KR20070044903A - Ultra-wideband ultra-high frequency partial discharge signal and pattern generator simulator - Google Patents

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KR20070044903A
KR20070044903A KR1020050101192A KR20050101192A KR20070044903A KR 20070044903 A KR20070044903 A KR 20070044903A KR 1020050101192 A KR1020050101192 A KR 1020050101192A KR 20050101192 A KR20050101192 A KR 20050101192A KR 20070044903 A KR20070044903 A KR 20070044903A
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Abstract

이 발명은, 고전압 부분방전 발생장치를 대체하여 측정장치와 연결된 센서 또는 측정기의 입력부에 모사신호 및 패턴 발생기를 연결하여 측정장치의 감도확인 또는 성능 측정등 필요한 시험을 할 수 있으며, 저장된 부분방전 패턴을 이용하여 극초단파(UHF) 부분방전 측정 또는 감시시스템의 결함유형 판단 기능도 시험할 수 있으며, 아울러 측정장치 제작중 시험에도 간편하게 사용할 수 있는 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치에 관한 것으로서,The present invention can replace the high voltage partial discharge generator and connect the simulated signal and the pattern generator to the input of the sensor or measuring device connected to the measuring device to perform the necessary tests such as checking the sensitivity of the measuring device or measuring the performance. The present invention relates to a wideband microwave partial discharge signal and signal type pattern generator that can be used to test a defect type determination function of an ultra high frequency (UHF) partial discharge measurement or a monitoring system.

유도형 전원 위상 동기 센서(381)와 용량성 전원 위상 동기 센서(382)와 전등 광량 센싱 전원위상 동기 센서(383)에 연결되어 있는 상용전원 동기 센서 입력부(380)와, 상기한 상용전원 동기 센서 입력부(380)에 연결되어 있으며 패턴 입력 및 조절을 하는 구형펄스 발생기(310)와, 펄스의 상승 및 하강시간을 단축하는 펄스형태 조절기(320)와, 펄스형태 조절기(320)에서 상승 및 하락시간이 빠르게 조정된 신호(321)의 직류성분을 제거하는 콘덴서(330)와, 콘덴서(330)를 거치면서 직류성분이 제거된 AC 성분의 고대역을 필터링함으로써 극초단파를 생성하는 고대역 통과필터(340)와, 구형펄스 발생기(310)에 의해 설정된 크기의 신호(361)를 출력하는 신호 감쇄기(350)와, 신호 증폭 및 감쇄기(350)에서 출력된 신호의 크기를 측정하는 방향성결합기(360)를 포함하여 이루어진다.A commercial power synchronous sensor input unit 380 connected to an inductive power phase synchronous sensor 381, a capacitive power phase synchronous sensor 382, a light intensity sensing power phase synchronous sensor 383, and the commercial power synchronous sensor described above A spherical pulse generator 310 connected to the input unit 380 for pattern input and adjustment, a pulse shape controller 320 for shortening the rise and fall time of the pulse, and a rise and fall time in the pulse shape controller 320. A condenser 330 for removing the DC component of the rapidly adjusted signal 321 and a high pass filter 340 for generating microwaves by filtering the high band of the AC component from which the DC component is removed while passing through the condenser 330. ), A signal attenuator 350 for outputting a signal 361 having a magnitude set by the spherical pulse generator 310, and a directional coupler 360 for measuring the magnitude of the signal output from the signal amplification and attenuator 350. Including .

고전압 전력기기, 패턴 발생기, 극초단파, 광대역, 부분방전, 신호 발생기 High Voltage Power Equipment, Pattern Generator, Microwave, Broadband, Partial Discharge, Signal Generator

Description

광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치{Ultra-wideband Ultra-high Frequency partial discharge signal and pattern generator simulator}Ultra-wideband ultra-high frequency partial discharge signal and pattern generator simulator

도 1은 종래의 실제 부분방전 발생장치 및 극초단파 부분방전 측정장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional actual partial discharge generator and microwave partial discharge measurement device.

도 2는 종래의 부분방전센서에서 측정되어 극초단파 부분방전 측정장치로 입력되는 신호 및 신호패턴을 보여주는 도면이다.2 is a view illustrating a signal and a signal pattern measured by a conventional partial discharge sensor and input to a microwave partial discharge measurement device.

