KR20130061524A - 절연유 상태 진단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변압기 내의 절연유의 상태를 측정하는 절연유 상태 진단장치에 관한 것이다. 본 발명의 절연유 상태 진단장치는, 상기 변압기의 방압밸브를 대신하여 상기 변압기의 방압밸브 연결부에 연결되는 커넥터부, 상기 절연유의 상태 정보를 측정하는 절연유 측정부, 일측이 상기 커넥터부에 연결되고 타측은 상기 절연유 측정부에 연결되어 상기 절연유의 상태 정보를 전기신호로 전송하는 센싱부 및 상기 수신된 절연유의 상태정보를 기초로 상기 변압기의 진단 정보를 생성하는 회로부를 포함한다.

Description

절연유 상태 진단 장치 {Apparatus for Diagnosing State of Insulating Oil}
본 발명은 변압기 내부의 절연유의 상태를 진단하는 장치에 관한 것이다.
최근 산업 발전과 함께 전기 사용량의 증가로 인해 전력 수요가 급증하고 있다. 그러나, 전력 수요가 급증함에 따라 배전용 변압기 및 전력 배분의 마지막 단계에 위치한 배전 변압기에서 과부하 현상이 빈번하게 발생되고 있다. 또한, 이와 같은 과부하 현상의 발생으로 인해 변압기의 안전사고의 발생 또한 증가하고 있다.
이러한 과부하 현상의 발생으로 인해 변압기 내부의 절연유에서 가연성가스 또는 열화물이 발생하게 되고, 이로 인한 절연파괴 현상의 발생이 빈번해지며, 이에 따라 변압기의 폭발 및 안전사고 등의 위험이 초래되어 전력 손실이 증가하고 있다.
변압기는 내부에 절연파괴, 국부과열 현상 등의 이상 현상이 생기면 내부에 열이 발생하게 된다. 이때, 발열원에 접촉한 절연유, 절연지, 프레스 보드 등의 절연재료가 발생된 열에 의해 분해되어 과산화물 및 H2, CH4, C2H2, C2H6, C2H4, C3H8 등의 탄화수소계의 가연성 가스가 발생된다. 상기 예시된 과산화물 및 탄화수소계 가스는 대부분 절연유에 용해되고, 이로 인해 절연유의 기능이 저하되어, 오일의 온도상승으로 인하여 변압기 수명이 줄어들게 되며 절연파괴나 소손과 같은 중대한 사고의 발생 가능성이 높아지게 된다.
상기와 같은 문제점으로 인해, 변압기의 이상 유무를 판단하기 위한 다양한 진단법이 이용되고 있다. 현재 154kV급 이상의 대용량 변압기에 대해서는 절연유 측정과 절연유 내의 가스를 추출하여 분석하는 GC(Gas Chromatography) 방법, 또는 변압기에 직접 장착되어 절연유를 추출하고, 추출한 절연유에서 별도(진공펌프, 필터장치 등)의 장치를 이용하여 절연유내의 가스를 추출한 후 추출된 가스를 소정의 가스 센서로 측정하는 방식을 사용하고 있다.
하지만, 기존의 진단 장치들은 절연유내의 가스를 추출하기 위한 별도의 장치를 필요로 하여 가격이 고가이며, 용도에 따라 실시간 측정이 어려운 단점의 한계를 보이고 있다.
또한, 기존의 진단방법 및 장치는 대용량 변압기에 적용되는 다양한 진단법을 그대로 변압기에 적용하는 것이 어렵고, 특히, 설치대수가 200만대 이상인 배전용 변압기는 지역적으로 넓게 분포되어 있어 위에 언급한 기존의 진단방법 및 장치를 현실적, 경제적으로 적용하기 곤란한 실정이다.
