KR102532025B1 - HVDC power cable accelerated aging monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 XLPE 전력 케이블 등의 플라스틱 전력 케이블인 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치에 의한 운전 정보 및 케이블 열화 정보를 모니터링 및 연산 가공하여 유의미한 정보를 출력시키는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a system for monitoring accelerated deterioration of HVDC power cables, and more particularly, by monitoring and calculating operation information and cable deterioration information by means of an accelerated deterioration device for HVDC power cables, which are plastic power cables such as XLPE power cables, to provide meaningful results. It is about the technology of outputting information.
HVDC(high-voltage direct current)는 전력 그리드 시스템 중 하나로 기존의 교류를 사용하는 그리드와 대조적으로 직류의 대용량 장거리 송전 시스템으로 근래 많은 연구가 진행되고 있으며, XLPE 케이블 또는 Thermoplastic 절연 케이블의 적용이 고려되고 있다.HVDC (high-voltage direct current) is one of the power grid systems. In contrast to the existing grid using alternating current, a direct current large-capacity long-distance transmission system has been studied recently, and the application of XLPE cables or Thermoplastic insulation cables is being considered. there is.
이와 같은 플라스틱 절연 케이블을 교류가 아닌 직류에 사용하기 위해서는, 가교부산물에 의한 공간전하 특성, 열화에 따른 도전율 변화가 전계분포, 케이블 수명에 미치는 영향에 대한 검증이 필요한 실정이다.In order to use such a plastic insulated cable for direct current rather than alternating current, it is necessary to verify the effect of space charge characteristics due to crosslinking by-products and conductivity change due to deterioration on electric field distribution and cable life.
특히. XLPE는 아주 우수한 재료로 교류에서는 오랜 검증이 되었고, 직류에서도 많은 사용되고 있으나, 재활용 가능하고 친환경적인 Thermoplastic 케이블은 최근에 적용되기 시작하며 XLPE 보다 좀 더 검증이 필요한 점이 있다.especially. XLPE is a very good material and has been verified for a long time in alternating current and is widely used in direct current, but recyclable and eco-friendly thermoplastic cables have recently begun to be applied and require more verification than XLPE.
따라서, 이러한 케이블의 검증을 위하여 전기적 스트레스, 기계적 스트레스 및 열적 스트레스 환경에서 케이블의 열화를 가속시켜, 특성 시험 기간을 단축하고 신뢰성있는 검증을 할 수 있는 시험 장치가 필요하다.Therefore, in order to verify such a cable, a test apparatus capable of accelerating deterioration of the cable in an electrical stress, mechanical stress, and thermal stress environment, shortening a characteristic test period and performing reliable verification is required.
본 출원인은 상기와 같은 필요에 부합하기 위하여 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'를 출원하여, XLPE 전력 케이블 등의 플라스틱 전력 케이블을 전기적 스트레스, 기계적 스트레스 및 열적 스트레스를 동시에 인가하여 플라스틱 전력 케이블의 열화를 빠른 시간에 확인할 수 있는 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치를 제공한 바가 있다.In order to meet the above needs, the present applicant applied for Korean Patent Publication No. 10-2022-0062747 'Accelerated deterioration device for HVDC power cable' to reduce electrical stress, mechanical stress and thermal stress on plastic power cables such as XLPE power cables. There is a bar that provides an accelerated deterioration device for an HVDC power cable that can quickly check the deterioration of a plastic power cable by simultaneously applying the same.
이하, 본 발명의 설명을 위하여 상기 선출원 발명 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'에 관하여 우선 살펴보기로 한다.Hereinafter, for the explanation of the present invention, the prior application invention 'accelerated deterioration device for HVDC power cable' will be first examined.
이하의 도 1은 상기 선출원 발명 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'의 가속열화 장치 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 시험용 케이블의 단면도 및 외형도이며, 도 3은 도 1에 도시된 케이블 고정 모듈의 구성도이며, 도 4는 도 1에 도시된 온도 감지 모듈의 구성도이다.1 is a block diagram of the accelerated deterioration device of the prior application invention 'accelerated deterioration device for HVDC power cable', FIG. 2 is a cross-sectional view and an external view of the test cable shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram shown in FIG. It is a configuration diagram of a cable fixing module, and FIG. 4 is a configuration diagram of a temperature sensing module shown in FIG. 1 .
상기 선출원 발명 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치(100)'는 전력케이블의 열화 과정을 살펴보기 위한 테스트 시료를 생산하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 시험용 케이블(10), 케이블 고정 모듈(20), 상기 케이블 고정 모듈(20)에 장착된 시험용 케이블(10)에 고전압의 직류를 인가하는 직류 고전압 인가모듈(40), 온도 감지 모듈(60) 및 전체 장치의 제어를 위한 제어 모듈(90)을 포함하여 구성된다.The prior application invention 'HVDC power cable acceleration deterioration device 100' is a device for producing a test sample to examine the deterioration process of the power cable, and as shown in FIG. 1, the
상기 시험용 케이블(10)의 내부 구조는 도 2a에 도시된 바와 같이, 중앙에 동재질의 원형 단면의 동선(11)이 위치하고, 상기 동선(11)을 둘러싸는 내부 반도전층(12)과 상기 내부 반도전층(12)을 둘러싸는 절연체(13)와 상기 절연체(13)를 둘러싸는 외부 반도전층(14)을 포함한다. As shown in FIG. 2A, the internal structure of the
도 2의 실시예에서는 XLPE 절연 전력 케이블에 대하여 설명하나, 본 발명은 XLPE 절연 전력 케이블을 포함하는 다른 플라스틱 절연 전력케이블에 대해서도 적용할 수 있음은 자명하다 할 것이다.Although the embodiment of FIG. 2 describes an XLPE insulated power cable, it will be apparent that the present invention can also be applied to other plastic insulated power cables including XLPE insulated power cables.
