KR20120032617A - 피뢰기 상태 변화 감시 장치 및 방법 - Google Patents

피뢰기 상태 변화 감시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전압 측정 방식에 의하여 피뢰기의 열화 등의 상태 이상을 상시 감시할 수 있는 피뢰기 상태 변화 감시 기술이 개시된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치는 피뢰기에 인접하여 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 전압 측정부에서 측정한 전압과 기 저장된 정상 상태 전압의 차이가 기준 전압 변동차(DV) 보다 큰 경우 상기 피뢰기의 상태 이상 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 상태 이상 신호를 입력 받아, 사용자가 상기 피뢰기의 상태 이상을 감지할 수 있도록 하는 출력부를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치는 피뢰기의 상태 불량을 조기에 파악하여 이에 대한 대처가 가능하여, 전체적인 전력계통의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.

Description

피뢰기 상태 변화 감시 장치 및 방법{Apparatus and method for monitoring status of lightning arrester}
본 발명은 피뢰기 상태 변화 감시 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전압 측정 방식에 의하여 피뢰기의 열화 등의 상태 이상을 상시 감시할 수 있는 피뢰기 상태 변화 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
피뢰기는 전력계통에 침입하는 뇌서지, 개폐서지, 일시적 과전압 등에 의한 전기적 에너지를 흡수하여 전송선로 및 발?변전기기를 보호하는 중요한 전력기기 중의 하나이다.
전력계통의 송?배전 및 변전 시스템에 설치된 피뢰기의 교체 시기는 피뢰기에 설치된 써지 카운터의 동작 횟수에 의해 판단되어졌다. 즉, 피뢰기는 열화상태와 관계없이, 피뢰기에 일정 횟수 이상의 써지가 발생하였을 경우에 열화된 피뢰기라고 판단되어 교체되어 왔다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 전력계통에 설치된 다수개의 피뢰기의 상태 변화를 상시 감시하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 본 발명은 피뢰기의 열화 즉, 피뢰기의 상태 불량을 조기에 파악하여 대처가 가능하여, 전체적인 전력계통의 신뢰성을 증가시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 하나의 전력 계통 내에서 상이한 위치에 설치된 피뢰기들간에 과전압이 도달하는 시간의 차를 데이터화한 도달 시간차(Dt) 및 정상상태에서 피뢰기에 인가되는 전압과 피뢰기에 과전압이 인가될 때의 전압의 차를 데이터화한 기준 전압 변동차(Dv)의 요인을 고려하여 피뢰기의 열화 상태를 파악하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 이를 통해 본 발명은 각 피뢰기의 상태 이상을 유연하게 파악하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치는, 피뢰기에 인접하여 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 전압 측정부에서 측정한 전압과 기 저장된 정상 상태 전압의 차이가 기준 전압 변동차(DV) 보다 큰 경우 상기 피뢰기의 상태 이상 신호를 출력하는 제어부; 상기 상태 이상 신호를 입력 받아, 사용자가 상기 피뢰기의 상태 이상을 감지할 수 있도록 하는 출력부를 포함한다.
이 때, 상기 전압 측정부는 상기 피뢰기에 전기적으로 인접한 전압 측정용 변성기(Potential Transformer)일 수 있다. 또한, 상기 전압 측정부는 상기 피뢰기 양단의 전압을 측정하는 전압 센서일 수 있다.
이 때, 상기 제어부는 상기 정상 상태 전압을 데이터화하여 저장하고 있는 데이터 저장부; 상기 전압 측정부에 의하여 측정된 전압의 정보를 취득하는 데이터 취득부; 및 상기 정상 상태 전압 및 상기 데이터 취득부에서 취득한 전압의 차이가 기준 전압 변동차(DV) 보다 큰 경우 상기 피뢰기의 상태 이상 신호를 출력하는 데이터 비교부를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 데이터 저장부는 상기 정상 상태 전압과 함께, 해당 전압의 주파수 정보 및 낙뢰의 주파수 정보를 저장하고 있을 수 있다.
