히, 본 실시예에서 피크 홀더(23)는 시각 동기화부(60)로부터 생성되는 기준 시각에 동기되어 증폭부(22)를 통해 증폭되는 부분방전 신호의 피크값을 검출하여 일정 시간 동안 홀드하여 부분방전 신호의 순시 최대값을 추출할 수 있다.
구체적으로 피크 홀더(23)는 증폭부(22)를 통해 증폭되는 부분방전 신호의 진폭축 피크값을 고정시킨 상태에서 시간축의 스케일을 확대함으로써 시간 스케일이 확대된 신호를 산출할 수 있다.
ADC(Analog to Digital Converter)(24)는 피크 홀더(23)를 통해 출력되는 아날로그 형태의 피크값을 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다.
특히, 본 실시예에서 ADC(24)는 시각 동기화부(60)로부터 생성되는 기준 시각에 동기되어 피크 홀더(23)를 통해 출력되는 아날로그 형태의 피크값을 일정한 주파수로 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다.
구체적으로 ADC(24)는 시각 동기화부(60)에서 기준 시각을 생성하는 주기에 비례하는 샘플링 주기로 아날로그 형태의 피크값을 샘플링한다.
제어부(25)는 시각 동기화부(60)를 통해 생성되는 기준 시각에 동기되어, 상기 기준 시각마다 피크값 검출과 디지털 신호 변환 동작을 수행하도록 피크 홀더(23)와 ADC(24)를 제어한다.
또한, 제어부(25)는 후술하는 연산부(26)를 통해 출력되는 부분방전 진단 결과를 군속도 분석부(30) 및 스펙트럼 분석부(40)로 전달함으로써, 부분방전으로 진단된 부분방전 신호를 기초로 부분방전의 발생 위치를 검출하고 부분방전의 진단 결과를 검증할 수 있도록 한다.
연산부(26)는 ADC(24)를 통해 출력되는 디지털 신호의 패턴을 분석하여 부분방전을 진단한다.
구체적으로 연산부(26)는 ADC(24)를 통해 출력되는 디지털 신호의 특성값들을 연산함으로써 디지털 형태의 부분방전 신호의 패턴을 분석할 수 있고, 분석되는 패턴에 기초하여 부분방전의 발생 여부와 종류를 진단할 수 있다.
이 때, ADC(24)를 통해 변환되는 디지털 신호의 특성값들에는 위상, 크기, 주기 또는 빈도 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 부분방전 신호의 패턴을 나타내기 위한 데이터는 PRPS(Phase Resolved Pulse Sequence) 데이터와 PRPD(Phase Resolved Partial Discharge) 데이터를 포함한다.
PRPS 데이터는 부분방전 신호의 위상, 크기 및 주기를 변수로 부분방전 신호의 패턴을 나타내는 데이터이고, PRPD 데이터는 부분방전 신호의 위상, 크기 및 빈도를 변수로 부분방전 신호의 패턴을 나타내는 데이터이다.
특히, 부분방전은 전력기기에 공급되는 전원의 상용 주파수에 따라 반복적으로 발생되는 특성을 갖기 때문에, 연산부(26)는 PRPS 데이터와 PRPD 데이터의 위상을 가감함으로써 각 데이터의 위상이 부분방전 동기 신호의 위상에 동기되도록 할 수 있다.
이 때, 부분방전 동기 신호는 전원의 상용 주파수에 동기되어 변동되는 신호를 의미한다.
본 실시예에서 연산부(26)는 전술한 방식 이외의 다양한 방식을 통해서도 부분방전 신호의 패턴을 분석할 수 있다.
즉, 연산부(26)는 ADC(24)를 통해 변환되는 부분방전 신호의 위상, 크기, 주기 및 빈도 중 적어도 두 가지의 특성값들로 표현되는 신호의 패턴 특성과, 부분방전에 대한 기준값으로 미리 설정된 특정 종류별 부분방전 신호의 위상, 크기, 주기 및 빈도 중 적어도 두 가지의 특성값들로 표현되는 신호의 패턴 특성을 비교함으로써 부분방전의 발생 및 종류를 진단할 수 있다.
부분방전을 자동으로 진단하기 위한 대표적인 기법으로는 반복적인 학습과정을 통해 데이터에 내재되어 있는 패턴을 찾아가는 신경망(Neural network) 기법과 전문가의 식별 능력을 컴퓨터 알고리즘 형태로 구현한 퍼지(Fuzzy) 기법이 사용될 수 있을 것이다.