상기 시험용 케이블(10)은 외부 반도전층(14)을 둘러싸는 금속시스와 금속시스를 둘러싸는 합성수지 재질의 방식층을 추가로 포함할 수 있다.The
한편, 상기 시험용 케이블(10)은 도 2b에 도시된 바와 같이 단위 테스트 길이를 가지며, 시험을 위하여 양끝단의 일정 거리를 외부 반도전층(14), 절연체(13) 및 내부 반도전층(12)을 제거하여, 동선(11)만 나선된 동선부(11a)를 형성시켜 이루어진다.On the other hand, the
또한, 상기 동선부(11a) 끝단에서 일정거리 외부 반도전층(14)을 제거하여 절연체(13)를 노출시키는 절연체부(13a)를 포함한다.In addition, an
그리고 나머지는 일반 시험용 케이블(10) 형태를 유지하는 케이블 열화부(14a)를 포함한다.And the rest includes a
상기 동선부(11a)와 절연체부(13a)는 케이블 열화부(14a)를 중심으로 좌우측에 대칭적으로 구성하고, 양측의 절연체부(13a)는 상기 절연체(13)에 전하가 모이는 것을 방지하기 위하여 서로 전기적으로 연결한 후, 접지시키고, 상기 케이블 열화부(14a) 역시 접지시킨다.The
한편, 상기 케이블 고정 모듈(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 시험용 케이블(10)에 열적인 스트레스 인가를 위한 변압부(21)와 상기 변압부(21)의 2차측에 배치되는 절연 원통(22)을 포함하여 구성된다.On the other hand, as shown in FIG. 3, the
상기 변압부(21)는 철심(23)과 상기 철심(23)의 일차측에 권선되는 1차측 코일(24)을 포함하고, 2차측에는 상기 절연 원통(22)이 배치되며, 상기 절연 원통(22)에는 상기 시험용 케이블(10) 중 케이블 열화부(14a)가 수회 권선되어 상기 변압부(21)의 2차측 코일 역할을 한다.The
상기 절연 원통(22)은 합성수지, FRP 등과 같이 절연재질로 구성되고, 직경은 상기 시험용 케이블(10) 직경의 10배 내지 20배로 구성되며, 상기 케이블 열화부(14a)를 권선시키는 힘에 대한 반력을 상기 시험용 케이블(10)에 전달하여 기계적인 스트레스가 인가되게 한다.The insulating
필요한 경우 상기 절연 원통(22)은 직경을 달리하여 각각 서로 다른 기계적인 스트레스를 인가할 수 있다.If necessary, the
한편, 상기 1차측 코일(24)에는 도 1에서 보여지는 바와 같이 상기 2차측 코일인 케이블 열화부(14a)에 열을 인가하기 위하여 열용 전원 공급부(30)를 통하여 전원이 인가된다.Meanwhile, as shown in FIG. 1 , power is applied to the
상기 1차측 코일(24)에 상기 열용 전원 공급부(30)를 통하여 전원이 인가되면, 상기 케이블 열화부(14a)인 2차측 코일에 유도 전류가 발생되며, 상기 유도 전류에 의하여 자체 줄열이 발생하여 시험용 케이블(10)에 열적 스트레스를 인가한다.When power is applied to the
한편, 직류 고전압 인가모듈(40)은 도 1에 도시된 바와 같이, 고전압의 직류를 상기 시험용 케이블(10)의 동선부(11a)에 인가하는 기능을 수행하는 구성으로서, 시험용 케이블(10)에 전기적 스트레스를 인가한다.On the other hand, as shown in FIG. 1, the direct current high
한편, 상기 시험용 케이블(10)은 고전압이 인가되므로 온도측정을 위한 센서 부착이 불가능하여 상기 열적 스트레스 인가를 직접 측정하기 곤란한 문제점이 있다.Meanwhile, since a high voltage is applied to the
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 열용 전원 공급부(30)를 통한 열적 스트레스 인가량을 측정하고, 상기 열적 스트레스 인가량을 제어하기 위하여 도 1에서 보여지는 바와 같이 온도 감지 모듈(60)이 추가된다.In order to solve this problem, a
상기 온도 감지 모듈(60)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 케이블 고정 모듈(20)의 변압부(21)와 동일한 형태로 구성되며, 전기철심(63)의 일차측에는 1차측 코일(64)이 권선되고, 2차측에는 절연 원통(62)이 배치되며, 상기 절연 원통(62)에는 2차측 코일(65)이 권선된다. As shown in FIG. 4, the
상기 2차측 코일(65)은 상기 케이블 고정 모듈(20)의 시험용 케이블(10)과 동일한 형태의 시험용 케이블의 케이블 열화부(14a)가 동일하게 권선된 것이다.The
즉, 상기 온도 감지 모듈(60)의 1차측 코일(64)은 케이블 고정 모듈(20)의 1차측 코일(24)과 동일하고, 상기 2차측 코일(65)은 상기 절연 원통(22)에 권선된 시험용 케이블(10)과 동일한 크기와 특성을 가지며, 동일한 회수로 권선되도록 구성하고, 상기 절연 원통(62) 역시 동일하게 구성한다.That is, the
선출원 기술에서는, 상기 2차측 코일(65)의 온도를 감지하기 위한 온도센서(66)가 상기 2차측 코일(65) 표면 또는 표면 인근에 설치된다.In the prior art, a
상기 온도 감지 모듈(60)은 상기 케이블 고정 모듈(20)과 동일한 변압 특성을 가지므로, 상기 온도 감지 모듈(60)에서 설정 온도가 되는 전류를 확인하고 동일한 전류를 케이블 고정 모듈(20)에 장착된 시험용 케이블(10)에 흘려서 온도를 제어하는데 사용한다.Since the
상기 1차측 코일(65) 역시 상기 열용 전원 공급부(30)에 의하여 전원이 공급되므로, 필요한 경우 상기 온도센서(66)의 온도를 기초로 상기 열용 전원 공급부(30)에서 1차측 코일(65)로 공급되는 전원을 제어시킬 수 있다.Since power is also supplied to the
이와 같은 구성에 의하여 상기 온도 감지 모듈(60)에서 획득되는 입력대비 온도값을 이용하여 상기 케이블 고정 모듈(20)의 열적 스트레스 인가량을 제어할 수 있게 된다.According to this configuration, the amount of thermal stress applied to the
한편, 상기 제어 모듈(90)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 열용 전원 공급부(30)를 제어할 수 있으며, 또한, 상기 온도센서(66)의 정보를 이용하여 2차측 코일(65)의 입력량을 산정할 수 있으며, 추가적으로 상기 온도센서(66)의 정보를 이용하여 상기 열용 전원 공급부(30)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1 , the
이상과 같이 구성되는 선출원된 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치(100)는 시험용 케이블(10)의 열화 과정을 진행하며, 미리 정해진 테스트 시간이 되면 열화 시험을 중단하고, 상기 시험용 케이블(10)을 분리시킨다.The
이와 같이 분리시킨 시험용 케이블(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 케이블 열화부(14a)를 절취하여 절연체 필링, 슬라이스 등의 방법으로 시험 목적에 따라 가속열화 상태를 관찰하는 테스트 시료를 생산한다.As shown in FIG. 5, in the
상기 테스트 시료는 각 시험 목적에 따라 별도의 테스트 장치로 입고하여 전력 케이블의 열화 상태를 검사하기 위한 전기적, 기계적, 화학적 특성을 측정하게 된다.The test sample is stored as a separate test device according to each test purpose, and electrical, mechanical, and chemical properties are measured to inspect the deterioration state of the power cable.