이 때, 상기 제어부는 상기 데이터 취득부에 의하여 취득된 전압의 정보에 대하여 주파수 분석을 행하며, 상기 전압 측정부에 의하여 측정된 전압이 낙뢰에 의한 것이라고 판단될 때에, 상기 데이터 비교부가 동작하도록 하는 데이터 분석부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치는, 제 1 피뢰기에 인접하여 전압을 측정하는 제 1 전압 측정부; 제 2 피뢰기에 인접하여 전압을 측정하는 제 2 전압 측정부; 상기 제 1 전압 측정부에서 측정한 전압과 기 저장된 제 1 정상 상태 전압의 차이가 제 1 기준 전압 변동차(DV1) 보다 큰 경우 제 1 피뢰기 상태 이상 신호를 출력하고, 상기 제 2 전압 측정부에서 측정한 전압과 기 저장된 제 2 정상 상태 전압의 차이가 제 2 기준 전압 변동차(DV2) 보다 큰 경우 제 2 피뢰기 상태 이상 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제 1 피뢰기 상태 이상 신호 또는 상기 제 2 피뢰기 상태 이상 신호를 입력 받아, 사용자가 상기 제 1 피뢰기 또는 상기 제 2 피뢰기의 상태 이상을 감지할 수 있도록 하는 출력부를 포함한다.
이 때, 상기 제 1 전압 측정부 및 상기 제 2 전압 측정부는 각각 상기 제 1 피뢰기 및 상기 제 2 피뢰기에 전기적으로 인접한 제 1 전압 측정용 변성기 및 제 2 전압 측정용 변성기일 수 있다. 또한, 상기 제 1 전압 측정부는 상기 제 1 피뢰기 양단의 전압을 측정하는 제 1 전압 센서이며, 상기 제 2 전압 측정부는 상기 제 2 피뢰기 양단의 전압을 측정하는 제 2 전압 센서일 수 있다.
이 때, 상기 제어부는 상기 제 1 정상 상태 전압 및 상기 제 2 정상 상태 전압을 데이터화하여 저장하고 있는 데이터 저장부; 상기 제 1 전압 측정부 및 상기 제 2 전압 측정부에 의하여 측정된 전압의 정보를 취득하는 데이터 취득부; 및 상기 제 1 정상 상태 전압 및 상기 제 1 전압 측정부가 측정한 전압의 차이가 제 1 기준 전압 변동차(DV1) 보다 큰 경우 상기 제 1 피뢰기 상태 이상 신호를 출력하고, 상기 제 2 정상 상태 전압 및 상기 제 2 전압 측정부가 측정한 전압의 차이가 제 2 기준 전압 변동차(DV2) 보다 큰 경우 상기 제 2 피뢰기 상태 이상 신호를 출력하는 데이터 비교부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 데이터 저장부는 상기 제 1 정상 상태 전압 및 상기 제 2 정상 상태 전압과 함께, 해당 전압의 주파수 정보 및 낙뢰의 주파수 정보를 저장하고 있을 수 있다.
이 때, 상기 데이터 취득부에 의하여 취득된 전압의 정보에 대하여 주파수 분석을 행하며, 상기 전압 측정부에 의하여 측정된 전압이 낙뢰에 의한 것이라고 판단될 때에, 상기 데이터 비교부가 동작하도록 하는 데이터 분석부를 더 포함할 수 있다.
이 때, 하나의 전력 계통 내에서 제 1 피뢰기는 제 2 피뢰기보다 변전소 인입부에 가깝게 설치되어 있으며, 상기 변전소 인입부 측에서 상기 제 1 피뢰기 및 상기 제 2 피뢰기로 상기 제 1 정상 상태 전압 및 상기 제 2 정상 상태 전압보다 큰 과전압이 인가될 때, 상기 데이터 저장부는 상기 제 1 전압 측정부에 인가되는 과전압의 제 1 시작점과 상기 제 2 전압 측정부에 인가되는 과전압의 제 2 시작점을 검출하고, 상기 제 1 시작점과 상기 제 2 시작점의 도달 시간차(Dt)의 데이터를 저장하고 있을 수 있다.
이 때, 상기 데이터 비교부는 상기 도달 시간차(Dt)에 의거하여, 상기 데이터 취득부에서 취득한 전압의 정보가 제 1 전압 측정부에서 측정된 것인지 제 2 전압 측정부에서 측정된 것인지를 판단할 수 있다.
