KR20030064983A - Partial discharge measurement system of power cable - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력케이블의 부분방전 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전중인 전력케이블의 수MHz에서 수십MHz 의 고주파 부분방전 신호를 측정할 때 기중종단 접속부 등에서 발생되는 고압부 코로나 방전신호나 다른 위상의 케이블 혹은 접속함에서 발생하는 방전신호를 차단하여 정확한 부분방전 신호측정의 감도를 향상시키고 부분방전 발생위치를 보다 정확하게 판별할 수 있도록 한 전력케이블의 부분방전 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for measuring a partial discharge of a power cable. More specifically, when measuring a high frequency partial discharge signal of several tens of MHz from several MHz of a power cable in operation, a high voltage part corona discharge signal or other phase generated from an air termination part or the like is measured. The present invention relates to a partial discharge measurement system of a power cable which cuts out a discharge signal generated from a cable or a junction box to improve the sensitivity of accurate partial discharge signal measurement and more accurately determine a location of a partial discharge.
전력케이블에서의 부분방전은 전력케이블 및 접속함의 열화 및 수명을 단축시킬 뿐만 아니라 파손을 일으키게 되므로, 운전중인 전력케이블의 부분방번 신호 측정은 가능한 한 신속하고 정확하게 이루어져야 한다.Partial discharges in power cables not only shorten the life and life of the power cables and junction boxes, but also cause damage, so the measurement of the partial break signal of the power cables in operation should be made as quickly and accurately as possible.
따라서, 실선로의 전력케이블의 부분방전을 측정하기 위해 본 출원인은 1999년 3월 20일(출원번호 : 10-1999-9568)에 "직선 절연접속함 내부 부분방전 검출시스템"을 출원한 바 있다.Therefore, in order to measure the partial discharge of a power cable of a solid line, the applicant filed a "Partial discharge detection system inside a straight insulated junction box" on March 20, 1999 (application number: 10-1999-9568). .
이와 같이 실선로의 전력케이블의 부분방전 측정은 노이즈 레벨이 작은 고주파영역인 수MHz에서 수백MHz에서 측정되고 있다.As described above, partial discharge measurement of a power cable of a solid line is measured at several MHz to several hundred MHz, which is a high frequency region with a small noise level.
그러나, 기중종단 접속부에서와 같이 고압부 코로나 방전신호가 방출되는 부분에서는 가까운 전력케이블 또는 접속부에서의 부분방전 신호는 코로나 방전신호라는 노이즈에 의해 측정감도 및 위치의 정확한 파악이 어려운 문제점이 있다.However, in the part where the high voltage part corona discharge signal is emitted, as in the air termination connection part, the partial discharge signal at the close power cable or the connection part has a problem that it is difficult to accurately grasp the measurement sensitivity and position due to the noise of the corona discharge signal.
또한, 송전케이블의 경우 고효율 전력 송신을 위하여 사용되는 다른 위상들의 쉴드접지간에 상호 교차하여 결속하는 크로스본딩선이 부분방전 신호의 도파로로 작용하여 어느 하나의 위상에서 부분방전이 발생한 경우 다른 위상의 센서들에서도 모두 같은 부분방전 신호를 검출하게 되어 부분방전이 발생한 전력케이블이나 접속부 및 그 정확한 위치를 정확하게 판단하기 어려운 문제점이 있다.In addition, in the case of a transmission cable, a cross-bonding line which crosses and binds between shield grounds of different phases used for high-efficiency power transmission acts as a waveguide of the partial discharge signal, so that a partial discharge occurs in one phase. All of them detect the same partial discharge signal, which causes a problem in that it is difficult to accurately determine the power cable or connection portion and the exact position of the partial discharge.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 운전중인 전력케이블의 수MHz에서 수십MHz 의 고주파 부분방전 신호를 측정할 때 기중종단 접속부 등에서 발생되는 고압부 코로나 방전신호나 다른 위상의 케이블 혹은 접속함에서 발생하는 방전신호를 차단하여 정확한 부분방전 신호측정의 감도를 향상시키고 부분방전 발생위치를 보다 정확하게 판별할 수 있도록 한 전력케이블의 부분방전 측정 시스템을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to measure the high-frequency partial discharge signal of the high-end portion corona discharge signal generated in the air termination terminal or the like when measuring a high frequency partial discharge signal of several tens of MHz from the power cable in operation or The present invention provides a partial discharge measurement system of a power cable that cuts out a discharge signal generated from a cable or a junction box of a different phase to improve the sensitivity of accurate partial discharge signal measurement and to determine a location of the partial discharge more accurately.