즉, 선출원된 도 1의 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치(100)는 실질적으로 시험용 케이블(10)을 가속열화시킨 후, 상기 테스트 시료를 생산하는 장치가 된다.That is, the accelerated
그런데, 이와 같은 종래기술방식에 의하면, 상기한 바와 같이 시험용 케이블(10)의 열화 정도와 무관하게 미리 정해진 매 테스트 시간마다 테스트 시료를 생산하게 되므로, 일정 횟수 동안 무의미한 테스트 시료의 생산으로 시간적, 비용적 손실을 가져오는 문제점이 있다.However, according to the prior art method as described above, since a test sample is produced at every predetermined test time regardless of the degree of deterioration of the
한편, 상기한 바와 같이 상기 테스트 시료는 '미리 정해진 테스트 시간'마다 생산되어야 하므로, 누적 열화 상태를 연속적으로 살펴보기 위해서는 도 6에서 보여지는 바와 같이 복수 개의 장치(20)를 1조로 형성시키고, 각 시험용 케이블(10)을 매 테스트 시간마다 1개씩 분리하여 테스트 시료를 생산해야 한다.On the other hand, as described above, since the test sample must be produced at each 'predetermined test time', in order to continuously examine the accumulated deterioration state, a plurality of
그런데, 이와 같은 종래기술방식에 의할 경우, 도 6에서 보여지는 바와 같이 1조의 thrgksms 복수 개의 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치 마다 열용 전원공급부(30)가 설치되고 있다.By the way, in the case of such a prior art method, as shown in FIG. 6, a thermal
즉, 종래기술방시겡 의할 경우, 필요한 테스트 시료 수 만큼의 열용 전원공급부(30)가 필요하게 되어, 시험 장소 내의 장비가 복잡해지고, 시험을 위한 필요공간이 증가되며 장비 비용이 높아지는 문제점이 있다.That is, in the case of the prior art, as many heat
또한, 이와 같은 문제점은 복수 개의 장치를 1조로 구분하고, 각 장치를 매 테스트 시간마다 분리하여 테스트 시료를 생산하는 경우, 가속열화가 진행되는 동안에는 제거시킨 시험용 케이블(10)에 결합되었던 열용 전원공급부(30)가 불용 장비로 낭비되는 문제점이 있으므로, 종래기술방식에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 하나의 장치가 분리 제거되면 새로운 테스트를 위한 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치를 조립하여 해당 조에 더 추가시키고 가속열화를 진행하고 있다.In addition, when a test sample is produced by dividing a plurality of devices into one set and separating each device at every test time, the power supply for heat that was coupled to the
이에 따라, 종래기술방식은 매 테스트 시간마다, 추가시킬 새로운 케이블 고정 모듈(20)을 조립하기 위하여 시험용 케이블의 동선부(11a)을 나선시키고, 외부 반도전층(14)을 탈피시키는 등의 노력과 준비가 필요해지는 문제점이 있다.Accordingly, in the prior art method, in order to assemble a new
본 발명은 공개특허 10-2022-0062747 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치를 더욱 개선시키는 것으로서, 시험용 케이블의 가속열화 시 케이블의 열화 진행 상태를 관찰하면서 유의미한 분석용 테스트 시료 채취를 할 수 있도록 안내하여, 일정 시간동안 무의미한 테스트 시료의 생산에 의한 시간적, 비용적 손실을 절감시키는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention further improves the accelerated deterioration device for HVDC power cables disclosed in Patent Publication No. 10-2022-0062747, and guides the collection of test samples for meaningful analysis while observing the degradation progress of the cable during accelerated deterioration of the test cable, An object of the present invention is to provide an accelerated deterioration monitoring system for an HVDC power cable that reduces time and cost loss due to the production of meaningless test samples for a certain period of time.
또한, 시험장소 내 장비를 간소화시킴으로써 시험을 위한 필요공간 및 장비 비용 문제점을 해결하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide an accelerated deterioration monitoring system for HVDC power cables that solves the problems of space required for testing and equipment cost by simplifying equipment in a test site.
또한, 매 테스트 시간마다 테스트 시료 채취로 발생한 공백 공간에 새로운 케이블 고정 모듈을 삽입시키기 위하여 시험용 케이블을 나선시키고, 외부 반도전층을 탈피시키는 등의 노력과 준비 시간이 낭비되는 문제점을 해결하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, HVDC power cable solves the problem of wasting effort and preparation time, such as twisting the test cable and peeling the outer semiconductive layer to insert a new cable fixing module into the empty space generated by taking the test sample at every test time. It is an object of the present invention to provide an accelerated deterioration monitoring system.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일정한 길이로 형성되며, 중심에 형성되는 동선, 상기 동선을 감싸는 내부 전도층, 상기 내부 전도층을 감싸는 절연체, 상기 절연체를 감싸는 외부 반도전층의 단면 구조를 가지고, 전체 단면 구조를 가지는 케이블 열화부; 상기 케이블 열화부 양단에 상기 외부 반도전층을 제거시켜 절연체를 노출시켜 형성되는 절연체부; 및 상기 절연체부 양단에 동선만 노출 형성시킨 동선부가 형성되는 시험용 케이블; 철심의 2차측에 형성된 절연원통에 상기 시험용 케이블의 케이블 열화부를 권선시키고, 상기 철심의 1차측에 1차측 코일을 권선시켜 형성되는 케이블 고정 모듈; 상기 시험용 케이블의 동선부에 연결되어 전기적 스트레스를 인가시키는 직류 고전압 인가모듈; 상기 1차측 코일에 전류를 공급하여 시험용 케이블에 열적 스트레스를 인가하는 유도 전류를 발생시키는 열용 전원공급부; 상기 시험용 케이블의 절연체부에 연결되어 접지시키는 제1 접지선로; 상기 시험용 케이블의 외부 반도전층에 연결되어 접지시키는 제2 접지선로; 상기 제2 접지선로에 형성되어 상기 동선부에서 외부 반도전층을 통과하는 전류를 측정하는 전도전류 측정용 전류계; 전체 장치를 제어시키는 제어 모듈; 상기 전도전류 측정용 전류계와 직류 고전압 인가모듈의 정보를 수집, 가공, 연산하여 전도 전류를 연산하고 출력시키는 가속열화 모니터링 모듈; 및 상기 케이블 고정 모듈에 독립 설치되며, 철심의 2차측에 형성된 절연원통에 상기 시험용 케이블의 케이블 열화부를 권선시키고, 상기 철심의 1차측에 1차측 코일을 권선시키며, 상기 케이블 열화부의 온도 상태를 측정하여 상기 제어 모듈로 전달하는 온도센서를 포함하는 온도 감지 모듈;을 포함하여 구성되어 상기 시험용 케이블의 가속열화 중, 상기 시험용 케이블의 전도 전류 정보를 모니터링할 수 있는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템을 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention has a cross-sectional structure of a copper wire formed at a certain length and formed in the center, an inner conductive layer surrounding the copper wire, an insulator surrounding the inner conductive layer, and an outer semiconductive layer surrounding the insulator. , Cable deterioration part having an overall cross-sectional structure; an insulator portion formed by exposing an insulator by removing the external semiconductive layer from both ends of the cable deterioration portion; and a test cable having a copper wire portion formed at both ends of the insulator portion to expose only the copper wire. a cable fixing module formed by winding a cable deterioration part of the test cable on an insulating cylinder formed on a secondary side of an iron core and winding a primary side coil on the primary side of the iron core; a direct current high voltage application module connected to the copper wire portion of the test cable to apply electrical stress; a thermal power supply unit supplying current to the primary side coil to generate an induced current for applying thermal stress to the test cable; A first ground line connected to the insulator of the test cable and grounded; a second ground line connected to the outer semiconductive layer of the test cable and grounded; an ammeter for measuring conduction current formed on the second ground line and measuring a current passing through an external semiconductive layer in the copper wire part; A control module that controls the entire device; an acceleration deterioration monitoring module for calculating and outputting a conduction current by collecting, processing, and calculating information of the ammeter for measuring the conduction current and the direct current high voltage application module; And it is installed independently in the cable fixing module, and winds the cable deterioration part of the test cable on an insulating cylinder formed on the secondary side of the iron core, winding the primary side coil on the primary side of the iron core, and measuring the temperature state of the cable deterioration part. and a temperature sensing module including a temperature sensor for transmitting to the control module; acceleration of HVDC power cable, characterized in that it can monitor conduction current information of the test cable during accelerated deterioration of the test cable. The deterioration monitoring system is the technical point.
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또한, 상기 시험용 케이블은 단위 테스트 길이로 n(n은 자연수)회 절단 가능한 길이로 형성되어 상기 시험용 케이블의 열화를 가속시키면서, 매 열화판정시점 도달시 상기 단위 테스트 길이만큼 절단하여, 전력 케이블의 열화상태 관찰용 시료를 생산하면서, 남은 시험용 케이블은 가속열화을 계속 진행시키는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템으로 되는 것이 바람직하다.In addition, the test cable is formed to a length that can be cut n (n is a natural number) times as a unit test length to accelerate the deterioration of the test cable, and is cut by the unit test length when each deterioration determination point is reached, thereby reducing the deterioration of the power cable. It is preferable to become an accelerated deterioration monitoring system for an HVDC power cable, characterized in that while producing samples for condition observation, the remaining test cables continue to progress with accelerated deterioration.
