KR20120039157A

KR20120039157A - 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치

Info

Publication number: KR20120039157A
Application number: KR1020100100694A
Authority: KR
Inventors: 서정철; 최광식
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2012-04-25
Also published as: KR101185588B1

Abstract

본 발명의 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치는, 외부의 고압전력기기(9)에서 발생된 RF 전력을 감지하는 부분방전 감지센서(2)와, 상기 부분방전 감지센서(2)에 의해 감지되어 인입된 감지신호가 입력되는 부분방전 검출장치(1)를 구비하여 구성되고, 상기 부분방전 검출장치(1)가, 상기 부분방전 감지센서(2)로부터 출력된 감지신호를 입력받아 상기 부분방전 검출장치(1) 내부로 인입시키는 입출력장치부 입력단자(26)와; 상기 입력단자(26)을 통해 부분방전 검출장치(1) 내부로 인입된 감지신호를 인가받는 자동/수동 스위칭부(22); 상기 자동/수동 스위칭부(22)로부터 출력된 감지신호를 인가받아 부분방전 신호를 검출하는 부분방전 검출부(21); 상기 부분방전 검출부(21)에 의해 검출된 부분방전 신호에 대응하는 데이터를 전달받는 입출력장비부 출력단자(24); 상기 부분방전 검출부(21)에 의해 검출된 부분방전 신호에 대응하는 데이터를 전달받아 최대값과 순시값을 표시하는 LCD(5)와 가시 경보를 표시하는 LED(6)로 이루어진 디스플레이부(23); 아라바아숫자 0?9, ESC, ENT, 방향키 등의 버튼 누름 정보를 상기 부분방전 검출부(21)로 전송하는 입출력장치부 키패드(4) 및; 상용전원(7)으로부터 인입된 AC 전원을 정류함과 더불어 DC-DC변환하여 전원을 생산 및 공급하는 전원부(25)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치{PD detection equipment with auto signal selector and alarm function}

본 발명은 부분방전 예방진단을 위한 부분방전 검출 장치에 관한 것으로, 특히 부분방전 감지센서를 이용하여 고압 전력기기의 내부의 이상결함 진단시, 저속의 RF 로그 검출기(RF LOG DETECTOR)와 고속의 임펄스 검출기(IMPULSE DETECTOR)의 출력값의 변화를 감지하여 부분방전 발생 여부를 판단하고, 경보를 표출하며, 자동/수동 채널 선택 기능과 단자 집결에 따른 N:1 기능 통합을 특징으로 하는 부분방전 검출 장치에 관한 것이다.

종래의 전력 현장에서는 상당수의 부분방전 감지센서가 산재되어 있는 특성으로 인해 부분방전 측정 업무를 수행함에 있어 일일이 찾아다니며 측정용 케이블을 연결/해제해야만 하는 등의 불편함과 시간낭비가 있었다.

또한, 종래의 검출장치는 각 부분방전 감지센서와 1:1로 설치되어 있기 때문에, 부분방전신호 패턴이 수십 Hz 이상의 일정한 주기를 가지고 지속적으로 발생된다는 특성에 비추어 본다면, 다수의 부분방전 감지센서들의 출력을 1개의 부분방전 검출장치가 일정한 간격을 가지고 순차적으로 처리하더라도 그 신뢰성이 저해되는 않는다는 점에서 낭비요소가 아닐 수 없다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발병된 것으로, 외부 노이즈 차폐 기법을 바탕으로 경제성과 신뢰성이 우수한 부분방전 검출 장치를 제안하고, 자동/수동 스위칭 기능을 접목하여, 운용자로 하여금 일정 구역 내 설치된 다수의 부분방전 감시센서로부터 출력된 감지신호를 집결시킬 수 있도록 하여 편의성은 증대하는 반면, 기능을 통합하도록 하여 낭비요소는 제거할 수 있도록 된 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

외부의 고압전력기기(9)에서 발생된 RF 전력을 감지하는 부분방전 감지센서(2)와, 상기 부분방전 감지센서(2)에 의해 감지되어 인입된 감지신호가 입력되는 부분방전 검출장치(1)를 구비하여 구성되고,

