KR20120064797A - Diagnosis apparatus for partial discharge of highvoltage facility using ultrasonic sensor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A diagnosis apparatus for partial discharge of a high voltage facility using an ultrasonic sensor is provided to rapidly determine the insulation state of a high voltage facility by showing the number of pulses according to a pulse's size. CONSTITUTION: A diagnostic apparatus comprises an ultrasonic sensor(10), a preamplifier part(1), a main amplifier(54), an A/D converter(56), and a control part(100). The ultrasonic sensor is attached to a high voltage facility. The preamplifier part amplifies a measurement signal by being applied with the measurement signal from the ultrasonic sensor and selectively passes through a signal of a preset frequency band. The main amplifier receives and amplifies an output from the preamplifier part. The A/D converter changes an output signal of the main amplifier into a digital signal. The control part receives an output from the A/D converter and analyzes measurement data. The control part measures the number of pulses having a voltage size over a preset threshold.

Description

초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치{Diagnosis Apparatus for Partial Discharge of Highvoltage Facility Using Ultrasonic Sensor}Diagnosis Apparatus for Partial Discharge of Highvoltage Facility Using Ultrasonic Sensor}

본 발명은 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초고압 전력설비의 초음파 대역의 음향방출 신호를 측정 및 분석하여 부분 방전을 진단하며, 펄스 크기에 따른 펄스 개수를 나타냄으로 초고압 설비 내부의 절연상태를 신속히 판단할 수 있는 초고압 설비 부분방전 진단 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for diagnosing a partial discharge of an ultrahigh voltage facility using an ultrasonic sensor, and more particularly, to diagnose a partial discharge by measuring and analyzing an acoustic emission signal of an ultrasonic band of an ultrahigh voltage power device, and to indicate the number of pulses according to a pulse size. The present invention relates to an apparatus for diagnosing a partial discharge of an ultrahigh voltage facility, which can quickly determine an insulation state inside an ultra high voltage facility.

오늘날 콘덴서, 변압기 등과 같이 고전압 운전을 요하는 각종 부품이나 설비, 그리고 플라즈마 처리장치 등과 같은 제조업 분야나 기타 산업현장의 다양한 장치들이 필요에 따라 점차 대용량화되고 초고압화 되는 추세에 있다.Today, various components and facilities requiring high voltage operation such as capacitors and transformers, and various devices in the manufacturing field or other industrial sites such as plasma processing apparatuses are gradually increasing in capacity and ultra high pressure as necessary.

이에 따라 부품이나 설비, 각종 장치 등에 대해 안전사고를 예방하기 위한 다양한 안전기술의 개발과 더불어 사고의 발단이 되는 이상 징후를 사전에 감지하고 진단하기 위한 각종 감시 장치나 진단 장치의 개발 또한 활발히 이루어지고 있다.Accordingly, the development of various safety technologies to prevent safety accidents on parts, facilities, and various devices, as well as the development of various monitoring devices or diagnostic devices for detecting and diagnosing abnormal signs in advance of accidents have.

예를 들면, 콘덴서나 변압기, 플라즈마 처리장치 등에 있어서 운전상태로 절연 파괴를 상시 측정하기 위한 감시 장치나 사전에 예방하기 위한 진단 장치가 개발되고 있는데, 특히 고전압이 인가되는 부품이나 설비, 장치 등에서 사고가 발생하면 그 파급 효과가 광범위하고 경제적 손실 및 심리적 불안이 막대하기 때문에, 사고를 사전에 예방하기 위한 절연 진단의 필요성이 증가하고 있다.For example, in the condenser, transformer, and plasma processing device, a monitoring device for always measuring insulation breakdown in operation and a diagnostic device for preventing it in advance are being developed. In particular, an accident occurs in a component, a device, or a device to which a high voltage is applied. When the occurrence of a widespread effect is widespread and economic loss and psychological anxiety is enormous, the need for insulation diagnosis to prevent accidents is increasing.

변압기의 경우, 외함에 변압 과정에서 발생하는 열을 냉각하기 위하여 절연성을 갖는 절연 냉각유가 채워져 있고, 고온 운전에 따른 열적 열화, 외부 단락에 따른 열적 열화, 기계적 손상 및 부분 방전에 따른 방전 열화가 빈번하게 발생하여 기계적 강도 저하, 진동 증가, 가연성 가스 발생 등으로 인한 절연 파괴의 진전이 이루어지는바, 변압기의 절연 파괴는 변압기의 폭발, 단전 사고 등 많은 문제점을 일으키게 된다.In the case of a transformer, an insulating insulating cooling oil is filled to cool the heat generated during the transformation process, and thermal deterioration due to high temperature operation, thermal deterioration due to external short circuit, mechanical deterioration and discharge deterioration due to partial discharge are frequent. In this case, the progress of insulation breakdown occurs due to the decrease in mechanical strength, the increase of vibration, the generation of flammable gas, and the insulation breakdown of the transformer causes many problems such as explosion of the transformer and power failure.

상기와 같은 진단 장치나 감시 장치에서는 이상 발생 및 진전 여부를 판단하고 이상의 유형을 판단하기 위하여 센서를 진단 대상물에 부착하게 되는데, 이상 징후가 진전하여 위험할 경우에는 운전을 정지하고 대책을 강구하기 위한 예방진단시스템을 가동하게 된다.In the diagnostic device or the monitoring device as described above, the sensor is attached to the diagnostic object to determine the occurrence and progress of the abnormality, and to determine the type of the abnormality. The preventive diagnosis system will be activated.

즉, 진단 대상물에 센서를 부착한 뒤 센서로부터 수집되는 각종 데이터를 분석하여 이상 징후의 발생 여부 및 이상의 유형을 판단하고 위험 여부를 판단하여 필요한 경우에는 운전을 정지하는 등 사고 발생을 막기 위한 각종 대응을 하는 것이다.In other words, after attaching the sensor to the diagnostic object, various data collected from the sensor are analyzed to determine the occurrence and type of abnormality and to determine whether it is dangerous, and to respond to various accidents such as stopping operation if necessary. To do.

최근 고전압 진단 대상물의 절연 결함, 즉 부분 방전 및 이상 방전의 발생을 검출하고 이상 발생의 위치 등을 추정하기 위하여 AE(Acoustic Emission) 센서 등 초음파 검출 센서를 활용하는 방법이 개발되어 이용되고 있는데, 고전압 진단 대상물에 다수의 초음파 검출 센서를 부착한 뒤 이들 센서로부터 수집되는 음향 신호를 분석하여 이상 여부를 사전에 진단하게 된다.Recently, a method of using an ultrasonic detection sensor such as an acoustic emission (AE) sensor has been developed and used to detect insulation defects of a high voltage diagnosis object, that is, occurrence of partial discharge and abnormal discharge, and to estimate locations of abnormal occurrence. After attaching a plurality of ultrasonic detection sensors to a diagnosis object, the acoustic signals collected from these sensors are analyzed to diagnose in advance.