또한, 상기 케이블 고정 모듈은 철심의 일측에 형성된 절연원통에 시험용 케이블을 권선시키고, 상기 철심의 타측에 열원용 1차측 코일을 권선시킨 것으로서, 상기 시험용 케이블이 단위 테스트 길이를 가지는 단위 케이블 고정 모듈 m(m은 2 이상의 자연수)개로 형성되고, 각 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블은 폐루프형으로 직렬 연결시켜 형성되고, 전체 단위 케이블 고정 모듈의 1차측 코일은 1개 선로로 직렬 연결되어, 1개의 열용 전원공급부에 의해 전체 단위 케이블 고정 모듈의 1차측 코일에 전원을 공급하도록 형성되어 상기 시험용 케이블의 열화를 가속시켜, 매 열화판정시점 도달시 상기 단위 케이블 고정 모듈을 1개씩 분리하여, 전력 케이블의 열화상태 관찰용 시료를 생산하면서, 남은 단위 케이블 고정 모듈은 가속열화을 계속 진행시키는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템으로 되는 것이 바람직하다.In addition, the cable fixing module is a unit cable fixing module m in which a test cable is wound around an insulated cylinder formed on one side of an iron core and a primary coil for a heat source is wound on the other side of the iron core, and the test cable has a unit test length. (m is a natural number of 2 or more), and the test cables of each unit cable fixing module are formed by serial connection in a closed loop type, and the primary side coils of the entire unit cable fixing module are connected in series with one line, It is formed to supply power to the primary coil of the entire unit cable fixing module by the thermal power supply unit to accelerate the deterioration of the test cable, and to separate the unit cable fixing modules one by one when each deterioration determination point is reached, It is preferable to become an accelerated deterioration monitoring system for an HVDC power cable, characterized in that the remaining unit cable fixing module continues to progress the accelerated deterioration while producing a sample for observing the deterioration state.
또한, 상기 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템은 철심과 1차측 코일없이 절연원통에만 권선되고, 다른 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블과 폐루프 직렬 연결되는 시험용 권선이 형성된 간소형 단위 케이블 고정 모듈을; 포함하여 구성되어 다른 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블에서 발생되는 유도 전류를 전달받아 시험용 케이블에 열적 스트레스를 인가시키는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템으로 되는 것이 바람직하다.In addition, the accelerated deterioration monitoring system of the HVDC power cable is wound only on an insulating cylinder without an iron core and a primary coil, and has a simple unit cable fixing module formed with a test winding connected in series with a test cable of another unit cable fixing module in a closed loop; It is preferable to be an accelerated deterioration monitoring system for an HVDC power cable, characterized in that it is configured to receive an induced current generated from a test cable of another unit cable fixing module and apply thermal stress to the test cable.
상기한 본 발명에 의하여, 시험용 케이블의 가속열화 시 케이블의 열화 진행 상태를 관찰하면서 유의미한 분석용 테스트 시료 채취를 할 수 있도록 안내하여, 일정 시간동안 무의미한 테스트 시료의 생산에 의한 시간적, 비용적 손실을 절감시키는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템이 제공되는 이점이 있다.According to the present invention described above, during the accelerated deterioration of the test cable, while observing the progress of cable deterioration, it is guided to collect meaningful test samples for analysis, thereby reducing time and cost losses due to the production of meaningless test samples for a certain period of time. There is an advantage in that an accelerated deterioration monitoring system for HVDC power cables that saves money is provided.
또한, 시험장소 내 장비를 간소화시킴으로써 시험을 위한 필요공간 및 장비 비용 문제점을 해결하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템이 제공되는 이점이 있다.In addition, there is an advantage of providing an accelerated deterioration monitoring system for HVDC power cables that solves the problems of space required for testing and equipment cost by simplifying the equipment in the test site.
또한, 매 테스트 시간마다 테스트 시료 채취로 발생한 공백 공간에 새로운 케이블 고정 모듈을 삽입시키기 위하여 시험용 케이블을 나선시키고, 외부 반도전층을 탈피시키는 등의 노력과 준비 시간이 낭비되는 문제점을 해결하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템이 제공되는 이점이 있다.In addition, HVDC power cable solves the problem of wasting effort and preparation time, such as twisting the test cable and peeling the outer semiconductive layer to insert a new cable fixing module into the empty space generated by taking the test sample at every test time. There is an advantage in that an accelerated deterioration monitoring system is provided.
도 1은 선출원 발명 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'의 가속열화 장치 구성도
도 2는 도 1에 도시된 시험용 케이블의 단면도 및 외형도
도 3은 도 1에 도시된 케이블 고정 모듈의 구성도
도 4는 도 1에 도시된 온도 감지 모듈의 구성도
도 5는 시험용 케이블에서 테스트 시료의 생산 및 사용에 관한 설명도
도 6은 종래기술방식에서의 사용 상태도
도 7은 본 발명의 기본 구성도
도 8은 본 발명의 온도 감지 모듈의 구성도
도 9는 도 7에서 확장된 일실시예 구성도
도 10와 도 11은 도 7에 의한 실시 설명도
도 12은 도 7에서 확장된 또 다른 일실시예 구성도 1 is a block diagram of the accelerated deterioration device of the prior application invention 'accelerated deterioration device for HVDC power cable'
Figure 2 is a cross-sectional view and external view of the test cable shown in Figure 1
Figure 3 is a configuration diagram of the cable fixing module shown in Figure 1
Figure 4 is a configuration diagram of the temperature sensing module shown in Figure 1
Figure 5 is an explanatory view of the production and use of the test sample in the test cable
6 is a state diagram of use in the prior art method
7 is a basic configuration diagram of the present invention
8 is a configuration diagram of a temperature sensing module of the present invention
9 is a configuration diagram of an embodiment extended from FIG. 7
10 and 11 are explanatory diagrams of the implementation according to FIG. 7
12 is a configuration diagram of another embodiment extended from FIG. 7
이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. Hereinafter, the present invention will be reviewed with reference to the drawings, and in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. will be.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In addition, the terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator, so the definitions should be made based on the content throughout this specification describing the present invention.
