KR20140087679A - 활선 케이블 절연 감시장치 및 방법 - Google Patents

활선 케이블 절연 감시장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140087679A
KR20140087679A KR1020120158229A KR20120158229A KR20140087679A KR 20140087679 A KR20140087679 A KR 20140087679A KR 1020120158229 A KR1020120158229 A KR 1020120158229A KR 20120158229 A KR20120158229 A KR 20120158229A KR 20140087679 A KR20140087679 A KR 20140087679A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulation
leakage current
data
value
calculated
Prior art date
Application number
KR1020120158229A
Other languages
English (en)
Inventor
김보경
Original Assignee
김보경
(주)오성메가파워
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김보경, (주)오성메가파워 filed Critical 김보경
Priority to KR1020120158229A priority Critical patent/KR20140087679A/ko
Publication of KR20140087679A publication Critical patent/KR20140087679A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/16—Measuring impedance of element or network through which a current is passing from another source, e.g. cable, power line
    • G01R27/18—Measuring resistance to earth, i.e. line to ground
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/083—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in cables, e.g. underground
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

본 발명은 전력이 공급되고 있는 즉 활선상태에서 상용교류전압 계통 모선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩인가하거나 또는 케이블 차폐접지선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 중첩인가된 신호전압에 해당하는 성분의 누설전류를 측정하여 케이블의 절연상태를 감시하는 장치 및 감시방법에 있어,신호전압 중첩인가전과 중첩인가후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하여 계산된 추 회귀분석 추세값을 이용하여 절연층 절연저항치를 계산하도록 하여 방식층 절연불량 위치에서 발생하는 방식층 국부전지의 변동이 발생하여도 신뢰성 있는 절연층 절연저항치를 계산하여 케이블 관리자에게 케이블의 절연상태를 정확하게 판단을 내릴 수 있게 하는 활선 케이블 절연감시장치 및 감시방법에 관한 것이다.

Description

활선 케이블 절연 감시장치 및 방법 {Live Line Cable Insulation Monitoring Apparatus and Method thereof}
본 발명은 전력이 공급되고 있는 즉, 활선상태에서 상용교류전압 계통 모선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩인가하거나 또는 케이블 차폐접지선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 중첩인가된 신호전압에 해당하는 성분의 누설전류를 측정하여 케이블의 절연상태를 감시하는 장치,감시방법에 있어,
외피 방식층이 불량하여 케이블 외피 방식층의 불량위치에서의 방식층국부전지의 변동에 의해 측정되는 누설전류가 변동하여 절연층 절연저항치의 계산에 영향을 끼쳐 절연층 절연상태의 판단에 영향을 주는 것을 줄이기 위해, 방식층국부전지의 변동에 의한 누설전류의 변화를 추적하여 신뢰성있는 절연층 절연저항치를 계산하여 절연층 절연상태를 정확하게 판단할 수 있도록 하기 위한 활선 케이블의 절연감시장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 산업이 발달함에 따라 전력수요의 증대나 고도 정보화의 진전은 전력수요에 높은 신뢰성을 요구하고 있으며, 이 공급신뢰성에서 가장 중요한 것이 정전시간이다. 특히 전력을 공급하는 데에 사용되는 설비중 전력케이블은 변압기에서 차단기를 통해 부하에 직접 연결되어야 하기 때문에 사용조건에 따라 다양하고 공간적으로도 광범위한 특성을 갖고 있다.
변압기나 차단기등은 일정한 공간에 설치되어 운용되고 있지만, 전력케이블은 수m에서 수Km까지 다양하고, 포설상태도 지중,관로,트레이등 다양하므로 다른 전력설비에 비해 조건이 다양하다.
그리고 전력케이블을 비롯한 전력설비의 사고를 미연에 방지하기 위해 전력설비의 상태를 감시하기 위해 사용되는 방법으로는 전력설비를 정전시켜 전력설비의 상태를 진단하는 정전 케이블 절연감시방법과 전력설비를 정전시키지 않고 활선상태에서 절연설비의 상태를 진단하는 활선 케이블 절연감시방법으로 크게 나눌 수 있다.
정전 케이블 절연감시방법은 전기의 공급을 중단시켜야 하는 문제점때문에 사용상 제약이 많아서, 활선 케이 블절연감시방법이 많이 개발되어 있고, 활 선케이블 절연감시방법에 대해서는 한국특허10-0789339호(2007년12월20일 등록)에 상세하게 기술되어 있고, 활선케이블절연감시장치에 대해서는 한국특허10-1179062호(2012년08월28일 등록)에 상세하게 기술되어 있다.
도 1은 종래 및 본 발명에 사용되는 활선 케이블 절연감시장치의 이해 및 설명하기 위해 표시한 것으로, 여러가지의 활선 케이블 절연감시방법중 전압중첩법에 의한 활선 케이블 절연감시방법에 해당되는 것이다. 도면중 주요 구성요소는 동도체(1), 절연층(2),쉬스(3),동테이프(4),절연층절연저항(5),변압기(6),교류접지계(7),대지접지(8),방식층절연저항(9),차폐접지선(10),신호전압(11)이고, 신호전압(11)에 의한 누설전류를 측정하여 절연을 감시하기 위한 절연감시장치(500)과 같은 회로도를 구성한다.
도 1의 (a)는 상용교류전압성분과 다른 신호전압(11)성분을 변압기(6)을 통하여 케이블 동도체(1)에 중첩인가하여 케이블의 절연층(2)을 통하여 동테이프(4)에 연결된 차폐접지선(10)으로 흐르는 상기의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분을 측정하는 것이고, 도 1의 (b)는 상용교류전압성분과 다른 신호전압(11)성분을 케이블의 차폐접지선(10)을 통하여 케이블에 상용교류전압성분과 다른 신호전압(11)성분을 중첩인가하여 케이블의 차폐접지선(10)에 흐르는 상기의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분을 측정하는 것이다.
그리고 변압기(6)의 중성점과 대지접지(8) 및 케이블 차폐접지선(10)과 대지접지(8)간에 연결된 교류접지기(7)는 교류적으로 접지되도록 하기 위한 것이다.
상기에서 신호전압(11)의 주파수성분은 주파수가 0인 직류를 포함하여 일반적으로 0.1Hz에서 수백Hz까지 사용되고 있고, 전압의 크기는 수백mV부터 수십V까지 사용되고 있다.