이 때, 상기 출력부는 상기 제어부에서 상기 제 1 피뢰기 상태 이상 신호가 출력되면, 상기 제 1 피뢰기에 대한 상태 이상 및 상기 제 1 피뢰기의 위치를 출력하며, 상기 제어부에서 상기 제 2 피뢰기 상태 이상 신호가 출력되면, 상기 제 2 피뢰기에 대한 상태 이상 및 상기 제 2 피뢰기의 위치를 출력할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 방법은 복수 개의 피뢰기에 대한 각각의 정상 상태 전압을 데이터화하는 단계; 복수 개의 상기 피뢰기 각각에 인접한 복수 개의 전압 측정부에 의하여, 각각의 상기 피뢰기에 대한 전압을 측정하는 단계; 복수 개의 상기 전압 측정부에서 측정한 각각의 전압 및 복수 개의 상기 피뢰기의 각각의 정상 상태 전압의 차이와, 복수 개의 상기 피뢰기 각각에 대하여 기 저장된 기준 전압 변동차를 비교하는 단계; 및 상기 전압 측정부에서 측정한 전압 및 상기 피뢰기의 상기 정상 상태 전압의 차이가 상기 기준 전압 변동차보다 큰 경우, 사용자가 해당 상기 피뢰기의 상태 이상을 감지할 수 있도록 출력부에 나타내는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 전압 측정부에서 측정한 전압이 상기 피뢰기의 상기 정상 상태 전압 보다 큰 경우, 상기 전압 측정부에서 측정한 전압이 낙뢰에 의한 것인지를 주파수 분석을 통하여 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 전압 측정부에서 측정한 전압이 낙뢰에 의한 것인 경우에, 복수 개의 상기 전압 측정부에서 측정한 각각의 전압 및 복수 개의 상기 피뢰기의 각각의 상기 정상 상태 전압의 차이와, 복수 개의 상기 피뢰기 각각에 대하여 기 저장된 상기 기준 전압 변동차를 비교하는 단계를 진행할 수 있다.
이 때, 상기 복수 개의 피뢰기는 하나의 전력 계통 내에 설치되며, 상기 전력 계통의 인입부 측에서 복수 개의 상기 피뢰기로 각각의 상기 정상 상태 전압보다 큰 하나의 과전압이 인가될 때, 복수 개의 상기 피뢰기 간의 상기 과전압의 도달 시간차(Dt)를 측정할 수 있다.
이 때, 상기 전력 계통의 인입부 측에서 복수 개의 상기 피뢰기로 각각의 상기 정상 상태 전압보다 큰 하나의 과전압이 인가될 때, 상기 도달 시간차(Dt)에 의거하여 상기 과전압이 통과한 상기 피뢰기를 판별하며, 상기 출력부는 상기 피뢰기에 대한 상태 이상 및 해당 상기 피뢰기의 위치를 나타낼 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력계통에 설치된 다수개의 피뢰기의 상태 변화를 상시 감시할 수 있다. 따라서, 본 발명은 피뢰기의 열화 즉, 피뢰기의 상태 불량을 조기에 파악하여 대처가 가능하여, 전체적인 전력계통의 신뢰성을 증가시킨다.
또한, 본 발명은 하나의 전력 계통 내에서 상이한 위치에 설치된 피뢰기들간에 과전압이 도달하는 시간의 차를 데이터화한 도달 시간차(Dt) 및 정상상태에서 피뢰기에 인가되는 전압과 피뢰기에 과전압이 인가될 때의 전압의 차를 데이터화한 기준 전압 변동차(Dv)의 요인을 통해 피뢰기의 열화 상태를 파악할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 각 피뢰기의 상태 이상을 유연하게 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치의 전압 측정부에 의하여 측정된 시간 대비 전압의 분석 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치의 전압 측정부에 의하여 측정된 시간 대비 전압의 분석 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치(100)는 제 1 피뢰기(A), 제 2 피뢰기(B), 제 1 전압 측정부(110), 제 2 전압 측정부(120), 제어부(130) 및 출력부(140)를 포함하여 구성된다.