군속도 분석부(30)는 부분방전 신호 분석부(20)를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하여 상기 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출한다.
특히 군속도 분석부(30)는 부분방전 신호 분석부(20)의 진단에 따른 어느 하나의 종류에 속하는 부분방전 신호의 제1모드의 군속도를 산출하고, 상기 종류에 속하는 부분방전 신호의 제2모드의 군속도를 산출하며, 제1모드의 군속도와 제2모드의 군속도의 차이를 반영하여 해당 종류의 부분방전의 발생 위치를 검출한다.
구체적으로 군속도 분석부(30)는 시간 필터(31), ADC(32), 푸리에 변환부(33), 군속도 산출부(34), 위치 탐색부(35), 제어부(36) 및 연산부(37)를 포함한다.
시간 필터(31)는 미리 설정된 기준 속도 이상의 속도를 갖는 부분방전 신호를 추출한다.
즉, 전술한 바와 같이 부분방전 신호는 파형의 상승 및 하강 시간이 매우 급격하고 짧은데 반해, 노이즈 신호는 부분방전 신호에 비해 파형의 상승 및 하강 속도가 느린 차이점을 갖는다.
따라서 시간 필터(31)는 부분방전 신호로부터 노이즈 신호를 제거하기 위해서, 기준 속도보다 느린 속도를 갖는 저속의 신호를 차단하고 기준 속도 이상의 속도를 갖는 고속 신호만을 통과시킴으로써 부분방전 신호를 추출한다.
이 때, 기준 속도는 부분방전 신호의 속도를 의미하는 것으로 검출 대상이 되는 부분방전의 특성에 따라 다르게 설정이 가능하다.
구체적으로 시간 필터(31)는 분배기(50)로부터 출력되는 신호를 일정 시간의 구간별로 미분함으로써 분배기(50)로부터 출력되는 신호의 속도를 산출하고, 기준 속도 이상의 속도를 갖는 부분방전 신호를 추출할 수 있다.
본 실시예에서 군속도 분석부(30)는 부분방전 신호의 군속도를 산출하여 부분방전의 발생 위치를 검출하기 때문에, 노이즈를 제거하기 위한 필터링 과정에서 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하기 위한 정보가 유실되지 않아야 한다.
따라서, 군속도 분석부(30)의 시간 필터(31)는 주파수 기반이 아닌 부분방전 신호의 속도 기반으로 분배기(50)로부터 출력되는 신호의 노이즈를 제거한다.
ADC(32)는 시간 필터(31)를 통해 추출되는 아날로그 형태의 부분방전 신호를 샘플링하여 디지털 형태의 부분방전 신호로 변환한다.
특히, 본 실시예에서 ADC(32)는 시각 동기화부(60)로부터 생성되는 기준 시각에 동기되어 시간 필터(31)를 통해 출력되는 아날로그 형태의 부분방전 신호를 일정한 주파수로 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다.
구체적으로 ADC(32)는 시각 동기화부(60)에서 기준 시각을 생성하는 주기에 비례하는 샘플링 주기로 아날로그 형태의 부분방전 신호를 샘플링한다.
푸리에 변환부(33)는 ADC(32)를 통해 변환되는 부분방전 신호를 미리 설정된 구간별로 푸리에 변환하여 각 구간별 주파수 성분을 산출한다.
부분방전 신호는 전자파의 형태로 전력기기의 내부, 외부 또는 전력 선로를 진행하는데, 이러한 전자파는 전자기장의 특정한 분포를 갖는 다양한 전송모드들의 조합 형태로 진행한다.
구체적으로 부분방전 신호의 전송모드는 TEM(Transverse Electromagnetic) 모드, TEx(Transverse Electric)(x=1, 2, 3, 4) 모드 등이 있으며, 전송모드별로 부분방전 신호의 진행 속도가 서로 다르다.
즉, 부분방전 신호는 서로 다른 군속도를 갖는 다양한 전송모드를 갖는 전자파의 조합이라고 할 수 있는데, TEM 모드의 부분방전 신호는 광속도(C)로 진행하며, 그 이외의 모드는 아래의 수학식 1의 속도(Vg)로 진행한다.