그리고 도 2는 케이블을 상세하게 설명하기 위한 것으로, 일반적으로 CV케이블에 있어 도체(1)과 차폐접지선(10)간에는 절연층절연저항RI(5)과 절연열화시 절연체에 발생하는 절연층 국부기전력EI(15) 2가지의 부분으로 나타낼 수 있고, 차폐접지선(10)과 대지접지간에 해당하는 외피 방식층부분에는 방식층절연저항RS(9)와 외피의 절연열화시 방식층에 발생하는 방식층 국부기전력ES(19) 2가지의 부분으로 나타낼 수 있다. 방식층 국부기전력ES(19)의 크기는 0~1,000mV정도의 범위에 있고, 극성은 차폐접지선(10)측으로 +(Plus)극성도 있고, -(Minus)극성도 있으며 외피 방식층이 불량한 위치와 포설환경 주변의 대지접지의 상태에 따라 방식층 국부기전력ES(19)의 크기가 일정하게 유지되는 것도 있고, 매시간마다 변동되는 것도 있다.
종래의 활선 케이블 절연감시장치에 대해 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8을 사용하여 설명한다.
도 3는 종래의 절연감시장치의 블록구성도이고, 케이블 차폐접지선(10)에서 대지접지(8)으로 흐르는 누설전류에는 상기 도 1의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분과 상용주파수성분의 누설전류성분이 함께 흐르고 있고, 절연측정부(510)에서는 상기의 누설전류성분을 증폭하고 상기의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분만 필터링 및 디지털성분으로 변환하는 기능을 가진다. 상기의 절연측정부(510)에서 출력된 디지털성분의 누설전류를 제어처리부(530)를 통하여 각종 데이터를 입력하거나 각종 신호를 입출력하는 기능을 가진 I/O입출력부(540)과 각종 데이터 및 흐름을 저장하는 데이터저장부(545)와 각종 데이터를 표시하는 데이터표시부(550)와 상기의 절연측정부(510)에서 측정된 누설전류를 상기의 데이터저장부(545)에 저장된 누설전류값의 평균치를 계산하는 누설전류평균치계산부(560)와 상기의 누설전류평균치계산부(560)에서 계산되어진 누설전류 평균치를이용하여 절연저항치를 계산하는 기능을 가진 절연계산부(555)로 구성되어 있다.
도 4는 도 3의 절연감시장치의 측정할 때의 개략적인 전체 흐름도를 도시한 것이고, 도 5는 도 3의 절연측정단계(S200)의 상세 흐름도를 도시한 것이고,도 6은 도 3의 계산 저장 및 표시단계(S300)의 상세 흐름도를 도시한 것이고, 도 7은 도 5의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)측정단계(S210)와 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)측정단계(S230)에서 읽어 저장된 누설전류값과 도 6의 누설전류 평균치(Io1,Iv1)계산단계(S310)에서 계산되어 저장된 평균치를 도시한 종래의 실시예이고, 도 8은 도 7의 실시예의 데이터를 그래프로 표시한 것이다.
도 4에서 측정시작단계(S100)가 실행하게 되면 도면에는 도시하지 않았지만 도 3의 데이터저장부(545)에 저장되어 있는 각종 설정값을 읽거나, 도 3의 I/O입출력부(540)를 제어하거나, 절연측정하고자 하는 케이블의 차폐접지선을 선택하는 등의 사항을 실행하게 된다.
다음에 도 4의 절연측정단계(S200)가 실행하게 되면 도 1의 신호전압(11)을 중첩하기전에 도 3의 케이블 차폐접지선(10)을 통하여 흐르는 누설전류 성분을 절연측정부(510)에서 증폭,필터링,A/D변환한 신호전압 중첩전 누설전류(Io)를 20회(본 실시예에서는 20회로 표시하고 있지만, 20회를 한정하는 것은 아니다.) 읽고 각각 도 3의 데이터저장부(545)에 저장하는 도 5의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)측정단계(S210)을 실행하고, 도 1의 신호전압(11)을 중첩하는 도 5의 신호전압 중첩ON(S220)단계를 실행한 후에 도 3의 케이블 차폐접지선(10)을 통하여 흐르는 누설전류 성분을 절연측정부(510)에서 증폭,필터링,A/D변환한 신호전압 중첩전 누설전류(Iv)를 20회(본 실시예에서는 20회로 표시하고 있지만, 20회를 한정하는 것은 아니다.) 읽고 각각 도 3의 데이터저장부(545)에 저장하는 도 5의 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)측정단계(S230)을 실행하고,다음에 신호전압을 중첩한 것을 OFF하는 신호전압중첩OFF(S240)단계를 실행한다.
다음에 도 4의 계산저장 및 표시단계(S300)가 실행하게 되면 상기의 도 4의 절연측정단계(S200)에서 도 3의 데이터저장부(545)에 저장된 도 7의 실시예와 같은 중첩전과 중첩후의 각각 20회의 누설전류값을 각각 평균치를 계산하는 도 6의 누설전류 평균치(Io1,Iv1)계산단계(S310)단계를 실행한다. 도 7의 실시예에서 신호전압 중첩전 누설전류(Io)의 20회의 데이터의 계산되어진 평균치인 Io1의 값은 1,395.10이고, 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)의 20회 데이터의 계산되어진 평균치인 Iv1의 값은 1,402.55이다. 본 실시 예에서는 평균차를 구하는 방법이 20개의 데이터를 합산하여 합산한 값을 20으로 나누어 평균치를 계산하는 것이지만, 다른 실시 예로 20개의 데이터중 상위 데이터와 하위 데이터를 제외한 데이터를 사용하여 평균치를 계산하는 방법이 있을 수 있다.
다음에 자세하게 설명과 표시하지 않았지만 도 6의 방식층 절연저항(Rs)계산단계(S340)를 수행하고, 다음과 같은 식 1에 의해 절연층 절연저항(Ri)계산 단계(S360)를 수행한다.
Figure pat00001
식 1에서 K는 상수로써, 절연감시장치내의 절연측정부(510)의 증폭,필터링 ,A/D변환등에 사용하는 값과 신호전압의 크기 및 방식층 절연저항치에 관계되는 함수에 해당하는 값이다.그리고 Iv1의 값은 상기에서 설명한 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)의 평균치이고, Io1의 값은 상기에서 설명한 신호전압 중첩전 누설전류(Io)의 평균치이다.
상기의 식 1의 절연층절연저항(Ri) 계산단계(S360)가 완료되면, 절연층절연저항(Ri) 및 방식층절연저항(Rs)의 Data를 도 3의 데이터저장부(545)에 저장하고 도 3의 데이터표시부(550)에 표시하는 절연층 및 방식층 Data저장 및 표시단계(S370)를 실행한다.
