KR20100047581A - 지중송전계통 절연통보호장치 상시 진단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 SVL 및 지중송전케이블의 절연접속부에 부착되어 상기 SVL이 정상적으로 동작하고 있는지를 진단하는 SVL 상시 진단 장치로서, 지중 송전케이블 크로스본드선에 흐르는 전류로부터 전자유도방식을 이용하여 상기 SVL 상시 진단 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 SVL에 흐르는 전류를 감지하여 상기 SVL의 열화와 동작 상태를 측정하는 동작 측정부; 상기 전원 공급부 및 상기 동작 측정부를 제어하면서 상기 동작 측정부로부터의 동작 결과를 디스플레이하는 제어 및 표시부로 구성되어 있다.

SVL, SVL 상시 진단 장치, 전원 공급부, 동작 측정부, 제어 및 표시부

Description

지중송전계통 절연통보호장치 상시 진단 장치{A Diagnosis Apparatus for SVL on Underground Power Cable System}

본 발명은 전력계통 요소의 진단 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 지중송전케이블 접속부의 방식층 및 절연통을 보호하기 위해 설치되어 있는 절연통보호장치를 상시로 진단할 수 있는 지중송전계통 절연통보호장치 상시 진단 장치에 관한 것이다.

최근 우리나라는 가공송전선로 건설을 위한 경과지 확보의 어려움, 대도시의 팽창, 택지개발에 따른 기존 가공송전선로의 이설요구, 지중화 민원 등으로 인하여 지중송전설비가 급속히 증대되고 있는 실정이며, 특히 지중송전케이블이 포설되어 있는 지하 전력구에서는 케이블 접속부에 사고 발생시 건전 설비로 사고 확대, 화재 발생 개연성 내재 등 대형 사고로 파급될 가능성이 있어 지하 전력구내 케이블 접속부의 사고방지를 위한 대책이 다각도로 필요한 실정이다.

한편, 지중송전케이블계통의 인입구간은(제 1 크로스본드구간) 가공선로 및 변전소로부터 빈번한 과전압이 유입(뇌 써지, 개폐써지, 상용주파과전압)되는 구간으로써 케이블 접속부에는 절연통보호장치(Sheath Voltage Limiter, 이하 'SVL'이라 한다)를 설치하여 케이블을 보호하고 있다. SVL은 지중송전케이블에 유입되는 각종 써지 이상전압으로부터 케이블의 절연통을 보호하기 위하여 설치하는 장치로서 내부에 산화아연소자로 된 피뢰기를 구비하여 방수 및 절연성능을 갖도록 보강한 것이다.

도 1a 및 1b는 각각 종래 SVL상시 진단장치를 포함하지 않는 지중송전케이블 절연접속부와 이를 보호하기 위한 SVL이 설치되어 있는 상태를 도시한 도면이고 도 2는 종래의 SVL의 단면도를 나타내고 있다.

도 1 및 2를 참조하면, 현재 채택되어 운전되고 있는 지중송전케이블 절연접속부와 이를 보호하기 위한 SVL이 상시 진단장치없이 단독으로 설치 및 운용되고 있다.

그러나 상기 SVL의 열화에 의한 소손으로 화재 발생 및 다회선 수용 전력구의 경우 대형 정전사고의 가능성이 상시 존재하므로 SVL 상시 모니터링 시스템 구축을 통한 안정적 선로운영 필요성이 제기되고 있는 실정이다.

즉, 종래 지중송전케이블 접속부의 방식층 및 절연통을 보호하기위한 SVL의 경우 각종 써지 이상전압에 의해 SVL 내부 특성요소의 열화, 소손 등으로 이어질 수 있는데 현재로써는 SVL의 동작여부, 내부 특성요소의 열화 진행정도를 전혀 알 수 없고 따라서 자칫 발생할 수 있는 지하 전력구내의 대형사고 유발을 근본적으로 방지하기 위한 지중송전케이블 접속부에 설치된 SVL의 상시 진단 장치가 필요하다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 고안된 것으로서 본 발명에 따른 SVL 상시 진단장치는 SVL의 동작유무, 동작횟수의 측정 및 자동 기록과 누설전류를 상시 진단하는 장치로서 SVL의 상시 감시로 설비 안정성 및 신뢰도를 확보하고, 내부소자의 열화진행 여부를 파악하여 불량개소 조기 적출 및 교체로 설비고장예방에 활용할 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 고안된 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따라 지중송전케이블의 절연접속부에 연결된 상기 SVL이 정상적으로 동작하고 있는지를 진단하는 SVL 상시 진단 장치가 제공되고, 지중 송전케이블 크로스본드선에 흐르는 전류로부터 전자유도방식을 이용하여 상기 SVL 상시 진단 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 SVL에 흐르는 전류를 감지하여 상기 SVL의 열화와 동작 상태를 측정하는 동작 측정부; 상기 전원 공급부 및 상기 동작 측정부를 제어하면서 상기 동작 측정부로부터의 동작 결과를 디스플레이하는 제어 및 표시부로 구성되어 있다.

