KR20160057027A - 전압―전류 특성을 이용한 ｍｏｖ 서지보호소자의 열화 진단 방법 및 그 장치 - Google Patents

전압―전류 특성을 이용한 ｍｏｖ 서지보호소자의 열화 진단 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

서지보호소자 등에 사용되는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법이 제공된다. 본 발명은 금속 산화물 바리스터의 전압과 저항성 누설 전류의 관계에 대한 추정식 데이터베이스를 제공하는 단계; 상기 금속 산화물 바리스터의 운전전압 및 제1 저항성 누설 전류를 검출하는 단계; 상기 추정식 데이터베이스로부터 상기 운전전압에 대응하는 제2 저항성 누설 전류를 계산하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 저항성 누설 전류를 대비하여 상기 금속 산화물 바리스터의 열화 여부를 판단하는 단계를 포함하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 신뢰성 있고 객관적인 기준에 따라 MOV 서지 보호소자의 열화 여부를 정확하게 진단할 수 있게 된다.

Description

전압―전류 특성을 이용한 ＭＯＶ 서지보호소자의 열화 진단 방법 및 그 장치 {METHOD FOR MEASURING DEGRADATION OF METAL OXIDE VARISTORS USING VOLTAGE-CURRENT CHARACTERISTICS AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 서지 보호 소자의 열화 진단 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 산화물 바리스터를 포함하는 서지 보호소자의 열화 여부를 진단하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
금속 산화물 바리스터(Metal Oxide Varistors)는 비선형 저항 특성을 나타내는 소자로서, 서지 보호 소자로 널리 활용되고 있다. 서지 보호소자는 전력계통에 침입하는 뇌 서지, 개폐서지, 일시적 서지 등의 전기적 에너지를 흡수하여 전송선로 및 발·변전기기를 보호하는 중요한 전력기기 중의 하나이다.
ZnO을 주성분으로 하는 MOV 서지 보호 소자는 우수한 서지보호 특성을 가지고 있어 현재 급속도로 전력시스템에 적용되어지고 있으며, 우수한 비선형 저항특성 때문에 직렬갭의 제거를 가져왔다.
따라서 구조가 보다 컴팩트화되고, 제조상의 편리함과 더불어 과도전압에 대한 응답시간이 매우 빨라 과도현상이 없으며, 속류가 거의 흐르지 않는다는 장점을 가지고 있다. 반면에 뇌 서지 및 스위칭서지에 의한 스트레스뿐만 아니라 상시 전용 전원에 노출되어 있어 미소 누설전류가 흐른다.
서지 보호소자의 열화 진단 기술에는 동작온도, 전체 누설전류의 3고조파 주파수 스펙트럼, 전원전압과 전체 누설전류의 위상차 등을 측정하는 것이 일반적이나, 그 중에서도 전체 누설전류를 측정하여 열화를 진단하는 방법이 운전 중인 서지 보호 소자의 열화 진단이 용이하다는 장점 때문에 광범위하게 사용되고 있다.
MOV 서지 보호소자에 흐르는 교류 누설전류(전체 누설전류)는 용량성 누설전류와 저항성 누설전류의 합으로 나타나며, 서지 보호소자의 열화에 의해 저항성 누설전류(Ir)는 증가하나 용량성 누설전류(Ic)는 거의 변하지 않는다. 오랜 사용으로 자연적 또는 인위적 열화에 의해 서지 보호소자의 저항성 누설전류가 증가하여 발열량이 증가하고, 결국에는 열파괴되어 보호장치로서의 역할을 충분히 발휘하지 못하고 사고를 유발하게 된다.
일반적으로 MOV의 전류-전압곡선은 다음과 같이 3개의 동작영역으로 구분한다.
1)누설전류영역 : 전류 약 1mA 까지로 절연체와 같이 고저항을 나타내는 영역
2)정상사용영역 : 서지전류에 반응하는 영역으로 비선형특성이 강하게 나타내는 영역
3)대전류 영역 : 큰 서지전류에 동작하는 영역으로 비선형특성이 정상사용 영역 보다 작다.
