KR102485045B1 - Gas sensor probe for measuring dissolved gas of transformer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브가 개시된다. 본 발명의 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브는, 변압기의 내부로 장입이 가능하도록 변압기의 외함 밸브를 관통할 수 있는 형태의 몸체; 몸체를 변압기의 외함 밸브 속으로 삽입하고 고정시키기 위한 센서 프로브 연결부; 몸체에 연결되며 절연유 용존 가스 농도를 측정할 수 있는 가스농도 측정부; 가스농도 측정부에서 취득한 전기저항 데이터를 농도값으로 변환시키는 센서 제어모듈; 및 가스농도 측정부로부터 획득한 데이터의 분석, 통계, 제어 및 원격 통신을 수행하는 가스모니터;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Disclosed is a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer. The gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer of the present invention includes a body capable of penetrating an enclosure valve of the transformer so as to be inserted into the transformer; A sensor probe connection for inserting and fixing the body into the enclosure valve of the transformer; A gas concentration measurement unit connected to the body and capable of measuring the concentration of dissolved gas in insulating oil; a sensor control module that converts the electrical resistance data obtained from the gas concentration measurement unit into a concentration value; and a gas monitor performing analysis, statistics, control, and remote communication of the data obtained from the gas concentration measurement unit.

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Figure 112021136890767-pat00002

Description

변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브{GAS SENSOR PROBE FOR MEASURING DISSOLVED GAS OF TRANSFORMER}Gas sensor probe for measuring gas in oil of transformer {GAS SENSOR PROBE FOR MEASURING DISSOLVED GAS OF TRANSFORMER}

본 발명은 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체식(또는 저항 변화식) 가스센서를 변압기 내부 절연유 속으로 장입하여 변압기 내부 이상 상태에 의해 발생 및 절연유 중에 용존된 극미량 가스의 조성과 양을 검지함으로써, 변압기 내부의 이상 유무를 확인 할뿐만 아니라 이상 내용과 이상 부위 및 심각 수준까지 정확하게 진단할 수 있는 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브에 관한 것이다. The present invention relates to a gas sensor probe for measuring gas in oil in a transformer, and more particularly, by inserting a semiconductor type (or resistance change type) gas sensor into the insulating oil inside the transformer, which is generated by abnormal conditions inside the transformer and dissolved in the insulating oil. It is about a gas sensor probe for measuring gas in oil in a transformer that can not only check the presence or absence of anomaly inside the transformer by detecting the composition and amount of trace gas, but also accurately diagnose the content of the anomaly, the anomaly area, and the serious level.

일반적으로, 변압기는 장기 운전에 의해 주요 부품이 열화되어 부분방전 및 아크(Arc) 등과 같은 이상 현상이 발생할 수 있으며, 이러한 이상 현상으로 인한 고열원이 절연유나 절연지와 같은 액상 및 고상 절연재료와 접촉할 경우, 화학반응에 의해 열화 분해되면서 가스가 발생한다. 이와 같이 변압기 내부에서 발생한 가스는 대부분 절연유 내에 그대로 용해되는 특성을 가지므로 이를 검지함으로써, 이상 부위와 내용 그리고 심각 수준 등을 간접적으로 추정할 수 있다. In general, transformers may cause abnormal phenomena such as partial discharge and arc due to deterioration of main parts due to long-term operation, and high heat sources due to these abnormal phenomena come into contact with liquid and solid insulating materials such as insulating oil or insulating paper. In this case, gas is generated as it is deteriorated and decomposed by a chemical reaction. In this way, most of the gas generated inside the transformer has a characteristic of being dissolved in the insulating oil as it is, so by detecting it, the abnormal part, content, and serious level can be indirectly estimated.

변압기의 절연유에 용존된 가스 조성과 농도를 분석하는 유중가스 분석법은, 통상 변압기에서 직접 샘플링한 절연유 시료를 원격지의 실험실로 운반하여 복잡하고 고가인 정밀 분석장치를 이용하여 분석하는 오프라인(Off-line) 방식이 사용되고 있다. The gas-in-oil analysis method, which analyzes the composition and concentration of gases dissolved in the insulating oil of a transformer, is an offline (off-line) method in which a sample of insulating oil sampled directly from a transformer is transported to a remote laboratory and analyzed using a complicated and expensive precision analyzer. ) method is used.

그러나 이러한 실험실적 분석 방식은 정확성과 신뢰도는 높지만, 변압기 이상상태 판정까지 장시간이 소요될 뿐만 아니라 절연유 시료 샘플링 시 공기 유입 및 가스 유출로 인한 샘플의 부정확성, 정밀 분석기기를 다룰 수 있는 전문 인력이 요구되는 등의 단점을 가진다. 또한, 샘플을 채취하는 특정 시점에서의 변압기 상태에 대한 정보는 제공받을 수 있지만, 시점과 시점 사이 일정 기간 동안의 상태변화 추이와 관련된 정보는 알 수 없다는 단점을 가진다. However, although this laboratory analysis method has high accuracy and reliability, it takes a long time to determine the abnormal state of the transformer, inaccuracy of the sample due to air inflow and gas outflow when sampling the insulating oil sample, and professional personnel who can handle precision analysis equipment are required. has disadvantages such as In addition, although information on the state of the transformer at a specific point in time when sampling is taken can be provided, information related to the trend of state change during a certain period between points in time cannot be known.

최근에는 이러한 문제점을 개선하고자 멤브레인과 가스 크로마토그래피(Gas Chromatography, GC), 광음향 분광법(Photoacoustic Spectroscopy, PAS), 적외선(IR) 분광방식 등을 활용하여 실시간으로 변압기 상태를 감시하는 온라인(On-line) 방식도 적용되고 있다. Recently, in order to improve these problems, on-line (On-line) monitoring of the transformer condition in real time using membrane, Gas Chromatography (GC), Photoacoustic Spectroscopy (PAS), and Infrared (IR) spectroscopy is used. line) method is also applied.

온라인 방식은 변압기로부터 배관과 펌프를 이용하여 변압기 내부 절연유를 강제 이송, 채취하여 실시간으로 용존가스 조성별 농도를 분석하는데, 실험실적 분석방법에 준할 정도의 비교적 높은 정확도를 보인다. 그러나 대당 가격이 수 천 만원~1억원대의 고가이며 설치뿐만 아니라 유지보수에도 고비용이 소요되는 등의 문제점이 있다. The online method analyzes the concentration of dissolved gas composition in real time by forcibly transporting and collecting the insulating oil inside the transformer using pipes and pumps from the transformer, and shows relatively high accuracy comparable to the laboratory analysis method. However, there are problems such as the high price of tens of thousands of won to 100 million won per unit, and the high cost required not only for installation but also for maintenance.

