KR102549003B1 - 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 송전을 목적으로 해저에 매설된 해저케이블을 최적의 상태로 유지/관리할 수 있도록 해저케이블의 절연저하 부위를 탐측할 수 있는, 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 송전을 목적으로 해저에 매설된 해저케이블을 최적의 상태로 유지/관리할 수 있도록 해저케이블의 절연저하 부위를 탐측할 수 있는, 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 송전을 목적으로 해저에 매설된 해저케이블을 최적의 상태로 유지/관리할 수 있도록 해저케이블의 절연저하 부위를 탐측할 수 있는, 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법에 관한 것이다.
기본적인 전력방식을 살펴보면 발전소에서 만들어진 AC를 DC로 변환(Converter)하여 송전하고 수전지점에서는 DC를 AC로 역변환(Inverter)하여 전력을 공급하는 방식으로 구성되어 있다.
평상시에는 해저케이블(Bi-pole운전방식)로 송전하고 있으며 필요시에는 양방향으로 운전하는 2 Line 중에서 1 Line으로(Mono-pole운전방식) 전극소를 사용하여 운전하고 있다.
현재 설치된 양극은 HSCI-Anode(고규소철 양극)을 사용하고 있으며 운전 시간에 따라 주기적으로 소모 상태를 확인하기 위해 전극소에서 각 양극의 전류와 양극의 중량을 측정하고 있다.
그러나 이 방법은 관리자가 직접 수중에 설치된 양극을 밖으로 꺼내어서 육안에 의한 검사 및 중량 검사를 수행하여야 하는 이유로 상당히 높은 경비가 발생하고, 시간 또한 많이 소요되고 있다.
특히, 양극 전류 측정 시 전압이 DC180kV로 인해 감전사고 우려가 있을 뿐만 아니라 전극 교체를 하여야 하는 시점을 사전에 예측하기가 매우 어려운 실정이다.
따라서, 전극에 흐르는 전류를 상시 원격(무선 또는 유선) 모니터링으로 관리함으로써 인명 사고 방지 또한 데이터베이스화 된 시스템으로 관리함으로 시간과 경비 절감을 할 수 있고 전극의 수명예측과 전극 소모 상태를 알 수 있어서 사전에 신속한 조치로 고장 사고를 방지 할 수 있다.
관련된 기술로서, 등록특허공보 제10-1626895호에는 해저 전력케이블 손상점 탐지장치 및 손상점 탐지방법이 기재되어 있다.
상기 기술은, 해저 전력케이블 손상점 탐지장치 및 손상점 탐지방법에 관한 것으로, 해저 전력케이블의 손상점에서 발생하는 방전음을 수신하는 간단한 방식에 의하여 해저 전력케이블의 손상점을 용이하게 탐지할 수 있도록 한 것이다.
이러한 상기 기술은, 선박에 의해 견인되는 견인 케이블과; 상기 견인케이블에 일정 간격을 두고 설치된 다수의 부력체와; 상기 부력체에 지지된 상태에서 수중으로 드리워져 해저 전력케이블의 손상점에서 발생하는 방전음을 수신하도록 한 다수의 음향센서와; 상기 음향센서 각각의 위치와 상기 다수의 음향센서에서 수신된 방전음의 강도를 분석하여 해저 전력케이블의 손상점 위치를 추정하는 제어기를 포함한다.
또한, 등록특허공보 제10-1692471호에는 ROV를 이용한 해저 전력케이블 손상점 탐지시스템 및 손상점 탐지방법이 기재되어 있다.
상기 기술은, 해저 전력케이블 손상점 탐지시스템 및 손상점 탐지방법에 관한 것으로, 해저면 인근에서 자유롭게 유영할 수 있는 ROV에 의해 음향센서가 전력케이블에 최대한 근접한 상태에서 높은 수신감도를 갖고 전력케이블의 손상점에서 발생하는 방전음을 수신하도록 함으로써 전력케이블의 손상위치를 용이하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
이러한 상기 기술에 따르면, 해저면을 따라 전력케이블에 근접하여 이동하도록 선박에 의해 견인되는 슬레드와; 상기 슬레드에 장착되어 전력케이블의 손상점에서 발생하는 방전음을 수신하도록 한 제2음향센서와; 상기 제2음향센서에서 수신된 방전음을 분석하여 전력케이블의 손상점 위치를 추정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 등록특허공보 제10-1692469호에는 슬레드를 이용한 해저 전력케이블 손상점 탐지시스템 및 손상점 탐지방법이 기재되어 있다.