전류-전압곡선에서 누설영역은 DC 전압을 인가하여 구하며 MOV의 열화진단을 위해 적용되는 구간이며, 기타 영역 즉, 보호영역은 8/20㎲의 전류임펄스를 인가하여 구한다. 따라서 현장에서 MOV 누설전류에 대한 신뢰성 있는 평가를 위해서 MOV 소자별 정상상태의 상용전원 인가시 MOV의 누설전류 발생특성의 전압-전류 곡선이 필요하다.
KR 10-2014-0062625 A KR 10-2014-0017773 A
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 신뢰성 있는 MOV 서지 보호소자의 열화 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용되는 MOV 서지 보호소자별로 정확한 열화 진단이 가능한 열화 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 측정 환경에 구애 받지 않고 MOV 서지 보호소자의 객관적이고 정확한 열화 진단이 가능한 진단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 MOV 서지 보호소자의 열화 진단이 가능한 휴대용 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 열화 진단에 사용 가능한 데이터베이스의 구축 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 금속 산화물 바리스터의 전압과 저항성 누설 전류의 관계에 대한 추정식 데이터베이스를 제공하는 단계; 상기 금속 산화물 바리스터의 운전전압 및 제1 저항성 누설 전류를 검출하는 단계; 상기 추정식 데이터베이스로부터 상기 운전전압에 대응하는 제2 저항성 누설 전류를 계산하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 저항성 누설 전류를 대비하여 상기 금속 산화물 바리스터의 열화 여부를 판단하는 단계를 포함하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 제1 저항성 누설 전류를 검출하는 단계는, 상기 운전전압에 의한 상기 금속 산화물 바리스터의 전체 누설 전류를 측정하는 단계; 상기 운전전압의 순시 미분전압을 계산하는 단계; 상기 미분전압으로부터 용량성 성분을 검출하는 단계; 상기 용량성 성분으로부터 용량성 누설 전류를 계산하는 단계; 및 상기 전체 누설전류 및 용량성 누설 전류로부터 제1 저항성 누설 전류를 계산하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 열화 판단 단계에서 열화 여부는, 상기 제2 저항성 누설 전류에 대한 제1 저항성 누설 전류의 변화 비율에 근거하여 판단될 수 있다. 이와 달리, 상기 열화 판단 단계는, 상기 제1 저항성 누설 전류에 대한 제2 저항성 누설 전류의 변화 비율에 근거하여 판단될 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예 따르면, 상기 누설 전류의 변화 비율이 사전 설정된 임계치를 초과하는 경우 열화로 판단할 수도 있다.
또한, 본 발명에서 상기 열화 판단 단계는, 상기 전체 누설 전류에 대한 제1 저항성 누설 전류의 비율에 근거하여 판단하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 현재 가장 많이 이용되어지고 있는 금속 산화물 바리스터에 대하여 전압과 저항성 누설 전류의 관계를 나타내는 추정식을 포함하는 추정식 데이터베이스; 상기 금속 산화물 바리스터의 운전전압 및 전체 누설 전류를 측정하기 위한 검출부; 상기 검출부가 검출한 상기 운전전압 및 전체 누설 전류로부터 제1 저항성 누설 전류를 검출하는 연산부; 및 상기 추정식 데이터베이스로부터 상기 측정된 운전전압에 대응하는 제2 저항성 누설 전류를 계산하고, 제1 및 제2 저항성 누설 전류를 대비하여 상기 금속 산화물 바리스터의 열화 여부를 판단하는 상기 열화 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 장치를 제공한다.
상기 데이터베이스는 상기 금속 산화물 바리스터의 제품명에 대하여, 상기 금속 바리스터의 전압과 저항성 누설 전류가 맵핑된 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 데이터베이스는 제품에 사용된 금속 산화물 바리스터의 수량 정보를 포함할 수도 있다.
또한 상기 데이터베이스는 상기 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 임계치 정보를 더 포함할 수도 있다.
