KR102419985B1 - 진공 차단부의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

진공 차단부의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 진공 차단부의 진공도 검사 장치는, 전원단자와 부하단자 사이에 진동 차단부를 구비하는 전력기기에서 상기 진공 차단부의 진공도를 검사하는 장치에 있어서, 상기 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 모니터링부, 상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 전압 획득부, 상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

진공 차단부의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법{APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING VACUUM LEVEL OF VACUUM INTERRUPTER}
본 발명은 진공 차단부의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 차단부(Vacuum Interrupter, VI)를 사용하는 전력기기의 진공도 불량 여부를 판단할 수 있도록 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
통상 발전소로부터 약 154/345/765/kV 정도의 전압을 가진 전기가 송전에 적합하도록 초고압으로 승압되어 1차 변전소로 송전되고, 상기 1차 변전소로 송전된 전기는 강압되어 2차 변전소 또는 각 수용가로 공급된다.
2차 변전소로부터 공급된 전기는 가공(架空) 배전선과 지중(地中) 배전선으로 구성된 배전 계통을 통하여 공동주택 단지 또는 산업단지 등 각 수용가의 수전 설비로 공급되며, 특고압 수용가, 고압 수용가 및 각종 옥외설치 변압기를 통하여 전기를 공급받는 저압 수용가까지 공급되는 바, 전기 사용 수용가의 증가와 전기 사용 형태가 복잡해짐에 따라 개개의 장소에 지중 배선 선로용 다회로 개폐기 및 차단기를 설치하여 필요에 따라 전류를 개폐 또는 차단하고 있다.
한편 개폐기 및 차단기는 통상적으로 부하가 걸린 상태(통전)에서 전류를 끊게 되는 바, 이와 같이 통전 시에 전류를 개폐시키게 되면, 개폐부를 구성하는 가동 접촉자 접점과 고정 접촉자 접점이 분리되면서 양자 간에 아크(arc)가 발생하게 되어 개폐기 및 차단기 내부의 압력이 급상승하게 된다.
최근에는 송배전 전력망에서 고장전류나 부하전류를 차단하기 위해서 SF6 가스를 이용한 개폐장치를 주로 사용하고 있다. 하지만 SF6 가스가 온실가스의 주범으로 인식되고 있어 SF6 가스를 대체하기 위해 차단부에 진공을 사용한 Vacuum Interrupter(VI, 진공 차단부)를 사용하고 있다. VI는 두 전극 사이에 분자 수를 매우 적게 만들어 두 전극간 절연 성능을 향상시켜 부하전류나 고장전류를 차단할 때 아크를 소호하는 방식이다. 하지만 진공도에 문제가 생기면 소위 파션커브에 따라 일반 대기(Air)보다 낮은 절연내력을 보여주고 있다. 그래서 VI를 사용하는 전력설비는 진공도 관리가 매우 중요하다.
진공도를 측정하는 방식은 VI에 진공게이지를 연결하여 측정하는 직접측정 방법과 VI와 간접적으로 연결하여 측정하는 간접측정 방식으로 나누어져 있다.
전력설비에 사용되는 VI는 항상 고전압에 노출되어 있고 사용 장소가 매우 제한적이기 때문에 직접측정 방식으로 진공도를 측정하기가 매우 어렵다. 그리고 간접측정 방식 또한 현장에 설치 운전 중인 개폐기나 차단기에 적용하여 감시하기란 기술과 비용측면에서 쉽지 않는 방식이다.
현재 전 세계적으로 VI를 사용하는 개폐기 및 차단기가 매년 증가하고 있고, 이로 인한 사고 또한 이와 상응한 수준으로 증가하고 있다. 특히 개폐기 사용 목적중 하나는 전력망을 점검하기 위한 것으로 일정구간을 사선 상태로 만든 다음 사람이 직접 전력설비를 유지 보수한다. 만약 주절연체인 VI 진공에 문제가 발생하면 사선구간으로 상용 주파 전원이 유도되어 인명사고와 같은 안전사고를 일으킬 수 있다. 또한 플랜지 구멍, 몸체(세라믹) 구멍 및 몸체(세라믹 내부) 미세 크랙 등과 같은 결함에 의해 VI 내부 진공도가 저하되면, VI 내부의 분자 개수가 많아지고 이온화되면서 전극사이에 전자사태 및 절연파괴(Break down)가 발생된다.
도 1을 참조하면, 정상 VI에서 개방단자에 유도되는 전압으로 약 500~700V가 유도되고, 불량 VI 즉, 진공도가 저하된 VI의 개방된 단자에 유도되는 전압으로 약 10,000~11,000V 유도된다. 정상 VI에서 개방단자에 유도되는 전압 크기는 VI를 둘러쌓고 있는 절연물의 종류에 따라 차이가 있으나, 실험 및 전산해석에 의하면 약 500~3,000V 정도가 유도된다. (b)와 같은 불량 VI의 경우에는 개방 단자에 약 10kV이상 전압이 유도된다. 이때 유도되는 전압은 VI 정상 시 유도되는 전압과 달리 VI 내부 절연파괴에 의한 현상으로 전류가 흘러 사람이 혼촉되었을 때 감전 사고를 일으킨다.
