KR102347816B1 - 부분방전 판단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부분방전 판단 장치에 관한 것으로서, 상기 부분방전 판단 장치는 전력 설비에 각각 이격되게 장착되어 있고 부분방전을 감지하여 감지 신호를 출력하는 복수 개의 감지부 및 상기 복수 개의 감지부에서 각각 출력되는 감지신호를 서로 다른 시점에 샘플링하여 시간 축 데이터인 복수 개의 감지신호 데이터를 출력하고, 각 감지신호 데이터를 각 주파수 축 데이터인 감지신호 파형으로 변환한 후 각 감지신호 파형별로 순차적으로 적산하여 복수 개의 감지신호 적산 파형을 출력하며, 복수 개의 감지신호 파형을 하나의 감지신호 파형으로 합산한 후 순차적으로 적산하여 감지신호 합산된 적산 파형을 출력하고, 상기 각 감지신호 적산 파형과 감지신호 합산된 적산 파형에 대한 특징값과 통계 수치값을 이용하여 부분방전 상태를 판단하는 부분방전 판단 유닛을 포함한다.

Description

부분방전 판단 장치{APPARATUS FOR DETERMINING PARTIAL DISCHARGE}
본 발명은 부분방전(partial discharge) 판단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압을 생성하는 장치에서 발생하는 부분 방전의 발생 여부를 판단하는 부부방전 판단 장치에 관한 것이다.
산업이 고도화되고 해당 설비들이 대용량화 되면서 전력 소비이 급등하고 있고, 이에 따라 전력 수요 또한 크게 증가한다.
하지만 전기설비의 수명연한을 예측할 수 없어서 주기적 교환을 하고 있는 것이 현실이다.
따라서, 송전기 및 배전기 등과 같은 전력 설비 등은 고압의 전력을 송수신하는 과정에서 많은 기계적 및 전기적 스트레스가 발생하기도 하며 주변의 자연 환경의 변화로 인해, 국부적으로 부분 방전(partial discharge)이 발생하게 된다.
이러한 부분 방전이 지속적으로 또는 빈번하게 발생하는 경우, 해당 전력 설비의 성능이나 동작에 악영향을 미치게 되며, 부분 방전 시 발생하는 자기장 등으로 인해 절연 상태가 파괴되는 열화현상이 발생하여 해당 전력 설비의 기능을 정지시키며 화재나 폭발의 위험을 유발하게 된다.
대한민국 등록특허 제10-0482305호(공고일자: 2005년 04월 13일, 발명의 명칭: 변압기내 부분방전 측정용 초음파 상시 감시장치) 대한민국 등록특허 제10-1167918호(공고일자:2012년 07월 30일, 발명의 명칭: 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치) 대한민국 등록특허 제10-1791421호(공고일자:2017년 10월 31일, 발명의 명칭: 초음파 신호 검출에 의한 부분 방전 감시 진단 시스템 및 방법)
본 발명이 해결하려는 과제는 저렴한 비용으로 부분 방전을 측정하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 부분 방전 측정에 대한 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 부분방전 판단 장치는 전력 설비에 각각 이격되게 장착되어 있고 부분방전을 감지하여 감지 신호를 출력하는 복수 개의 감지부 및 상기 복수 개의 감지부에서 각각 출력되는 감지신호를 서로 다른 시점에 샘플링하여 복수 개의 감지신호 데이터를 출력하고, 각 감지신호 데이터를 각 주파수 축 데이터인 감지신호 파형으로 변환한 후 각 감지신호 파형별로 순차적으로 적산하여 복수 개의 감지신호 적산 파형을 출력하며, 복수 개의 감지신호 파형을 하나의 감지신호 파형으로 합산한 후 순차적으로 적산하여 감지신호 합산된 적산 파형을 출력하고, 상기 각 감지신호 적산 파형과 감지신호 합산된 적산 파형에 대한 특징값과 통계 수치값을 이용하여 부분방전 상태를 판단하는 부분방전 판단 유닛을 포함한다.
상기 특징값은 상기 각 감지신호 적산 파형과 감지신호 합산된 적산 파형 각각에 대한 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나일 수 있고, 상기 통계 수치값은 분산 및 표준편차 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 부분방전 판단 유닛은 상기 각 감지신호 파형의 특징값과 임계값을 이용하여 부분방전 발생 여부 및 발생한 부분방전의 세기를 판단할 수 있다.
상기 부분방전 판단 유닛은 상기 감지신호 합산된 적산 파형의 특징값을 이용하여 부분 방전 간의 시간차 및 부분 방전의 발생 방향을 판단할 수 있다.
상기 부분방전 판단 유닛은 각 감지부에 연결되어 있고, 각 감지부에서 출력되는 감지신호로 정해진 샘플링 시점에 샘플링하여 출력하는 복수 개의 샘플링부, 상기 복수 개의 샘플링부 각각과 연결되어 있고, 각 샘플링부에서 출력되는 샘플링된 감지신호 데이터를 고속 푸리에 변환하여 해당 감지신호 파형을 출력하는 복수 개의 푸리에 변환부, 상기 복수 개의 푸리에 변환부에 각각 연결되어 있고, 각 푸리에 변환부에서 출력되는 각 감지신호 파형을 각각 적산하여 각 감지신호 적산 파형을 출력하는 복수 개의 적산부, 상기 복수 개의 푸리에 변환부에 각각 연결되어 있고, 각 푸리에 변환부에서 출력되는 감지신호 파형을 하나의 감지신호 파형으로 합산한 후 적산하여 감지신호 합산된 적산 파형을 출력하는 적산부 및 상기 각 감지신호 적산 파형을 출력하는 복수 개의 적산부와 상기 감지신호 합산된 적산 파형을 출력하는 적산부와 연결되어 상기 각 감지신호 적산 파형의 특징값과 통계 수치값을 생성하고 상기 감지신호 합산된 적산 파형의 특징값과 통계 수치값을 생성하는 연산부를 포함할 수 있다.