이하의 도 1은 선출원 발명 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'의 가속열화 장치 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 시험용 케이블의 단면도 및 외형도이며, 도 3은 도 1에 도시된 케이블 고정 모듈의 구성도이며, 도 4는 도 1에 도시된 온도 감지 모듈의 구성도이며, 도 5는 시험용 케이블에서 테스트 시료의 생산 및 사용에 관한 설명도이며, 도 6은 종래기술방식에서의 사용 상태도이며, 도 7은 본 발명의 기본 구성도이며, 도 8은 본 발명의 온도 감지 모듈의 구성도이며, 도 9는 도 7에서 확장된 일실시예 구성도이며, 도 10와 도 11은 도 7에 의한 실시 설명도이며, 도 12은 도 7에서 확장된 또 다른 일실시예 구성도이다. 1 is a block diagram of the accelerated deterioration device of the prior application invention 'accelerated deterioration device for HVDC power cable', FIG. 2 is a cross-sectional view and external view of the test cable shown in FIG. 1, and FIG. 3 is the cable shown in FIG. Figure 4 is a configuration diagram of a fixed module, Figure 4 is a configuration diagram of the temperature sensing module shown in Figure 1, Figure 5 is an explanatory view of the production and use of the test sample in the test cable, Figure 6 is used in the prior art method 7 is a basic configuration diagram of the present invention, FIG. 8 is a configuration diagram of a temperature sensing module of the present invention, FIG. 9 is a configuration diagram of an embodiment extended from FIG. 7, and FIGS. 10 and 11 are diagrams 7, and FIG. 12 is a configuration diagram of another embodiment extended from FIG.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 상기한 바와 같이 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치' 에 대한 기술적 문제점을 개선하고 진보시킨 것이다.As shown in the drawings, the present invention relates to a system for monitoring accelerated deterioration of HVDC power cables. As described above, the technical problems of Korean Patent Publication No. 10-2022-0062747 'Accelerated deterioration device for HVDC power cables' are improved and progressed. it was done
따라서, 이하의 설명에서는 '발명의 배경이 되는 기술'에 기재한 바와 같이 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'의 기재 내용을 갈음하여 기재하고, 동일 도번으로 설명하여 기술 내용이 통일적으로 설명될 수 있게 한다.Therefore, in the following description, as described in 'Technology Behind the Invention', the description of Korean Patent Publication No. 10-2022-0062747 'Accelerated Deterioration Device for HVDC Power Cable' is replaced and described with the same drawing It enables technical contents to be unifiedly explained.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 철심(23), 절연원통(22), 시험용 케이블(10), 1차측 코일(24)로 형성되는 케이블 고정 모듈(20)과 열용 전원공급부(30); 제1 접지선로(130), 제2 접지선로(140), 전도전류 측정용 전류계(200), 제어모듈(90), 가속열화 모니터링 모듈(900)을 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the present invention includes an
상기 케이블 고정 모듈(20)은 철심(23)의 2차측에 형성된 절연원통(22)에 시험용 케이블(10)을 권선시키고, 상기 철심(23)의 1차측에 열원용 1차측 코일(24)을 권선시켜 형성된다.The
상기 케이블 고정 모듈은 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'에 기재된 케이블 고정 모듈(20)과 동일 장치이며, 이에 관한 상세한 설명은 '발명의 배경이 되는 기술'에 기재한 바와 같이 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'의 기재 내용으로 갈음하며, 동일 도번으로 설명하기로 한다.The cable fixing module is the same device as the
따라서, 상기 케이블 고정 모듈(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 시험용 케이블(10)에 열적인 스트레스 인가를 위한 변압부(21)와 상기 변압부(21)의 2차측에 배치되는 절연 원통(22)을 포함하여 구성된다.Therefore, as shown in FIG. 3, the
상기 변압부(21)는 철심(23)과 상기 철심(23)의 일차측에 권선되는 1차측 코일(24)을 포함하고, 2차측에는 상기 절연 원통(22)이 배치되며, 상기 절연 원통(22)에는 상기 시험용 케이블(10) 중 케이블 열화부(14a)가 수회 권선되어 상기 변압부(21)의 2차측 코일 역할을 한다.The
상기 시험용 케이블(10) 역시 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'에 기재된 시험용 케이블(10)과 동일하며, 이에 관한 상세한 설명은 '발명의 배경이 되는 기술'에 기재한 바와 같이 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'의 기재 내용으로 갈음하며, 동일 도번으로 설명하기로 한다.The
이에 따르면, 상기 시험용 케이블(10)의 내부 구조는 도 2a에 도시된 바와 같이, 중앙에 동재질의 원형 단면의 동선(11)이 위치하고, 상기 동선(11)을 둘러싸는 내부 반도전층(12)과 상기 내부 반도전층(12)을 둘러싸는 절연체(13)와 상기 절연체(13)를 둘러싸는 외부 반도전층(14)을 포함한다. According to this, the internal structure of the
상기 시험용 케이블(10)은 XLPE 절연 전력 케이블을 포함하는 플라스틱 절연 전력케이블이 모두 적용할 수 있음은 자명하다 할 것이다.It will be apparent that the
상기 시험용 케이블(10)은 외부 반도전층(14)을 둘러싸는 금속시스와 금속시스를 둘러싸는 합성수지 재질의 방식층을 추가로 포함할 수 있다.The
또한, 직류 고전압 인가모듈(40) 및 상기 1차측 코일(24)에 전원을 공급하는 열용 전원공급부(30) 역시 이에 관한 상세한 설명은 '발명의 배경이 되는 기술'에 기재한 바와 같이 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'의 기재 내용으로 갈음하며, 동일 도번으로 설명하기로 한다.In addition, the direct current high
이에 따르면, 상기 1차측 코일(24)에는 도 7에서 보여지는 바와 같이 상기 2차측 코일인 케이블 열화부(14a)에 열을 인가하기 위하여 열용 전원 공급부(30)를 통하여 전원이 인가된다.According to this, as shown in FIG. 7 , power is applied to the
상기 1차측 코일(24)에 상기 열용 전원 공급부(30)를 통하여 전원이 인가되면, 상기 2차측에 코일로 권선된 케이블 열화부(14a)에 유도 전류를 발생시켜 도체 저항에 의한 줄열로 열이 발생되게 하여 시험용 케이블(10)에 열적 스트레스를 인가한다.When power is applied to the
한편, 직류 고전압 인가모듈(40)은 도 7에 도시된 바와 같이, 고전압의 직류를 상기 시험용 케이블(10)의 동선부(11a)에 인가하는 기능을 수행하는 구성으로서, 시험용 케이블(10)에 전기적 스트레스를 인가한다. On the other hand, as shown in FIG. 7, the DC high
본 발명의 제1 접지선로(130)는 도 7에서 보여지는 바와 같이 상기 시험용 케이블(10)의 절연체부(13a)에 연결되어 접지시키는 선로이며, 제2 접지선로(140)는 상기 시험용 케이블(10)의 외부 반도전층(14)에 연결되어 접지시키는 선로이다.As shown in FIG. 7, the
본 발명은 상기 제2 접지선로(140)에 형성되어 시험용 케이블의 전도 전류를 측정하는 전도전류 측정용 전류계(200)를 더 포함하여 구성되어, 이에 의해 상기 시험용 케이블(10)의 가속열화 중에 상기 제2 접지선로(140)를 통해 흐르는 전류 정보를 모니터링할 수 있게 되는 특징이 있다.The present invention is configured to further include an
본 발명의 가속열화 모니터링 모듈(900)은 상기 전도전류 측정용 전류계(200)의 측정 정보와 직류 고전압 인가모듈(40)의 출력정보를 수집, 가공, 연산하여 시험용 케이블의 열화 정보를 알 수 있는 전도 전류를 연산하고 출력시키는 회로부이다.The accelerated
즉, 상기 전도전류 측정용 전류계(200)에서 획득되는 정보는 내부 동선에서 절연체(13) 또는 외부 반도전층(14)으로 흐르는 전도 전류가 되므로 상기 가속열화 모니터링 모듈(900)에서는 시간에 따라 인가되는 직류 고전압과 전도 전류량의 변화를 관찰할 수 있으며, 이는 시험용 케이블(10)의 시간에 따른 열화상태를 관찰하는 것이 되므로, 시험용 케이블(10)로 테스트 시료를 생산해야 하는 시점을 지시하는 정보로 활용할 수 있게 된다.That is, since the information obtained from the
따라서, 미리 상기 가속열화 모니터링 모듈(900)에는 테스트 시료를 생산해야 하는 전도 전류량 또는 열화상태 정보를 저장해두고, 시험용 케이블(10)의 열화 상태가 이에 도달되면 테스트 시료의 생산 시점으로 정보를 출력시키게 하는 것이 바람직하다.Therefore, the amount of conduction current or deterioration state information required to produce the test sample is stored in the accelerated
이와 같이, 본 발명은 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'와 달리 상기 시험용 케이블에 전기적, 물리적, 열적 스트레스를 인가시키는 중에, 전도 전류 정보를 직접적으로 모니터링할 수 있는 특징이 있다.As such, the present invention, unlike Korean Patent Publication 10-2022-0062747 'Accelerated Deterioration Device for HVDC Power Cable', conduction current information can be directly monitored while electrical, physical, and thermal stresses are applied to the test cable. It has a characteristic.