도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a broadband microwave partial discharge signal and a signal type pattern generator according to an embodiment of the present invention.

도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치에서 출력되는 신호의 예시도이다.4 is an exemplary diagram of a signal output from a broadband microwave partial discharge signal and a signal type pattern generator according to an embodiment of the present invention.

도 5는 이 발명의 일실시예에 따른 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치에서 출력되는 신호패턴의 예시도이다.5 is an exemplary diagram of a signal pattern output from a broadband microwave partial discharge signal and a signal type pattern generator according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: 고전압 AC 전원 110: 고전압 전력기기100: high voltage AC power supply 110: high voltage power supply

120: 부분방전 센서 130: 동축전송선       120: partial discharge sensor 130: coaxial transmission line

140: 극초단파 부분방전 측정기 160: 고전압 부분방전 발생장치       140: microwave partial discharge measuring instrument 160: high voltage partial discharge generator

310: 구형펄스 발생기 320: 펄스 형태 조절기       310: spherical pulse generator 320: pulse shape controller

330: 콘덴서 340: 고대역 통과 필터       330: condenser 340: high pass filter

350: 신호 증폭 및 감쇄기 360: 방향성 결합기       350: signal amplification and attenuation 360: directional coupler

370: 신호 출력 코넥터 380: 상용전원 동기 센서 입력부       370: signal output connector 380: commercial power synchronous sensor input

381: 유도형 전원 위상 동기 센서 382: 용량성 전원 위상 동기 센서       381: inductive power phase synchronous sensor 382: capacitive power phase synchronous sensor

383: 전등 광량 센싱 전원위상 동기 센서 390: 메모리       383: light intensity sensing power phase synchronization sensor 390: memory

이 발명은 고전압 전력기기 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 고전압 부분방전 발생장치를 대체하여 측정장치와 연결된 센서 또는 측정기의 입력부에 모사신호 및 패턴 발생기를 연결하여 측정장치의 감도확인 또는 성능측정등 필요한 시험을 할 수 있으며, 저장된 부분방전 패턴을 이용하여 극초단파(UHF) 부분방전 측정 또는 감시시스템의 결함유형 판단 기능도 시험할 수 있으며, 아울러 측정장치 제작중 시험에도 간편하게 사용할 수 있는, 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to the field of high-voltage power equipment, and more specifically, to replace the high-voltage partial discharge generator, and to connect the simulated signal and the pattern generator to the input of the sensor or the measuring device connected to the measuring device, to confirm the sensitivity of the measuring device or to measure the performance. The required test can be performed, and the stored partial discharge pattern can be used to test the defect type determination function of the ultra-high frequency (UHF) partial discharge measurement or the monitoring system, and can also be used easily during the manufacturing of the measuring device. A discharge signal and a signal type pattern generator are provided.

가스절연 개폐장치(Gas Insulated Switchgear, GIS), 가스절연변압기, 유입변압기, 가스절연송전선, 전력용 케이블, 회전기기 등 고전압 전력기기에서는 고장의 전조로서 부분방전이 발생하게 되는데, 극초단파(UHF) 부분방전 측정 장치는 이와 같이 고전압 전력기기에서 부분방전이 발생할 경우에 부분방전과 함께 발생하게 되는 극초단파를 측정하고 이와 같이 측정된 극초단파의 신호유형 및 패턴을 분석해 부분방전 여부와 전력기기의 열화상태를 진단함으로써 전력기기의 고장 징후를 사전에 측정 또는 인지할 수 있는 장치이다. In high voltage power equipment such as gas insulated switchgear (GIS), gas insulated transformer, inflow transformer, gas insulated transmission line, power cable, and rotating equipment, partial discharge occurs as a precursor of failure. In this way, the discharge measuring device measures the microwaves generated together with the partial discharge when the partial discharge occurs in the high voltage power device, and analyzes the signal types and patterns of the microwaves thus measured to diagnose the partial discharge and the deterioration state of the power device. This is a device that can measure or recognize the failure sign of the power equipment in advance.