제 1 피뢰기(A) 및 제 2 피뢰기(B)는 송전선로 등을 통해 들어오는 낙뢰에 의한 과전압으로부터, 전력 계통 내의 발전소, 변전소, 송배전선로, 전기기기 등을 보호 하기 위하여, 전력 계통 내의 적절히 배치된다. 특히, 제 1 피뢰기(A) 및 제 2 피뢰기(B)는 전력 계통의 인입부와 발전기, 변압기 등에 인접하여 설치될 수 있다. 이하에서는 제 1 피뢰기(A)가 제 2 피뢰기(B) 보다 전력 계통의 인입부에 가까이 위치하는 것을 가정하고 기술한다.
제 1 전압 측정부(110)는 제 1 피뢰기(A)에 인접하여 전압을 측정한다. 그리고, 제 1 전압 측정부(110)는 제 1 피뢰기(A)에 전기적으로 인접한 전압 측정용 변성기(Potential Transformer)일 수 있다. 또한, 제 1 전압 측정부(110)는 제 1 피뢰기(A) 양단의 전압을 측정하기 위한 전압 센서일 수 있다.
제 2 전압 측정부(120)는 제 2 피뢰기(B)에 인접하여 전압을 측정한다. 그리고, 제 2 전압 측정부(120)는 제 1 피뢰기(B)에 전기적으로 인접한 전압 측정용 변성기(Potential Transformer)일 수 있다. 또한, 제 2 전압 측정부(120)는 제 2 피뢰기(B) 양단의 전압을 측정하기 위한 전압 센서일 수 있다.
제어부(130) 데이터 저장부(131), 데이터 취득부(132) 및 데이터 비교부(134)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 제어부(130)는 데이터 분석부(133)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 저장부(131)는 제 1 피뢰기(A) 및 제 2 피뢰기(B)에 대한 제 1 정상 상태 전압 및 제 2 정상 상태 전압을 데이터화하여 저장한다. 제 1 정상 상태 전압은 피뢰기에 낙뢰로 인한 과전압이 인가되지 않을 때, 즉 전력 계통이 정상적으로 동작하는 상태에서의 제 1 전압 측정부(110)에 의하여 측정되는 평균 전압값일 수 있다. 그리고, 제 2 정상 상태 전압은 피뢰기에 낙뢰로 인한 과전압이 인가되지 않을 때, 즉 전력 계통이 정상적으로 동작하는 상태에서의 제 2 전압 측정부(120)에 의하여 측정되는 평균 전압값일 수 있다. 또한, 데이터 저장부(131)는 제 1 정상 상태 전압 및 제 2 정상 상태 전압 각각의 해당 전압에 대한 주파수 정보를 함께 저장하고 있을 수 있다. 또한, 데이터 저장부(131)는 낙뢰에 의한 과전압이 인가될 때 해당 뇌과전압에 대한 주파수 정보를 함께 저장하고 있을 수 있다. 또한, 데이터 저장부(131)는 제 1 전압 측정부(110) 및 제 2 전압 측정부(120)에 전력 계통의 인입부 측에서 과전압이 인가될 때, 제 1 전압 측정부(110)에서 상기 과전압의 신호가 시작되는 제 1 시작점과 제 2 전압 측정부(110)에서 상기 과전압의 신호가 시작되는 제 2 시작점의 차, 즉 과전압의 도달 시간차(Dt)에 대한 데이터를 저장하고 있을 수 있다. 또한, 데이터 저장부(131)는 각 피뢰기 즉, 제 1 피뢰기(A) 및 제 2 피뢰기(B)를 넘버링하고 각각의 위치에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있다. 그리고, 데이터 저장부(131)는 제 1 기준 전압 변동차(DV1) 및 제 2 기준 전압 변동차(DV2)에 대한 정보를 저장하고 있다. 이 때, 제 1 기준 전압 변동차(DV1) 및 제 2 기준 전압 변동차(DV2)는 제 1 피뢰기(A) 및 제 2 피뢰기(B)가 열화되지 않을 정도의 과전압에 대한 데이터를 근거로 데이터 저장부(131)에 기 입력 및 저장될 수 있다.
데이터 취득부(132)는 제 1 전압 측정부(110) 및 제 2 전압 측정부(120)에서 상시 측정되어지는 전압의 정보를 취득하여 저장한다.
데이터 분석부(133)는 데이터 취득부(132)에 의하여 취득된 전압의 정보에 대하여 주파수 분석을 행한다. 그리고, 데이터 분석부(133)는 데이터 저장부(131)에 저장된 낙뢰에 의한 과전압의 주파수 정보와 데이터 취득부(132)에서 취득된 전압의 주파수 정보가 일치할 때에, 후술하는 데이터 비교부(134)가 동작하도록 제어할 수 있다.