그러나 종래 기술에 따른 진단 장치는 초음파 검출 센서의 측정 신호에 대한 정량적인 분석이 이루어지지 않아 부분 방전 발생에 대한 정밀한 분석이 어려웠다. 또한, 측정 신호의 진단 및 분석을 위해 필요한 프리 앰프 등의 부가적인 부품들이 통합되지 않았기 때문에 사용에 불편함이 있었다.
However, the diagnostic apparatus according to the related art has not been able to perform a quantitative analysis on the measurement signal of the ultrasonic detection sensor, and thus it is difficult to precisely analyze the occurrence of the partial discharge. In addition, it was inconvenient to use because no additional components such as a preamplifier required for the diagnosis and analysis of the measurement signal were integrated.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 초음파 센서로부터 수집되는 측정 신호에 대한 정량적인 분석을 수행함으로 초고압 설비의 부분 방전 발생에 대한 정밀한 분석을 수행하고, 이상 징후를 미리 파악하여 예방할 수 있는 초고압 설비 부분방전 진단 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, by performing a quantitative analysis of the measurement signal collected from the ultrasonic sensor to perform a precise analysis of the occurrence of partial discharge of the ultra-high pressure equipment, and identify the abnormal signs in advance The purpose of the present invention is to provide an apparatus for diagnosing a partial discharge of an ultra-high pressure facility that can be prevented.

또한, 프리 앰프를 통합한 단일 장치를 통해 사용자가 간편하게 초고압 설비의 부분 방전을 진단할 수 있으며, 디지털 변환된 측정 신호에 대한 정량적인 분석뿐만 아니라 오실로스코프를 통한 펄스 관측을 통해 아날로그 분석을 병행하여 수행할 수 있는 진단 장치를 제공하고자 하는데에도 그 목적이 있다.
In addition, a single device with integrated preamplifier enables the user to easily diagnose partial discharges in high voltage installations, and performs analog analysis through pulse observation through an oscilloscope as well as quantitative analysis of digitally converted measurement signals. It is also an object of the present invention to provide a diagnostic apparatus.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치는, 초고압 설비에 부착되는 초음파 센서와; 상기 초음파 센서의 측정 신호를 인가받아 증폭하며 설정 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 프리 앰프부와; 상기 프리 앰프부의 출력을 전달받아 증폭하는 메인 앰프와; 상기 메인 앰프의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터와; 상기 A/D 컨버터의 출력을 전달받아 측정 데이터의 분석을 수행하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는 설정된 쓰레스 홀드(Threshold) 이상의 전압 크기를 갖는 펄스의 개수를 측정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the ultra-high pressure installation partial discharge diagnosis apparatus using the ultrasonic sensor according to the present invention, the ultrasonic sensor is attached to the ultra-high pressure installation; A preamplifier configured to receive and amplify the measurement signal of the ultrasonic sensor and selectively pass a signal having a set frequency band; A main amplifier for receiving and amplifying the output of the preamplifier; An A / D converter converting the output signal of the main amplifier into a digital signal; And a control unit configured to receive the output of the A / D converter and perform analysis of the measurement data, wherein the controller measures the number of pulses having a voltage level equal to or greater than a set threshold.

이때, 상기 제어부는 입력되는 신호의 한 주기에 대하여 N개의 위상별 신호로 구분하고, 구분된 신호 중 상기 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 위상별 신호의 개수를 측정하는 것을 특징으로 한다.At this time, the control unit is characterized by dividing the N-phase signal for one period of the input signal, and measures the number of the signal for each phase having a voltage magnitude of the threshold or more of the divided signal.

또한, 상기 초음파 센서의 측정 데이터를 저장하기 위한 데이터 메모리를 더 포함하고, 상기 제어부는 입력되는 신호의 다수의 주기에 대하여 상기 쓰레스 홀드 이상의 크기를 갖는 위상별 신호를 누적하여 평균한 개수를 출력하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a data memory for storing measurement data of the ultrasonic sensor, and the controller outputs the average number of phase-specific signals having a magnitude greater than or equal to the threshold for a plurality of periods of an input signal. Characterized in that.

또한, 상기 제어부의 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.The display apparatus may further include a display configured to display an analysis result of the controller.

또한, 상기 프리 앰프부의 출력 측에는 상기 프리 앰프부에서 증폭 및 필터링 된 신호를 출력하는 오실로스코프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The output side of the preamplifier may further include an oscilloscope for outputting the signal amplified and filtered by the preamplifier.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 프리앰프부는 센서 전원과 센서 측정 신호를 분리하는 스플리터; 센서 측정 신호를 증폭하는 보조 앰프; 및 설정 주파수 대역의 신호를 통과시키는 BPF(Band-Pass Fliter); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the preamplifier comprises: a splitter separating a sensor power supply and a sensor measurement signal; An auxiliary amplifier for amplifying the sensor measurement signal; And a band-pass flipper (BPF) for passing a signal of a set frequency band; And a control unit.

또한, 상기 초음파 센서는 다수의 센서로 이루어지고, 상기 프리 앰프부의 입력 측에는 다수의 센서의 측정 신호를 구분하여 전달하는 입력 채널 선택기를 더 포함할 수 있다.The ultrasonic sensor may include a plurality of sensors, and the input side of the preamplifier may further include an input channel selector configured to separately transmit the measured signals of the plurality of sensors.

또한, 상기 프리 앰프부의 출력 측에는 증폭 및 필터링 된 다수의 센서의 신호를 구분하여 전달하는 출력 채널 선택기; 및 상기 출력 채널 선택기의 전달 신호를 출력하는 오실로스코프; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the output side of the preamplifier unit output channel selector for separating and transmitting the signals of the plurality of amplified and filtered; An oscilloscope for outputting a transfer signal of the output channel selector; It characterized in that it further comprises.

또한, 상기 제어부의 분석 결과를 외부 기기 또는 서버에 전달하기 위한 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a communication unit for transmitting the analysis result of the controller to an external device or a server.

이때, 상기 통신부에 연결되며, 상기 제어부의 분석 제어 조건을 입력받아 제어부에 전달하고, 상기 제어 조건에 따른 제어부의 분석 결과를 출력하는 제어 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include a control computer connected to the communication unit, receiving an analysis control condition of the control unit, transmitting the analysis control condition to the control unit, and outputting an analysis result of the control unit according to the control condition.

또한, 상기 제어부의 분석 제어 조건을 입력받기 위한 입력 장치를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an input device for receiving an analysis control condition of the controller.

이때, 상기 분석 제어 조건은 쓰레스 홀드, 채널 선택, 측정 주기 수 및 측정 시간으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In this case, the analysis control condition is characterized in that at least one selected from the group consisting of the threshold, the channel selection, the number of measurement cycles and the measurement time.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어 컴퓨터는 측정된 신호의 펄스 크기에 대한 개수 및 시간에 따른 펄스 크기를 출력하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the invention, the control computer is characterized in that for outputting the pulse size according to the number and time of the pulse size of the measured signal.

이때, 상기 제어 컴퓨터는 일정 시간 주기로 각 시간대의 펄스 크기 분석 결과의 대표치를 트렌드 값으로 설정하고, 시간에 따른 상기 트렌드 값의 변화를 저장하여 관리하는 것을 특징으로 한다.In this case, the control computer is characterized by setting the representative value of the pulse size analysis result of each time period at a predetermined time period as a trend value, and stores and manages the change of the trend value over time.

또한, 상기 제어 컴퓨터는 상기 트렌드 값을 설정하기 위한 트렌드 카운트를 사용자로부터 입력받으며, 상기 펄스 크기에 대한 개수에서 상기 트렌드 카운트의 순위에 해당하는 펄스 크기를 트렌드 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.The control computer may receive a trend count for setting the trend value from a user, and set a pulse size corresponding to the rank of the trend count as a trend value in the number of pulse sizes.