(이 때, C는 광속도, fc는 전송모드별 차단주파수, f는 전력기기의 도착 시점에서의 전송모드별 주파수를 의미함)
이와 같이, 수학식 1의 속도로 진행하는 전송모드의 부분방전 신호는 해당 전송모드에서의 차단 주파수 이상이 되어야지만 전력기기의 내부, 외부 또는 전력 선로를 진행할 수 있다.
한편, 부분방전이 부분방전 감지부(10)로부터 거리 L 만큼 떨어진 곳에서 발생한 경우에 부분방전 감지부(10)는 부분방전 신호의 전송모드별 전자파들 중 가장 빠른 TEM 모드의 부분방전 신호를 가장 먼저 검출하고, 그 이외의 전송모드에 해당하는 부분방전 신호는 군속도가 빠른 순서대로 검출하게 된다.
서로 다른 전송모드(제1모드, 제2모드)의 부분방전 신호가 부분방전 감지부(10)에 도착한 시간을 각각 t1과 t2라 하고, 각 전송모드의 군속도를 Vg1과 Vg2라고 하면 부분방전의 발생 위치로부터 부분방전 감지부(10)까지의 거리 L은 아래의 수학식 2와 같이 연산될 수 있다.
수학식 2를 참조하면, 군속도 분석부(30)는 특정 종류에 속하는 제1모드와 제2모드의 부분방전 신호의 검출 시간, 및 제1모드의 군속도와 제2모드의 군속도의 차이를 반영하여 부분방전의 발생 위치를 검출할 수 있다.
즉, 수학식 2를 통해 부분방전의 발생 위치를 탐색하기 위해서는 각 전송모드별 부분방전 신호의 도착 시간의 차이와 각 전송모드별 군속도를 알아야 한다.
이 때, TEM 모드를 제외한 전송모드의 군속도는 주파수별로 다른 값을 갖기 때문에 각 전송모드별 부분방전 신호가 부분방전 감지부(10)에 도착할 당시의 주파수를 알아야 각 전송모드별 군속도를 연산할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서 푸리에 변환부(33)는 아래의 수학식 3과 같은 단기간 푸리에 변환(Short Term Fourier Transform)을 이용하여 각 전송모드별 도착 시간과 도착 시점에서의 주파수를 연산한다.
(이 때, S(t,f)는 파형 시간 t에서의 주파수 성분 f의 크기를 의미하고, S(f)는 주파수 f에서의 파형의 크기를 의미하고, h(τ-t)는 창함수(Window function)로서 시간축 및 주파수축의 해상도를 결정한다.
구체적으로, 단기간 푸리에 변환은 어떤 신호의 파형을 일정한 시간 단위로 분해하고, 분해된 구간을 푸리에 변환함으로써 시간 도메인과 주파수 도메인에서 신호가 분석될 수 있다.
이와 같이 푸리에 변환부(33)는 ADC(32)를 통해 변환되는 부분방전 신호를 미리 설정된 구간별로 푸리에 변환함으로써 각 구간별 주파수 성분을 산출한다.
군속도 산출부(34)는 푸리에 변환부(33)를 통해 산출되는 주파수 성분을 반영하여 전술한 수학식 1에 따라 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출한다.
위치 탐색부(35)는 군속도 산출부(34)를 통해 산출된 전송모드별 군속도의 차이에 기초하여 부분방전 신호 분석부(20)를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출한다.
구체적으로, 위치 탐색부(35)는 수학식 2와 같이, 군속도 산출부(34)를 통해 산출된 전송모드별 군속도의 차이, 및 각 전송모드의 부분방전 신호가 검출되는 시간의 차이를 반영하여 부분방전의 발생 위치를 검출한다.
제어부(36)는 시각 동기화부(60)를 통해 생성되는 기준 시각에 동기되어, 상기 기준 시각마다 디지털 신호 변환과 주파수 성분 산출 동작을 수행하도록 ADC(32)와 푸리에 변환부(33)를 제어한다.
연산부(37)는 푸리에 변환부(33)를 통해 산출되는 각 구간별 주파수 성분과 위치 탐색부(35)를 통해 검출되는 부분방전 신호의 발생 위치 정보로부터 각 전송모드별 주파수 성분의 군집 형태와 발생 위치 정보를 나타내는 군속도 데이터를 산출한다.