또한 상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, (a) 소정의 전압 구간을 설정하는 단계; (b) 상기 전압 구간 중 임의의 전압을 금속 산화물 바리스터에 인가하고, 상기 금속 산화물 바리스터의 운전전압 및 전체 누설 전류를 측정하는 단계; (c) 상기 운전전압의 순시 미분전압을 계산하는 단계; (d) 상기 미분전압으로부터 용량성 성분을 검출하는 단계; (e) 상기 용량성 성분으로부터 용량성 누설 전류를 계산하는 단계; (f) 상기 전체 누설전류 및 용량성 누설 전류로부터 저항성 누설 전류를 계산하는 단계; (g) 상기 운전전압과 저항성 누설 전류값을 맵핑하여 저장하는 단계; (h) 상기 인가전압을 변경하고, 상기 단계 (b) 및 (g)를 반복하는 단계; 및 (i) 저장된 상기 운전전압과 저항성 누설 전류값의 관계로부터 저항성 누설 전류 추정식을 도출하는 단계를 포함하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 데이터베이스 구축 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 신뢰성 있고 객관적인 MOV 서지 보호소자의 열화 진단 방법을 제공할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 따르면, 사용되는 MOV 서지 보호소자별 특성에 따라 정확한 열화 진단이 가능한 열화 진단 방법을 제공할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따르면, 측정 환경에 구애 받지 않고 MOV 서지 보호소자의 객관적이고 정확한 열화 진단이 가능하게 된다.
도 1은 MOV로 구현되는 서지 보호 소자의 일례에 대한 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 열화 진단 방법의 일절차로서 전압 구간에서의 전압-저항성누설전류 곡선 데이터베이스를 구축하는 과정을 설명하는 절차도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저항성 누설 전류 검출 절차를 개략적으로 설명하기 위한 절차도이다.
도 4는 MOV 소자로부터 검출된 저항성 전류-전압 데이터와 이에 부합하는 추정 곡선을 보여주는 일례이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MOV 열화 여부 판단 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 MOV 열화 진단 장치의 구성을 기능 블록 단위로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 추정식 데이터베이스(150)의 데이터 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상술한다.
도 1은 MOV로 구현되는 서지 보호 소자의 일례에 대한 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
통상적으로 상기 MOV는 ZnO와 Bi, Co, Mn 등의 혼합 원료를 소성하여 제조된다. 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, MOV는 입자와 상기 입자들 사이에 개재되는 입계상(Intragranular phase)으로 구성된다. 도 1의 (b)는 MOV의 등가 회로도이다. 도시된 바와 같이, MOV는 저항성 성분(Rv)과 용량성 성분(C)을 갖게 된다.
상기 MOV에 전압이 인가될 때, 전체 전류(It(t))는 저항성 전류(Ir(t))와 용량성 전류(Ic(t))의 합으로 나타난다. 통상적으로 MOV가 열화되면, 저항성 누설전류(Ir)는 증가하나 용량성 누설전류(Ic)는 거의 변하지 않는다. 그러므로, 저항성 누설전류(Ir(t))의 변화량은 MOV의 열화 정도를 판단하는 데 지표가 된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 열화 진단 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 열화 진단 방법의 일절차로서 전압 구간에서의 I-V 곡선 데이터베이스를 구축하는 과정을 설명하는 절차도이다.
도 2는 참조하면, 먼저, 열화 진단을 위한 측정 전압 범위가 설정된다(S100). 본 발명에서 열화 진단을 위한 측정 전압 범위는 적절히 설정될 수 있다. 예컨대, MOV 소자의 누설 전류 영역(leakage current region)에 근거하여 설정될 수 있는데, EPCOS 사의 MCOV=385V(LS40K385QP)의 경우 100~800V의 영역이 여기에 해당한다. 이어서, 상기 전압 범위 내에서 소정 전압을 인가하고(S110), MOV의 누설 전류를 측정한다(S120). 여기서, 누설 전류(S120)는 소자의 전체 누설 전류를 의미한다.
이어서, 상기 누설 전류 측정값으로부터 MOV의 열화 정도를 나타내는 지표로서 저항성 누설 전류를 검출한다(S130).