즉, 본 발명은 시험용 케이블(10)의 열화 정도를 관찰하고 이에 연동하여 매 테스트 시료의 생산 시점을 안내하는 장치가 되는 이점이 있다.That is, the present invention has the advantage of being a device for observing the degree of deterioration of the
이에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 선출원된 도 1의 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치(100)'의 경우, 미리 정해진 테스트 시간이 되면 시험용 케이블(10)의 열화 정도에 대한 정보를 알지 못하는 상태임에도 불구하고 시험용 케이블(10)을 분리시켜 가속열화 상태를 관찰하는 테스트 시료를 생산해야 하는 문제점이 있었다.Looking at this in more detail, in the case of the 'accelerated
이에 따라, 실제 초기 테스트 시간에는 열화가 충분하게 진행되지 않은 테스트 시료가 제작되어 무의미한 시험으로 인한 비용과 노력의 낭비를 초래하는 문제점이 있었는데, 본 발명에 의하면 열화가 충분하게 유의미하게 진행된 시점을 관찰하면서 테스트 시료를 제작할 수 있으므로 이러한 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.Accordingly, at the actual initial test time, there was a problem in that a test sample in which deterioration did not progress sufficiently was produced, resulting in a waste of cost and effort due to meaningless testing. Since the test sample can be manufactured while doing so, there is an advantage in solving these problems.
본 발명의 상기 시험용 케이블(10)에는 상기 제2 접지선로(140)의 연결을 위하여 상기 외부 반도전층(14) 외측에 접지전극용 금속 피복을 형성시키는 것을 고려할 수 있다.In the
상기 금속 피복은 시험용 케이블(10)의 외부 반도전층(14)을 둘러싸는 금속시스를 이용할 수 있음은 물론이다.Of course, the metal sheath surrounding the outer
한편, 선출원된 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치(100)의 경우, 시험용 케이블(10)의 온도를 추정하고, 상기 1차측 코일(65)의 입력 정보를 얻기 위한 레퍼런스 테스트 모듈로서 온도 감지 모듈(60)이 병설되어 있다.Meanwhile, in the case of the previously filed HVDC power cable accelerated
본 발명에서도 도 8에서 보여지는 바와 같이 온도센서(660)가 포함된 온도 감지 모듈(60)이 병설되고, 동일 기능을 수행하고 있다.In the present invention, as shown in FIG. 8 , a
상기 온도 감지 모듈(60)의 구조 역시 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'에 기재된 온도 감지 모듈(60)과 대부분 동일하므로, 이에 관한 상세한 설명은 '발명의 배경이 되는 기술'에 기재한 바와 같이 대한민국 공개특허 10-2022-0062747 'HVDC 전력케이블의 가속열화 장치'의 기재 내용으로 갈음하고, 동일 도번으로 설명하기로 한다.The structure of the
이에 따르면, 도 8에서 보여지는 바와 같이 온도 감지 모듈(60)은 철심(63)의 2차측에 형성된 절연원통(62)에 상기 시험용 케이블(10)의 케이블 열화부(14a)를 권선시키고, 상기 철심(23)의 1차측에 1차측 코일(64)을 권선시킨다.According to this, as shown in FIG. 8, the
다만, 본 발명의 상기 온도센서(660)는 종래기술방식과 달리 상기 케이블 열화부(14a) 내의 도체 온도 상태를 측정하기 위하여, 상기 케이블 열화부(14a)에서 동선(11)까지 절연부를 천공하고 동선(11)에 접촉이여 동선(11)의 온도를 측정하는 차이점이 있다.However, unlike the prior art, the
상기 온도센서(660)의 측정 온도 정보는 제어 모듈(90)로 전달된다.The temperature information measured by the
본 발명의 제어 모듈(90)은 장치 전체를 제어하는 장치로서, 직류 고전압 인가모듈(40)의 출력제어, 상기 온도센서(66)의 온도 정보를 입력받아 상기 열용 전원공급부(30)의 출력을 제어하게 된다.The
그런데, 본 발명의 경우, 상기한 바와 같이 상기 전도전류 측정용 전류계(200)를 통하여 전도 전류를 모니터링하고 있으므로, 이와 동시에 측정되는 온도 정보는 매우 유의미한 특징으로 가지게 되므로 상기 가속열화 모니터링 모듈(900)로 전달되게 하는 것이 바람직하다.However, in the case of the present invention, since the conduction current is monitored through the
즉, 본 발명에서 상기 제어모듈(90)로 수집되는 온도 정보는 상기 1차측 코일 입력 정보로서 활용될 뿐만 아니라, 직류 고전압 입력 정보와 전도 전류량, 시간, 온도 데이터가 함께 상호 연관있는 전기적 물리 정보로서 활용될 수 있으므로 상기 가속열화 모니터링 모듈(900)로 전달되게 하는 것이 바람직하다.That is, in the present invention, the temperature information collected by the
또한, 상기 제어 모듈(90)과 가속열화 모니터링 모듈(900)은 본 발명의 설명을 위하여 구분하고 있으나, 실제에 있어서는 하나의 장치로 형성될 수 있음은 물론이다.In addition, although the
한편, 본 발명은 상기 시험용 케이블(10)을 도 9 내지 도 11에서 보여지는 바와 같이 단위 테스트 길이로 n(n은 자연수)회 절단 가능한 길이의 시험용 케이블로 형성할 수 있다. Meanwhile, in the present invention, as shown in FIGS. 9 to 11 , the
도 10와 도 11에서 10(n)은 단위 테스트 길이로 n(n은 자연수)회 절단 가능한 길이의 시험용 케이블이며, 10(x)는 단위 테스트 길이의 시험용 케이블이며, 10(n-x)는 10(n)에서 10(x)를 절단한 길이의 시험용 케이블이다.10 and 11, 10(n) is a test cable with a length that can be cut n (n is a natural number) times as a unit test length, 10(x) is a test cable with a unit test length, and 10(n−x) is 10 ( It is a test cable with a length obtained by cutting 10(x) from n).