각 감지부는 마이크, 초음파 센서 또는 가속도 센서일 수 있고, 각 감지부가 마이크일 때, 상기 마이크는 콘덴서 마이크(condenser microphone)나 멤스(MEMS, Micro Electro Mechanical System) 마이크일 수 있다.
복수 개의 감지부는 동일한 전력 설비에 위치할 수 있고, 상기 전력 설비는 전력 케이블, 변압기, CT(Current Transformer), PT(Potential Transformer) 또는 eVCT(electronic voltage and current transformer)일 수 있다.
상기 특징에 따른 부분방전 판단 장치는 상기 부분방전 판단 장치의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있다.
상기 전원부는 1차 전지, 2차 전지, CT나 PT일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 저분해능을 갖는 저가의 감지부를 복수 개를 이용하여 원하는 전력 설비에 공간 분할하여 부착한 후, 각 감지부에서 출력되는 각 감지신호의 샘플링 시각이 서로 중복되지 않고 샘플링하여, 주파수 축 데이터로 변환하여 부분 방전의 발생 여부를 판단한다.
이로 인해, 각 감지신호에 대한 분해능을 향상시켜, 정확한 부분 방전의 감지가 이루어진다.
또한, 저가의 감지부를 이용하여 부분 방전을 감지하므로, 제조 비용이 크게 절감된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 측정 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 판단 유닛의 개략적인 블럭도이다.
도 3의 (a) 내지 (e)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 복수 개의 감지부가 전력 설비에 부착되는 다양한 예를 도시한 도면이다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 판단 유닛에서 각 감지신호의 샘플링 시각 및 복수 개의 감지신호가 합산된 ?나의 감지신호에 대한 샘플링 시각을 예시적으로 도시한 파형도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 판단 장치에 따라 전력 설비에 두 개의 감지부가 장착되고 부분 방전이 발생한 예를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6의 (a)와 (b)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 판단 장치의 부분방전 판단 유닛에서 생성되는 제1 감지신호 적산 파형과 제2 감지신호 적산 파형의 한 예를 도시한 도면이다.
도 6의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 판단 장치의 부분방전 판단 유닛에서, 도 6의 (a)와 (b)에 도시한 제1 감지신호 파형과 제2 감지신호 파형을 합산한 후 적산한 감지신호 합산된 적산 파형의 한 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 판단 장치에 대해서 설명하도록 한다.
먼저, 도 1을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 부분방전 판단 장치를 설명한다.
도 1에 도시한 것처럼, 본 예의 부분방전 판단 장치는 복수 개의 감지부(11, 12), 복수 개의 감지부(11, 12)에 연결되어 신호 처리부(20) 및 신호 처리부(20)에 연결되어 있는 부분방전 판단 유닛(30), 부분방전 판단 유닛(30)에 연결되어 있는 통신부(40), 부분방전 판단 유닛(30)에 연결되어 있는 정보 출력부(50), 그리고 전원부(60)를 구비한다.
복수 개의 감지부(11, 12)는 모두 동일한 구조를 갖고 있고, 부분 방전의 발생 여부를 감지하기 위한 것이다.
이러한 복수 개의 감지부(11, 12)는 도 3에 도시한 것처럼 원형이나 다각형과 같은 다양한 단면 형상의 전력 케이블[도 3의 (a) 및 (b)]이나 변압기, CT(Current Transformer, 계기용 변류기), PT(Potential Transformer, 계기용 변압기) 또는 eVCT(electronic voltage and current transformer) 등과 같은 전력 장비[도 3의 (c) 및 (d)] 등에 각각 장착될 수 있다. 이하에서, 전력 케이블과 전력 장비는 '전력 설비(100)'라는 하나의 용어로 통칭될 수 있다.
복수 개의 감지부(11, 12)가 전력 케이블(100)에 장착되는 경우, 도 3의 (a)와 (b)에 도시한 것처럼, 해당 전력 케이블(100)의 외주연에 서로 이격되게 장착될 수 있다.
또한, 복수 개의 감지부(11, 12)가 전력 장비(100)에 장착되는 경우, 도 3의 (c), (d) 및 (e)에 도시한 것처럼, 해당 전력 장비(100)의 외주면에 서로 이격되게 장착될 수 있다.
도 3의 (a)와 (c)에는 세 개의 감지부(11-13)가 해당 전력 설비(100)에 장착되어 있고, 도 3의 (b)와 (d)에는 네 개의 감지부(11-14)가 해당 전력 설비(100)에 장착되어 있다.
도 3의 (e)에는 전력 설비(100)의 한 종류인 CT나 PT에 4개의 감지부(11-14)가 장착되어 있다.
도 3의 (e)에서 가운데 구멍(H100)은 전력 케이블이 삽입되어 관통하는 부분이고, CT나 PT는 해당 구멍에 전력 케이블의 삽입을 용이하게 하기 위한 몸체가 분할될 수 있다.
본 예에서는 설명의 편리성을 위해서, 두 개의 감지부(11, 12)를 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 3개 이상의 감지부가 해당 전력 설비에 부착되어 부분 방전 여부를 감지할 수 있다. 이때, 전력 설비에 장착되는 감지부의 개수가 증가할수록 부분 방전의 측정에 대한 정밀도는 더욱 향상된다.
본 예에서, 각 감지부(11, 12)는 장착된 전력 설비의 고장 등으로 인해 해당 부위에서 부분 방전이 발생할 때, 발생된 부분 방전으로 인해 발생하는 특정 주파수의 진동, 음파 및 초음파 중 적어도 하나를 감지하여 감지신호(SI11, SI12)로서 출력한다.본 예에서, 각 감지부(11, 12)는 컨덴서 마이크(condenser microphone)나 멤스(MEMS, Micro Electro Mechanical System) 마이크와 같은 마이크, 초음파를 감지하는 초음파 센서 또는 가속도 센서일 수 있다.
