KR20090050170A - 애자결함 판별 시스템 - Google Patents

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KR20090050170A
KR20090050170A KR1020070116458A KR20070116458A KR20090050170A KR 20090050170 A KR20090050170 A KR 20090050170A KR 1020070116458 A KR1020070116458 A KR 1020070116458A KR 20070116458 A KR20070116458 A KR 20070116458A KR 20090050170 A KR20090050170 A KR 20090050170A
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insulator
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leakage current
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민병운
명희철
박창선
박동호
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현대중공업 주식회사
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    • H01B17/02Suspension insulators; Strain insulators

Abstract

본 발명은 송전선 또는 배전선을 지지하는 애자(insulator)의 결함을 판별하는 애자결함 판별 시스템을 제공한다. 상기 애자결함 판별 시스템은 상기 애자를 통해 흐르는 누설전류를 측정하도록 상기 애자 상에 설치된 애자결함 측정모듈 및, 상기 애자결함 측정모듈이 측정한 누설전류를 통하여 상기 애자의 결함을 판별하도록 상기 송전선 또는 배전선 상에 설치된 애자결함 판별모듈을 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 애자결함 판별 시스템은 애자를 통해 흐르는 누설전류를 측정하도록 애자 상에 설치된 애자결함 측정모듈과, 애자결함 측정모듈이 측정한 누설전류를 통하여 애자의 결함을 판별하도록 송전선 또는 배전선 상에 설치된 애자결함 판별모듈을 구비하고 있기 때문에, 애자의 결함을 원격에서도 실시간으로 감시진단할 수 있게 된다.
애자