이와 관련하여, 한국등록특허 제10-0206651호에는 "절연유 열화 측정 장치를 구비한 변압기"에 관해 개시되어 있다. 한국등록특허 제10-0206651호의 발명은 본 발명은 변압기 절연유의 열화상태를 수시로 용이하게 측정하기 위한 절연유 열화 측정장치를 구비한 변압기에 관한 것으로서, 변압기의 측벽에 관통하여 연결되어 변압기의 절연유를 유입하는 접속 파이프와, 상기 접속파이프와 연결되어 유입된 절연유의 흐름을 조절하기 위한 제1 게이트 밸브와, 상기 제 1게이트 밸브에 연결되어 유입된 절연유 열화를 측정하는 절연유 열화 측정센서함과, 상기 절연유 열화 측정센서함에서 방열기로의 절연유의 흐름을 조절하는 제 2게이트 밸브와, 상기 절연유 열화 측정센서함의 단자와 전기적으로 연결되어 절연유 열화의 측정치를 수치로 파악할 수 있는 휴대용 센서함으로 구성되어 있다.
한국등록특허 제10-0206651호, "절연유 열화 측정 장치를 구비한 변압기"
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 변압기에 구비되어 있는 기존 방압밸브를 제거하고, 상기 절연유 상태진단 장치를 포함하는 방압밸브를 설치하여, 변압기 내의 절연유의 열화 진행정도 및 열화시 절연유에 용해된 가연성 가스의 총량을 실시간으로 점검할 수 있는 절연유 상태 진단장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 절연유의 열화 진행정도 및 열화시 오일에 용해된 가연성 가스의 총량을 실시간으로 진단하여 정량화된 수치로 변환하여, 변압기의 안전진단을 실시간으로 분석함으로써. 변압기의 사전정비를 수행할 수 있도록 하고, 이로 인해 변압기의 정지를 예방할 수 있는 절연유 상태 진단장치를 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명은 상기 장치의 센싱부가 장착되는 연결부에 방압밸브를 포함하여 변압기의 활선상태에서 설치가 간단하여, 변압기의 사용 중에 설치가 용이한 절연유 상태 진단장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 절연유의 열화 진행정도 및 열화시 오일에 용해된 가연성 가스의 총량을 정량화된 수치로 변환된 데이터로 저장하여 정확한 변압기의 절연유 상태 정보를 소정의 유선/무선 통신을 이용하여 사용자에게 해당 정보를 전송하여 제공하도록 하는 절연유 상태 진단장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 변압기 내의 절연유의 상태를 측정하는 절연유 상태 진단장치는, 상기 변압기의 방압밸브를 대신하여 상기 변압기의 방압밸브 연결부에 연결되는 커넥터부, 상기 절연유의 상태 정보를 측정하는 절연유 측정부, 일측이 상기 커넥터부에 연결되고 타측은 상기 절연유 측정부에 연결되어 상기 절연유의 상태 정보를 전기신호로 전송하는 센싱부 및 상기 수신된 절연유의 상태정보를 기초로 상기 변압기의 진단 정보를 생성하는 회로부를 포함한다.
여기서, 상기 커넥터부는, 상기 방압밸브 연결부에 연결되어 상기 센싱부를 고정시키는 제1커넥터, 상기 제1커넥터와 연결되어 상기 절연유의 상태정보를 상기 회로부로 전송하는 제2커넥터 및 상기 제1커넥터의 내부에 삽입되어 상기 센싱부의 침적 위치를 유도하는 센싱부 유도관을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 절연유 측정부는 상기 절연유에 침적된 과산화물의 침적량, 가연성 가스의 침적량 및 상기 절연유의 열화도 중 하나 이상을 측정할 수 있다.
여기서, 상기 절연유 측정부는, 상기 절연유의 전기전도도를 측정하여 상기 절연유의 상태정보를 측정하는 검출부 및 상기 절연유의 온도를 측정하는 온도센서부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 검출부가 상기 절연유 내의 과산화물과 반응하는 경우에 상기 전기전도도의 측정값은 증가하며, 상기 검출부가 상기 절연유 내의 가연성 가스와 반응하는 경우에 상기 전기전도도의 측정값은 감소할 수 있다.