상기 저항성 누설 전류는 다양한 방식으로 검출될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 저항성 누설 전류는 미분법을 이용하여 구해질 수 있다.
이하에서는 미분법을 이용한 저항성 누설 전류의 검출 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저항성 누설 전류 검출 절차를 개략적으로 설명하기 위한 절차도이다.
도 3을 참조하면, 전압의 인가에 따라 MOV에서 걸리는 운전전압(V(t))과 상기 MOV를 흐르는 전체 누설 전류(Is(t))를 측정한다(S131). 운전전압은 MOV 서지보호소자에 인가되는 전압을 측정하는 것이고, 전체 누설전류(Ix)는 변류기(current transformer)를 이용하여 측정할 수 있다.
다음으로, 측정된 운전전압(V(t))을 시간에 대해 미분한 미분전압(dV(t)/dt)을 계산한다(S133).
이어서, 측정된 전체 누설전류를 계산된 미분전압으로 나눈 값으로부터 MOV의 용량성 성분(Capacitance)을 추정할 수 있다(S135, S137). 이 과정은 다음과 같이 수행될 수 있다.
먼저, 다음의 수식에 따라 k(t)를 계산한다(S135).
(수학식1)
k(t)=I(t)/(dV(t)/dt)
계산된 k(t) 값들을 이용하여 MOV의 용량성 성분(capacitance)을 검출할 수 있다. 예컨대, 용량성 성분은 계산된 k(t) 중간값을 취하여 얻어질 수 있다.
MOV의 전압(V)과 저항성 누설전류(Ir)는 동일한 위상을 가지고 있기 때문에 전압(V)이 0(zero)인 시간에서 저항성 누설전류(Ir) 또한 0이 된다. 따라서, 전압이 0인 시점에서의 전체 누설전류(Is)는 용량성 누설전류(Ic)가 되며, 전압(Vx)의 크기가 0인 시간에서의 k(t)의 값을 용량성 성분(Capacitance)로 간주할 수 있다. 하지만, 측정기기의 샘플링 시간, 하드웨어 특성 등에 따라 전압(V)의 크기가 0인 시간에서의 k(t)의 값을 구할 수 없는 경우도 발생할 수 있기 때문에 전압(V)의 크기가 0인 부근의 시간에서의 k(t)의 값을 여러 개 획득하여 중간값과 같은 통계처리 방법 등으로 K 값을 구하는 것이 바람직하다(S137).
여기서, 추출을 위한 시간 범위는 측정되는 운전전압의 파형(주파수 등)에 따라 그 범위가 달라질 수 있는데, 이는 시뮬레이션, 측정 등을 통해 적절히 결정될 수 있다.
검출된 중간값 K는 MOV 서지보호기의 용량성 성분(Capacitance)과 오차가 거의 없는 값을 가지며, 이것은 MOV의 캐피시턴스를 측정함으로써 검증될 수 있다.
이어서, K값이 얻어지면 용량성 누설전류 Ic(t)는 다음의 수식에 의해 얻어질 수 있다.
(수학식2)
Ic(t)=K×(dV/dt)
용량성 누설전류(Ic)가 계산되면, 전체 누설전류(Is)와 용량성 누설전류(Ic)의 차이 즉 Is-Ic로부터 저항성 누설전류(IR)가 계산될 수 있다(S141).
다시 도 2를 참조하면, 이상과 같은 방법으로 저항성 누설전류가 검출되면(S130), 측정 전압과 저항성 전류값은 매칭되어 저장된다(160).
한편으로, 인가전압을 변화하여(S150), 단계 S110 내지 S130이 반복된다.
이러한 방식으로 원하는 전압 영역에서 저항성 전류값이 구해지면, 구해진 전압-전류 관계 데이터를 커브-피팅(curve fitting)하여 전압에 대한 누설전류 추정식을 구할 수 있다(S170).
본 발명에서 V-Ir 곡선에 대한 추정 함수는 다양한 방식으로 구해질 수 있다. 예컨대, Matlab이나 Deltagraph와 같은 상용의 소프트웨어에 의해 구해질 수 있다.