Description

애자결함 판별 시스템{DEFECT DISCRIMINATION SYSTEM OF INSULATOR}
본 발명은 송전선 또는 배전선을 지지하는 애자(insulator)의 결함을 판별하는 애자결함 판별 시스템에 관한 것이다.
과거 전력제어 기술은 전력계통에 고장이 발생되면 얼마나 신속하고 정확하게 고장을 감지하느냐의 연구와 그와 병행하여 고장 발생 후 얼마나 적절하게 고장을 복구하느냐에 따른 연구가 주도되었다.
그러나, 현재의 기술은 고장위치를 찾기는 하나 대상기기의 적합한 설치가 불가능하므로 광범위 구역에서 고장구간을 찾아야하는 문제점을 안고 있다. 그러므로, 현재의 기술에 따르면, 정확한 판단을 내리더라도 판단구간이 넓게 나타나 적절한 대처가 불가능한 상태가 되곤 한다.
따라서, 최근에는 고장이 발생했을 때 그 고장위치를 찾는 연구가 전세계적으로 진행되고 있다. 하지만, 이와 같은 방법들은 송전선 또는 배전선의 고장위치를 찾더라도 그 선들을 지지하고 있는 애자의 고장을 찾는 것은 불가능한 방법이다.
즉, 송전선 또는 배전선의 고장에는 고장전류를 이용해 선로의 고장위치를 어느 정도 예측할 수 있지만, 선로를 지지하고 있는 애자에서 고장이 발생할 경우에는 이상과 같은 전류감시 기능만으로 불가능한 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로써, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 누설전류를 이용하여 애자의 결함을 측정 및 판별할 수 있는 애자결함 판별 시스템을 제공하는데에 있다.
그리고, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 원거리에서도 실시간으로 애자의 결함을 감시진단할 수 있는 애자결함 판별 시스템을 제공하는데에 있다.
이와 같은 기술적 과제를 구현하기 위한 본 발명은 송전선 또는 배전선을 지지하는 애자(insulator)의 결함을 판별하는 애자결함 판별 시스템을 제공한다. 상기 애자결함 판별 시스템은 상기 애자를 통해 흐르는 누설전류를 측정하도록 상기 애자 상에 설치된 애자결함 측정모듈 및, 상기 애자결함 측정모듈이 측정한 누설전류를 통하여 상기 애자의 결함을 판별하도록 상기 송전선 또는 배전선 상에 설치된 애자결함 판별모듈을 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 애자결함 측정모듈은 상기 애자를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 누설전류센서와, 상기 누설전류센서에서 측정된 누설전류 값을 상기 애자결함 판별모듈로 무선 송신하는 무선송신기를 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 애자결함 판별모듈은 상기 무선송신기가 송신하는 상기 누설전류 값을 수신하는 누설전류 검출안테나, 상기 누설전류 검출안테나에 연결되며 상기 수신된 누설전류 값에 포함된 고주파성분을 분석하여 상기 애 자의 결함을 검출하는 검출기 및, 상기 검출기에 연결되며 상기 검출기의 검출값을 관리자의 서버로 무선 송신하는 통신유닛을 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 애자결함 판별 시스템은 상기 송전선 또는 배전선 상에 설치되는 볼 형상의 볼센서 장치를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 볼센서 장치는 태양광을 이용하여 전력을 발생하는 솔라셀, 및 상기 솔라셀에 의해 발생된 전력을 저장하되 상기 전력을 상기 애자결함 판별모듈로 공급하는 슈퍼 캐패시터를 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 애자결함 판별 시스템은 애자를 통해 흐르는 누설전류를 측정하도록 애자 상에 설치된 애자결함 측정모듈과, 애자결함 측정모듈이 측정한 누설전류를 통하여 애자의 결함을 판별하도록 송전선 또는 배전선 상에 설치된 애자결함 판별모듈을 구비하고 있기 때문에, 애자의 결함을 원격에서도 실시간으로 감시진단할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명에 따르면, 전력설비의 사고에 소극적으로 대응하며 후진적인 유지보수 및 대응시스템을 지닌 기존의 방법에 비해 보다 적극적이고 안정적인 대응시스템을 구축할 수 있게 된다.
또, 본 발명에 따르면, 우리나라 고유의 기후ㆍ환경특성을 고려한 오손도 예측기법을 정립할 수 있으며 송ㆍ변전분야에서 오손사고에 대한 예방 및 능동적 유지보수 능력이 확보될 수 있다. 즉, 보다 합리적이고 체계적인 예측기술을 확보함으로써 송ㆍ변전설비분야 유지보수의 합리화를 꾀할 수 있으며, 아울러 염해 오손 도에 대한 예측기술상의 기술적 우위를 확보할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 애자결합 판별 시스템의 일실시예를 도시한 도면이ㄱ고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대도시한 도면이며, 도 3은 도 1에 도시한 볼센서 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 애자결함 판별 시스템(60)은 송전선(20) 또는 배전선(미도시)을 지지하는 애자(insulator,30)의 결함을 판별하는 역할을 한다. 이하에서는, 본 발명에 따른 애자결함 판별 시스템(60)이 송전선로 상에 설치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명에 따른 애자결함 판별 시스템(60)은 배전선로 상에 설치될 수도 있다.
즉, 송전선로는 송전탑(10)과 애자(30) 및 이들에 의해 지지되고 연결되는 송전선(20)을 포함하여 구성되는데, 본 발명에 따른 애자결함 판별 시스템(60)은 애자(30) 상에 설치되는 애자결함 측정모듈(31)과, 송전선(20) 상에 설치되는 볼센서 장치(40)를 포함한다.
먼저, 애자결함 측정모듈(31)에 대해 설명하면, 애자결함 측정모듈(31)은 애자(30)를 통해 흐르는 누설전류를 측정한다.
구체적으로, 애자결함 측정모듈(31)은 애자(30)를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 누설전류센서(32)와, 누설전류센서(32)에서 측정된 누설전류 값을 애자결함 판별모듈(49)로 무선 송신하는 무선송신기(33), 누설전류센서(32)와 무선송신기(33)에 각각 연결되되 이들 누설전류센서(32)와 무선송신기(33)를 제어하는 컨트롤러(34) 및, 이들 누설전류센서(32)와 무선송신기(33) 및 컨트롤러(34)가 구동되도록 전력을 공급하는 전원부(미도시)를 포함한다.
이때, 누설전류센서(32)는 누설전류 즉, 고장전류의 방향과 크기 등을 검출할 수 있고, 그 정밀도는 0.2급일 수 있다. 그리고, 이때의 고장전류는 정격전류의 30배 이상으로 한정될 수 있다. 또한, 이러한 누설전류센서(32)로는 변류기(CT;current transformer)가 사용될 수 있다. 또, 무선송신기(33)에는 저속 저전력 기반의 무선개인영역 통신기술인 ZigBee 기술이 채용될 수 있다.
한편, 볼센서 장치(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 볼 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 볼 형상의 본 발명 볼센서 장치(40)의 중앙부에는 송전선 끼움홀이 형성될 수 있고, 송전선(20)은 이 송전선 끼움홀에 끼워질 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 볼센서 장치(40)는 프레임(frame,47), 애자결함 판별모듈(49), 솔라셀(solar cell,45), 및 슈퍼 캐패시터(super-capacitor,46)를 포함한다.
프레임(47)은 볼 형상으로 형성되고, 전술한 송전선 끼움홀은 이 프레임(47) 의 중앙부에 마련된다.
애자결함 판별모듈(49)은 애자결함 측정모듈(31)이 측정한 누설전류를 통하여 애자(30)의 결함을 판별하며, 프레임(47)의 내부에 설치된다.
구체적으로, 애자결함 판별모듈(49)은 전술한 무선송신기(33)가 송신하는 누설전류 값을 수신하는 누설전류 검출안테나(42), 누설전류 검출안테나(42)에 연결되며 이 안테나(42)를 통해 수신된 누설전류 값에 포함되어 있는 고주파성분을 분석하여 애자(30)의 결함을 검출하는 검출기(43), 검출기(43)에 연결되며 검출기(43)의 검출값을 관리자의 서버(50)로 무선 송신하는 통신유닛(44) 및, 이들 검출기(43)와 통신유닛(44)에 각각 연결되어 이들을 각각 제어하는 마이크로 프로세서(48)를 포함한다.
따라서, 관리자는 그 관리자의 서버(50)로 전송된 검출값을 통하여 원거리에서도 불량 애자를 판별 또는 그 오손도를 평가할 수 있게 된다.
이때, 통신유닛(44)에는 저속 저전력 기반의 무선개인영역 통신기술인 ZigBee 기술이 채용될 수 있다.
한편, 솔라셀(45)은 다수개가 구비되어 프레임(47)의 외주면에 각각 장착되고, 태양광을 이용하여 전력을 발생하는 역할을 한다. 예를 들면, 솔라셀(45)은 약 20W급 전력을 발생하는 역할을 한다.
그리고, 슈퍼 캐패시터(46)는 프레임(47)의 내부에 설치되되, 도 3에 도시된 바와 같이, 솔라셀(45)과 애자결함 판별모듈(49)에 각각 연결되어 솔라셀(45)에 의해 발생된 전력을 그 내부에 저장함과 아울러 그 내부에 저장된 전력을 애자결함 판별모듈(49)로 공급하는 역할을 한다.
따라서, 애자결함 판별모듈(49)은 별도의 외부 전력의 공급없이도 이 슈퍼 캐패시터(46)에서 공급하는 전력에 의해 작동되어지게 된다.
이상, 본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 즉, 본 발명에서는 송전선로 상에 설치되는 애자결함 판별 시스템을 예로 들어 설명하였으나, 이는 일실시예에 불과하고, 본 발명에 따른 애자결함 판별 시스템은 배전선로 상에도 설치될 수도 있다. 또, 본 발명에서는 누설전류센서의 일예로 변류기를 예로 들어 설명하였지만, 이는 다른 실시예들로도 구현가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 애자결합 판별 시스템의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 볼센서 장치의 구성을 도시한 사시도이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10 : 송전탑
20 : 송전선
31 : 애자결함 측정모듈
40 : 볼센서 장치
42 : 누설전류 검출안테나
44 : 통신유닛
45 : 솔라셀
49 : 애자결함 판별모듈
50 : 관리자 서버
60 : 애자결함 판별 시스템