이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 도 9에서 보여지는 바와 같이 상기 시험용 케이블(10)의 열화를 가속시키면서, 매 열화판정시점 도달시 도 11에서 보여지는 바와 같이 상기 단위 테스트 길이만큼 절단하여, 전력 케이블의 열화상태 관찰용 테스트 시료를 생산하면서, 남은 시험용 케이블(n-x)의 절단부에 동선부(11a)와 절연체부(13a)를 형성시키고, 가속열화를 계속 진행시켜 열화 이력이 누적되게 할 수 있게 된다.According to the present invention configured as described above, as shown in FIG. 9, while accelerating the deterioration of the
도 1의 선출원된 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치(100)의 경우, 도 6에서 보여지는 바와 같이 복수 개의 장치를 1조로 하여 열화를 진행하고, 매 테스트 시간마다 하나씩 분리하여 테스트 시료를 생산함에 따라, 각 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치의 수, 즉, 시료 수만큼 독립적인 열용 전원공급부(30)가 추가로 필요하게 되어, 시험 장소 내의 장비가 복잡해지고, 시험을 위한 필요공간이 증가되며 장비 비용이 높아지는 문제점이 있었다.In the case of the accelerated
그런데, 본 발명과 같이 상기 시험용 케이블(10)을 도 10에서 보여지는 바와 같이 단위 테스트 길이로 n(n은 자연수)회 절단 가능한 길이의 시험용 케이블(10)로 형성시키면, n회 테스트 시료를 생산할 수 있으면서도 도 9에서 보여지는 바와 같이 1개의 열용 전원공급부(30)만 사용되는 이점이 있다.However, as in the present invention, when the
또한, 이와 같은 이점에 의하여, 시험 장소 내의 장비가 간편해지고, 시험을 위한 필요공간이 절약되며 장비 비용이 현격하게 낮아지는 이점이 있다.In addition, by this advantage, there is an advantage in that the equipment in the test site is simplified, the space required for the test is saved, and the cost of the equipment is remarkably lowered.
이와 같은 이점은 또한, 종래기술방식처럼 매 테스트 시료를 생산할 때마다 제거되는 케이블 고정 모듈(20)에 의해 이에 사용되던 열용 전원공급부(30)를 불용 장비로 낭비하지 않기 위하여 새로운 케이블 고정 모듈(20)을 조립하여 추가시킬 필요가 없게하므로, 테스트 시간과 노력을 크게 절감시킬 수 있게 되는 이점을 가져오게 된다.This advantage is also a new cable fixing module (20 ) does not need to be assembled and added, bringing about the advantage of being able to significantly reduce test time and effort.
본 발명은 또한, 상기 시험용 케이블(10)을 도 12에서 보여지는 바와 같이 단위 테스트 길이를 가지는 단위 케이블 고정 모듈 m(m은 2 이상의 자연수)개로 형성시키고, 각 단위 케이블 고정 모듈(20)의 시험용 케이블은 폐루프형으로 직렬 연결시켜 형성시킬 수도 있다.In the present invention, as shown in FIG. 12, the
이때, 본 발명은 도 12에서 보여지는 바와 같이 전체 단위 케이블 고정 모듈의 1차측 코일은 1개 선로로 직렬 연결되어, 1개의 열용 전원공급부에 의해 전체 단위 케이블 고정 모듈의 1차측 코일에 전원을 공급하도록 형성되게 하는 특징이 있다.At this time, as shown in FIG. 12, in the present invention, the primary coils of all unit cable fixing modules are connected in series with one line, and power is supplied to the primary coils of all unit cable fixing modules by one heat power supply unit. There are characteristics that make it possible to form.
이러한 경우에도 마찬가지로, m+1회 테스트 시료를 생산할 수 있으면서도 1개의 직류 고전압 인가모듈(40)과 열용 전원 공급부(30)만 사용되므로, 시험 장소 내의 장비가 간편해지고, 시험을 위한 필요공간이 절약되며 장비 비용이 현격하게 낮아지는 이점이 있다.Similarly, in this case, m+1 test samples can be produced, but only one DC high
또한, 이에 의하면 매 테스트 시료를 생산하여도 불용 장비로 남는 열용 전원 공급부(20)가 발생되지 않으므로 새로운 케이블 고정 모듈(20)을 조립하여 추가시킬 필요가 없어져, 테스트 시간과 노력을 크게 절감시킬 수 있게 된다.In addition, according to this, even if each test sample is produced, since the
한편, 도 12에서 보여지는 바와 같이 본 발명은 철심과 1차측 코일없이 절연원통에만 권선되고, 다른 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블과 폐루프 직렬 연결되는 시험용 권선이 형성된 간소형 단위 케이블 고정 모듈(20-1)을 포함하여 구성된다.On the other hand, as shown in FIG. 12, the present invention is a simple unit cable fixing module (20 -1) is included.
상기 간소형 단위 케이블 고정 모듈(20-1)의 시험용 케이블(10-1)은 다른 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블(10)과 직렬 연결되므로, 다른 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블(10)에서 발생되는 유도 전류가 그대로 전달되어 간소형 단위 케이블 고정 모듈(20-1)의 시험용 케이블(10-1)에도 열적 스트레스를 인가시킬 수 있게 된다.Since the test cable 10-1 of the compact unit cable fixing module 20-1 is serially connected to the
따라서, 이와 같은 간소형 단위 케이블 고정 모듈(20-1)은 장치를 간소화시키는 이점이 있다.Therefore, the compact unit cable fixing module 20-1 has the advantage of simplifying the device.
이상 설명한 본 발명에 의하면 선출원된 HVDC 전력케이블의 가속열화 장치(100)의 개발 중 발견되는 기술적 문제점을 해결하면서, 그 해결 원리에 의하여 테스트 시료 제작 환경이 새롭게 진화되게 하고, 더 정확한 전력케이블 열화에 대한 물리적 정보를 획득할 수 있게 하는 시너지 효과가 발생되고, 시간과 공간, 노력, 비용의 절감을 크게 가져오는 장치가 제공된다.According to the present invention described above, while solving the technical problems found during the development of the accelerated
이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.The drawings shown for the purpose of explanation of the present invention above are one embodiment in which the present invention is embodied, and as shown in the drawings, it can be seen that various types of combinations are possible in order to realize the gist of the present invention.
따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and as claimed in the following claims, anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs can make various changes without departing from the gist of the present invention. It will be said that there is a technical spirit of the present invention to the extent possible.
