KR20100078410A - 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템 - Google Patents

가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템 Download PDF

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Abstract

가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱에 박막형 UHF 센서를 제공하여 컴포지트 부싱의 부분방전을 계측할 수 있는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템이 개시된다. 상기에 의해 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱에서 발생하는 부분방전을 계측할 수 있으며, 부분 방전에 의한 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 안전사고를 예방할 수 있다.
가스절연개폐장치, 컴포지트 부싱, UHF 센서

Description

가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템{MANUFACTURING METHOD OF COMPOSITE BUSHING OF GAS INSULATED SWITCHGEAR AND PARTIAL DISCHARGE DIAGNOSTIC SYSTEM FOR COMPOSITE BUSHING OF GAS INSULATED SWITCHGEAR}
본 발명은 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 FRP튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하여 가스절연개폐장치의 부분 방전을 검사할 수 있는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템에 관한 것이다.
일반적으로 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear: GIS)는 송전라인 또는 배전라인 등에 구비되어 정상적인 상태에 의한 개폐뿐만 아니라, 지락, 단락 등과 같은 이상 상태에서도 선로를 개폐하여 전력계통을 안전하게 보호하는 기기이다.
상기 가스절연개폐장치 중에서 내부에 육불화황(SF6) 가스를 충진하여 사용 하는 컴포지트 부싱(composite bushing)은 통상 플랜지(flange) 및 상기 플랜지에 삽입되는 FRP 튜브 및 실리콘 고무로 이루어진다.
상기 육불화황 가스의 기밀성을 높이기 위해 플랜지 내주면 표면을 거칠게 가공하기도 한다. 이 경우 온도 변화에 의해 접착면이 마모되거나 손상될 수 있으며, 이로 인해 가스 기밀성을 유지하는데 한계가 발생한다.
가스절연개폐장치의 구성품중의 하나인 부싱 내부에서 방전이 시작되면, 광대역의 전자파가 발생된다. 부분방전은 시간이 경과됨에 따라 원인이 제거되어 소멸되기도 하지만, 대부분의 경우 방전횟수 또는 방전강도 등이 증가되어 섬락(閃絡, 순간적으로 전기 불꽃을 내며 전류가 흐르는 현상) 사고로 이어지기도 한다.
따라서, 운전중인 가스절연개폐장치의 부분방전을 외부에서 계측한다면 섬락사고가 발생하는 것을 예방할 수 있고, 이러한 계측 수단으로 UHF(Ultra High Frequency) 방식의 부분방전 계측 센서가 사용되고 있다.
이러한 UHF 센서를 부싱에도 제공하여 부싱의 부분방전을 계측해야 하지만, 일반적으로 자기류 또는 애자류로 형성된 부싱에 UHF 센서를 설치하는데 어려움이 따른다.
또한, 컴포지트 부싱을 사용하는 경우에도 외부에 노출되어 UHF 센서를 설치하는데 필요한 면적이 한계가 있으며, 컴포지트 부싱의 주변의 노이즈에 의해 UHF 센서가 정확한 부분 방전을 계측하는데 어려움이 따른다.
더불어, 컴포지트 부싱의 부분방전이 지속되면 섬락사고에 의해 부싱 폭발로 이어져 인명피해가 발생하기도 한다.
본 발명은 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱에 박막형 UHF 센서를 제공하여 컴포지트 부싱의 부분 방전을 계측할 수 있는 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분 방전 진단시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 크기가 축소된 박막형 UHF 센서를 제공하여 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱에 UHF 센서를 용이하게 설치할 수 있는 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분 방전 진단시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 박막형 UHF 센서를 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱에 제공하여 부분 방전을 계측함으로써, 컴포지트 부싱의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분 방전 진단 시스템을 제공한다.
상술한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법에 따르면, FRP(fiberglass reinforced plastics) 튜브를 세척하여 제공하는 단계; FRP 튜브 상에 프라이머(primer) 코팅을 하는 단계; FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계; 및 박막형 UHF 센서 상에 실리콘 고무를 제공하는 단계;를 구비하며, FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계에서 박막형 UHF 센서는 밴드형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 방법에 의해 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱에서 발생하는 부분방전을 계측할 수 있으며, 부분 방전에 의한 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱의 안전사고를 예방할 수 있다.