또한, 본 발명에 따른 장치는 상기 제어부에 의해 제어되는 상태표시 램프를 더 포함하며, 상기 상태표시 램프는 설정된 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 펄스의 개수가 기준치 이상일 경우 점등되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the apparatus according to the present invention further comprises a status indicator lamp controlled by the control unit, characterized in that the status lamp is turned on when the number of pulses having a voltage magnitude equal to or greater than the set threshold is greater than the reference value.

본 발명에 따른 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치에 의하면, 사용자의 설정에 의한 쓰레스 홀드 이상의 크기를 갖는 펄스의 개수를 정량적으로 측정할 수 있게 되어 개별 초고압 설비에 적합한 진단을 수행할 수 있게 된다.According to the ultra-high pressure installation partial discharge diagnosis apparatus using the ultrasonic sensor according to the present invention, it is possible to quantitatively measure the number of pulses having a threshold or more according to the user's setting, it is possible to perform a diagnosis suitable for the individual ultra-high pressure equipment Will be.

또한, 단일 장치를 통해 사용자가 간편하게 초고압 설비의 부분 방전을 진단할 수 있으며, 디지털 분석과 아날로그 분석을 병행하여 수행할 수 있게 되므로 분석 장치에서 감지한 문제 발생 상황에 대하여 사용자가 직접적인 파형 분석을 통해 문제 발생 원인을 파악하고 신속한 대응이 가능하게 된다.
In addition, a single device allows the user to easily diagnose partial discharges in high voltage installations, and can perform both digital and analog analysis in parallel, allowing the user to directly analyze the problem situation detected by the analysis device. Identify the cause of the problem and respond quickly.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진단 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진단 장치의 연결 관계를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 진단 장치의 디스플레이부 및 입력 장치를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 진단 장치의 디스플레이부의 화면 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제어 컴퓨터를 통해 진단 장치의 제어 조건을 설정하고 이에 대한 진단 결과를 나타내는 제어창을 도시한 도면.
도 6은 상기 제어 컴퓨터의 제어창에서 시간에 따른 펄스 크기의 정량 분석 결과가 출력된 모습을 나타내는 도면.1 is a block diagram of a diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a connection relationship of a diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a display unit and an input device of a diagnostic device according to the present invention;
4 is a diagram illustrating a screen configuration of a display unit of a diagnostic apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a control window for setting a control condition of a diagnostic apparatus through a control computer and displaying a diagnosis result therefor according to an embodiment of the present invention; FIG.
6 is a view showing the output of the result of the quantitative analysis of the pulse magnitude over time in the control window of the control computer.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 발명은 초고압 전력설비인 콘덴서, 변압기, 가스절연 개폐장치 등의 진단 장치에 대한 것으로서, 상기 초고압 설비의 외부에 초음파 센서를 부착한 후 전력설비 내부에서 발생하는 부분방전을 임의로 선정한 방전 펄스 크기에 따라 개수를 측정함으로, 전력설비의 열화 진행 정도나 열화 상태를 진단 및 분석하고 정상 작동상태 및 고장 징후를 사전에 감지함으로 보수나 교체시기를 예측할 수 있는 진단 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a diagnostic device such as a condenser, a transformer, a gas insulated switchgear, etc., which are ultra-high voltage power equipments, and attaches an ultrasonic sensor to the outside of the ultra-high voltage equipment, and then selects a partial discharge generated within the power equipment. By measuring the number according to the diagnosis and analysis of deterioration progress or deterioration of the power equipment, and detects the normal operating conditions and signs of failure in advance to predict the timing of repair or replacement.

본 발명에 따른 진단 장치에 의하면 부분 방전 신호의 펄스 크기에 따른 펄스 개수를 디지털화하여 나타낼 수 있으며, 그 개수가 설정치 이상일 경우에는 경보장치 등에 의해 경보음이 울리도록 할 수 있다. 또한, 오실로스코프를 통한 검출 신호의 파형 분석을 병행하여 수행할 수 있게 되며, 외부 기기와 연결되어 측정 데이터의 저장 및 관리가 가능하게 된다.According to the diagnostic apparatus according to the present invention, the number of pulses according to the pulse size of the partial discharge signal may be digitized and displayed, and when the number is greater than or equal to a set value, an alarm sound may be caused by an alarm device or the like. In addition, the waveform analysis of the detection signal through the oscilloscope can be performed in parallel, and the measurement data can be stored and managed by being connected to an external device.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치의 구성을 나타내고 있으며, 도 2는 상기 진단 장치의 연결 관계를 개략적으로 나타내고 있다.FIG. 1 illustrates a configuration of an apparatus for diagnosing a partial discharge of an ultrahigh pressure facility using an ultrasonic sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 schematically illustrates a connection relationship between the diagnostic devices.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진단 장치는 초음파 센서(10), 프리 앰프부(1), 메인 앰프(54), A/D 컨버터(56) 및 제어부(100)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown, the diagnostic apparatus according to the present invention may be configured to include the ultrasonic sensor 10, the preamplifier 1, the main amplifier 54, the A / D converter 56 and the controller 100. .

상기 초음파 센서(10)는 초고압 설비의 외부에 부착되어 초고압 설비의 내부에서 발생하는 부분 방전에 따른 신호를 측정할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 진단 장치는 다수의 초음파 센서(10a, 10b, 10c)를 구비할 수 있으며, 상기 다수의 초음파 센서(10a, 10b, 10c)에서 측정되는 신호는 입력 채널 선택기(20)에서 구분된 채널 신호로 본 발명의 진단 장치에 입력될 수 있다. 이때, 상기 초음파 센서(10)는 센서 전원(40)에 의해 전원을 인가받을 수 있다.The ultrasonic sensor 10 may be attached to the outside of the ultrahigh pressure facility to measure a signal according to a partial discharge generated inside the ultrahigh pressure facility. The diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention may include a plurality of ultrasonic sensors 10a, 10b, and 10c, and the signals measured by the plurality of ultrasonic sensors 10a, 10b, and 10c may be input channel selectors 20. A channel signal separated from may be input to the diagnostic device of the present invention. In this case, the ultrasonic sensor 10 may be powered by the sensor power source 40.

다음으로 본 발명의 프리 앰프부(1)에 대해 설명하면, 먼저 상기 초음파 센서(10)의 출력 신호는 스플리터(22)에 인가되는데, 상기 스플리터(22)는 센서 전원(40)의 전원과 센서 측정 신호를 각각 분리하여, 분리된 측정 신호를 보조 앰프(24)에 전달한다. 상기 보조 앰프(24)는 미소 신호인 초음파 센서(10)의 측정 신호를 1차로 증폭한다.Next, the preamplifier 1 of the present invention will be described. First, an output signal of the ultrasonic sensor 10 is applied to the splitter 22, and the splitter 22 is a power source of the sensor power source 40 and a sensor. The measurement signal is separated from each other, and the separated measurement signal is transmitted to the auxiliary amplifier 24. The auxiliary amplifier 24 primarily amplifies the measurement signal of the ultrasonic sensor 10 which is a micro signal.

상기 보조 앰프(24)에 의해 증폭된 신호는 BPF(Band-Pass Filter, 26)를 거치면서 설정 주파수 대역의 신호가 선택적으로 통과될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 BPF는 20kHz 내지 100kHz 영역의 신호가 통과하도록 할 수 있다.The signal amplified by the auxiliary amplifier 24 may selectively pass a signal of a set frequency band while passing through a band-pass filter 26. According to a preferred embodiment of the present invention, the BPF may allow a signal in a range of 20 kHz to 100 kHz to pass.