도 1은 본 발명에 의한 전력케이블의 부분방전 측정 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a partial discharge measurement system of a power cable according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 페라이트 코어를 구체적으로 나타낸 도면이다.2 is a view showing in detail the ferrite core according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 페라이트의 주파수 특성곡선을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a frequency characteristic curve of the ferrite according to the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
10 : 감지센서 20 : 절연트랜스10: sensor 20: insulation transformer
30 : 광대역 증폭기 40 : 부분방전 분석장치30: broadband amplifier 40: partial discharge analysis device
50 : 절연접속함 60 : 기중종단 접속부50: Insulated junction box 60: Air termination terminal
70 : 전력케이블 74 : 쉴드접지70: power cable 74: shield ground
76 : 크로스본딩선 80 : 페라이트 코어76: cross bonding wire 80: ferrite core
80a, 80b : 제 1내지 2페라이트 코어80a, 80b: 1st to 2nd ferrite core
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 절연접속함에서 전력케이블의 쉴드접지에 설치되어 고주파의 부분방전을 감지하는 감지센서와, 전력케이블로부터 입력되는 서지 등을 차단하고 감지센서에서 입력된 부분방전 신호를 전달하는 절연트랜스와, 절연트랜스를 매개하여 전달된 부분방전 신호를 증폭하는 광대역 증폭기와, 광대역 증폭기를 통해 입력된 부분방전 신호를 분석하는 부분방전 분석장치로이루어진 전력케이블의 부분방전 측정 시스템에 있어서, 기중종단 접속부의 전력케이블의 도체선을 감싸는 제 1페라이트 코어와, 전력케이블의 서로 다른 위상들간에 서로 연결된 크로스본딩선을 감싸는 제 2페라이트 코어를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object is installed in the shield ground of the power cable in the insulated junction box to detect the partial discharge of the high frequency, and to block the surge input from the power cable and the input portion from the detection sensor Partial discharge measurement of a power cable consisting of an isolation transformer for delivering a discharge signal, a broadband amplifier for amplifying the partial discharge signal transmitted through the isolation transformer, and a partial discharge analysis device for analyzing the partial discharge signal inputted through the broadband amplifier The system further comprises a first ferrite core surrounding the conductor line of the power cable of the air termination connection, and a second ferrite core surrounding the crossbonding line connected between different phases of the power cable.
이때 제 1내지 제 2페라이트 코어는 고투자율의 오픈형인 것을 특징으로 한다.At this time, the first to second ferrite core is characterized in that the open type of high permeability.
또한, 제 1내지 제 2페라이트 코어의 외측에는 감싸는 방열체와, 방열체의 외측에 방사상으로 방열핀이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the outer surface of the first to second ferrite core is characterized in that the heat dissipating body and the heat radiation fin is formed radially on the outer side of the heat dissipating body.
또한, 제 1내지 제 2페라이트 코어는 방열핀간에 볼트와 너트로 고정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first to second ferrite core is characterized in that the fixing between the heat sink fin with a bolt and nut.