또한, 각 감지부(11, 12)는 부분 방전 시 발생하는 특정 주파수의 소리를 좀 더 효율적으로 집음하기 위해, 나팔(horn) 형상을 가질 수 있다.
이러한 각 감지부(11, 12)는 해당 전력 설비에 장착 시 감지신호(SI11, SI12)의 파형이 유사하게 나오는 부분과 부분 방전의 발생이 다른 부분보다 잘 발생하는 부분 중 적어도 하나에 장착될 수 있고, 정해진 거리만큼 서로 이격되게 위치할 수 있다.
따라서, 각 감지부(11, 12)는 부분 방전 시 발생하는 특정 주파수의 감지가 용이한 위치에 장착될 수 있다.
예를 들어, 전력 설비(100)가 하나의 전력 케이블인 경우, 해다 케이블의 단부, 즉 다른 전력 케이블과의 결합이 이루어지는 접합부에 복수 개의 감지부(11, 12)가 이격되게 위치할 수 있다.
또한, 전력 설비(100)가 하나의 CT나 PT인 경우, 부분 방전을 주로 그 내부에 장착된 전력 케이블에서 많이 발생되므로, 복수 개의 감지부(11, 12)는 내부 구멍(H00)의 주변에 위치하여 내부 구멍(H100) 속에 삽입되어 있는 전력 케이블을 에워싸고 있을 수 있다.
전력 설비(100)의 하나의 변압기인 경우, 복수 개의 감지부(11, 12)는 변압기와 케이블이 접속되는 부분에 장착될 수 있다.
서로 이격되게 복수 개의 감지부(11, 12)가 장착될 때, 각 감지부(11, 12)의 감지 범위가 적어도 하나의 다른 감지부의 감지 범위와 중첩되는 범위 내(즉, 복수 개의 감지부에서 출력되는 복수 개의 감지신호(SI11, SI12)가 서로 중첩되는 부분에서 감지되는 신호 부분이 존재하는 범위 내)에 위치할 수 있다.
도 1에 도시한 본 예의 부분방전 판단 장치는 하나의 전력 설비, 즉 하나의 전력 케이블, 하나의 변압기, 하나의 CT, 하나의 PT 또는 eVCT 내에 장착될 수 있고, 이로 인해, 하나의 부분방전 판단 장치에 구비된 복수 개의 감지부(11, 12)는 동일한 전력 설비에 위치할 수 있다.
예를 들어, 동일한 부분방전 판단 장치에 구비된 복수 개의 감지부(11, 12) 중 일부(11)는 고압 케이블에 장착되고, 다른 감지부(12)는 이 고압 케이블에 연결된 변압기에 장착되는 것보다, 모든 복수 개의 감지부(11, 12)는 고압 케이블에 모두 장착되거나 이 고압 케이블에 연결된 변압기에 모두 장착될 수 있다.
신호 처리부(20)는 각 감지부(11, 12)로부터 인가되는 감지신호(SI11, SI12)를 수신하고, 수신된 감지신호(SI11, SI12)에 포함되는 잡음(noise) 제거 동작 및 신호 증폭 동작 등을 실시하여 부분방전 판단 유닛(30)으로 출력한다.
이러한 신호 처리부(20)는 필요에 따라 생략될 수 있다. 이런 경우, 각 감지부(11, 12)에서 출력되는 감지신호(SI11, SI12)는 바로 부분방전 판단 유닛(30)으로 인가된다.
부분방전 판단 유닛(30)은 신호 처리부(20)에 의해 신호 처리된 제1 및 제2 감지신호(SF11, SF12)를 수신 받아 각 감지부(11, 12)의 신호를 수신한 후, 각 감지부(11, 12)에서 인가되는 신호를 이용하여 복수 개의 감지부(11, 12)가 장착된 전력 설비, 구체적으로 전력 케이블, 변압기, CT 또는 PT, eVCT와 같은 하나의 전력 설비에서의 부분 방전의 발생 여부를 판단할 수 있다.
이하에서, 신호 처리부(20)에 의해 신호 처리된 제1 감지신호(SF11) 및 제2 감지신호(SF12)도 '신호 처리된'이란 용어를 생략하고 각각 제1 감지신호(SF11)와 제2 감지신호(SF12)로 지칭한다.
부분방전 판단 유닛(30)의 동작은 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 예의 부분방전 판단 유닛(30)은 먼저 복수 개의 감지부(11, 12)에서 각각 출력되는 감지신호를 서로 다른 시점에 샘플링하여 시간 축 데이터(time domain data)인 복수 개의 감지신호 데이터를 출력하고, 각 감지신호 데이터를 각 주파수 축 데이터(frequency domain data)인 감지신호 파형으로 변환한 후 각 감지신호 파형별로 감지신호 파형으로 변환될 때마다 순차적으로 적산하여 복수 개의 감지신호 적산 파형을 출력할 수 있다.
또한, 부분방전 판단 유닛(30)은 각 주파수 축 데이터인 복수 개의 감지신호 파형을 하나의 감지신호 파형으로 합산한 후 순차적으로 적산하여 감지신호 합산된 적산 파형을 출력할 수 있다. 이때, 복수 개의 감지신호 파형이 합산된 하나의 감지신호 파형 역시 주파수 축 데이터임은 당연하다.
그런 다음, 부분방전 판단 유닛(30)은 각 감지신호 적산 파형과 감지신호 합산된 적산 파형에 대한 특징값과 통계 수치값을 이용하여 부분방전 상태를 판단할 수 있다.
또한, 부분방전 판단 유닛(30)은 각 감지신호 적산 파형과 감지신호 합산된 적산 파형 각각에 대한 특징값과 통계 수치값을 이용하여 부분방전 상태를 판단할 수 있다.
이러한 부분방전 판단 유닛(30)은 도 1에 도시한 것처럼 신호 연산부(301), 신호 연산부(301)에 연결되어 있는 저장부(302) 및 저장부(302)에 연결되어 있는 부분방전 판단부(303)를 구비할 수 있다.