BPF(26)를 통해 필터링된 신호는 버퍼(28, 52)를 거쳐 메인 앰프(54)에 전달될 수 있다. 또는, 본 발명의 실시예에 따라 버퍼(28)를 통해 출력 채널 선택기(30)로 인가되어 직접 아날로그 형태의 출력을 발생시킬 수 있다. 이때, 상기 버퍼(28, 52)는 신호에 포함된 잡음 등을 제거함으로 신호의 왜곡 현상을 감쇄할 수 있다.The signal filtered through the BPF 26 may be delivered to the main amplifier 54 via the buffers 28 and 52. Alternatively, according to an exemplary embodiment of the present invention, the output channel selector 30 may be applied through the buffer 28 to directly generate an analog output. In this case, the buffers 28 and 52 may reduce the distortion of the signal by removing noise included in the signal.

상기 출력 채널 선택기(30)는 프리 앰프부(1)에서 증폭 및 필터링 된 다수의 초음파 센서(10a, 10b, 10c)의 신호를 각각 구분하여 다른 채널의 출력(30a, 30b, 30c)으로 전달할 수 있다. 상기 출력 채널 선택기(30)에는 도 2에 도시된 바와 같이 오실로스코프(32)가 연결되어 초음파 센서(10)에서 측정한 측정 신호의 파형 및 펄스 형태를 직접 관측할 수 있다.The output channel selector 30 may divide the signals of the plurality of ultrasonic sensors 10a, 10b and 10c amplified and filtered by the preamplifier 1 and transmit the signals to the outputs 30a, 30b and 30c of other channels. have. As shown in FIG. 2, an oscilloscope 32 is connected to the output channel selector 30 to directly observe the waveform and pulse shape of the measurement signal measured by the ultrasonic sensor 10.

이처럼 본 발명에 따른 진단 장치에 내장되는 프리 앰프부(1)는 초음파 센서(10)를 통해 인가되는 측정 신호를 1차로 증폭하고 설정 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 필터링을 수행할 수 있으며, 이를 오실로스코프(32)를 통해 펄스 파형으로 출력함으로 사용자가 측정 신호에 대한 아날로그 분석(파형 분석)을 수행할 수 있도록 한다.As described above, the preamplifier 1 embedded in the diagnostic apparatus according to the present invention may perform filtering to amplify the measured signal applied through the ultrasonic sensor 10 first and selectively pass a signal of a set frequency band. This is output as a pulse waveform through the oscilloscope 32 so that the user can perform analog analysis (waveform analysis) on the measurement signal.

한편, 메인 앰프(54)로 인가된 측정 신호는 상기 메인 앰프(54)에서 2차로 증폭되어 A/D 컨버터(56)로 전달한다. 상기 A/D 컨버터(56)는 메인 앰프(54)에서 전달된 신호를 디지털 신호로 변환하며, 바람직하게는 1MHz 이상의 샘플링으로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.On the other hand, the measurement signal applied to the main amplifier 54 is amplified second by the main amplifier 54 and transferred to the A / D converter 56. The A / D converter 56 converts a signal transmitted from the main amplifier 54 into a digital signal, and preferably converts an analog signal into a digital signal by sampling at 1 MHz or more.

상기 A/D 컨버터(56)의 출력은 본 발명의 제어부(100)에 전달되며, 상기 제어부는 디지털 신호를 입력받아 상기 초음파 센서(10)의 측정 데이터에 대한 분석을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 제어부(100)로는 디지털 시그널 프로세서(DSP: Digital Signal Processor)가 사용될 수 있으며, 입력 신호에 대하여 실시간으로 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제어부(100)에 연결된 복합 프로그래머블 논리 소자(CPLD: Complex Programmable Logic Device, 110)는 상기 제어부(100)의 명령을 받아 주변장치들의 제어신호를 생성하여 준다.The output of the A / D converter 56 is transmitted to the control unit 100 of the present invention, and the control unit may receive a digital signal and analyze the measurement data of the ultrasonic sensor 10. In an embodiment of the present invention, the control unit 100 may use a digital signal processor (DSP), and may perform a Fast Fourier Transform (FFT) on an input signal in real time. At this time, the Complex Programmable Logic Device (CPLD) 110 connected to the controller 100 generates a control signal of peripheral devices in response to a command of the controller 100.

한편, 본 발명의 진단 장치에 구비된 센서 전원(40)은 초음파 센서(10)용 전원을 공급하는 장치이며, 아날로그 전원(42)은 아날로그 회로의 전원을, 디지털 전원(64)은 디지털 회로의 전원을 공급한다. 즉, 상기 아날로그 전원(42)은 앰프(24, 54), BPF(26), 버퍼(28, 52) 등에 전원을 공급하며, 디지털 전원(64)은 A/D 컨버터(56), 제어부(100) 등에 전원을 제공할 수 있다.On the other hand, the sensor power supply 40 provided in the diagnostic apparatus of the present invention is a device for supplying power for the ultrasonic sensor 10, the analog power supply 42 is the power supply of the analog circuit, the digital power supply 64 is the Supply power. That is, the analog power supply 42 supplies power to the amplifiers 24 and 54, the BPF 26 and the buffers 28 and 52, and the digital power supply 64 is the A / D converter 56 and the controller 100. Power supply).

본 발명의 실시예에 따르면 상기 제어부(100)는 디지털 신호로 변환된 상기 초음파 센서(10)의 측정 신호를 인가받아 펄스 크기에 따른 펄스의 개수를 실시간으로 측정할 수 있다. 바람직하게는 상기 제어부는 사용자가 설정한 쓰레스 홀드(Threshold) 전압을 입력받아 상기 쓰레스 홀드 이상의 크기를 갖는 펄스의 개수를 측정할 수 있다. 설정된 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 펄스는 부분 방전 현상에 따른 신호로 추정될 수 있으며, 그 개수가 기준치 이상일 경우 경보장치 등에 의해 경보음이 울리도록 하거나 상태표시 램프가 점등되도록 할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the controller 100 may receive the measurement signal of the ultrasonic sensor 10 converted into a digital signal and measure the number of pulses according to the pulse size in real time. Preferably, the controller may receive a threshold voltage set by a user and measure the number of pulses having a magnitude greater than or equal to the threshold. The pulse having a voltage level greater than or equal to the set threshold may be estimated as a signal according to a partial discharge phenomenon, and when the number is greater than or equal to the reference value, an alarm may be caused by an alarm device or the status display lamp may be turned on.

상기 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 펄스 개수 측정과 관련하여, 본 발명에 따른 제어부(100)는 입력되는 측정 신호에 대해 한 주기별로 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 펄스 개수를 측정할 수 있다. 즉, 한 주기에 대하여 N개의 위상별 신호로 구분하고, 구분된 각각의 신호 중 상기 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 펄스의 개수를 구할 수 있는 것이다.Regarding the measurement of the number of pulses having a voltage magnitude greater than or equal to the threshold, the control unit 100 according to the present invention may measure the number of pulses having a voltage magnitude greater than or equal to the threshold for each input signal. That is, the signal is classified into N phase-specific signals for one period, and the number of pulses having a voltage level equal to or greater than the threshold is obtained from each of the divided signals.