이에, VI를 사용하고 있는 개폐기나 차단기 등과 같은 전력기기에서 진동 차단부의 진공도 불량을 판단할 수 있는 기술개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1135166호(2012.04.16. 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 진공 차단부(Vacuum Interrupter, VI)를 사용하는 전력기기의 진공도 불량 여부를 판단할 수 있도록 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 진공 차단부의 진공도 검사 장치는, 전원단자와 부하단자 사이에 진동 차단부를 구비하는 전력기기에서 상기 진공 차단부의 진공도를 검사하는 장치에 있어서, 상기 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 모니터링부, 상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 계측전압 획득부, 상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 상기 모니터링부는, 상기 전력기기로부터의 릴레이(Relay) 접점 신호를 이용하여 상기 전력기기의 조작상태를 개방상태(OFF) 또는 닫힘상태(ON)로 판단할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 상용 주파 전원과 비교하고, 상기 상용 주파 전원에 대응하는 계측전압을 전원단자 계측전압으로 판별하고, 나머지 계측전압을 개방단자 계측전압으로 판별할 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 개방단자 계측전압의 크기가 상기 설정치 이상인 경우, 상기 진공 차단부의 진공도 불량으로 판단하고, 상기 개방단자 계측전압의 크기가 상기 설정치 이상이 아닌 경우 상기 진공 차단부의 진공도 정상으로 판단할 수 있다.
본 발명에서 상기 설정치는, 상기 진공 차단부의 정상시 발생하는 유도전압의 크기일 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 전력기기의 조작상태가 닫힘상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 기 설정된 선로전압으로 조정할 수 있다.
본 발명은 상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압의 선로전압으로 조정 결과 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 알림부를 더 포함할 수 있고, 상기 알림부는, 통신부, 부저(Buzzer), 램프, LCD 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명은 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고, 상기 전원부는 내장형 배터리 또는 전원 커넥터를 통해 상기 제어장치로부터 전원을 공급받을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 진공 차단부의 진공도 검사 시스템은 전원단자와 부하단자 사이에 진공 차단부를 포함하는 전력기기, 상기 전력기기에 연결되며, 상기 전력기기를 제어하는 제어장치, 상기 제어장치로부터 상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 및 전압 불평형 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 상기 정보에 기초하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 진공도 검사 장치를 포함한다.
본 발명에서 상기 진공도 검사 장치는, 상기 제어장치의 내부에 부착되는 부착형, 상기 제어장치의 제어기와 일체형으로 구성된 일체형, 및 상기 제어장치의 외부에 연결되는 수동형 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
본 발명에서 상기 진공도 검사 장치가 상기 제어장치의 내부에 부착되는 부착형인 경우, 상기 진공도 검사 장치는 상기 제어장치로부터 전원을 공급받는 제1 커넥터, 상기 제어장치로부터 상기 전력기기의 계측전압을 수신하는 제2 커넥터, 및 상기 제어장치로부터 상기 전력기기의 조작상태를 수신하는 제3 커넥터 중 적어도 하나를 포함하는 커넥터, 상기 커넥터를 통해 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 모니터링부, 상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 전압 획득부, 상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 제어부, 및 상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압의 선로전압으로 조정 결과 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 알림부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 진공도 검사 장치가 상기 제어장치의 외부에 연결되는 수동형인 경우, 상기 진공도 검사 장치는 상기 제어장치에 연결하기 위한 리셉터클(receptacle), 상기 리셉터클을 통해 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 모니터링부, 상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 전압 획득부, 상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 제어부, 상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압의 선로전압으로 조정 결과 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 알림부를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 진공도 검사 장치에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고, 상기 전원부는 내장형 배터리 또는 전원 커넥터를 통해 상기 제어장치로부터 전원을 공급받을 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 진공 차단부의 진공도 검사 방법은, 전력기기의 전원단자와 부하단자 사이에 설치된 진공 차단부의 진공도를 점검하는 방법에 있어서, 모니터링부가 상기 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 단계, 계측전압 획득부가 상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 단계, 상기 제어부가, 상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 모니터링하는 단계에서, 상기 모니터링부는 상기 전력기기로부터의 릴레이(Relay) 접점 신호를 이용하여 상기 전력기기의 조작상태를 개방상태(OFF) 또는 닫힘상태(ON)로 판단할 수 있다.
본 발명은 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 상용 주파 전원과 비교하고, 상기 상용 주파 전원에 대응하는 계측전압을 전원단자 계측전압으로 판별하고, 나머지 계측전압을 개방단자 계측전압으로 판별할 수 있다.
본 발명은 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 개방단자 계측전압의 크기가 상기 설정치 이상인 경우, 상기 진공 차단부의 진공도 불량으로 판단하고, 상기 개방단자 계측전압의 크기가 상기 설정치 이상이 아닌 경우 상기 진공 차단부의 진공도 정상으로 판단할 수 있다.