이러한 극초단파 부분방전 측정장치의 제작중 시험에, 또한 완성후 동작시험 및 교정에, 그리고 부분방전 상시 감시장치의 원인 추론과 같은 전체 성능시험에, 지금까지는 실제 부분방전 발생장치 또는 정밀 계측기의 조합을 이용하였다. In the testing of the microwave partial discharge measuring device during the manufacturing, the operation test and calibration after completion, and the overall performance test such as inferring the cause of the partial discharge monitoring device, the combination of the actual partial discharge generator or the precision measuring instrument has been Was used.

도 1은 종래의 실제 부분방전 발생장치 및 극초단파 부분방전 측정장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional actual partial discharge generator and microwave partial discharge measurement device.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 고전압 AC 전원(100)이 공급된 GIS, 변압기, 회전기, 전송선, 케이블 등과 같은 고전압 전력기기(110)에 내부 이상이 있을 경우 고전압 전력기기(110)에서 이상의 징후로서 부분방전이 발생하게 된다. As shown in FIG. 1, when there is an internal abnormality in the high voltage power device 110 such as a GIS, a transformer, a rotor, a transmission line, a cable, or the like, to which the high voltage AC power supply 100 is supplied, an indication of an abnormality in the high voltage power device 110. As a result, partial discharge occurs.

이때 고전압 전력기기(110)에 장착되어 있는 부분방전센서(120)에서 검출된 부분방전신호(150)는 동축전송선(130)을 통해 극초단파 부분방전 측정기(140)로 입력되어 측정되고 분석된다. 이와같이 동축전송선(130)을 통해 입력되는 부분방전신호(150)는 수십 ns 정도의 지속시간을 갖는 광대역 신호이다. In this case, the partial discharge signal 150 detected by the partial discharge sensor 120 mounted on the high voltage power device 110 is input to the microwave partial discharge measuring unit 140 through the coaxial transmission line 130 and measured and analyzed. As described above, the partial discharge signal 150 input through the coaxial transmission line 130 is a broadband signal having a duration of about several tens of ns.

상기한 부분방전 신호(150)는 인가된 전압위상에 따라 주기적 또는 혼란스럽게(Chaotic) 발생하여 장시간 지속적으로 측정하게 되면 결함의 종류에 따라 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 특별한 부분방전신호 패턴(210)을 보인다. The partial discharge signal 150 may be periodically or chaoticly generated according to an applied voltage phase and continuously measured for a long time, so that the special partial discharge signal pattern 210 as shown in FIG. )

측정된 신호(150)의 패턴(210)을 인가전압(100)의 위상에 대해 시간영역에서 전원의 한주기 동안 신호패턴(220)을 확대하여 보면 수십-수백 ns 동안 발생하는 부분방전 펄스신호(230)를 관찰할 수 있다. 이 신호를 푸리에(Fourier) 변환하여 주파수영역(240)에서 보면 수백 MHz 에서 수 GHz 영역의 광대역 극초단파(UHF) 신호임을 알 수가 있다. When the signal pattern 220 of the measured signal 150 is enlarged for one period of power in the time domain with respect to the phase of the applied voltage 100, the partial discharge pulse signal generated for several tens to hundreds of ns ( 230) can be observed. This signal is Fourier-transformed and viewed in the frequency domain 240, indicating that it is a wideband microwave signal (UHF) in the hundreds of MHz to several GHz.

상기한 극초단파 부분방전 측정기(140)내의 신호취득 회로에는 다양한 종류의 증폭기, 신호 감쇄기와 검출장치 및 신호 분류를 위한 신경망회로가 구비되어 있어서, 상기한 부분방전신호(150)를 분석할 수가 있다. The signal acquisition circuit in the microwave partial discharge measuring instrument 140 includes various types of amplifiers, signal attenuators, a detection device, and a neural network for signal classification, thereby analyzing the partial discharge signal 150.

상기한 바와 같은 부분방전신호(150)의 형상을 분석해보면 부분방전 여부와 고전압 전력기기(110)의 열화상태를 진단할 수가 있으며, 이를 이용하여 고전압 전력기기(110)의 고장 징후를 사전에 측정 또는 인지할 수 있다. By analyzing the shape of the partial discharge signal 150 as described above, it is possible to diagnose whether or not the partial discharge and the deterioration state of the high voltage power device 110, and measure the failure signs of the high voltage power device 110 in advance by using the same. Or perceivable.

