KR20130050031A - 전력설비와 브이엘에프 진단장비를 연결하는 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력설비와 VLF(Very Low Frequency) 진단장비를 연결하는 연결장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 연결장치는 몸체의 둘레에 스커트를 두 개 이상 가진 원통형 몸체; 전력설비의 엘보커넥터에 연결되는 부싱인서트; 및 VLF 진단장비에 연결되는 봉 형상의 삽입형 금구를 포함하고, 상기 몸체의 한쪽 끝에는 상기 부싱인서트가 부착되고, 상기 몸체의 다른 쪽 끝에는 상기 삽입형 금구가 부착되고, 상기 몸체와 상기 부싱인서트가 만나는 부분은 반도전층으로 감싸지고, 상기 스커트는 상기 부싱인서트를 향해서 펼쳐진 우산 모양이고, 상기 몸체 및 상기 스커트는 에폭시와 폴리머의 혼합물로 이루어진다.

Description

전력설비와 브이엘에프 진단장비를 연결하는 연결장치{CONNECTOR FOR CONNECTING AN ELECTRIC POWER EQUIPMENT AND A VLF DIAGNOSIS EQUIPMENT}

본 발명은 전력설비와 지중케이블진단장비를 연결하는 연결장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력설비와 VLF(Very Low Frequency) 진단장비를 연결하는 연결장치에 관한 것이다.

최근 우리나라는 지중설비, 예컨대 지중케이블의 노후화로 지중케이블의 열화고장이 계속적으로 증가하고 있는 추세이며, 고장으로 인한 사회적 손실은 눈덩이처럼 커지고 있어서, 지중케이블 고장 발생개소를 사전에 발견하여 사고방지를 위한 대책이 다각도로 필요한 실정이다.

한편, 지중케이블 고장예방 진단을 위해 통상적으로 VLF TD/PD 진단기법과 VLF 내전압시험을 통해 고장임박 케이블 및 접속개소를 찾아내어 교체 또는 설비보강이 이루어진다. VLF 내전압시험에는 0.1Hz의 저주파 교류 전압 및 전류를 인가하는 전원장치인 VLF 전원공급장치가 이용된다.

TD(Tan δ의 약자)는 전압과 전류의 위상차를 측정하여 케이블의 열화상태를 진단하는 것이다. VLF TD 진단 원리는 다음과 같다. 케이블은 커패시터로서 교류전원을 인가했을 때 전압-전류간 위상차가 발생하며, 이상적인 경우 커패시터의 영향으로 90°의 위상각을 나타낸다. 열화상태에 따라 케이블의 저항성분과 정전용량성분의 변화가 발생하고 이에 따라 전압-전류간 위상의 변화(Tan δ)가 발생하는데, VLF TD 진단에서는 이러한 전압-전류간 위상의 변화를 측정하는 것이다.

PD(Partial Discharge, 부분방전)는 케이블 내 미세공간에서 발생하는 방전전압을 측정하여 불순물, 시공불량에 의한 케이블 열화상태를 진단하는 것이다. VLF PD 진단은 케이블의 국부적인 결함(예컨대, 절연체 내부/계면의 Void, 절연체 내부 이물질. 절연체 표면 상처 등)에서 발생하는 부분방전 전압을 측정하여 케이블의 열화정도를 판단하는 것이다.

VLF 내전압시험은 0.1Hz의 저주파의 상전압의 3배(39.6kV)전압을 1시간 인가하여 케이블 및 접속재의 절연내력을 확인하는 시험으로서 최초 케이블 포설시 시공상태 및 케이블 납품상태 진단을 위해 준공시험으로 활용된다. 이러한 VLF 진단장비는 유럽 등 서양의 지중케이블 전력설비에 맞추어진 진단장비이기 때문에 국내설비에 적용하는데에는 몇 가지 문제점 있다. 그 중 가장 우선적으로 제기되는 문제는 국내전력설비와 VLF 진단장비와의 연결장치가 없다는 것이다.