따라서 최근에는 실시간 절연유 가스분석이 가능하면서도 구조가 간단하고 경제적인 가스센서 방식에 대한 관심이 급증하고 있다. 아직까지는 도입 초기이기 때문에 유중가스 분석 가스센서의 적용 사례가 제한적이기는 하지만, 전기화학 방식의 가스센서가 일부 사용되고 있다. Therefore, in recent years, interest in a simple and economical gas sensor method capable of real-time insulating oil gas analysis is rapidly increasing. Since it is still in the early stage of introduction, the application cases of gas sensors for analyzing gas in oil are limited, but electrochemical gas sensors are being used in some cases.

이러한 가스센서는 주로 변압기 드레인 밸브에 직접 장착하여 분석하는 '가스 모니터' 방식으로 사용되는데, 구조가 간단하여 설치 및 유지관리가 용이하고 가격이 저렴한 장점을 가진다. This gas sensor is mainly used as a 'gas monitor' method that is directly mounted on a transformer drain valve for analysis. It has a simple structure, easy installation and maintenance, and low cost.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0037720호(2017.04.05. 공개, 유중가스 측정장치 및 이를 구비하는 유압변압기)에 개시되어 있다. The background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0037720 (published on April 5, 2017, gas in oil measuring device and hydraulic transformer having the same).

그러나 이와 같은 전기화학식(또는 연료전지식) 가스센서는 감지 가능한 가스가 수소(H2)와 일산화탄소(CO)로 제한되고, 기존 가스 크로마토그래피나 광음향 분광법 방식에 비해 정확도가 크게 낮아서 주로 알람 경보 역할로 사용되며, 액체 전해질의 사용으로 사용수명이 수개월 정도로 짧은 문제점 등이 있다. However, such an electrochemical (or fuel cell) gas sensor is limited to hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) as detectable gases, and its accuracy is significantly lower than conventional gas chromatography or photoacoustic spectroscopy methods, so it is mainly used as an alarm alarm. It is used as a role, and there are problems such as a short service life of several months due to the use of liquid electrolyte.

또한, 변압기의 드레인 밸브에 직접 장착, 사용함으로써 배관이나 펌프를 이용하여 절연유를 순환시키지 않아도 되는 장점이 있으나, 드레인 밸브 전면에 정체된 절연유를 분석 대상으로 하기 때문에 변압기 내부에서 발생한 가스가 센서까지 쉽고 빠르게 확산되지 못하여 데이터의 신뢰성과 빠른 반응속도를 확보하기 어려운 문제점이 있다. In addition, since it is directly installed and used on the drain valve of the transformer, it has the advantage of not having to circulate the insulating oil using a pipe or pump. There is a problem in that it is difficult to secure data reliability and fast response speed because it does not spread quickly.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 반도체식 가스센서를 변압기 내부 절연유 속으로 장입하여 변압기 내부 이상 상태에 의해 발생 및 절연유 중에 용존된 극미량 가스의 조성과 양을 검지함으로써, 변압기 내부의 이상 유무를 확인 할뿐만 아니라 이상 내용과 이상 부위 및 심각 수준까지를 정확하게 진단할 수 있는 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브를 제공하는 것이다. The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention according to one aspect is to insert a semiconductor gas sensor into the insulating oil inside the transformer to generate trace gases generated by abnormal conditions inside the transformer and dissolved in the insulating oil. It is to provide a gas sensor probe for measuring gas in oil in a transformer, which can not only check the presence or absence of abnormalities inside the transformer, but also accurately diagnose the contents of abnormalities, abnormal parts, and even serious levels by detecting the composition and amount of .

본 발명의 일 측면에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브는, 변압기의 내부로 장입이 가능하도록 변압기의 외함 밸브를 관통할 수 있는 형태의 몸체; 몸체를 변압기의 외함 밸브 속으로 삽입하고 고정시키기 위한 센서 프로브 연결부; 몸체에 연결되며 절연유 용존 가스 농도를 측정할 수 있는 가스농도 측정부; 가스농도 측정부에서 취득한 전기저항 데이터를 농도값으로 변환시키는 센서 제어모듈; 및 가스농도 측정부로부터 획득한 데이터의 분석, 통계, 제어 및 원격 통신을 수행하는 가스모니터;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an aspect of the present invention includes a body capable of penetrating an enclosure valve of the transformer so as to be inserted into the transformer; A sensor probe connection for inserting and fixing the body into the enclosure valve of the transformer; A gas concentration measurement unit connected to the body and capable of measuring the concentration of dissolved gas in insulating oil; a sensor control module that converts the electrical resistance data obtained from the gas concentration measurement unit into a concentration value; and a gas monitor performing analysis, statistics, control, and remote communication of the data obtained from the gas concentration measurement unit.

본 발명에서 가스농도 측정부는, 특정 가스와 반응하여 전기적 특성이 변화하는 적어도 하나 이상의 가스센서; 액상의 절연유 통과는 차단하고 용존 가스는 분리하여 통과시키는 적어도 한 층 이상으로 구성된 멤브레인 필터; 몸체에 연결되어 가스센서와 멤브레인 필터를 고정하고 보호하는 센서 고정대; 가스센서의 전면에 위치한 절연유의 온도와 수분 함유량을 측정하는 온수분 센서; 및 가스센서, 온수분 센서 및 멤브레인 필터의 손상을 억제하기 위한 적어도 하나 이상의 보호캡;을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the gas concentration measuring unit includes at least one gas sensor whose electrical characteristics change in response to a specific gas; A membrane filter composed of at least one layer that blocks passage of liquid insulating oil and separates and passes dissolved gas; A sensor fixture connected to the body to fix and protect the gas sensor and the membrane filter; A hot water sensor for measuring the temperature and moisture content of the insulating oil located in front of the gas sensor; and at least one protective cap to prevent damage to the gas sensor, the hot water sensor, and the membrane filter.

본 발명에서, 가스농도 측정부는, 가스센서와 멤브레인 필터 사이에 산소분압을 설정 수준 이상으로 유지하고 멤브레인 필터에 의한 유중가스 분리를 촉진하기 위한 공기 순환유로;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the gas concentration measuring unit may further include an air circulation passage for maintaining an oxygen partial pressure between the gas sensor and the membrane filter at a predetermined level or higher and promoting separation of gas in oil by the membrane filter.

