KR102604605B1 - Apparatus for detecting partial discharge in gas insulated switchgear - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 가스절연개폐기의 서로 다른 위치에 배치되어 전자기파를 감지하는 복수의 전자기파 센서를 포함하는 센서부와, 센서부로부터 전달되는 전자기파 신호의 이동경로를 스위칭 동작을 통해 제어하는 고주파 스위치부와, 고주파 스위치부로부터 전자기파 신호를 전달받고 전자기파 신호의 패턴을 분석하여 가스절연개폐기의 부분방전 발생 여부를 판단하는 부분방전 판단부와, 고주파 스위치부로부터 전자기파 신호를 전달받고 센서부의 전자기파 감지 시점들을 이용하여 센서부에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하는 발생위치 계산부를 포함할 수 있다.A gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit including a plurality of electromagnetic wave sensors disposed at different positions of the gas insulated switch and detecting electromagnetic waves, and an electromagnetic wave signal transmitted from the sensor unit. A high-frequency switch unit that controls the movement path through a switching operation, a partial discharge determination unit that receives electromagnetic wave signals from the high-frequency switch unit and analyzes the pattern of the electromagnetic wave signal to determine whether partial discharge occurs in the gas insulated switch, and a high-frequency switch unit. It may include a generation location calculation unit that receives an electromagnetic wave signal from the sensor unit and calculates the generation location of the electromagnetic wave detected by the sensor unit using the electromagnetic wave detection points of the sensor unit.

Description

가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치 {Apparatus for detecting partial discharge in gas insulated switchgear}Gas insulated switch partial discharge detection device {Apparatus for detecting partial discharge in gas insulated switchgear}

본 발명은 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a partial discharge detection device for gas insulated switchgear.

가스절연개폐기(gas insulated switchgear, GIS)는 발전소나 변전소 등에 설치되어 고전압의 큰 전류가 흐르며 개폐 동작을 수행할 수 있다. 이러한 가스절연개폐기에는 내부 이상에 의한 고장의 전조 현상으로 부분방전(Partial Discharge, PD)이 발생할 수 있다. 부분방전은 가스절연개폐기의 절연파괴를 유발할 수 있으며 발전소나 변전소의 전력공급에 커다란 지장을 초래할 수 있다. 따라서, 가스절연개폐기에 발생되는 부분방전을 탐지하여 절연파괴와 같은 사고를 예방하는 것은 중요하다.Gas insulated switchgear (GIS) is installed in power plants or substations and can perform opening and closing operations while flowing a large current of high voltage. Partial discharge (PD) may occur in these gas-insulated switches as a precursor to failure due to internal abnormalities. Partial discharge can cause insulation breakdown in gas insulated switchgear and cause significant disruption in power supply to power plants or substations. Therefore, it is important to prevent accidents such as insulation breakdown by detecting partial discharge occurring in gas insulated switchgear.

공개특허공보 제10- 2016-0046014호Public Patent Publication No. 10-2016-0046014

본 발명의 일 실시 예는, 부분방전 발생 판단과 부분방전 발생위치 추정을 함께 수행할 수 있는 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention provides a gas insulated switch partial discharge detection device that can both determine the occurrence of a partial discharge and estimate the location of the occurrence of the partial discharge.

본 발명의 실시예에 의한 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 가스절연개폐기의 서로 다른 위치에 배치되어 전자기파를 감지하는 복수의 전자기파 센서를 포함하는 센서부; 상기 센서부로부터 전달되는 전자기파 신호의 이동경로를 스위칭 동작을 통해 제어하는 고주파 스위치부; 상기 고주파 스위치부로부터 전자기파 신호를 전달받고 상기 전자기파 신호의 패턴을 분석하여 상기 가스절연개폐기의 부분방전 발생 여부를 판단하는 부분방전 판단부; 및 상기 고주파 스위치부로부터 전자기파 신호를 전달받고 상기 센서부의 전자기파 감지 시점들을 이용하여 상기 센서부에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하는 발생위치 계산부;를 포함한다.A gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit including a plurality of electromagnetic wave sensors disposed at different positions of the gas insulated switch and detecting electromagnetic waves; a high-frequency switch unit that controls the movement path of the electromagnetic wave signal transmitted from the sensor unit through a switching operation; a partial discharge determination unit that receives an electromagnetic wave signal from the high-frequency switch unit and analyzes a pattern of the electromagnetic wave signal to determine whether a partial discharge occurs in the gas insulated switch; and a location calculation unit that receives the electromagnetic wave signal from the high-frequency switch unit and calculates the location of the electromagnetic wave detected by the sensor unit using the electromagnetic wave detection points of the sensor unit.

여기서, 상기 복수의 전자기파 센서의 개수는 적어도 3개이고, 상기 발생위치 계산부는 하기의 수학식: 에 감쇄계수 α와 시점 차이값 △를 적용하여 상기 센서부에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하고, 상기 복수의 전자기파 센서의 제1 조합에 포함된 전자기파 센서들의 감지 시점 차이값과, 제2 조합에 포함된 전자기파 센서들의 감지 시점 차이값을 이용하여 상기 감쇄계수 α를 계산하고, 제3 조합에 포함된 전자기파 센서들의 감지 시점 차이값을 상기 △에 적용하고, 여기서, d는 상기 복수의 전자기파 센서 중 하나와 상기 전자기파의 발생위치간의 거리이고, D는 상기 복수의 전자기파 센서 중 하나와 다른 하나간의 거리이고, C는 광속도이다.Here, the number of the plurality of electromagnetic wave sensors is at least three, and the occurrence position calculation unit uses the following equation: The attenuation coefficient α and the viewpoint difference value △ are applied to calculate the generation location of the electromagnetic wave detected by the sensor unit, the detection viewpoint difference value of the electromagnetic wave sensors included in the first combination of the plurality of electromagnetic wave sensors, and the second The attenuation coefficient α is calculated using the detection point difference value of the electromagnetic wave sensors included in the combination, and the detection point difference value of the electromagnetic wave sensors included in the third combination is applied to △, where d is the plurality of electromagnetic waves D is the distance between one of the sensors and the location where the electromagnetic wave is generated, D is the distance between one of the plurality of electromagnetic wave sensors and the other, and C is the speed of light.