도 7의 실시 예와 같은 데이터와 도 7의 실시 예의 데이터를 그래프를 표시한 도 8의 실시 예와 같은 그래프를 보면 중첩전 누설전류(Io)는 X축으로 증가할 수 록 증가하는 경향이고, 중첩후 누설전류(Iv)는 X축으로 증가할 수 록 감소하는 경향을 보이고 있다. 이 실시 예의 데이터는 방식층 절연상태가 나쁜 케이블으로 방식층 불량위치에서 발생하는 국부전지의 영향으로 일정한 값을 가지지 않고 변화하고 있다. 상기의 식1에서 K의 값이 10인 경우에 신호전압 중첩후 누설전류 평균치(Iv1)=1402.55nA, 신호전압 중첩전 누설전류 평균치(Io1)=1395.10nA의 실시 예의 경우에 ΔI1는 7.45(=1402.55-1395.10)이고, 절연층 절연저항(Ri)=10/7.45 = 1,342Mohm으로 계산되어 진다. 한편 X축이 가장 증가된 20회번째의 누설전류데이터만으로 사용하여 절연층 절연저항(Ri)를 계산하는 경우에는 ΔI1는 4(=1401-1397)이고 절연층 절연저항(Ri)는 2,500Mohm으로 계산되어 질 것이다.
도 7과 도 8의 실시 예의 경우는 신호전압 중첩전 누설전류(Io)가 측정횟수가 증가할 수 록 거의 직선적으로 증가하고, 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)가 측정횟수가 증가할 수 록 거의 직선적으로 감소하는 경향에 있어 평균치 데이터를 사용하지 않고, 20회 마지막번째의 누설전류데이터를 이용하는 실시 예가 있을 수 있지만 실제 케이블 포설된 현장에서는 케이블 포설조건과 포설루트 환경이 많은 차이가 있기때문에 방식층 불량위치에서 발생하는 국부전지의 변동이 항상 일정한 값을 가지고 있어 변동이 없는 예도 있고, 측정횟수의 초기에는 신호전압 중첩전 누설전류(Io)가 낮은 값에서 측정횟수가 증가할 수 록, 즉 측정시간이 증가할 수 록 신호전압 중첩전 누설전류(Io)의 데이터가 증가하는 예도 있고, 불규칙적으로 측정시간이 증가할 수 록 변동하는 예도 있다는 것을 경험하고 있어 특정한 측정횟수 즉, 특정한 측정시간경과시의 값을 사용할 수 없어, 종래에는 누설전류의 평균치를 사용하여 절연층 절연저항(Ri)를 계산하고 있어 왔고, 측정시마다 방식층의 불량위치에서 발생하는 국부전지의 변동이 심한 것은 평균치가 측정시마다 다르기 때문에 절연층 절연저항(Ri)의 계산결과도 변동폭이 크게 되어, 케이블 관리자에게 현재의 절연층 절연상태의 판단에 혼동을 주게 되어 케이블 절연상태를 하는 데에 어려움을 겪어 왔다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전력케이블의 절연층의 절연저항(Ri)의 계산에 누설전류 측정데이터의 회귀분석 기울기(추세선)를 사용하여 방식층의 절연불량 위치에서 발생하는 방식층 국부전지의 변동의 영향을 최소화하여 정확한 절연층 절연저항(Ri)를 계산하도록 하여 효과적으로 전력케이블의 절연상태를 파악할 수 있는 활선 케이블 절연감시장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선전력케이블 절연감시장치는 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩전과 중첩후 각각 케이블 차폐접지선에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하는 절연측정부와, 상기의 절연측정부에서 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 누설전류추세값계산부와, 상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류 데이터와 상기의 누설전류추세값계산부에서 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치를 계산하는 절연계산부와, 상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 누설전류추세값계산부에서 계산된 회귀분석 추세값의 데이터와 상기의 절연계산부에서 계산된 절연층 절연저항치 및 방식층 절연저항치등의 데이터를 저장하는 데이터저장부와, 상기의 절연측정부와 상기의 누설전류추세값계산부와 상기의 절연계산부와 상기의 데이터저장부를 제어하는 기능을 가진 제어처리부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선전력케이블 절연감시장치는 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩전과 중첩후 각각 케이블 차폐접지선에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하는 절연측정부와, 상기의 절연측정부에서 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 평균치를 계산하는 누설전류평균치계산부와, 상기의 절연측정부에서 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 누설전류추세값계산부와, 상기의 누설전류평균치계산부에서 계산되어진 평균치 데이터와 상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류 데이터와 상기의 누설전류추세값계산부에서 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치를 계산하는 절연계산부와, 상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 누설전류평균치계산부에서 계산되어진 평균치 데이터와 상기의 누설전류추세값계산부에서 계산된 회귀분석 추세값 데이터와 상기의 절연계산부에서 계산된 절연층 절연저항치 및 방식층 절연저항치등의 데이터를 저장하는 데이터저장부와, 상기의 절연측정부와 상기의 누설전류평균치계산부와 상기의 누설전류추세값계산부와 상기의 절연계산부와 상기의 데이터저장부를 제어하는 기능을 가진 제어처리부와, 상기의 절연계산부에서 계산되어진 방식층 절연저항치의 절연상태를 상태를 판단하는 절연판단부를 포함한다.
상기의 절연판단부는 상기의 절연계산부에서 계산된 방식층 절연저항치가 미리 설정된 방식기준값보다 낮으면 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층절연저항치를 계산하고, 방식기준값보다 높으면 평균치 데이터를 사용하여 절연층절연저항치를 계산하도록 하는 기능을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선전력케이블 절연감시방법은 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩전과 중첩후 각각 케이블 차폐접지선에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하는 단계와, 상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 단계와, 상기의 측정된 누설전류 데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치를 계산하는 단계와, 상기의 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터와 상기의 계산된 절연층 및 방식층의 절연저항치등의 데이터를 저장하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활선전력케이블 절연감시방법은 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩전과 중첩후 각각 케이블 차폐접지선에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하는 단계와, 상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 평균치를 계산하는 단계와, 상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 단계와, 상기의 측정된 누설전류 데이터와 상기의 계산된 평균치 데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치 및 방식층 절연저항치를 계산하는 단계와,상기의 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 계산된 평균치 데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터와 상기의 계산된 절연층 및 방식층의 절연저항치등의 데이터를 저장하는 단계와, 상기의 계산되어진 방식층 절연저항치의 절연상태를 상태를 판단하는 단계를 포함한다.
상기의 방식층 절연저항치의 절연상태를 판단을 하는 단계에서는 상기의 계산된 방식층 절연저항치가 미리 설정된 방식기준값보다 낮으면 추세값을 사용하여 절연층절연저항치를 계산하고, 방식기준값보다 높으면 평균치를 사용하여 절연층절연저항치를 계산하도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기의 활선 전력케이블 절연감시방법을 수행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에 의하는 경우, 전력케이블의 절연상태를 감시할 때 방식층의 절연불량위치에서 발생하는 방식층 국부전지의 변동이 있어도 효과적으로 절연층 절연저항치를 계산할 수 있어 케이블 관리자가 용이하게 케이블의 절연상태를 판단 및 관리할 수 있다.
도 1은 전력케이블의 절연을 감시하는 방법중 하나인 신호전압중첩법에 의한 측정회로도이다.