데이터 비교부(134)는 제 1 정상 상태 전압 및 제 1 전압 측정부(110)에서 측정한 전압의 차이가 제 1 기준 전압 변동차(DV1) 보다 큰 경우, 제 1 피뢰기(A) 상태 이상 신호를 출력한다. 그리고, 데이터 비교부(134)는 제 2 정상 상태 전압 및 제 2 전압 측정부(120)에서 측정한 전압의 차이가 제 2 기준 전압 변동차(DV2) 보다 큰 경우, 제 2 피뢰기(B) 상태 이상 신호를 출력한다. 또한, 데이터 비교부(134)는 데이터 저장부(131)에 저장된 도달 시간차(Dt)의 정보를 바탕으로, 데이터 취득부(132)에서 취득한 전압의 정보가 제 1 전압 측정부(110)에서 측정된 것인지, 제 2 전압 측정부(120)에서 측정된 것인지를 판단할 수 있다.
상기의 도달 시간차(Dt) 및 기준 전압 변동차(DV)에 대하여 도 2와 함께 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 도 2를 참조하면, 그래프의 가로축은 시간(㎲)을 나타내고, 세로축은 전압 측정부에서 측정한 전압을 나타낸다. 특히, 도 2는 하나의 전력 계통내에서 소정의 과전압이 상기 전력 계통의 인입부 측에서 인가될 때, 각 전압 측정부에서 측정한 시간 대비 전압의 변화를 나타낸다. 구체적으로, 검정색 그래프는 제 1 피뢰기(A)에 인접한 제 1 전압 측정부(110)에서 측정한 예시 시간 대비 전압 변화를 나타낸 그래프이다. 빨간색 그래프는 제 2 피뢰기(B)에 인접한 제 2 전압 측정부(120)에서 측정한 예시 시간 대비 전압 변화를 나타낸 그래프이다. 파란색 그래프는 제 2 피뢰기(B)에 인접한 제 2 전압 측정부(120)에서 측정한 다른 예시 시간 대비 전압 변화를 나타낸 그래프이다. 그리고, 검정색 그래프와 빨간색 그래프는 각각 제 1 피뢰기(A) 및 제 2 피뢰기(B)가 인가된 과전압을 각각의 피뢰기의 정격전압 이하로 정상적으로 억제한 후의 그래프이다. 검정색 그래프와 빨간색 그래프 및 파란색 그래프에서, 과전압 신호의 시작점이 일정 시간차 즉, 도달 시간차(Dt)를 갖음을 볼 수 있다. 이는, 과전압의 신호가 제 1 전압 측정부(110)에서 제 2 전압 측정부(120)까지 전파되어 가는 것에 일정 시간이 소요되기 때문이다. 또한, 파란색 그래프의 전압의 최대 크기는 빨간색 그래프의 전압의 최대 크기보다 DV2'만큼 큰 것을 볼 수 있다. 이는 파란색 그래프를 측정할 당시의 제 2 피뢰기(B)에 연결된 전선이 단선되거나 제 2 피뢰기(B)의 내부 소자가 파손된 경우임으로 추정할 수 있다. 즉, 제 2 피뢰기(B)가 정상 상태임을 추정할 수 있는 제 2 기준 전압 변동차(DV2) 보다 큰 전압의 변동차(DV2')가 발생한 경우, 제 2 피뢰기(B)의 열화 혹은 손상이 발생하였음을 추정 가능하다.