이와 같이 본 실시예에서는 부분방전 신호 분석부(20)를 통해 부분방전의 발생 여부를 진단하고, 군속도 분석부(30)를 통해 부분방전으로 인한 신호를 분석하여 부분방전이 발생한 위치를 구체적으로 검출함으로써, 전력기기의 열화 및 고장을 미연에 예방할 수 있다.
더불어 본 실시예에서는 다중 스펙트럼의 주파수 영역별로 부분방전의 발생 여부를 진단하는 스펙트럼 분석부(40)를 포함함으로써, 보다 다양한 조건을 바탕으로 부분방전의 발생 여부를 정확하게 진단할 수 있다.
즉, 스펙트럼 분석부(40)는 부분방전 감지부(10)를 통해 감지되는 부분방전 신호에 대한 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출하고, 부분방전 신호 분석부(20)를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 주파수 영역의 주파수 특성을 분석한다.
이와 같이, 스펙트럼 분석부(40)는 부분방전 신호 분석부(20)와 달리 기준 대역에 속하는 광대역 신호를 여러 개의 스펙트럼으로 분할하고, 각 스펙트럼의 주파수 영역에 속하는 신호만을 집중하여 분석할 수 있기 때문에 부분방전 신호 분석부(20)만으로 부분방전을 진단한 경우보다 부분방전 진단의 정확성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로 스펙트럼 분석부(40)는 주파수 필터(41), 주파수 영역 추출부(42), 피크 홀더(43), ADC(44), 제어부(45) 및 연산부(46)를 포함한다.
주파수 필터(41)는 분배기(50)를 통해 입력되는 부분방전 감지부(10)의 부분방전 신호로부터 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출한다. 즉, 주파수 필터(41)는 부분방전 신호가 발생하지 않는 대역에 해당하는 노이즈 성분을 제거한다.
구체적으로, 주파수 필터(41)는 부분방전 신호 중 기준 대역의 최소 주파수 이하의 저주파수 대역과, 기준 대역의 최대 주파수 이상의 고주파수 대역의 부분방전 신호를 차단하고 나머지 대역의 부분방전 신호를 통과시킴으로써, 목표로 하는 기준 대역에 속하는 부분방전 신호만을 추출할 수 있다.
주파수 영역 추출부(42)는 시각 동기화부(60)를 통해 생성되는 기준 시각에 동기되어 주파수 필터(41)를 통해 추출되는 부분방전 신호로부터 다중 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출한다.
주파수 필터(41)를 통해 추출되는 부분방전 신호는 광대역의 신호이기 때문에 다중 스펙트럼으로 분할될 수 있으며, 주파수 영역 추출부(42)는 VCO(Voltage Controlled Oscillator)와 PLL(Phase Locked Loop) 회로를 이용한 순차적 주파수 스캐닝 기법 등을 이용하여 각 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출할 수 있다.
피크 홀더(43)는 주파수 영역 추출부(42)를 통해 추출되는 주파수 영역별 신호의 피크값을 검출한다.
부분방전 신호는 다른 신호와 달리 파형의 상승 및 하강 시간이 수 나노 초(Nano seconds)로 매우 급격하게 변하기 때문에, 현재 사용되는 회로 소자를 이용해서는 감지되는 부분방전 신호를 용이하게 처리할 수 없다.
따라서, 본 실시예에서는 추출되는 주파수 영역별 신호의 피크값을 검출함으로써 후술하는 ADC(44) 등에서 부분방전 신호를 용이하게 처리할 수 있도록 한다.
특히, 본 실시예에서 피크 홀더(43)는 시각 동기화부(60)로부터 생성되는 기준 시각에 동기되어 주파수 영역 추출부(42)를 통해 추출되는 주파수 영역별 신호의 피크값을 검출하여 일정 시간 동안 홀드하여 주파수 영역별 신호의 순시 최대값을 추출할 수 있다.
구체적으로 피크 홀더(43)는 주파수 영역 추출부(42)를 통해 추출되는 주파수 영역별 신호의 진폭축 피크값을 고정시킨 상태에서 시간축의 스케일을 확대함으로써 시간 스케일이 확대된 신호를 산출할 수 있다.
ADC(44)는 피크 홀더(43)를 통해 출력되는 아날로그 형태의 피크값을 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다.
특히, 본 실시예에서 ADC(44)는 시각 동기화부(60)로부터 생성되는 기준 시각에 동기되어 피크 홀더(43)를 통해 출력되는 아날로그 형태의 피크값을 일정한 주파수로 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다.