도 2는 본 발명을 이해 및 설명하기 위한 케이블의 개략적인 설명도
도 3는 종래의 절연감시장치의 블록구성도를 도시한 것이다.
도 4는 종래 및 본 발명의 절연감시장치의 개략적인 전체 흐름도를 도시한 것이다.
도 5는 종래 및 본 발명의 절연감시장치의 개략적인 절연측정 흐름도를 도시한 것이다.
도 6은 종래의 절연감시장치의 개략적인 절연저항 계산 및 표시 흐름도를 도시한 것이다.
도 7은 종래의 절연감시장치의 신호전압 중첩전과 신호전압 중첩후의 누설전류의 측정데이터와 평균치를 계산한 실시 예를 도시한 것이다.
도 8은 도 7의 데이터를 그래프로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 절연감시장치의 블록구성도의 제 1의 실시 예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 절연감시장치의 개략적인 절연저항 계산 및 표시 흐름도의 제 1의 실시 예를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 절연감시장치의 신호전압 중첩전과 신호전압 중첩후의 누설전류의 측정데이터와 기울기와 Y절편을 계산한 실시 예를 도시한 것이다.
도 12는 도 11의 데이터를 그래프로 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 절연감시장치의 블록구성도의 제 2의 실시 예를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 절연감시장치의 개략적인 절연저항 계산 및 표시 흐름도의 제 2의 실시 예를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 활선 케이블 절연감시장치 및 감시방법에 대해 설명한다.
본 발명의 활선 케이블 절연감시장치의 제1실시 예를 도 4, 도 5, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12를 통하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니며, 또한 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략된 경우도 있다.
도 4는 상기에서 설명한 종래와 본 발명에도 같은 역할을 하는 절연감시장치의 개략적인 전체 흐름도를 도시한 것이며, 종래의 기술과는 개략적인 흐름은 동일한 것이지만, 본 발명에서는 각 단계별의 상세 기술에는 진보된 기능이 추가되어 있으며, 이 진보된 추가기능에 대해서는 이하에 설명하는 내용을 이해하면 알 수 있을 것이며 종래기술에서 설명된 부분에 대해서는 일부 생략된 경우도 있다.
도 5는 상기에서 설명한 종래와 본 발명에도 같은 역할을 하는 절연감시장치의 개략적인 절연측정 흐름도를 도시한 것이며,종래기술에서 설명된 부분에 대해서는 일부 생략된 경우도 있다.
도 9는 상기에서 설명한 종래의 도 3과 같은 역할을 하는 본 발명의 절연감시장치의 제 1 실시 예의 블록구성도를 도시한 것이며,종래의 기술과는 완전히 동일한 것은 아니며 종래기술에 비해 도 9에 도시한 것과 같이 진보된 기능이 추가되어 있으며, 이 진보된 추가기능에 대해서는 이하에 설명하는 내용을 이해하면 알 수 있을 것이며 종래기술에서 설명된 부분에 대해서는 일부 생략된 경우도 있다.
도 10은 상기에서 설명한 종래의 도 6과 같은 역할을 하는 본 발명의 절연감시장치의 개략적인 절연저항 계산 및 표시 흐름도의 제 1 실시 예를 도시한 것이며, 종래의 기술과는 완전히 동일한 것은 아니며 종래기술에 비해 도 10에 도시한 것과 같이 진보된 기능이 추가되어 있으며, 이 진보된 추가기능에 대해서는 이하에 설명하는 내용을 이해하면 알 수 있을 것이며 종래기술에서 설명된 부분에 대해서는 일부 생략된 경우도 있다.
도 11은 상기에서 설명한 종래의 도 7과 같은 역할을 하는 본 발명의 절연감시장치의 신호전압 중첩전과 신호전압 중첩후의 누설전류의 측정데이터와 기울기와 Y절편을 계산한 실시 예를 도시한 것이며, 종래의 기술과는 완전히 동일한 것은 아니며 종래기술에 비해 도 11에 도시한 것과 같이 진보된 기능이 추가되어 있으며, 이 진보된 추가기능에 대해서는 이하에 설명하는 내용을 이해하면 알 수 있을 것이며 종래기술에서 설명된 부분에 대해서는 일부 생략된 경우도 있다.
도 12는 상기에서 설명한 종래의 도 8과 같은 역할을 하는 본 발명의 절연감시장치의 신호전압 중첩전과 신호전압 중첩후의 누설전류의 측정데이터를 그래프로 도시한 것으로, 종래의 기술과는 완전히 동일한 것은 아니며 종래기술에 비해 도 12에 도시한 것과 같이 진보된 기능이 추가되어 있으며, 이 진보된 추가기능에 대해서는 이하에 설명하는 내용을 이해하면 알 수 있을 것이며 종래기술에서 설명된 부분에 대해서는 일부 생략된 경우도 있다.
도 9는 본 발명의 활선케이블 절연감시장치의 제 1 실시 예의 블록구성도로써, 도 9에 도시한 바와 같이 본 발명의 활선케이블 절연감시장치는, 케이블 차폐접지선(10)에서 대지접지(8)로 흐르는 누설전류에는 상기 도 1의 케이블이 연결된 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선(10)에 중첩인가하는 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분과 상용주파수성분의 누설전류성분이 함께 흐르고 있고, 절연측정부(510)에서는 상기의 누설전류성분을 증폭하고 상기의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분만 필터링 및 디지털성분으로 변환하는 기능을 가진다. 상기의 절연측정부(510)에서 출력된 디지털성분의 누설전류를 제어처리부(530)를 통하여 각종 데이터를 입력하거나 각종 신호를 입출력하는 기능을 가진 I/O입출력부(540)와, 각종 데이터 및 흐름을 저장하는 데이터저장부(545)와, 각종 데이터를 표시하는 데이터표시부(550)와, 상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)을 계산하는 기능을 가진 누설전류추세값계산부(560)와,상기의 절연측정부(510)에서 측정된 누설전류데이터와 상기의 누설전류추세값계산부(560)에서 계산되어진 추세값를 이용하여 절연저항치를 계산하는 기능을 가진 절연계산부(570)로 구성되어 있다.
한편 본 발명의 활선 케이블 절연감시방법은 상기의 활선 케이블 절연감시장치에 대해 설명한 바와 같이, 케이블 차폐접지선(10)에서 대지접지(8)로 흐르는 누설전류에는 상기 도 1의 케이블이 연결된 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선 (10)에 중첩인가하는 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분를 신호전압 중첩전과 중첩후에 측정하는 단계와,상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)을 계산하는 단계와, 상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류와 상기의 계산된 추세값을 사용하여 절연층 및 방식층의 절연저항치를 계산하는 단계와, 상기의 측정 및 계산된 절연저항치등의 데이터를 저장하는 단계로 이루어져 있다.
