KR20050090275A - 전력 기기의 부분방전 검출 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력 기기의 절연열화 감시 시스템에 있어서, 특히 폐쇄배전반 내부의 부분방전을 검출하기 위한 부분방전에 따른 전자파를 검출하기 위한 안테나에 관한 것이다.

종래 안테나는 무지향성 안테나가 적용되므로, 폐쇄 배전반 내부의 각 전력 기기중에 이상이 발생된 전력 기기를 판단하기 어렵다.

본 발명에서는 방향성을 갖는 전자파의 수신(검출)이 가능하도록 하고, 각도 및 회전 조절이 자유롭도록 전자파 검출 안테나를 구성하여 설치위치에 제한 받지 않고 설치가 자유로우며, 원하는 전력기기에 대한 집중 감시가 가능하며, 또한 광대역 전자파의 수신이 가능하도록 측정범위를 넓힌 전력 기기의 부분방전 검출 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

전력 기기의 부분방전 검출 안테나{Portion discharge detection antenna}

본 발명은 전력 기기의 절연열화 감시 시스템에 있어서, 특히 폐쇄배전반 내부의 부분방전을 검출하기 위한 부분방전에 따른 전자파를 검출하기 위한 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 전력 기기 사고예방을 위한 점검 및 진단 방법으로 전력 기기에 센서를 부착하여 열화 정도를 측정하는 접촉식 상시 감시장치와, 접촉식/비접촉식으로 구분되는 휴대용 점검장비를 이용하는 방법이 있다.

이와 같은 접촉식 상시 감지장치는 이미 설치된 기기에 대해서는 적용할 수 없는 문제점이 있으며, 또한 지락시 혹은 서어지 유입시 대전류에 의해 센서가 소손되거나 기기가 파손될 염려가있기 때문에 이들 기기에서는 사고의 위험성이 항상 존재하는 단점이 있다.

또한 휴대용 점검 장비는 일회용 점검으로 끝나기 때문에 상시 감시체계를 구축할 수 없다는 단점이 있으며, 또한 활선상태에서 휴대장비를 이용하여 전력기기를 점검하는 경우에는 감전 사고 등의 안전사고 위험성이 항상 존재하는 단점이 있다.

따라서 현장에서는 아직도 인체의 오감을 이용하고 있는데, 이러한 경우 측정자의 주관에 의존적이기 때문에 잘못된 측정결과를 얻을 수 있는 문제점이 있다.

또한 적외선 온도계, 코로나 탐지기 등과 같은 간이 측정장비를 이용하는 경우에는 은폐된 부분에 대한 점검 및 측정이 불가능하므로 사고 조기 예방에 한계가 있으며, 정전 후 점검으로 기기 열화 진행상태 파악이 곤란한 문제점이 있으며, 전력기기 열화 측정에 많은 전문 인력과 시간을 투자해야 하는 단점을 안고 있다.

이에 따라 본 발명 출원인은 이러한 문제점들을 감안하여 " 특허 등록번호 0360018호(등록일자 2002년 10월24일)"에서, 전자파를 이용하여 부분방전을 검출할 수 있도록 하므로써, 전력기기의 열화정도를 원격지에서 항시 감시할 수 있도록 하는 부분방전검출장치를 제안한 바 있다.

이와 같은 등록 발명은 부분방전 발생기기의 위치를 탐색할 수 있는 전자파를 이용한 전력기기의 부분방전 검출장치를 제공하는데 주 기술적 목적으로 하는 것으로,