본 발명은 몸체를 관통하여 가스농도 측정부의 첨단으로 공급되는 공기의 온도와 습도를 설정 수준으로 유지되도록 하는 제습장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that it further includes a dehumidifying device that penetrates the body and maintains the temperature and humidity of the air supplied to the tip of the gas concentration measuring unit at a set level.

본 발명에서 제습장치는, 공기 순환유로를 절연선 가열, 유도가열 및 절연유 중탕 중 어느 하나 이상으로 가열하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the dehumidifying device is characterized in that the air circulation passage is heated by at least one of insulated wire heating, induction heating, and insulating oil bath.

본 발명에서 멤브레인 필터는, 적어도 한 층 이상의 판상형 필터 또는 복수의 중공사막으로 형성되고, 절연유에 젖지 않도록 소유성 표면개질 처리한 것을 특징으로 한다. In the present invention, the membrane filter is formed of at least one layer of plate-shaped filter or a plurality of hollow fiber membranes, and is characterized in that it is treated with an oleophobic surface modification so as not to get wet with insulating oil.

본 발명에서 가스농도 측정부의 가스센서와 멤브레인 필터 사이의 가스농도 측정공간으로 유중 산소농도나 질소농도에 연동하여 산소를 공급하기 위한 공기순환 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, it is characterized in that it further comprises an air circulation pump for supplying oxygen in conjunction with the oxygen concentration or nitrogen concentration in oil to the gas concentration measurement space between the gas sensor and the membrane filter of the gas concentration measurement unit.

본 발명에서 가스농도 측정부의 센서 제어모듈은, 몸체의 내부와 이격되고 가스센서가 탑재된 어댑터 PCB를 구비되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the sensor control module of the gas concentration measuring unit is characterized in that it is provided with an adapter PCB spaced apart from the inside of the body and equipped with a gas sensor.

본 발명에서 센서 제어모듈은, 어댑터 PCB를 가스센서의 조성별로 설정온도로 제어할 수 있으며, 히터전압과 절연유의 온도 측정값과 연동하여 일정한 온도로 유지시키는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the sensor control module is characterized in that it can control the adapter PCB to a set temperature for each composition of the gas sensor, and maintains it at a constant temperature in conjunction with the measured value of the heater voltage and the temperature of the insulating oil.

본 발명에서 몸체는, 외경이 센서 프로브 연결부의 내부 홀 직경보다 작고, 절연유에 의한 중탕 가열이 가능하며, 내부에 제어모듈 보드와 공기 순환유로가 구비되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the body is characterized in that the outer diameter is smaller than the diameter of the inner hole of the sensor probe connection part, it is possible to heat in hot water by insulating oil, and a control module board and an air circulation path are provided therein.

본 발명에서 몸체는, 변압기 내벽까지 삽입이 가능하고 삽입 깊이의 유지와 고정을 위하여 몸체 표면에 걸림턱이 구비되며, 고무 가스켓과 고정 너트를 이용하여 센서 프로브 연결부에 고정되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the body can be inserted up to the inner wall of the transformer, has a locking jaw on the surface of the body to maintain and fix the insertion depth, and is fixed to the sensor probe connection using a rubber gasket and a fixing nut.

본 발명의 일 측면에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브는 반도체식(또는 저항 변화식) 가스센서를 변압기 내부 절연유 속으로 장입하여 변압기 내부 이상 상태에 의해 발생 및 절연유 중에 용존된 극미량 가스의 조성과 양을 검지함으로써, 변압기 내부의 이상 유무를 확인 할뿐만 아니라 이상 내용과 이상 부위 및 심각 수준까지 가스농도 측정 및 진단의 정확도를 높이고 반응속도를 크게 향상시킬 수 있다. A gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an aspect of the present invention inserts a semiconductor type (or resistance change type) gas sensor into the insulating oil inside the transformer to generate trace gases generated by abnormal conditions inside the transformer and dissolved in the insulating oil. By detecting the composition and amount of the transformer, it is possible to not only check the presence or absence of abnormalities inside the transformer, but also increase the accuracy of gas concentration measurement and diagnosis, including the contents of the abnormality, the abnormal part and the serious level, and greatly improve the reaction speed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브를 센서 프로브 연결부를 이용하여 변압기 외함 밸브 속으로 삽입, 체결한 상태를 설명하는 2차원 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브를 센서 프로브 연결부를 이용하여 변압기 외함 밸브 속으로 삽입, 체결한 상태를 설명하는 3차원 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브의 몸체와 센서 프로브 연결부를 서로 결합한 상태를 설명하는 3차원 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브의 몸체 내부의 구조와 조립 상태를 설명하는 3차원 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브의 가스농도 측정부를 구성하는 센서, 멤브레인 필터 등 주요 부품들의 조립 상태를 설명하는 3차원 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브에서 센서 고정대 내부의 어댑터 PCB 조립 상태 및 측면에 구비된 홀(hole)의 위치를 설명하는 3차원 모식도이다. 1 is a two-dimensional schematic diagram illustrating a state in which a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention is inserted into and fastened to a valve of a transformer enclosure using a sensor probe connection part.
2 is a three-dimensional schematic diagram illustrating a state in which a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention is inserted into and fastened to a valve of a transformer enclosure using a sensor probe connection part.
3 is a three-dimensional schematic diagram illustrating a state in which a body of a gas sensor probe and a sensor probe connection part are coupled to each other for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention.
4 is a three-dimensional schematic diagram illustrating the internal structure and assembly state of a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention.
5 is a three-dimensional schematic diagram illustrating an assembly state of main components such as a sensor and a membrane filter constituting a gas concentration measuring unit of a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention.
6 is a three-dimensional schematic diagram illustrating an assembled state of an adapter PCB inside a sensor holder and a position of a hole provided on a side surface of a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브를 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.Hereinafter, a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브를 센서 프로브 연결부를 이용하여 변압기 외함 밸브 속으로 삽입, 체결한 상태를 설명하는 2차원 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브를 센서 프로브 연결부를 이용하여 변압기 외함 밸브 속으로 삽입, 체결한 상태를 설명하는 3차원 모식도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브의 몸체와 센서 프로브 연결부를 서로 결합한 상태를 설명하는 3차원 모식도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브의 몸체 내부의 구조와 조립 상태를 설명하는 3차원 모식도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브의 가스농도 측정부를 구성하는 센서, 멤브레인 필터 등 주요 부품들의 조립 상태를 설명하는 3차원 모식도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브에서 센서 고정대 내부의 어댑터 PCB 조립 상태 및 측면에 구비된 홀(hole)의 위치를 설명하는 3차원 모식도이다. 1 is a two-dimensional schematic diagram illustrating a state in which a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention is inserted into and fastened into a valve of a transformer enclosure using a sensor probe connection part, and FIG. It is a three-dimensional schematic diagram explaining a state in which a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention is inserted into and fastened into a valve of a transformer enclosure using a sensor probe connection, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. A three-dimensional schematic diagram illustrating a state in which a body and a sensor probe connection part of a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an example are coupled to each other, and FIG. 4 is a gas for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention. It is a three-dimensional schematic diagram explaining the internal structure and assembly state of the sensor probe body, and FIG. 5 is a sensor and membrane filter constituting the gas concentration measuring unit of the gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention. Figure 6 is a three-dimensional schematic diagram explaining the assembly state of the main parts, such as, Fig. 6 is a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention, the assembly state of the adapter PCB inside the sensor holder and the hole provided on the side It is a 3D schematic diagram explaining the position of the hole.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브는 변압기 외함의 드레인 밸브(10)에 플랜지 방식의 센서 프로브 연결부(20)를 체결한 뒤, 몸체(30)를 연결부 속에 삽입한다. As shown in FIGS. 1 to 6, the gas sensor probe for measuring gas in oil of a pressurizer according to an embodiment of the present invention is a flange type sensor probe connection part 20 fastened to the drain valve 10 of a transformer enclosure. After that, the body 30 is inserted into the connection part.