도 4에서 측정시작단계(S100)가 실행하게 되면 도면에는 도시하지 않았지만 도 9의 데이터저장부(545)에 저장되어 있는 각종 설정값을 읽거나, 도 9의 I/O입출력부(540)를 제어하거나, 절연측정하고자 하는 케이블의 차폐접지선을 선택하는 등의 사항을 실행하게 된다.
다음에 도 4의 절연측정단계(S200)가 실행하게 되면 도 5의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)측정단계(S210)이 실행하게 되고 도 9의 케이블 차폐접지선(10)을 통하여 흐르는 누설전류 성분을 절연측정부(510)에서 증폭, 필터링, A/D변환하고, 다음에 제어처리부(530)에서 상기의 절연측정부(510)의 누설전류값을 20회(본 실시 예에서는 20회 읽는 것을 예로 들고 있지만, 20회를 한정하는 것은 아니다.)읽어 도 9의 데이터저장부(545)에 신호전압중첩전 누설전류(Io)의 데이터로 저장한다. 상기의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)의 20개 데이터의 예가 도 11에 도시되어 있고, 상기의 20개의 데이터를 그래프로 도시한 예가 도 12에 도시되어 있으며 그래프 2개중 하단에 있는 ●표시로 되어 있는 것이 중첩전의 20개의 누설전류이다.
다음에 도 5의 신호전압 중첩ON단계(S220)를 실행하게 되면 도면에는 도시하지 않았지만 도 9의 I/O입출력부(540)를 통하여 도 1의 신호전압(11)을 ON시키면 케이블에 신호전압이 중첩되어 지게 된다. 다음에 도 5의 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)측정단계(S230)를 실행하게 되면 도 9의 케이블 차폐접지선(10)을 통하여 흐르는 누설전류 성분을 절연측정부(510)에서 증폭, 필터링,A/D변환하고, 다음에 제어처리부(530)에서 상기의 절연측정부(510)의 누설전류값을 20회(본 실시 예에서는 20회 읽는 것을 예로 들고 있지만, 20회를 한정하는 것은 아니다.)읽어 도 9의 데이터저장부(545)에 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)의 데이터로 저장한다. 상기의 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)의 20개 데이터의 예가 도 11에 도시되어 있고, 상기의 20개의 데이터를 그래프로 도시한 예가 도 12에 도시되어 있으며 그래프 2개중 상단에 있는 ■표시로 되어 있는 것이 중첩후의 20개의 누설전류이다.
다음에 도 5의 신호전압 중첩OFF단계(S240)를 실행하게 되면 도면에는 도시하지 않았지만 도 9의 I/O입출력부(540)를 통하여 도 1의 신호전압(11)을 OFF시키면 케이블에 신호전압이 중첩되지 않게 된다.
다음에 도 4의 계산 저장 및 표시단계(S300)가 실행하게 되면 본 발명에서 도 4의 계산 저장 및 표시단계(S300)의 흐름을 상세하게 도시한 본 발명의 제 1실시 예인 도 10의 누설전류 추세값(Io2,Iv2)계산단계(S320)가 실행하게 되어 상기의 도 9의 데이터저장부(545)에 저장된 20개의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)데이터의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)과 20개의 신호전압 중첩전 누설전류(Iv)데이터의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)을 계산하여 계산된 값을 도 9의 데이터저장부(545)에 저장한다. 본 실시 예에서 계산된 값은 도 11과 같이 신호전압 중첩전 누설전류(Io)의 추세값에 해당하는 기울기는 0.1143이고 Y절편은 1393.90이고, 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)의 추세값에 해당하는 기울기는 -0.1602이고 Y절편은 1404.23이고, 추세선에 Y의 값을 계산하기 위해 x의 값을 본 실시 예에서는 25(25의 값을 한정하는 것은 아니다.)로 사용하여 추세선에 의한 신호전압 중첩전 누설전류(Io2)의 값은 1396.76이고, 추세선에 의한 신호전압 중첩후 누설전류(Iv2)의 값은 1400.19이고, 신호전압 중첩전후의 차이 △I2는 3.43이다.
다음에 자세하게 설명과 표시하지 않았지만 도 10의 방식층 절연저항(Rs)계산단계(S340)를 수행하고, 다음과 같은 식 2에 의해 절연층 절연저항(Ri)계산 단계(S360)를 수행한다.
Figure pat00002
식 2에서 K는 상수로써, 절연감시장치내의 절연측정부(510)의 증폭,필터링 ,A/D변환등에 사용하는 값과 신호전압의 크기 및 방식층 절연저항치에 관계되는 함수에 해당하는 값으로써, 상기에서 종래의 기술에서 설명한 것과 같이 K값을 10으로 하고, 상기의 도 10의 누설전류 추세값(Io2,Iv2)계산단계(S320)에서 계산되어진 △I2를 3.43으로 하여 절연층 절연저항(Ri)를 계산하면 Ri=10 x (1/3.43nA)= 2,915Mohm이다.
상기의 식 2의 절연층절연저항(Ri) 계산단계(S360)가 완료되면, 절연층절연저항(Ri) 및 방식층절연저항(Rs)의 Data를 도 9의 데이터저장부(545)에 저장하고 도 9의 데이터표시부(550)에 표시하는 절연층 및 방식층 Data저장 및 표시단계(S370)를 실행한다.
본 발명의 활선 케이블 절연감시장치의 제 2 실시 예를 도 4, 도 5, 도 13, 도 14, 도 11, 도 12를 통하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는 상기의 제1실시 예에서 중복되는 것은 설명이 생략된 경우도 있다. 그리고, 이하의 설명에서 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니며, 또한 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략된 경우도 있다.
제 2 실시 예가 상기에서 설명한 제 1 실시 예와의 차이점은 제 1 실시 예의 도 9가 제 2 실시 예에서는 도 13으로, 제 1 실시 예의 도 10이 제 2 실시 예에서는 도 14로 변경된 것이고, 제 1 실시 예에서의 도 4, 도 5, 도 11, 도 12는 동일하다.
도 13은 상기에서 설명한 제 1 실시 예의 도 9와 같은 역할을 하는 본 발명의 절연감시장치의 제 2 실시 예의 블록구성도를 도시한 것이며,종래의 기술과는 완전히 동일한 것은 아니며 종래기술에 비해 도 13에 도시한 것과 같이 진보된 기능이 추가되어 있으며, 이 진보된 추가기능에 대해서는 이하에 설명하는 내용을 이해하면 알 수 있을 것이며 종래기술 또는 제 1 실시 예에서 설명된 부분에 대해서는 일부 생략된 경우도 있다.