종래에는 지중보수용자재들(부싱인서트, 검전핀, 및 G클램프)을 조합해서 VLF 진단을 수행했는데, 사용되고 있는 부싱인서트의 절연내력(15.2kV) 부족으로 인하여 VLF 내전압시험 자체가 불가능하다는 문제점이 있고, 검전핀과 G클램프 연결방식은 연결도체간 이물질 및 노면공극이 발생되는 구조로 되어 있어 G클램프 연결방식을 이용하여 VLF TD/PD 진단하는 경우에 오차가 과다하게 발생한다는 문제점이 있다. 특히, TD 값은 10의 -3승, PD값은 10의 -12승 수치로 불량 여부를 판단하므로 측정시 높은 정확도가 필요하다. 이러한 종래 방식에 의하면, VLF 진단 중 발생하는 부싱인서트의 옆면 방전에 따른 유기전압에 의한 안전사고의 우려 또한 존재한다.

본 발명은, 상술한 문제점들을 해결할 수 있는, 전력설비와 VLF 진단장비와의 연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명에 따른 연결장치의 절연 내력을 상승시켜 VLF 진단시 IEEE Std. 400 및 전력사업자가 정하는 시험전압에 견디도록 하는 것을 목적으로 한다. 나아가, VLF 진단시 발생될 수 있는 PD 값 및 TD 값에 대한 오차를 최소화하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전력설비와 VLF 진단장비를 연결하는 연결장치에 관한 것이고, 본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 몸체의 둘레에 스커트를 두 개 이상 가진 원통형 몸체; 전력설비의 엘보커넥터에 연결되는 부싱인서트; 및 VLF 진단장비에 연결되는 봉 형상의 삽입형 금구를 포함하고, 상기 몸체의 한쪽 끝에는 상기 부싱인서트가 부착되고, 상기 몸체의 다른 쪽 끝에는 상기 삽입형 금구가 부착되고, 상기 몸체와 상기 부싱인서트가 만나는 부분은 반도전층으로 감싸지고, 상기 스커트는 상기 부싱인서트를 향해서 펼쳐진 우산 모양이고, 상기 몸체 및 상기 스커트는 에폭시와 폴리머의 혼합물로 이루어진다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 몸체 및 상기 스커트는 에폭시와 폴리머를 4:1의 비율로 혼합한 혼합물로 이루어진다.

본 발명에 의하면, VLF 진단장비와의 연결부분에서 발생되는 부분방전 및 섬락이 최소화되어, PD 값 및 TD 값에 대한 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다.

또한, 종래에는 시험전압의 상승에 따라 절연이 파괴되어 옆면방전에서 섬락으로 이어져 내전압 시험이 불가능하였으나, 본 발명에 따른 전력설비와 VLF 진단장비를 연결하는 연결장치는 절연내력이 높도록 구성되어 시험전압에 따른 옆면방전 및 섬락이 발생되지 않아 VLF 내전압시험에 이용될 수 있다.

본 발명에 따른, 전력설비와 VLF 진단장비의 연결장치를 VLF 진단시 사용함으로써 지중케이블 및 접속재의 열화진행 여부를 파악해서 불량개소를 조기에 적출하고 교체하여 설비고장예방을 도모할 수 있다.

DC 내전압시험시 케이블 수명이 5년 단축되는 단점이 있어서, AC 내전압시험으로 전환할 필요가 있었으나, 국내전력설비와 VLF 진단장비와의 연결장치가 없어서 AC 내전압시험을 할 수 없었다. 하지만, 본 발명에 의하여 AC 내전압시험이 가능하게 되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라서, 전력설비와 VLF 진단장비를 연결하는 연결장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라서, 전력설비와 VLF 진단장비를 연결하는 연결장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력설비와 VLF 진단장비를 연결하는 연결장치(10)는 몸체(11), 부싱인서트(12), 및 삽입형 금구(13)를 포함한다.

몸체(11)는 원통형으로서, 몸체의 둘레에 펼쳐진 우산 모양의 스커트(14)를 두 개 이상 가진다.

부싱인서트(12)는 전력설비의 엘보커넥터에 연결되는 부분으로서, 몸체(11)의 한쪽 끝에 부착된다.

삽입형 금구(13)는 VLF 진단장비에 연결되는 부분으로서 봉 형상으로 이루어지며, 몸체(11)에서 부싱인서트(12)가 부착된 쪽의 반대쪽 끝에 부착된다. 종래에 이용된 G클램프의 연결방식은 연결도체간 이물질 및 노면공극이 발생되는 구조로 되어 있어 연결부분에서 부분방전이 발생될 가능성이 높고, TD값에 영향을 미치는 것으로 추정되었다. 본 발명에서는 이러한 점을 개선하여 몸체(11)에 삽입형 금구(13)를 부착시켰으며, 삽입형 연결방식은 연결도체간 이물질 및 노면공극이 없는 구조로 되어 있어 연결부분에서 발생되는 부분방전 및 섬락이 최소화된다. 그 결과, PD 값 및 TD 값에 대한 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다.