여기서, 몸체(30)는 원통형의 형상을 가지며, 그 내부에 센서 제어모듈, 공기 순환유로 및 각종 전기배선을 포함하며, 드레인 밸브(10) 속을 관통하여 변압기 내부로 삽입된다. Here, the body 30 has a cylindrical shape, and includes a sensor control module, an air circulation path, and various electrical wires therein, and penetrates the drain valve 10 and is inserted into the transformer.

몸체(30)가 변압기 내벽 이상으로 너무 깊이 삽입되면 변압기 내부 전자기장이 집속되어 위험할 수 있으므로 내벽 위치까지만 삽입이 가능하도록 몸체(30) 표면에 걸림턱을 구비할 수 있고, 몸체(30)는 고무 가스켓과 고정너트(80) 조임에 의해 센서 프로브 연결부(20)에 고정된다. If the body 30 is inserted too deeply beyond the inner wall of the transformer, the electromagnetic field inside the transformer can be focused and dangerous. Therefore, a locking jaw may be provided on the surface of the body 30 so that it can be inserted only up to the inner wall, and the body 30 is made of rubber. It is fixed to the sensor probe connection part 20 by tightening the gasket and the fixing nut 80 .

센서 프로브 연결부(20)는 변압기 모델에 따라서 플랜지 방식이 아닌 나사 방식이 적용될 수도 있으며, 내부는 원통형의 몸체(30)가 삽입될 수 있도록 조금 큰 직경의 원통형 형상을 가진다. Depending on the transformer model, the sensor probe connection part 20 may be of a screw type rather than a flange type, and has a cylindrical shape with a slightly larger diameter so that the cylindrical body 30 can be inserted therein.

몸체(30)의 한쪽 끝에는 가스농도 측정부(40)가 구비되며, 센서 프로브 연결부(20) 내부를 관통하여 변압기 내부 절연유 속으로 삽입된다. A gas concentration measuring unit 40 is provided at one end of the body 30, and is inserted into the insulating oil inside the transformer through the inside of the sensor probe connection unit 20.

센서 프로브 연결부(20)는 플랜지 또는 나사 방식으로 변압기 드레인 밸브(10)에 체결되며, 센서 프로브 연결부(20) 내부의 홀(hole) 속으로 몸체(30)를 삽입하고 고정용 지그(60)를 이용하여 가스모니터(50)를 연결시킨다. 이때 4bar 수준의 압력에서도 누유가 발생하지 않도록 플랜지, O-ring, 고정너트와 고무 가스켓 등을 이용하여 견고하게 밀봉할 수 있다. The sensor probe connection part 20 is fastened to the transformer drain valve 10 in the form of a flange or a screw, and the body 30 is inserted into a hole inside the sensor probe connection part 20 and a fixing jig 60 is used. Connect the gas monitor 50 by using At this time, it can be firmly sealed using a flange, O-ring, fixing nut and rubber gasket so that no oil leakage occurs even at a pressure of 4 bar.

또한, 센서 프로브 연결부(20) 내부의 홀 직경보다 내부에 삽입되는 몸체(30)의 외경을 약간 작게 하여 그 사이 공간으로 변압기 내부의 절연유가 유입될 수 있도록 하며, 이 절연유를 샘플링 할 수 있도록 센서 프로브 연결부(20)에 절연유 샘플링 개폐밸브(70)를 더하여 장착할 수 있다. In addition, the outer diameter of the body 30 inserted inside is slightly smaller than the hole diameter inside the sensor probe connection part 20 so that the insulating oil inside the transformer can flow into the space between them, and the sensor can sample the insulating oil An insulating oil sampling opening/closing valve 70 may be added to the probe connection unit 20 to be mounted.

몸체(30) 내부에는 제어모듈 보드를 고정시키기 위한 보트 형태의 제어모듈 고정대(300)가 삽입된다. 제어모듈 고정대(300)의 적어도 한쪽 끝단은 원판형으로 되어 있고, 각종 배선과 가스순환 미세관의 통과가 가능하도록 2개 이상의 홀(422, 432)이 가공되어 있으며, 온수분 센서의 소켓 고정과 전기배선 보호 목적을 겸하는 금속 내지 플라스틱 재질의 고정관(310)에 거치된다. Inside the body 30, a boat-shaped control module holder 300 for fixing the control module board is inserted. At least one end of the control module holder 300 is in the shape of a disc, and two or more holes 422 and 432 are processed to allow passage of various wires and gas circulation fine tubes, and a socket fixing and It is mounted on a fixed pipe 310 made of metal or plastic that serves the purpose of protecting electrical wiring.

제어모듈 고정대(300) 평판 부분의 크기와 형상은 제어모듈 보드에 따라 결정될 수 있다. 제어모듈 보드는 제어모듈 고정대(300)에 장착하여 제어모듈 고정대(300) 평판과 곡면 부위 사이의 반원 모양 공간에는 공기순환을 위한 미세관이 통과할 수 있다. The size and shape of the flat portion of the control module holder 300 may be determined according to the control module board. The control module board is mounted on the control module holder 300 so that fine tubes for air circulation can pass through the semicircular space between the flat plate and the curved surface of the control module holder 300 .