위와 같이 이루어진 본 발명은 전력케이블의 부분방전을 측정함에 있어서 기중종단 접속부에서 방출되는 고전압 코로나 방전신호를 제 1페라이트 코어에 의해 차단할 뿐만 아니라 크로스본딩선을 통해 다른 위상의 전력케이블로 전이되는 부분방전신호를 제 2페라이트 코어에 의해 차단하여 방열체 내지 방열판을 통해 열로 발산하여 소멸시킴으로써 정확한 부분방전 발생위치를 파악할 수 있도록 한다.In the present invention made as described above, the partial discharge of the high voltage corona discharge signal emitted from the air termination terminal is not only blocked by the first ferrite core but also transferred to the power cable of another phase through the cross-bonding line in measuring the partial discharge of the power cable. The signal is blocked by the second ferrite core to dissipate and dissipate as heat through the heat sink or the heat sink to determine the exact partial discharge occurrence position.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only and the same parts as in the conventional configuration using the same reference numerals and names.
도 1은 본 발명에 의한 전력케이블의 부분방전 측정 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a partial discharge measurement system of a power cable according to the present invention.
3상의 전력케이블(70)이 절연접속함(50)을 통해 서로 연장되어 연결되고 종단에 기중종단 접속부(60)가 형성되어 있으며, 전력케이블(70)의 쉴드접지(74)가 서로 접지되어 있으며 절연접속함(50)에서 각각의 전력케이블(70)의 쉴드접지(74)를 서로 상호교차하도록 크로스본딩선(76)에 의해 연결되어 전력케이블(70)이 구성된다.The three-phase power cable 70 is connected to each other extending through the insulated junction box 50, the air termination terminal 60 is formed at the end, the shield ground 74 of the power cable 70 is grounded to each other In the insulating junction box 50, the shield ground 74 of each power cable 70 is connected by a cross bonding line 76 to cross each other, thereby forming a power cable 70.
이와 같이 구성된 전력케이블(70)에서 부분방전을 측정하기 위해 절연접속함 (50)에서 3상 전력케이블(70)의 각각의 쉴드접지(74)에 설치되어 고주파의 부분방전을 감지하는 감지센서(10)와, 전력케이블(70)로부터 입력되는 서지 등을 차단하고 감지센서(10)에서 입력된 부분방전 신호를 전달하는 절연트랜스(20)와, 절연트랜스(20)를 매개하여 전달된 부분방전 신호를 증폭하는 광대역 증폭기(30)와, 광대역 증폭기(30)를 통해 입력된 부분방전 신호를 분석하는 부분방전 분석장치(40)로 이루어진다.In order to measure the partial discharge in the power cable 70 configured as described above, a sensing sensor installed at each shield ground 74 of the three-phase power cable 70 in the insulation junction box 50 to detect the partial discharge of high frequency ( 10), the insulation transformer 20 to block the surge input from the power cable 70, and transfer the partial discharge signal input from the sensor 10, and the partial discharge transmitted through the insulation transformer 20 Broadband amplifier 30 for amplifying the signal, and a partial discharge analysis device 40 for analyzing the partial discharge signal input through the wideband amplifier 30.
그리고, 기중종단 접속부(60)에서 가까운 3상 전력케이블(70)을 감싸는 제 1페라이트 코어(80a)와, 전력케이블(70)의 서로 다른 위상들간에 서로 연결된 크로스본딩선(76)을 감싸는 제 2페라이트 코어(80b)가 설치된다.The first ferrite core 80a surrounding the three-phase power cable 70 close to the air termination terminal 60 and the cross-bonding line 76 connected to each other between different phases of the power cable 70 are formed. The two ferrite cores 80b are installed.
이때 제 1내지 제 2페라이트 코어(80a, 80b)는 오픈형으로써 제 1내지 제 2페라이트 코어(80a, 80b)의 개방부를 벌려 전력케이블(70)이나 크로스본딩선(76)에 설치한 후 제 1내지 제 2페라이트 코어(80a, 80b)에서 발생되는 열을 용이하게 발산할 수 있도록 제 1내지 제 2페라이트 코어(80a, 80b)의 외측에 방사상으로 형성된 방열핀(도 2의 84)을 서로 볼트와 너트(도 2의 86, 88)로 조임으로써 고정설치한다.In this case, the first to second ferrite cores 80a and 80b are open, and the openings of the first to second ferrite cores 80a and 80b are opened to the power cable 70 or the cross-bonding line 76, and then the first to second ferrite cores 80a and 80b are opened. To the heat dissipation fins (84 in FIG. 2) radially formed outside the first to second ferrite cores 80a and 80b so as to easily dissipate heat generated from the second ferrite cores 80a and 80b. It is fixed by tightening with nuts (86, 88 of FIG. 2).