본 발명은 상기 전력기기의 조작상태가 닫힘상태인 경우, 상기 제어부가 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 기 설정된 선로전압으로 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 알림부가 상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압의 선로전압으로 조정 결과 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 더 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법은, 진공 차단부(Vacuum Interrupter, VI)를 사용하는 전력기기의 구조 변경 없이 전압계측을 통해 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단함으로써, 진공 차단부의 진공도 불량으로 정전작업 구간내 실 전압인가로 인한 안전사고 발생을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 진공 차단부의 진공도에 따라 진공 차단부에서 유도되는 전압을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도를 검사하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도 검사 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공도 불량의 개방단자의 계측전압을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공도 불량의 진공 차단부 내부 도체 이격 거리별 유도전압 전산해석 결과를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도가 정상일 경우 개방단자의 유도전압 측정결과를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치 내부에 부착된 부착형 진공도 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 부착형 진공도 검사 장치의 외부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력기기 제어기 일체형 진공도 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 제어기 일체형 진공도 검사 장치의 외부를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동 전력기기용 진공도 검사 장치의 외부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도를 검사하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 개방단자 계측전압을 이용하여 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도 불량시 나타나는 전력기기 제어함의 계측전압 화면을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도를 검사하는 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부(150)의 진공도를 검사하는 시스템은 진공 차단부(150)를 이용하는 전력기기(100), 전력기기(100)를 제어하는 제어장치(200) 및 진공도 검사 장치(300)를 포함한다.
전력기기(100)는 전원단자와 부하단자 사이에 상(POLE) 별 진공 차단부(150)(예컨대, 3상용 3개의 진공 차단부)가 설치된다. 진공 차단부(150)를 사용하는 전력기기(100)는 예컨대, 개폐기 및 차단기 등을 포함할 수 있다.
또한, 전력기기(100)는 전원측과 부하측의 전압을 측정하는 계측부(미도시)를 포함할 수 있다. 계측부는 개폐기나 차단기의 제조사마다 다른 용어 즉, VD(Voltage divider), PT(Potential transformer) 등을 사용하지만 동일 기능인 전원측과 부하측의 전압을 측정할 수 있다.
제어장치(200)는 전력기기(100)에 연결되어, 전력기기(100)를 제어한다. 이때, 제어장치(200)는 제어함(Control box)으로 칭할 수 있다. 제어장치(200)는 전력기기(100)(예컨대, 개폐기)를 현장(local) 또는 원격(remote)으로 운영하기 위해 전력기기(100)와 1대 1로 설치될 수 있다.
이러한 제어장치(200)는 전원공급장치(power supply), 전원 변환장치(Transformer, TR), 비상전원(Battery), 및 제어기(Controller) 등으로 구성될 수 있다. 제어기(Controller)는 여러 가지 모듈로 구성되어 있는데, 개폐기 조작(on, off), 전압 및 전류 계측, 각종 개폐기의 접점 정보 등을 취합할 수 있다.
진공도 검사 장치(300)는 제어장치(200)로부터 전력기기(100)의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 및 전압 불평형 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 수신한 정보에 기초하여 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판단한다.
전력기기(100)는 전원측 및 부하측과 무관하게 주회로별 각 한 개의 진공 차단부(150)를 가지고 있으며 이를 통해 부하전류나 고장전류를 차단한다. 이에, 진공도 검사 장치(300)는 전원측과 부하측에 무관하게 진공 차단부(150)의 개방(열림, OFF)시 두 전극 극간에 유도되는 전압크기를 이용하여 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판정할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 진공도 검사 장치(300)가 제어장치(200)의 외부에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 진공도 검사 장치(300)는 제어장치(200)의 내부에 구현될 수도 있다. 예를 들면, 진공도 검사 장치(300)는 제어장치(200)의 내부에 부착되는 부착형, 및 제어장치(200)의 제어기(Controller)와 일체형 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이러한 진공 차단부(150)의 진공도 검사 장치(300)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도 검사 장치를 설명하기 위한 블록도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공도 불량의 개방단자의 계측전압을 나타낸 예시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공도 불량의 진공 차단부 내부 도체 이격 거리별 유도전압 전산해석 결과를 나타낸 예시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도가 정상일 경우 개방단자의 유도전압 측정결과를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부(150)의 진공도 검사 장치(300)는 모니터링부(310), 계측전압 획득부(320), 제어부(330), 전원부(340), 및 알림부(350)를 포함한다.
모니터링부(310)는 전력기기(100)의 조작상태를 모니터링한다. 즉, 모니터링부(310)는 전력기기(100)로부터의 릴레이(Relay) 접점 신호를 이용하여 전력기기(100)를 개방상태(열림, OFF) 또는 닫힘상태(ON)의 조작상태를 판단할 수 있다.
계측전압 획득부(320)는 진공 차단부(150)의 전원단자 및 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득한다.
제어부(330)는 전력기기(100)의 조작상태가 닫힘상태인 경우, 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 기 설정된 선로전압으로 조정(Calibration)한다.
전력기기(100)에서 고전압 측정은 저항을 사용하여 배분전압 이용하는 방식과 캐패시터를 이용한 정전유도 방식이 있다. 저항을 측정하는 방식은 저항 제조시 가지고 있는 에러율에 따라 정확도가 달라지는 반면, 정전유도 방식은 전원 인가된 도체와 센서와의 거리 및 센서의 면적에 따라 유도되는 전압크기가 달라져 정밀한 계측을 어렵게 한다. 배전에서는 일반적으로 정전유도 방식을 이용하여 전력기기(100)의 전원측 및 부하측의 전압을 측정한다. 정전유도 방식에 의한 전압계측은 유도되는 전압의 크기가 매우 다르기 때문에 반드시 측정전압을 기준전압에 맞추는 작업 즉 캘리브레이션(Calibration)을 하여야 한다.