출력부(140)는 제 1 피뢰기(A) 상태 이상 신호 또는 제 2 피뢰기(B) 상태 이상 신호를 입력 받아, 사용자가 제 1 피뢰기(A) 또는 제 2 피뢰기(B)의 상태 이상을 감지할 수 있도록 출력한다. 그리고, 출력부(140)는 제 1 피뢰기(A) 상태 이상 신호 또는 제 2 피뢰기(B) 상태 이상 신호를 입력받으면, 각 피뢰기 즉, 제 1 피뢰기(A) 또는 제 2 피뢰기(B)의 위치 정보를 함께 출력할 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 2 개의 피뢰기에 대한 2 개의 전압 측정부에 의한 피뢰기 상태 변화 감시 장치에 대하여 설명하였지만, 여기서 피뢰기 및 전압 측정부의 개수를 한정짓는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치는 피뢰기의 개수에 따라 전압 측정부의 개수를 맞추어 구성될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 방법은 먼저, 하나의 전력 계통 내에 설치된 복수 개의 피뢰기 및 피뢰기 각각에 인접한 복수 개의 전압 측정부에 있어서, 전압 측정부를 통해 정상 상태에서의 피뢰기 각각에 대한 전압을 측정한다(S310). 이 때, 전압의 측정은 피뢰기에 전기적으로 인접한 전압 측정용 변성기(Potential Transformer)에 의하여 이루어질 수 있다. 또는, 전압의 측정은 피뢰기 양단의 전압을 측정할 수 있는 전압 센서에 의하여 이루어질 수 있다.
그리고, 피뢰기가 정상 상태일 때, 소정의 정상 상태 전압(예를 들어, 해당 피뢰기의 정격 전압)을 피뢰기 각각에 1:1 매칭으로 데이터화하고 저장한다(S320). 이 때, 피뢰기의 정격 전압을 고려하여, 각 피뢰기의 정상 상태 전압 대비 허용 가능한 기준 전압 변동차(DV) 값들을 데이터화하고 저장한다(S320). 또한, 복수 개의 피뢰기 간의 전압 신호의 도달 시간차(Dt) 값들을 데이터화하고 저장한다(S320). 이 때, 도달 시간차(Dt) 정보는 해당 피뢰기의 위치 정보와 함께 저장될 수 있다. 또한, 단계(S320)에서는 각 정상 상태 전압의 주파수 정보 및 낙뢰의 주파수 정보가 함께 데이터화되고 저장될 수 있다.
그리고, 복수 개의 피뢰기의 열화 등의 상태 이상을 판단하기 위하여, 복수 개의 피뢰기에 인접한 각 전압 측정부가 피뢰기에 대한 전압을 상시 측정하게 된다(S330).
또한, 각 피뢰기에 각각의 정상 상태 전압 보다 큰 과전압이 인가되었는가를 판단하게 된다(S340). 이 때, 정상 상태 전압보다 큰 과전압이 인가되지 않았다면, 단계(S330)로 돌아가 계속해서 전압 측정부를 통해 피뢰기에 대한 전압을 상시 측정한다.
또한, 단계(S340)를 통해, 전압 측정부에 정상 상태 전압보다 큰 과전압이 인가된 것으로 판정되면, 해당 과전압이 낙뢰에 의한 것인지를 판단한다(S350). 이 때, 과전압이 낙뢰에 의한 것인지의 판단은 해당 과전압의 주파수 분석을 통하여 이루어질 수 있다. 단계(S340)에서 해당 과전압이 낙뢰에 의한 것이 아님으로 판정되면, 단계(S330)로 돌아가 계속해서 전압 측정부를 통해 피뢰기에 대한 전압을 상시 측정한다.
또한, 단계(S350)를 통해, 해당 과전압이 낙뢰에 의한 것으로 판정되면, 해당 과전압과 단계(S320)를 통해 데이터화된 정보를 비교한다(S360). 이 때, 단계(S320)에서 데이터화된 도달 시간차(Dt)를 바탕으로, 해당 과전압이 측정된 피뢰기의 위치 정보를 판정할 수 있다.
또한, 해당 과전압 및 피뢰기의 정상 상태 전압이 피뢰기에 대한 기준 전압 변동차(DV) 이상의 차이를 보이는지 판단한다(S370). 단계(S370)에서 해당 과전압과 피뢰기의 정상 상태 전압이 기준 전압 변동차(DV)만큼의 차이를 보이지 못한다면, 단계(S330)로 돌아가 계속해서 전압 측정부를 통해 피뢰기에 대한 전압을 상시 측정한다.