이와 같이 기존의 방법으로 극초단파(UHF) 부분방전 측정기(140)의 시험을 하기 위해서는 고전압기기(110)의 내부에 부분방전 발생장치(160)를 장착하고 고전압 전원(100)을 인가하여 UHF 부분방전을 발생시켜야 한다. In this way, in order to test the ultra-high frequency (UHF) partial discharge measuring instrument 140 by the conventional method, the partial discharge generator 160 is mounted inside the high voltage device 110 and the high voltage power supply 100 is applied to the UHF partial discharge. Should be generated.

또한, 전압이 인가되어 사용중인 기기에 장착된 극초단파(UHF) 부분방전 측정장치를 적용하여 시험하기 위해서는, 동작중인 기기내부에 부분방전 발생장치를 장착하여야만 측정장치의 시험이 가능하므로 현실적으론 몹시 어렵다.In addition, in order to apply the UHF partial discharge measuring device mounted on a device in use with a voltage applied to it, the measurement device can be tested only when the partial discharge generating device is installed in the operating device. .

그리고, 이러한 실제 부분방전 발생장치의 측정을 위해서는 대형 고전압 발생 장치와 함께 부분방전센서(120)의 설치를 필요로 한다. In addition, in order to measure the actual partial discharge generator, it is necessary to install the partial discharge sensor 120 together with the large high voltage generator.

한편, 상기한 극초단파 부분방전 측정장치(140)를 시험하기 위한 방법으로서 실제 부분발생장치를 이용하는 대신에 정밀 계측기의 조합을 이용하여 시험을 할 수가 있다. On the other hand, as a method for testing the microwave partial discharge measuring apparatus 140 described above, instead of using the actual partial generator, the test can be performed using a combination of precision measuring instruments.

이와 같이 극초단파 부분방전 측정장치(140)를 시험하기 위한 정밀 고주파용 계측장치는 전용 조정장치로 작동하는 여러가지 계측기를 연결하여 사용하므로 부피가 크고 고가이다. As such, the precision high-frequency measuring device for testing the microwave partial discharge measuring device 140 is bulky and expensive because it is used by connecting various measuring instruments that operate as a dedicated adjusting device.

종래의 기술로는 고주파 신호발생기, 펄스 발생기, 스펙트럼 분석기를 연결하여 이들을 조정하는 통합 조절장치 등을 이용하여 극초단파 부분방전 측정장치(140)의 제한적인 시험이 가능할 뿐이다. In the prior art, only a limited test of the microwave partial discharge measurement device 140 is possible using an integrated control device that connects a high frequency signal generator, a pulse generator, and a spectrum analyzer to adjust them.

따라서, 이러한 극초단파 부분방전 측정장치(140)의 성능을 시험하기 위해서는 고가의 다양한 측정 장치를 구성하여야 하므로 장치가 설치되어 운전되는 옥외의 현장에서 손쉽게 시험하기 매우 어렵다. Therefore, in order to test the performance of the microwave partial discharge measurement device 140, it is very difficult to easily test in an outdoor field in which the device is installed and operated because a variety of expensive measurement devices must be configured.

그리고, 극초단파 부분방전 측정장치(140)의 성능 시험과 검증에 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that it takes a lot of time and cost to test and verify the microwave partial discharge measurement device 140.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고전압 부분방전 발생장치를 대체하여 측정장치와 연결된 센서 또는 측정기의 입력부에 모사신호 및 패턴 발생기를 연결하여 측정장치의 감도확인 또는 성능측정 등 필요한 시험을 할 수 있으며, 저장된 부분방전 패턴을 이용하여 극초단파(UHF) 부분방전 측정 또는 감시시스템의 결함유형 판단 기능도 시험할 수 있으며, 아울러 측정장치 제작중 시험에도 간편하게 사용할 수 있는 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, by replacing the high voltage partial discharge generator device by connecting the simulated signal and the pattern generator to the input of the sensor or measuring device connected to the measuring device to check the sensitivity of the measuring device or It is possible to perform necessary tests such as performance measurement, and to test the defect type determination function of the ultra-high frequency (UHF) partial discharge measurement or monitoring system by using the stored partial discharge pattern, and also to use it easily during the test of the measuring device. The present invention provides a microwave partial discharge signal and a signal type pattern generator.