상기 기술은, 해저 전력케이블 손상점 탐지시스템 및 손상점 탐지방법에 관한 것으로, 해저면에서 이동하는 슬레드(sled)를 이용하여 음향센서가 전력케이블에 최대한 근접하여 전력케이블의 손상점에서 발생하는 방전음을 수신하는 방식으로, 방전음에 대한 수신감도를 높일 수 있게 되어 전력케이블의 손상위치를 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명에 따르면, 해저면을 따라 전력케이블에 근접하여 이동하도록 선박에 의해 견인되는 슬레드와; 상기 슬레드에 장착되어 전력케이블의 손상점에서 발생하는 방전음을 수신하도록 한 제1음향센서와; 상기 제1음향센서에서 수신된 방전음을 분석하여 전력케이블의 손상점 위치를 추정하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적은, 송전을 목적으로 해저에 매설된 해저케이블을 최적의 상태로 유지/관리할 수 있도록 해저케이블의 절연저하 부위를 탐측할 수 있는, 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법을 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법은, 정류기와 전극봉을 설치하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 설치된 정류기의 (+)전극에 전극봉을 연결하는 제2 단계; 상기 제1 단계에서 설치된 정류기의 (-)전극에 해저케이블을 연결하는 제3 단계; 상기 제3 단계까지 완료되면, 해저케이블에 펄스전류를 인가하는 제4 단계; 상기 제4 단계에서 해저케이블로 펄스전류가 인가됨에 따라, 수중에서 형성되는 직류전압구배를 측정하여 해저케이블의 손상부위를 1차 측정하는 제5 단계; 및 상기 제5 단계를 통해 1차적인 해저케이블의 손상부위가 측정되면, 무인잠수정을 이용하여 2차적으로 해저케이블의 정확한 손상부위를 측정하는 제6 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제5 단계는, 직류전원이 인가되는 해저케이블에 피복 손상부가 존재하면 발생되는 직류전압구배를, 해상에 부유된 부류물에 설치된 2개의 기준전극과 전위측정기를 이용하여, 전위차를 측정함으로써, 해저케이블의 손상부위에 따른 전위의 방향을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제6 단계는, 상기 제5 단계를 통해 1차적으로 측정된 영역에서, 무인잠수정을 이용하여 해저케이블에 인접시키되, 상기 무인잠수정에 설치된 2개의 기준전극에 의해 측정된 전위의 방향을 측정하여, 정확한 해저케이블의 손상부위를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법에 의하면, 송전을 목적으로 해저에 매설된 해저케이블을 최적의 상태로 유지/관리할 수 있도록 해저케이블의 절연저하 부위를 정확하게 탐측할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 정류기 및 전극봉의 설치 일예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 1차 탐측방법을 설명하는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 2차 탐측방법을 설명하는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 정류기 및 전극봉의 설치 일예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 1차 탐측방법을 설명하는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 2차 탐측방법을 설명하는 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 송전을 목적으로 해저에 매설된 해저케이블을 최적의 상태로 유지/관리할 수 있도록 해저케이블의 절연저하 부위를 탐측할 수 있는, 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법은 첨부된 도면의 도 1과 같은 과정으로 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 정류기 및 전극봉의 설치 일예를 나타낸 것이다.
또한, 도 3은 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 1차 탐측방법을 설명하는 것이며, 도 4는 본 발명에 따른 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법의 2차 탐측방법을 설명하는 것이다.
1. 정류기 및 전극봉 설치 단계
정류기 및 전극봉 설치 단계는, 전극소에 전극봉을 설치하고, 전극소 주변으로 정류기를 설치하는 단계이다.
이때, 정류기는 상용전원을 AC에서 DC 60V 이하의 전력으로 변환하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 전극봉은 다수 개로 구성되며, 티타늄 재질로서, 그 표면에 백금족 산화물을 코팅하여 사용하거나, 철, 규소 및 크롬의 혼합물을 그 재질로 사용할 수도 있다.