상기 FRP 튜브를 제공하는 단계에서, FRP 튜브는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 상기와 같이 형성된 FRP 튜브는 박막형 UHF 센서가 FRP 튜브에 용이하게 제공될 수 있다.
또한, FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계는 박막형 UHF 센서의 출력선을 인출하는 단계를 포함할 수 있다. 출력선은 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출하는 단계를 포함할 수 있으며, 양극 및 음극 수신부 출력선은 BNC(Bayonet Neil-Concelman connector)에 각각 연결될 수 있다.
이때, 양극 및 음극 수신부 출력선은 BNC에 각각 연결하는 단계에서 음극 수신부 출력선은 상기 BNC와 전기적으로 분리되고, 양극 수신부 출력선은 상기 BNC와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기와 같이 구성함으로써, 박막형 UHF 센서의 출력선은 컴포지트 부싱의 플랜지에 연결되어 박막형 UHF 센서가 접지 상태를 유지하게 되어 컴포지트 부싱의 부분 방전을 계측할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 과제를 달성하기 위한 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템은 컴포지트 부싱을 구성하는 FRP(fiberglass reinforced plastics) 튜브, FRP 튜브 상에 제공되는 박막형 UHF 센서 및 박막형 UHF 센서 상 에 제공되는 실리콘 고무를 포함하며, 박막형 UHF 센서는 밴드형으로 형성되며, 상기 박막형 UHF 센서와 전기적으로 연결되어 박막형 UHF 센서의 신호를 출력하는 출력부를 포함한다.
상기와 같이 구성된 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱에 제공된 박막형 UHF 센서를 이용하여 부분방전을 계측하고 컴포지트 부싱의 안전사고를 미연에 예방할 수 있으며, 나아가 가스절연개폐장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 FRP 튜브는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있으며, 실리콘 고무와의 안정된 접착을 위해 프라이머 코팅될 수 있다.
또한, 출력부는 박막형 UHF 센서의 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출할 수 있다. 출력된 양극 및 음극 수신부 출력선은 BNC에 각각 연결될 수 있으며, 음극 수신부 출력선은 컴포지트 부싱의 플랜지와 접지되어 컴포지트 부싱의 부분 방전을 감지할 수 있다.
상기와 같은 박막형 UHF 센서는 FRP 튜브의 하부 플랜지 상단에 설치될 수 있다. 박막형 UHF 센서가 FRP 튜브의 하부 플랜지 상단에 설치됨으로서, 컴포지트 부싱에 박막형 UHF 센서를 설치하기 용이해질 수 있다.
본 발명의 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템에 따르면, 컴포지트 부싱에 박막형 UHF 센서를 제공하여 컴포지트 부싱의 부분방전을 계측할 수 있다.
또한 본 발명의 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법 및 가스절연개 폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템에 따르면, 컴포지트 부싱의 부분방전을 계측하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴포지트 부싱을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 컴포지트 부싱을 확대 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 컴포지트 부싱에 제공된 박막형 UHF 센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 따른 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱(100)은 FRP 튜브(110) 및 FRP 튜브(110) 상에 제공되는 실리콘 고무를 포함하여 형성될 수 있다.
FRP 튜브(110) 상에 박막형 UHF 센서(150)가 제공될 수 있으며, 특히 FRP 튜브(110) 내에 박막형 UHF 센서(150)가 제공될 수 있다. 이와 같이 형성된 컴포지트 부싱(100)은 박막형UHF 센서(150)가 제공되어 컴포지트 부싱(100)에서 발생할 수 있는 부분 방전을 계측할 수 있다. 또한, 컴포지트 부싱(100)의 부분 방전을 계측하는 UHF 센서가 소형의 박막형 UHF 센서(150)로 형성됨에 따라 FRP 튜브(110) 내 에 제공되어 부분 방전 센서의 크기를 축소시킬 수 있다.
또한, 박막형 UHF 센서(150)가 밴드형으로 형성됨에 따라 FRP 튜브(110)에 박막형 UHF 센서(150)를 장착하기 용이해질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 FRP 튜브(110)는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있기 때문에 FRP 튜브(110)에 박막형 UHF 센서(150)를 장착하기 위해서 박막형 UHF 센서(150)가 FRP 튜브(110)에 감싸지도록 밴드형으로 형성되는 것이 바람직하다.
더불어, 컴포지트 부싱(100)은 박막형 UHF 센서(150) 상에 제공되는 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 즉, FRP튜브(110)가 컴포지트 부싱(100)에 장착되기 위해서 실리콘 고무가 제공될 수 있는데, FRP 튜브(110)에 프라이머 코팅(미도시)을 하여 FRP 튜브(110)와 실리콘 고무 사이의 밀착력을 강화시킬 수 있다.