본 발명의 다른 실시예에 의한 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 가스절연개폐기의 서로 다른 위치에 배치되어 전자기파를 감지하는 복수의 전자기파 센서를 포함하는 센서부; 상기 센서부로부터 전달되는 전자기파 신호의 이동경로를 스위칭 동작을 통해 제어하는 고주파 스위치부; 상기 고주파 스위치부로부터 전자기파 신호를 전달받고 상기 전자기파 신호의 패턴을 분석하여 상기 가스절연개폐기의 부분방전 발생 여부를 판단하는 부분방전 판단부; 및 상기 고주파 스위치부로부터 전자기파 신호를 전달받고 상기 센서부의 전자기파 감지 시점들을 이용하여 상기 센서부에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하는 발생위치 계산부;를 포함한다.A gas insulated switch partial discharge detection device according to another embodiment of the present invention includes a sensor unit including a plurality of electromagnetic wave sensors disposed at different positions of the gas insulated switch and detecting electromagnetic waves; a high-frequency switch unit that controls the movement path of the electromagnetic wave signal transmitted from the sensor unit through a switching operation; a partial discharge determination unit that receives an electromagnetic wave signal from the high-frequency switch unit and analyzes a pattern of the electromagnetic wave signal to determine whether a partial discharge occurs in the gas insulated switch; and a location calculation unit that receives the electromagnetic wave signal from the high-frequency switch unit and calculates the location of the electromagnetic wave detected by the sensor unit using the electromagnetic wave detection points of the sensor unit.

여기서, 상기 가스절연개폐기는 제1, 제2 및 제3 차단기를 포함하고, 상기 센서부는 상기 제1 차단기의 일측에 배치되는 제1 전자기파 센서와, 상기 제1 차단기와 제2 차단기의 사이에 배치되는 제2 전자기파 센서와, 상기 제2 차단기와 제3 차단기의 사이에 배치되는 제3 전자기파 센서와, 상기 제3 차단기의 일측에 배치되는 제4 전자기파 센서를 포함한다. Here, the gas insulated switch includes first, second, and third circuit breakers, and the sensor unit includes a first electromagnetic wave sensor disposed on one side of the first circuit breaker and between the first and second circuit breakers. It includes a second electromagnetic wave sensor, a third electromagnetic wave sensor disposed between the second and third breaker, and a fourth electromagnetic wave sensor disposed on one side of the third breaker.

그리고, 상기 발생위치 계산부는 하기의 수학식: 에 감쇄계수 α와 시점 차이값 △를 적용하여 상기 센서부에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하고, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 전자기파 센서 중 가장 먼저 전자기파를 감지한 전자기파 센서와 인접 전자기파 센서의 감지 시점 차이값을 상기 △에 적용하고, 상기 △에 관여되지 않은 전자기파 센서 각각과 상기 △에 관여된 전자기파 센서의 감지 시점 차이값들을 이용하여 상기 감쇄계수 α를 계산하고, 여기서, d는 상기 제1 내지 제4 전자기파 센서 중 하나와 상기 전자기파의 발생위치간의 거리이고, D는 상기 제1 내지 제4 전자기파 센서 중 하나와 다른 하나간의 거리이고, C는 광속도이다.And, the occurrence position calculation unit uses the following equation: The attenuation coefficient α and the viewpoint difference value △ are applied to calculate the location of occurrence of the electromagnetic wave detected by the sensor unit, and the electromagnetic wave sensor that detects the electromagnetic wave first among the first, second, third and fourth electromagnetic wave sensors Apply the detection point difference between and the adjacent electromagnetic wave sensor to △, and calculate the attenuation coefficient α using the detection point difference values of each electromagnetic wave sensor not involved in △ and the electromagnetic wave sensor involved in △, where , d is the distance between one of the first to fourth electromagnetic wave sensors and the location of generation of the electromagnetic wave, D is the distance between one of the first to fourth electromagnetic wave sensors and the other, and C is the speed of light.

본 발명의 실시예에 의한 가스절연개폐기 부분방전 탐지 방법은, 동작 모드를 제1 모드와 제2 모드 중 하나로 설정하는 단계; 가스절연개폐기의 서로 다른 위치에 배치된 복수의 전자기파 센서로부터 전자기파 신호를 전달받는 단계; 설정된 동작 모드가 상기 제1 모드일 경우에 상기 전자기파 신호의 패턴을 분석하여 상기 가스절연개폐기의 부분방전 발생 여부를 판단하는 단계; 및 설정된 동작 모드가 상기 제2 모드일 경우에 상기 복수의 전자기파 센서의 전자기파 신호 감지 시점들을 이용하여 상기 가스절연개폐기에서 전자기파가 발생한 위치를 계산하는 단계;를 포함한다. A method for detecting partial discharge in a gas insulated switch according to an embodiment of the present invention includes setting an operation mode to one of a first mode and a second mode; Receiving electromagnetic wave signals from a plurality of electromagnetic wave sensors disposed at different positions of the gas insulated switch; When the set operation mode is the first mode, analyzing the pattern of the electromagnetic wave signal to determine whether partial discharge occurs in the gas insulated switch; And when the set operation mode is the second mode, calculating the location where the electromagnetic wave is generated in the gas insulated switch using the electromagnetic wave signal detection points of the plurality of electromagnetic wave sensors.

여기서, 상기 복수의 전자기파 센서의 개수는 적어도 3개이고, 상기 전자기파가 발생한 위치를 계산하는 단계는, 하기의 수학식:에 감쇄계수 α와 시점 차이값 △를 적용하여 상기 복수의 전자기파 센서에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하고, 상기 복수의 전자기파 센서의 제1 조합에 포함된 전자기파 센서들의 감지 시점 차이값과, 제2 조합에 포함된 전자기파 센서들의 감지 시점 차이값을 이용하여 상기 감쇄계수 α를 계산하고, 제3 조합에 포함된 전자기파 센서들의 감지 시점 차이값을 상기 △에 적용하고, 여기서, d는 상기 복수의 전자기파 센서 중 하나와 상기 전자기파의 발생위치간의 거리이고, D는 상기 복수의 전자기파 센서 중 하나와 다른 하나간의 거리이고, C는 광속도이다. Here, the number of the plurality of electromagnetic wave sensors is at least 3, and the step of calculating the location where the electromagnetic wave occurs is calculated by the following equation: Calculate the generation position of the electromagnetic wave detected by the plurality of electromagnetic wave sensors by applying the attenuation coefficient α and the viewpoint difference value △, and the detection viewpoint difference value of the electromagnetic wave sensors included in the first combination of the plurality of electromagnetic wave sensors, The attenuation coefficient α is calculated using the detection point difference value of the electromagnetic wave sensors included in the second combination, and the detection point difference value of the electromagnetic wave sensors included in the third combination is applied to △, where d is the plurality of is the distance between one of the electromagnetic wave sensors and the location where the electromagnetic wave is generated, D is the distance between one of the plurality of electromagnetic wave sensors and the other, and C is the speed of light.