신호 연산부(301)는 제1 감지부(11)에서 출력되는 제1 감지신호(SF11)를 정해진 시각에 샘플링한 후, 샘플링된 시간 축 데이터인 해당 감지신호 데이터를 고속 푸리에 변환하여 주파수 축 데이터로 변환하고, 고속 푸리에 변환이 이루어질 때마다(즉, 샘플링 시간마다) 푸리에 변환된 감지신호 파형을 적산하여 고속 푸리에 변환된 파형이 순차적으로 적산된 제1 감지신호 적산 파형을 생성할 수 있다.
신호 연산부(301)는 제2 감지부(12)에서 출력되는 제2 감지신호(SF12)에 대해서도 제1 감지부(11)와는 다르게 정해진 시각에 샘플링한 후, 샘플링된 시간 축 데이터인 해당 감지신호 데이터를 고속 푸리에 변환하여 주파수 축 데이터로 변환하고, 고속 푸리에 변환이 이루어질 때마다 푸리에 변환된 감지신호 파형을 적산하여 고속 푸리에 변환된 파형이 순차적으로 적산된 제2 감지신호 적산 파형을 생성할 수 있다.
또한, 신호 연산부(301)는 복수 개의 감지부, 예를 들어, 제1 및 제2 감지부(11, 12)에서 출력되는 복수 개의 감지신호(SF11, SF12), 즉 고속 푸리에 변환된 제1 및 제2 감지신호 파형을 하나의 파형으로 조합한 후 순차적으로(즉, 고속 푸리에 변환이 이루어질 때마다) 적산하여 감지신호 합산된 적산 파형을 생성할 수 있다.
이와 같이, 복수 개의 감지신호, 즉 푸리에 변환된 복수 개의 감지신호 파형을 하나의 파형으로 합산하는 동작에 의해 주파수의 분해능이 증가하고, 이로 인해, 주파수의 정밀도가 증가하게 된다.
이러한 신호 연산부(301)는, 도 2에 도시한 것처럼, 신호 처리부(20)에서 출력되는 신호 처리된 복수 개의 감지신호, 예를 들어, 제1 감지신호(SF11)와 제2 감지신호(SF12)에 각각 연결되어 있는 제1 샘플링부(311) 및 제2 샘플링부(312), 제1 샘플링부(311) 및 제2 샘플링부(312)에 각각 연결되어 있는 제1 및 제2 푸리에 변환부(321, 322), 제1 및 제2 푸리에 변환부(321, 322)에 각각 연결되어 있는 제1 및 제2 적산부(331, 332), 제1 푸리에 변환부(321)와 제2 푸리에 변환부(322)에 연결되어 있는 필터부(341), 필터부(341)에 연결되어 있는 제3 적산부(342), 제 1 내지 제3 적산부(331, 332, 342)에 연결되어 있는 연산부(35)를 구비할 수 있다.
도 2에서 제1 및 제2 샘플링부(311, 312)에 의해 각각 샘플링된 제1 및 제2 감지신호(SF11, SF12)는 각각의 푸리에 변환부(321, 322)를 통해 푸리에 변환되지만, 이와 달리, 하나의 푸리에 변환부를 이용하여 각 샘풀링된 감지신호(SF11, SF12)를 푸리에 변환할 수 있다. 이런 경우, 각 샘플링된 복수 개의 감지신호(SF11, SF12)는 버퍼(buffer)나 메모리(memory)와 같은 저장부에 저장된 후, 하나의 푸리에 변환부에 의해 각각 푸리에 변환될 수 있다.
또한, 신호 연산부(301)는 k-mean 연산부를 추가로 구비하여, 각 푸리에 변환된 감지신호를 k-mean 연산하여, 각 감지신호를 이용하여 경향 파악, 예를 들어, 부분방전 빈도수 등을 파악할 수 있다.
제1 및 제2 샘플링부(31)는 각 해당 감지부(11, 12)로부터 입력되는 제1 감지신호(SF11)와 제2 감지신호(SF12)를 정해진 샘플링 시각, 즉 샘플링 시점에 맞게 샘플링한 후 샘플링된 시간 축 데이터인 해당 감지 신호 데이터를 제1 및 제2 푸리에 변환부(321, 322)로 각각 출력한다.
도 4의 (a)와 (b)에 도시한 것처럼, 각 감지부(11, 12)의 샘플링 시각은 서로 상이하여, 복수 개의 감지부(11, 12)에서 출력되는 제1 및 제2 감지신호(SF11, SF12)는 동일한 시각, 즉 동일한 시점에 샘플링되지 않고 서로 다른 시점에 샘플링되어 샘플링된 감지 신호 데이터를 출력한다.
도 4의 (a)와 (b)는 제1 감지부(11)와 제2 감지부(12)에서 각각 출력되는 제1 및 제2 감지신호에 대한 각 샘플링 시각의 한 예를 도시하기 위한 것이므로, 제1 감지부(11)와 제2 감지부(12)에서 출력되는 실제의 제1 및 제2 감지신호(SF11, SF12)와는 파형의 형상이 상이할 수 있다.
도 4의 (a)와 (b)에서, 제1 샘플링부(311)와 제2 샘플링부(312)의 샘플링 주파수는 각각 3kHz(1kHz 주기 × 3회)이지만, 각 샘플링 시각은 서로 상이함을 알 수 있다.
따라서, n개로 이루어진 복수 개의 감지신호(SF11, SF12, SF13, ? SFn-1, SFn)는 정해진 시간 간격마다 순차적으로 샘플링 동작이 이루어져 제1 감지신호(SF11)-> 제2 감지신호(SF12)-> 제3 감지신호(SF13)->, ?, ->제(n-1) 감지신호(SFn-1)-> 제n 감지신호(SFn)의 순으로 해당 감지신호에 대한 샘플링 동작이 행해질 수 있다.
본 예의 제1 및 제2 샘플링부(311, 312)는 도시하지 않은 시계부를 이용하여 제1 감지신호(SF11)와 제2 감지신호(SF12)의 각 샘플링 시각을 판단한 후 저장부(302)에 저장할 수 있다.