도 4는, 전술한 절차에 기초하여 MOV 소자로부터 검출된 전압-저항성 전류 데이터와 이에 부합하는 추정 곡선을 보여주는 일례이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MOV의 열화 여부 진단 방법을 설명한다.
현장에 설치된 MOV의 열화 진단에는 다양한 방식이 사용될 수 있다. 예컨대, 전체 누설 전류에 대한 저항성 누설 전류의 비율에 의해 열화 여부를 판단할 수도 있다. 그러나, 본 발명은 전술한 저항성 전류 추정 곡선 데이터베이스를 이용하여 MOV의 열화 여부를 판단한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 MOV 열화 여부 판단 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전원 및 통신선로에 설치된 MOV 서지 보호소자의 운전전압(V(t))과 전체 누설 전류(Is(t))를 측정한다(S200).
다음으로, 서지 보호소자에 대하여 측정된 운전전압(V(t))과 누설 전류(Is(t))로부터 저항성 누설 전류(Ir _ meas(t))를 검출한다(S210). 이 때, 저항성 누설 전류의 검출은 도 3과 관련하여 설명한 미분법에 의해 구해질 수 있다. 즉, 단계 S133~S141에서 설명한 바와 같이, 미분전압, 용량성 성분, 용량성 누설 전류를 순차 계산하고 최종적으로 저항성 누설 전류가 검출될 수 있다.
한편, 도 2와 관련하여 얻어진 누설 전류 추정식을 적용하여, 측정된 운전전압(V(t))에 대응하는 저항성 누설 전류(Ir _ cal(t))를 계산한다(S220).
이어서, 운전전압에 대응하여 검출된 누설 전류값(Ir_meas(t))과 계산된 누설 전류값(Ir_cal(t))을 비교하여(S230) 상기 MOV 소자의 열화 여부를 판정한다(S240). 본 발명에서 누설 전류값의 대비에 의한 소자의 열화 여부의 판단에는 다양한 기준이 적용 가능하다. 예컨대, 계산값을 기준으로 한 누설 전류의 변화율 즉 (Ir_meas(t)-Ir_cal(t))/Ir_cal(t)을 구하고, 상기 변화율이 사전 설정된 값을 초과할 때에 MOV가 열화된 것으로 판단할 수 있다. 물론, 본 발명에서 누설 전류의 변화율은 측정값을 기준으로 결정될 수도 있음은 물론이다.
본 발명에서 상기 열화 판단 기준이 사전 설정 값(A)은 MOV 소자의 운전 시험에 의해 축적된 데이터로부터 용이하게 선정될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 열화 진단 방법은 정상 동작 상태의 MOV의 저항성 누설 전류 거동을 열화 여부 판단 기준으로 함으로써 객관적인 MOV 열화 여부 판단이 가능하게 된다. 나아가, 본 발명의 일실시예에 따르면, 다양한 종류의 MOV에 대한 누설 전류 추정식을 사용함으로써 간단한 소프트웨어의 부가에 의하여 시스템의 복잡도를 증가시키지 않으면서 간단한 구성으로 MOV 열화 검출 장치를 구성할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 MOV 열화 진단 장치의 구성을 기능 블록 단위로 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 열화 진단 장치(100)는 입력부(110), 측정부(120), 연산부(130), 열화 판정부(140), 추정식 데이터베이스(150) 및 디스플레이를 포함하여 구성되어 있다.
상기 입력부(110)는 측정 대상이 되는 MOV의 제조사 및/또는 제품명(ID)을 입력한다. 또한, 상기 입력부(110)는 상기 장치(100)의 동작의 개시 또는 중지 등을 동작 제반을 제어하기 위한 일련의 제어 명령을 입력할 수도 있도록 구성될 수 있다. 상기 입력부(110)는 마우스, 키보드 및/또는 터치 스크린에 의해 구현될 수 있다.
상기 측정부(120)는 측정 대상이 되는 MOV의 운전전압 및 전체 누설 전류를 측정한다. 이를 위해 상기 측정부(120)는 변성기(transformer) 또는 분압기, 변류기(current transformer)와 같은 검출 장치를 구비할 수 있다.