여기서, 상기 검출부는 상기 절연유 내의 용해되어 있는 과산화물 또는 가연성 가스와의 반응성을 유도하기 위해 활성 탄소, 탄소나노튜브 및 탄소나노섬유 중 어느 하나로 이루어진 것일 수 있다.
여기서, 상기 절연유 상태 진단장치는 상기 회로부로부터 상기 변압기의 진단 정보 또는 상기 절연유의 상태정보 중 적어도 하나 이상을 수신하여 화면에 표시하는 분석단말부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회로부는, 상기 절연유의 상태정보를 정량화된 수치로 변환하여 상기 변압기의 진단 정보를 생성하는 정보 분석부 및 상기 생성된 변압기의 진단 정보를 유선 또는 무선 통신포트를 통해 분석단말부 또는 데이터 수집 장치로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 절연유 상태 진단장치의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 변압기에 구비되어 있는 기존 방압밸브를 제거하고, 상기 절연유 상태진단 장치를 포함하는 방압밸브를 설치하여, 변압기 내의 절연유의 열화 진행정도 및 열화시 절연유에 용해된 가연성 가스의 총량을 실시간으로 점검할 수 있다.
또한, 본 발명의 절연유 상태 진단장치의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 상기 장치의 센싱부가 장착되는 연결부에 방압밸브를 포함하여 변압기의 활선 상태에서의 설치가 간단하여, 변압기의 가동 중에 설치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치의 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치에서 절연유 측정부를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 절연유의 국부가열에 의해 발생된 가연성 가스 총량의 비교 실험치이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 절연유의 부분방전에 의해 발생된 가연성 가스 총량의 비교 실험치이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치와 지상용 변압기의 방압밸브 연결부와의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치와 주상용 변압기의 방압밸브 연결부와의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치에서 절연유 상태정보의 데이터 처리 과정을 설명하기 위한 구조도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치가 주상용 변압기에 설치된 경우의 데이터 수집장치 또는 분석단말부와의 통신 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치가 지상용 변압기에 설치된 경우의 분석단말부와의 통신 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치의 개요도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단 장치(100)는 절연유 측정부(110), 센싱부(120), 유도관(130), 제1커넥터(140), 제2커넥터(150) 및 회로부(160)를 포함한다.
절연유 측정부(110)는 절연유의 상태 정보를 측정한다. 구체적으로, 절연유 측정부(110)는 센싱부(120)의 종단에 연결되어 변압기(300) 내부로 인입되며, 변압기(300) 내부의 절연유(10)에 접촉하여 절연유(10)의 상태 정보를 측정하게 된다. 또한, 절연유 측정부(110)는 절연유(10)에 침적된 과산화물의 침적량을 측정할 수 있으며, 절연유(10)에 침적된 가연성 가스의 침적 총량을 측정할 수 있다. 이때, 가연성 가스는 절연유(10)가 열에 의해 분해되어 발생하게 되며, 이러한 가연성 가스에는 H2, CH4, C2H2, C2H6, C2H4, C2H8 등의 탄화수소계의 가스들이 해당될 수 있다. 또한, 절연유 측정부(110)는 상기 절연유의 열화도를 측정할 수 있다. 절연유 측정부(110)의 세부 구성에 대해서는 도 2에서 상세히 후술하기로 한다.
센싱부(120)는 일측이 절연유 측정부(110)에 연결되고 다른 측은 커넥터부에 연결되며, 절연유 측정부(110)로부터 측정된 절연유의 상태정보를 전기신호로 전송한다. 센싱부(120)는 후술할 커넥터부의 제1커넥터(140)를 관통하여 결합되어 상기 제1커넥터(140)에 의해 커넥터부에 고정된다. 또한, 센싱부(120)는 변압기(300)의 방압밸브 연결부(310)에서 하부에 고여있는 절연유(10)까지 도달할 수 있도록 적절한 길이를 가질 수 있으며, 가령, 변압기(300)의 방압밸브 연결부(310)에서 변압기(300) 내의 절연유의 최대 높이를 포함하는 유효길이 이상이 될 수 있다.