예컨대, 한 주기에 대하여 360개의 위상별 신호로 구분할 경우, 1도, 2도,…,360도 각각의 위상에 대한 전압 대표값을 측정하고, 이중 설정된 쓰레스 홀드 이상의 크기를 갖는 전압 대표값의 개수를 산출할 수 있다. 이때, 바람직하게는 상기 쓰레스 홀드가 양의 값을 가짐으로 인해 측정 신호의 펄스 중 음의 전압 크기를 갖는 신호는 제외될 수 있다. 상기 전압 대표값은 해당 위상에서의 신호의 크기(전압 크기)가 될 수 있으며, 또는 구분된 구간(0~1도, 1~2도,…, 359~360도)에서의 최대 신호 크기(전압 크기)가 될 수도 있다.For example, when dividing into 360 phase-specific signals for one period, 1 degree, 2 degrees,... The voltage representative value for each phase of 360 degrees may be measured, and the number of voltage representative values having a magnitude greater than or equal to a dual threshold set may be calculated. In this case, preferably, since the threshold has a positive value, a signal having a negative voltage magnitude among pulses of the measurement signal may be excluded. The voltage representative value may be a magnitude (voltage magnitude) of a signal in a corresponding phase, or a maximum signal magnitude (voltage) in divided sections (0 to 1 degree, 1 to 2 degrees, ..., 359 to 360 degrees). Size).

본 발명에서는 이처럼 한 주기의 신호에 대하여 N개의 위상별 신호로 구분하여 각 구분된 신호에 대한 정량적인 분석을 수행함으로 부분 방전 발생 여부에 대한 정밀한 분석 및 진단을 수행할 수 있다. 이때, 측정 신호에 대한 정량화를 통한 디지털 분석에 의해 부분 방전이 추정될 경우 경보 장치 또는 상태표시 램프를 통해 경고할 수 있으며, 사용자는 본 발명의 실시예에 따라 구비되는 오실로스코프(32)를 통해 초음파 센서(10)에서 측정한 측정 신호의 파형 및 펄스 형태를 직접 관측할 수 있다. 이에 따라 디지털 분석과 아날로그 분석을 병행할 수 있게 되어 부분방전 진단의 정확성을 한층 높일 수 있게 된다.In the present invention, a signal of one cycle may be divided into N phase-specific signals to perform quantitative analysis on each divided signal, thereby enabling precise analysis and diagnosis on whether partial discharge occurs. In this case, when the partial discharge is estimated by digital analysis through quantification of the measurement signal, the user may be warned through an alarm device or a status indicator lamp, and the user may ultrasonically through the oscilloscope 32 provided in accordance with an embodiment of the present invention. The waveform and pulse shape of the measurement signal measured by the sensor 10 may be directly observed. As a result, digital and analog analysis can be performed in parallel, thereby increasing the accuracy of the partial discharge diagnosis.

한편, 본 발명의 실시예에 따라 상기 제어부(100)에 연결된 플래쉬 메모리(60)는 제어부(100)의 제어 구동을 위한 프로그램 메모리로서 제어 프로그램 및 설정 값들을 저장한다. 또한, 본 발명에 따른 진단 장치는 데이터 메모리(62)를 구비하여 초음파 센서(10)의 측정 데이터 및 제어부(100)의 분석 결과를 저장하도록 할 수 있다.Meanwhile, according to an exemplary embodiment of the present invention, the flash memory 60 connected to the controller 100 stores a control program and setting values as a program memory for controlling driving of the controller 100. In addition, the diagnostic apparatus according to the present invention may include a data memory 62 to store measurement data of the ultrasonic sensor 10 and analysis results of the controller 100.

이때, 상기 제어부(100)는 입력되는 측정 신호에 대하여 다수의 주기에 대한 데이터를 누적하여 상기 데이터 메모리(62)에 저장하고, 이를 합산한 측정 및 진단 결과를 출력할 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이 한 주기의 신호에 대하여 360개의 위상별 신호로 구분할 경우, 총 10개의 주기에 대하여 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 위상별 신호를 누적한 후 이를 총 측정 주기 수(예를 들어, 10)로 나누어 평균을 구할 수 있다.In this case, the controller 100 may accumulate data for a plurality of periods with respect to the input measurement signal and store the data in the data memory 62, and output the combined measurement and diagnosis results. For example, as described above, when the signal of one phase is divided into 360 phase signals, the signal for each phase having a voltage magnitude of more than a threshold is accumulated for a total of 10 cycles, and then the total number of measurement cycles (for example, For example, the average can be obtained by dividing by 10).

이에 따라 상기 누적 평균한 데이터에서 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 신호의 개수가 기준치 이상일 경우 부분 방전이 발생한 것으로 추정할 수 있다. 이와 같이 누적 평균한 데이터는 측정 데이터의 오차를 줄여주며, 일시적인 이상에 의한 신호의 영향을 감쇠시켜 줄 수 있다.Accordingly, it may be estimated that partial discharge has occurred when the number of signals having a voltage magnitude greater than or equal to a threshold is greater than the reference value in the accumulated average data. This cumulative averaged data reduces the error of the measured data and can attenuate the influence of the signal due to a transient abnormality.

본 발명의 실시예에 따른 진단 장치는 RTC(Real-Time Clock, 120)를 구비하여 시간 정보를 제공받을 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 장치는 상기 RTC(120)를 이용하여 설정된 시간에 신호 측정 및 진단 분석을 수행할 수 있다.The diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention may be provided with time information by including a real-time clock (RTC) 120. In this case, the device according to the present invention may perform signal measurement and diagnostic analysis at a set time using the RTC 120.

또한, 본 발명에 따른 진단 장치는 제어부(100)의 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부(122)를 구비할 수 있는데, 도 3은 상기 디스플레이부(122)와 상태표시 램프(128), 입력장치(126)를 구비하는 본 발명의 진단 장치의 외형을 개략적으로 나타내고 있다.In addition, the diagnostic apparatus according to the present invention may include a display unit 122 displaying an analysis result of the control unit 100. FIG. 3 illustrates the display unit 122, the status display lamp 128, and an input device ( The outline of the diagnostic apparatus of the present invention having 126 is schematically shown.

도시된 바와 같이, 상기 디스플레이부(122)는 다수의 초음파 센서(10a, 10b, 10c)에서 측정된 측정 신호에 대하여 각 채널별로 분석 결과를 출력하도록 할 수 있다. 즉, 각 채널별로 쓰레스 홀드 이상의 크기를 갖는 신호의 개수를 나타내도록 할 수 있으며, 사용자의 모드 변환에 따라 출력되는 다양한 화면 구성을 구비할 수 있다.As shown, the display unit 122 may output an analysis result for each channel for the measurement signals measured by the plurality of ultrasonic sensors 10a, 10b, and 10c. That is, the number of signals having a threshold or more for each channel may be represented, and various screen configurations that are output according to the user's mode conversion may be provided.

또한, 상태표시 램프(128)를 구비하여 각 채널별로 발생하는 이상 상황을 표시하도록 할 수 있다. 즉, 각 채널별 초음파 센서의 측정 신호에 대한 정량 분석 결과를 토대로, 설정된 쓰레스 홀드 이상의 크기를 갖는 신호의 개수가 기준치 이상일 경우 부분 방전 발생 상황으로 판단하여 경고 점등을 수행할 수 있다.In addition, the status display lamp 128 may be provided to display an abnormal situation occurring for each channel. That is, based on the result of the quantitative analysis of the measured signals of the ultrasonic sensors for each channel, when the number of signals having a magnitude greater than or equal to the set threshold is greater than or equal to the reference value, it may be determined that the partial discharge occurs and the warning lighting may be performed.