상기 연산부(130)는 상기 측정부(120)로부터 측정된 전압 및 누설 전류 데이터로부터 저항성 누설 전류를 검출한다. 이를 위해 상기 연산부(130)는 도 3과 관련하여 설명한 알고리즘에 따라 상기 저항성 누설 전류를 검출한다.
상기 열화 판정부(140)는 검출된 저항성 누설 전류로부터 열화 여부를 판단한다. 전술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 열화 판정부(150)는 미리 결정된 누설 전류 추정식 데이터를 이용한다. 이를 위해 상기 장치(100)는 내부에 추정식 데이터베이스(150)를 구비할 수 있다. 물론, 상기 추정식 데이터베이스(150)는 외부의 저장 장치에 저장되어, 상기 열화 판정부(150)와 데이터 통신 가능하게 연결될 수도 있다.
상기 열화 판정부(140)는 사전 설정된 임계치를 기준으로 누설 전류 추정식으로부터 도출된 저항성 누설 전류와 MOV로부터 검출된 저항성 누설 전류를 대비하여 그 열화 여부를 판정할 수 있다. 이 경우 사전 설정된 임계치는 사용자의 입력에 의해 부여되거나 MOV 제조 업체에 의해 작성되어 상기 추정식 데이터베이스에 보관된 값일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 장치(100)는 저항성 누설 전류의 검출값(Ir _ meas)과 추정값(Ir_cal)을 대비하여 열화 여부를 판정할 수 있다. 그러나, 이와 병행하여 전체 누설 전류에 대한 저항성 누설 전류의 비율이 추가적으로 고려될 수 있음은 물론이다.
상기 추정식 데이터베이스(150)는 MOV의 열화 여부를 판단하기 위한 맵핑된 데이터를 구비한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 추정식 데이터베이스(150)의 데이터 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 열화 여부 판단을 위하여 상기 추정식 데이터베이스(150)는 MOV 제조사(Manufacturer), MOV 제품명(Product ID), 제품에 사용된 MOV 수량(Quant'y) 및 추정식(Estimation Equation)에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 경우에 따라 둘 이상의 MOV가 피뢰기 등의 서지 보호소자에 사용될 수 있으며, 소자 내에서 이들 MOV는 통상적으로 병렬로 연결된다. 따라서, MOV 수량 정보는 정확한 누설 전류를 측정하기 위해 활용될 수 있다.
부가적으로 상기 데이터베이스(150)는 열화 여부 진단 기준에 관한 정보를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 기준은 임계값(Threshold val.)일 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 본 발명의 장치(100)는 디스플레이(160)을 더 포함할 수 있다. 상기 디스플레이(160)에는 MOV 종류에 대한 사용자의 선택을 용이하게 하기 위하여 사용자 입력을 위한 입력 정보를 표시할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이(160)에는 측정부(120)에 의한 측정 결과, 열화 판정부(140)에 의한 열화 판단 결과가 표시될 수 있다.