제1커넥터(140) 및 제2커넥터(150)는 함께 커넥터부를 구성하며, 절연유 상태 진단장치(100)를 변압기에 설치하는 경우, 우선, 변압기의 방압밸브 연결부(310)로부터 방압밸브(305)를 제거하고 커넥터부를 방압밸브 연결부(310)에 결합시킨다.
구체적으로, 커넥터부의 제1커넥터(140)는 상기 방압밸브 연결부(310)에 연결되며, 후술할 센싱부(120)와 연결되어 상기 센싱부(120)를 고정시킨다. 또한, 커넥터부의 제2커넥터(150)는 제1커넥터(140)에 결합되며 상기 제1커넥터(140)에 연결된 센싱부(120)로부터 절연유의 상태정보를 수신하여 회로부(160)로 전송한다.
또한, 제2커넥터(150)의 일측에는 방압밸브(305)를 결합시킬 수 있다. 일반적으로, 변압기(300)는 외부로부터의 공기를 차단하고 변압기 내압을 유지하기 위해 방압밸브(305)를 구비하고 있으며, 절연유(10)의 상태를 측정하기 위해 절연유 상태 측정장치(100)를 변압기(300)에 연결시킨 경우에도 상기 방압밸브(305)의 기능을 수행하기 위하여 제2커넥터(150)의 일측에 상기 분리한 방압밸브(305)를 결합시킬 수 있다.
또한, 커넥터부는 센싱부 유도관(130)을 더 포함할 수 있다. 센싱부 유도관(130)은 제1커넥터(140)에 연결되어, 방압밸브 연결부(310)를 통해 변압기(300)의 내부로 인입되며, 원통형의 내부에는 센싱부(120)가 삽입되어 센싱부(120)의 종단에 연결된 절연유 측정부(110)가 원하는 위치에 침전될 수 있도록 유도할 수 있다.
회로부(160)는 수신된 절연유의 상태정보를 기초로 변압기(300)의 진단 정보를 생성한다. 구체적으로, 회로부(160)는 제2커넥터(150)의 외측에 결합되며, 정보 분석부(161), 통신부(165) 및 전원 연결부(166)을 포함할 수 있다.
정보 분석부(161)는 센싱부(120)로부터 수신된 상기 절연유의 상태정보를 실시간으로 진단하여 정량화된 수치로 변환하고 변압기(300)의 사전 정비 필요여부를 판단하기 위한 진단 정보를 생성한다. 도 7을 참조하면, 정보 분석부(161)는 센싱부(120)에서 검출한 측정데이터와 해당 절연유를 사전에 구비한 절연유 진단 기법으로 얻은 물성치 데이터와 매칭시킨 테이블을 저장하는 테이블 저장부(163)와, 상기 테이블 저장부(163)에서 관리하는 물성치 데이터 테이블과 상기 검출된 측정 데이터를 매칭시키는 산출부(162)를 더 포함할 수 있다.
통신부(165)는 상기 정보 분석부(161)로부터 정량화된 절연유의 상태 정보를 유선 또는 무선 통신포트를 이용하여 후술할 분석 단말부 또는 외부의 데이터 수집장치로 전송한다.
전원 연결부(166)는 절연유 상태 측정장치(100)에 전원을 공급한다.
한편, 절연유 상태 측정장치(100)는 센싱부(120)에서 취득되어 회로부(160)를 통해 분석되고 생성된 절연유 상태정보 및 변압기 진단정보를 표시하거나 재가공하기 위하여 별도의 분석 단말부(200)와 통신을 통해 데이터를 송수신 할 수 있다. 이러한 구성에 대해서는 도 8 및 도 9에서 상세히 후술하기로 한다.
다음으로, 절연유 측정부(110)의 세부 구성을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치에서 절연유 측정부를 나타내는 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 절연유 측정부(110)는 검출부(111) 및 온도센서부(112)를 포함한다.
