KR102387544B1 - 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템 - Google Patents

배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템에 관한 것으로, 현재 특고압 지중 배전선로의 지중함에 설치된 전력케이블이 주변 지반 침하 등에 의하여 가해지는 이상 장력에 따른 전력케이블의 절연저하를 초기에 감시하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 지중 배전선로의 지중함에 설치된 전력케이블에 대하여 이상 장력 측정, 부분 방전 및 누설 전류(저항성)을 측정하여 전력케이블 접속부의 절연저하 초기 진단 및 전력케이블의 누전을 진단하여 전력케이블의 유효성 절연저항 값을 파악할 수 있는 효과가 있다.

Description

배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템{Distribution Cable Underground Power Cable Diagnosis System}
본 발명은 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템에 관한 것으로, 상세하게는 현재 특고압 지중 배전선로의 지중함에 설치된 전력케이블이 주변 지반 침하 등에 의하여 가해지는 이상 장력에 따른 전력케이블의 절연저하를 초기에 감시하는 시스템에 관한 것이다.
현재 특고압 지중 배전선로의 지중함에 설치된 전력케이블이 주변 지반 침하등에 의하여 가해지는 이상 장력에 따른 전력케이블의 절연저하를 감시할 필요가 있다.
이와 관련된 종래 기술로서 등록특허공보 제10-0978459에 의하면, 전력케이블의 임의 구간에서 일어나는 부분방전의 횟수를 감지한 후 감지한 신호를 분석하여 실시간으로 계수하는 시스템으로 기준레벨설정수단을 이용하여 전력케이블 부분방전의 유무와 어느 정도 크기의 부분방전이 발생하는지를 알 수 있어 지중전력케이블의 고장예방을 위한 진단 시스템이다.
현재 배전선로 지중함 전력케이블은 빗물 등에 의한 침수가 빈번히 일어나고 있어 전력 케이블 접속부의 절연저하가 발생이 되고 있고, 또한 배전선로 지중 전력케이블 주변의 지반 침하가 발생하여 전력케이블에 이상 장력이 발생하여 접속부에 접촉불량에 발생되는 경우가 있다. 배전선로 지중함에 대해서는 1년 또는 2년 1회 정도 배수 작업 후 전력케이블 접속부에 대해 열화상 측정을 하고 있다. 적외선 열화상 측정 장치는 케이블 접속부의 현재상태의 온도를 측정, 분석하여 열화정도를 파악하고 있으나, 케이블의 절연저항 상태는 파악이 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제를 개선하기 위한 것으로서, 지중 배전선로의 지중함에 설치된 전력케이블에 대하여 이상장력 측정, 부분방전 및 누설 전류(저항성)을 측정하여 전력케이블 접속부의 절연저하 초기 진단 및 전력케이블의 누전을 진단하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템은 지중함 전력케이블 상별 이상 장력을 측정하여 주변의 지반 침하 정도를 파악하는 침하 정도 파악부, 상기 지중함 전력케이블 접속부의 누설전류를 측정하여 절연저하의 정도를 분석하는 절연저하 파악부, 상기 지중함 전력케이블 접속부에 부분방전을 측정하여 초기 절연 결함에 대한 정도를 파악하는 절연결함 파악부 및 상기 침하정도 파악부, 절연저하 파악부, 절연결함 파악부의 결과를 토대로 배전선로 지중함 전력케이블을 진단하는 진단부를 포함하는 것을 일 측면으로 한다.
바람직하게 침하 정도 파악부는 상기 지중함 전력케이블을 케이블 장력 측정기구를 이용하여 전력케이블의 R상, S상, T상의 상별 이상장력을 측정한다.
바람직하게 절연저하 파악부는 지중함 전력케이블 접속부의 접지선에 흐르는 누설전류를 측정하는 측정모듈, 상기 측정모듈의 결과를 저항성 및 용량성으로 분석한 후 저항성 누설전류 크기에 비례하여 절연 저하의 정도를 분석하는 절연저하 분석모듈을 포함한다.
바람직하게 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력 및 접속부의 부분 방전이 없으면서, 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 없으면 전력케이블에서 양호하다고 판단한다.
바람직하게 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력이 발생하고 있고, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으며, A상 접속부에 부분 방전이 발생하고 있으면 A상의 전력케이블은 주변의 지반 침하 발생으로 이상 장력이 가해져서 전력케이블 접속부의 접촉불량이 진행되어 부분 방전이 발생하고 있으며, 절연이 저하되어 저항성 누설전류가 발생한 것으로 판단한다.
바람직하게 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력이 없으면서 A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으며, A상 접속부에 부분 방전이 발생하고 있으면 A상의 전력케이블 접속부의 절연이 물기 또는 접속불량 등에 의하여 저하되고 있다고 판단한다.
바람직하게 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력 및 접속부의 부분 방전이 없으면서, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으면 전력케이블에서 절연이 저하되고 있다고 판단한다.
바람직하게 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력이 발생하고 있고, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성) 및 A상 접속부에 부분 방전이 없으면, A상의 전력케이블의 절연상태는 양호하나 주변의 지반이 침하하고 있다고 판단한다.
바람직하게 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력이 발생하고 있고, A상 접속부에 부분 방전이 있고, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)이 없으면 A상의 전력케이블의 절연상태는 양호하나 주변의 지반이 침하에 의한 A상 접속부의 절연이 점차 저하되고 있다고 판단한다.