[표 1]에서는 전극소 전경(좌측)과 전극소에 전극봉이 설치된 전극의 상태(우측)를 나타내고 있다.
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이러한 전극봉은, [표 1]에서와 같이 전극봉홀더에 다수 개가 결합되는데, 이러한 전극봉홀더는 [표 2] 및 [표 3]에서 나타내고 있다.
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이러한 전극봉홀더에는 전극봉이 내삽되는 내삽홀이 형성되며, 상기 내삽홀의 개수는 전극봉홀더에 결합되는 전극봉의 개수에 대응된다.
이때, 상기 전극봉의 결합은 '凸'의 형상을 가지는 캡에 의해 결합되는데, 이때 상기 캡에는 마주하는 방향으로 구성된 2개의 고정부가 결합된다.
이때, 캡에서는 고정부의 결합을 위한 홀(도면부호 미표시)을 포함하며, 상기 캡은 일단부가 쐐기형상을 가지며, 타단부는 상방에 만곡진 형상을 가지도록 한다.
또한, 상기 전극봉홀더의 내삽홀은 그 직경이 전극봉의 외경에 대응되되, 하단부 일측이 캡의 상대적으로 직경이 작은 영역에 대응되는 크기를 가지도록 확관될 수 있다.
이러한 구조를 가짐으로써, 캡이 전극봉을 결합한 상태로, 전극봉홀더의 내삽홀에 결합되면서, 고정부의 만곡된 상단부가 눌리면서 홀 내부로 가압되고, 결국 고정부의 쐐기단부가 전극봉을 고정하도록 한다.
따라서, 전극봉의 결합을 더욱 견고하게 할 수 있다.
2. 전극봉에 (+)전극을 연결하는 단계
전극봉에 (+)전극을 연결하는 단계는, 상기 정류기 및 전극봉 설치 단계에서 설치된 정류기의 (+)전극에 전극봉을 연결하는 단계이다.
이때, 상기 전극봉은 첨부된 도면이나 상술된 바와 같이 다수 개 연결될 수 있으며, 이러한 다수 개의 전극봉 각각이 정류기의 (+)전극에 병렬연결될 수 있도록 한다.
3. 해저케이블에 (-)전극을 연결하는 단계
해저케이블에 (-)전극을 연결하는 단계는, 상기 정류기 및 전극봉 설치 단계에서 설치된 정류기의 (-)전극에 해저케이블을 연결하는 단계이다.
이때, 해저케이블은 미리 매설된 것으로서, 전기적 연결을 통해 정류기의 (-)전극에 연결될 수 있도록 한다.
4. 해저케이블에 펄스전류를 인가하는 단계
해저케이블에 펄스전류를 인가하는 단계는 상기 해저케이블에 (-)전극을 연결하는 단계까지 완료되면, 해저케이블에 펄스전류를 인가하는 단계이다.
5. 해저케이블의 손상부위를 1차 측정하는 단계
해저케이블의 손상부위를 1차 측정하는 단계는, 상기 해저케이블에 펄스전류를 인가하는 단계가 수행됨에 따라 정류기에서 해저케이블로 펄스형태의 전류가 인가되는 경우, 수중에서 형성되는 직류전압구배(DCVG : Direct Current Voltage Gradient)를 측정하여 1차적인 손상부위를 측정하는 단계이다.
부연하면, 직류전원이 인가되는 해저케이블에 피복 손상부가 존재하면 손상부의 주위에는 직류전압구배(DCVG)가 발생되고, 이 전압구배는 손상부에 가까울수록 커진다.
이를 이용하여, 정류기에서 직류전원을 온(On)/오프(Off) 시키면서, 2개의 기준전극과 전위측정기를 이용하여, 해저케이블의 직상부 수중에서 전위차를 측정하면 손상부위의 주변에서 전위의 방향이 형성되는데 이때 일치되는 영역을 손상부위로 측정할 수 있다(도 3 참조).
이때, 전위측정기와 기준전극은 해상에서 부유하는 부유물 혹은 선박에 설치하도록 한다.