검출부(111)는 절연유의 전기전도도를 측정하여 상기 절연유의 상태 정보를 측정할 수 있다. 검출부(111)는 절연유에 접촉하여 절연유에 침적된 과산화물 및 가연성 가스 등에 의한 전기전도도의 변화량을 측정할 수 있다. 이때, 검출부(111)가 절연유 내의 과산화물과 반응하게 되면 상기 전기전도도의 측정값은 증가하게 되며, 반대로, 검출부(111)가 절연유 내의 가연성 가스와 반응하는 경우에는 전기전도도의 측정값은 감소하게 된다.
또한, 검출부(111)는 상기 절연유 내에 용해되어 있는 과산화물 또는 가연성 가스와의 반응성을 유도하기 위해 활성 탄소, 탄소나노튜브 또는 탄소나노섬유 등의 소재로 형성될 수 있다.
한편, 온도센서부(112)는 상기 절연유의 온도를 측정하여 센싱부(120)를 통해 회로부(160)에 데이터를 제공한다.
바람직하게는, 절연유 측정부(110)은 절연유에 용해되어 있는 과산화물 또는 가연성 가스 등의 열화분자와의 반응성을 좋게 하기 위하여 일측면이 개방된 구조로 구현될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 측정부(110)의 전기적 특성에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 절연유의 국부가열에 의해 방생된 가연성 가스 총량의 비교 실험치이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 절연유의 부분방전에 의해 발생된 가연성 가스 총량의 비교 실험치이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 절연유 측정부(110)를 사용하여 절연유의 국부가열 시에 발생되는 가연성 가스 총량과의 관계를 비교하였다. 실험에 사용된 절연유는 광유 1종 2호로 구성하였으며, 해당 절연유는 국부가열을 위해 고온 전기 히터를 사용하여 약 500℃에서 약 1800분을 부분적으로 가열하여 가연성 가스를 발생시켰다.
상기 실험에서, 절연유 측정부(110)의 검출부(111)에서 측정된 전기전도도에 변화가 발생하였으며, 최초 가열 전의 새로운 절연유(신유)에 비해 전기전도도의 변화(ΔR)는 가연성 가스 총량과 상관적인 반응을 하였으며, 이를 근거로 아래 표와 같이 가연성 가스 총량의 물성치와 검출부(111)의 신호의 관계를 테이블화하여 구성할 수 있었다.
샘플명 측정 데이터 가스 분석 데이터 (ppm)
ΔR(Ω) TCG H2 CH4 CO C2H2 C2H4 C2H6
신유 0 44.0 0.0 4.7 0.0 0.0 26.0 13.2
1-1 88 330.7 12.87 80.4 118.17 0 84.66 34.56
1-2 181.7 - - - - - - -
1-3 508 473.2 19.94 100.82 51.36 0 237.53 63.53
1-4 763 1089.6 57.08 246.86 188.17 0 376.82 220.64
1-5 716 953.0 41.19 208.04 109.63 0 342.97 251.17
1-6 674.6 669.7 18.74 127.25 48.22 0 266.22 209.26
도 4에 도시된 바와 같이, 절연유 측정부(110)를 사용하여 절연유의 부분방전 시에 발생되는 가연성 가스 총량과의 관계를 비교하였다. 실험에 사용된 절연유는 광유 1종 2호로 구성하였으며, 해당 절연유에 대해 복수 회 부분방전을 가하여 절연유 내부에 가연성 가스를 발생시켰다. 이들 가연성 가스 총량과 검출부의 전기적 특성을 근거로 가연성 가스 총량의 물성치와 검출부의 신호의 관계를 테이블화하여 구성할 수 있었다.