아울러, 본 발명에 따른 진단 장치는 장치 외부에 입력장치(126)를 구비하여 제어부(100)의 분석 제어 조건을 입력받아 이를 제어부(100)에 전달할 수 있다. 즉, 후술하는 바와 같이 입력되는 측정 신호에 대한 쓰레스 홀드, 채널 선택, 측정 주기 수 및 측정 시간 등의 분석 제어 조건을 입력받을 수 있다. 상기 입력장치(126)를 통한 입력은 본 발명의 디스플레이부(122)와 연계하여 수행될 수 있다.In addition, the diagnostic apparatus according to the present invention may include an input device 126 on the outside of the device to receive an analysis control condition of the controller 100 and transmit it to the controller 100. That is, analysis control conditions such as threshold, channel selection, number of measurement cycles, and measurement time for the input measurement signal may be input as described below. Input through the input device 126 may be performed in connection with the display unit 122 of the present invention.

도 4는 상기 디스플레이부(122)의 화면 구성을 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진단 장치는 측정모드, 설정모드, 예약모드 등을 제공할 수 있다. 상기 모드 간의 변환 및 각 모드에서의 설정은 본 발명의 입력장치(126)를 통해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 설정모드를 통해 각 채널에 대한 쓰레스 홀드 등을 설정할 수 있으며, 예약모드는 RTC(120)와 연계하여 설정된 절대시간 또는 상대시간에 측정 및 분석이 이루어지도록 할 수 있다. 여기서 절대시간 설정은 측정이 이루어지기 위한 실제 시계상의 시간을 설정하는 것을 의미하며, 상대시간 설정이란 현재 시점으로부터 얼마의 시간 간격 후에 측정을 수행할지를 설정하는 것을 의미한다.4 illustrates a screen configuration of the display unit 122. As shown, the diagnostic apparatus according to the present invention may provide a measurement mode, a setting mode, a reservation mode, and the like. Conversion between the modes and setting in each mode can be made through the input device 126 of the present invention. In detail, a threshold may be set for each channel through a setting mode, and the reservation mode may allow measurement and analysis to be performed at an absolute time or a relative time set in association with the RTC 120. Here, the absolute time setting means setting the actual time on the clock for the measurement to be made, and the relative time setting means setting how many time intervals to perform the measurement from the current time point.

한편, 본 발명에서 통신부(124)는 외부 기기 또는 서버(140)와 통신하기 위한 구성으로서, 제어부(110)의 분석 제어 조건을 입력받아 제어부(100)에 전달하고, 상기 제어부(100)의 분석 결과를 외부 기기 또는 서버(140)에 전달할 수 있다. 즉, 시리얼 통신을 통하여 제어 컴퓨터(200) 등과 같은 외부 기기에 연결될 수 있으며, 이더넷 컨트롤러(Ethernet Controller)를 구비하여 외부의 서버(140)로 측정 및 분석 데이터를 전달할 수도 있다.Meanwhile, in the present invention, the communication unit 124 is configured to communicate with an external device or the server 140, receives an analysis control condition of the control unit 110, transmits it to the control unit 100, and analyzes the control unit 100. The result may be transmitted to the external device or the server 140. That is, it may be connected to an external device such as the control computer 200 through serial communication, and may be provided with an Ethernet controller to transmit measurement and analysis data to an external server 140.

본 발명의 실시예에 따른 진단 장치는 입력장치(126) 또는 제어 컴퓨터(200)를 통해 제어부(100)의 분석 제어 조건을 입력받아 이에 따른 분석을 수행할 수 있다. 여기서 분석 제어 조건이란 측정 신호에 대한 쓰레스 홀드 설정 값, 채널 선택, 측정 주기 수 및 측정 시간 등에 관한 것이 될 수 있다. 즉, 사용자가 해당 채널의 초음파 측정기(10)에 대한 쓰레스 홀드 값을 직접 설정할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따라 다수의 주기에 대한 누적 평균을 산출할 경우 그 측정 주기 수를 설정할 수 있다. 또한, RTC(120)와 연동하여 측정 및 분석이 수행될 절대시간 또는 상대시간을 입력할 수 있다.The diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention may receive an analysis control condition of the controller 100 through the input device 126 or the control computer 200 and perform analysis according thereto. The analysis control condition may refer to a threshold setting value, channel selection, number of measurement cycles, and measurement time for a measurement signal. That is, the user can directly set the threshold value for the ultrasonic measuring device 10 of the corresponding channel, and when calculating the cumulative average for a plurality of periods according to an embodiment of the present invention, the number of measuring periods may be set. . In addition, in conjunction with the RTC 120, it is possible to input the absolute time or relative time to be measured and analyzed.

첨부된 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제어 컴퓨터(200)를 통해 진단 장치의 제어 조건을 설정하고 이에 대한 진단 결과를 나타내는 제어창을 도시하고 있다. 또한, 도 6은 상기 제어 컴퓨터(200)의 제어창에서 시간에 따른 펄스 크기의 정량 분석 결과가 출력된 모습을 나타낸다.5 is a view illustrating a control window for setting a control condition of a diagnostic apparatus through a control computer 200 and displaying a diagnosis result therefor according to an embodiment of the present invention. In addition, Figure 6 shows the appearance of the result of the quantitative analysis of the pulse size over time in the control window of the control computer 200.

도 5에 도시된 상태 그래프는 하나의 주기 또는 다수의 주기에 대하여 측정된 신호의 펄스 크기에 대한 개수를 정량 분석하여 나타낸 그래프로서, 각 펄스 크기의 구간별로 측정된 개수를 도식화하여 나타낼 수 있다. 이때, 세로축은 각 구간별 펄스의 개수를 나타내는 것으로서 구간별 개수 변화의 전체적인 추이의 판단이 용이하도록 로그값을 취한 값이 선택될 수 있다.The state graph illustrated in FIG. 5 is a graph showing quantitative analysis of the number of pulse sizes of a signal measured for one period or a plurality of periods, and may be represented by diagrammatically representing the number measured for each pulse size section. In this case, the vertical axis represents the number of pulses for each section, and a value having a log value may be selected to facilitate the determination of the overall trend of the number change for each section.

도 5의 그래프를 살펴보면, 가로축의 크기가 증가할수록 즉, 펄스 크기(전압값)가 증가할수록 해당 구간의 측정된 펄스 개수는 감소함을 알 수 있다. 이때 사용자는 제어창을 통해 적정 전압 값을 쓰레스 홀드로 설정함으로 상기 쓰레스 홀드 이상이 되는 신호의 개수가 상기 그래프를 통해 나타나도록 할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 제어창을 통해 채널 선택, 측정횟수, 데이터 저장 여부 및 측정 시간(절대시간, 상대시간) 세팅을 수행할 수도 있다.Referring to the graph of FIG. 5, it can be seen that as the magnitude of the horizontal axis increases, that is, as the pulse size (voltage value) increases, the number of measured pulses in the corresponding section decreases. In this case, the user may set the appropriate voltage value to the threshold through the control window so that the number of signals exceeding the threshold is displayed through the graph. In addition, through the control window shown in FIG. 5, the channel selection, the number of measurements, whether data is stored, and the measurement time (absolute time, relative time) may be set.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어 컴퓨터(200)는 시간에 따른 펄스 크기의 정량 분석 결과에 대한 이력관리를 수행할 수 있다. 즉, 일정 시간 주기로 각 시간대의 펄스 정량 분석 결과의 대표치를 트렌드 값으로 설정하고, 시간에 따른 상기 트렌드 값의 변화를 저장하여 이를 관리할 수 있는 것이다.According to an embodiment of the present invention, the control computer 200 may perform a history management for the quantitative analysis result of the pulse magnitude over time. That is, a representative value of the pulse quantitative analysis result of each time period at a predetermined time period may be set as a trend value, and the change of the trend value with time may be stored and managed.