이에, 전력기기(100)의 조작상태가 닫힘(close) 되면, 계측전압 획득부(320)는 캘리브레이션을 위한 계측전압을 획득하고, 획득한 계측전압을 제어부(330)로 전송할 수 있다. 제어부(330)는 계측전압과 선로전압의 크기를 비교하고, 그 비교결과 계측전압과 선로전압의 크기가 다르면, 캘리브레이션 절차를 수행하여 계측전압을 선로전압으로 조정할 수 있다. 즉, 진공 차단부(150)를 사용하는 전력기기(100)에서 투입상태에서는 전원측과 부하측 모두 상용주파 전원이 인가될 수 있다. 따라서 제어부(330)는 계측전압을 상용주파 전원인 선로전압으로 조정할 수 있다.
예를 들어, 배전선로 상 전압이 60Hz의 13200V이고, 진공 차단부(150)가 투입된 경우, 전원측 및 부하측 모두 13200V가 계측되어야 한다. 만약 전원측 또는 부하측의 계측전압(또는 계측 환산전압)이 13200V와 일치하지 않으면, 계측전압(계측 환산전압)에 오차가 발생한 것으로 제어부(330)는 계측전압(계측 환산전압)을 13200V으로 조정할 수 있다.
또한 제어부(330)는, 전력기기(100)의 조작상태가 개방상태인 경우 전원측과 부하측의 계측전압을 이용하여 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판단한다.
즉, 전력기기(100)의 조작상태가 개방상태인 경우, 제어부(330)는 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판단한다. 이때, 제어부(330)는 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 상용 주파 전원과 비교하여, 상용 주파 전원에 대응하는 계측전압을 전원단자 계측전압으로 판별하고, 나머지 계측전압을 개방단자 계측전압으로 판별할 수 있다. 그런 후, 제어부(330)는 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여, 설정치 이상인 경우 진공 차단부(150)의 진공도 불량으로 판단하고, 설정치 이상이 아닌 경우 진공 차단부(150)의 진공도 정상으로 판단할 수 있다. 여기서 설정치는 진공 차단부(150)의 정상시 발생하는 유도전압의 크기일 수 있다.
도 4는 진공도 불량인 진공 차단부(150)의 개방단자 전압을 측정한 것으로 x 축은 고전압 발생장치에서 인가한 전압(kV)을 측정한 값이고, y 축은 개방된 상태 즉 도체가 일정거리(12.5mm) 떨어진 상태에서 개방단자의 전압을 측정한 값일 수 있다.
도 4를 참조하면, 진공 차단부(150)의 진공도가 불량일 경우, 낮은 전압 3kV 미만에서는 개방단자에 전압이 유기되지 않지만, 3kV 이상부터는 아래 수학식 1과 같은 회귀방정식에 따라 전압이 유도될 수 있다.
[수학식 1]
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진공 차단부(150)의 진공도가 불량인 경우 배전선로에서 사용하는 선로전압인 13,000V를 인가하면, 개방단자에는 11,000V가 유도될 수 있다. 또한 인가전압과 측정전압의 상관관계는 99.1%로 매우 높은 상관관계를 보이고 있다.
도 5의 (b)의 전산해석결과 13,000V가 인가된 상태에서 극간거리 12.5mm가 되었을 때 약 11kV가 유도되며, 도 4와 같이 실제 측정결과 약 10kV가 유도됨을 확인할 수 있다. 진공 차단부(150)가 불량일 경우 전원측에 13,000V가 인가되었을 때 부하측에 약 10kV 이상의 전압이 계측될 수 있다.
또한 진공 차단부(150)가 정상일 경우에는 도 6과 같이 전압이 계측됨을 알 수 있다. 도 6의 (a)는 A사의 정상 진공 차단부(150)의 인가전압 크기별 개방단자에 유도되는 측정전압을 나타내고, 도 6의 (b)는 B사의 정상 진공 차단부(150)의 13,200V 인가 시 개방단자에 유도되는 측정전압으로 각각 736V와 2,000V이다. 즉 진공 차단부(150)의 진공도가 정상일 경우, 유도전압이 최대 2kV~3kV 발생할 수 있다. 이는 제조사별로 약간의 오차가 발생하는데, 오차 발생 요인은 진공 차단부(150)를 감싸고 있는 절연물의 종류와 전압측정 방식(저항식, 정전유도식)에 의한 것이다. 결과적으로는 진공 차단부(150)가 정상일 경우, 최대 3kV까지 유도전압이 발생할 수 있고, 진공 차단부(150)가 불량일 경우 10kV이상의 유도전압이 측정될 수 있다.
알림부(350)는 전력기기(100)의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압 조정결과 등을 표시시할 수 있다. 이때 알림부(350)는 부저(354), 램프(356), LCD(358) 등으로 구현될 수 있다.
또한 알림부(350)는 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부 판단결과를 사용자에게 알린다. 이때 알림부(350)는 통신부(352), 부저(Buzzer, 354), 및 램프(3560 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 따라서 알림부(350)는 유무선 통신, LED 및 소리 등을 이용하여 근거리와 원거리에서 진공 차단부(150)의 상태정보를 알릴 수 있다.