본 발명의 다른 목적은 극초단파 부분방전 측정장치의 제작, 시험, 설치 및 유지보수를 할 때에 센서에서 검출되어 측정장치의 입력부에 입력되는 광대역 부분방전 신호와 같은 신호와 신호패턴을 발생시켜 극초단파 부분방전 측정 장치의 작동 검사나 시험 또는 교정을 할 수 있는, 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to generate a signal and a signal pattern, such as a broadband partial discharge signal detected by a sensor and input to an input part of the measurement device during the manufacture, testing, installation, and maintenance of the microwave partial discharge measuring device, thereby generating a microwave partial discharge. The present invention provides a broadband microwave partial discharge signal and a signal type pattern generator capable of performing an operation test, a test or a calibration of a measuring device.

본 발명의 다른 목적은, 극초단파 부분방전 측정장치의 기본 측정 성능인 감도뿐만 아니라 장치에 공급되는 전압의 위상에 동기 또는 비동기된 신호패턴 발생기능을 이용하여 온라인(online) 또는 오프라인(offline) 시스템의 신호 분석 기능도 시험할 수 있는 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an on-line or off-line system using a signal pattern generation function that is synchronized or asynchronous to the phase of the voltage supplied to the device, as well as the sensitivity, which is the basic measurement performance of the microwave partial discharge measurement device. The present invention provides a broadband microwave partial discharge signal and signal type pattern generator that can also test a signal analysis function.

본 발명의 다른 목적은, 300-3000 MHz의 극초단파(Ultra-High Frequency, UHF) 대역의 부분방전측정 장치의 광대역 검출 성능을 시험하고 전체시스템의 동작과 방전패턴추론 장치의 검증을 할 수 있는, 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to test the broadband detection performance of the ultra-high frequency (UHF) band of the partial discharge measurement device of 300-3000 MHz, and to verify the operation of the entire system and the discharge pattern inference device, The present invention provides a broadband microwave partial discharge signal and a signal type pattern generator.

본 발명의 다른 목적은 크기가 작고 휴대가 간편하여 현장 또는 공장에서 간편히 기기의 교정과 성능검증에 사용할 수 있는, 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a broadband microwave partial discharge signal and signal type pattern generator, which can be used for the calibration and performance verification of the device in the field or factory because of its small size and easy portability.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 유도형 전원 위상 동기 센서와 용량성 전원 위상 동기 센서와 전등 광량 센싱 전원위상 동기 센서에 연결되어 있는 상용전원 동기 센서 입력부와, 상기한 상용전원 동기 센서 입력 부에 연결되어 있으며 패턴 입력 및 조절을 하는 구형펄스 발생기와, 펄스의 상승 및 하강시간을 단축하는 펄스형태 조절기와, 펄스형태 조절기에서 상승 및 하락시간이 빠르게 조정된 신호의 직류성분을 제거하는 콘덴서와, 콘덴서를 거치면서 직류성분이 제거된 AC 성분의 고대역을 필터링함으로써 극초단파를 생성하는 고대역 통과필터와, 구형펄스 발생기에 의해 설정된 크기의 신호를 출력하는 신호 증폭 및 감쇄기와, 상기한 신호 증폭 및 감쇄기에서 출력된 신호의 크기를 측정하는 방향성결합기를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention includes a commercial power supply synchronous sensor input unit connected to an inductive power supply phase synchronizing sensor, a capacitive power supply phase synchronizing sensor, and a light intensity sensing power phase synchronizing sensor; It is connected to the power synchronous sensor input part and it is a square pulse generator which inputs and adjusts the pattern, the pulse type controller which shortens the rise and fall time of the pulse, and the DC component of the signal whose rise and fall time is rapidly adjusted in the pulse type controller. A high pass filter for generating microwaves by filtering a high band of an AC component from which a DC component is removed through the capacitor, a signal amplification and attenuator for outputting a signal having a magnitude set by a square pulse generator, Including a directional coupler for measuring the magnitude of the signal output from the signal amplification and attenuator Is done.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment Rather, various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.

