KR20080000938A - 전극 간 고압직류전원의 인가를 통한 수분밀집도 측정 장치및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 변압기 내부 절연유 및 절연지에 침투한 수분을 측정하되, 변압기 외부의 전극이나 측정을 위하여 변압기 내부에 투입된 측정용 전극을 연결한 포트, 또는 변압기 자체의 내함 및 외함케이스, 저압측과 고압측과 같이 여러 가지 측정용 전극에 일정시간 일정 주기로 스위치를 이용하거나 또는 자동으로 전압을 인가하여 여러 곳의 수분밀집도를 측정하고 상기 수분밀집도의 평균값이나 상대적인 극간 수분농도를 파악하여 변압기 내부의 총체적인 수분열화정도 또는 각 구성부의 상대적인 수분열화정도를 도출해내는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 수분밀집도 측정 장치는, 변압기 내외부의 구성요소가 다수의 쌍으로 형성된 측정용 전극; 상기 측정용 전극에 고압의 직류전원을 공급하는 전원공급수단; 상기 전원공급수단의 전원으로 스위칭 동작을 수행하며, 상기 고압직류 공급수단에서 공급되는 고압의 직류전원을 상기 전극에 일정 시간 충전과 강제방전을 순차적으로 행하는 고압 릴레이 스위칭수단; 상기 강제방전 과정 도중 쇼트오프(short off)를 지시하고 회복전압특성을 측정하는 컴퓨터 제어수단; 상기 컴퓨터 제어수단의 출력을 상기 고압 릴레이 스위칭수단으로 연결하는 PCI 인터페이스수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 수분밀집도 측정 방법은, 변압기 내외부의 구성요소가 다수의 쌍으로 형성된 측정용 전극에 선택적으로 일정시간 고압의 직류전원을 충전 공급하는 단계; 상기 전극으로부터 강제로 방전을 시키는 단계; 상기 방전 도중에 일정시간 경과 후 쇼트오프(short off) 시키는 단계; 상기 쇼트오프 후 발생하는 회복전압특성을 기록하는 단계; 상기 회복전압특성으로부터 수분밀집도를 산출하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
변압기, 절연유, 절연지, 수분, 측정, RVM, 전극, 스위칭, 릴레이
Description
도 1은 본 발명에 따른 변압기의 수분밀집도 측정 장치 및 방법을 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 변압기의 수분밀집도 측정 방법을 나타낸 제어 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 변압기의 수분밀집도 측정 장치 및 방법의 원리를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 회복전압방법에 의한 잔류전압측정을 위한 회로.
도 5는 도 4에 따른 수분 함유량과 열화정도를 나타낸 분극스펙트럼 커브.
도 6은 변압기 내외부의 구성요소를 다수의 쌍으로 형성한 측정용 전극의 스위칭 연결을 위한 컨트롤 박스 개념도.
도 7은 회복전압방법의 측정원리를 나타낸 개념도.
도 8은 각 전극 쌍 간의 수분밀집도 또는 회복전압특성을 행렬로 기록한 결과표.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : 고압 측 12 : 고압 측과 컨트롤박스와의 연결선
13 : 고압 측의 접지 14 : 변압기 측의 접지
15 : 저압 측 및 테스트전압과의 연결
16 : 부쉬와 케이블과의 연결
17 : 절연유 및 절연지 20 : 컨트롤박스
100 : 컴퓨터 제어수단
200 : PCI(programmable communication interface) 인터페이스수단
300 : 전원공급수단
400 : 전류측정수단
500 : 고압직류공급수단
600, 610 : 고압 릴레이 스위칭수단
700, 710 : 전극
800 : 측정 절연체
900 : 변압기
본 발명은 미량의 수분을 검출하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회복전압법(RVM; Return Voltage Measurement)을 이용하여 변압기 내부 오일 또는 절연지에 포함되어 있는 ppm단위의 수분량을 검출하기 위한 변압기의 수분밀집도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
위의 회복전압법은 전압인가 후 도체를 접지하고 다시 개방하면 시간경과에 따라 어느 정도의 전압이 도체에 회복되는 원리를 이용하는 것으로서, 이 절연체 내에 공간전하 또는 주입전하에 의해 발생되는 시간적인 지연특성을 갖는 전압을 잔류전압 또는 회복전압이라 한다.