상기 부분방전 검출장치(1)가,

상기 부분방전 감지센서(2)로부터 출력된 감지신호를 입력받아 상기 부분방전 검출장치(1) 내부로 인입시키는 입출력장치부 입력단자(26)와;

상기 입력단자(26)을 통해 부분방전 검출장치(1) 내부로 인입된 감지신호를 인가받는 자동/수동 스위칭부(22);

상기 자동/수동 스위칭부(22)로부터 출력된 감지신호를 인가받아 부분방전 신호를 검출하는 부분방전 검출부(21);

상기 부분방전 검출부(21)에 의해 검출된 부분방전 신호에 대응하는 데이터를 전달받는 입출력장비부 출력단자(24);

상기 부분방전 검출부(21)에 의해 검출된 부분방전 신호에 대응하는 데이터를 전달받아 최대값과 순시값을 표시하는 LCD(5)와 가시 경보를 표시하는 LED(6)로 이루어진 디스플레이부(23);

아라바아숫자 0?9, ESC, ENT, 방향키 등의 버튼 누름 정보를 상기 부분방전 검출부(21)로 전송하는 입출력장치부 키패드(4) 및;

상용전원(7)으로부터 인입된 AC 전원을 정류함과 더불어 DC-DC변환하여 전원을 생산 및 공급하는 전원부(25)를 구비하여 구성된 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치를 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 부분방전 검출부(21)가,

다수의 칩으로 구성되고, 자동/수동 스위칭부(22)로부터 인입된 감지신호의 dBm 값에 비례하는 전압값을 출력하는 부분방전 검출기(41)와;

상기 부분방전 검출기(41)와, 키패드(4), LCD(5) 및, LED(6)와 연결되면서 상기 LCD(5)와 상기 LED(6)의 기능을 제어하는 MCU(42)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 자동/수동 스위칭부(22)가,

상기 MCU(42)의 명령에 따라 구동되는 릴레이 구동회로(37)와;

상기 MCU(42)의 명령에 따른 상기 릴레이 구동회로(37)의 선택 제어에 의해 각 채널별 경로를 구성하는 RF 동축 릴레이(RF COXIAL RELAY)(31?35)와;

감지신호가 미약할 경우 ON되는 20dB 스위치(38)를 갖추어 이루어지고,

부분방전 검출 모드 또는 부분방전 정밀 측정 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 부분방전 검출기(41)가, 기준신호발생기(47)로부터 공급된 신호를 인가받아 소정 전압을 출력하는 RF 로그 검출기(60) 및 임펄스 검출기(48)와, 입력신호의 증폭도를 조절하는 VGA(49)를 갖추면서, 상기 RF 로그 검출기(60)와 상기 임펄스 검출기(48)간의 전압 변화를 분석하여 부분방전 신호를 판단하고;

상기 MCU(42)가, 상기 RF 로그 검출기(60)와 상기 임펄스 검출기(48)로부터 출력되는 전압을 비교하는 비교기(50)를 갖추면서, 상기 RF 로그 검출기(60)와 상기 임펄스 검출기(48)에서 소정 전압이 출력될 수 있도록 상기 비교기(50)와 상기 VGA(49)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 임펄스 검출기(48)가,

상기 VGA(49)로부터 입력된 신호가 증폭되어 인가되어 신호를 클리핑해서 클리핑된 신호를 출력하는 클리핑부(51)와;

상기 클리핑부(51)로부터 출력된 클리핑 신호 중 돌출 전압을 인가받아 증폭하는 HBT증폭부(52);

상기 HBT증폭부(52)에 의해 증폭된 돌출 전압을 인가받아 일정 시간 동안 전압값을 고정시키는 피크홀드부(53) 및;

상기 피크홀드부(53)에 의해 일정 시간 동안 고정된 전압값을 증폭시켜 부분방전 신호를 출력하는 차동증폭기(54)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 신호처리 기능이 단일 칩 형태로 되어 있기 때문에, 구조가 간단하면서 경제성이 우수하고, 외부 노이즈에 의한 오동작이 없어 신뢰성이 높다.

둘째, 스위칭 소자로서 RF 동축 릴레이를 채택하고 있기 때문에, 반도체를 기반으로 하는 스위칭 소자에 비해 차폐특성과 주파수특성 및 감쇄 특성이 우수하다.