구체적으로 ADC(44)는 시각 동기화부(60)에서 기준 시각을 생성하는 주기에 비례하는 샘플링 주기로 아날로그 형태의 피크값을 샘플링한다.
제어부(45)는 시각 동기화부(60)를 통해 생성되는 기준 시각에 동기되어, 상기 기준 시각마다 주파수 영역별 신호 추출, 피크값 검출과 디지털 신호 변환 동작을 수행하도록 주파수 영역 추출부(42), 피크 홀더(43) 및 ADC(44)를 제어한다.
또한, 제어부(45)는 후술하는 연산부(46)를 통해 출력되는 부분방전 진단 결과를 군속도 분석부(30)로 전달함으로써, 부분방전으로 진단된 부분방전 신호를 기초로 부분방전의 발생 위치를 검출할 수 있도록 한다.
연산부(46)는 ADC(44)를 통해 변환되는 디지털 신호의 주파수 영역 신호의 특성값들을 연산하여, 부분방전 신호 분석부(20)를 통해 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 주파수 영역의 주파수 특성을 분석한다.
구체적으로 연산부(46)는 2차원 공간의 좌표축 각각에 ADC(44)를 통해 변환되는 디지털 신호의 주파수 영역 신호의 주파수 및 크기를 할당함으로써, 해당 주파수 영역 신호의 특성을 나타내는 데이터를 산출할 수 있다.
이러한 과정을 통해서 부분방전 신호 분석부(20)를 통한 부분방전 진단에 오류가 없는 것으로 판단되면 스펙트럼 분석부(40)는 부분방전 신호의 주파수 영역을 특정하여 군속도 분석부(30)로 전달함으로써, 군속도 분석부(30)가 부분방전 신호 분석부(20)를 통해 부분방전으로 진단된 신호의 발생 위치를 검출하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 부분방전 신호 분석부(20)를 통해서 부분방전의 발생 여부를 진단할 뿐만 아니라, 스펙트럼 분석부(40)를 통해서도 부분방전의 발생 여부를 진단할 수 있다.
이하에서는, 군속도 분석부(30)가 부분방전 신호 분석부(20)와 스펙트럼 분석부(40)의 진단 결과를 모두 반영하여 부분방전의 발생 위치를 검출하는 과정을 살펴보기로 한다.
군속도 분석부(30)의 군속도 산출부(34)는 부분방전 신호 분석부(10)를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하는데, 푸리에 변환부(33)를 통해 산출되는 구간별 주파수 성분 중, 스펙트럼 분석부(40)를 통해 분석되는 주파수 영역에 속하는 전송모드별 주파수 성분의 특성값들로부터 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출한다.
마찬가지로 군속도 산출부(30)를 통해 산출된 전송모드별 군속도의 차이에 기초하여 부분방전의 발생 위치를 검출하는 위치 탐색부(35)도, 군속도 산출부(34)를 통해 산출된 전송모드별 군속도의 차이, 및 스펙트럼 분석부(40)를 통해 분석되는 주파수 영역에 속하는 전송모드별 주파수 성분이 부분방전 감지부(10)에 도착한 시간의 차이를 반영하여 부분방전의 발생 위치를 검출한다.
즉, 스펙트럼 분석부(40)를 통해서 부분방전 신호 분석부(20)의 부분방전 진단 결과를 검증한 경우에, 군속도 산출부(30)는 부분방전 신호 분석부(20)와 스펙트럼 분석부(40)를 통해 분석된 데이터를 모두 이용하여 부분방전의 발생 위치를 검출한다.
분배기(50)는 부분방전 감지부(10)를 통해 감지되는 부분방전 신호를 분배하여 부분방전 신호 분석부(20), 군속도 분석부(30) 및 스펙트럼 분석부(40)로 각각 전달한다. 이러한 분배기(50)는 RF 스플리터(Radio Frequency Splitter)로 구현될 수 있다.
시각 동기화부(60)는 부분방전 감지부(10)를 통해 동일한 시각에 감지되는 신호에 대해서, 부분방전 신호 분석부(20), 군속도 분석부(30) 및 스펙트럼 분석부(40) 각각에 의한 신호 처리가 동시에 수행되도록 하기 위해서 미리 설정된 주기로 변동되는 기준 시각을 생성한다.