또한, 알림부(350)는 계측전압 조정결과를 사용자(작업자)에게 알릴 수 있다.
전원부(340)는 진공도 검사 장치(300)에 전원을 공급한다. 전원부(340)는 내장형 배터리 또는 전원 커넥터(344)를 통해 제어장치(200)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
상기와 같이 구성된 진공도 검사 장치(300)는 제어장치(200)의 외부 또는 내부에 장착될 수 있다. 이하, 제어장치(200)의 내부 또는 외부에 구현되는 진공도 검사 장치(300)에 대해 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치(200) 내부에 부착된 부착형 진공도 검사 장치를 설명하기 위한 도면, 도 8은 도 7에 도시된 부착형 진공도 검사장치의 외부를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제어장치(200)는 전원공급장치(power supply, 210), 전원 변환장치(Transformer, TR, 220), 비상전원(Battery, 230), 제어기(Controller, 240), 연결부(250) 및 전원 커넥터(260)를 포함할 수 있다.
제어기(240)는 전력기기(100)로부터 전력기기(100) 조작상태(on, off), 전압 및 전류 계측, 및 각종 전력기기(100)의 접점 정보 등을 취합하고, 취합한 정보를 커넥터(242)를 통해 진공도 검사 장치(300)로 전송할 수 있다. 이때 제어기(240)와 진공도 검사 장치(300)는 각각 커넥터(242, 360)를 구비하여, 커넥터(242, 360)를 통해 연결될 수 있다. 진공도 검사 장치(300)는 제어기(240)에서 나온 커넥터(242,케이블)를 직접 연결하여 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판단할 수 있다.
제어기(240)는 전원 공급을 위한 제1 커넥터(242a), 계측전압을 전송하기 위한 제2 커넥터(242b), 및 전력기기 조작상태를 전송하기 위한 제3 커넥터(242c)를 포함할 수 있다. 진공도 검사 장치(300)는 전원을 공급받는 제1 커넥터(362), 계측전압을 수신하는 제2 커넥터(364), 전력기기 조작상태를 수신하는 제3 커넥터(366)를 포함할 수 있다. 따라서 제어기(240)의 제1 커넥터(242a)와 진공도 검사 장치(300)의 제1 커넥터(362)를 연결하여 진공도 검사 장치(300)에 전원을 공급할 수 있고, 제어기(240)의 제2 커넥터(242b)와 진공도 검사 장치(300)의 제2 커넥터(364)를 연결하여 전력기기(100)의 계측전압을 진공도 검사 장치(300)에 전송할 수 있으며, 제어기(240)의 제3 커넥터(242c)와 진공도 검사 장치(300)의 제3 커넥터(366)를 연결하여 전력기기 조작상태를 진공도 검사 장치(300)에 전송할 수 있다.
진공도 검사 장치(300)는 제어기(240)로부터 전력기기(100)의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 및 전압 불평형 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 수신한 정보에 기초하여 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판단할 수 있다.
진공도 검사 장치(300)는 점검 또는 감시결과에 대한 정보를 사용자에게 알릴 수 있다. 이때 진공도 검사 장치(300)는 상별 진공 차단부(150)의 진공도 불량 판별 결과를 상별 진공도 저하 표시 램프를 통해 알리거나, 원거리에 있는 작업자(또는 차량 선로 순시자)에게 통신부(통신포트)를 통해 전달할 수 있으며, 근거리 작업자에게 소리(Buzzer)/빛(LED)을 통해 알릴 수 있다. 또한 진공도 검사 장치(300)는 계측전압의 정확성을 확보하기 위해 수동 Calibration 기능을 추가하여 Cali Button를 누르면 자동 캘리브레이션이 수행될 수 있고, 캘리브레이션 결과 오류가 발생할 때 LED 램프와 부저(Buzzer)를 통해 작업자에게 알릴 수 있다.
상술한 바와 같이 진공 차단부(150)의 진공도 검사 장치(300)를 전력기기(100)의 제어장치(200) 내부에 장착할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력기기 제어기 일체형 진공도 검사 장치를 설명하기 위한 도면, 도 10은 도 9에 도시된 제어기 일체형 진공도 검사 장치의 외부를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력기기 제어기 일체형 진공도 검사 장치(300)는 도 8에 도시된 진공도 검사 장치(300)의 기능을 제어기(240)에 추가한 것으로, 진공도 검사 장치(300)는 진공 차단부(150)의 진공도 불량여부 감시 기능을 수행할 수 있다.
진공도 검사 장치(300)는 점검 또는 감시결과에 대한 정보를 사용자에게 알릴 수 있다. 이때 진공도 검사 장치(300)는 상별 진공 차단부(150)의 진공도 불량 판별 결과를 상별 진공도 저하 표시 램프를 통해 알리거나, 원거리에 있는 작업자(또는 차량 선로 순시자)에게 통신부(통신포트)를 통해 전달할 수 있으며, 근거리 작업자에게 소리(Buzzer)/빛(LED)을 통해 알릴 수 있다. 또한 진공도 검사 장치(300)는 계측전압의 정확성을 확보하기 위해 수동 Calibration 기능을 추가하여 Cali Button를 누르면 자동 캘리브레이션이 수행될 수 있고, 캘리브레이션 결과 오류가 발생할 때 LED 램프와 부저(Buzzer)를 통해 작업자에게 알릴 수 있다.