본 발명의 다른 실시예에 의한 가스절연개폐기 부분방전 탐지 방법은, 동작 모드를 제1 모드와 제2 모드 중 하나로 설정하는 단계; 가스절연개폐기의 서로 다른 위치에 배치된 복수의 전자기파 센서로부터 전자기파 신호를 전달받는 단계; 설정된 동작 모드가 상기 제1 모드일 경우에 상기 전자기파 신호의 패턴을 분석하여 상기 가스절연개폐기의 부분방전 발생 여부를 판단하는 단계; 및 설정된 동작 모드가 상기 제2 모드일 경우에 상기 복수의 전자기파 센서의 전자기파 신호 감지 시점들을 이용하여 상기 가스절연개폐기에서 전자기파가 발생한 위치를 계산하는 단계;를 포함한다. A method for detecting partial discharge in a gas insulated switch according to another embodiment of the present invention includes setting an operation mode to one of a first mode and a second mode; Receiving electromagnetic wave signals from a plurality of electromagnetic wave sensors disposed at different positions of the gas insulated switch; When the set operation mode is the first mode, analyzing the pattern of the electromagnetic wave signal to determine whether partial discharge occurs in the gas insulated switch; And when the set operation mode is the second mode, calculating the location where the electromagnetic wave is generated in the gas insulated switch using the electromagnetic wave signal detection points of the plurality of electromagnetic wave sensors.

그리고, 상기 가스절연개폐기는 제1, 제2 및 제3 차단기를 포함하고, 상기 복수의 전자기파 센서는 상기 제1 차단기의 일측에 배치되는 제1 전자기파 센서와, 상기 제1 차단기와 제2 차단기의 사이에 배치되는 제2 전자기파 센서와, 상기 제2 차단기와 제3 차단기의 사이에 배치되는 제3 전자기파 센서와, 상기 제3 차단기의 일측에 배치되는 제4 전자기파 센서를 포함한다. In addition, the gas insulated switch includes first, second, and third circuit breakers, and the plurality of electromagnetic wave sensors includes a first electromagnetic wave sensor disposed on one side of the first circuit breaker, and a connection between the first circuit breaker and the second circuit breaker. It includes a second electromagnetic wave sensor disposed between, a third electromagnetic wave sensor disposed between the second and third circuit breakers, and a fourth electromagnetic wave sensor disposed on one side of the third circuit breaker.

여기서, 상기 전자기파가 발생한 위치를 계산하는 단계는, 하기의 수학식:에 감쇄계수 α와 시점 차이값 △를 적용하여 상기 복수의 전자기파 센서에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하고, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 전자기파 센서 중 가장 먼저 전자기파를 감지한 전자기파 센서와 인접 전자기파 센서의 감지 시점 차이값을 상기 △에 적용하고, 상기 △에 관여되지 않은 전자기파 센서 각각과 상기 △에 관여된 전자기파 센서의 감지 시점 차이값들을 이용하여 상기 감쇄계수 α를 계산하고, 여기서, d는 상기 제1 내지 제4 전자기파 센서 중 하나와 상기 전자기파의 발생위치간의 거리이고, D는 상기 제1 내지 제4 전자기파 센서 중 하나와 다른 하나간의 거리이고, C는 광속도이다.Here, the step of calculating the location where the electromagnetic wave occurs is the following equation: The attenuation coefficient α and the viewpoint difference value △ are applied to calculate the generation location of the electromagnetic wave detected by the plurality of electromagnetic wave sensors, and the first to detect the electromagnetic wave among the first, second, third and fourth electromagnetic wave sensors Applying the detection point difference between the electromagnetic wave sensor and the adjacent electromagnetic wave sensor to △, calculating the attenuation coefficient α using the detection point difference values of each electromagnetic wave sensor not involved in △ and the electromagnetic wave sensor involved in △, , where d is the distance between one of the first to fourth electromagnetic wave sensors and a location of generation of the electromagnetic wave, D is the distance between one of the first to fourth electromagnetic wave sensors and the other, and C is the speed of light.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 부분방전 발생 판단과 부분방전 발생위치 추정을 함께 수행할 수 있으며, 간헐적으로 발생되는 부분방전에 대한 신속한 통합탐지를 수행할 수 있다.The gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention can both determine the occurrence of a partial discharge and estimate the location of the partial discharge, and can perform rapid integrated detection of partial discharges that occur intermittently. .

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 부분방전 발생 판단과 부분방전 발생위치 추정을 서로 유기적으로 연계시킬 수 있으며, 부분방전에 대한 통합탐지 기능을 간소화시켜 구현할 수 있으며, 가스절연개폐기 관리자의 관리에 편의를 제공할 수 있다.In addition, the gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention can organically link partial discharge occurrence determination and partial discharge occurrence location estimation, and can implement a simplified integrated detection function for partial discharge. , It can provide convenience for the management of gas insulated switch managers.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 부분방전에 따라 발생되는 전자기파의 감쇄를 반영하여 정확하게 부분방전 발생위치를 추정할 수 있다.In addition, the gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention can accurately estimate the location of partial discharge occurrence by reflecting the attenuation of electromagnetic waves generated due to partial discharge.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 가스절연개폐기 관리자가 직관적으로 부분방전 발생위치를 파악하게 할 수 있다.In addition, the gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention can enable the gas insulated switch manager to intuitively identify the location of the partial discharge.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치를 구체적으로 예시한 도면이다.
도 3은 전자기파 센서의 배치를 나타낸 도면이다.
도 4는 전자기파 센서에 의해 감지되는 부분방전의 위치를 나타낸 도면이다.
도 5는 부분방전 판단부가 출력하는 파형을 나타낸 도면이다.
도 6은 발생위치 계산부의 출력을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 방법을 나타낸 순서도이다.
Figure 1 is a diagram showing a gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram specifically illustrating a gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the arrangement of an electromagnetic wave sensor.
Figure 4 is a diagram showing the location of partial discharge detected by an electromagnetic wave sensor.
Figure 5 is a diagram showing the waveform output by the partial discharge determination unit.
Figure 6 is a diagram illustrating the output of the occurrence location calculation unit.
Figure 7 is a flowchart showing a method for detecting partial discharge in a gas insulated switch according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The detailed description of the present invention described below refers to the accompanying drawings, which show by way of example specific embodiments in which the present invention may be practiced. It should be understood that the various embodiments of the invention are different from one another but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures and characteristics described herein with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description that follows is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the invention is limited only by the appended claims, together with all equivalents to what those claims assert, if properly described. Similar reference numbers in the drawings refer to identical or similar functions across various aspects.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings in order to enable those skilled in the art to easily practice the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 센서부(110), 고주파 스위치부(120), 부분방전 판단부(130) 및 발생위치 계산부(140)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit 110, a high frequency switch unit 120, a partial discharge determination unit 130, and an occurrence location calculation unit 140. ) may include.

센서부(110)는 가스절연개폐기의 서로 다른 위치에 배치되어 전자기파를 감지하는 복수의 전자기파 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서부(110)에 의해 감지되는 전자기파의 대역은 UHF(Ultra High Frequency) 대역일 수 있으며, 500~1500MHz의 감지가능 주파수 범위를 가질 수 있다.The sensor unit 110 may include a plurality of electromagnetic wave sensors that are disposed at different positions of the gas insulated switch and detect electromagnetic waves. The band of electromagnetic waves detected by the sensor unit 110 may be a UHF (Ultra High Frequency) band and may have a detectable frequency range of 500 to 1500 MHz.