본 발명에 따르면, 지중 배전선로의 지중함에 설치된 전력케이블에 대하여 이상장력 측정, 부분방전 및 누설 전류(저항성)을 측정하여 전력케이블 접속부의 절연저하 초기 진단 및 전력케이블의 누전을 진단하여 전력케이블의 유효성 절연저항 값을 파악할 수 있고, 전력케이블의 절연저하 부분(접속부 또는 케이블 부분)을 판단할 수 있으며, 케이블 접속부의 부분방전에 의한 열화상태의 정도 및 원인을 정확히 알 수 있는 효과가 있다. 또한 전력케이블의 주변 지반의 침하 정도를 파악할 수 있고, 전력케이블의 절연 파괴 및 열화로 인한 설비사고를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템의 구성을 나타낸 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 침하 정도 파악부(100), 절연저하 파악부(200), 절연결함 파악부(300), 진단부(400)를 포함한다.
침하 정도 파악부(100)는 지중함 전력케이블 상별 이상 장력을 측정하여 주변의 지반 침하 정도를 파악하는 구성이다. 여기서, 침하 정도 파악부는 지중함 전력케이블을 케이블 장력 측정기구를 이용하여 전력케이블의 R상, S상, T상의 상별 이상장력을 측정한다.
절연저하 파악부(200)는 지중함 전력케이블 접속부의 누설전류를 측정하여 절연저하의 정도를 분석하는 구성이다. 이러한 절연저하 파악부는 지중함 전력케이블 접속부의 접지선에 흐르는 누설전류를 측정하는 측정모듈(210), 측정모듈의 결과를 저항성 및 용량성으로 분석한 후 저항성 누설전류 크기에 비례하여 절연저하의 정도를 분석하는 절연저하 분석모듈(220)을 포함한다.
절연결함 파악부(300)는 지중함 전력케이블 접속부에 부분 방전을 측정하여 초기 절연 결함에 대한 정도를 파악하는 구성이다.
진단부(400)는 침하정도 파악부, 절연저하 파악부, 절연결함 파악부의 결과를 토대로 배전선로 지중함 전력케이블을 진단하는 구성이다.
본 실시예에 따른 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템은 지중함 전력케이블을 케이블 장력 측정공구를 이용하여 전력케이블 상별(R상, S상, T상) 이상 장력을 측정하여 주변의 지반 침하 정도를 파악한다. 지중함 전력케이블 접속부의 접지선에 흐르는 누설전류를 측정하여 저항성 및 용량성으로 분석한 후 저항성 누설전류 크기에 비례하여 절연저하의 정도를 파악한다. 지중함 전력케이블 접속부에 부분 방전(Partial Discharge : UV Optical, IR Optical)을 측정하여 초기 절연 결함에 대한 정도를 파악한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템을 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, PD측정기로 특고압 지중 케이블 접속부의 부분 방전을 측정하고, 지중 케이블 접속부 및 차폐층 접속부 상에 열화상 측정기로 열화상을 측정하며, 장력 측정기로 상별 지중 케이블의 이상 장력을 측정한다. 그리고 접지저항 측정기로 접지저항을 측정하며, 지중 케이블 차폐층의 접지선에 영상변류기 설치하여 발생하는 누설전류 값과 전원을 연결된 누설전류 측정기로 누설전류(저항성)를 측정한다.
이러한 본 일 실시 예에 따른 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템의 진단부 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 2에서는 R상으로 표시하였지만, 아래에서는 A상으로 표현하여 설명하기로 한다. 지중함 전력케이블의 A상(R상, S상, T상 중 어느 한 상에 해당하는 것으로, 간략한 설명을 위해 도면 상에는 R상으로 표현함)에 이상 장력 및 접속부의 부분 방전이 없으면서, 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 없으면 전력케이블에서 양호하다고 판단할 수 있다. 지중함 전력케이블의 A상에 이상장력이 발생하고 있고, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으며, A상 접속부에 부분 방전이 발생하고 있으면 A상의 전력케이블은 주변의 지반 침하 발생으로 이상 장력이 가해져서 전력케이블 접속부의 접촉불량이 진행되어 부분 방전이 발생하고 있으며, 절연이 저하되어 저항성 누설전류가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력이 없으면서 A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으며, A상 접속부에 부분 방전이 발생하고 있으면 A상의 전력케이블 접속부의 절연이 물기 또는 접속불량 등에 의하여 저하되고 있다고 판단할 수 있다. 지중함 전력케이블의 A상에 이상장력 및 접속부의 부분 방전이 없으면서, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으면 전력케이블에서 절연이 저하되고 있다고 판단할 수 있다. 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력이 발생하고 있고, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성) 및 A상 접속부에 부분 방전이 없으면, A상의 전력케이블의 절연상태는 양호하나 주변의 지반이 침하하고 있다고 판단할 수 있다. 지중함 전력케이블의 A상에 이상장력이 발생하고 있고, A상 접속부에 부분방전이 있고, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)이 없으면 A상의 전력케이블의 절연상태는 양호하나 주변의 지반이 침하에 의한 A상 접속부의 절연이 점차 저하되고 있다고 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템은 전력케이블의 유효성 절연저항 값을 파악할 수 있고, 전력케이블의 절연저하 부분(접속부 또는 케이블 부분)을 판단할 수 있으며, 케이블 접속부의 부분방전에 의한 열화상태의 정도 및 원인을 정확히 알 수 있다. 또한 전력케이블의 주변 지반의 침하 정도를 파악 할 수 있고, 전력케이블의 절연 파괴 및 열화로 인한 설비사고를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백할 것이다.
100 : 침하정도 파악부
200 : 절연저하 파악부
210 : 측정모듈
220 : 절연저하 분석모듈
300 : 절연결함 파악부
400 : 진단부