한편, 자동화 전력기기는 원격에서 감시가 가능하나, 수동형 전력기기는 원거리 통신망을 통해 진공 차단부(150)의 진공도 진단 및 판정이 불가능하다. 이에, 수동형 전력기기내 진공 차단부(150)의 진공도를 검사하는 장치가 필요하다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동 전력기기용 진공도 검사 장치의 외부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수동 전력기기용 진공 차단부(150)의 진공도 검사 장치(300)는 수동형 전력기기의 제어장치(200)에 연결하기 위한 리셉터클(receptacle)(370)을 포함한다.
진공도 검사 장치(300)는 리셉터클(370)을 통해 수동형 전력기기의 제어장치(200)에 연결될 수 있고, 진공도 검사 장치(300)는 리셉터클(370)을 통해 제어장치(200)로부터 전력기기(100)의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 및 전압 불평형 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 수신한 정보에 기초하여 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판단할 수 있다. 이때 수동형 전력기기에 연결된 제어장치(200)에는 전압계측, 및 조작상태 등을 확인할 수 있는 리셉터클이 연결될 수 있고, 진공도 검사 장치(300)는 리셉터클(370)을 통해 제어장치(200)에 연결되어 진공 차단부(150)의 진공도를 검사할 수 있다.
또한 진공도 검사 장치(300)는 내장형 배터리(battery)로부터 전원을 공급받거나, 제어장치(200)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 이때 진공도 검사 장치(300)는 제어장치(200)로부터 전원을 공급하기 위한 전원 커넥터(344)를 포함할 수 있다. 즉, 진공도 검사 장치(300)는 충전식 배터리(battery)로부터 전원을 공급받는 것을 기본으로 하고, 비상시에 제어장치(200)의 전원을 사용할 수 있도록 전원 커넥터(344)를 구비할 수 있다. 배터리 충전은 충전 포트를 통해 내장 배터리를 충전하고, 배터리 잔량 점검은 LED 점등 수 또는 색을 통해 알 수 있다.
또한 진공도 검사 장치(300)는 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부 판단결과, 전원측 및 부하측의 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 및 전력기기 조작상태 등을 표시할 수 있다.
진공도 검사 장치(300)는 각 상의 결상정보 및 각 상의 전압불평형을 램프(led)를 통해 표시할 수 있다.
또한, 진공도 검사 장치(300)는 상별 진공 차단부(150)의 진공도 불량 결과를 상별 진공도 저하 표시 램프를 통해 알리거나, 원거리에 있는 작업자(또는 차량 선로 순시자)에게 통신부(통신포트)를 통해 전달할 수 있다.
또한 진공도 검사 장치(300)는 전력기기(100)의 VD나 PT를 통해 측정된 전원측 계측전압 및 부하측 계측전압을 표시할 수 있고, 전력기기(100)의 조작상태를 LED로 표시할 수 있다. 이때 진공도 검사 장치(300)는 단순히 전력기기(100)의 개방 및 투입만을 조작상태로 표시할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부(150)의 진공도를 검사하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 진공도 검사 장치(300)는 전력기기(100)의 조작상태를 모니터링하여(S1202), 전력기기(100)의 조작상태가 개방상태인지를 판단한다(S1204). 이때 진공도 검사 장치(300)는 전력기기(100)로부터의 릴레이(Relay) 접점 신호를 이용하여 전력기기(100)를 개방상태(열림, OFF) 또는 닫힘상태(ON)의 조작상태를 판단할 수 있다.
S1204 단계의 판단결과, 전력기기(100)의 조작상태가 개방상태이면, 진공도 검사 장치(300)는 진공 차단부(150)의 전원단자 및 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하고(S1206), 획득된 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별한다(S1208). 이때, 진공도 검사 장치(300)는 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 상용 주파 전원과 비교하여, 상용 주파 전원에 대응하는 계측전압을 전원단자 계측전압으로 판별하고, 나머지 계측전압을 개방단자 계측전압으로 판별할 수 있다. 이때, 진공도 검사 장치(300)는 각 상별로 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별할 수 있고, 3상 모두 상용 주파 전원에 대응하는 계측전압인 경우 전원단자 계측전압으로 판별할 수 있다.
S1208 단계가 수행되면, 진공도 검사 장치(300)는 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교한다(S1210). 이때 진공도 검사 장치(300)는 각 상별 개방단자 계측전압을 사용자가 정한 설정치와 비교하여, 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판단할 수 있다.
S1210 단계의 비교결과 개방단자 계측전압이 설정치 이상이면, 진공도 검사 장치(300)는 진공 차단부(150)의 진공도 불량으로 판단하고(S1212), 진공 차단부(150)의 진공도 불량 알림 경보를 알린다(S1214). 이때, 진공도 검사 장치(300)는 상별 진공 차단부(150)의 진공도 불량 판별 결과를 상별 진공도 저하 표시 램프를 알리거나, 원거리에 있는 작업자(또는 차량 선로 순시자)에게 통신부(통신포트)를 통해 전달할 수 있으며, 근거리 작업자에게 소리(Buzzer)/빛(LED)을 통해 알릴 수 있다.