도 3는 이 발명의 일실시예에 따른 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a broadband microwave partial discharge signal and a signal type pattern generator according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치의 구성은, 유도형 전원 위상 동기 센서(381)와 용량성 전원 위상 동기 센서(382)와 전등 광량 센싱 전원위상 동기 센서(383)에 연결되어 있는 상용전원 동기 센서 입력부(380)와, 상기한 상용전원 동기 센서 입력부(380)에 연결되어 있으며 패턴 입력 및 조절을 하는 구형펄스 발생기(310)와, 펄스의 상승 및 하강시간을 단축하는 펄스형태 조절기(320)와, 펄스형태 조절기(320)에서 상승 및 하락시간이 빠르게 조정된 신호(321)의 직류성분을 제거하는 콘덴서(330)와, 콘덴서(330)를 거치면서 직류성분이 제거된 AC 성분의 고대역을 필터링함으로써 극초단파를 생성하는 고대역 통과필터(340)와, 구형펄스 발생기(310)에 의해 설정된 크기의 신호(361)를 출력하는 신호 증폭 및 감쇄기(350)와, 상기한 신호 증폭 및 감쇄기(350)에서 출력된 신호의 크기를 측정하는 방향성결합기(360)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 3, FIG. 3 illustrates a configuration of a broadband microwave partial discharge signal and a signal type pattern generator according to an embodiment of the present invention, which includes an inductive power phase synchronization sensor 381 and a capacitive power phase synchronization. A sphere connected to the commercial power synchronous sensor input unit 380 and the commercial power synchronous sensor input unit 380 connected to the sensor 382 and the electric light phase sensing power phase synchronous sensor 383, and having a pattern input and adjustment. A pulse generator 310, a pulse shape controller 320 that shortens the rise and fall time of the pulse, and a capacitor that removes the DC component of the signal 321 whose rise and fall time is rapidly adjusted in the pulse shape controller 320. 330 and a high pass filter 340 for generating microwaves by filtering the high band of the AC component from which the DC component is removed while passing through the condenser 330, and a signal having a magnitude set by the square pulse generator 310. ( A signal amplification and attenuator 350 outputting 361, and a directional coupler 360 for measuring the magnitude of the signal output from the signal amplification and attenuator 350.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치의 작용은 다음과 같다.According to the above configuration, the operations of the broadband microwave partial discharge signal and the signal type pattern generator according to the embodiment of the present invention are as follows.

전력기기에 장착된 센서에서 측정된 신호와 유사한 신호를 발생하여 동축전송선(130)을 통해 부분방전 측정장치로 공급하면, 도 1에서와 같은 전력기기(110)와 부분방전 발생장치(160) 및 고전압 전원(100)이 필요치 않다.When a signal similar to the signal measured by the sensor mounted on the power device is generated and supplied to the partial discharge measuring device through the coaxial transmission line 130, the power device 110 and the partial discharge generating device 160 and the same as in FIG. No high voltage power supply 100 is required.

구형펄스 발생기(310)에서 펄스신호(311)가 발생되어 펄스형태 조절기(320)에 공급된다. The pulse signal 311 is generated by the rectangular pulse generator 310 and supplied to the pulse shape controller 320.

펄스형태 조절기(320)에서 상승 및 하락시간이 빠르게 조정된 신호(321)가 콘덴서(330)를 거치면서 직류성분이 제거되고, 신호(321)의 AC 성분(331)만이 고대 역 통과필터(340)에 공급된다.In the pulse shape controller 320, the rising and falling time of the signal 321 is quickly adjusted through the condenser 330, the direct current component is removed, only the AC component 331 of the signal 321 ancient pass-through filter 340 Is supplied.

고대역 통과필터(340)를 통과하며 형성된 UHF 대역신호(341)는 신호 증폭 및 감쇄기(350)에 공급된다.The UHF band signal 341 formed while passing through the high pass filter 340 is supplied to the signal amplification and attenuator 350.

신호 증폭 및 감쇄기(350)는 구형펄스 발생기(310)에 의해 설정된 크기의 신호(361)를 출력한다.The signal amplification and attenuation unit 350 outputs a signal 361 of a magnitude set by the rectangular pulse generator 310.

신호 증폭 및 감쇄기(350)에서 출력된 신호의 크기는 방향성결합기(360)에서 측정되어 구형펄스 발생기(310)로 다시 입력된다. The magnitude of the signal output from the signal amplification and attenuator 350 is measured by the directional coupler 360 and is input back to the spherical pulse generator 310.