센서 제어모듈은 가스센서(430)가 측정한 전기 저항값(mΩ)을 농도값(ppm)으로 변환시키며, 제어모듈 보드의 기판을 일정 온도로 유지시키기 위하여 히터전압을 공급, 제어하는 등의 기능을 가진다. The sensor control module converts the electrical resistance value (mΩ) measured by the gas sensor 430 into a concentration value (ppm), and supplies and controls the heater voltage to maintain the substrate of the control module board at a constant temperature. have

복수의 가스센서(430)가 탑재되는 각 센서마다 소재 조성이 달라 가열되어야 하는 기판의 온도도 제각기 다른 것이 일반적이다. It is common for each sensor on which the plurality of gas sensors 430 are mounted to have different material compositions and different temperatures of substrates to be heated.

따라서 센서 제어모듈은 각 센서 기판마다 미리 정해진 온도를 유지할 수 있도록 함에 있어서, 주변의 온도변화에 따라 각각의 히터전압을 제어하여 항시 일정한 기판 온도를 유지할 수 있도록 한다. Accordingly, the sensor control module maintains a predetermined temperature for each sensor substrate, so that a constant substrate temperature can be maintained at all times by controlling each heater voltage according to a change in ambient temperature.

가스농도 측정부(40)는 몸체(30)에 연결되며, 유중가스 농도를 측정하는 가스센서(430), 절연유 중에서 용존 가스만을 분리해내는 멤브레인 필터(440), 그리고 절연유의 온도와 수분 함량을 측정하는 온수분 센서를 포함하여 구성될 수 있다. The gas concentration measuring unit 40 is connected to the body 30 and includes a gas sensor 430 for measuring the gas concentration in oil, a membrane filter 440 for separating only dissolved gas from insulating oil, and temperature and moisture content of the insulating oil. It may be configured to include a hot water sensor for measuring.

센서 고정대(400)는 가스센서(430), 멤브레인 필터(440), 그리고 온수분 센서를 거치하는 역할 외에 변압기 절연유가 몸체(30) 내부로 유입되지 않도록 밀봉하는 기능도 담당한다. 가스센서(430)와 온수분 센서는 최대한 인접하여 위치하도록 하되, 허락되는 공간 여건에 따라 방향과 위치는 다양하게 조정할 수 있다. The sensor holder 400 serves to mount the gas sensor 430, the membrane filter 440, and the hot water sensor, and also serves to seal the transformer insulating oil from flowing into the body 30. The gas sensor 430 and the hot water sensor are positioned as close to each other as possible, but the direction and location can be adjusted in various ways according to the permitted space conditions.

이를 위하여 상기 실시예에서는 가스센서(430)와 온수분 센서를 서로 수직하게 위치시킬 수 있다. 가스센서(430)와 멤브레인 필터(440) 모두 이물질에 의한 기계적 충격에 취약하기 때문에 손상을 억제하기 위한 목적으로 1차 보호캡(410)과 2차 보호캡(420)을 더 포함할 수 있다. To this end, in the above embodiment, the gas sensor 430 and the hot water sensor may be positioned perpendicular to each other. Since both the gas sensor 430 and the membrane filter 440 are vulnerable to mechanical shock caused by foreign substances, a primary protective cap 410 and a secondary protective cap 420 may be further included for the purpose of suppressing damage.

1차 보호캡(410)은 가스농도 측정부(40) 전체를 이물질로부터 격리시키기 위한 목적으로 사용되며, 2차 보호캡(420)은 액상의 절연유에 직접 노출되는 온수분 센서를 보호하기 위한 목적으로 적용할 수 있다. The primary protective cap 410 is used for the purpose of isolating the entire gas concentration measuring unit 40 from foreign substances, and the secondary protective cap 420 is used to protect the hot water sensor directly exposed to liquid insulating oil. can be applied as

2차 보호캡(420)은 센서 고정대(400)의 한 측면에 가공한 홀(422,432)에 고정된 소켓(421)에 온수분 센서와 함께 고정되며, 필요에 따라 다양한 크기와 형상의 보호 기구물이 추가로 적용될 수 있다. The secondary protective cap 420 is fixed together with the hot water sensor to the socket 421 fixed to the holes 422 and 432 machined on one side of the sensor holder 400, and protective devices of various sizes and shapes are provided as needed. additional may be applied.

일예로서, 가스센서(430)는 전기저항을 측정하는 금속산화물 소재의 반도체식 센서를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 이러한 가스센서(430)는 특별히 한정되지 않으며, 기존에 유중가스를 분석할 수 있는 어떠한 방식의 센서로 구성되어도 무방하다. As an example, the gas sensor 430 may include at least one semiconductor sensor made of a metal oxide material that measures electrical resistance. The gas sensor 430 is not particularly limited, and may be configured with any type of sensor capable of analyzing gas in oil.

가스센서(430)가 매우 초소형이기 때문에 가스센서(430)를 고정하고 센서 제어모듈에 대한 연결을 용이하게 하기 위하여 어댑터 PCB(431)에 부착하여 사용한다. 이때 어댑터 PCB(431)의 크기와 형상은 특별히 한정되지 않으며, 가스센서(430)의 개수, 방식, 크기 및 형상 등을 고려하여 다양하게 변경이 가능할 것이다. Since the gas sensor 430 is very small, it is attached to the adapter PCB 431 to fix the gas sensor 430 and facilitate connection to the sensor control module. At this time, the size and shape of the adapter PCB 431 are not particularly limited, and may be variously changed in consideration of the number, method, size, and shape of the gas sensors 430.

또한 가스센서(430)는 복수개를 어레이 형태로 구비할 수도 있다. In addition, a plurality of gas sensors 430 may be provided in an array form.

가스센서(430)의 전면에는 절연유로부터 용존 가스를 분리해내기 위한 멤브레인 필터(440)가 거치되며, 절연유는 차단하고 유중 가스는 통과시키는 기능을 가진 필터라면 어떤 것을 사용하여도 무방하다. 멤브레인의 오염과 손상을 방지하고 기액 분리의 효과를 증대시키기 위하여 2겹 이상의 판상형 멤브레인 필터를 구성하여 이중, 삼중으로 필터링할 수 있을 뿐만 아니라 적어도 한 층 이상의 판상형 필터 또는 복수의 중공사막으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. A membrane filter 440 for separating dissolved gas from insulating oil is mounted on the front of the gas sensor 430, and any filter having a function of blocking insulating oil and passing gas in oil may be used. In order to prevent contamination and damage to the membrane and increase the effect of gas-liquid separation, two or more plate-type membrane filters can be configured to perform double or triple filtering, as well as at least one plate-type filter or a plurality of hollow fiber membranes. However, it is not limited thereto.

