KR20010088708A - 전력 설비의 부분방전 발생 위치 측정시스템 - Google Patents

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KR20010088708A
KR20010088708A KR1020010050950A KR20010050950A KR20010088708A KR 20010088708 A KR20010088708 A KR 20010088708A KR 1020010050950 A KR1020010050950 A KR 1020010050950A KR 20010050950 A KR20010050950 A KR 20010050950A KR 20010088708 A KR20010088708 A KR 20010088708A
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이창영
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권문구
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Abstract

본 발명은 전력케이블 및 부속재로 이루어진 전력 설비의 진단 및 감시를 위한 부분방전 발생 위치 측정시스템에 관한 것으로, 전력 설비에서 2개 이상 형성된 부분방전 검출 센서부에서 검출되는 각각의 부분방전 신호의 극성 및 도달 시간의 차이를 비교하므로서 전력케이블 및 부속재에서 부분방전이 발생하는 위치를 측정하도록 구성된 시스템에 관한 것이다.

Description

전력 설비의 부분방전 발생 위치 측정시스템{Localization system of partial discharge in power device}
본 발명은 전력 설비에서 2개 이상 형성된 부분방전 검출 센서부와 상기 부분방전 검출 센서부에서 전송된 부분방전 신호를 각각 증폭하는 증폭기와 상기 증폭기에서 전송된 부분방전 신호를 비교할 수 있도록 동시에 디스플레이하는 부분방전 신호 표시 장치로 구성되며, 상기 부분방전 신호 표시 장치에서 디스플레이되는 각각의 부분방전 신호의 극성 및 도달 시간의 차이를 비교하므로서 전력케이블 및 부속재에서 부분방전이 발생하는 위치를 측정할 수 있도록 구성된 시스템에 관한 것이다.
전력케이블 및 부속재로 이루어진 전력 설비에서 결함이 발생할 경우 그 결함 부분에서 부분방전이 발생하며 이러한 부분방전이 지속되면 전력케이블 및 부속재의 절연파괴 현상으로 발전하게 된다. 따라서 전력케이블 및 부속재의 부분방전을 즉시 측정하면 전력케이블 및 부속재의 절연파괴 현상을 방지할 수 있다.
전력케이블 및 부속재의 부분방전을 측정하는 종래의 시스템은 도 1을 참조하면, 전력 설비에서 단수개씩 형성된 부분방전 검출 센서부와 상기 부분방전 검출 센서부에서 전송된 부분방전 신호를 증폭하는 단수개의 증폭부와 상기 증폭부에서 전송된 부분방전 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털(A/D) 변환기와 상기 변환기에서 전송된 디지털 신호를 나타내는 검출부로 구성되어 전력 설비의 부분방전의 발생 여부를 검출하는 시스템이다. 상기한 종래의 시스템은 전력 설비에 형성된 단수개의 부분방전 검출 센서부를 사용하여 부분방전을 검출하기 때문에 부분방전의 발생 여부만을 확인할 수 있을 뿐이며 부분방전이 발생한 위치를 측정할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전력 설비에서 2개 이상 형성된 부분방전 검출 센서부와 상기 부분방전 검출 센서부와 개별적으로 연결되어 전송받은 부분방전 신호를 증폭하는 증폭기와 상기 증폭기에서 전송된 부분방전 신호를 비교할 수 있도록 동시에 디스플레이하는 부분방전 신호 표시 장치로 구성되며 상기 부분방전 신호 표시 장치에서 디스플레이되는 각각의 부분방전 신호의 극성 및 도달 시간의 차이를 비교하여 전력케이블 및 부속재에서 부분방전이 발생한 위치를 측정할 수 있도록 구성된 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 측정 시스템의 회로도
도 2는 본 발명의 측정 시스템의 구조도
도 3a와 도 3b는 부분방전 신호의 극성 비교도
도 4는 부분방전 신호의 도달 시간차 비교도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 전력케이블
2 : 부속재
3 : 검출 센서부(a, b, c)
4 : 증폭기
5 : 신호 표시 장치
6 : 부분방전의 발생 위치