몸체(11)와 부싱인서트(12)가 만나는 부분은 반도전층(15)으로 감싸진다. 반도전층(15)은 부싱인서트(12)를 통해서 몸체(11)로 전달되는 전계가 한쪽으로 집중되지 않고 고르게 퍼져서 몸체(11)로 전달되게 한다. 전계가 한쪽으로 집중되면 절연이 파괴되기 쉬운데, 반도전층(15)은 이를 방지하기 위한 것이다.

몸체(11)의 원주를 따라서 형성된 스커트(14)는 부싱인서트를 향해서 펼쳐진 우산 모양으로 이루어지는데, 이러한 펼쳐진 우산 모양은 전계가 넘어가기 가장 힘든 구조이다. 스커트(14)의 개수는 2개 이상이 바람직하며, 스커트의 개수가 많을 수록 절연내력 향상에는 도움이 되지만, 부피가 커진다는 단점이 있다.

전력설비와 VLF 진단장비를 좁은 공간에서 연결하여 전력설비에 대한 VLF를 진단해야 하는 경우가 빈번하게 발생하기 때문에, 전력설비와 VLF 진단장비의 연결장치의 절연내력은 올리면서도 크기는 작게 할 필요가 있다.

몸체(11) 및 스커트(14)는 절연내력을 올리기 위해서 에폭시와 폴리머의 혼합물로 이루어진다. 폴리머는 바람직하게는 EPDM 고무일 수 있다.

본 출원인은 몸체(11) 및 스커트(14)의 절연내력을 최대한 올리기 위해서 몸체(11) 및 스커트(14)를 구성하는 에폭시와 폴리머의 혼합비를 변경시켜가면서 실험을 하였으며, 몸체 및 스커트가 에폭시와 폴리머를 4:1의 비율로 혼합한 혼합물로 이루어진 경우에 가장 높은 절연내력을 얻을 수 있었다. 따라서, 절연내력의 요구 조건을 만족시키기 위하여 가장 높은 절연내력을 얻고자 하는 경우에는, 몸체(11) 및 스커트(14)가 에폭시와 폴리머를 4:1의 비율로 혼합한 혼합물로 이루어질 수 있다. 이와 같이 구성된 몸체(11) 및 스커트(14)는 특고압시험장비의 시험전압(예컨대, 0.5U₀, 1U₀, 1.25U₀, 1.5U₀, 1.75U₀, 3U₀ (U₀ = 13,200V)]에 대해서 10분 내지 60분을 견딜 수 있을 뿐만 아니라, 상용주파 55kV의 전압에 대해서 6시간을 견딜 수 있다.

이러한 절연내력 상승에 의해서, 본 발명에 따른 전력설비와 VLF 진단장비를 연결하는 연결장치는 39.6kV 전압을 1시간 동안 전력설비에 인가하여 수행되는 VLF 내전압시험에 이용될 수 있다.

Claims (2)

1. 전력설비와 VLF(Very Low Frequency) 진단장비를 연결하는 연결장치로서,
   몸체의 둘레에 스커트를 두 개 이상 가진 원통형 몸체;
   전력설비의 엘보커넥터에 연결되는 부싱인서트; 및
   VLF 진단장비에 연결되는 봉 형상의 삽입형 금구를 포함하고,
   상기 몸체의 한쪽 끝에는 상기 부싱인서트가 부착되고, 상기 몸체의 다른 쪽 끝에는 상기 삽입형 금구가 부착되고,
   상기 몸체와 상기 부싱인서트가 만나는 부분은 반도전층으로 감싸지고,
   상기 스커트는 상기 부싱인서트를 향해서 펼쳐진 우산 모양이고,
   상기 몸체 및 상기 스커트는 에폭시와 폴리머의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력설비와 VLF 진단장비를 연결하는 연결장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체 및 상기 스커트는 에폭시와 폴리머를 4:1의 비율로 혼합한 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력설비와 VLF 진단장비를 연결하는 연결장치.

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