셋째, 자동/수동 스위칭 기능을 구비함으로써, 종래의 1:1 형태의 설비배치를 N:1 형태의 설비배치로 하여 기능중복을 통합할 수 있게 되고, 따라서 경제성이 우수하고 운용상 편의성을 증진시킬 수 있게 된다.

넷째, 기능에 있어서, 고가의 부분방전 측정장치와 역할을 구분하고, 상호 보완적 형태로 운용하도록 하여 현장 적용성이 우수하다.

다섯째, 운용자로 하여금 경보 표출 dBm 레벨을 임의로 설정할 수 있도록 하고, 최대값과 경보 여부를 표출하여 주기적인 진단을 통해 현장관리가 가능하도록 한다.

여섯째, 작동원리가 간단하여 이해하기 쉽고 운용이 편리하며 직관적이다.

도 1은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 상세 구성도,
도 3는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)를 구성하는 자동/수동 스위칭부(22)의 상세 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)를 구성하는 부분방전 검출부(21)의 상세 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 전면 및 후면의 외관 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)가 자체 부분방전 검출 기능을 수행할 경우의 사용예를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)에 의한 부분방전 정밀 측정시 부분방전 검출장치(1)와 외부 연결 기기와의 연결 상태의 사용예를 나타낸 도면,
도 8은 외부 노이즈 차폐 전과 차폐 후의 노이즈 감쇄를 측정한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 부분방전 검출부(21)의 상세 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 임펄스 검출기(48)의 상세 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 LCD(5)에 표시되는 메뉴 화면,
도 12a,b는 각각 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 측정시간과 부분방전 경보 레벨 세팅 절차 화면,
도 13은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 LCD(5)에 표시되는 순시 dBm 값과 최대 dBm 값을 설명하기 위한 화면,
도 14는 메뉴 화면에서 측정을 원하는 특정 채널을 조작하여 선택할 수 있도록 표시된 화면,
도 15는 자동모드 선택시 측정시간 설정을 위한 메뉴 화면,
도 16은 역환산을 통해 dBm값을 추출하기 위한 변환그래프이다.

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 든다고 할 것이다.

도 8은 외부 노이즈 차폐 전과 차폐 후의 노이즈 감쇄를 측정한 도면으로, 즉 고압전력기기(9)를 외부 노이즈로부터 차폐하지 않았을 때와 했을 때를 비교하여 노이즈 레벨을 측정한 결과이다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이 고압 전력기기의 외부 노이즈 차폐시, 약 20?25dB의 노이즈 감쇄효과가 있으며, -60?-65dBm 수준의 기저대역을 보인다. 부분방전 발생시 -55dBm 이상의 신호를 보이는 특성을 이용하여 본 발명은 저비용과 고신뢰도를 동시에 만족하는 장치를 제안하고 있다.

본 발명에서 제안하고 있는 "RF 속도차에 의한 피크치 변화 감지 방식"은, 고압전력기기로 유입되는 외부 노이즈를 차폐한 상태에서, 부분방전 감지센서에 의해 감지된 고압전력기기 내부의 RF 전력을 RF 로그 검출기(RF LOG DETECTOR)와 임펄스 검출기(IMPULSE DETECTOR)의 출력값의 차이를 dBm값으로 환산/측정하여, 일정 수준이상의 넘을 경우 이를 부분방전 신호 발생으로 인식하는 것을 특징으로 한다.

현재 전력 현장에서 운용중인 부분방전 진단 장비의 가격대와 성능 및 규모를 고려하여 분류하면, 제품군을 크게 3종류의 범주로 나눌 수 있는 바, 이는 수 억원 대의 온라인 정밀 측정 장비와, 수 천만원 대의 이동식 측정 장비, 그리고 본 발명이 제안하는 현장 상설 검출 장비이다.

실제 현장에서 요구되는 실용성을 고려하면, 전반적인 비용 대비 효용가치를 따지지 않을 수 없는데, 상기 수 억원 대의 온라인 정밀 측정 장비와, 수 천만원 대의 이동식 측정 장비는 고가의 정밀 측정 장비로서, 일정 지역 단위 거점별 최소 수량으로 운용하고, 각 현장에 현장 상설 검출 장비를 설치 운용한다면, 현장에서 요구하는 가장 적합한 형태의 효용 가치 극대화 방안이 될 것이다.