본 발명의 상기 열화 진단 장치(100)는 전술한 기능 블록을 구현하기 위한 마이크로 프로세스, 메모리 및 저장 장치를 구비할 수 있다. 또한, 이상 열화 진단 장치(100)를 구성하는 각 기능 블록이 분리된 것으로 설명하였지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 둘 이상의 기능 블록이 하나의 기능 블록에 의해 구현될 수 있고, 반대로 하나의 기능 블록이 둘 이상의 기능 블록으로 나뉘어질 수도 있다. 또한, 하나의 기능 블록이 수행하는 기능이더라도 물리적으로 구분되는 다른 하드웨어에서 구현될 수도 있다. 또한, 상기 기능 블록들은 컴퓨터 판독 가능한 소프트웨어 및 관련 하드웨어로 구성될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 누구나 알 수 있을 것이다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 MOV 열화 판단 방법 및 장치를 설명하였지만, 상술한 예시는 본 발명은 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
100 열화 진단 장치
110 입력부
120 측정부
130 연산부
140 열화 판정부
150 추정식 데이터베이스
160 디스플레이

Claims (12)

  1. 금속 산화물 바리스터의 전압과 저항성 누설 전류의 관계에 대한 추정식 데이터베이스를 제공하는 단계;
    상기 금속 산화물 바리스터의 운전전압 및 제1 저항성 누설 전류를 검출하는 단계;
    상기 추정식 데이터베이스로부터 상기 운전전압에 대응하는 제2 저항성 누설 전류를 계산하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 저항성 누설 전류를 대비하여 상기 금속 산화물 바리스터의 열화 여부를 판단하는 단계를 포함하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저항성 누설 전류를 검출하는 단계는,
    상기 운전전압에 의한 상기 금속 산화물 바리스터의 전체 누설 전류를 측정하는 단계;
    상기 운전전압의 순시 미분전압을 계산하는 단계;
    상기 미분전압으로부터 용량성 성분을 검출하는 단계;
    상기 용량성 성분으로부터 용량성 누설 전류를 계산하는 단계; 및
    상기 전체 누설전류 및 용량성 누설 전류로부터 제1 저항성 누설 전류를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열화 판단 단계에서 열화 여부는,
    상기 제2 저항성 누설 전류에 대한 제1 저항성 누설 전류의 변화 비율에 근거하여 판단하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열화 판단 단계는,
    상기 제1 저항성 누설 전류에 대한 제2 저항성 누설 전류의 변화 비율에 근거하여 판단하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 열화 판단 단계는,
    상기 누설 전류의 변화 비율이 사전 설정된 임계치를 초과하는 경우 열화로 판단하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열화 판단 단계는,
    상기 전체 누설 전류에 대한 제1 저항성 누설 전류의 비율에 근거하여 판단하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 방법.
  7. 각각의 금속 산화물 바리스터에 대하여 전압과 저항성 누설 전류의 관계를 나타내는 추정식을 포함하는 추정식 데이터베이스;
    상기 금속 산화물 바리스터의 운전전압 및 전체 누설 전류를 측정하기 위한 검출부;
    상기 검출부가 검출한 상기 운전전압 및 전체 누설 전류로부터 제1 저항성 누설 전류를 검출하는 연산부; 및
    상기 추정식 데이터베이스로부터 상기 측정된 운전전압에 대응하는 제2 저항성 누설 전류를 계산하고, 제1 및 제2 저항성 누설 전류를 대비하여 상기 금속 산화물 바리스터의 열화 여부를 판단하는 상기 열화 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 추정식 데이터베이스는,
    상기 금속 산화물 바리스터의 제품명에 대하여, 상기 금속 바리스터의 전압과 저항성 누설 전류가 맵핑된 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 추정식 데이터베이스는,
    제품에 사용된 금속 산화물 바리스터의 수량 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 추정식 데이터베이스는,
    상기 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 임계치 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    금속 산화물 바리스터의 제품명을 특정하기 위한 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단 장치.
  12. (a) 소정의 전압 구간을 설정하는 단계;
    (b) 상기 전압 구간 중 임의의 전압을 금속 산화물 바리스터에 인가하고, 상기 금속 산화물 바리스터의 운전전압 및 전체 누설 전류를 측정하는 단계;
    (c) 상기 운전전압의 순시 미분전압을 계산하는 단계;
    (d) 상기 미분전압으로부터 용량성 성분을 검출하는 단계;
    (e) 상기 용량성 성분으로부터 용량성 누설 전류를 계산하는 단계;
    (f) 상기 전체 누설전류 및 용량성 누설 전류로부터 저항성 누설 전류를 계산하는 단계;
    (g) 상기 운전전압과 저항성 누설 전류값을 맵핑하여 저장하는 단계;
    (h) 상기 인가전압을 변경하고, 상기 단계 (b) 및 (g)를 반복하는 단계; 및
    (i) 저장된 상기 운전전압과 저항성 누설 전류값의 관계로부터 저항성 누설 전류 추정식을 도출하는 단계를 포함하는 금속 산화물 바리스터의 열화 진단용 데이터베이스 구축 방법.
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