전력기기에서 부분방전에 의해 방사되는 전자파신호를 검출하기 위한 감지수단과, 상기 감지수단의 출력신호를 증폭한후 노이즈 제거된 전자파 신호만을 검출하여 중간주파수로 변조 출력하는 전자파 검출수단과, 중간주파수 처리된 전자파를 적분하여 적분 이전의 값과 비교하여 부분방전에 의한 펄스를 출력하는 펄스 생성수단과, 상기 중간주파수 처리된 전자파를 복수의 기준 전압과 각각 비교하여 복수 레벨을 나타내는 전자파 펄스들을 출력하는 전자파 레벨 처리수단과, 상기 복수 레벨을 나타내는 전자파 펄스들과 부분방전에 의한 펄스를 파형정형하여 출력하는 파형 정형수단과, 일정시간 동안 파형정형된 상기 부분방전에 의한 펄스를 카운트하여 1싸이클당 평균 펄스수를 산출하고, 파형정형된 상기복수 레벨을 나타내는 전자파 펄스들을 입력하여 소정 단위의 부분방전량을 산출하여 상기 평균 펄스수와 함께 통신부를통해 외부 감시 시스템으로 전송하는 제어수단을 포함하는 구성을 갖는다.

이와 같은 구성을 갖는 부분 방전량 검출장치는 전력기기에서 부분방전에 의해 방사되는 전자파신호를 검출하기 위한 감지수단을 구성하여 감지수단으로부터 검출된 전자파를 이용하여 부분방전량을 검출하고, 검출된 부분방전량을 원격지의 외부 감시시스템으로 전송하도록 한다.

본 발명은 이와 같은 부분방전을 검출하기 위한 전자파 검출 안테나에 관한 것으로, 폐쇄배전반 내부에 설치되어 전자파신호를 검출하기 위한 안테나를 제안하고자 한다.

폐쇄 배전반내에는 CB(차단기), 피뢰기, 단로기, 각종 고압케이블, 변압기 등과 같은 다양한 전력기기들이 모여있어, 활선 상태에서는 이상여부를 진단하기는 어렵다.

따라서 활선 상태에서 내부 이상여부를 진단하기 위해서는 상기 본 발명 출원인의 등록 발명에서와 같이 내부에 전자파 안테나를 설치하여 이상시 발생되는 전자파 신호를 검출하게 되는 바,

이와 같은 장치에 있어서 전력 기기에서 부분방전에 의해 방사되는 전자파신호와 주변 노이즈 신호를 검출하기 위한 감지수단들은 헬리컬 안테나 타입의 무지향성 안테나가 적용되므로, 폐쇄 배전반 내부의 각 전력기기중에 이상이 발생된 전력기기를 판단하기 어렵다.

즉 전자파가 검출되어 폐쇄 배전반 내부의 이상여부는 감지되나, 방향성이 없으므로, 이상이 발생된 전력기기를 판단할 수는 없다.

또한 상기 등록 발명에 적용된 부분방전 검출센서인 헬리컬 타입 안테나는 전력기기에서 부분방전에 의해 방사되는 전자파 신호중 30MHz 대역의 신호만을 검출하게 되는 것으로, 협대역 주파수를 측정하게 되므로, 측정범위가 작고 검출할 수 있는 능력이 부족하며, 외부 노이즈에 대한 영향을 많이 받게 된다.

본 발명에서는 방향성을 갖는 전자파의 수신(검출)이 가능하도록 하고, 각도 및 회전 조절이 자유롭도록 전자파 검출 안테나를 구성하여 설치위치에 제한 받지 않고 설치가 자유로우며, 원하는 전력기기에 대한 집중 감시가 가능한 전력기기의 부분방전 검출 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 광대역 전자파의 수신이 가능하도록 측정범위를 넓힌 전력기기의 부분방전 검출 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 부분방전에 의해 전력기기로부터 발생된 전자파를 수신하기 위한 안테나부와, 안테나부를 전력기기의 감시위치에 설치하기 위한 안테나설치부로 구성되며,

상기 안테나부는 일측방향으로만 전자파의 수신이 가능하도록 그 외부분에 대하여서는 차폐시킨 전자파 수신에 대한 방향성을 갖도록 구성되며, 상기 안테나설치부는 안테나부의 전자파 수신각도를 설정하기 위한 각도조절수단과, 안테나부의 전자파 수신방향을 설정하기 위한 회전수단을 포함하는 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명 전력기기의 부분방전 검출 안테나를 첨부된 도면 도 1내지 도 5b에 도시된 실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