5. 해저케이블의 손상부위를 2차 측정하는 단계
해저케이블의 손상부위를 2차 측정하는 단계는, 상기 해저케이블의 손상부위를 1차 측정하는 단계를 통해 1차적인 해저케이블의 손상부위가 측정되면, 무인잠수정을 이용하여 2차적으로 해저케이블의 정확한 손상부위를 측정하는 단계이다.
즉, 상술된 2개의 기준전극을 무인잠수정에 설치하고, 무인잠수정을 해저케이블에 근접하게 위치시킨 후, 정류기에서 인가된 직류전원에 의해 수중에 형성된 직류전압구배를 무인잠수정에 설치된 2개의 기준전극을 이용하여 전위차를 측정함으로써, 해저케이블의 손상부위를 정확하게 측정하는 단계이다.
상기에서 첨부된 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명의 첨부된 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
Claims (1)
- 전극소에 전극봉홀더에 결합된 다수의 전극봉을 설치하고, 전극소 주변으로 상용전원을 AC에서 DC 60V의 전력으로 변환하는 정류기를 설치하는 제1 단계;
상기 제1 단계에서 설치된 정류기의 (+)전극에 전극봉 각각이 정류기의 (+)전극에 병렬연결되도록 다수 연결하는 제2 단계;
상기 제1 단계에서 설치된 정류기의 (-)전극을 미리 매설된 해저케이블에 연결하는 제3 단계;
상기 제3 단계까지 완료되면, 해저케이블에 펄스전류를 인가하는 제4 단계;
상기 제4 단계에서 해저케이블로 펄스전류가 인가됨에 따라, 수중에서 형성되는 직류전압구배를 측정하여 해저케이블의 손상부위를 1차 측정하는 제5 단계; 및
상기 제5 단계를 통해 1차적인 해저케이블의 손상부위가 측정되면, 무인잠수정을 이용하여 2차적으로 해저케이블의 정확한 손상부위를 측정하는 제6 단계;로 이루어지되,
상기 제5 단계는,
해상에 부유되는 부유물에 2개의 기준전극;과 전위측정기;를 설치하되,
직류전원이 인가되는 해저케이블에 피복 손상부가 존재하면 발생되는 직류전압구배를,
정류기에서 직류전원을 온/오프 시키면서, 상기 부유물에 설치된 2개의 기준전극;과 전위측정기;를 이용하여, 전위차를 측정함으로써,
해상을 이동하면서, 넓은 범위에 설치된 해저케이블의 손상부위에 따른 전위의 방향을 측정하고,
상기 제6 단계는,
상기 제5 단계를 통해 1차적으로 측정된 영역에서, 무인잠수정을 이용하여 해저케이블에 인접시키되, 상기 무인잠수정에 설치된 2개의 기준전극에 의해 측정된 전위의 방향을 측정하여, 정확한 해저케이블의 손상부위를 측정하며,
상기 전극봉은,
티타늄 재질로서, 그 표면에 백금족 산화물을 코팅하여 사용하고,
상기 전극봉홀더는,
상기 전극봉이 내삽되는 내삽홀이 형성되며,
상기 전극봉홀더와 전극봉의 결합은 '凸'의 형상을 가지는 캡에 의해 결합되되, 상기 캡의 일측으로는 홀을 포함하여 홀을 관통하는 2개의 고정부가 결합되고,
상기 고정부는,
일단부가 쐐기형상을 가지며, 타단부는 상방에 만곡진 형상을 가지고,
상기 전극봉홀더의 내삽홀은,
그 직경이 전극봉의 외경에 대응되되, 하단부 일측이 캡의 상대적으로 직경이 작은 영역에 대응되는 크기를 가지도록 확관됨으로써,
상기 캡이 전극봉을 결합한 상태로, 전극봉홀더의 내삽홀에 결합되면서, 고정부의 만곡된 상단부가 눌리면서 홀 내부로 가압되고, 고정부의 쐐기단부가 전극봉을 고정하도록 하는 것을 특징으로 하는, 해저케이블 절연저하 부위의 탐측방법.
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Citations (5)
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2022
- 2022-12-31 KR KR1020220191407A patent/KR102549003B1/ko active IP Right Grant
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