제1 및 제2 푸리에 변환부(321, 322)는 각 해당 샘플링부(311, 312)로부터 인가되는 해당 시점에서 샘플링된 감지신호 데이터를 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform)하여 주파수 축 데이터로 변환하여 제1 및 제2 적산부(331, 332)로 각각 출력할 수 있다.
제1 및 제2 적산부(331, 332)는 각각 제1 및 제2 푸리에 변환부(321, 322)로부터 인가되는 푸리에 변환된 제1 감지신호 데이터와 제2 감지신호 데이터를 각각 순차적으로 적산하여 제1 감지신호 적산 파형과 제2 감지신호 적산 파형을 력할 수 있다.
도 5에 도시한 것처럼, 제1 감지부(11)와 제2 감지부(12)가 전력 설비(100)의 외주면에 서로 이격되게 위치하고, 서로 다른 시점에 제1 감지부(11) 근처와 제2 감지부(12) 근처에서 부분 방전(PD1, PD2)이 발생한 경우를 가정한다.
이때, 이미 기술한 것처럼, 제1 감지부(11)와 제2 감지부(12)의 감지 범위(AR1, AR2)는 서로 중첩되는 위치에 인접하게 이격되게 장착되어 복수 개의 감지부(11, 12)에서 출력되는 감지 신호의 파형이 유사한 형상을 가질 수 있도록 한다.
이런 상태에서, 샘플링 시간 동안의 각 샘플림 시점에서 샘플링된 제1 감지신호 데이터를 푸리에 변환한 후 해당 샘플링 시간 동안 적산된 제1 감지신호 적산 파형의 한 예는 도 6의 (a)일 수 있고, 샘플링 시간 동안의 각 샘플림 시점에서 샘플링된 제2 감지신호 데이터를 푸리에 변환한 후 해당 샘플링 시간 동안 적산된 제2 감지신호 적산 파형의 한 예는 도 6의 (b)일 수 있다.
이때, 도 6의 (a)에서의 샘플링 시간과 도 6의 (b)에서의 샘플링 시간대는 서로 동일할 수 있지만 제1 감지신호 데이터의 샘플링 시각(즉, 샘플링 시점)과 제2 감지신호 데이터의 샘플링 시점은 서로 상이하다.
도 6의 (a) 및 (b)의 파형을 살펴보면, 제1 감지부(11)에 의해 감지된 부분 방전(PD1)과 제2 감지부(12)에 의해 감지된 부분 방전(PD2)은 서로 상이한 시점에 발생함을 알 수 있다. 따라서, 서로 상이한 시점에서 제1 감지신호 데이터와 제2 감지신호 데이터를 주파수 축 데이터로 변환한 도 6의 그래프에서 각 부분 방전(PD1, PD2)은 서로 다른 주파수 대역에서 발생함을 알 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 샘플링부(311, 312), 제1 및 제2 푸리에 변환부(321, 322) 및 제1 및 제2 적산부(331, 332)에 의해, 제1 감지신호(SF11)와 제2 감지신호(SF12)는 서로 다른 시점에서 샘플링되고, 각 시점에 샘플링된 감지신호 데이터는 고속 푸리에 변환이 이루어져 순차적으로 적산된 후 연산부(35)로 인가된다.
또한, 제1 및 제2 푸리에 변환부(321, 322)에 의해 각각 고속 푸리에 변환된 해당 제1 감지신호 파형과 제2 감지신호 파형은 필터부(341)로 인가된다.
필터부(341)는 데시메이션 필터(decimation filter)를 구비할 수 있고, 데시메이션(decimation) 처리를 실시하여 푸리에 변환된 각 감지신호 파형의 샘플링 비를 원하는 크기로 적절히 조절할 수 있다, 한 예로 샘플링 부는 원하는 크기로 낮춰질 수 있다.
따라서, 이러한 필터부(341)에 의해, 불필요한 신호 제거, 필요 없는 주파수 대역 신호 제거, 신호의 증폭 및 감쇄 동작 중 적어도 하나를 실시할 수 있어, 처리되는 데이터의 양이 감소되어 신호 처리 시간이 단축될 수 있다.
하지만, 이러한 필터부(341)는 필요에 따라 생략될 수 있고, 이런 경우, 제1 푸리에 변환부(321)와 제2 푸리에 변환부(322)에서 각각 출력되는 해당 감지신호 파형이 직접 제3 적산부(342)로 인가될 수 있다.
제3 적산부(342)는 필터부(341)를 통해 해당 시점에서 인가되는 푸리에 변환된 제1 감지신호 파형과 제2 감지신호 파형을 하나의 파형을 합산 후 역시 순차적으로 적산하여 감지신호 합산된 적산 파형을 생성하고, 생성된 감지신호 합산된 적산 파형을 연산부(35)로 출력한다.
따라서, 푸리에 변환된 제1 감지신호 파형과 제2 감지신호 파형에 대한 적산 파형이 각각 도 6의 (a) 및 (b)에 도시한 것과 같을 경우, 적산부(342)에서 생성되는 감지신호 합산된 적산 파형은 도 6의 (c)와 같을 수 있다.
연산부(35)는 제1 및 제2 푸리에 변환부(321, 322)에서 출력되는 각 감지신호 파형, 예를 들어, 제1 감지신호 적산 파형 및 제2 감지신호 적산 파형, 그리고 제3 적산부(342)에서 출력되는 복수 개의 감지신호가 합산된 적산 파형, 예를 들어, 제1 및 제2 감지신호가 합산된 적산 파형(즉, 감지신호 합산된 적산 파형) 각각에 대한 특징값 및 통계 수치값을 연산한 후 저장부(302)에 저장한다.
본 예에서, 연산부(35)는 정해진 시간 주기마다 각 파형에 대한 특징값 및 통계 수치값을 연산하여 누적할 수 있다.