이때, 현장 상설 검출 장비에 요구되는 특성은 저비용 및 고신뢰도로서, 본 발명은 이러한 요구를 충족시키고 있다.

상기 고신뢰도의 근거는, 외부 노이즈 차폐 기법 적용에 따른 외부 노이즈를 최소화하여 외부 노이즈에 의한 오동작을 최소로 줄였기 때문이고, 저비용의 근거는, 신호처리 및 제어에 있어서 고가의 DSP칩과 TTL 레벨 변환 회로, ADC 변환 회로, 피크 홀딩 회로, 저주파 필터링 회로, 동기화 회로 등을 채용한 종래의 방식과는 달리, 본 발명은 주요 구성요소가 RF 로그 검출기와 임펄스 검출기 및 8비트 MCU(Micro Controller Unit) 만으로 구성되어 비용이 적게 든다는 것이다.

따라서, 종래의 1:1 방식은 비경제적인 방식이므로, 본 발명에서는 공통된 기능을 하나로 통합한 N:1 방식을 채택하고 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치의 구성을 도시한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 전체 구성도로서, 외부의 고압전력기기(9)에서 발생된 RF 전력이 부분방전 감지센서(2)에 의해 감지되고, 부분방전 감지센서(2)에 의해 감지되어 인입된 감지신호가 입력단자(26)를 통해 부분방전 검출장치(1)로 입력된다. 부분방전 검출장치(1)로 입력된 상기 감지신호는 내부 처리를 거쳐 LCD(5) 또는 LED(6)로 표출되거나, 출력단자(24)를 통해 외부에 위치한 부분방전 정밀 측정기(3)로 공급된다.

도 2는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 상세 구성도로서, 부분방전 감지센서(2)로부터 출력된 감지신호는 입출력장치부 입력단자(26)을 통해 부분방전 검출장치(1) 내부로 인입된다.

입력단자(26)을 통해 부분방전 검출장치(1) 내부로 인입된 감지신호는 자동/수동 스위칭부(22)를 매개로 입출력장비부 출력단자(24)로 전달되거나, 부분방전 검출부(21)로 전달된다. 상기 부분방전 검출부(21)에 인입된 상기 감지신호는 내부 처리를 거쳐 데이터 형태로 가공되어, LCD(5)로는 최대값과 순시값을 전달하고, LED(6)로는 가시 경보를 전달한다.

입출력장치부 키패드(4)는 아라바아숫자 0?9, ESC, ENT, 방향키 등과 같은 버튼 누름 정보를 부분방전 검출부(21)의 MCU(42; 도 3 참조)로 보낸다.

전원부(25)는 상용전원(7)으로부터 인입된 AC 전원을 정류와 DC-DC변환의 과정을 거쳐 각 구성부에서 요구하는 전원을 생산 및 공급한다.

도 3는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 자동/수동 스위칭부(22)의 상세 구성도이다.

본 발명에 있어서 부분방전 검출장치(1)가 인입 받을 수 있는 부분방전 감시센서(2)의 숫자, 즉 감지신호의 수량은 필요에 따라 가변할 수 있으며, 본 실시예에서는 12채널을 예로 들어 설명한다. 상기 자동/수동 스위칭부(22)는 운용자의 선택에 따라 부분방전 검출 모드 또는 부분방전 정밀 측정 모드로 동작하게 된다.

각 모드의 선택은 부분방전 검출장치(1)의 LCD(5)에 표시되는 도 11에 나타낸 바와 같은 메뉴 화면을 참고해서 키패드(4)를 조작하여 선택할 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 LCD(5)에 표시되는 메뉴 화면이고, 도 12a,b는 각각 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 측정시간과 부분방전 경보 레벨 세팅 절차 화면으로, 도 11의 메뉴 1번의 부분방전검출 모드를 선택한 경우, 도 12에 도시된 화면의 예에서와 같이, 측정시간과 부분방전 경보 레벨을 세팅하는 절차를 거친다.