상기 컴포지트 부싱(100)은 박막형 UHF 센서(150)와 전기적으로 연결되어 박막형 UHF 센서(150)의 신호를 출력할 수 있는 출력부(190)를 포함할 수 있다. 이때, 출력부(190)는 박막형 UHF 센서(150)의 양극 수신부 출력선(182) 및 음극 수신부 출력선(184)을 인출할 수 있다. 여기서 양극 및 음극 수신부 출력선(184)은 BNC에 각각 연결될 수 있으며, 양극 및 음극 수신부 출력선(184)이 BNC에 연결되어 컴포지트 부싱(100)의 부분 방전을 감지할 수 있다.
여기서, 양극 수신부 출력선(182)에 검출된 신호는 동축 케이블(192)로 전송될 수 있으며, 컴포지트 부싱(100)의 부분방전에 의해 박막형 UHF 센서(150)에 수신된 신호는 감쇄시키는 일 없이 출력부(190)까지 전송할 수 있다. 이때, 양극 수신부 출력선(182)은 수 GHz의 고주파 대역까지 측정할 수 있다.
한편, 음극 수신부 출력선(184)은 컴포지트 부싱(100)의 플랜지(170)와 접지 상태를 유지할 수 있기 때문에 컴포지트 부싱(100) 내부의 전기적 소자와 접촉하여 발생되는 장애가 작아질 수 있다.
특히 박막형 UHF 센서(150)는FRP 튜브(110)의 하부 플랜지(175) 상단에 설치될 수 있다. 상기와 같이 박막형 UHF 센서(150)가 FRP 튜브(110)의 하부 플랜지(175) 상단에 설치됨으로써, 양극 및 음극 수신부 출력선(184)과 근접한 위치에 제공될 수 있다. 그 결과 컴포지트 부싱(100)에서 발생하는 부분 방전을 계측할 수 있게 되어 컴포지트 부싱(100)의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 컴포지트 부싱의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱(100) 제조 방법에 따르면, FRP(fiberglass reinforced plastics) 튜브를 세척하여 제공하는 단계(S410), FRP 튜브 상에 프라이머 코팅을 하는 단계(S420), FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계(S430) 및 박막형 UHF 센서 상에 실리콘 고무를 제공하는 단계(S440)를 구비할 수 있다.
이때, FRP 튜브를 세척하여 제공하는 단계(S410)에서 FRP 튜브(110)는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 또한, FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계(S430)에서 박막형 UHF 센서(150)는 밴드형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 FRP 튜브(110)는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있기 때문에 FRP 튜브(110)에 박막형 UHF 센서(150)를 장착하기 위해서 박막형 UHF 센서(150)가 FRP 튜브(110)에 감싸지도록 밴드형으로 형성될 수 있다.
특히 박막형 UHF 센서(150)는 전계 집중이 되지 않도록 타원형 밴드로 형성되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 박막형 UHF 센서(150)가 타원형 밴드로 형성되면, 컴포지트 부싱(100)의 구동하는 동안 박막형 UHF 센서(150)에 의해 발생할 수 있는 절연 문제를 방지할 수 있다.
또한, FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계(S430)는 박막형 UHF 센서의 출력선을 인출하는 단계를 포함할 수 있으며, 박막형 UHF 센서의 출력선을 인출하는 단계는 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출하는 단계에서 상기 양극 및 음극 수신부 출력선은 BNC(Bayonet Neil-Concelman connector)에 각각 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 양극 및 음극 수신부 출력선을 BNC에 각각 연결하는 단계에서 음극 수신부 출력선(182)은 BNC(미도시)와 전기적으로 분리되고, 양극 수신부 출력선(184)은 상기 BNC와 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 출력된 양극 수신부 출력선(182)에 의해 검출된 신호는 동축 케이블(192)로 전송될 수 있으며, 컴포지트 부싱(100)의 부분방전에 의해 수신된 신호를 감쇄시키는 일 없이 출력부(190)까지 전송할 수 있다. 이때, 양극 수신부 출력선(182)은 수 GHz의 고주파 대역까지 측정할 수 있다.
또한, 음극 수신부 출력선(184)에 의해 출력된 신호는 컴포지트 부싱(100)의 플랜지(170)와 접지 상태를 유지할 수 있다. 음극 수신부 출력선(184)에 의해 출력된 신호가 플랜지(170)와 접지 상태를 유지함으로써, 컴포지트 부싱(100) 내부의 전기적 소자와 접촉하여 발생되는 장애가 작아질 수 있다.
도면 중 미설명 부호 190a, 190b, 190c는 각각 로컬 유닛, 메인 유닛, 컴퓨터이다.
상기와 같이 형성된 컴포지트 부싱(100)은 외부에 노출되어 있어도 컴포지트 부싱(100) 내부에 박막형 UFH 센서(150)를 삽입하여 컴포지트 부싱(100)에서 발생하는 부분 방전을 진단할 수 있게 된다. 그 결과 컴포지트 부싱(100)의 안전 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 나아가 가스절연개폐장치의 모든 부품에 부분 방전을 계측하는 UHF 센서를 적용할 수 있게 되어 가스절연개폐장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴포지트 부싱을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 컴포지트 부싱을 확대 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 컴포지트 부싱을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 컴포지트 부싱의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 컴포지트 부싱 110:FRP 튜브
150: 박막형 UHF 센서 182: 양극 수신부 출력선
184: 음극 수신부 출력선 190: 출력부