또한 멤브레인 필터(440)는 절연유에 젖지 않도록 소유성 표면개질 처리를 할 수 있다. In addition, the membrane filter 440 may be subjected to an oleophobic surface modification treatment so as not to get wet with insulating oil.

2차 보호캡(420)을 멤브레인 필터(440) 전면에 위치하게 함으로써, 이물질에 의한 멤브레인 필터(440)의 손상을 최대한 억제할 수 있도록 할 수 있다. By placing the secondary protective cap 420 in front of the membrane filter 440, damage to the membrane filter 440 caused by foreign substances can be minimized.

멤브레인 필터(440)의 전후에는 절연유의 유밀성과 용존 가스의 기밀성을 확보하기 위하여 O-ring(402)을 적용하고, 멤브레인 고정판(450)을 이용하여 센서 고정대(400)에 고정시킨다. Before and after the membrane filter 440, O-rings 402 are applied to ensure oil tightness of insulating oil and airtightness of dissolved gas, and the membrane filter 450 is used to fix the membrane filter 450 to the sensor holder 400.

가스센서(430)와 멤브레인 필터(440) 사이에는 매우 좁은 가스농도 측정공간이 형성되는데, 이 공간으로 멤브레인 필터(440)를 통과한 용존 가스가 유입됨으로써 가스센서(430)에 의한 가스별 농도 측정이 가능해진다. A very narrow gas concentration measurement space is formed between the gas sensor 430 and the membrane filter 440, and the dissolved gas passing through the membrane filter 440 flows into this space, thereby measuring the concentration of each gas by the gas sensor 430. this becomes possible

이때 일정 산소분압 유지 및 원활한 용존 가스 분리를 위하여 가스센서 프로브의 내외부 가스순환을 위한 공기 순환유로를 센서 고정대(400) 측면에 구성할 수 있다. 즉, 반도체식 가스센서는 가스농도 측정을 위하여 최소한의 산소가 필요하며, 또한 산소분압의 변동에 의하여 가스 감지도가 변화하거나 작동 장애가 발생할 수 있으므로 일정 수준 이상의 산소를 공급하기 위한 가스순환 장치를 별도로 구비할 수 있다. At this time, in order to maintain a constant oxygen partial pressure and smoothly separate dissolved gas, an air circulation passage for internal and external gas circulation of the gas sensor probe may be formed on the side of the sensor holder 400 . That is, the semiconductor gas sensor requires a minimum amount of oxygen to measure the gas concentration, and since the gas sensitivity may change or malfunction may occur due to a change in the oxygen partial pressure, a gas circulation device for supplying oxygen above a certain level is separately required. can be provided

여기서, 공기 순환유로는 가스농도 측정부(40)에 산소를 공급하기 위한 목적으로 설치된다. 반도체식 가스센서는 센서 소재와 측정대상 가스와의 직접 반응이 아닌, 센서 소재 표면에 흡착된 산소와 타겟 가스와의 반응에 의한 센서 소재의 저항 변화값을 측정하는 방식이므로, 일정 농도 이상의 산소가 반드시 요구된다. Here, the air circulation passage is installed for the purpose of supplying oxygen to the gas concentration measuring unit 40 . The semiconductor gas sensor is a method that measures the change in resistance of the sensor material due to the reaction between oxygen adsorbed on the surface of the sensor material and the target gas, rather than a direct reaction between the sensor material and the target gas. absolutely required

통상 절연유는 새것이라고 해도 1%(10,000ppm) 이상의 산소가스가 용존되어 있으므로, 기본적으로는 외부에서 별도로 산소를 공급하지 않아도 가스농도 측정이 가능하지만, 극미량 가스농도 측정을 위해서는 산소분압이 매우 낮은 편이므로 경우에 따라서는 외부에서 별도로 산소를 공급해 줄 필요가 있다. In general, insulating oil contains more than 1% (10,000 ppm) of oxygen gas dissolved in it even if it is new, so it is basically possible to measure the gas concentration without supplying oxygen separately from the outside. Therefore, in some cases, it is necessary to supply oxygen separately from the outside.

즉, 산소의 분압이 너무 낮거나 장시간 변압기 사용에 의해 용존 산소량이 크게 변화하면 가스센서의 기저(base) 저항값이 달라져서 가스감도(Rair/Rgas)에 변화가 발생하므로, 이를 가급적 일정하게 유지할 수 있어야 한다. That is, if the partial pressure of oxygen is too low or if the amount of dissolved oxygen greatly changes due to the use of a transformer for a long time, the base resistance value of the gas sensor changes and changes occur in the gas sensitivity (R air /R gas ). should be able to keep

따라서 공기 주입구 및 배출구를 위한 홀(422, 432)을 센서 고정대(400) 측면에 구성하되, 최대한 그 위치를 멀리 이격시킴으로써 가스농도 측정부(40) 내의 공기 순환을 원활하게 한다. 공기 주입구 및 배출구의 끝단에는 공기 순환유로를 연결하여 초소형 공기순환 펌프에 의한 구동력으로 연속적인 가스 순환이 가능하도록 하되, 가스농도 측정공간의 온도를 가능한 일정하게 유지할 수 있도록 공기가 공급되는 공기 순환유로는 전열선 가열, 유도가열 또는 변압기 내부 절연유에 의한 중탕 가열 등의 방법으로 가열하도록 하여 겨울철에도 일정 온도 이상의 공기가 공급되도록 한다. Accordingly, the holes 422 and 432 for the air inlet and outlet are formed on the side of the sensor holder 400, but the positions are spaced as far apart as possible to facilitate air circulation in the gas concentration measuring unit 40. An air circulation path is connected to the ends of the air inlet and outlet so that continuous gas circulation is possible with the driving force of a micro air circulation pump, but air is supplied to maintain the temperature of the gas concentration measurement space as constant as possible. is heated by electric heating wire heating, induction heating, or water bath heating by insulating oil inside the transformer, so that air of a certain temperature or higher is supplied even in winter.