자동/수동 스위칭부(22)는 MCU(42)의 명령에 따라 RF 동축 릴레이(RF Coxial Relay)(31?35)를 선택 제어하여 각 채널별 경로를 구성하고, 상기 감지신호의 최종 출력을 부분방전 검출부(21)의 부분방전 검출기(PD Detector)(41)로 보내며, 상기 측정시간과 부분방전 경보 레벨 세팅 데이터를 토대로 MCU(42)의 제어에 의해 감지신호의 전압으로 표현되는 순시 dBm 값과 최대 dBm 값은, 도 13에 도시된 바와 같이, LCD(5)에 의해 표시될 수 있게 하고, 가시경보는 LED(6)로 표시할 수 있게 한다.

여기서, 도 13은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 LCD(5)에 표시되는 순시 dBm 값과 최대 dBm 값의 화면이다.

한편, 입력된 상기 감지신호가 미약할 경우 20dB 스위치(38)를 ON하여 이득 블럭(Gain Block)(39)을 구동시키고, 그에 따라 20dB 증폭된 신호를 최종 출력으로 부분방전 검출부(21)의 부분방전 검출기(41)로 보낸다.

부분방전 정밀 측정 모드는 다시 수동모드와 자동모드로 나뉜다.

수동모드와 자동모드는 도 11에 도시된 바와 같은 메뉴 화면을 참고하여 키패드(4)를 조작하여 선택할 수 있다.

도 14는 메뉴 화면에서 측정을 원하는 특정 채널을 조작하여 선택할 수 있도록 표시된 화면으로, 수동모드(도 11의 메뉴 4)를 선택한 경우, 도 14에 도시된 화면에서 측정을 원하는 특정 채널을 메뉴 화면을 참고하여 키패드(4)를 조작하여 선택할 수 있다.

부분방전 검출 모드에서 특정 채널에서 상기한 부분방전 발생 가시 경보가 띄워져 있을 경우, 해당 채널에 대해 좀 더 세밀한 분석을 위해 해당 채널을 고정시켜 놓고 측정할 수 있는 특징이 있다.

이러한 동작을 수행함에 있어 자동/수동 스위칭부(22)는 MCU(42)의 명령에 따라 RF 동축 릴레이(31?35)를 선택 제어하여 해당 채널별 경로를 구성하고, 상기 감지신호의 최종 출력을 출력단자(24)로 보낸다.

이때, LCD(5)와 LED(6)는 MCU(42)의 명령에 따라 해당 채널의 번호와 해당 순번의 가시광선을 점등한다. 또한, 입력된 상기 감지신호가 미약할 경우에는 20dB 스위치(38)를 ON하여 이득 블럭(39)을 구동시키고, 그에 따라 20dB 증폭된 신호를 제공할 수도 있다.

도 15는 자동모드 선택시 측정시간 설정을 위한 메뉴 화면으로, 자동모드(도 11의 메뉴 2)를 선택한 경우, 도 15와 같은 메뉴 화면을 참고하여 키패드(4)를 조작하여 측정시간을 설정해서, 전체 채널을 상기 설정시간 간격으로 순차적으로 선택하여 정밀 측정할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)를 구성하는 부분방전 검출부(21)의 상세 구성도로서, 부분방전 검출부(21)는 부분방전 검출기(41)와 MCU(42)로 구성되어 있다.

부분방전 검출기(41)는 다수의 칩으로 구성되고, 자동/수동 스위칭부(22)로부터 인입된 감지신호의 dBm 값에 비례하는 전압값을 출력하며, 도 16의 변환그래프를 이용한 역환산을 통하여 dBm값을 알아낼 수도 있다.

여기서, 도 16은 역환산을 통해 dBm값을 추출하기 위한 변환그래프이다.

또한, 상기 전압값은 MCU(42) 내의 ADC(43)로 전달되어 전압값의 아날로그 값이 디지털 데이터로 변환되고, MCU(42)의 동작에 필요한 데이터로 사용된다.

상기 MCU(42)는 부분방전 검출기(41)와, 키패드(4), LCD(5) 및, LED(6)와 직접 연결되어 있다.

상기 키패드(4)의 기능은 4×4 매트릭스 회로와, 8비트 데이터 포트 및, MCU(42)의 펌웨어에 의해 구현된다.

상기 LCD(5)의 기능은 MCU(42) 어드레스 포트와, MCU(42)의 펌웨어에 의해 구현된다.