예를 들어, 상기 센서부(110)는 무선통신에 사용되는 안테나와 유사한 형태를 가져서 전자기파를 수신할 수 있으며, 전기장 또는 자기장에 반응하도록 설계되어 전자기파의 전기장 또는 자기장에 대응되는 전류 또는 전압을 생성할 수도 있다.For example, the sensor unit 110 has a shape similar to an antenna used in wireless communication and can receive electromagnetic waves, and is designed to respond to electric or magnetic fields to generate a current or voltage corresponding to the electric or magnetic field of the electromagnetic wave. You may.

가스절연개폐기에 육플루오린화황(SF6)과 같은 절연가스가 포함될 수 있으므로, 상기 센서부(110)는 상기 절연가스에 대한 화학적인 반응이 거의 없는 재질로 구현될 수 있다.Since the gas insulated switch may contain an insulating gas such as sulfur hexafluoride (SF 6 ), the sensor unit 110 may be made of a material that has little chemical reaction to the insulating gas.

고주파 스위치부(120)는 센서부(110)로부터 전달되는 전자기파 신호의 이동경로를 스위칭 동작을 통해 제어할 수 있다. 상기 이동경로는 센서부(110)부터 부분방전 판단부(130)까지의 제1 이동경로와, 센서부(110)부터 발생위치 계산부(140)의 제2 이동경로를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 고주파 스위치부(120)는 스위칭 동작을 통해 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치가 부분방전 발생 판단을 수행할지 부분방전 발생위치 추정을 수행할지 제어할 수 있다.The high-frequency switch unit 120 can control the movement path of the electromagnetic wave signal transmitted from the sensor unit 110 through a switching operation. The movement path may include a first movement path from the sensor unit 110 to the partial discharge determination unit 130, and a second movement path from the sensor unit 110 to the occurrence location calculation unit 140. Therefore, the high-frequency switch unit 120 can control whether the gas insulated switch partial discharge detection device performs partial discharge occurrence determination or partial discharge occurrence location estimation through a switching operation.

예를 들어, 상기 고주파 스위치부(120)는 가스절연개폐기 관리자의 입력에 따라 스위칭 동작을 수행할 수 있으며, 소정의 주기마다 반복적으로 스위칭 동작을 수행할 수 있으며, 부분방전 판단부(130)의 판단 결과에 따라 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는 상기 고주파 스위치부(120)의 스위칭 조건에 따라 다양한 원리로 부분방전 발생 판단과 부분방전 발생위치 추정을 유기적으로 연계시킬 수 있다.For example, the high-frequency switch unit 120 can perform a switching operation according to the input of the gas insulated switch manager, and can repeatedly perform the switching operation at predetermined periods, and the partial discharge determination unit 130 A switching operation can be performed according to the judgment result. The gas insulated switch partial discharge detection device can organically link partial discharge occurrence determination and partial discharge occurrence location estimation using various principles according to the switching conditions of the high frequency switch unit 120.

부분방전 판단부(130)는 고주파 스위치부(120)에 전기적으로 연결되고 전자기파 신호의 패턴을 분석하여 가스절연개폐기의 부분방전 발생 여부를 판단할 수 있다.The partial discharge determination unit 130 is electrically connected to the high frequency switch unit 120 and can determine whether partial discharge has occurred in the gas insulated switch by analyzing the pattern of the electromagnetic wave signal.

예를 들어, 상기 부분방전 판단부(130)는 가스절연개폐기에 부분방전이 발생할 때의 전자기파 신호의 파형이 공통적으로 가지는 패턴을 사전에 저장할 수 있으며, 센서부(110)로부터 전달받은 전자기파 신호의 파형과 사전에 저장된 파형을 서로 비교할 수 있으며, 비교 결과에 따라 센서부(110)로부터 전달받은 전자기파 신호가 부분방전에 의한 것인지 판단할 수 있다.For example, the partial discharge determination unit 130 may store in advance a pattern common to the waveform of the electromagnetic wave signal when a partial discharge occurs in the gas insulated switch, and may store in advance the pattern of the electromagnetic wave signal received from the sensor unit 110. The waveform and the previously stored waveform can be compared, and based on the comparison result, it can be determined whether the electromagnetic wave signal received from the sensor unit 110 is caused by partial discharge.

예를 들어, 상기 부분방전 판단부(130)는 센서부(110)로부터 전달받은 전자기파 신호의 피크값이 기준값보다 큰 상태로 기준 시간동안 지속될 경우에 가스절연개폐기에 부분방전이 발생한 것으로 판단할 수 있다.For example, the partial discharge determination unit 130 may determine that a partial discharge has occurred in the gas insulated switch when the peak value of the electromagnetic wave signal received from the sensor unit 110 is greater than the reference value and continues for the reference time. there is.

설계에 따라, 상기 부분방전 판단부(130)는 가스절연개폐기에 부분방전이 발생한 것으로 판단한 경우에 고주파 스위치부(120)에 스위칭 신호를 전달할 수 있다. 스위칭 신호를 전달받은 고주파 스위치부(120)는 스위칭 동작을 수행하여 발생위치 계산부(140)로 전자기파 신호를 전달할 수 있다. 이에 따라, 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는 간헐적으로 발생되는 부분방전에 대한 신속한 통합탐지를 수행할 수 있다.Depending on the design, the partial discharge determination unit 130 may transmit a switching signal to the high frequency switch unit 120 when it is determined that a partial discharge has occurred in the gas insulated switch. The high-frequency switch unit 120 that receives the switching signal may perform a switching operation and transmit the electromagnetic wave signal to the occurrence location calculation unit 140. Accordingly, the gas insulated switch partial discharge detection device can perform rapid integrated detection of intermittently occurring partial discharges.

설계에 따라, 상기 부분방전 판단부(130)는 HMI(Human Machine Interface)로 구현되어 전자기파 신호의 파형을 디스플레이하고, 가스절연개폐기에 부분방전이 발생한 경우에 알람을 출력하고, 가스절연개폐기 관리자로부터 신호를 입력 받아서 통합 제어를 수행할 수도 있다.According to the design, the partial discharge determination unit 130 is implemented as a human machine interface (HMI) to display the waveform of the electromagnetic wave signal, output an alarm when a partial discharge occurs in the gas insulated switch, and receive information from the gas insulated switch manager. Integrated control can also be performed by receiving signals.