부분방전에 의해 폐쇄배전반내 전력기기로부터 발생된 전자파를 수신하기 위한 안테나부(10)와, 안테나부(10)를 폐쇄 배전반내의 전력기기의 감시위치에 설치하기 위한 안테나설치부(20)로 구성되며,

상기 안테나부(10)는 일측방향으로만 전자파의 수신이 가능하도록 그 외부분에 대하여서는 차폐시킨 전자파 수신에 대한 방향성을 갖도록 구성되며, 상기 안테나설치부(20)는 안테나부(10)를 폐쇄 배전반내에 설치,고정시키기 위한 받침대(21)와, 안테나부(10)의 전자파 수신각도를 설정하기 위한 각도조절부(22)와, 안테나부(10)의 전자파 수신방향을 설정하기 위한 회전부(23)를 포함하는 구성을 갖는다.

이와 같은 본 발명 전력기기의 부분방전 검출 안테나는 도 5b에서와 같이, 배면은 차폐수단을 구성하여 전자파의 수신이 이루어질 수 없도록 하고, 그 타측 전면으로는 전자파의 수신이 가능하도록 구성하여 방향성을 갖는 안테나부(10)를 제공한다.

이와 같은 안테나부(10)는 안테나설치부(20)에 의해 도 4에서와 같이 폐쇄 배전반의 적절한 위치에 설치될 수 있도록 한다.

안테나설치부(20)는 원형의 받침대(21)를 구성하고, 폐쇄 배전반내부에 설치하게 된다.

이때, 받침대(21)를 배전반내부에 고정시키는 구성은 받침대(21)상에 고정공을 형성하여 고정공을 통해 볼트 또는 기타 고정수단을 이용하여 폐쇄 배전반에 설치할 수 있도록 하거나, 폐쇄 배전반이 금속으로 이루어지는 본체를 갖는 만큼 받침대(21)내에 자석을 구성하여 배전반에 부착시킬 수 있도록 할 수 있다.

그리고 안테나부(10)는 각도조절이 가능하도록 힌지 구조와 같은 회전가능한 각도조절부(22)를 구성하여 받침대(21)에 결합되며, 받침대(21)와의 결합부는 받침대(21)상에서 안테나부(10)가 회전 가능한 구조를 갖는 회전부(23)를 구성한다.

즉, 안테나부(10)는 받침대(21)상에서 도 3b에서와 같이, 회전부(23)에 의해 360°회전이 가능하며, 각도조절부(22)를 통해 도 3a에서와 같이 수직의 위치로부터 다양한 각도로 조절이 가능하게 된다.

따라서 배전반내 감시 대상 전력 기기의 위치에 따라 안테나의 설치위치로부터 안테나부(10)를 회전 또는 각도 조절하여 해당 전력 기기로부터 부분방전으로 인하여 발생되는 전자파를 수신 가능하도록 설정할 수 있다.

여기서 안테나부(10)는 광대역 주파수 400㎒~800㎒ 수신대역을 갖는 안테나로 구성하여 측정범위를 넓히고, 노이즈에 대한 영향을 최소화시킨다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명은 배전반내 전력 기기의 열화를 감시하고자 부분방전을 전자파의 검출을 통해 판단하고자 함에 있어서, 부분방전으로 인하여 전자파를 발생하는 해당 전력 기기를 정확하게 판단할 수 있도록 하기 위한 안테나를 제공하고자 한다.

배전반내에 본 발명 안테나를 설치할 경우 작업자는 도 4에서와 같이, 각 적절한 위치에 감시대상의 전력 기기 위치에 따라 하나 또는 두 개이상의 위치에 설치하게 된다.

일반적으로 사고시 여파가 큰 변압기, 차단기 등과 같은 중요 설비에 대한 감시하게 된다.