도 2는 본 발명에 의한 페라이트 코어를 구체적으로 나타낸 도면이다.2 is a view showing in detail the ferrite core according to the present invention.
여기에 도시된 바와 같이 페라이트 코어(80)의 외주연을 감싸도록 방열체(82)가 형성되고 방열체(82)의 외측에는 방사상으로 방열핀(84)이 형성되어 있다.As shown here, a heat sink 82 is formed to surround the outer periphery of the ferrite core 80 and a heat radiation fin 84 is formed radially on the outside of the heat sink 82.
그리고, 페라이트 코어(80)는 이분되어 개방되도록 형성되어 있으며, 이분된 페라이트 코어(80)는 방열핀(84)간 볼트(86)와 너트(88)로 결합하여 고정설치할 수 있게 형성된다.In addition, the ferrite core 80 is formed to be divided into two, and the divided ferrite core 80 is formed to be fixed by coupling to the bolt 86 and the nut 88 between the heat dissipation fin 84.
따라서, 이미 포설된 전력케이블(70)에 페라이트 코어(80)를 설치할 때 이분 개방되는 페라이트 코어(80)를 벌려 전력케이블(70)을 감싸고 볼트(86)와 너트(88)를 통해 결합 고정설치하게 된다.Therefore, when the ferrite core 80 is installed on the already installed power cable 70, the ferrite core 80 is opened for two minutes to surround the power cable 70 and is fixedly coupled through the bolt 86 and the nut 88. Done.
도 3은 본 발명에 의한 페라이트의 주파수 특성곡선을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a frequency characteristic curve of the ferrite according to the present invention.
여기에 도시된 바와 같이 페라이트의 투자율은 μ=μ0μs이며, 이때 μs는 μs'-jμs''로써 수MHz에서 수십MHz에서의 이득이 낮은 밴드 리젝티드 필터(Band Rejected Filter)로써 작용하고 있음을 알 수 있다.As shown here, the ferrite permeability is μ = μ 0 μ s , where μ s is μ s ' -jμ s '', a low-gain band rejected filter from several MHz to tens of MHz. It can be seen that it acts as.
따라서, 가중종단 접속부(60)에서 발생되는 고전압 코로나 방전신호와 다른 상의 전력케이블(70)에서 발생된 부분방전 신호 중 수MHz에서 수십MHz 대역의 신호가 페라이트 코어(80)에 의해 통과되지 않고 열로 바뀌어 소멸되게 되므로 감지센서(10)를 통하여 측정된 부분방전 신호 중 이 주파수 대역의 신호는 노이즈가 거의 없는 신호가 된다.Therefore, among the high voltage corona discharge signal generated at the weighted termination connection unit 60 and the partial discharge signal generated at the power cable 70 of the other phase, signals of several MHz to several tens of MHz bands are not passed by the ferrite core 80 without heat. Since it is changed and extinguished, the signal of this frequency band among the partial discharge signals measured by the sensing sensor 10 becomes a signal having almost no noise.
위와 같이 이루어진 전력케이블 부분방전 측정 시스템을 다시 한 번 설명하면 다음과 같다.Referring again to the power cable partial discharge measurement system made as described above is as follows.