발생위치 계산부(140)는 고주파 스위치부(120)에 전기적으로 연결되고 센서부(110)의 전자기파 감지 시점들을 이용하여 센서부(110)에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산할 수 있다. 구체적인 계산 과정은 도 4를 참조하여 후술한다.The generation location calculation unit 140 is electrically connected to the high frequency switch unit 120 and can calculate the generation location of the electromagnetic wave detected by the sensor unit 110 using the electromagnetic wave detection points of the sensor unit 110. The specific calculation process will be described later with reference to FIG. 4.

설계에 따라, 상기 부분방전 판단부(130) 및 발생위치 계산부(140)는 하나의 모듈 내에서 구현될 수 있으며, 복수의 모듈로 구분되어 구현될 수도 있다.Depending on the design, the partial discharge determination unit 130 and the occurrence location calculation unit 140 may be implemented within one module, or may be implemented separately as a plurality of modules.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치를 구체적으로 예시한 도면이다.Figure 2 is a diagram specifically illustrating a gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 고주파 스위치부는 각각 트랜지스터로 구현되어 일 단자를 통해 제어 신호를 전달받아서 다른 단자들을 통해 전자기파 신호를 통과 또는 차단시키는 제1 내지 제8 고주파 스위치(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the high-frequency switch units are each implemented with a transistor and include first to eighth high-frequency switches 121, 122, 123, 124, which receive a control signal through one terminal and pass or block the electromagnetic wave signal through other terminals. 125, 126, 127, 128).

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 서지 보호부(150), 저잡음 증폭부(160), 필터부(170) 및 아날로그-디지털 변환부(180)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention includes a surge protection unit 150, a low noise amplifier 160, a filter unit 170, and an analog-to-digital conversion unit 180. ) may further be included.

서지 보호부(150)는 제1 내지 제4 전자기파 센서(111, 112, 113, 114)에 전기적으로 연결되어 제1 내지 제4 전자기파 센서(111, 112, 113, 114)로부터 유입되는 서지(surge)를 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 서지 보호부(150)는 서지 주파수의 신호를 필터링하는 필터로 구현될 수 있으며, 차단기 또는 퓨즈로 구현되어 큰 서지가 저잡음 증폭부(160)로 유입되는 것으로부터 보호할 수도 있다.The surge protection unit 150 is electrically connected to the first to fourth electromagnetic wave sensors 111, 112, 113, and 114 to protect against surges flowing in from the first to fourth electromagnetic wave sensors 111, 112, 113, and 114. ) can be removed. For example, the surge protection unit 150 may be implemented as a filter that filters signals of surge frequency, and may also be implemented as a breaker or fuse to protect large surges from flowing into the low-noise amplifier 160. .

저잡음 증폭부(160)는 서지 보호부(150)에 전기적으로 연결되어 전자기파 신호를 증폭할 수 있다. 예를 들어, 상기 저잡음 증폭부(160)는 공통 게이트 증폭단 또는 공통 소스 증폭단으로 구성된 복수의 트랜지스터를 포함할 수 있다.The low-noise amplifier 160 may be electrically connected to the surge protection unit 150 to amplify the electromagnetic wave signal. For example, the low-noise amplifier 160 may include a plurality of transistors configured as a common gate amplifier stage or a common source amplifier stage.

필터부(170)는 제1 내지 제8 고주파 스위치(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)와 부분방전 판단부(130)의 사이에 전기적으로 연결되어 전자기파 신호에 대한 필터링 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터부(170)는 광대역을 가지는 밴드 패스 필터로 구현될 수 있으며, 연산 증폭기를 포함하는 능동형 필터 또는 수동 소자로 구현된 수동형 필터로 구현될 수 있다.The filter unit 170 is electrically connected between the first to eighth high frequency switches 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, and 128 and the partial discharge determination unit 130 to filter electromagnetic wave signals. The action can be performed. For example, the filter unit 170 may be implemented as a band-pass filter with a wide bandwidth, an active filter including an operational amplifier, or a passive filter implemented as a passive element.

아날로그-디지털 변환부(180)는 필터부(170) 및 제1 내지 제8 고주파 스위치(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)에 전기적으로 연결되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 아날로그-디지털 변환부(180)는 제1 내지 제4 전자기파 센서(111, 112, 113, 114)의 감지가능 주파수 범위의 주파수보다 높은 샘플링 주파수를 가질 수 있다. 여기서, 샘플링 주파수는 1GS/s일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 아날로그-디지털 변환부(180)는 오프셋 상쇄를 위한 피드백 회로를 가질 수 있다.The analog-to-digital converter 180 is electrically connected to the filter unit 170 and the first to eighth high-frequency switches 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, and 128 to convert analog signals into digital signals. It can be converted. For example, the analog-to-digital converter 180 may have a sampling frequency higher than the detectable frequency range of the first to fourth electromagnetic wave sensors 111, 112, 113, and 114. Here, the sampling frequency may be 1GS/s, but is not limited thereto. Additionally, the analog-to-digital converter 180 may have a feedback circuit for offset cancellation.

도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 부분방전 판단부 및 발생위치 계산부는 FPGA(191), 위상 동기화부(192), 임베디드 보드(193) 및 컴퓨터(194)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 부분방전 판단부 및 발생위치 계산부는 FPGA(191), 위상 동기화부(192), 임베디드 보드(193) 및 컴퓨터(194) 각각에서 독립적인 공간을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 부분방전 판단부는 임베디드 보드(193) 및 컴퓨터(194)로 구현되고, 상기 발생위치 계산부는 FPGA(191) 및 위상 동기화부(192)로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 2, the partial discharge determination unit and occurrence location calculation unit shown in FIG. 1 may be implemented with an FPGA 191, a phase synchronization unit 192, an embedded board 193, and a computer 194. For example, the partial discharge determination unit and the occurrence location calculation unit may have independent spaces in each of the FPGA 191, phase synchronization unit 192, embedded board 193, and computer 194. For example, the partial discharge determination unit may be implemented with an embedded board 193 and a computer 194, and the occurrence location calculation unit may be implemented with an FPGA 191 and a phase synchronization unit 192.

FPGA(191)는 디지털 신호를 고속으로 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 FPGA(191)는 다중 Trigger 알고리즘 방식으로 전자기파 신호로부터 부분방전 펄스(pulse)의 데이터들만 추출할 수 있다.The FPGA 191 can process digital signals at high speed. For example, the FPGA 191 can extract only partial discharge pulse data from electromagnetic wave signals using a multi-trigger algorithm.

위상 동기화부(192)는 16.66ms를 1주기로 하여 제1 내지 제4 전자기파 센서(111, 112, 113, 114)로부터 각각 전달된 전자기파 신호들을 동기화할 수 있다.The phase synchronization unit 192 can synchronize the electromagnetic wave signals transmitted from the first to fourth electromagnetic wave sensors 111, 112, 113, and 114, using 16.66 ms as one cycle.