또한, 단계(S370)의 판단 결과, 해당 과전압과 피뢰기의 정상 상태 전압이 기준 전압 변동차(DV) 이상의 차이가 있다면, 피뢰기의 상태 변화 즉, 이상 있음을 출력부를 통해 사용자에게 인지시킨다(S380). 이 때, 출력부는 상태 이상이 있는 피뢰기의 위치 정보를 출력할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 피뢰기 상태 변화 감시 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100; 피뢰기 상태 변화 감시 장치
110; 제 1 전압 측정부
120; 제 2 전압 측정부
130; 제어부
140; 출력부
A; 제 1 피뢰기
B; 제 2 피뢰기

Claims (20)

  1. 피뢰기에 인접하여 전압을 측정하는 전압 측정부;
    상기 전압 측정부에서 측정한 전압과 기 저장된 정상 상태 전압의 차이가 기준 전압 변동차(DV) 보다 큰 경우 상기 피뢰기의 상태 이상 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 상태 이상 신호를 입력 받아, 사용자가 상기 피뢰기의 상태 이상을 감지할 수 있도록 하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 측정부는 상기 피뢰기에 전기적으로 인접한 전압 측정용 변성기(Potential Transformer)인 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 측정부는 상기 피뢰기 양단의 전압을 측정하는 전압 센서인 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 정상 상태 전압을 데이터화하여 저장하고 있는 데이터 저장부;
    상기 전압 측정부에 의하여 측정된 전압의 정보를 취득하는 데이터 취득부; 및
    상기 정상 상태 전압 및 상기 데이터 취득부에서 취득한 전압의 차이가 기준 전압 변동차(DV) 보다 큰 경우 상기 피뢰기의 상태 이상 신호를 출력하는 데이터 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 데이터 저장부는
    상기 정상 상태 전압과 함께, 해당 전압의 주파수 정보 및 낙뢰의 주파수 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 데이터 취득부에 의하여 취득된 전압의 정보에 대하여 주파수 분석을 행하며, 상기 전압 측정부에 의하여 측정된 전압이 낙뢰에 의한 것이라고 판단될 때에, 상기 데이터 비교부가 동작하도록 하는 데이터 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  7. 제 1 피뢰기에 인접하여 전압을 측정하는 제 1 전압 측정부;
    제 2 피뢰기에 인접하여 전압을 측정하는 제 2 전압 측정부;
    상기 제 1 전압 측정부에서 측정한 전압과 기 저장된 제 1 정상 상태 전압의 차이가 제 1 기준 전압 변동차(DV1) 보다 큰 경우 제 1 피뢰기 상태 이상 신호를 출력하고, 상기 제 2 전압 측정부에서 측정한 전압과 기 저장된 제 2 정상 상태 전압의 차이가 제 2 기준 전압 변동차(DV2) 보다 큰 경우 제 2 피뢰기 상태 이상 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제 1 피뢰기 상태 이상 신호 또는 상기 제 2 피뢰기 상태 이상 신호를 입력 받아, 사용자가 상기 제 1 피뢰기 또는 상기 제 2 피뢰기의 상태 이상을 감지할 수 있도록 하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 전압 측정부 및 상기 제 2 전압 측정부는 각각 상기 제 1 피뢰기 및 상기 제 2 피뢰기에 전기적으로 인접한 제 1 전압 측정용 변성기 및 제 2 전압 측정용 변성기인 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 전압 측정부는 상기 제 1 피뢰기 양단의 전압을 측정하는 제 1 전압 센서이며, 상기 제 2 전압 측정부는 상기 제 2 피뢰기 양단의 전압을 측정하는 제 2 전압 센서인 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제 1 정상 상태 전압 및 상기 제 2 정상 상태 전압을 데이터화하여 저장하고 있는 데이터 저장부;
    상기 제 1 전압 측정부 및 상기 제 2 전압 측정부에 의하여 측정된 전압의 정보를 취득하는 데이터 취득부; 및