도 14는 상기에서 설명한 제 1 실시 예의 도 10과 같은 역할을 하는 본 발명의 절연감시장치의 개략적인 절연저항 계산 및 표시 흐름도의 제 2 실시 예를 도시한 것이며, 종래의 기술과는 완전히 동일한 것은 아니며 종래기술에 비해 도 14에 도시한 것과 같이 진보된 기능이 추가되어 있으며, 이 진보된 추가기능에 대해서는 이하에 설명하는 내용을 이해하면 알 수 있을 것이며 종래기술 또는 제 1 실시 예에서 설명된 부분에 대해서는 일부 생략된 경우도 있다.
도 13은 본 발명의 활선케이블 절연감시장치의 제 2 실시 예의 블록구성도로써, 도 13에 도시한 바와 같이 본 발명의 활선케이블 절연감시장치는, 케이블 차폐접지선(10)에서 대지접지(8)로 흐르는 누설전류에는 상기 도 1의 케이블이 연결된 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선(10)에 중첩인가하는 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분과 상용주파수성분의 누설전류성분이 함께 흐르고 있고, 절연측정부(510)에서는 상기의 누설전류성분을 증폭하고 상기의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분만 필터링 및 디지털성분으로 변환하는 기능을 가진다. 상기의 절연측정부(510)에서 출력된 디지털성분의 누설전류를 제어처리부(530)를 통하여 각종 데이터를 입력하거나 각종 신호를 입출력하는 기능을 가진 I/O입출력부(540)와, 각종 데이터 및 흐름을 저장하는 데이터저장부(545)와, 각종 데이터를 표시하는 데이터표시부(550)와, 상기의 절연측정부(510)에서 측정된 누설전류의 평균치를 계산하는 기능을 가진 누설전류평균치계산부(555)와, 상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)을 계산하는 기능을 가진 누설전류추세값계산부(560)와,상기의 절연측정부(510)에서 측정된 누설전류데이터와 상기의 누설전류평균치계산부(555)에서 계산되어진 평균치와 상기의 누설전류추세값계산부(560)에서 계산되어진 추세값를 이용하여 절연저항치를 계산하는 기능을 가진 절연계산부(570)와, 상기의 절연계산부(570)에서 계산되어진 방식층절연저항치의 절연상태를 판단하는 기능을 가진 절연판단부(580)로 구성되어 있다.
한편 본 발명의 활선 케이블 절연감시방법은 상기의 활선 케이블 절연감시장치에 대해 설명한 바와 같이, 케이블 차폐접지선(10)에서 대지접지(8)로 흐르는 누설전류에는 상기 도 1의 케이블이 연결된 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선 (10)에 중첩인가하는 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압(11)성분에 해당하는 누설전류성분를 신호전압 중첩전과 중첩후에 측정하는 단계와, 상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 평균치를 계산하는 단계와, 상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)을 계산하는 단계와, 상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류와 상기의 계산된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 평균치와 상기의 계산된 추세값을 사용하여 절연층 및 방식층의 절연저항치를 계산하는 단계와, 상기의 계산된 방식층의 절연저항치의 절연상태를 판단하는 단계와, 상기의 측정 및 계산된 절연저항치등의 데이터를 저장하는 단계로 이루어져 있다.
도 4에서 측정시작단계(S100)가 실행하게 되면 도면에는 도시하지 않았지만 도 13의 데이터저장부(545)에 저장되어 있는 각종 설정값을 읽거나, 도 13의 I/O입출력부(540)를 제어하거나, 절연측정하고자 하는 케이블의 차폐접지선을 선택하는 등의 사항을 실행하게 된다.
다음에 도 4의 절연측정단계(S200)가 실행하게 되면 도 5의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)측정단계(S210)이 실행하게 되고 도 13의 케이블 차폐접지선(10)을 통하여 흐르는 누설전류 성분을 절연측정부(510)에서 증폭, 필터링, A/D변환하고, 다음에 제어처리부(530)에서 상기의 절연측정부(510)의 누설전류값을 20회(본 실시 예에서는 20회 읽는 것을 예로 들고 있지만, 20회를 한정하는 것은 아니다.)읽어 도 13의 데이터저장부(545)에 신호전압중첩전 누설전류(Io)의 데이터로 저장한다. 상기의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)의 20개 데이터의 예가 도 11에 도시되어 있고, 상기의 20개의 데이터를 그래프로 도시한 예가 도 12에 도시되어 있으며 그래프 2개중 하단에 있는 ●표시로 되어 있는 것이 중첩전의 20개의 누설전류이다.
다음에 도 5의 신호전압 중첩ON단계(S220)를 실행하게 되면 도면에는 도시하지 않았지만 도 13의 I/O입출력부(540)를 통하여 도 1의 신호전압(11)을 ON시키면 케이블에 신호전압이 중첩되어 지게 된다. 다음에 도 5의 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)측정단계(S230)를 실행하게 되면 도 13의 케이블 차폐접지선(10)을 통하여 흐르는 누설전류 성분을 절연측정부(510)에서 증폭, 필터링,A/D변환하고, 다음에 제어처리부(530)에서 상기의 절연측정부(510)의 누설전류값을 20회(본 실시 예에서는 20회 읽는 것을 예로 들고 있지만, 20회를 한정하는 것은 아니다.)읽어 도 13의 데이터저장부(545)에 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)의 데이터로 저장한다. 상기의 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)의 20개 데이터의 예가 도 11에 도시되어 있고, 상기의 20개의 데이터를 그래프로 도시한 예가 도 12에 도시되어 있으며 그래프 2개중 상단에 있는 ■표시로 되어 있는 것이 중첩후의 20개의 누설전류이다.
다음에 도 5의 신호전압 중첩OFF단계(S240)를 실행하게 되면 도면에는 도시하지 않았지만 도 13의 I/O입출력부(540)를 통하여 도 1의 신호전압(11)을 OFF시키면 케이블에 신호전압이 중첩되지 않게 된다.
다음에 도 4의 계산 저장 및 표시단계(S300)가 실행하게 되면 본 발명에서 도 4의 계산 저장 및 표시단계(S300)의 흐름을 상세하게 도시한 본 발명의 제 2실시 예인 도 14의 누설전류 평균치(Io1,Iv1)계산단계(S310)가 실행되어 상기의 도 13의 데이터저장부(545)에 저장된 20개의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)데이터의 평균치(Io1)과 20개의 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)데이터의 평균치(Iv1)을 계산하여 계산된 값을 도 13의 데이터저장부(545)에 저장한다.