전력케이블의 기중종단 접속부(60)에 가까운 곳의 각각의 전력케이블(70)에 제 1페라이트 코어(80a)를 벌려 감싸도록 설치한 후 볼트(86)와 너트(88)를 조여 고정시키고, 절연접속함(50)의 각각의 크로스본딩선(76)에 제 2페라이트 코어(80b)를 벌려 감싸도록 설치한 후 볼트(86)와 너트(88)를 조여 고정시킨다. 그런다음 감지센서(10)로부터 부분방전을 측정함으로써 제 1내지 제 2페라이트 코어(80a, 80b)의 비등방성의 투자율 특성에 의해 상용주파수에서는 임피던스가 거의 없고, 고주파 부분방전을 측정하는 영역인 수MHz에서 수십MHz에서는 아주 높은 임피던스로 작용하는 일종의 밴드 리젝티드 필터를 구현하여 기중종단 접속부(60) 주변에서의 코로나 방전신호를 차단할 뿐만 아니라 어느 한 상에서 발생된 부분방전 신호가 다른 상으로 전이되어 다른 상의 감지센서(10)에서 검출되지 않도록 함으로써 부분방전의 위치를 정확하게 파악할 수 있으며, 부분방전의 감도를 높일 수 있게 된다.After installing the first ferrite core (80a) to be wrapped around each power cable 70 near the air termination terminal 60 of the power cable, tighten the bolt 86 and the nut 88 to fix, and insulated After installing the second ferrite core 80b so as to surround each cross bonding wire 76 of the junction box 50, the bolt 86 and the nut 88 are tightened and fixed. Then, by measuring the partial discharge from the sensor 10, due to the anisotropic permeability characteristics of the first to second ferrite cores 80a and 80b, there is almost no impedance at the commercial frequency, and several MHz, which is an area for measuring the high frequency partial discharge. At several tens of MHz, the band rejected filter acts as a very high impedance to block the corona discharge signal around the termination terminal 60, and the partial discharge signal generated in one phase is transferred to another phase to By not being detected by the sensor 10, the position of the partial discharge can be accurately identified and the sensitivity of the partial discharge can be increased.
그리고, 차단되는 코로나 방전신호나 다른 상에서 발생된 부분방전 신호는 제 1내지 제 2페라이트 코어(80a, 80b)의 외측면에 설치된 방열체(82) 및 방열핀(84)에 의해 열로 방출되어 소모된다.In addition, the corona discharge signal or the partial discharge signal generated in the other phase is blocked by the heat dissipation member 82 and the heat dissipation fins 84 provided on the outer surfaces of the first to second ferrite cores 80a and 80b. .
상기한 바와 같이 본 발명은 운전중인 전력케이블의 수MHz에서 수십MHz 의 고주파 부분방전 신호를 측정할 때 기중종단 접속부 등에서 발생되는 고압부 코로나 방전신호를 차단하여 정확한 부분방전 신호측정의 감도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention can improve the sensitivity of accurate partial discharge signal measurement by cutting off the high voltage part corona discharge signal generated at the air termination part when measuring the high frequency partial discharge signal of several tens of MHz from the power cable in operation. There is an advantage to that.
또한, 크로스본딩선으로 인해 어느 한 상의 전력케이블에서 발생된 부분방전 신호가 다른 상의 전력케이블로 전이되는 것을 방지함으로써 부분방전의 발생위치를 정확하게 판별할 수 있는 이점이 있다.In addition, it is possible to accurately determine the occurrence position of the partial discharge by preventing the partial discharge signal generated in the power cable of one phase due to the cross-bonding line is not transferred to the power cable of the other phase.
또한, 페라이트 코어에서 코로나 방전신호나 크로스본딩선에 의해 전이되는 부분방전 신호를 차단함으로써 발생되는 열을 방열체와 방열핀에 의해 방출함으로써 과도한 고주파의 잡음을 효과적으로 소멸시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, the heat generated by blocking the partial discharge signal transferred by the corona discharge signal or the cross-bonding line in the ferrite core by the radiator and the radiating fins has an advantage that can effectively extinguish excessive high frequency noise.
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- 2002-01-29 KR KR10-2002-0005085A patent/KR100451254B1/en active IP Right Grant
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