상기 LED(6)의 기능은 MCU(42)의 특정 포트와 MCU(42)의 펌웨어의 개별 비트 반전 제어에 의해 구현된다.

도 5는 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)의 전면 및 후면의 외관 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)가 자체 부분방전 검출 기능을 수행할 경우의 사용예를 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 부분방전 검출장치(1)에 의한 부분방전 정밀 측정시 부분방전 검출장치(1)와 외부 연결 기기와의 연결 상태의 사용예를 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명에 따른 부분방전 검출부(21)의 세부 구성도로서, 먼저 자체 기준신호발생기(47)을 동작시켜 RF 로그 검출기(60)와 임펄스 검출기(48)에 신호를 공급하면, RF 로그 검출기(60)에서는 약 0.8VDC가 출력되고, 임펄스 검출기(48)에서는 O.0VDC가 출력되도록 비교기(50)와 VGA(49)가 연동이 되어 세팅되도록 MCU(42)가 동작한다.

그러나, 실제 신호에 있어서, PD 신호(임펄스 성분)가 입력되면 임펄스 검출기(48)에서 전압이 출력되어 RF 로그 검출기(60)와 임펄스 검출기(48)간에 전압 변화의 기복이 발생할 것이고, 이를 분석하여 부분방전 신호를 판단한다.

도 10은 본 발명에 따른 임펄스 검출기(48)의 구체적 구성도이다.

상기 VGA(49)로부터 입력된 신호는 프로세서와 VAG간의 연동으로 적절히 증폭되어 클리핑부(51)로 인가되고, 클리핑부(51)의 클리핑에 의한 클리핑 신호에 의해 그 값이 걸러지게 된다. 그 결과 클리핑부(51)로부터 평탄한 신호가 출력되는데, 만약 PD 신호 입력시 평탄한 가운데 돌출 전압이 나타날 것이고, 이 증폭된 부분이 HBT증폭부(52)에 의해 증폭되고, 피크홀드부(53)에서 일정한 시간 전압값이 고정되면, 이 고정된 전압값 차동증폭기(54)에 의해 증폭되어 결국 PD신호만이 출력으로 나타나게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 부분방전 검출장치는 외부 노이즈 차폐를 기반으로 고압 전력기기의 내 RF 전력의 피크치의 변화를 감지하여 부분방전 발생 여부를 판단하고, 경보를 송출하는 장치로서, 구조가 매우 간단하고 오동작이 없어 경제성과 신뢰성이 우수하다.

또한, 스위칭 회로를 구비하여 N:1 구성을 가능케 한 결과, 공통 기능 통합으로 저비용 구축이 가능케 되고, 운용자에게 편의성을 제공하는 반면 시간 낭비 요소를 억제하는 것을 특징으로 한다.

1 : 부분방전 검출장치
2 : 부분방전 감지센서
3 : 부분방전 정밀 측정기(외부)
4 : 키패드
5 : LCD
6 : LED
7 : 상용전원
8 : 20dB 스위치
9 : 고압전력기기(외부)
21 : 부분방전 검출부
22 : 자동/수동 스위칭부
23 : 디스플레이부
24 : 입출력장치부의 출력단자
25 : 전원부
26 : 입출력장치부의 입력단자
31?35 : RF 동축 릴레이
36 : 20dB 이득 블럭
37 : 릴레이 구동회로
41 : 부분방전 검출기(PD Detector)
42 : MCU(Microcontroller Unit)
43 : MCU 내 ADC 1
44 : MCU 내 ADC 2
45 : RF 분배기
46 : RF 동축 릴레이
47 : 신호 발생기(1GHz, -60dBm)
48 : 임펄스 검출기
49 : VGA(Variable Gain Amplifier; 가변 이득 증폭기)
50 : 비교기
51 : 클리핑부
52 : GaAs HBT 증폭부
53 : 피크홀드부
54 : 차동증폭기
61 : 감지신호 인입 케이블
71 : 측정용 케이블
72 : 노이즈 분석용 케이블
73 : 노이즈 측정 안테나