더불어 본 실시예는 표시부(70)를 더 포함하여, 부분방전 신호 분석부(20), 군속도 분석부(30) 및 스펙트럼 분석부(40)를 통해 분석된 결과를 사용자가 확인하기 용이한 영상 신호로 변환하여 표시할 수 있다.
즉, 표시부(70)는 부분방전 신호 분석부(20)를 통해 분석되는 부분방전 신호의 패턴을 그래프로 표시할 수 있다. 구체적으로 표시부(70)는 부분방전 신호의 위상, 크기, 주기 및 빈도 중 두 가지 특성값을 2차원 형태로 표시하거나, 세 가지 특성값을 3차원 형태로 표시할 수 있다.
또한, 표시부(70)는 군속도 분석부(30)를 통해 검출되는 부분방전의 발생 위치를 표시하거나, 전송모드별 주파수 성분의 군집 형태를 나타내는 그래프를 표시할 수 있다.
더불어, 표시부(70)는 스펙트럼 분석부(40)를 통해 추출되는 스펙트럼의 주파수 영역별 신호의 주파수 특성을 그래프로 표시할 수 있다. 구체적으로 표시부(70)는 주파수 영역 신호의 주파수와 크기의 두 가지 특성값을 2차원 형태로 표시할 수 있다.
이 때, 표시부(70)를 통해 표시된 패턴 그래프를 부분방전 분야의 전문가가 확인하고 부분방전 신호 분석부(20) 및 스펙트럼 분석부(40)로 확인 결과를 입력함으로써, 부분방전 신호 분석부(20)와 스펙트럼 분석부(40)에서 진단한 부분방전 결과를 검토하는 것도 가능하다.
표시부(70)는 부분방전으로 진단되는 부분방전 신호를 출력할 경우에 경고 이미지 또는 경고음 등을 함께 출력할 수도 있다.
본 실시예에 따르면, 부분방전의 발생 여부를 진단하고 부분방전으로 진단된 신호를 통해 부분방전의 발생 위치를 검출함으로써, 부분방전의 진단 대상이 되지 않는 신호에 대해 발생 위치를 오인하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예는, 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출하고 해당 주파수 영역별 주파수 특성을 분석함으로써 부분방전의 진단 결과를 보다 정확하게 검중할 수 있다.
또한 본 실시예는, 부분방전을 분석하기 위한 다양한 구성의 동작이 기준 시각에 동기되어 수행되도록 함으로써 동일한 시각에 감지되는 신호를 바탕으로 정확하게 부분방전을 분석할 수 있다.
또한 본 실시예는, 보다 정확하게 부분방전의 발생 여부를 진단하고 발생 위치를 검출함으로써, 전력기기의 결함에 따른 열화 및 고장을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 부분방전 감지부 20: 부분방전 신호 분석부
21: 주파수 필터 22: 증폭부
23: 피크 홀더 24: ADC
25: 제어부 26: 연산부
30: 군속도 분석부 31: 시간 필터
32: ADC 33: 푸리에 변환부
34: 군속도 산출부 35: 위치 탐색부
36: 제어부 37: 연산부
40: 스펙트럼 분석부 41: 주파수 필터
42: 주파수 영역 추출부 43: 피크 홀더
44: ADC 45: 제어부
46: 연산부 50: 분배기
60: 시각 동기화부 70: 표시부
21: 주파수 필터 22: 증폭부
23: 피크 홀더 24: ADC
25: 제어부 26: 연산부
30: 군속도 분석부 31: 시간 필터
32: ADC 33: 푸리에 변환부
34: 군속도 산출부 35: 위치 탐색부
36: 제어부 37: 연산부
40: 스펙트럼 분석부 41: 주파수 필터
42: 주파수 영역 추출부 43: 피크 홀더
44: ADC 45: 제어부
46: 연산부 50: 분배기
60: 시각 동기화부 70: 표시부
Claims (8)
- 부분방전 신호를 감지하는 부분방전 감지부;
상기 부분방전 감지부를 통해 감지되는 부분방전 신호 중 미리 설정된 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출하고, 상기 기준 대역에 속하는 부분방전 신호의 종류별로 패턴을 분석하여 부분방전을 진단하는 부분방전 신호 분석부; 및
상기 부분방전 신호 분석부를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하여 상기 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출하는 군속도 분석부를 포함하고,