이때, 특징값은 각 해당 파형에서의 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나일 수 있고, 통계 수치값은 분산(variance) 및 표준편차(standard deviation) 중 적어도 하나일 수 있다.
이와 같이 제1 및 제2 감지 감지 신호(SF11, SF12) 및 제1 및 제2 합산 감지 신호(SF11+SF12)에 대한 특징값과 통계 수치값이 산출되어 저장부(302)에 저장되면, 부분방전 판단부(303)는 저장부(302)에 저장된 각 감지신호 판정된 복수 개의 감지신호 적산 파형에 대한 특징값, 통계 수치값, 샘플링 시간 및 설정값을 이용하여 부분 방전 상태를 판단할 수 있다.
신호 연산부(301)와 연결되어 있는 저장부(302)는 이미 기술한 것처럼 부분방전 판단 유닛(301)의 동작에 필요한 데이터나 동작 중에 발생하는 데이터를 저장하고 있는 메모리(memory)와 같은 저장 매체일 수 있다.
따라서, 저장부(302)는 신호 연산부(301)로부터 인가되는 데이터, 제1 및 제2 샘플링부(311, 312)에 의해 획득된 제1 및 제2 감지신호(SF11. SF12)에 대한 샘플링 시간 및 부분 방전 상태를 판단하기 위한 적어도 하나의 설정값 등을 저장할 수 있다.
저장부(302)와 연결되어 있는 부분방전 판단부(303)는 저장부(302)에 저장되어 있는 데이터를 이용하여 복수 개의 감지부(11, 12)가 장착되어 있는 전력 설비에서 부분 방전이 발생하였는 지의 여부 및 발생된 부분 방전의 특성 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.
따라서, 부분방전 판단부(303)는 저장부(302)에 저장되어 있는 제1 감지 신호(SF11)(즉, 제1 감지신호 적산 파형), 제2 감지신호(SF12)(즉, 제2 감지신호 적산 파형) 및 제1 및 제2 합산 감지 신호(SF11+SF12)(즉, 감지신호 합산된 적산 파형)에 대한 특징값과 통계 수치값을 이용하여 부분 방전 여부, 발생한 부분 방전의 세기, 인접하게 발생되는 부분 방전 간의 시간차 및 부분 방전의 발생 방향 중 적어도 하나와 같은 부분 방전 특성을 판정하게 된다.
이를 위해, 부분방전 판단부(303)는 정해진 샘플링 시각 획득되어 고속 푸리에 변환된 후 적산된 제1 감지신호 적산 파형 각각에 대한 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나와 저장부(302)에 미리 설정되어 저장되어 있는 복수 개의 임계값을 이용하여 제1 감지부(11)에 의해 감지된 부분 방전(PD1)이 존재하는 지 판단한다.
이때, 저장부(302)에 저장되어 있는 복수 개의 임계값의 크기는 서로 상이할 수 있다.
따라서, 부분방전 판단부(303)는 먼저, 제1 감지신호 적산 파형에 대한 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나와 제일 작은 값을 갖는 임계값(예, 제1 임계값)을 비교하여, 해당 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나가 제1 임계값보다 크면 부분 방전이 발생한 상태로 판단하고, 그렇지 않으면 부분 방전이 발생하지 않는 상태로 판단할 수 있다.
또한, 부분 방전이 발생한 상태로 판단되면, 부분방전 판단부(303)는 해당 감지신호 적산 파형의 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나가 두 개의 임계값 사이에 존재하는 지의 여부를 따라 발생된 부분 방전의 세기를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제3 임계값이 존재하고, 이때, 제1 임계값의 크기가 제일 낮고 제3 임계값의 크기가 제일 크다고 가정한다.
이런 경우, 제1 감지신호 적산 파형의 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나의 값이 제1 임계값과 제2 임계값 사이에 존재하는 부분 방전(예, 제1 부분 방전)과 제2 임계값과 제3 임계값 사이에 존재하는 부분 방전(예, 제2 부분 방전)이 존재할 때, 제1 부분 방전이 제2 부분 방전보다 방전의 세기가 낮을 것으로 판단할 수 있고, 각 임계값의 크기로 인해, 제1 감지부(11)에 의해 감지된 해당 부분 방전(PD1)의 세기의 값도 판단할 수 있다.
이와 동일한 방법으로, 부분방전 판단부(303)는 제2 감지신호 적산 파형에 대한 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나와 하나의 임계값을 이용하여 제2 감지부(12)에 의해 감지된 부분 방전(PD2)이 존재하는 지의 여부를 판단하며, 서로 다른 값을 갖는 복수 개의 임계값을 이용하여 발생된 부분 방전(PD2)의 세기를 판단할 수 있게 된다.
또한, 부분방전 판단부(303)는 제1 및 제2 감지신호 합산된 적산 파형을 이용하여 시간적으로 인접하게 발생한 부분 방전의 시간차를 산출할 수 있다.
이를 위해, 부분방전 판단부(303)는 위에 기재한 방법과 동일한 방법으로 제1 및 제2 감지신호 합산된 적산파형에서 적어도 한번의 부분 방전이 발생하는 지를 판단할 수 있다.
또한, 부분방전 판단부(303)는 복수 번의 부분 방전이 발생하며 각 부분 방전의 발생 시간, 즉 저장부(302)에 저장되어 있는 해당 샘플링 시간을 판단하여, 시간적으로 인접한 두 부분 방전(PD2, PD1) 사이의 시간차를 산출할 수 있다.
이와 같이, 각 발생한 부분 방전의 발생 시간이 판단되면, 부분방전 판단부(303)는 판단된 각 부분 방전의 발생 시간을 시간 순서대로 배열하여 부분 방전의 발생 방향을 판단할 수 있다.
이러한 동작에 따른 부분방전 판단부(303)의 판단 결과를 저장부(302)에 저장될 수 있다.
부분방전 판단 유닛(30)과 연결되어 있는 통신부(40)는 부분방전 판단 유닛(30)의 부분방전 판단부(303)의 제어에 따라 동작하여 저장부(302)에 저장되어 있는 판단 결과를 외부 기기로 전송할 수 있다.