Claims

외부의 고압전력기기(9)에서 발생된 RF 전력을 감지하는 부분방전 감지센서(2)와, 상기 부분방전 감지센서(2)에 의해 감지되어 인입된 감지신호가 입력되는 부분방전 검출장치(1)를 구비하여 구성되고,
상기 부분방전 검출장치(1)가,
상기 부분방전 감지센서(2)로부터 출력된 감지신호를 입력받아 상기 부분방전 검출장치(1) 내부로 인입시키는 입출력장치부 입력단자(26)와;
상기 입력단자(26)을 통해 부분방전 검출장치(1) 내부로 인입된 감지신호를 인가받는 자동/수동 스위칭부(22);
상기 자동/수동 스위칭부(22)로부터 출력된 감지신호를 인가받아 부분방전 신호를 검출하는 부분방전 검출부(21);
상기 부분방전 검출부(21)에 의해 검출된 부분방전 신호에 대응하는 데이터를 전달받는 입출력장비부 출력단자(24);
상기 부분방전 검출부(21)에 의해 검출된 부분방전 신호에 대응하는 데이터를 전달받아 최대값과 순시값을 표시하는 LCD(5)와 가시 경보를 표시하는 LED(6)로 이루어진 디스플레이부(23);
아라바아숫자 0?9, ESC, ENT, 방향키 등의 버튼 누름 정보를 상기 부분방전 검출부(21)로 전송하는 입출력장치부 키패드(4) 및;
상용전원(7)으로부터 인입된 AC 전원을 정류함과 더불어 DC-DC변환하여 전원을 생산 및 공급하는 전원부(25)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 부분방전 검출부(21)가,
다수의 칩으로 구성되고, 자동/수동 스위칭부(22)로부터 인입된 감지신호의 dBm 값에 비례하는 전압값을 출력하는 부분방전 검출기(41)와;
상기 부분방전 검출기(41)와, 키패드(4), LCD(5) 및, LED(6)와 연결되면서 상기 LCD(5)와 상기 LED(6)의 기능을 제어하는 MCU(42)로 이루어진 것을 특징으로 하는 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 자동/수동 스위칭부(22)가,
상기 MCU(42)의 명령에 따라 구동되는 릴레이 구동회로(37)와;
상기 MCU(42)의 명령에 따른 상기 릴레이 구동회로(37)의 선택 제어에 의해 각 채널별 경로를 구성하는 RF 동축 릴레이(RF COXIAL RELAY)(31?35)와;
감지신호가 미약할 경우 ON되는 20dB 스위치(38)를 갖추어 이루어지고,
부분방전 검출 모드 또는 부분방전 정밀 측정 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치.
제2항에 있어서,
상기 부분방전 검출기(41)가, 기준신호발생기(47)로부터 공급된 신호를 인가받아 소정 전압을 출력하는 RF 로그 검출기(60) 및 임펄스 검출기(48)와, 입력신호의 증폭도를 조절하는 VGA(49)를 갖추면서, 상기 RF 로그 검출기(60)와 상기 임펄스 검출기(48)간의 전압 변화를 분석하여 부분방전 신호를 판단하고;
상기 MCU(42)가, 상기 RF 로그 검출기(60)와 상기 임펄스 검출기(48)로부터 출력되는 전압을 비교하는 비교기(50)를 갖추면서, 상기 RF 로그 검출기(60)와 상기 임펄스 검출기(48)에서 소정 전압이 출력될 수 있도록 상기 비교기(50)와 상기 VGA(49)를 제어하는 것을 특징으로 하는 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 임펄스 검출기(48)가,
상기 VGA(49)로부터 입력된 신호가 증폭되어 인가되어 신호를 클리핑해서 클리핑된 신호를 출력하는 클리핑부(51)와;
상기 클리핑부(51)로부터 출력된 클리핑 신호 중 돌출 전압을 인가받아 증폭하는 HBT증폭부(52);
상기 HBT증폭부(52)에 의해 증폭된 돌출 전압을 인가받아 일정 시간 동안 전압값을 고정시키는 피크홀드부(53) 및;
상기 피크홀드부(53)에 의해 일정 시간 동안 고정된 전압값을 증폭시켜 부분방전 신호를 출력하는 차동증폭기(54)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 부분방전 신호 자동 스위칭 기능과 경보 기능을 구비한 부분방전 검출 장치.