임베디드 보드(193)는 추출된 펄스의 데이터들을 처리하고 컴퓨터(194)로 전달할 수 있다.The embedded board 193 can process the data of the extracted pulse and transmit it to the computer 194.

컴퓨터(194)는 전달받은 데이터에 대한 분석 동작 및 저장 동작을 수행할 수 있다.The computer 194 can perform analysis and storage operations on the received data.

도 3은 전자기파 센서의 배치를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the arrangement of an electromagnetic wave sensor.

도 3을 참조하면, 가스절연개폐기는 개폐 동작을 수행하는 제1 차단기(CB1), 제2 차단기(CB2), 제3 차단기(CB3)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전자기파 센서(111)는 상기 제1 차단기(CB1)의 일측에 배치될 수 있고, 제2 전자기파 센서(112)는 상기 제1 차단기(CB1)와 제2 차단기(CB2)의 사이에 배치될 수 있고, 제3 전자기파 센서(113)는 상기 제2 차단기(CB2)와 제3 차단기(CB3)의 사이에 배치될 수 있고, 제4 전자기파 센서(114)는 상기 제3 차단기(CB3)의 일측에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3, the gas insulated switch may include a first circuit breaker (CB1), a second circuit breaker (CB2), and a third circuit breaker (CB3) that perform opening and closing operations. Here, the first electromagnetic wave sensor 111 may be placed on one side of the first circuit breaker (CB1), and the second electromagnetic wave sensor 112 may be placed between the first circuit breaker (CB1) and the second circuit breaker (CB2). It can be arranged, the third electromagnetic wave sensor 113 can be arranged between the second circuit breaker (CB2) and the third circuit breaker (CB3), and the fourth electromagnetic wave sensor 114 is between the third circuit breaker (CB3) It can be placed on one side of.

이에 따라 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 제1 내지 제3 차단기(CB1, CB2, CB3) 중 어떤 차단기에서 부분방전이 발생하였는지 판단할 수 있다.Accordingly, the gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention can determine which of the first to third circuit breakers (CB1, CB2, CB3) the partial discharge occurred.

도 4는 전자기파 센서에 의해 감지되는 부분방전의 위치를 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the location of partial discharge detected by an electromagnetic wave sensor.

도 4를 참조하면, 제1 전자기파 센서(Sensor1)과 제2 전자기파 센서(Sensor2)간의 이격거리는 D1이고, 제2 전자기파 센서(Sensor2)과 제3 전자기파 센서(Sensor3)간의 이격거리는 D2이고, 제3 전자기파 센서(Sensor3)과 제4 전자기파 센서(Sensor4)간의 이격거리는 D3이고, 부분방전의 발생위치(fault)와 제2 전자기파 센서(Sensor2)간의 거리는 d이다. 상기 제1 내지 제4 전자기파 센서 중 둘은 제1 내지 제3 조합으로 묶일 수 있다.Referring to FIG. 4, the separation distance between the first electromagnetic wave sensor (Sensor1) and the second electromagnetic wave sensor (Sensor2) is D1, the separation distance between the second electromagnetic wave sensor (Sensor2) and the third electromagnetic wave sensor (Sensor3) is D2, and the separation distance between the second electromagnetic wave sensor (Sensor2) and the third electromagnetic wave sensor (Sensor3) is D1. The separation distance between the electromagnetic wave sensor (Sensor3) and the fourth electromagnetic wave sensor (Sensor4) is D3, and the distance between the location (fault) of partial discharge and the second electromagnetic wave sensor (Sensor2) is d. Two of the first to fourth electromagnetic wave sensors may be grouped into a first to third combination.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는 하기의 수학식 1에 감쇄계수 α와 시점 차이값 △t를 적용하여 부분방전의 발생위치(fault)를 계산할 수 있다. 여기서, C는 광속도이다.The gas insulated switch partial discharge detection device according to an embodiment of the present invention can calculate the location (fault) of partial discharge by applying the attenuation coefficient α and the point difference value Δt to Equation 1 below. Here, C is the speed of light.

만약 부분방전의 발생위치(fault)가 제2 전자기파 센서(Sensor2)와 제3 전자기파 센서(Sensor3)의 사이일 경우, 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는 수학식 1의 D에 D2를 적용하고 △t에 제2 전자기파 센서(Sensor2)의 감지 시점과 제3 전자기파 센서(Sensor3)의 감지 시점과의 차이값을 적용하여 d와 α를 포함하는 식을 산출할 수 있다.If the location (fault) of partial discharge occurs between the second electromagnetic wave sensor (Sensor2) and the third electromagnetic wave sensor (Sensor3), the gas insulated switch partial discharge detection device applies D2 to D in Equation 1 and △t An equation including d and α can be calculated by applying the difference between the detection time of the second electromagnetic wave sensor (Sensor2) and the detection time of the third electromagnetic wave sensor (Sensor3).

또한, 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는 D1에서 C를 나누고 제1 전자기파 센서(Sensor1)의 감지 시점과 제2 전자기파 센서(Sensor2)의 감지 시점간의 차이값을 나눠서 a1을 산출할 수 있다.In addition, the gas insulated switch partial discharge detection device can calculate a1 by dividing C in D1 and dividing the difference between the detection time of the first electromagnetic wave sensor (Sensor1) and the detection time of the second electromagnetic wave sensor (Sensor2).

또한, 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는 D3에서 C를 나누고 제3 전자기파 센서(Sensor3)의 감지 시점과 제4 전자기파 센서(Sensor4)의 감지 시점간의 차이값을 나눠서 α2를 산출할 수 있다.In addition, the gas insulated switch partial discharge detection device can calculate α2 by dividing C in D3 and dividing the difference between the detection time of the third electromagnetic wave sensor (Sensor3) and the detection time of the fourth electromagnetic wave sensor (Sensor4).

이후, 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는 α1 내지 α2의 범위에 속하는 값을 수학식 1의 α에 적용하여 d를 계산할 수 있다.Thereafter, the gas insulated switch partial discharge detection device can calculate d by applying a value in the range of α1 to α2 to α in Equation 1.

이에 따라, 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는 부분방전에 따라 발생되는 전자기파의 감쇄를 반영하여 정확하게 부분방전 발생위치를 추정할 수 있다.Accordingly, the gas insulated switch partial discharge detection device can accurately estimate the location of the partial discharge by reflecting the attenuation of electromagnetic waves generated due to the partial discharge.

도 5는 부분방전 판단부가 출력하는 파형을 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing the waveform output by the partial discharge determination unit.