이와 같은 변압기의 열화진단에는, ① 전기적 특성을 확인하는 방법, ② 절연물의 기계적 강도를 확인하는 방법, ③ 변압기가 발생하는 열로 절연물의 구성물질이 분해돼서 발생하는 분해가스의 종류, 양으로부터 절연물의 기계적 강도를 추정하는 방법이 있다. 절연물의 전기적 특성 확인 방법에는 절연저항측정, 유전정접(tanδ) 측정 등이 있는데, 이들은 절연지의 열화 경향을 파악하는 요소가 되기는 하지만 측정값 자체로는 열화상황을 판단할 수 없다. 이에 대해 절연물의 기계적 강도에서 열화상황을 추정하는 방법은 일반적으로 실제 변압기의 열화상황을 파악하는 효과적 수단이 되므로 본 발명에서는 주로 이에 대해서 상세하게 기술한다.
전력기기 중, 변압기의 경우 잔존수명을 예측하여 교체 및 유지보수 시기를 적절히 조절하지 못할 경우 고장으로 이어져 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다.
최근에는 그 수명을 20~30여년 정도로 예측하여 ‘70~90년대에 설치 운용되 고 있는 변압기의 경우 유지보수를 하기 위해 각종 파라메타를 온ㆍ오프라인으로 진단, 검출하고 이를 분석해 기기의 건전성을 평가하고 있다.
변압기 내부 절연물의 열화 상태를 진단하는 여러 파라메타 중 수분을 검출하는 방법으로 그 동안 Karl-Fischer 적정방법을 사용하여 수분함유량을 검출해 왔다.
변압기 내부 절연물의 수분함유량은 절연파괴전압에 지대한 영향을 미치므로 매우 중요한 파라메타로 활용되고 있는 실정이다.
그러나 이러한 종래의 방법은 절연유, 절연지 샘플을 채취해야 하므로 현장에서 즉시 처리하기엔 다소 무리가 있으며, 정전상태에서 시험을 실시해야하는 문제점이 있다.
또한 절연지의 경우, 샘플을 채취하기 위해서 기기를 분해해야만 하는 문제점도 가지고 있다.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 변압기 외함을 개방하지 않은 상태, 그리고 현장에서 저전압으로 기기의 손상을 일으키지 않으면서 변압기 내부 절연유 및 절연지에 침투한 수분을 회복전압법(RVM)을 이용하여 측정하되, 듀티비를 조절하여 유전특성을 변경시켜가며 여러 가지 경우에 대하여 변압기의 수분함량의 상호 연관관계를 도출하여 수분의 함량을 정확히 검출하고, 변압기의 각 전극쌍간을 측정해 어느 부분에 수분의 밀집도 현상이 나는 지를 정확히 측정 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 회복전압법에 의해 얻어진 회복전압특성과 변압기 내부의 수분함량 및 수명과의 상관관계를 도출할 수 있는 타당한 가이드라인을 제시하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 변압기의 수분밀집도 측정 장치는, 변압기 내외부의 구성요소가 다수의 쌍으로 형성된 측정용 전극; 상기 측정용 전극에 고압의 직류전원을 공급하는 전원공급수단; 상기 전원공급수단의 전원으로 스위칭 동작을 수행하며, 상기 고압직류 공급수단에서 공급되는 고압의 직류전원을 상기 전극에 일정 시간 충전과 강제방전을 순차적으로 행하는 고압 릴레이 스위칭수단; 상기 강제방전 과정 도중 쇼트오프(short off)를 지시하고 회복전압특성을 측정하는 컴퓨터 제어수단; 상기 컴퓨터 제어수단의 출력을 상기 고압 릴레이 스위칭수단으로 연결하는 PCI 인터페이스수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 측정용 전극은 1상 대 2상, 1상 대 3상, 변압기의 외함 대 내함, 접지 대 고압측, 또는 저압측 대 고압측으로 이루어진 쌍 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 측정 장치는 상기 측정용 전극의 각 포트를 집약시켜 선택적인 스위칭이 가능하도록 한 컨트롤 박스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 의한 수분밀집도 측정 방법은, 변압기 내외부의 구성요소가 다수의 쌍으로 형성된 측정용 전극에 선택적으로 일정시간 고압의 직류전원을 충전 공급하는 단계; 상기 전극으로부터 강제로 방전을 시키는 단계; 상기 방전 도중에 일정시간 경과 후 쇼트오프(short off) 시키는 단계; 상기 쇼트오프 후 발생하는 회복전압특성을 기록하는 단계; 상기 회복전압특성으로부터 수분밀집도를 산출하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 측정용 전극 모두에 대하여 상기 각 단계를 반복하여 얻어진 수분밀집도의 평균으로부터 상기 변압기의 수분열화정도를 판단하는 것을 특징으로 한다.