다음으로, 본 발명의 절연유 상태 진단장치(100)를 변압기에 장착하는 방법을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치(100)와 지상용 변압기(300)의 방압밸브 연결부와의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치(100)와 주상용 변압기(400)의 방압밸브 연결부와의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서, 절연유 상태 진단장치(100)는 지상용 변압기(300)의 방압밸브 연결부(310)에 설치되며, 절연유 상태 진단장치(100)가 전기회로적으로 동작하기 위하여 변압기(300)의 2차측 전원(320)으로부터 부하선(170)을 통해 전원을 공급받는다. 이 경우, 부하선(170)의 일측은 변압기(300)의 2차측 전원(320)에 연결되고 다른 한쪽은 회로부(160)의 전원 연결부(166)에 연결될 수 있다.
동일하게, 도 6에서, 절연유 상태 진단장치(100)는 주상용 변압기(400)의 방압밸브 연결부(410)에 설치되며, 절연유 상태 진단장치(100)가 전기회로적으로 동작하기 위하여 주상용 변압기(400)의 2차측 전원(420)으로부터 부하선(170)을 통해 전원을 공급받는다.
또한, 절연유 상태 진단장치(100)는 변압기(300, 400)가 활선상태인 동안에도 변압기(300, 400)에 장착 가능하며, 따라서, 종래의 유사 장치가 변압기의 최초 설치 이후에는 장착이 곤란한 것과는 달리 현재 설치되어 운용중인 변압기에 장착할 수 있다.
다음으로, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치(100)의 절연유 상태정보의 데이터 처리에 관해 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치에서 절연유 상태정보의 데이터 처리 과정을 설명하기 위한 구조도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치(100)의 절연유 상태정보의 처리방법은, 우선, 변압기(300) 내에 침적되어 있는 절연유 측정부(110)에서 절연유 내에 용해되어 있는 과산화물, 가연성 가스와 같은 열화분자를 측정하고 또한 절연유의 온도를 측정한다.
측정된 데이터는 센싱부(120)를 통하여 회로부(160)로 전송되며, 전송된 절연유 상태정보 데이터는 회로부(160) 내에 구성된 정보 분석부(161)의 산출부(162)에서 분석된다. 이후, 상기 분석값은 테이블 저장부(163)에 저장된 물성치 데이터와 매칭시킨 테이블을 기초로 산출부(162)에서 측정데이터와 물성치 데이터를 매칭하여 정량화된 데이터를 생성한다.
이후, 정량화된 데이터는 통신부(165)를 통해 유선 또는 무선 통신으로 외부의 분석 단말부(200)에 구비된 통신부(220) 또는 도 8의 데이터 수집장치(250)로 전송되고, 이후, 분석 단말부(200)의 디스플레이 화면(210)을 통해 표시된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치가 주상용 변압기에 설치된 경우의 데이터 수집장치 또는 분석 단말부 간의 통신 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 절연유 상태 진단장치(100)에서 측정된 절연유의 상태정보는 주상용 변압기(400)가 설치되어 있는 전주(510)에 구비되어 있는 데이터 수집장치(250)에 전송되어 분석 단말부(200)로 전송될 수 있으며, 이때, 절연유 상태 진단장치(100)와 데이터 수집장치(250) 간의 통신 방법(C)은 전력선 통신을 이용하거나 무선 통신을 이용할 수 있다.
만일, 상기 데이터 수집장치(250)가 구비되어 있지 않는 경우에는 와이파이 또는 근거리 통신 등의 무선 통신을 이용하여 절연유 상태 진단장치(100)로부터 분석 단말부(200)로 직접 데이터를 전송할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연유 상태 진단장치가 지상용 변압기에 설치된 경우의 분석 단말부와의 통신 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 지상용 변압기(300)의 경우에도 주상용 변압기(400)와 마찬가지로 절연유 상태 진단장치(100)에서 측정된 절연유의 상태정보는 유선 또는 무선 통신을 통해 분석 단말부(200)로 전송될 수 있다.
따라서, 작업자는 분석 단말부(200)를 통해 변압기의 이상유무를 실시간으로 감시할 수 있으며, 변압기에 이상이 발생되었다고 판단되면 즉시 수리할 수 있어서, 갑작스런 변압기의 중단 및 파손으로 인한 안전사고를 사전에 방지할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명은 변압기 내의 절연유의 열화 진행정도 및 열화시 오일에 용해된 가연성 가스의 총량을 실시간으로 점검할 수 있다.