상기한 구형펄스 발생기(310)는 측정된 출력신호(361)의 크기가 설정값과 같도록 신호 증폭 및 감쇄기(350)를 조정한다. The rectangular pulse generator 310 adjusts the signal amplification and attenuator 350 so that the measured output signal 361 has the same magnitude as the set value.

특정 결함에서 측정된 신호의 패턴은 메모리(390)에 저장되어 필요시 사용자의 선택에 의해 구형펄스 발생기(310)에 입력되어 최종적으로 신호패턴형태(510)로 출력한다. The pattern of the signal measured at the specific defect is stored in the memory 390 and input to the spherical pulse generator 310 by the user's selection if necessary, and finally output the signal pattern form 510.

출력된 신호(351)의 주기와 위상을 신호가 입력되는 UHF 부분방전 측정기(140)의 전원 위상과 동기하기 위하여 구형펄스 발생기(310)는 상용전원 동기 센서입력부(380) 또는 전원으로부터 위상신호를 입력받는다. In order to synchronize the period and phase of the output signal 351 with the power phase of the UHF partial discharge measuring unit 140 to which the signal is input, the rectangular pulse generator 310 receives a phase signal from the commercial power supply synchronous sensor input unit 380 or a power source. Receive input.

도 4는 메모리(390)로부터 구형펄스 발생기(310)에 입력된 신호 패턴(370)에 의해 펄스변조(410)되어 출력된 신호(420)의 일례를 보여준다. 여러 펄스 중 한개를 시간영역에서 한주기 동안 확대하여 보면 수십-수백 ns 동안 유지되는 신호(430)를 관찰할 수 있으며, 이 신호를 푸리에(Fourier) 변환하여 주파수영역(440)에서 보면 수백 MHz 에서 수 GHz 영역의 광대역 극초단파(UHF) 신호임을 알 수가 있다.4 illustrates an example of a signal 420 that is pulse-modulated 410 and output by a signal pattern 370 input from a memory 390 to a rectangular pulse generator 310. If one of several pulses is zoomed in for one period in the time domain, one can observe the signal 430 held for several tens to hundreds of ns, and Fourier transforms the signal to see in the frequency domain 440 at several hundred MHz. It can be seen that it is a wideband microwave (UHF) signal in the several GHz region.

도 5는 도 3의 광대역 극초단파(UHF) 신호패턴 발생장치에서 출력된 몇 가지 부분방전 모사신호의 예이다. 메모리(390)에 저장된 부분방전신호 패턴은 실측데이터 또는 인공 데이터를 사용할 수 있으며 그들의 형태는 부분방전의 원인이 되는 결함(530~560)의 종류마다 다른 형태이다. FIG. 5 is an example of some partial discharge simulation signals outputted from the wideband microwave signal pattern generator of FIG. 3. The partial discharge signal patterns stored in the memory 390 may use actual data or artificial data, and their shapes vary depending on the types of defects 530 to 560 that cause partial discharge.

상기와 같은 본 발명은 보통 UHF 부분방전 센서에서 측정되는 광대역 UHF 부분방전신호와 같은 신호와 신호 패턴을 발생할 수 있으므로 고전압을 인가하여 부분방전을 발생하는 장치를 대신하여 모든 UHF 부분방전 측정 기기의 센서 연결부분에 본 장치를 장착하여 기기의 제작중 시험, 설치시의 성능 점검 및 운영중 점검에 이용될 수 있다. 특히 본 장치는 작은 전력을 사용하므로 건전지를 사용하는 소형으로 제작될 수 있어 쉽게 휴대 할 수 있어 현장 시험시 매우 유용하게 사용될 수 있다. As described above, the present invention can generate signals and signal patterns such as wideband UHF partial discharge signals, which are usually measured by UHF partial discharge sensors, so that the sensors of all UHF partial discharge measurement devices can be used in place of devices generating partial discharges by applying a high voltage. This device can be installed in the connection area to be used for testing the device during production, performance check during installation, and in-service inspection. In particular, the device uses a small amount of power, so it can be manufactured in a small size using batteries, so it can be easily carried and can be very useful for field test.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 고전압 부분방전 발생장치를 대체하여 측정장치와 연결된 센서 또는 측정기의 입력부에 모사신호 및 패턴 발생기를 연결하여 측정장치의 감도확인 또는 성능측정 등 필요한 시험을 할 수 있으며, 저장된 부분방전 패턴을 이용하여 극초단파(UHF) 부분방전 측정 또는 감시시스템의 결함유형 판단 기능도 시험할 수 있으며, 아울러 측정장치 제작중 시험에도 간편하게 사용할 수 있는 효과를 갖는다.As described in the above embodiments, the present invention replaces a high voltage partial discharge generator and connects a simulated signal and a pattern generator to an input of a sensor or a measuring instrument connected to the measuring apparatus to perform necessary tests such as checking the sensitivity of the measuring apparatus or measuring performance. In addition, it is possible to test the defect type determination function of the ultra-high frequency (UHF) partial discharge measurement or monitoring system by using the stored partial discharge pattern, and also have the effect that it can be easily used for the test during the manufacturing of the measuring device.