도 5를 참조하면, 제1 전자기파 센서로부터 전달되는 파형(Ch1)과 제2 전자기파 센서로부터 전달되는 파형(Ch2)과 제3 전자기파 센서로부터 전달되는 파형(Ch3)과 제4 전자기파 센서로부터 전달되는 파형(Ch4)은 한 화면에 각각 출력될 수 있다. 즉, 부분방전 판단부는 다중 Trigger기능을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 5, a waveform (Ch1) transmitted from the first electromagnetic wave sensor, a waveform (Ch2) transmitted from the second electromagnetic wave sensor, a waveform (Ch3) transmitted from the third electromagnetic wave sensor, and a waveform transmitted from the fourth electromagnetic wave sensor (Ch4) can each be displayed on one screen. In other words, the partial discharge determination unit can use multiple trigger functions.

만약 Ch1 내지 Ch4 파형 중 하나에서 부분방전에 따른 패턴이 나타날 경우, 부분방전 판단부는 전체 데이터 중 박스 해당영역의 펄스 데이터만 선별하여 펄스를 추출하고 저장할 수 있으며, 나머지 데이터를 삭제할 수 있다. 부분방전 판단부는 추출된 펄스를 이용하여 파형들에 대한 저장 및 패턴 분석을 심층적으로 진행할 수 있다.If a pattern due to partial discharge appears in one of the Ch1 to Ch4 waveforms, the partial discharge determination unit can extract and store the pulse by selecting only the pulse data in the box corresponding area among the total data, and delete the remaining data. The partial discharge determination unit can perform in-depth storage and pattern analysis of waveforms using the extracted pulses.

도 6은 발생위치 계산부의 출력을 예시한 도면이다.Figure 6 is a diagram illustrating the output of the occurrence location calculation unit.

도 6을 참조하면, 발생위치 계산부는 제1 및 제2 전자기파 센서(S1, S2)의 위치가 반영된 제1 맵과, 제2 및 제3 전자기파 센서(S2, S3)의 위치가 반영된 제2 맵과, 제3 및 제4 전자기파 센서(S3, S4)의 위치가 반영된 제3 맵을 디스플레이할 수 있다.Referring to FIG. 6, the occurrence location calculation unit creates a first map reflecting the positions of the first and second electromagnetic wave sensors (S1, S2), and a second map reflecting the positions of the second and third electromagnetic wave sensors (S2, S3). And, a third map reflecting the positions of the third and fourth electromagnetic wave sensors S3 and S4 may be displayed.

여기서, 상기 제1 맵의 각 위치는 가스절연개폐기에서 A구간의 위치에 대응될 수 있으며, 상기 제2 맵의 각 위치는 가스절연개폐기에서 B구간의 위치에 대응될 수 있으며, 상기 제3 맵의 각 위치는 가스절연개폐기에서 C구간의 위치에 대응될 수 있다.Here, each location of the first map may correspond to the location of section A in the gas insulated switch, each location of the second map may correspond to the location of section B in the gas insulated switch, and the third map Each position may correspond to the position of section C in the gas insulated switch.

또한, 상기 발생위치 계산부는 첫번째로 전자기파를 감지한 전자기파 센서와 두번째로 전자기파를 감지한 전자기파 센서가 각각 제1 및 제2 전자기파 센서(S1, S2) 중 하나일 경우에 상기 제1 맵에서 상기 d에 대응되는 위치와 상기 제2 맵에서 제2 소정의 위치와 상기 제3 맵에서 제4 소정의 위치의 디스플레이 값을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제2 소정의 위치는 상기 제2 맵의 좌측 가장자리에 인접할 수 있으며, 제4 소정의 위치는 상기 제3 맵의 좌측 가장자리에 인접할 수 있다.In addition, the occurrence location calculation unit determines that the d The display value of the location corresponding to the second predetermined location in the second map and the fourth predetermined location in the third map can be changed. For example, a second predetermined location may be adjacent to the left edge of the second map, and a fourth predetermined location may be adjacent to the left edge of the third map.

또한, 상기 발생위치 계산부는 첫번째로 전자기파를 감지한 전자기파 센서와 두번째로 전자기파를 감지한 전자기파 센서가 각각 제2 및 제3 전자기파 센서(S2, S3) 중 하나일 경우에 상기 제1 맵에서 제1 소정의 위치와 상기 제2 맵에서 상기 d에 대응되는 위치와 상기 제3 맵에서 상기 제4 소정의 위치의 디스플레이 값을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1 소정의 위치는 상기 제1 맵의 우측 가장자리에 인접할 수 있다.In addition, the occurrence location calculation unit determines the first electromagnetic wave sensor in the first map when the electromagnetic wave sensor that first detects the electromagnetic wave and the electromagnetic wave sensor that detects the electromagnetic wave second are one of the second and third electromagnetic wave sensors (S2 and S3), respectively. The display values of the predetermined location, the location corresponding to d in the second map, and the fourth predetermined location in the third map can be changed. For example, the first predetermined location may be adjacent to the right edge of the first map.

또한, 상기 발생위치 계산부는 첫번째로 전자기파를 감지한 전자기파 센서와 두번째로 전자기파를 감지한 전자기파 센서가 상기 제3 및 제4 전자기파 센서(S3, S4) 중 하나일 경우에 상기 제1 맵에서 제1 소정의 위치와 상기 제2 맵에서 제3 소정의 위치와 상기 제3 맵에서 상기 d에 대응되는 위치의 디스플레이 값을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제3 소정의 위치는 상기 제2 맵의 우측 가장자리에 인접할 수 있다.In addition, the occurrence location calculation unit determines the first electromagnetic wave sensor in the first map when the electromagnetic wave sensor that first detects the electromagnetic wave and the electromagnetic wave sensor that detects the electromagnetic wave second is one of the third and fourth electromagnetic wave sensors (S3 and S4). The display value of the predetermined location, the third predetermined location in the second map, and the location corresponding to d in the third map can be changed. For example, the third predetermined location may be adjacent to the right edge of the second map.

상기 발생위치 계산부는 제1 내지 제3 맵을 활용하여 디스플레이함으로써, 가스절연개폐기 관리자가 부분방전의 발생위치를 직관적으로 파악할 수 있게 할 수 있다.The occurrence location calculation unit displays the first to third maps, allowing the gas insulated switch manager to intuitively determine the location of the partial discharge.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 방법을 나타낸 순서도이다.Figure 7 is a flowchart showing a method for detecting partial discharge in a gas insulated switch according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스절연개폐기 부분방전 탐지 방법은, 동작 모드를 제1 모드와 제2 모드 중 하나로 설정하는 단계(S10)와, 가스절연개폐기의 서로 다른 위치에 배치된 복수의 전자기파 센서로부터 전자기파 신호를 전달받는 단계(S20)와, 설정된 동작 모드가 상기 제1 모드일 경우에 상기 전자기파 신호의 패턴을 분석하여 상기 가스절연개폐기의 부분방전 발생 여부를 판단하는 단계(S30)와, 설정된 동작 모드가 상기 제2 모드일 경우에 상기 복수의 전자기파 센서의 전자기파 신호 감지 시점들을 이용하여 상기 가스절연개폐기에서 전자기파가 발생한 위치를 계산하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the method for detecting partial discharge of a gas insulated switch according to an embodiment of the present invention includes setting the operation mode to one of the first mode and the second mode (S10), and determining the different positions of the gas insulated switch. A step (S20) of receiving an electromagnetic wave signal from a plurality of electromagnetic wave sensors disposed in the first mode, and analyzing the pattern of the electromagnetic wave signal to determine whether partial discharge occurs in the gas insulated switch. It may include a step (S30) and, when the set operation mode is the second mode, calculating the location where the electromagnetic wave is generated in the gas insulated switch using the electromagnetic wave signal detection points of the plurality of electromagnetic wave sensors (S40). there is.