따라서, 해당 전력 설비의 동작을 관리하는 관리 서버 등은 통신부(40)를 통해 전송되는 부분 방전 상태를 실시간으로 출력할 수 있다.
이로 인해, 해당 전력 설비의 관리자를 관리 서버를 통해 출력되는 판단 결과를 이용하여 해당 전력 장비의 불량 여부 및 사고 징후 등을 사전에 신속하고 정확하게 판단하게 된다.
정보 출력부(50)는 액정 표시장치나 유기발광 표시장치 등과 같은 정보 표시 장치일 수 있고, 부분방전 판단 유닛(30)의 부분방전 판단부(303)의 제어에 따라 부분방전 판단부(303)로부터 출력되는 부분 방전 상태를 실시간으로 외부로 출력할 수 있다.
전원부(60)는 부분방전 판단 장치의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부로서, 1차 전지나 2차 전지일 수 있다.
또는, 전원부(60)는 CT나 PT를 이용할 수 있고, 이런 경우 CT나 PT에 장착된 전력 케이블과의 전자기 유도 방식을 통해 전원을 생성할 수 있다.
또한, 본 예의 부분방전 판단 장치는 외부에 장착될 경우, 비나 눈 등으로 인한 고장이나 손상을 방지하기 위해 외부로 노출되는 모든 부분이 방수 처리되거나 별도의 별도의 방수 구조를 구비하여 부분방전 판단 장치를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.
부분방전 판단 장치는 병렬 구조를 통해 동일한 전력 설비(예, 하나의 변압기) 내에 또는 복수 개의 전력 설비(예, 전력 케이블과 변압기)을 구비하고 있는 전력 시스템에 직렬 구조 및 병렬 구조 중 적어도 하나로 복수 개의 배열되어 해당 부분에서의 부분 방전 여부를 판단할 수 있다. 이때, 복수 개의 전력 시스템에 구비되는 복수 개의 전력 설비는 동일한 종류의 전력 설비(예, 전력 케이블)이거나 적어도 두 개가 다른 종류의 전력 설비(예, 고압 케이블과 변압기)일 수 있다.
이때, 각 부분방전 판단 장치는 별도의 유선 통신부나 무선 통신부를 구비할 수 있고, 이로 인해, 인접한 부분방전 판단 장치 사이의 통신이 이루어 질 수 있다.
따라서, 인접한 부분방전 판단 장치 간의 부분방전 발생 여부, 복수 개의 감지 신호 적산 파형, 감지신호 합산된 적산 파형, 특징값 및 통계 수치값 중 적어도 하나를 통신할 수 있고, 통신이 이루어지는 복수 개의 부분방전 판단 장치 중 어느 하나의 부분방전 판단 장치에서 모든 데이터를 취합하여 전체적인 부분방전 발생 상황 등을 파악할 수 있다.
또는 이들 부분방전 판단 장치의 적어도 일부는 자신과 통신하는 관리 서버로 자신이 측정한 데이터와 파형 등과 같은 모든 결과값을 전송할 수 있다. 이런 경우, 관리 서버는 모든 부분방전 판단 장치로부터 전송되는 결과값을 이용하여 부분방전 발생 상황, 발생 패턴 등 원하는 데이터를 취합하거나 산출할 수 있다.
예를 들어, 전력 설비의 한 예인 3상 전력 케이블의 경우. 각 상의 전력 신호를 위한 부분방전 판단 장치가 설치될 수 있고, 인접하게 위치하는 각 상의 부분방전 판단 장치는 서로 근거리 통신으로 연결될 수 있다. 따라서, 3상의 부분방전 판단장치 중 하나의 부분방전 판단장치가 나머지 두개의 다른 상을 위한 부분방전 판단장치부터 전송받은 부분방전 판단 결과를 종합하여 즉, 취합하여 취합 결과를 관리서버로 전송할 수 있다. 하지만, 위에 기술한 것처럼, 3상 전력 케이블의 경우, 이와 달리, 각 상을 위한 각 부분방전 판단 장치가 각 직접 관리 서버와 통신하여 해당 부분방전 판단결과를 전송할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 전력 설비의 부분 방전을 감지하기 위해, 하나의 전력 설비에 공간적으로 분배된 즉, 면적 분배된 각 부분에 장착된 복수 개의 감지부(11, 12)를 이용하여 복수 개의 감지 신호를 생성한 후, 서로 다른 샘플링 시점에서 샘플링된 신호, 즉 시간적 분배를 통한 샘플링된 신호를 이용하여 부분방전 발생 여부를 판단하게 한다. 따라서, 시간적 분배와 면적 분배로 인한 샘플링된 신호 데이터의 개수가 증가하므로, 부분방전을 감지하는 동작의 정확도가 증가한다.
또한, 각 감지부(11, 12)의 감지신호에서 수집된 샘플링된 감지신호 데이터를 개별로 나누어 각각 고속 푸리에 변환을 실시하여, 감지신호의 특징값을 연산하는 동작과 수집된 복수 개의 샘플링된 감지신호 데이터를 하나로 합산한 후 감지신호의 특징값을 연산하는 동작에 의해 판단의 정밀도가 향상하고, 복수 개의 샘플링된 신호 데이터의 합산에 의해 신호의 증폭 효과가 발생한다.
이때, 감지부의 개수가 증가할수록 샘플링 시점의 간격이 좁아지므로, 고속 푸리에 변환의 주파수의 분해능이 증가해 판단의 정밀도가 향상된다.