이를 위해, 본 발명의 제어 컴퓨터(200)는 각 시간대별 트렌드 값을 설정하기 위한 트렌드 카운트(Trend Cnt)를 제어창을 통해 입력받을 수 있다. 상기 트렌드 카운트는 펄스 크기에 대한 개수를 정량 분석하여 나타낸 도 5의 그래프에서 상위 몇 번째에 해당하는 펄스 크기를 트렌드 값으로 설정할지를 결정하기 위한 값이다.To this end, the control computer 200 of the present invention may receive a trend count (Trend Cnt) for setting a trend value for each time zone through a control window. The trend count is a value for determining whether to set the uppermost pulse size as a trend value in the graph of FIG. 5 by quantitatively analyzing the number of pulse sizes.

즉, 도 5에 도시된 그래프에서는 0.12의 펄스 크기를 갖는 개수가 0개, 0.11의 펄스 크기를 갖는 개수가 7개임을 알 수 있는데, 이때 트렌드 카운트(Trend Cnt)를 5로 설정할 경우 상기 그래프에서 상위 5번째의 크기를 갖는 0.11이 트렌드 값으로 설정된다. 사용자는 상기 트렌드 카운트를 적절하게 설정함으로, 최고 전압값을 갖는 일부 오차 신호를 제외하고 신뢰성 있는 전압 값을 트렌드 값으로 설정할 수 있게 된다.That is, in the graph shown in FIG. 5, it can be seen that 0 has a pulse size of 0.12 and 7 has a pulse size of 0.11. In this case, when the trend count (Trend Cnt) is set to 5, 0.11 having the upper fifth size is set as the trend value. By appropriately setting the trend count, the user can set a reliable voltage value as the trend value except for some error signals having the highest voltage value.

도 6은 상기 제어 컴퓨터(200)에 의해 수행된 이력관리 결과를 나타내고 있다. 즉, 본 발명에서는 제어창을 통해 시간에 따른 트렌드 값의 변화(Trend View)를 나타내도록 할 수 있으며, 시간에 따른 펄스 크기의 변화 추이를 관찰함으로 부분 방전 이상이 발생한 시간을 추정할 수 있다. 이에 따라, 문제 발생 상황에 대한 신속한 대처를 수행할 수 있게 된다.6 shows the results of the history management performed by the control computer 200. That is, in the present invention, it is possible to display the trend (Trend View) of the trend value with time through the control window, and it is possible to estimate the time when the partial discharge abnormality occurred by observing the change of the pulse magnitude with time. Accordingly, it is possible to quickly respond to the problem occurrence situation.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 속한 사람이 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
In the above described the present invention through specific embodiments, those skilled in the art can make modifications, changes without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, what can be easily inferred by the person of the technical field to which this invention belongs from the detailed description and the Example of this invention is interpreted as belonging to the scope of the present invention.

1 : 프리 앰프부 10 : 초음파 센서
20 : 입력 채널 선택기 22 : 스플리터
24 : 보조 앰프 26 : BPF(Band-Pass Filter)
28, 52 : 버퍼 30 : 출력 채널 선택기
32 : 오실로스코프 40 : 센서 전원
42 : 아날로그 전원 54 : 메인 앰프
56 : A/D 컨버터 60 : 플래쉬 메모리
62 : 데이터 메모리 64 : 디지털 전원
100 : 제어부 110 : 복합 프로그래머블 논리 소자
120 : RTC(Real-Time Clock) 122 : 디스플레이부
124 : 통신부 126 : 입력장치
128 : 상태표시 램프 140 : 서버
200 : 제어 컴퓨터1: Preamplifier 10: Ultrasonic Sensor
20: input channel selector 22: splitter
24: auxiliary amplifier 26: BPF (Band-Pass Filter)
28, 52: Buffer 30: Output Channel Selector
32: oscilloscope 40: sensor power
42: analog power 54: main amplifier
56: A / D converter 60: flash memory
62: data memory 64: digital power supply
100 control unit 110 complex programmable logic device
120: RTC (Real-Time Clock) 122: display unit
124: communication unit 126: input device
128: status display lamp 140: server
200: control computer

Claims (16)