다음에 자세하게 설명과 표시하지 않았지만 도 14의 방식층 절연저항(Rs)계산단계(S340)를 수행하고, 다음에 도 14의 방식판단단계(S350)를 수행하게 되면 상기의 방식층 절연저항(Rs)계산단계(S340)에서 계산되어진 방식층 절연저항치(Rs)가 방식기준값(Rd1)보다 크면 상기의 누설전류평균치(Io1,Iv1)계산단계(S310)에서 계산하여 저장된 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)데이터의 평균치(Iv1)과 신호전압 중첩전 누설전류(Io)데이터의 평균치(Io1)의 차 즉 ΔI = Iv1-Io1를 계산하여 상기에서 설명한 식 1에 의해 절연층 절연저항(Ri)계산 단계(S360)를 수행하고, 상기의 방식층 절연저항(Rs)계산단계(S340)에서 계산되어진 방식층 절연저항치(Rs)가 방식기준값(Rd1)보다 작으면 상기의 제 1 실시 예에서 설명하였던 누설전류 추세값(Io2,Iv2)계산단계(S320)를 실행하게 되고 상기의 도 13의 데이터저장부(545)에 저장된 20개의 신호전압 중첩전 누설전류(Io)데이터의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)과 20개의 신호전압 중첩전 누설전류(Iv)데이터의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)을 계산하여 계산된 값을 도 13의 데이터저장부(545)에 저장하고, 신호전압 중첩전 누설전류(Io)의 추세값에 해당하는 기울기와 Y절편값을 사용하여 Io2의 계산과, 신호전압 중첩후 누설전류(Iv)의 추세값에 해당하는 기울기와 Y절편값을 사용하여 Iv2를 계산하고, 다음에 신호전압 중첩후의 Iv2와 신호전압 중첩전의 Io2의 차 즉 ΔI = Iv2-Io2를 계산하여 상기에서 설명한 식 2에 의해 절연층 절연저항(Ri)계산 단계(S360)를 수행한다.
다음에 상기의 절연층절연저항(Ri) 계산단계(S360)가 완료되면, 절연층절연저항(Ri) 및 방식층절연저항(Rs)의 Data를 도 13의 데이터저장부(545)에 저장하고 도 13의 데이터표시부(550)에 표시하는 절연층 및 방식층 Data저장 및 표시단계(S370)를 실행한다.
상기에서 설명한 본 발명의 제 1실시 예와 제 2실시 예의 큰 차이점은 제 1 실시 예에서는 방식층 절연상태와 관계없이 신호전압 중첩전과 신호전압 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값(기울기,Y절편)을 사용하여 절연층 절연저항(Ri)를 계산하고 있고, 제 2 실시 예에서는 방식층 절연저항치(Rs)의 값이 방식기준값이상인 즉 방식층 국부전지(Es)의 크기가 매우 작고 변동이 없는 방식층 절연상태가 양호하면 종래의 기술과 같은 신호전압 중첩전과 신호전압 중첩후의 평균치를 사용하여 절연층 절연저항(Ri)를 계산하고 방식층 절연저항치(Rs)의 값이 방식기준값이하인 즉 방식층 국부전지(Es)의 크기가 크거나 변동이 발생하는 방식층 절연상태가 불량하면 신호전압 중첩전과 신호전압 중첩후의 회귀분석의 추세값(기울기,Y절편)을 사용하여 절연층 절연저항(Ri)를 계산하는 것이다.
그리고 본 실시 예에서는 회귀분석의 선형 추세선으로 계산하고 있으나 다른 방법으로 Log 추세선 또는 제곱 추세선 방법으로 계산하는 실시 예도 있을 수 있다.
이상 본 발명을 상기 실시 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기에서 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 활선 케이블 절연감시방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령형태로 구현되어 컴퓨터 판독가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체의 예는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, CD-RW, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래스 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프린터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언더 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다.
그리고, 본 발명에서는 상기에서 기술한 절연층 절연저항치(Ri)를 계산하는 데 사용하는 상수 K의 값을 10으로 실시 예로 설명하는 것과, 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류 측정횟수를 20회로 실시 예로 설명하는 것과 , 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 평균치 계산시에 20개 전체의 데이터로 평균치 계산하는 것을 설명하는 것과, 회귀분석을 선형으로 사용하여 실시 예로 설명하고 있지만, 반드시 상기의 실시 예의 값으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 절연감시장치에는 외부의 원격지에 측정한 데이터 또는 판단한 값을 송수신하는 기능을 가지는 통신부를 포함시키지 않았지만 설비를 감시하는 감시장치에 보편적으로 통신부가 사용되고 있다는 것은 본 발명과 기술분야에서 종사하고 있는 당업자라면 본 발명의 기술사상의 범위를 벗어나지 않고 변경과 추가 등이 가능하므로,본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 당연하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 동도체 2: 절연층
3: 쉬스(sheath) 4: 동테이프
5: 절연층절연저항(RI) 6: 변압기
7: 교류접지계 8: 접지
9: 방식층절연저항(RS) 10: 차폐접지선
15: 절연층국부전지(EI) 19:방식층국부전지(ES)
500: 절연감시장치 510: 절연측정부
530: 제어처리부 540: I/O입출력부
545: 데이터저장부 550: 데이터표시부
555: 누설전류평균치계산부 560:누설전류추세값계산부
570: 절연계산부 580: 절연판단부

Claims (8)

  1. 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하여 케이블의 절연상태를 감시하는 장치에 있어서,
    상기의 케이블 차폐접지선에 신호전압 중첩전과 중첩후에 흐르는 누설전류를 측정하는 절연측정부와;
    상기의 절연측정부에서 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 누설전류추세값계산부와;
    상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류 데이터와 상기의 누설전류추세값계산부에서 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층절연저항치를 계산하는 절연계산부와;
    상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 누설전류추세값계산부에서 계산된 회귀분석 추세값 데이터와 상기의 절연계산부에서 계산된 절연층 절연저항치 및 방식층 절연저항치등의 데이터를 저장하는 데이터저장부와;
    상기의 절연측정부와 상기의 누설전류추세값계산부와 상기의 절연계산부와 상기의 데이터저장부를 제어하는 기능을 가진 제어처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 활선 케이블 절연감시장치.
  2. 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하여 케이블의 절연상태를 감시하는 장치에 있어서,
    상기의 케이블 차폐접지선에 신호전압 중첩전과 중첩후에 흐르는 누설전류를 측정하는 절연측정부와;
    상기의 절연측정부에서 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 평균치를 계산하는 누설전류평균치계산부와;
    상기의 절연측정부에서 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 누설전류추세값계산부와;
    상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류 데이터와 상기의 누설전류평균치계산부에서 계산된 평균치 데이터와 상기의 누설전류추세값계산부에서 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층절연저항치를 계산하는 절연계산부와;
    상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 누설전류평균치계산부에서 계산된 평균치 데이터와 상기의 누설전류추세값계산부에서 계산된 회귀분석 추세값 데이터와 상기의 절연계산부에서 계산된 절연층 절연저항치 및 방식층 절연저항치등의 데이터를 저장하는 데이터저장부와;
    상기의 절연측정부와 상기의 누설전류평균치계산부와 상기의 누설전류추세값계산부와 상기의 절연계산부와 상기의 데이터저장부를 제어하는 기능을 가진 제어처리부와;
    상기의 절연계산부에서 계산되어진 방식층 절연저항치의 절연상태를 판단하는 절연판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 활선 케이블 절연감시장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기의 절연판단부는 상기의 절연계산부에서 계산된 방식층 절연저항치가 미리 설정된 방식기준값보다 낮으면 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치를 계산하고, 방식기준값보다 높으면 평균치 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치를 계산하도록 하는 것을 특징으로 하는 활선 케이블 절연감시장치.