이 때 상기 회복전압특성은 최대값, 기울기, 또는 최대값에 이르는 시간 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 변압기의 수분밀집도 측정 장치 및 방법을 나타낸 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 변압기의 수분밀집도 측정 장치 및 방법의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 컴퓨터 제어수단(100), PCI 인터페이스수단(200), 전원공급수단(300), 전류측정수단(400), 고압직류공급수단(500), 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610), 전극(700)(710), 측정 절연체(800)를 포함한다.
컴퓨터 제어수단(100)은 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)의 스위칭동작을 제어하되, 일정시간에 걸쳐 일정 주기로 각 쌍의 전극(700)(710)에 전압이 순차적으로 인가되어 여러 곳의 수분 열화 상태를 측정하여 측정정밀도를 높여 정밀한 수분측정값을 판단한다.
PCI 인터페이스수단(200)은 상기 컴퓨터 제어수단(100)의 출력을 상기 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)으로 연결한다.
전원공급수단(300)은 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)에 동작 전원을 공급한다.
전류측정수단(400)은 상기 다수의 전극(700)(710)에 흐르는 전류 및 전압을 측정하고 상기 컴퓨터 제어수단(100)에 전달한다.
고압직류공급수단(500)은 다수의 전극(700)(710)에 고압의 직류전원을 공급한다.
고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)은 전원공급수단(300)의 전원으로 스위칭 동작을 수행하며, 상기 고압직류공급수단(500)에서 공급되는 고압의 직류전원을 상기 전극(700)(710)에 선택적으로 공급한다.
전극(700)(710)은 변압기(900) 내부에 설치되며 수분측정을 위하여 다수의 쌍으로 형성된다. 상기 전극(700)(710)은 변압기(900)의 전원인가를 위한 전극 외에 수분측정을 위하여 별도로 형성된 측정 전용 전극인 것이 바람직하다.
측정 절연체(800)는 상기 다수의 전극(700)(710)중 적어도 어느 한쌍의 전극 사이에 배치된다. 상기 측정 절연체(800)는 변압기(900) 내부 절연유 및 절연지로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면, 먼저 변압기 내부에 설치된 다수의 쌍으로 형성되고, 그 전극 사이에 측정 절연체가 배치된 다수의 전극에 고압 릴레이 스위칭수단을 이용하여 고압의 직류전원을 상기 전극에 선택적으로 공급하는 단계를 수행한다(S101).
즉, 전극(700)(710)은 변압기(900) 내부에 설치되며 수분측정을 위하여 다수의 쌍으로 형성되고, 고압직류공급수단(500)은 다수의 전극(700)(710)에 고압의 직류전원을 공급한다.
또한, 상기에서 전원공급수단(300)은 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)에 동작 전원을 공급한다.
이와 같은 상태에서, 컴퓨터 제어수단(100)은 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)의 스위칭동작을 제어하면, PCI 인터페이스수단(200)은 상기 컴퓨터 제어수단(100)의 출력을 상기 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)으로 연결하고, 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)은 전원공급수단(300)의 전원으로 스위칭 동작을 수행하며, 상기 고압직류공급수단(500)에서 공급되는 고압의 직류전원을 상기 전극(700)(710)에 선택적으로 공급한다.
따라서 공기 중에 배치된 전극(700)(710)에 고전압이 스위칭되어 인가되므로 공기 중의 수분에 의하여 분극 전류가 측정되어 공기 중 수분량이 검출되므로, 상기 다수의 전극(700)(710)으로부터 각각의 수분을 측정하는 단계를 수행한다(S102).
이후, 상기 다수의 전극(700)(710)으로 측정된 수분의 평균값을 구하여 정밀 한 수분측정값을 판단하는 단계를 수행한다(S103~S104).
즉, 컴퓨터 제어수단(100)은 고압 릴레이 스위칭수단(600)(610)의 스위칭동작을 제어하되, 일정시간에 걸쳐 일정 주기로 각 쌍의 전극(700)(710)에 전압이 순차적으로 인가되어 여러 곳의 수분 열화 상태를 측정하여 측정정밀도를 높여 정밀한 수분측정값을 판단한다.
이때, 본 발명은 상기 변압기(900) 내부 절연유 및 절연지에 침투한 수분을 측정하기 위한 회복전압법(RVM)을 이용한다.