초고압 설비에 부착되는 초음파 센서와;
상기 초음파 센서의 측정 신호를 인가받아 증폭하며 설정 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 프리 앰프부와;
상기 프리 앰프부의 출력을 전달받아 증폭하는 메인 앰프와;
상기 메인 앰프의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터와;
상기 A/D 컨버터의 출력을 전달받아 측정 데이터의 분석을 수행하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는 설정된 쓰레스 홀드(Threshold) 이상의 전압 크기를 갖는 펄스의 개수를 측정하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
An ultrasonic sensor attached to the ultrahigh pressure facility;
A preamplifier configured to receive and amplify the measurement signal of the ultrasonic sensor and selectively pass a signal having a set frequency band;
A main amplifier for receiving and amplifying the output of the preamplifier;
An A / D converter converting the output signal of the main amplifier into a digital signal;
A control unit configured to receive the output of the A / D converter and perform analysis of measurement data;
The control unit is a partial discharge diagnostic apparatus for ultra-high voltage equipment using an ultrasonic sensor, characterized in that for measuring the number of pulses having a voltage level of more than the set threshold (Threshold).
제 1항에 있어서,
상기 제어부는
입력되는 신호의 한 주기에 대하여 N개의 위상별 신호로 구분하고, 구분된 신호 중 상기 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 위상별 신호의 개수를 측정하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 1,
The control unit
Partial discharge of an ultra-high voltage facility using an ultrasonic sensor, characterized in that divided into N phase-specific signals for one period of the input signal, and measuring the number of phase-specific signals having a voltage magnitude equal to or greater than the threshold from the divided signals Diagnostic device.
제 2항에 있어서,
상기 초음파 센서의 측정 데이터를 저장하기 위한 데이터 메모리를 더 포함하고,
상기 제어부는 입력되는 신호의 다수의 주기에 대하여 상기 쓰레스 홀드 이상의 크기를 갖는 위상별 신호를 누적하여 평균한 개수를 출력하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 2,
Further comprising a data memory for storing the measurement data of the ultrasonic sensor,
And the control unit outputs the average number of phase-specific signals having a magnitude greater than or equal to the threshold for a plurality of cycles of an input signal, and outputs the average number.
제 1항에 있어서,
상기 제어부의 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 1,
Ultra-high pressure equipment partial discharge diagnostic apparatus using an ultrasonic sensor, characterized in that it further comprises a display unit for displaying the analysis results of the control unit.
제 1항에 있어서,
상기 프리 앰프부의 출력 측에는 상기 프리 앰프부에서 증폭 및 필터링 된 신호를 출력하는 오실로스코프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 1,
Ultrasonic equipment partial discharge diagnostic device using an ultrasonic sensor, characterized in that the output side of the preamplifier further comprises an oscilloscope for outputting the signal amplified and filtered in the preamplifier.
제 1항에 있어서,
상기 프리앰프부는
센서 전원과 센서 측정 신호를 분리하는 스플리터;
센서 측정 신호를 증폭하는 보조 앰프; 및
설정 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 BPF(Band-Pass Fliter);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 1,
The preamp section
A splitter separating the sensor power supply and the sensor measurement signal;
An auxiliary amplifier for amplifying the sensor measurement signal; And
A band-pass flipper (BPF) for selectively passing signals of a set frequency band;
Ultra-high pressure installation partial discharge diagnostic device using an ultrasonic sensor, characterized in that comprising a.
제 1항 또는 제 6항에 있어서,
상기 초음파 센서는 다수의 센서로 이루어지고,
상기 프리 앰프부의 입력 측에는 다수의 센서의 측정 신호를 구분하여 전달하는 입력 채널 선택기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method according to claim 1 or 6,
The ultrasonic sensor is composed of a plurality of sensors,
Ultra-high pressure equipment partial discharge diagnostic apparatus using an ultrasonic sensor, characterized in that the input side of the pre-amplifier further comprises an input channel selector for separating and transmitting the measurement signals of a plurality of sensors.
제 7항에 있어서,
상기 프리 앰프부의 출력 측에는 증폭 및 필터링 된 다수의 센서의 신호를 구분하여 전달하는 출력 채널 선택기; 및
상기 출력 채널 선택기의 전달 신호를 출력하는 오실로스코프;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
8. The method of claim 7,
An output channel selector for separating and transmitting signals of a plurality of amplified and filtered sensors on an output side of the preamplifier; And
An oscilloscope for outputting a transfer signal of the output channel selector;
Ultra-high pressure installation partial discharge diagnostic device using an ultrasonic sensor, characterized in that it further comprises.
제 1항에 있어서,
상기 제어부의 분석 결과를 외부 기기 또는 서버에 전달하기 위한 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 1,
Ultrasonic equipment partial discharge diagnostic device using an ultrasonic sensor, characterized in that it further comprises a communication unit for transmitting the analysis result of the control unit to an external device or a server.
제 9항에 있어서,
상기 통신부에 연결되며,
상기 제어부의 분석 제어 조건을 입력받아 제어부에 전달하고, 상기 제어 조건에 따른 제어부의 분석 결과를 출력하는 제어 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 9,
Connected to the communication unit,
And a control computer configured to receive the analysis control condition of the control unit and transmit the received analysis control condition to the control unit, and output the analysis result of the control unit according to the control condition.
제 1항에 있어서,
상기 제어부의 분석 제어 조건을 입력받기 위한 입력 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 1,
Ultra-high pressure equipment partial discharge diagnostic device using an ultrasonic sensor, characterized in that further comprising an input device for receiving the analysis control conditions of the control unit.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,
상기 분석 제어 조건은 쓰레스 홀드, 채널 선택, 측정 주기 수 및 측정 시간으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method according to claim 10 or 11,
The analysis control conditions are ultra-high voltage facility partial discharge diagnostic apparatus using an ultrasonic sensor, characterized in that any one or more selected from the group consisting of threshold, channel selection, number of measurement cycles and measurement time.
제 10항에 있어서,
상기 제어 컴퓨터는
측정된 신호의 펄스 크기에 대한 개수 및 시간에 따른 펄스 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 10,
The control computer
Ultra-high pressure equipment partial discharge diagnostic device using an ultrasonic sensor, characterized in that for calculating the pulse size according to the number and time of the pulse size of the measured signal.
제 13항에 있어서,
상기 제어 컴퓨터는
일정 시간 주기로 각 시간대의 펄스 크기 분석 결과의 대표치를 트렌드 값으로 설정하고, 시간에 따른 상기 트렌드 값의 변화를 저장하여 관리하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 13,
The control computer
Ultra-high pressure equipment partial discharge diagnostic apparatus using an ultrasonic sensor, characterized in that for setting a representative value of the pulse size analysis result of each time period at a predetermined time period, and to store and manage the change of the trend value over time.
제 14항에 있어서,
상기 제어 컴퓨터는
상기 트렌드 값을 설정하기 위한 트렌드 카운트를 사용자로부터 입력받으며, 상기 펄스 크기에 대한 개수에서 상기 트렌드 카운트의 순위에 해당하는 펄스 크기를 트렌드 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.
The method of claim 14,
The control computer
Receiving a trend count for setting the trend value from the user, the ultra-high voltage partial discharge using the ultrasonic sensor, characterized in that for setting the pulse size corresponding to the rank of the trend count in the number of the pulse size as a trend value Diagnostic device.
제 1항에 있어서,
상기 제어부에 의해 제어되는 상태표시 램프를 더 포함하며,
상기 상태표시 램프는 설정된 쓰레스 홀드 이상의 전압 크기를 갖는 펄스의 개수가 기준치 이상일 경우 점등되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 이용한 초고압 설비 부분방전 진단 장치.

The method of claim 1,
Further comprising a status display lamp controlled by the control unit,
And the status display lamp is turned on when the number of pulses having a voltage level equal to or greater than a set threshold is greater than a reference value.

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103605050A (en) * 2013-10-26 2014-02-26 国家电网公司 Device for acquiring broadband ultrasonic signal
KR20150026103A (en) * 2013-08-30 2015-03-11 한국전력공사 Portable partial discharge monitoring apparatus and method
CN104965158A (en) * 2015-05-21 2015-10-07 武汉大学 Improved ultrahigh-frequency partial discharge capacity detection acquiring device and method
KR20170028723A (en) 2015-09-04 2017-03-14 지투파워 (주) Partial discharge diagnosis system and method by detection of ultrasonic signal
KR101882619B1 (en) * 2017-08-01 2018-07-26 정은철 Noise detection device and noise management system having the same
CN117783797A (en) * 2024-02-28 2024-03-29 国网山东省电力公司莒县供电公司 Power distribution automatic switch partial discharge detection early warning system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102138117B1 (en) 2018-12-12 2020-07-27 한국표준과학연구원 Hand-held ultrasound camera with high spatial resolution
KR102347816B1 (en) 2020-02-24 2022-01-06 (주)인피니어 Apparatus for determining partial discharge

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150026103A (en) * 2013-08-30 2015-03-11 한국전력공사 Portable partial discharge monitoring apparatus and method
CN103605050A (en) * 2013-10-26 2014-02-26 国家电网公司 Device for acquiring broadband ultrasonic signal
CN104965158A (en) * 2015-05-21 2015-10-07 武汉大学 Improved ultrahigh-frequency partial discharge capacity detection acquiring device and method
KR20170028723A (en) 2015-09-04 2017-03-14 지투파워 (주) Partial discharge diagnosis system and method by detection of ultrasonic signal
KR101882619B1 (en) * 2017-08-01 2018-07-26 정은철 Noise detection device and noise management system having the same
CN117783797A (en) * 2024-02-28 2024-03-29 国网山东省电力公司莒县供电公司 Power distribution automatic switch partial discharge detection early warning system
CN117783797B (en) * 2024-02-28 2024-05-10 国网山东省电力公司莒县供电公司 Power distribution automatic switch partial discharge detection early warning system

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