Claims (9)

  1. 지중함 전력케이블을 케이블 장력 측정기구를 이용하여 전력케이블의 R상, S상, T상의 상별 이상 장력을 측정하여 주변의 지반 침하 정도를 파악하는 침하 정도 파악부,
    상기 지중함 전력케이블 접속부의 누설전류를 측정하여 절연저하의 정도를 분석하는 절연저하 파악부,
    상기 지중함 전력케이블 접속부에 부분 방전을 측정하여 초기 절연 결함에 대한 정도를 파악하는 절연결함 파악부 및
    상기 침하정도 파악부, 절연저하 파악부, 절연결함 파악부의 결과를 토대로 배전선로 지중함 전력케이블을 진단하는 진단부를 포함하되,
    상기 절연저하 파악부는 지중함 전력케이블 접속부의 접지선에 흐르는 누설전류를 측정하는 측정모듈 및 상기 측정모듈의 결과를 저항성 및 용량성으로 분석한 후 저항성 누설전류 크기에 비례하여 절연저하의 정도를 분석하는 절연저하 분석모듈을 포함하며,
    상기 진단부는 지중함 전력케이블의 상기 R상, S상, T상 중 어느 한 특정 상에 이상 장력이 발생하고 있고, 상기 이상 장력이 발생하는 지중함 전력케이블의 특정 상 접속부에 부분방전이 있으며, 상기 특정 상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)이 없으면 상기 특정 상의 전력케이블의 절연상태는 양호하나 주변의 지반이 침하에 의한 상기 특정 상 접속부의 절연이 점차 저하되고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상장력 및 접속부의 부분방전이 없으면서, 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 없으면 전력케이블에서 양호하다고 판단하는 것을 특징으로 하는 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상 장력이 발생하고 있고, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으며, A상 접속부에 부분 방전이 발생하고 있으면 A상의 전력케이블은 주변의 지반 침하 발생으로 이상장력이 가해져서 전력케이블 접속부의 접촉불량이 진행되어 부분 방전이 발생하고 있으며, 절연이 저하되어 저항성 누설전류가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상장력이 없으면서 A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으며, A상 접속부에 부분방전이 발생하고 있으면 A상의 전력케이블접속부의 절연이 물기 또는 접속불량 등에 의하여 저하되고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상장력 및 접속부의 부분방전이 없으면서, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성)가 발생하고 있으면 전력케이블에서 절연이 저하되고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진단부는 지중함 전력케이블의 A상에 이상장력이 발생하고 있고, A상 접속부의 접지선에 누설전류(저항성) 및 A상 접속부에 부분방전이 없으면, A상의 전력케이블의 절연상태는 양호하나 주변의 지반이 침하하고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템.
  9. 삭제
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