1 : 테스트 시료 10: 케이블
10(n) : 단위 테스트 길이로 n(n은 자연수)회 절단 가능한 길이의 시험용 케이블
10(x) : 단위 테스트 길이의 시험용 케이블
10(n-x) : 10(n)에서 10(x)를 절단한 길이의 시험용 케이블
11: 동선
12: 내부 반도전층 13: 절연체
14: 외부 반도전층 11a: 동선부
13a: 절연체부 14a : 케이블 열화부
20: 케이블 고정 모듈
20-1 : 간소형 단위 케이블 고정 모듈
21: 변압부
22: 절연 원통 23: 전기 철심
24: 1차측 코일 30: 열용 전원 공급부
40: 직류 고전압 인가모듈 41: 발생부
42: 스위치부 43: 연결부
60: 온도 감지 모듈 62: 절연 원통
63: 전기 철심 64: 1차측 코일
65: 2차측 코일 66: 온도센서
90: 제어 모듈 100: HVDC 전력케이블의 가속열화 장치
130 : 제1 접지선로 140 : 제2 접지선로
200 : 전도전류 측정용 전류계
900 : 가속열화 모니터링 모듈1: test sample 10: cable
10(n): Test cable with a length that can be cut n (n is a natural number) times as a unit test length
10(x): test cable of unit test length
10(nx): Test cable with a length obtained by cutting 10(x) from 10(n)
11: copper wire
12: inner semiconducting layer 13: insulator
14: external
13a:
20: cable fixing module
20-1: Compact unit cable fixing module
21: transformer unit
22: insulating cylinder 23: electric iron core
24: primary side coil 30: power supply for heat
40: DC high voltage application module 41: generator
42: switch unit 43: connection unit
60: temperature sensing module 62: insulating cylinder
63: electric iron core 64: primary side coil
65: secondary side coil 66: temperature sensor
90: control module 100: accelerated deterioration device for HVDC power cable
130: first ground line 140: second ground line
200: ammeter for measuring conduction current
900: accelerated deterioration monitoring module
Claims (6)
철심의 2차측에 형성된 절연원통에 상기 시험용 케이블의 케이블 열화부를 권선시키고, 상기 철심의 1차측에 1차측 코일을 권선시켜 형성되는 케이블 고정 모듈;
상기 시험용 케이블의 동선부에 연결되어 전기적 스트레스를 인가시키는 직류 고전압 인가모듈;
상기 1차측 코일에 전류를 공급하여 시험용 케이블에 열적 스트레스를 인가하는 유도 전류를 발생시키는 열용 전원공급부;
상기 시험용 케이블의 절연체부에 연결되어 접지시키는 제1 접지선로;
상기 시험용 케이블의 외부 반도전층에 연결되어 접지시키는 제2 접지선로;
상기 제2 접지선로에 형성되어 상기 동선부에서 외부 반도전층을 통과하는 전류를 측정하는 전도전류 측정용 전류계 ;
전체 장치를 제어시키는 제어 모듈;
상기 전도전류 측정용 전류계와 직류 고전압 인가모듈의 정보를 수집, 가공, 연산하여 전도 전류를 연산하고 출력시키는 가속열화 모니터링 모듈; 및
상기 케이블 고정 모듈에 독립 설치되며, 철심의 2차측에 형성된 절연원통에 상기 시험용 케이블의 케이블 열화부를 권선시키고, 상기 철심의 1차측에 1차측 코일을 권선시키며, 상기 케이블 열화부의 온도 상태를 측정하여 상기 제어 모듈로 전달하는 온도센서를 포함하는 온도 감지 모듈;을
포함하여 구성되어
상기 시험용 케이블의 가속열화 중, 상기 시험용 케이블의 전도 전류 정보를 모니터링할 수 있는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템.
A cable deterioration unit formed of a certain length and having a cross-sectional structure of a copper wire formed in the center, an inner conductive layer surrounding the copper wire, an insulator surrounding the inner conductive layer, and an outer semiconductive layer surrounding the insulator, and having an overall cross-sectional structure; an insulator portion formed by exposing an insulator by removing the external semiconductive layer from both ends of the cable deterioration portion; and a test cable having a copper wire portion formed at both ends of the insulator portion to expose only the copper wire.
a cable fixing module formed by winding a cable deterioration part of the test cable on an insulating cylinder formed on a secondary side of an iron core and winding a primary side coil on the primary side of the iron core;
a direct current high voltage application module connected to the copper wire portion of the test cable to apply electrical stress;
a thermal power supply unit supplying current to the primary side coil to generate an induced current for applying thermal stress to the test cable;
A first ground line connected to the insulator of the test cable and grounded;
a second ground line connected to the outer semiconductive layer of the test cable and grounded;
an ammeter for measuring conduction current formed on the second ground line and measuring a current passing through an external semiconductive layer in the copper wire part;
A control module that controls the entire device;
an acceleration deterioration monitoring module for calculating and outputting a conduction current by collecting, processing, and calculating information of the ammeter for measuring the conduction current and the direct current high voltage application module; and
It is installed independently in the cable fixing module, and the cable deterioration part of the test cable is wound around the insulation cylinder formed on the secondary side of the iron core, the primary side coil is wound on the primary side of the iron core, and the temperature state of the cable deterioration part is measured. A temperature sensing module including a temperature sensor transmitted to the control module;
consists of
The accelerated deterioration monitoring system of the HVDC power cable, characterized in that the conduction current information of the test cable can be monitored during the accelerated deterioration of the test cable.
상기 시험용 케이블은 단위 테스트 길이로 n(n은 자연수)회 절단 가능한 길이로 형성되어
상기 시험용 케이블의 열화를 가속시키면서, 매 열화판정시점 도달시 상기 단위 테스트 길이만큼 절단하여, 전력 케이블의 열화상태 관찰용 시료를 생산하면서, 남은 시험용 케이블은 가속열화을 계속 진행시키는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템.
According to claim 1
The test cable is formed with a length that can be cut n (n is a natural number) times as a unit test length.
While accelerating the deterioration of the test cable, cutting it by the unit test length at each deterioration judgment point, producing a sample for observing the deterioration state of the power cable, while the remaining test cable continues to accelerate deterioration. Accelerated deterioration monitoring system for cables.
상기 케이블 고정 모듈은
철심의 일측에 형성된 절연원통에 시험용 케이블을 권선시키고, 상기 철심의 타측에 열원용 1차측 코일을 권선시킨 것으로서, 상기 시험용 케이블이 단위 테스트 길이를 가지는 단위 케이블 고정 모듈 m(m은 2 이상의 자연수)개로 형성되고,
각 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블은 폐루프형으로 직렬 연결시켜 형성되고,
전체 단위 케이블 고정 모듈의 1차측 코일은 1개 선로로 직렬 연결되어, 1개의 열용 전원공급부에 의해 전체 단위 케이블 고정 모듈의 1차측 코일에 전원을 공급하도록 형성되어
상기 시험용 케이블의 열화를 가속시켜, 매 열화판정시점 도달시 상기 단위 케이블 고정 모듈을 1개씩 분리하여, 전력 케이블의 열화상태 관찰용 시료를 생산하면서, 남은 단위 케이블 고정 모듈은 가속열화을 계속 진행시키는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템.
According to claim 1
The cable fixing module
A test cable is wound on an insulated cylinder formed on one side of the iron core, and a primary coil for a heat source is wound on the other side of the iron core, and the test cable has a unit test length unit cable fixing module m (m is a natural number of 2 or more) formed by dogs,
The test cable of each unit cable fixing module is formed by serial connection in a closed loop type,
The primary coils of the entire unit cable fixing module are connected in series with one line, and are formed to supply power to the primary coils of the entire unit cable fixing module by one power supply for heat.
Accelerating the deterioration of the test cable, separating the unit cable fixing modules one by one when each deterioration determination point is reached, producing samples for observing the deterioration state of the power cable, while continuing the accelerated deterioration of the remaining unit cable fixing modules. An accelerated deterioration monitoring system for HVDC power cables.
철심과 1차측 코일없이 절연원통에만 권선되고, 다른 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블과 폐루프 직렬 연결되는 시험용 권선이 형성된 간소형 단위 케이블 고정 모듈을;
포함하여 구성되어
다른 단위 케이블 고정 모듈의 시험용 케이블에서 발생되는 유도 전류를 전달받아 시험용 케이블에 열적 스트레스를 인가시키는 것을 특징으로 하는 HVDC 전력케이블의 가속열화 모니터링 시스템.
The system for monitoring the accelerated deterioration of the HVDC power cable according to claim 5
A simple unit cable fixing module in which a test winding is wound only on an insulated cylinder without an iron core and a primary side coil and is connected in series with a test cable of another unit cable fixing module in a closed loop;
consists of
An accelerated deterioration monitoring system for an HVDC power cable, characterized in that it receives an induced current generated from a test cable of another unit cable fixing module and applies thermal stress to the test cable.
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- 2022-11-01 WO PCT/KR2022/016924 patent/WO2024090638A1/en unknown
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