Claims (12)

  1. 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법에 있어서,
    FRP(fiberglass reinforced plastics) 튜브를 세척하여 제공하는 단계;
    상기 FRP 튜브 상에 프라이머 코팅을 하는 단계;
    상기 FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계; 및
    상기 박막형 UHF 센서 상에 실리콘 고무를 제공하는 단계;를 구비하며,
    상기 FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계에서 상기 박막형 UHF 센서는 밴드형으로 형성된 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 FRP 튜브를 제공하는 단계에서 상기 FRP 튜브는 원형 또는 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계는 상기 박막형 UHF 센서의 출력선을 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 박막형 UHF 센서의 출력선을 인출하는 단계는 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출하는 단계에서 상기 양극 및 음극 수신부 출력선은 BNC(Bayonet Neil-Concelman connector)에 각각 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 양극 및 음극 수신부 출력선은 BNC에 각각 연결하는 단계에서 상기 음극 수신부 출력선은 상기 BNC와 전기적으로 분리되고, 상기 양극 수신부 출력선은 상기 BNC와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 제조 방법.
  7. 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템에 있어서,
    상기 컴포지트 부싱은 FRP(fiberglass reinforced plastics) 튜브, 상기 FRP 튜브 상에 제공되는 박막형 UHF 센서 및 상기 박막형 UHF 센서 상에 제공되는 실리 콘 고무를 포함하고,
    상기 박막형 UHF 센서는 밴드형으로 형성되며, 상기 박막형 UHF 센서와 전기적으로 연결되어 상기 박막형 UHF 센서의 신호를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 FRP 튜브는 원형 또는 타원형으로 형성되며, 상기 실리콘 고무와의 안정된 접착을 위해 프라이머 코팅이 된 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 출력부는 상기 박막형 UHF 센서의 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양극 및 음극 수신부 출력선은 BNC에 각각 연결되어 하는 상기 부싱의 부분 방전을 감지하는 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 음극 수신부 출력선은 상기 컴포지트 부싱의 플랜지와 접지된 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막형 UHF 센서는 상기 FRP 튜브의 하부 플랜지 상단에 설치된 것을 특징으로 하는 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱의 부분방전 진단시스템.
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