Claims (4)

유도형 전원 위상 동기 센서와 용량성 전원 위상 동기 센서와 전등 광량 센싱 전원위상 동기 센서에 연결되어 있는 상용전원 동기 센서 입력부;A commercial power synchronous sensor input unit connected to an inductive power phase synchronous sensor, a capacitive power phase synchronous sensor, and a light intensity sensing power phase synchronous sensor; 상기한 상용전원 동기 센서 입력부에 연결되어 있으며 패턴 입력 및 조절을 하는 구형펄스 발생기;A spherical pulse generator connected to the commercial power synchronous sensor input and configured to input and adjust a pattern; 펄스의 상승 및 하강시간을 단축하는 펄스형태 조절기;A pulse shape controller for shortening the rise and fall time of the pulse; 펄스형태 조절기에서 상승 및 하락시간이 빠르게 조정된 신호의 직류성분을 제거하는 콘덴서;A condenser for removing a direct current component of a signal whose rise and fall times are rapidly adjusted in a pulse type controller; 콘덴서를 거치면서 직류성분이 제거된 AC 성분의 고대역을 필터링함으로써 극초단파를 생성하는 고대역 통과필터;A high pass filter for generating microwaves by filtering a high band of an AC component from which a DC component is removed while passing through a capacitor; 구형펄스 발생기에 의해 설정된 크기의 신호를 출력하는 신호 증폭 및 감쇄기; 및A signal amplifier and attenuator for outputting a signal having a magnitude set by a rectangular pulse generator; And 상기한 신호 증폭 및 감쇄기에서 출력된 신호의 크기를 측정하는 방향성결합기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치. Broadband microwave partial discharge signal and signal type pattern generator characterized in that it comprises a directional coupler for measuring the magnitude of the signal output from the signal amplification and attenuator. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기한 구형펄스 발생기로부터 수십-수백 ns 길이의 광대역 극초단파 펄스를 발생하는 것을 특징으로 하는 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생 장치.Broadband microwave partial discharge signal and signal type pattern generator, characterized in that for generating a tens-hundreds of ns wide broadband microwave pulses from the rectangular pulse generator. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기한 신호 발생 장치에서 발생되어 출력되는 신호는 메모리에 사용자가 입력하여 저장된 전형적인 결함에 의한 패턴으로부터 펄스폭 변조하여 신호패턴을 발생하는 것을 특징으로 하는 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치.The signal generated by the signal generator and output signal is a wideband microwave partial discharge signal and signal type pattern generator, characterized in that for generating a signal pattern by modulating the pulse width from the pattern of the typical defect stored in the user input to the memory. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기한 신호 발생 장치에서 발생되어 출력되는 신호는 상용전원 주파수와 같은 내부 클럭(clock) 또는 상용전원에서 유기되는 전자기장을 정전결합 및 유도결합 센서의 입력 또는 전등의 광량변화를 감지하는 광신호 센서의 신호에 동기하고 위상각 가변기능을 갖는 신호와 신호패턴을 발생하는 것을 특징으로 하는 광대역 극초단파 부분방전신호 및 신호유형패턴 발생장치.The signal generated by the signal generator and output is an internal clock such as a commercial power source frequency or an electromagnetic signal induced from the commercial power source of the optical signal sensor for detecting the change in the amount of light or the input of the electrostatic coupling and inductive coupling sensor or the lamp A broadband microwave partial discharge signal and signal type pattern generator, characterized in that for generating a signal and a signal pattern synchronized with the signal and having a phase angle varying function.
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