S1204 단계의 판단결과, 전력기기(100)의 조작상태가 개방상태가 아니면, 진공도 검사 장치(300)는 전력기기(100)의 조작상태가 닫힘상태인지 판단한다(S1218).
S1218 단계의 판단결과, 전력기기(100)의 조작상태가 닫힘상태이면, 진공도 검사 장치(300)는 진공 차단부(150)의 전원단자 및 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하고(S1220), 획득된 제1 계측전압 및 제2 계측전압이 기 설정된 선로전압과 동일한지를 판단한다(S1222).
S1222 단계의 판단결과, 획득된 제1 계측전압 및 제2 계측전압이 기 설정된 선로전압과 동일하지 않으면, 진공도 검사 장치(300)는 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 선로전압으로 조정한다(S1224).
상술한 바와 같이 진공도 검사 장치(300)는, 전력기기(100)의 조작상태가 닫힘상태인 경우, 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 기 설정된 선로전압으로 조정(Calibration)하고, 전력기기(100)의 조작상태가 개방상태인 경우 전원측과 부하측의 계측전압을 이용하여 진공 차단부(150)의 진공도 불량 여부를 판단할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 개방단자 계측전압을 이용하여 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 진공도 검사 장치(300)는 각 상의 개방단자 계측전압을 획득하고(S1302), A상 또는 R상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상인지를 판단한다(S1304).
S1304 단계의 판단결과, A상 또는 R상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상이면, 진공도 검사 장치(300)는 A상 또는 R상의 진공도 저하라고 판단하여(S1306), 진공 차단부(150)의 진공도 불량을 알린다(S1308).
만약, S1304 단계의 판단결과, A상 또는 R상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상이 아니면, 진공도 검사 장치(300)는 B상 또는 S상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상인지를 판단한다(S1310).
S1310 단계의 판단결과, B상 또는 S상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상이면, 진공도 검사 장치(300)는 B상 또는 S상의 진공도 저하라고 판단하여(S1312), 진공 차단부(150)의 진공도 불량을 알린다(S1308).
만약, S1310 단계의 판단결과, B상 또는 S상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상이 아니면, 진공도 검사 장치(300)는 C상 또는 T상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상인지를 판단한다(S1314).
S1314 단계의 판단결과, C상 또는 T상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상이면, 진공도 검사 장치(300)는 C상 또는 T상의 진공도 저하라고 판단하여(S1316), 진공 차단부(150)의 진공도 불량을 알린다(S1308).
만약, S1314 단계의 판단결과, C상 또는 T상의 개방단자 계측전압이 설정치 이상이 아니면, 진공도 검사 장치(300)는 진공 차단부(150)를 정상으로 판단한다(S1318).
상술한 바와 같이 진공도 검사 장치(300)는 개방단자 계측전압을 가지고 각상별 전압 크기를 사용자가 정한 설정치(즉 진공 차단부(150)의 진공도가 정상일 때 유도되는 전압의 크기)와 비교하여 계측전압이 크면 각 상별로 진공도 불량으로 판정하고 해당 정보를 사용자에게 전송할 수 있다. 만약 계측전압 크기가 설정치 보다 작을 경우는, 진공도 검사 장치(300)는 진공 차단부(150)의 진공도 정상으로 판정할 수 있다.
아래 표 1은 개방단자의 계측전압에 따른 진공 차단부(150)의 진공도 평가를 나타낸다. 개방단자는 전원측이 될 수 있고 부하측이 될 수도 있다.
[표 1]
Figure 112020067614707-pat00002
배전급 선로에서의 정상 진공 차단부(150)의 극간 유도전압은 약 3kV미만 이므로, 표 1에서 example 1은 3kV 미만으로 모든 진공 차단부 정상, example 2는 A(R)상이 불량, example 3은 B(S)상이 불량, example 4는 C(T)불량으로 판정할 수 있다.
본 발명에서 불량 판정시 전원측(ABC) 및 부하측(RST)을 한 쌍으로 판단하는 이유는 각 상별로 전원측과 개방측이 하나의 진공 차단부(150)를 공유하기 때문에 불량여부 판정 또한 각 상별로 즉 A와 R, B와 S, C와 T으로 판정하고 표시할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부의 진공도 불량시 나타나는 전력기기(100) 제어함의 계측전압 화면을 나타낸다.