또한, 필터부의 동작에 의해 노이즈 성분이나 불필요한 주파수 대역 신호의 제거, 신호의 증폭 및 감쇄 동작이 이루어지므로, 부분방전 판단 유닛의 구조가 간소화된다.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 부분방전 판단 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
11: 제1 감지부 12: 제2 감지부
20: 신호 처리부 30: 부분방전 판단 유닛
301: 신호 연산부 302: 저장부
303: 부분방전 판단부 40: 통신부
50: 정보 출력부 311: 제1 샘플링부
312: 제2 샘플링부 321: 제1 푸리에 변환부
322: 제2 푸리에 변환부 33: 필터부
34: 적산부 35: 연산부
SF11: 제1 감지신호 SF12: 제2 감지신호

Claims (8)

  1. 전력 설비에 각각 이격되게 장착되어 있고 부분방전을 감지하여 감지 신호를 출력하는 복수 개의 감지부; 및
    상기 복수 개의 감지부에서 각각 출력되는 감지신호를 서로 다른 시점에 샘플링하여 시간 축 데이터인 복수 개의 감지신호 데이터를 출력하고, 각 감지신호 데이터를 각 주파수 축 데이터인 감지신호 파형으로 변환한 후 각 감지신호 파형별로 순차적으로 적산하여 복수 개의 감지신호 적산 파형을 출력하며, 복수 개의 감지신호 파형을 하나의 감지신호 파형으로 합산한 후 순차적으로 적산하여 감지신호 합산된 적산 파형을 출력하고, 상기 각 감지신호 적산 파형과 감지신호 합산된 적산 파형에 대한 특징값과 통계 수치값을 이용하여 부분방전 상태를 판단하는 부분방전 판단 유닛
    을 포함하고,
    상기 부분방전 판단 유닛은,
    각 감지부에 연결되어 있고, 각 감지부에서 출력되는 감지신호로 정해진 샘플링 시점에 샘플링하여 출력하는 복수 개의 샘플링부;
    상기 복수 개의 샘플링부 각각과 연결되어 있고, 각 샘플링부에서 출력되는 샘플링된 감지신호 데이터를 고속 푸리에 변환하여 해당 감지신호 파형을 출력하는 복수 개의 푸리에 변환부;
    상기 복수 개의 푸리에 변환부에 각각 연결되어 있고, 각 푸리에 변환부에서 출력되는 각 감지신호 파형을 각각 적산하여 각 감지신호 적산 파형을 출력하는 복수 개의 적산부;
    상기 복수 개의 푸리에 변환부에 각각 연결되어 있고, 각 푸리에 변환부에서 출력되는 감지신호 파형을 하나의 감지신호 파형으로 합산한 후 적산하여 감지신호 합산된 적산 파형을 출력하는 적산부; 및
    상기 각 감지신호 적산 파형을 출력하는 복수 개의 적산부와 상기 감지신호 합산된 적산 파형을 출력하는 적산부에 연결되어 상기 각 감지신호 적산 파형의 특징값과 통계 수치값을 생성하고 상기 감지신호 합산된 적산 파형의 특징값과 통계 수치값을 생성하는 연산부
    를 포함하는 부분방전 판단 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 특징값은 상기 각 감지신호 적산 파형과 감지신호 합산된 적산 파형 각각에 대한 실효값, 평균값, 최대값, 파형율 및 파고율 중 적어도 하나이고,
    상기 통계 수치값은 분산 및 표준편차 중 적어도 하나인 부분방전 판단 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 부분방전 판단 유닛은 상기 각 감지신호 파형의 특징값과 임계값을 이용하여 부분방전 발생 여부 및 발생한 부분방전의 세기를 판단하는 부분방전 판단 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 부분방전 판단 유닛은 상기 감지신호 합산된 적산 파형의 특징값을 이용하여 부분 방전 간의 시간차 및 부분 방전의 발생 방향을 판단하는 부분방전 판단 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    각 감지부는 마이크, 초음파 센서 또는 가속도 센서이고, 각 감지부가 마이크일 때, 상기 마이크는 콘덴서 마이크(condenser microphone)나 멤스(MEMS, Micro Electro Mechanical System) 마이크인 부분방전 판단 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    복수 개의 감지부는 동일한 전력 설비에 위치하고, 상기 전력 설비는 전력 케이블, 변압기, CT(Current Transformer), PT(Potential Transformer) 또는 eVCT(electronic voltage and current transformer)인 부분방전 판단 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 부분방전 판단 장치의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부
    를 더 포함하고,
    상기 전원부는 1차 전지, 2차 전지, CT 또는 PT인 부분방전 판단 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117713751B (zh) * 2024-02-01 2024-04-26 秦玄汉(苏州)信息科技有限公司 一种基于分级式计数器的自适应cic滤波系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200377312Y1 (ko) * 2004-12-07 2005-03-11 엘지산전 주식회사 다채널 입력을 갖는 부분방전 검출 장치
KR101531641B1 (ko) * 2013-12-18 2015-07-06 한국전기연구원 전력케이블 부분방전 측정장치 및 이를 이용한 측정방법
KR101573226B1 (ko) * 2015-07-10 2015-12-14 엔텍월드(주) 부분방전 측정장치용 주파수 대역 선택장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482305B1 (ko) 2001-06-28 2005-04-13 한국전력공사 변압기내 부분방전 측정용 초음파 상시 감시장치
KR101165214B1 (ko) * 2010-06-25 2012-07-11 박기주 부분방전 검출장치 및 검출방법
KR101167918B1 (ko) 2010-12-10 2012-07-30 한국전기연구원 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치
KR102028760B1 (ko) * 2013-08-30 2019-10-04 한국전력공사 휴대용 부분 방전 분석 장치 및 방법
KR101791421B1 (ko) 2015-09-04 2017-10-31 지투파워 (주) 초음파 신호 검출에 의한 부분 방전 감시 진단 시스템 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200377312Y1 (ko) * 2004-12-07 2005-03-11 엘지산전 주식회사 다채널 입력을 갖는 부분방전 검출 장치
KR101531641B1 (ko) * 2013-12-18 2015-07-06 한국전기연구원 전력케이블 부분방전 측정장치 및 이를 이용한 측정방법
KR101573226B1 (ko) * 2015-07-10 2015-12-14 엔텍월드(주) 부분방전 측정장치용 주파수 대역 선택장치

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