이후 작업자는 감시대상 전력 기기의 방향으로 전자파의 수신이 가능한 전면부가 향하도록 받침대(21)상의 안테나부(10)를 회전시키고, 해당 전력 기기로부터 발생될 전자파의 수신이 원활하게 이루어질 수 있도록 각도조절부(22)를 조절하여 안테나부(10)의 전자파 수신각도를 조절하여 설치를 마치게 된다.

이와 같이 설치된 안테나는, 부분방전으로 인하여 안테나부(10)가 지향하는 전력 기기로부터 전자파가 발생될 경우 전자파를 수신하게 되고, 그 이외의 전력 기기로부터 발생된 전자파는 수신되지 않으므로, 안테나부(10)로부터 전자파가 수신되어 부분 방전량이 검출된다면 안테나부(10)가 지향하고 있는 전력 기기에서 부분방전이 발생되었음을 쉽게 인지할 수 있게 되는 것이다.

종래 도 5a에서와 같이 각 방향으로부터 전자파의 수신이 가능한 상태의 무지향성 안테나를 이용하는 경우 배전반내 구성된 전력 기기중 부분방전이 발생된 전력 기기를 찾아낼 수 없었으나, 상기에서 설명한 바와 같은 본 발명 안테나를 적용하게 되면, 부분방전 발생유무는 물론 부분방전이 발생된 해당 전력 기기도 쉽게 찾아낼 수 있다.

이와 같은 본 발명 안테나는 회전 및 각도조절이 가능하므로, 설치된 위치로부터 작업자가 쉽게 안테나의 방향을 손쉽게 조절가능 하므로, 설치위치에 제한받지 않지 않고 적절한 위치에 손쉽게 설치 가능함은 물론 중요설비에 대한 지향 감시가 가능해진다.

또한 본 발명 안테나는 광대역 주파수 수신대역을 갖는 안테나로 구성되어 있어 협대역 주파수를 갖는 종래에 대비하여 측정범위가 넓고 검출할 수 있는 능력이 증대되며 노이즈에 대한 영향을 최소화시킬 수 있어 정확한 전자파의 검출이 가능해진다.

도 1은 본 발명 전력 기기의 부분방전 검출 안테나를 보인 사시도.

도 2는 본 발명에 있어서, 안테나 정면도.

도 3a는 본 발명에 있어서, 측면에서 본 안테나의 각도 조절상태를 나타낸 도면.

도 3b는 본 발명에 있어서, 평면에서 본 안테나의 회전 조절상태를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 있어서, 안테나의 설치위치 예를 나타낸 도면.

도 5a는 종래 무지향성 안테나를 나타낸 도면.

도 5b는 본 발명에 있어서, 안테나의 전자파 수신방향을 설명하기 위한 도면.

Claims (4)

1. 부분방전에 의해 전력기기로부터 발생된 전자파를 수신하기 위한 안테나부와, 안테나부를 전력 기기의 감시위치에 설치하기 위한 안테나설치부로 구성되며,

   상기 안테나부는 일측 방향으로만 전자파의 수신이 가능하도록 그 외부분에 대하여서는 차폐시킨 방향성을 갖도록 구성되며, 상기 안테나설치부는 안테나부의 전자파 수신각도를 설정하기 위한 각도조절수단과, 안테나부의 전자파 수신방향을 설정하기 위한 회전수단을 포함하는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 전력 기기의 부분방전 검출 안테나.
2. 제 1항에 있어서, 상기 안테나 설치부는 자력에 의해 전력 기기의 감시위치에 설치되도록 자력발생수단을 내장한 것을 특징으로 하는 전력 기기의 부분방전 검출 안테나.
3. 제 1항에 있어서, 상기 안테나 설치부는 고정수단에 의해 전력 기기의 감시위치에 설치되도록 고정수단 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 기기의 부분방전 검출 안테나.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나부는 광대역 주파수 수신 대역을 갖는 것을 특징으로 하는 전력 기기의 부분방전 검출 안테나.