상기 전원 공급부에서 구비된 전원취득코일은 상기 지중송전케이블의 크로스본드선에 전류가 흐름에 따라 유도된 자기장의 변화로부터 전류를 취득하는 전원취득코일, 상기 발생된 전류를 평활시키는 평활회로와 상기 평활된 전류를 일정한 크 기를 갖는 정전압으로 변환하는 정전압회로를 포함할 수 있다.

상기 동작 측정부는 상기 SVL에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서, 상기 전류센서에 의해 감지된 전류를 측정하는 전류측정회로, 상기 측정된 전류의 피크 값을 탐지하는 디텍터, 상기 탐지된 전류의 피크 값을 홀딩하는 홀더, 및 상기 홀딩된 피크 값을 디지털로 변환하여 상기 제어 및 표시부에 전송하는 A/D컨버터를 포함할 수 있다.

상기 전류센서는 착탈식 로고스키 전류센서일 수 있다.

상기 제어 및 표시부는 상기 SVL 상시 진단 장치의 각 구성요소들을 제어하는 CPU, 상기 디지털 변환된 전류의 피크 값을 저장하는 메모리, 및 상기 SVL 상시 진단 장치의 설정을 리셋하는 리셋부를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 SVL 상시 진단 장치에 따르면 SVL에 흐르는 전류를 수시로 감시/진단이 가능하므로 SVL의 열화 상태와 SVL이 정상적으로 동작하고 있는지를 실시간으로 파악할 수 있다.

이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하 며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SVL 상시 진단 장치가 SVL 및 지중송전케이블의 절연접속부에 장착되어 있는 것을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 시스 크로스 본드(5)를 가지는 지중송전케이블 절연접속부, SVL(1), 및 본 발명에 따른 SVL 상시 진단 장치가 포함되어 있다.

한편, 지하 전력구에는 전등부하용 전원선이 설치되어 있으나, 전원용 배선을 새롭게 설치해야 되는 문제점 및 적절한 교류-직류 변환장치를 사용하여 장치에 필요한 전원으로 변환시켜야 하며, 지속적인 유지보수 및 관리가 필요 하는 등 진단장치 전원용으로 직접적으로 사용하기에는 어려움이 있다.

따라서 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 SVL 진단장치는 전원취득 코일(10)을 지중송전케이블 크로스본드선에 감아서, 상시 흐르는 시스전류에 의해 발생되는 자기장을 이용하여 전자유도원리에 의해 전원취득 코일(10)에 유기되는 전압을 이용하여 진단장치의 동작에 필요한 전원을 얻기 때문에 추가적인 전원공급선이 필요가 없는 장점이 있다.

또한 본 발명의 SVL 진단장치는 착탈식 로고스키 전류센서(20)를 포함하고 SVL(1)의 좌측(도 2에는 SVL(1)의 좌측에 설치되어 있지만 이는 예시로서 SVL(1)의 좌우측 어디든 설치될 수 있다)에 설치되어 있다.

따라서 본 발명에 따른 SVL 상시 진단 장치에 의하여 SVL(1)에 유입되는 써지의 유입 횟수를 기록할 뿐만 아니라, SVL(1)에 흐르는 누설전류치의 상시 감시를 통한 내부소자의 열화진행 여부를 파악하여 불량개소를 조기 적출 및 교체 가능하도록 함으로써, 지하 전력구 대형사고를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 SVL 상시 진단 장치에 대해서는 이하 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 SVL 상시 진단 장치의 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 SVL 상시 진단 장치는 크게 전원 공급부(1), 동작 측정부(2), 및 제어 및 표시부(3)를 포함한다.

상기 전원 공급부(1)는 지중송전케이블의 크로스본드선에 상시 흐르는 시스전류로부터 전자유도 원리를 이용하여 SVL 상시 진단 장치에 전원을 공급하기 위한 것이다.

상기 전원 공급부(1)는 전원취득코일(10), 평활회로(11), 및 정전압회로(12)를 포함한다. 상기 전원 공급부(1)의 구성과 각 동작을 설명하면 먼저, 지중송전케이블의 크로스본드선에 전류가 흐름에 따라 자기장이 유도되고 이러한 자기장의 변화에 따라 상기 전원취득코일(10)에는 전자유도 원리에 따라 전류가 흐르게 된다.

이러한 전류는 평활회로(11)를 거치면서 평활되고 정전압회로(12)에 의해 일정한 피크를 가진 정전압이 SVL 상시 진단 장치에 공급될 수 있다.

상기 동작 측정부(2)는 착탈식 로고스키 전류센서(20), 피크 디텍터(21), 전류측정회로(22), 홀더(23), 및 A/D컨버터(24)를 포함한다.