상기 부분방전 감지부를 통해 감지되는 부분방전 신호를 다중 스펙트럼으로 분할하고, 각 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출하며, 상기 부분방전 신호 분석부를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 주파수 영역의 주파수 특성을 분석하는 스펙트럼 분석부를 더 포함하되, 상기 군속도 분석부는 상기 스펙트럼 분석부를 통해 분석되는 주파수 영역에서의 전송모드별 군속도를 산출하여 상기 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 군속도 분석부는 상기 특정 종류에 속하는 부분방전 신호의 제1모드의 군속도를 산출하고, 상기 특정 종류에 속하는 부분방전 신호의 제2모드의 군속도를 산출하며, 상기 제1모드와 상기 제2모드의 부분방전 신호의 검출 시간, 및 상기 제1모드의 군속도와 상기 제2모드의 군속도의 차이를 반영하여 상기 부분방전의 발생 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
미리 설정된 주기로 변동되는 기준 시각을 생성하는 시각 동기화부를 더 포함하되, 상기 부분방전 신호 분석부는 상기 기준 시각에 동기되어 부분방전 신호의 종류별로 패턴을 분석하고, 상기 군속도 분석부는 상기 기준 시각에 동기되어 상기 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하며, 상기 스펙트럼 분석부는 상기 기준 시각에 동기되어 상기 주파수 특성을 분석하는 것을 특징으로 하는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 군속도 분석부는, 상기 스펙트럼 분석부를 통해 분석되는 주파수 영역에 속하는 전송모드별 주파수 성분의 특성값들로부터 부분방전 신호의 전송모드별 군속도를 산출하는 군속도 산출부; 및
상기 군속도 산출부를 통해 산출된 전송모드별 군속도의 차이에 기초하여 상기 부분방전 신호 분석부를 통해 부분방전으로 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전의 발생 위치를 검출하는 위치 탐색부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 군속도 분석부는, 미리 설정된 기준 속도 이상의 속도를 갖는 부분방전 신호를 추출하는 시간 필터;
상기 시간 필터를 통해 추출되는 아날로그 형태의 부분방전 신호를 샘플링하여 디지털 형태의 부분방전 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter); 및
상기 ADC를 통해 변환되는 부분방전 신호를 미리 설정된 구간별로 푸리에 변환하여 각 구간별 주파수 성분을 산출하는 푸리에 변환부를 더 포함하되, 상기 군속도 산출부는 상기 푸리에 변환부를 통해 변환되는 각 구간별 주파수 성분 중 상기 스펙트럼 분석부를 통해 분석되는 주파수 영역에 해당하는 전송모드별 군속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 스펙트럼 분석부는, 상기 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출하는 주파수 필터;
상기 주파수 필터를 통해 추출되는 스펙트럼의 주파수 영역별 신호를 추출하는 주파수 영역 추출부;
상기 주파수 영역 추출부를 통해 추출되는 주파수 영역별 신호의 피크값을 검출하는 피크 홀더;
상기 피크 홀더를 통해 출력되는 아날로그 형태의 피크값을 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 ADC;
미리 설정된 주기로 변동되는 기준 시각마다 상기 주파수 영역별 신호 추출, 피크값 검출과 디지털 신호 변환 동작을 수행하도록 상기 주파수 영역 추출부, 상기 피크 홀더와 상기 ADC를 제어하는 제어부; 및
상기 ADC를 통해 변환되는 디지털 신호의 주파수 영역 신호의 특성값을 연산하여 상기 부분방전 신호 분석부를 통해 진단된 특정 종류에 해당하는 부분방전 신호의 주파수 영역의 주파수 특성을 분석하는 연산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 부분방전 신호 분석부는, 상기 기준 대역에 속하는 부분방전 신호를 추출하는 주파수 필터;
상기 주파수 필터를 통해 추출되는 부분방전 신호를 증폭시키는 증폭부;
상기 증폭부를 통해 증폭되는 부분방전 신호의 피크값을 검출하는 피크 홀더(Peak Holder);
상기 피크 홀더를 통해 출력되는 아날로그 형태의 피크값을 샘플링하여 디지털 신호로 변환하는 ADC;
미리 설정된 주기로 변동되는 기준 시각마다 상기 피크값 검출과 디지털 신호 변환 동작을 수행하도록 상기 피크 홀더와 상기 ADC를 제어하는 제어부; 및
상기 ADC를 통해 변환되는 디지털 신호의 패턴을 분석하여 부분방전을 진단하는 연산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분방전의 패턴분석 및 위치검출 장치.
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