도 4는 본 발명의 회복전압법(RVM)에 의한 잔류전압측정을 위한 회로를 설명하는 도면이고, 도 5는 도 4에 따른 수분 함유량과 열화정도를 나타낸 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 변압기의 사용연한이 길수록 커브의 피크치가 작은 시간 상수값으로 이동하는 것을 알 수 있으며 이는 다시 말하면 유전체의 열화를 의미하는 것으로서, 이와 같은 특성을 이용하여 변압기 내의 수분함유량과 열화정도를 판단할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이 RVM은 변압기 내부의 절연유 중에 포함된 수분함유량을 검출하는 방법이고 검출된 수분함유량은 변압기의 절연진단을 위한 중요한 파라메타로 활용이 가능하다.
도 6은 변압기 내외부의 구성요소를 다수의 쌍으로 형성한 측정용 전극의 스위칭 연결을 위한 컨트롤박스 개념도이며, 도 8은 회복전압방법의 측정원리를 나타낸 개념도이다. 상기 변압기의 고압 측(11)과 저압 측(15) 및 접지(14)등은 모두 컨트롤박스(20)와 연결되며 상기 컨트롤박스(20)의 전면에는 상기 고압측, 저압측, 1상, 2상, 3상, 내함, 외함, 1차, 및 2차 등을 조합하여 쌍으로 된 측정용 전극에 통전되는 스위치 또는 버튼(부호 미표시)가 각각 양 측에 형성되어 있으며, 상기 양 측의 전극스위치를 각각 하나씩 선택하여 전원을 인가함으로써 다수 개의 측정용 전극에 대하여 측정이 가능한 시스템을 구성하고 있다. 도 7은 회복전압방법의 측정원리를 나타낸 개념도이며, 도 8은 각 전극 쌍 간의 수분밀집도 또는 회복전압특성을 행렬로 기록한 결과표이다.
도시된 바와 같이, 고압 변압기나 차단기 등을 전원으로부터 분리시킨 후 저압 직류 500[V] - 2,000[V]를 ㅿtC 동안 충전하였다가 다시 강제로 방전시키며 ㅿtD 가 경과한 시점에서 쇼트오프(short off)를 시키면 회복전압이 발생하게 된다. 본 발명에서는 이 후 발생하는 회복전압특성을 측정하는데, 이는 회복전압 최대 피크치인 Umax 값과, Umax 값에 도달하는데 걸린 시간 ㅿtM 그리고 회복전압의 시간에 따른 변화율(기울기) dU/dt 값을 포함한다.
이와 같이 본 발명은 ㅿtC 와 ㅿtD 의 듀티값을 변화시켜가며 상기 회복전압특성의 경향을 데이터베이스화하여 변압기 내의 수분함유량과의 상관관계, 그리고 나아가 변압기의 열화정도를 도출하는 방식을 취할 수도 있다.
뿐만 아니라 본 발명에서는 변압기 내외부의 구성부로 이루어진 전극 쌍의 조합에 위와 같은 수분밀집도 측정을 행함으로써 각 쌍의 상대적인 수분밀집도 또는 수분열화정도를 비교할 수 있게 되며 절대량의 관점에서 교체여부 등을 합리적으로 판단할 수 있게 된다. 그리고 상기 각 전극간의 수분밀집도의 평균을 구함으 로써 해당 변압기의 평균 수분밀집도 및 수분열화상태를 수치로 정량화할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 수분검출방식은 내부 절연물의 열화상태를 진단하고 기기의 잔존 수명을 예측하는데 도움을 줄 뿐 아니라 종래의 진단방법으로 수행해 온 데이터의 신뢰성을 더욱 확실하게 할 수 있고 또한, 기기의 고장을 진단하기 위해 장치의 열화 요인별로 신뢰성 있게 평가하여 현장에서 유지보수에 활용할 수도 있다.
또한, 본 발명은 그 응용대상을 변압기뿐만 아니라, 쌀이나 과일이 보관된 규모가 큰 창고 같은 곳의 내부습도를 정확히 측정하고 제어하기 위하여 별도의 독립적인 전극들(다수 개 쌍으로)이 구비된 것을 특징으로 한다.
더욱이 본 발명은, 어느 특정 전극 사이에 수분이 많이 검출되는가를 판단할 수 있다.