착탈식 로고스키 전류센서(20)는 SVL(1)에 흐르는 전류를 감지하는 역할을 한다. 이러한 착탈식 로고스키 전류센서(20)는 수마이크로 암페어정도의 미세 전류도 감지할 수 있다. 본 발명에서는 착탈식 로고스키 전류센서(20)로 구현하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 고정식, 및 기타 다른 타입으로도 구현될 수 있음은 물론이다.

피크 디텍터(21)와 전류측정회로(22)는 착탈식 로고스키 전류센서(20)에서 감지하는 전류를 전류측정회로(22)에서 측정하여 측정된 전류의 피크값을 디텍터(21)가 탐지하도록 되어있다.

이렇게 디텍터(21)에의해 탐지된 전류의 피크값은 홀더(23)에 의해 홀딩되고 A/D컨버터(24)에의해 디지털로 변환되어 후술할 제어 및 표시부(3)내의 메모리(31)에 저장된다.

상기 제어 및 표시부(3)는 각 구성요소를 제어하고 사기한 피크값 등의 결과값을 디스플레이한다.

제어 및 표시부(3)는 CPU(30), 메모리(31), 및 디스플레이(32)를 포함하고 기타 SVL 상시 진단 장치의 오류등이 발생하였을 경우 리셋을 수행하기 위한 리셋부(33)를 더 포함할 수 있다.

CPU(30)는 SVL 상시 진단 장치내의 각 구성요소간 신호 제어 및 명령등 전반적 제어를 수행한다.

메모리(31)는 SVL 상시 진단 장치의 동작에 필요한 소프트웨어등의 프로그램, 제어 변수값, 및 상기 피크 디텍터(21)에 의해 탐지되어 홀더(23)에 의해 홀딩된 SVL(1)에 흐르는 전류의 피크값을 저장한다.

디스플레이(32)는 상기 메모리(31)에 저장된 전류의 피크값을 디스플레이한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SVL 상시 진단 장치가 현장에서 실제로 SVL(1) 및 지중송전케이블의 절연접속부에 장착되어 있는 것을 도시한 도면이다.

또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SVL 상시 진단 장치가 동작하여 제어 및 표시부(3)의 디스플레이(32)에 전류의 피크값이 변하는 것을 도시한 도면이다. 여기서 도 6(a)는 SVL 상시 진단 장치의 동작전의 상태를 그리고 도 6(b)는 SVL 상시 진단 장치의 동작후의 상태를 각각 나타낸다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이고 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1(a) 및 1(b)는 각각 종래 SVL상시 진단장치를 포함하지 않는 지중송전케이블 절연접속부와 이를 보호하기 위한 SVL이 설치되어 있는 상태를 도시한 도면,

도 2는 종래의 SVL의 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SVL 상시 진단 장치가 SVL 및 지중송전케이블의 절연접속부에 장착되어 있는 것을 도시한 도면,

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 SVL 상시 진단 장치의 블록도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SVL 상시 진단 장치가 현장에서 실제로 SVL 및 지중송전케이블의 절연접속부에 장착되어 있는 것을 도시한 도면, 및

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SVL 상시 진단 장치가 동작하여 제어 및 표시부의 디스플레이에 전류의 피크값이 변하는 것을 도시한 도면.

Claims (5)

1. SVL 및 지중송전케이블의 절연접속부에 연결되어 상기 SVL이 정상적으로 동작하고 있는지를 진단하는 SVL 상시 진단 장치로서,

   상기 SVL 상시 진단 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부;

   상기 SVL에 흐르는 전류를 감지하여 상기 SVL의 동작을 측정하는 동작 측정부; 및

   상기 전원 공급부 및 상기 동작 측정부를 제어하면서 상기 동작 측정부로부터의 동작 결과를 디스플레이하는 제어 및 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SVL 상시 진단 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전원 공급부는,

   상기 전원취득코일은 상기 지중송전케이블의 크로스본드선에 전류가 흐름에 따라 유도된 자기장의 변화로부터 전류를 취득하는 전원취득코일,

   상기 취득된 전류를 평활시키는 평활회로, 및

   상기 평활된 전류를 일정한 크기를 갖는 정전압으로 변환하는 정전압회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 SVL 상시 진단 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 동작 측정부는,

   상기 SVL에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서,

   상기 전류센서에의해 감지된 전류를 측정하는 전류측정회로,

   상기 측정된 전류의 피크값을 탐지하는 디텍터,

   상기 탐지된 전류의 피크값을 홀딩하는 홀더, 및

   상기 홀딩된 피크값을 디지털로 변환하여 상기 제어 및 표시부에 전송하는 A/D컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 SVL 상시 진단 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전류센서는 착탈식 로고스키 전류센서인 것을 특징으로 하는 SVL 상시 진단 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 및 표시부,

   상기 SVL 상시 진단 장치의 각 구성요소들을 제어하는 CPU,

   상기 디지털 변환된 전류의 피크값을 저장하는 메모리, 및

   상기 SVL 상시 진단 장치의 설정을 리셋하는 리셋부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SVL 상시 진단 장치.

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