본 발명은 전력 설비에서 2개 이상 형성된 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)와, 상기 각 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)와 개별적으로 연결되어 상기 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)에서 전송된 부분방전 신호를 일정한 증폭률로 증폭하는 증폭기(4)와, 상기 증폭기(4)에서 전송된 부분방전 신호를 비교할 수 있도록 동시에 디스플레이하는 부분방전 신호 표시 장치(5)로 구성되는 특징이 있다.
도면과 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 부분방전 발생 위치 측정시스템의 개략적인 구성도이고, 도 3a와 도 3b는 복수개의 부분방전 검출 센서부에서 각각 측정된 복수개의 부분방전 신호의 극성을 비교한 그래프이고, 도 4는 복수개의 부분방전 검출 센서부에서 각각 측정된 복수개의 부분방전 신호의 도달 시간의 차이를 비교한 그래프이다.
전력케이블(1) 및 부속재(2)로 이루어진 전력 설비에서 일정한 단위 구간마다 전력케이블(1) 및 부속재(2)의 부분방전을 검출하는 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)가 2개 이상 형성된다. 단위 구간마다 2개의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)가 형성되면 전력케이블(1) 및 부속재(2)의 부분방전 발생 위치(6)를 측정할 수 있지만, 부분방전 측정의 정확도와 측정 작업의 편이성을 향상시키기 위하여 단위 구간마다 3개 이상의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)가 형성되는 것이 바람직하다.
부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)에서 검출된 부분방전 신호의 극성 및 도달 시간의 차이를 비교하기 위해서는 각각의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)들의 위치 및 상기 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c) 사이의 전력케이블(1)의 길이를 설정해야 한다. 상기 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)는 부속재 내부 설치형 금속 포일 전극, 부속재 외부 설치형 금속 포일 전극 등의 부분방전 검출 센서와 상기 부분방전 검출 센서에서 검출된 부분방전을 부분방전 신호로 변환하여 증폭기(4)로 전송하는 변류기로 구성된다.
상기 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)와 동일한 수효로서 각각의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)와 개별적으로 연결된 증폭기(4)는 상기 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)에서 전송된 부분방전 신호를 일정한 증폭률로 증폭하여 부분방전 신호 표시 장치(5)로 전송하도록 형성된다. 이러한 증폭기(4)는 증폭 주파수가 1 ∼ 50 ㎒ 범위인 광대역 앰프로서, 상기 부분방전 신호의 증폭률을 임의로 조절할 수 있는 구조를 지닌다.
상기 증폭기(4)와 연결된 단수개의 부분방전 신호 표시 장치(5)는 상기 증폭기(4)들에서 전송된 각각의 부분방전 신호를 동시에 디스플레이하도록 형성된다. 이러한 부분방전 신호 표시 장치(5)는 상기 증폭기(4)와 동일한 수효의 입력 채널과 대역폭 1 ㎓ 이상, 샘플링 레이트 4 GS/s 이상의 성능을 지니며 상기 증폭기(4)들에서 전송된 각각의 부분방전 신호를 동시에 디스플레이할 수 있는 디지털 오실로스코프 또는 이와 동일한 기능을 지닌 표시 장치이다.
상기 부분방전 신호 표시 장치(5)에서 디스플레이된 각각의 부분방전 신호의 극성을 비교하여 전력 설비에서 부분방전이 발생한 범위를 추정하며, 상기 각각의 부분방전 신호의 도달 시간의 차이에 의거하여 부분방전의 발생 위치(6)를 측정한다.