    상기 제 1 정상 상태 전압 및 상기 제 1 전압 측정부가 측정한 전압의 차이가 제 1 기준 전압 변동차(DV1) 보다 큰 경우 상기 제 1 피뢰기 상태 이상 신호를 출력하고, 상기 제 2 정상 상태 전압 및 상기 제 2 전압 측정부가 측정한 전압의 차이가 제 2 기준 전압 변동차(DV2) 보다 큰 경우 상기 제 2 피뢰기 상태 이상 신호를 출력하는 데이터 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 데이터 저장부는
    상기 제 1 정상 상태 전압 및 상기 제 2 정상 상태 전압과 함께, 해당 전압의 주파수 정보 및 낙뢰의 주파수 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 데이터 취득부에 의하여 취득된 전압의 정보에 대하여 주파수 분석을 행하며, 상기 전압 측정부에 의하여 측정된 전압이 낙뢰에 의한 것이라고 판단될 때에, 상기 데이터 비교부가 동작하도록 하는 데이터 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    하나의 전력 계통 내에서 제 1 피뢰기는 제 2 피뢰기보다 변전소 인입부에 가깝게 설치되어 있으며, 상기 변전소 인입부 측에서 상기 제 1 피뢰기 및 상기 제 2 피뢰기로 상기 제 1 정상 상태 전압 및 상기 제 2 정상 상태 전압보다 큰 과전압이 인가될 때,
    상기 데이터 저장부는
    상기 제 1 전압 측정부에 인가되는 과전압의 제 1 시작점과 상기 제 2 전압 측정부에 인가되는 과전압의 제 2 시작점을 검출하고, 상기 제 1 시작점과 상기 제 2 시작점의 도달 시간차(Dt)의 데이터를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 데이터 비교부는
    상기 도달 시간차(Dt)에 의거하여, 상기 데이터 취득부에서 취득한 전압의 정보가 제 1 전압 측정부에서 측정된 것인지 제 2 전압 측정부에서 측정된 것인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  15. 청구항 7에 있어서,
    상기 출력부는
    상기 제어부에서 상기 제 1 피뢰기 상태 이상 신호가 출력되면, 상기 제 1 피뢰기에 대한 상태 이상 및 상기 제 1 피뢰기의 위치를 출력하며,
    상기 제어부에서 상기 제 2 피뢰기 상태 이상 신호가 출력되면, 상기 제 2 피뢰기에 대한 상태 이상 및 상기 제 2 피뢰기의 위치를 출력하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 장치.
  16. 복수 개의 피뢰기에 대한 각각의 정상 상태 전압을 데이터화하는 단계;
    복수 개의 상기 피뢰기 각각에 인접한 복수 개의 전압 측정부에 의하여, 각각의 상기 피뢰기에 대한 전압을 측정하는 단계;
    복수 개의 상기 전압 측정부에서 측정한 각각의 전압 및 복수 개의 상기 피뢰기의 각각의 정상 상태 전압의 차이와, 복수 개의 상기 피뢰기 각각에 대하여 기 저장된 기준 전압 변동차를 비교하는 단계; 및
    상기 전압 측정부에서 측정한 전압 및 상기 피뢰기의 상기 정상 상태 전압의 차이가 상기 기준 전압 변동차보다 큰 경우, 사용자가 해당 상기 피뢰기의 상태 이상을 감지할 수 있도록 출력부에 나타내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 전압 측정부에서 측정한 전압이 상기 피뢰기의 상기 정상 상태 전압 보다 큰 경우, 상기 전압 측정부에서 측정한 전압이 낙뢰에 의한 것인지를 주파수 분석을 통하여 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 전압 측정부에서 측정한 전압이 낙뢰에 의한 것인 경우에,
    복수 개의 상기 전압 측정부에서 측정한 각각의 전압 및 복수 개의 상기 피뢰기의 각각의 상기 정상 상태 전압의 차이와, 복수 개의 상기 피뢰기 각각에 대하여 기 저장된 상기 기준 전압 변동차를 비교하는 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 복수 개의 피뢰기는 하나의 전력 계통 내에 설치되며, 상기 전력 계통의 인입부 측에서 복수 개의 상기 피뢰기로 각각의 상기 정상 상태 전압보다 큰 하나의 과전압이 인가될 때,
    복수 개의 상기 피뢰기 간의 상기 과전압의 도달 시간차(Dt)를 측정하는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 전력 계통의 인입부 측에서 복수 개의 상기 피뢰기로 각각의 상기 정상 상태 전압보다 큰 하나의 과전압이 인가될 때, 상기 도달 시간차(Dt)에 의거하여 상기 과전압이 통과한 상기 피뢰기를 판별하며,
    상기 출력부는
    상기 피뢰기에 대한 상태 이상 및 해당 상기 피뢰기의 위치를 나타내는 것을 특징으로 하는 피뢰기 상태 변화 감시 방법.
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