또한, 본 발명은 절연유의 열화 진행정도 및 열화시 오일에 용해된 가연성 가스의 총량을 실시간으로 감지하여 기기의 이상유무를 실시간으로 진단 분석함으로써, 변압기의 예방정비를 실행할 수 있도록 하고, 이로 인해 갑작스런 정지를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 활선 상태의 변압기에 본 발명에 의한 장치를 제공할 수 있어 이미 사용중인 변압기에 쉽게 적용할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 게시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 변압기 내의 절연유의 상태를 측정하는 절연유 상태 진단장치에 있어서,
    상기 변압기의 방압밸브를 대신하여 상기 변압기의 방압밸브 연결부에 연결되는 커넥터부,
    상기 절연유의 상태 정보를 측정하는 절연유 측정부,
    일측이 상기 커넥터부에 연결되고 타측은 상기 절연유 측정부에 연결되어 상기 절연유의 상태 정보를 전기신호로 전송하는 센싱부 및
    상기 수신된 절연유의 상태정보를 기초로 상기 변압기의 진단 정보를 생성하는 회로부
    를 포함하는 절연유 상태 진단장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터부는,
    상기 방압밸브 연결부에 연결되어 상기 센싱부를 고정시키는 제1커넥터,
    상기 제1커넥터와 연결되어 상기 절연유의 상태정보를 상기 회로부로 전송하는 제2커넥터 및
    상기 제1커넥터의 내부에 삽입되어 상기 센싱부의 침적 위치를 유도하는 센싱부 유도관
    을 더 포함하는 절연유 상태 진단장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2커넥터는 일측에 상기 방압밸브가 결합되어 상기 변압기의 내압을 유지시키는, 절연유 상태 진단장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연유 측정부는 상기 절연유에 침적된 과산화물의 침적량, 가연성 가스의 침적량 및 상기 절연유의 열화도 중 하나 이상을 측정하는 절연유 상태 진단장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연유 측정부는,
    상기 절연유의 전기전도도를 측정하여 상기 절연유의 상태정보를 측정하는 검출부 및
    상기 절연유의 온도를 측정하는 온도센서부를 포함하는 절연유 상태 진단장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 검출부가 상기 절연유 내의 과산화물과 반응하는 경우에 상기 전기전도도의 측정값은 증가하며, 상기 검출부가 상기 절연유 내의 가연성 가스와 반응하는 경우에 상기 전기전도도의 측정값은 감소하는, 절연유 상태 진단장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 절연유 내에 용해되어 있는 과산화물 또는 가연성 가스와의 반응성을 유도하기 위해 활성 탄소, 탄소나노튜브 및 탄소나노섬유 중 어느 하나로 이루어진 것인, 절연유 상태 진단장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로부로부터 상기 변압기의 진단 정보 또는 상기 절연유의 상태정보 중 적어도 하나 이상을 수신하여 화면에 표시하는 분석단말부를 더 포함하는 절연유 상태 진단장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로부는,
    상기 절연유의 상태정보를 정량화된 수치로 변환하여 상기 변압기의 진단 정보를 생성하는 정보 분석부 및
    상기 생성된 변압기의 진단 정보를 유선 또는 무선 통신포트를 통해 분석단말부 또는 데이터 수집 장치로 전송하는 통신부
    를 더 포함하는 절연유 상태 진단장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정보 분석부는,
    미리 준비된 상기 절연유에 대한 물성치 데이터를 저장하는 테이블 저장부 및
    상기 센싱부에서 검출된 상기 절연유의 상태정보를 상기 물성치 데이터와 매칭시키는 산출부
    를 더 포함하는, 절연유 상태 진단장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 커넥터부는 상기 변압기의 운전 중에 상기 방압밸브를 제거하고 상기 방압밸브 연결부에 연결되는, 절연유 상태 진단장치.
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