Claims (4)

  1. 송전선 또는 배전선을 지지하는 애자(insulator)의 결함을 판별하는 애자결함 판별 시스템에 있어서,
    상기 애자를 통해 흐르는 누설전류를 측정하도록 상기 애자 상에 설치된 애자결함 측정모듈; 및,
    상기 애자결함 측정모듈이 측정한 누설전류를 통하여 상기 애자의 결함을 판별하도록 상기 송전선 또는 배전선 상에 설치된 애자결함 판별모듈을 포함하는 애자결함 판별 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 애자결함 측정모듈은
    상기 애자를 통해 흐르는 누설전류를 측정하는 누설전류센서와, 상기 누설전류센서에서 측정된 누설전류 값을 상기 애자결함 판별모듈로 무선 송신하는 무선송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 애자결함 판별 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 애자결함 판별모듈은
    상기 무선송신기가 송신하는 상기 누설전류 값을 수신하는 누설전류 검출안테나, 상기 누설전류 검출안테나에 연결되며 상기 수신된 누설전류 값에 포함된 고 주파성분을 분석하여 상기 애자의 결함을 검출하는 검출기 및, 상기 검출기에 연결되며 상기 검출기의 검출값을 관리자의 서버로 무선 송신하는 통신유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 애자결함 판별 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 송전선 또는 배전선 상에 설치되는 볼 형상의 볼센서 장치를 더 포함하고,
    상기 볼센서 장치는 태양광을 이용하여 전력을 발생하는 솔라셀, 및 상기 솔라셀에 의해 발생된 전력을 저장하되 상기 전력을 상기 애자결함 판별모듈로 공급하는 슈퍼 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 애자결함 판별 시스템.
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