여기서 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치는, 상기 판단하는 단계(S30)에서 상기 가스절연개폐기에 부분방전이 발생한 것으로 판단한 경우에 스위칭 신호를 생성할 수 있으며, 상기 스위칭 신호가 생성된 경우에 상기 설정하는 단계(S10)에서 상기 동작 모드를 변경할 수 있다.Here, the gas insulated switch partial discharge detection device may generate a switching signal when it is determined that a partial discharge has occurred in the gas insulated switch in the determining step (S30), and when the switching signal is generated, the setting The operation mode can be changed in step S10.

이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been described by way of examples, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art in the field to which the invention pertains can do so without departing from the gist of the invention as claimed in the patent claims. Anyone can make various variations.

110: 센서부
111-114: 전자기파 센서
120: 고주파 스위치부
121-128: 고주파 스위치
130: 부분방전 판단부
140: 발생위치 계산부
150: 서지 보호부
160: 저잡음 증폭부
170: 필터부
180: 아날로그-디지털 변환부
191: FPGA
192: 위상 동기화부
193: 임베디드 보드
194: 컴퓨터
CB1-CB3: 차단기
110: sensor unit
111-114: Electromagnetic wave sensor
120: High frequency switch unit
121-128: High frequency switch
130: Partial discharge determination unit
140: Occurrence location calculation unit
150: surge protection unit
160: Low noise amplification unit
170: Filter unit
180: analog-digital conversion unit
191: FPGA
192: Phase synchronization unit
193: Embedded board
194: computer
CB1-CB3: Breaker

Claims (1)

가스절연개폐기의 서로 다른 위치에 배치되어 전자기파를 감지하는 복수의 전자기파 센서를 포함하는 센서부;
상기 센서부로부터 전달되는 전자기파 신호의 이동경로를 스위칭 동작을 통해 제어하는 고주파 스위치부;
상기 고주파 스위치부로부터 전자기파 신호를 전달받고 상기 전자기파 신호의 패턴을 분석하여 상기 가스절연개폐기의 부분방전 발생 여부를 판단하는 부분방전 판단부; 및
상기 고주파 스위치부로부터 전자기파 신호를 전달받고 상기 센서부의 전자기파 감지 시점들을 이용하여 상기 센서부에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하는 발생위치 계산부;를 포함하고,
상기 가스절연개폐기는 제1, 제2 및 제3 차단기를 포함하고,
상기 센서부는 상기 제1 차단기의 일측에 배치되는 제1 전자기파 센서와, 상기 제1 차단기와 제2 차단기의 사이에 배치되는 제2 전자기파 센서와, 상기 제2 차단기와 제3 차단기의 사이에 배치되는 제3 전자기파 센서와, 상기 제3 차단기의 일측에 배치되는 제4 전자기파 센서를 포함하고,
상기 발생위치 계산부는 하기의 수학식:

에 감쇄계수 α와 시점 차이값 △를 적용하여 상기 센서부에 의해 감지된 전자기파의 발생위치를 계산하고,
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 전자기파 센서 중 가장 먼저 전자기파를 감지한 전자기파 센서와 인접 전자기파 센서의 감지 시점 차이값을 상기 △에 적용하고, 상기 △에 관여되지 않은 전자기파 센서 각각과 상기 △에 관여된 전자기파 센서의 감지 시점 차이값들을 이용하여 상기 감쇄계수 α를 계산하고,
여기서, d는 상기 제1 내지 제4 전자기파 센서 중 하나와 상기 전자기파의 발생위치간의 거리이고, D는 상기 제1 내지 제4 전자기파 센서 중 하나와 다른 하나간의 거리이고, C는 광속도이고,
상기 부분방전 판단부는,
상기 복수의 전자기파 센서 각각으로부터 전달되는 전자기파 신호의 파형들을 출력하고, 상기 파형들 중 하나의 피크값이 기준값을 초과할 경우에 상기 파형들에 대한 저장 및 패턴 분석을 시작하는 가스절연개폐기 부분방전 탐지 장치.


A sensor unit including a plurality of electromagnetic wave sensors disposed at different positions of the gas insulated switch and detecting electromagnetic waves;
a high-frequency switch unit that controls the movement path of the electromagnetic wave signal transmitted from the sensor unit through a switching operation;
a partial discharge determination unit that receives an electromagnetic wave signal from the high-frequency switch unit and analyzes a pattern of the electromagnetic wave signal to determine whether a partial discharge occurs in the gas insulated switch; and
A location calculation unit that receives the electromagnetic wave signal from the high-frequency switch unit and calculates the location of the electromagnetic wave detected by the sensor unit using the electromagnetic wave detection points of the sensor unit,
The gas insulated switch includes first, second and third circuit breakers,
The sensor unit includes a first electromagnetic wave sensor disposed on one side of the first breaker, a second electromagnetic wave sensor disposed between the first breaker and the second breaker, and a second electromagnetic wave sensor disposed between the second breaker and the third breaker. It includes a third electromagnetic wave sensor and a fourth electromagnetic wave sensor disposed on one side of the third circuit breaker,
The occurrence position calculation unit uses the following equation:

Calculate the location of occurrence of the electromagnetic wave detected by the sensor unit by applying the attenuation coefficient α and the viewpoint difference value △,
Among the first, second, third and fourth electromagnetic wave sensors, the detection time difference value between the electromagnetic wave sensor that detected the electromagnetic wave first and the adjacent electromagnetic wave sensor is applied to △, and each of the electromagnetic wave sensors not involved in △ and the Calculate the attenuation coefficient α using the detection point difference values of the electromagnetic wave sensor involved in Δ,
Here, d is the distance between one of the first to fourth electromagnetic wave sensors and the location of generation of the electromagnetic wave, D is the distance between one of the first to fourth electromagnetic wave sensors and the other, and C is the speed of light,
The partial discharge determination unit,
Partial discharge detection of a gas insulated switch that outputs waveforms of electromagnetic wave signals transmitted from each of the plurality of electromagnetic wave sensors, and starts storage and pattern analysis of the waveforms when the peak value of one of the waveforms exceeds a reference value. Device.


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