또한, 다수의 쌍으로 된 전극들에 사람이 손으로 일일이 전원인가를 하는 것이 아니라 자동으로 일정시간에 걸쳐 일정 주기로 각 쌍에 전압이 자동으로 인가되어 측정되고 데이터가 도출되어 여러 곳의 수분 열화 상태를 측정하여 측정정밀도를 높이는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 변압기의 수분밀집도 측정 장치 및 방법에 의하면, 수분밀집도를 검출하여 변압기 내외부의 상대적인 수분밀집도 및 수분열화상태를 진단하고 기기의 잔존 수명을 예측하는데 도움을 줄 뿐 아니라 종래의 진단방법(DGA, HPLC, DP, FTIR, Tension Strength, Breakdown Test 등)으로 수행해 온 데이터의 신뢰성을 더욱 확실하게 할 수 있는 유용한 방법으로 활용 가능한 효과가 있다.
또한, 기기의 고장을 진단하기 위해 장치의 열화 요인별로 신뢰성 있게 평가하여 현장에서 유지보수에 활용할 수 있는 효과도 있다.
더욱이 본 발명은, 어느 특정 전극 사이에 수분이 많이 검출되는가를 판단할 수 있으며, 다수의 쌍으로 된 전극들에 사람이 손으로 일일이 전원인가를 하는 것이 아니라 자동으로 일정시간에 걸쳐 일정 주기로 각 쌍에 전압이 자동으로 인가되어 측정되고 데이터가 도출되어 여러 곳의 수분밀집도 및 수분열화상태를 측정하여 측정정밀도를 높이는 효과도 있다.
또한 본 발명은 회복전압법에 의해 얻어진 회복전압특성과 변압기 내부의 수분함량 및 수명과의 상관관계를 도출할 수 있는 효율적이며 신뢰성 있는 가이드라인을 제시할 수 있다.
Claims (6)
- 변압기 내외부의 구성요소가 다수의 쌍으로 형성된 측정용 전극;상기 측정용 전극에 고압의 직류전원을 공급하는 전원공급수단;상기 전원공급수단의 전원으로 스위칭 동작을 수행하며, 상기 전원공급수단에서 공급되는 고압의 직류전원을 상기 전극에 일정 시간 충전과 강제방전을 순차적으로 행하는 고압 릴레이 스위칭수단;상기 강제방전 과정 도중 쇼트오프(short off)를 지시하고 회복전압특성을 측정하는 컴퓨터 제어수단;상기 컴퓨터 제어수단의 출력을 상기 고압 릴레이 스위칭수단으로 연결하는 PCI 인터페이스수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 간 고압직류전원의 인가를 통한 수분밀집도 측정 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 측정용 전극은 1상 대 2상, 1상 대 3상, 변압기의 외함 대 내함, 접지 대 고압측, 또는 저압측 대 고압측으로 이루어진 쌍 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전극 간 고압직류전원의 인가를 통한 수분밀집도 측정 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 측정 장치는 상기 측정용 전극의 각 포트를 집약시켜 선택적인 스위칭이 가능하도록 한 컨트롤 박스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 간 고압직류전원의 인가를 통한 수분밀집도 측정 장치.
- 변압기 내외부의 구성요소가 다수의 쌍으로 형성된 측정용 전극에 선택적으로 일정시간 고압의 직류전원을 충전 공급하는 단계;상기 전극으로부터 강제로 방전을 시키는 단계;상기 방전 도중에 일정시간 경과 후 쇼트오프(short off) 시키는 단계;상기 쇼트오프 후 발생하는 회복전압특성을 기록하는 단계;상기 회복전압특성으로부터 수분밀집도를 산출하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 간 고압직류전원의 인가를 통한 수분밀집도 측정 방법.
- 제 4항에 있어서,상기 측정용 전극 모두에 대하여 상기 각 단계를 반복하여 얻어진 수분밀집도의 평균으로부터 상기 변압기의 수분열화정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 전극 간 고압직류전원의 인가를 통한 수분밀집도 측정 방법.
- 제 4항에 있어서,상기 회복전압특성은 최대값, 기울기, 또는 최대값에 이르는 시간 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전극 간 고압직류전원의 인가를 통한 수분밀집도 측정 방법.
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| JPH06201634A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-22 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 水分測定方法及び水分測定装置 |
| JPH07128293A (ja) * | 1993-11-05 | 1995-05-19 | Nippon Soken Inc | 湿度センサ |
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-
2006
- 2006-06-28 KR KR1020060058850A patent/KR100797413B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108956120A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-07 | 储晓慧 | 一种变压器检测机器人 |
| CN111948975A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-17 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局 | 一种变压器油纸绝缘智能除水系统及其控制方法 |
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