이때 가스센서(430)와 멤브레인 필터(440) 사이의 가스농도 측정공간으로 공기가 공급되어 압력이 상승하면 절연유로부터의 용존 가스 유입에 악영향을 미칠 수 있으므로, 공기순환 펌프는 공기 순환유로의 출구에 설치하는 것을 원칙으로 한다. At this time, if air is supplied to the gas concentration measurement space between the gas sensor 430 and the membrane filter 440 and the pressure rises, it may adversely affect the inflow of dissolved gas from the insulating oil. installed in principle.

또한, 가스센서(430)에 산소 또는 질소 가스센서를 포함하여 유중 산소 농도의 측정이 가능한 경우, 가스순환용 공기순환 펌프의 구동전압을 유중 산소농도와 연동시킴으로써, 가스농도 측정공간 내 산소분압이 일정하게 유지될 수 있도록 구성할 수도 있다.In addition, when the oxygen concentration in oil can be measured by including an oxygen or nitrogen gas sensor in the gas sensor 430, the oxygen partial pressure in the gas concentration measurement space is increased by interlocking the driving voltage of the air circulation pump for gas circulation with the oxygen concentration in oil. It can also be configured to remain constant.

가스모니터(50)는 고정용 지그(60)를 이용하여 중심축에 대하여 일정 각도를 가지면서 연결되며, 절연유 샘플링 개폐밸브(70)가 중심축의 반대편에 구비될 수 있다. 즉, 드레인 밸브(10) 내부와 가스센서 프로브의 몸체(30) 외부 사이의 빈 공간을 통하여 센서 프로브 연결부(20) 내부로 변압기 절연유가 유입되며, 절연유 샘플링 개폐밸브(70)를 센서 프로브 연결부(20)에 구비하여 필요시에 간편하게 절연유 시료를 샘플링할 수 있다. The gas monitor 50 is connected while having a certain angle with respect to the central axis using a fixing jig 60, and an insulating oil sampling opening/closing valve 70 may be provided on the opposite side of the central axis. That is, transformer insulating oil is introduced into the sensor probe connection part 20 through the empty space between the inside of the drain valve 10 and the outside of the body 30 of the gas sensor probe, and the insulating oil sampling opening/closing valve 70 is connected to the sensor probe connection part ( 20), it is possible to easily sample the insulating oil when necessary.

가스모니터(50)는 센서 제어모듈 및 온수분 센서와 RS232, RS422 또는 RS485 통신을 통한 데이터 송수신 및 제어를 담당하며, 취득한 정보를 분석하고 통계처리를 하여 IEC 61850과 같은 국제표준 통신규격을 통하여 원격지의 제어실로 관련 정보를 제공한다. 또한, 변전소 현장 근무자가 변압기 상태를 간단히 확인할 수 있도록 기본적인 데이터 확인이 가능한 디스플레이 창을 별도로 구비할 수 있다. The gas monitor 50 is in charge of data transmission and reception and control through RS232, RS422 or RS485 communication with the sensor control module and the hot water sensor, and analyzes and statistically processes the acquired information to provide remote control through international standard communication standards such as IEC 61850. Provides relevant information to the control room of In addition, a display window capable of checking basic data may be separately provided so that a substation field worker can easily check the state of the transformer.

본 실시예에서, 가스순환을 위한 초소형 펌프는 가스모니터(50) 내부에 설치하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가스센서 프로브의 몸체(30) 내부 또는 끝단 등 가스모니터(50) 외부에 별도로 설치될 수도 있다. 펌프는 초소형 공기순환 펌프로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 공기 순환유로를 통해 공기를 순환시키는 구동력을 발생시키는 다양한 형태의 펌프로 변경 가능할 것이다. In this embodiment, the micro pump for gas circulation has been described as being installed inside the gas monitor 50, but is not limited thereto, and may be installed outside the gas monitor 50, such as inside the body 30 or at the end of the gas sensor probe. It can also be installed separately. The pump may be formed of a micro air circulation pump, but is not limited thereto and may be changed to various types of pumps that generate a driving force for circulating air through an air circulation passage.

이에 더하여, 가스농도 측정공간에 공급되는 공기 중의 수분을 제거하고 동절기에 공급되는 공기를 일정 온도 이상으로 가열하기 위하여 전열선 가열, 유도가열 또는 절연유 중탕 등 별도의 가열 및 제습장치를 추가할 수 있다. In addition, a separate heating and dehumidifying device such as electric heating wire heating, induction heating, or insulating oil bath may be added to remove moisture in the air supplied to the gas concentration measurement space and heat the air supplied in winter to a certain temperature or higher.

이와 같이 금속산화물 나노소재를 이용한 반도체식 가스센서를 적용함에 따라 기존에 변압기 상태감시를 위해 유중가스 분석에 사용하던 가스 크로마토그래피 및 광음향 분광법 방식의 가스분석기와 비교하여 설치 및 운용 비용의 대폭 절감과 함께 소형화가 가능하고, 전기화학식 가스센서에 비해서는 고 신뢰도화 및 사용수명의 획기적인 연장과 함께 검지 가능한 가스조성에 대한 제한이 적어 아세틸렌(C2H2)과 같은 탄화수소 계열 가스의 검지에 유리하다.As such, by applying a semiconductor gas sensor using metal oxide nanomaterials, installation and operation costs are significantly reduced compared to gas chromatography and photoacoustic spectroscopy-type gas analyzers that were previously used for gas analysis in oil to monitor the state of transformers. It is possible to miniaturize with the electrochemical gas sensor, and it is advantageous for detecting hydrocarbon-based gases such as acetylene (C 2 H 2 ) with high reliability and significant extension of service life compared to electrochemical gas sensors. Do.