  4. 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하여 케이블의 절연상태를 감시하는 방법에 있어서,
    상기의 케이블 차폐접지선에 신호전압 중첩전과 중첩후에 흐르는 누설전류를 측정하는 단계와;
    상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 단계와;
    상기의 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층절연저항치를 계산하는 단계와;
    상기의 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터와 상기의 계산된 절연층 절연저항치 및 방식층 절연저항치등의 데이터를 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 활선 케이블 절연감시방법.
  5. 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하여 케이블의 절연상태를 감시하는 방법에 있어서,
    상기의 케이블 차폐접지선에 신호전압 중첩전과 중첩후에 흐르는 누설전류를 측정하는 단계와;
    상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 평균치를 계산하는 단계와;
    상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 단계와;
    상기의 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 계산된 평균치 데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층절연저항치를 계산하는 단계와;
    상기의 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 계산된 평균치 데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터와 상기의 계산된 절연층 절연저항치 및 방식층 절연저항치등의 데이터를 저장하는 단계와;
    상기의 계산되어진 방식층 절연저항치의 절연상태를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 활선 케이블 절연감시방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기의 방식층 절연저항치의 절연상태를 판단하는 단계는 상기의 계산된 방식층 절연저항치가 미리 설정된 방식기준값보다 낮으면 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치를 계산하고, 방식기준값보다 높으면 평균치 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치를 계산하도록 하는 것을 특징으로 하는 활선 케이블 절연감시방법.
  7. 활선상태에서 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 상용교류전압 계통모선 또는 케이블 차폐접지선에 중첩인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 신호전압의 주파수성분에 해당하는 누설전류를 측정하여 케이블의 절연상태를 감시하는 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서,
    상기의 케이블 차폐접지선에 신호전압 중첩전과 중첩후에 흐르는 누설전류를 측정하는 단계와;
    상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 평균치를 계산하는 단계와;
    상기의 측정된 신호전압 중첩전과 중첩후의 누설전류의 회귀분석 추세값을 계산하는 단계와;
    상기의 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 계산된 평균치 데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층절연저항치를 계산하는 단계와;
    상기의 측정된 누설전류의 측정데이터와 상기의 계산된 평균치 데이터와 상기의 계산된 회귀분석 추세값 데이터와 상기의 계산된 절연층 절연저항치 및 방식층 절연저항치등의 데이터를 저장하는 단계와;
    상기의 계산되어진 방식층 절연저항치의 절연상태를 판단하는 단계;를 포함하는 기록매체.
  8. 제7항에 있어서, 상기의 방식층 절연저항치의 절연상태를 판단하는 단계는 상기의 계산된 방식층 절연저항치가 미리 설정된 방식기준값보다 낮으면 회귀분석 추세값 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치를 계산하고, 방식기준값보다 높으면 평균치 데이터를 사용하여 절연층 절연저항치를 계산하도록 하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
KR1020120158229A 2012-12-31 2012-12-31 활선 케이블 절연 감시장치 및 방법 KR20140087679A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120158229A KR20140087679A (ko) 2012-12-31 2012-12-31 활선 케이블 절연 감시장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120158229A KR20140087679A (ko) 2012-12-31 2012-12-31 활선 케이블 절연 감시장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140087679A true KR20140087679A (ko) 2014-07-09

Family

ID=51736562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120158229A KR20140087679A (ko) 2012-12-31 2012-12-31 활선 케이블 절연 감시장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140087679A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104280672B (zh) * 2014-10-20 2016-12-28 国家电网公司 一种确定直流耐压试验启动时间的方法及装置
CN108318786A (zh) * 2017-01-18 2018-07-24 中国电力科学研究院 一种配电网电缆线路绝缘老化风险的辨识方法和装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104280672B (zh) * 2014-10-20 2016-12-28 国家电网公司 一种确定直流耐压试验启动时间的方法及装置
CN108318786A (zh) * 2017-01-18 2018-07-24 中国电力科学研究院 一种配电网电缆线路绝缘老化风险的辨识方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Razzaq et al. Interpretation of inter-turn fault in transformer winding using turns ratio test and frequency response analysis
KR101908369B1 (ko) 계기용 변압 변류기의 비오차 판별 장치 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체
JP6373730B2 (ja) 変流器を含む電源装置及び変流器の補償方法
US9720043B2 (en) Testing a fuse
Kostić et al. A study on high-voltage substation ground grid integrity measurement
KR101179062B1 (ko) 활선 케이블 절연감시장치
KR20140087679A (ko) 활선 케이블 절연 감시장치 및 방법
Kessler The importance of partial discharge testing: PD testing has proven to be a very reliable method for detecting defects in the insulation system of electrical equipment and for assessing the risk of failure
US4410850A (en) Water-compensated open fault locator
CN115792365A (zh) 一种高压电能计量系统、误差分析方法、介质及终端
JP2010060313A (ja) 変流器の異常検査試験装置
KR101208045B1 (ko) 배전자동화 제어함용 축전지 불량 검출 방법
KR101391146B1 (ko) 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치 및 방법
JP2013113837A (ja) コロナ放電検知センサーと携帯型測定器及び測定方法
JP2011252780A (ja) 磁界プローブを用いた電気機器の部分放電検出方法
KR20220004429A (ko) 배전선로 지중함 전력케이블 진단시스템
Somsak et al. Condition assessment of underground cable system using health index and conditional multiplying factor
JP7482058B2 (ja) 部分放電計測システムおよび部分放電計測方法
JP7015869B2 (ja) 電気トリー進展に伴う絶縁劣化の判定方法
RU2739386C2 (ru) Способ установления места снижения сопротивления изоляции
JP2011252779A (ja) 磁界プローブを用いた電気機器の部分放電検出方法
Neier et al. Identification of jointsaffected by water ingress in complex hybrid MV cable networks: 2 Field examples of combined VLF withstand testing, with Tan Delta (TD) and Partial Discharge (PD) diagnostics
US20230349965A1 (en) Partial discharge measurement system and partial discharge measurement method
KR102535587B1 (ko) 인공신경망을 이용한 전력설비 온도 측정 기반의 부분방전 예측 방법 및 장치
US20240133936A1 (en) Detection and location of partial discharge and arc faults

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application