도 14를 참조하면, 실제 진공 차단부(150)의 진공도가 저하되면 정상일 때의 유도전압 크기인 1~3kV 보다 훨씬 높은 전압인 10kV이상 유도된다. 진공 차단부(150)의 불량시 발생하는 전압은 인체를 감전시킬 수 있는 충분히 높은 전압과 전류를 가지고 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 차단부(150)의 진공도 검사 장치, 시스템 및 방법은, 진공 차단부(Vacuum Interrupter, VI)를 사용하는 전력기기(100)의 구조 변경 없이 전압계측을 통해 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단함으로써, 진공 차단부의 진공도 불량으로 정전작업 구간내 실 전압인가로 인한 안전사고 발생을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 전력기기
150 : 진공 차단부
200 : 제어장치
300 : 진공도 검사 장치
310 : 모니터링부
320 : 계측전압 획득부
330 : 제어부
340 : 전원부
350 : 알림부

Claims (19)

  1. 전원단자와 부하단자 사이에 진공 차단부를 구비하는 전력기기에서 상기 진공 차단부의 진공도를 검사하는 장치에 있어서,
    상기 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 모니터링부;
    상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 계측전압 획득부; 및
    상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 전력기기의 조작상태가 닫힘상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 기 설정된 선로전압으로 조정하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링부는,
    상기 전력기기로부터의 릴레이(Relay) 접점 신호를 이용하여 상기 전력기기의 조작상태를 개방상태(OFF) 또는 닫힘상태(ON)로 판단하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 상용 주파 전원과 비교하고, 상기 상용 주파 전원에 대응하는 계측전압을 전원단자 계측전압으로 판별하고, 나머지 계측전압을 개방단자 계측전압으로 판별하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 개방단자 계측전압의 크기가 상기 설정치 이상인 경우, 상기 진공 차단부의 진공도 불량으로 판단하고, 상기 개방단자 계측전압의 크기가 상기 설정치 이상이 아닌 경우 상기 진공 차단부의 진공도 정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 설정치는, 상기 진공 차단부의 정상시 발생하는 유도전압의 크기인 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압의 선로전압으로 조정 결과 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 알림부를 더 포함하고,
    상기 알림부는, 통신부, 부저(Buzzer), 램프, LCD 중 적어도 하나를 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고,
    상기 전원부는 내장형 배터리 또는 전원 커넥터를 통해 제어장치로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 장치.
  9. 전원단자와 부하단자 사이에 진공 차단부를 포함하는 전력기기;
    상기 전력기기에 연결되며, 상기 전력기기를 제어하는 제어장치; 및
    상기 제어장치로부터 상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 및 전압 불평형 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 상기 정보에 기초하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 진공도 검사 장치를 포함하되,
    상기 진공도 검사 장치는, 상기 제어장치의 내부에 부착되는 부착형, 상기 제어장치의 제어기와 일체형으로 구성된 일체형, 및 상기 제어장치의 외부에 연결되는 수동형 중 적어도 하나로 구현되고,
    상기 진공도 검사장치가 상기 제어장치의 내부에 부착되는 부착형인 경우,
    상기 진공도 검사 장치는,
    상기 제어장치로부터 전원을 공급받는 제1 커넥터, 상기 제어장치로부터 상기 전력기기의 계측전압을 수신하는 제2 커넥터, 및 상기 제어장치로부터 상기 전력기기의 조작상태를 수신하는 제3 커넥터 중 적어도 하나를 포함하는 커넥터;
    상기 커넥터를 통해 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 모니터링부;
    상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 전압 획득부; 및
    상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 전력기기의 조작상태가 닫힘상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 기 설정된 선로전압으로 조정하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 시스템.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 진공도 검사 장치는,
    상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압의 선로전압으로 조정 결과 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 진공도 검사장치가 상기 제어장치의 외부에 연결되는 수동형인 경우,
    상기 진공도 검사 장치는,
    상기 제어장치에 연결하기 위한 리셉터클(receptacle);
    상기 리셉터클을 통해 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 모니터링부;
    상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 전압 획득부;
    상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 제어부; 및
    상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압의 선로전압으로 조정 결과 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 알림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 진공도 검사 장치에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고,
    상기 전원부는 내장형 배터리 또는 전원 커넥터를 통해 상기 제어장치로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 시스템.
  14. 전력기기의 전원단자와 부하단자 사이에 설치된 진공 차단부의 진공도를 점검하는 방법에 있어서,
    모니터링부가 상기 전력기기의 조작상태를 모니터링하는 단계;
    계측전압 획득부가 상기 전원단자 및 상기 부하단자의 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 획득하는 단계; 및
    제어부가, 상기 전력기기의 조작상태가 개방상태인 경우, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 전원단자 계측전압 및 개방단자 계측전압으로 구별하고, 상기 개방단자 계측전압을 기 설정된 설정치와 비교하여 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 전력기기의 조작상태가 닫힘상태인 경우, 상기 제어부가 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 기 설정된 선로전압으로 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 모니터링하는 단계에서,
    상기 모니터링부는 상기 전력기기로부터의 릴레이(Relay) 접점 신호를 이용하여 상기 전력기기의 조작상태를 개방상태(OFF) 또는 닫힘상태(ON)로 판단하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 제1 계측전압 및 제2 계측전압을 상용 주파 전원과 비교하고, 상기 상용 주파 전원에 대응하는 계측전압을 전원단자 계측전압으로 판별하고, 나머지 계측전압을 개방단자 계측전압으로 판별하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부를 판단하는 단계에서,
    상기 제어부는, 상기 개방단자 계측전압의 크기가 상기 설정치 이상인 경우, 상기 진공 차단부의 진공도 불량으로 판단하고, 상기 개방단자 계측전압의 크기가 상기 설정치 이상이 아닌 경우 상기 진공 차단부의 진공도 정상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 방법.
  18. 삭제
  19. 제14항에 있어서,
    알림부가 상기 전력기기의 조작상태, 전원단자 계측전압, 부하단자 계측전압, 결상정보, 전압 불평형, 상기 진공 차단부의 진공도 불량 여부 판단결과, 및 계측전압의 선로전압으로 조정 결과 중 적어도 하나를 사용자에게 알리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 차단부의 진공도 검사 방법.
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