또한, 유중가스 분석을 위한 절연유 샘플링을 위해 복잡한 배관과 순환펌프를 사용하지 않아 설치와 운용이 매우 간편하고, 가스센서를 변압기 외함 드레인 밸브에 직결하되, 밸브 전면에 정체된 절연유를 대상으로 가스를 분석하는 것이 아니라, 가스센서를 길이가 긴 프로브 형태로 만들어 드레인 밸브 속을 관통하여 절연유 열대류가 활발한 변압기 내부로 깊이 삽입하여 분석함으로써, 센서 표면에서의 가스반응 속도가 훨씬 빠르고 보다 정확한 분석이 가능하다. In addition, it is very easy to install and operate as it does not use complicated piping and circulation pumps for sampling insulating oil for gas-in-oil analysis. Rather than analyzing, the gas sensor is made in the form of a long probe, penetrates the inside of the drain valve, and is inserted deep into the transformer where heat flow in insulating oil is active. Gas reaction speed on the sensor surface is much faster and more accurate analysis is possible. Do.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브에 따르면, 반도체식(또는 저항 변화식) 가스센서를 변압기 내부 절연유 속으로 장입하여 변압기 내부 이상 상태에 의해 발생 및 절연유 중에 용존된 극미량 가스의 조성과 양을 검지함으로써, 변압기 내부의 이상 유무를 확인 할뿐만 아니라 이상 내용과 이상 부위 및 심각 수준까지 가스농도 측정 및 진단의 정확도를 높이고 반응속도를 크게 향상시킬 수 있다. As described above, according to the gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer according to an embodiment of the present invention, a semiconductor type (or resistance change type) gas sensor is charged into the insulating oil inside the transformer to generate an abnormal condition inside the transformer. And by detecting the composition and amount of trace gas dissolved in insulating oil, it not only checks the presence or absence of abnormalities inside the transformer, but also improves the accuracy of gas concentration measurement and diagnosis, including the contents of the abnormality, the abnormal part and the serious level, and greatly improves the reaction speed. there is.

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.Implementations described herein may be embodied in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Even if discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), the implementation of features discussed may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented in suitable hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which is generally referred to as a processing device including, for example, a computer, microprocessor, integrated circuit, programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

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. The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. will understand

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below.

10 : 드레인 밸브 20 : 센서 프로브 연결부
30 : 몸체 40 : 가스농도 측정부
50 : 가스모니터 60 : 고정용 지그
70 : 절연유 샘플링 개폐밸브 80 : 고정너트
300 : 제어모듈 고정대 310 : 고정관
400 : 센서 고정대 410 : 1차 보호캡
420 : 2차 보호캡 430 : 가스센서
440 : 멤브레인 필터 450 : 멤브레인 고정판10: drain valve 20: sensor probe connection
30: body 40: gas concentration measuring unit
50: gas monitor 60: jig for fixing
70: insulating oil sampling valve 80: fixing nut
300: control module fixture 310: fixture
400: sensor holder 410: primary protection cap
420: secondary protection cap 430: gas sensor
440: membrane filter 450: membrane fixing plate

Claims (1)

변압기의 내부로 장입이 가능하도록 상기 변압기의 외함 밸브를 관통할 수 있는 형태의 몸체;
상기 몸체를 상기 변압기의 외함 밸브 속으로 삽입하고 고정시키기 위한 센서 프로브 연결부;
상기 몸체에 연결되며 절연유 용존 가스 농도를 측정할 수 있는 가스농도 측정부;
상기 가스농도 측정부에서 취득한 전기저항 데이터를 농도값으로 변환시키는 센서 제어모듈; 및
상기 가스농도 측정부로부터 획득한 데이터의 분석, 통계, 제어 및 원격 통신을 수행하는 가스모니터;를 포함하되,
상기 가스농도 측정부는,
특정 가스와 반응하여 전기적 특성이 변화하는 적어도 하나 이상의 가스센서;
액상의 절연유 통과는 차단하고 용존 가스는 분리하여 통과시키는 적어도 한 층 이상으로 구성된 멤브레인 필터;
상기 몸체에 연결되어 상기 가스센서와 상기 멤브레인 필터를 고정하고 보호하는 센서 고정대;
상기 가스센서의 전면에 위치한 절연유의 온도와 수분 함유량을 측정하는 온수분 센서; 및
상기 가스센서, 상기 온수분 센서 및 상기 멤브레인 필터의 손상을 억제하기 위한 적어도 하나 이상의 보호캡;을 포함하고,
상기 센서 프로브 연결부 내부의 홀 직경보다 내부에 삽입되는 상기 몸체의 외경을 작게하여 그 사이 공간으로 상기 변압기 내부의 절연유가 유입될 수 있도록 하여 상기 절연유를 샘플링할 수 있도록 상기 센서 프로브 연결부에 장착되는 절연유 샘플링 개폐밸브;를 더 포함하며,
상기 가스농도 측정부는, 상기 가스센서와 상기 멤브레인 필터 사이에 산소분압을 설정 수준 이상으로 유지하고 상기 멤브레인 필터에 의한 유중가스 분리를 촉진하기 위한 공기 순환유로;를 더 구비하고,
상기 몸체를 관통하여 상기 가스농도 측정부의 첨단으로 공급되는 공기의 온도와 습도를 설정 수준으로 유지되도록 하는 제습장치;를 더 포함하며,
상기 제습장치는, 상기 공기 순환유로를 절연선 가열, 유도가열 및 절연유 중탕 중 어느 하나 이상으로 가열하는 것을 특징으로 하는 변압기의 유중가스 측정을 위한 가스센서 프로브.
a body capable of penetrating the enclosure valve of the transformer so as to be charged into the transformer;
a sensor probe connector for inserting and fixing the body into the enclosure valve of the transformer;
a gas concentration measurement unit connected to the body and capable of measuring the concentration of dissolved gas in insulating oil;
a sensor control module that converts the electrical resistance data acquired by the gas concentration measurement unit into a concentration value; and
A gas monitor performing analysis, statistics, control, and remote communication of the data obtained from the gas concentration measuring unit; including,
The gas concentration measuring unit,
At least one gas sensor whose electrical characteristics change in response to a specific gas;
A membrane filter composed of at least one layer that blocks passage of liquid insulating oil and separates and passes dissolved gas;
a sensor holder connected to the body to fix and protect the gas sensor and the membrane filter;
a hot water sensor for measuring the temperature and moisture content of the insulating oil located in front of the gas sensor; and
At least one protective cap for preventing damage to the gas sensor, the hot water sensor, and the membrane filter; includes,
Insulating oil mounted on the sensor probe connection part to sample the insulating oil by making the outer diameter of the body inserted inside smaller than the hole diameter inside the sensor probe connection part so that the insulating oil inside the transformer can flow into the space between them Further comprising a sampling on-off valve;
The gas concentration measuring unit further includes an air circulation passage for maintaining an oxygen partial pressure between the gas sensor and the membrane filter at a predetermined level or higher and promoting separation of gas in oil by the membrane filter,
A dehumidifying device that penetrates the body and maintains the temperature and humidity of the air supplied to the tip of the gas concentration measuring unit at a set level;
The dehumidifying device is a gas sensor probe for measuring gas in oil of a transformer, characterized in that for heating the air circulation passage by at least one of insulating wire heating, induction heating, and insulating oil bath.
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