복수개의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b) 사이의 전력케이블(1) 또는 부속재(2)에서 부분방전이 발생하는 경우, 상기 복수개의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b)에서 검출된 부분방전 신호는 도 3a에서 도시한 바와 같이, 부분방전 신호 표시 장치(5)에서 서로 반대 극성을 나타내도록 디스플레이된다. 반면 복수개의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b) 바깥의 전력케이블(1) 또는 부속재(2)에서 부분방전이 발생하는 경우, 상기 복수개의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b)에서 검출된 부분방전 신호는 도 3b에서 도시한 바와 같이, 부분방전 신호 표시 장치(5)에서 동일한 극성을 나타내도록 디스플레이된다.
상기한 바와 같이 2개 이상의 부분방전 검출 센서부(3a, 3b)에서 각각 검출되고 부분방전 신호 표시 장치(5)에서 동시에 디스플레이된 복수개의 부분방전 신호의 극성의 차이를 비교하므로서 전력케이블(1) 및 부속재(2)에서 발생하는 부분방전의 개략적인 범위를 추정할 수 있다.
또한 복수개의 부분방전 검출 센서부(3b, 3c)에서 각각 검출되고 도 4에서 도시한 바와 같이, 부분방전 신호 표시 장치(5)에서 동시에 디스플레이된 복수개의 부분방전 신호의 도달시간의 차이(Δt)를 다음의 계산식에 대입하여 어느 1개의 부분방전 검출 센서부(3b)와 부분방전 발생 위치(6)와의 거리를 연산하므로서 부분방전의 발생 위치를 측정한다.
D = L/(V ×Δt)
* D = 부분방전 검출 센서부(3b)와 부분방전 발생 위치(6)와의 거리
L = 복수개의 부분방전 검출 센서부(3b, 3c) 사이의 전력케이블(1)의 길이
V = 전력케이블(1)에서의 부분방전 신호의 전달 속도
Δt = 복수개의 부분방전 신호의 도달 시간의 차이
복수개의 부분방전 신호의 도달 시간의 차이(Δt)는 부분방전 신호 표시 장치(5)에서 디스플레이되고, 복수개의 부분방전 검출 센서부(3b, 3c) 사이의 전력케이블(1)의 길이(L)는 사전에 설정되었으며, 상기 계산식이 매우 간단하기 때문에 별도의 연산 장치가 없어도 부분방전 검출 센서부(3b)와 부분방전 발생 위치(6)와의 거리(D)를 쉽게 연산할 수 있다. 상기한 계산식에 의하여 연산된 부분방전 검출 센서부(3b)와 부분방전 발생 위치(6)와의 거리(D)에 의거하여 전력 설비에서 부분방전이 발생한 위치(6)를 측정한다.
즉 부분방전 신호 표시 장치(5)에서 동시에 디스플레이된 복수개 이상의 부분방전 신호의 극성의 차이를 비교하여 전력케이블(1) 및 부속재(2)에서 발생하는부분방전의 개략적인 범위를 추정하고, 이어 부분방전 신호 표시 장치(5)에서 동시에 디스플레이된 복수개 이상의 부분방전 신호의 도달시간의 차이(Δt)를 상기 계산식에 대입하여 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)와 부분방전 발생 위치(6)와의 거리를 연산하므로서 부분방전의 발생 위치를 측정하는 것이다.
따라서 본 고안의 측정시스템은 복수개의 전력케이블이 교차 접속하는 절연 부속재 내부에서 부분방전이 발생하는 위치도 측정할 수 있다.
본 발명에 의한 부분방전 발생 위치 측정시스템은 전력 설비에서 2개 이상 형성된 부분방전 검출 센서부와 상기 부분방전 검출 센서부와 개별적으로 연결되어 전송받은 부분방전 신호를 증폭하는 증폭기와 상기 증폭기에서 전송된 부분방전 신호를 비교할 수 있도록 동시에 디스플레이하는 부분방전 신호 표시 장치로 구성되고 상기 부분방전 신호 표시 장치에서 디스플레이된 각각의 부분방전 신호의 극성 및 도달 시간의 차이를 비교하여 전력케이블 및 부속재에서 부분방전이 발생한 위치를 측정하므로서 전력케이블 및 부속재의 절연파괴 현상을 방지할 수 있다.

Claims (1)

  1. 전력 설비에서 2개 이상 형성된 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)와, 상기 각 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)와 개별적으로 연결되어 상기 부분방전 검출 센서부(3a, 3b, 3c)에서 전송된 부분방전 신호를 일정한 증폭률로 증폭하는 증폭기(4)와, 상기 증폭기(4)에서 전송된 부분방전 신호를 비교할 수 있도록 동시에 디스플레이하는 부분방전 신호 표시 장치(5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력설비의 부분방전 발생 위치 측정시스템.
KR1020010050950A 2001-08-23 2001-08-23 전력 설비의 부분방전 발생 위치 측정시스템 KR20010088708A (ko)

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