KR20180118021A - 절연물의 결함 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절연물의 결함을 측정하는데 소요되는 시간이 단축될 수 있는 절연물의 결함 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치는 내부에 측정대상 절연물이 수납되는 시험챔버를 구비하는 외함; 및 상기 시험챔버에 수납된 측정대상 절연물에 전압을 인가하는 내전압시험기; 상기 시험챔버 배치되며 서로 다른 영역 또는 서로 다른 방향을 향해 X-선을 조사하는 복수의 X-선 모듈; 및 상기 시험챔버에 수납된 측정대상 절연물에서 발생하는 부분방전을 측정하는 부분방전센서;를 포함한다.

Description

절연물의 결함 검출장치{APPARATUS FOR DETECTING DEFECTS OF INSULATOR}
본 발명은 절연물의 결함 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스절연 개폐장치(GIS)용 절연물의 내부결함에 의한 부분방전을 측정할 수 있는 절연물의 결함 검출장치에 관한 것이다.
가스절연 개폐장치(Gas Insulated Sweitchgear, GIS)의 내부에는 각종 도체 류의 지지를 목적으로 하는 에폭시 재질의 절연물이 적용된다.
이와 같이 가스절연 개폐장치에 적용된 절연물은 고전압 환경에서 사용되기 때문에 높은 내전압 성능이 요구되며 고전압 환경에서도 안정적인 절연성능이 요구된다.
그러나, 절연물에 기공(Void)이 존재하는 경우 시간의 경과에 따라 기공 내부에 존재하는 기체의 전리(Ionization)가 발생하고, 이러한 기체의 전리로 인해 부분방전이 발생하게 된다.
절연물에 지속적으로 부분방전이 발생하면, 급격한 소재 물성 저하가 유발되고 결과적으로 절연물의 절연파괴로 이어질 수 있다. 따라서, 절연물의 제조단계에서부터 정밀한 검사를 통한 양품 선별이 요구된다.
공개특허공보 제10-1998-0066157호에는 절연물의 부분방전 측정장치가 개시되어 있다. 이러한 종래의 기술에 의한 부분방전 측정장치는 단순히 측정대상 절연물에 고압전원을 인가하고 부분방전이 발생할 때까지 기다린 후 부분방전 신호를 측정한다.
그러나, 종래의 기술에 의한 절연물의 부분방전 측정장치는 기공에 존재하는 기체가 전리될 때까지 필요한 시간 즉, 방전지연이 발생하므로 결함을 측정하는데 긴 시간이 소요된다는 단점이 있다.
또한, 종래의 기술에 의한 절연물의 부분방전 측정장치는 기체를 전리시키기 위해 매우 높은 전압이 필요하기 때문에 측정시 다량의 전력이 소모된다는 단점이 있다.
또한, 종래의 기술에 의한 절연물의 부분방전 측정장치는 절연물의 기공에 존재하는 기체를 전리시키기 위해 절연물에 높은 전압을 가하기 때문에 측정시 절연물에 가해지는 높은 전압으로 인해 절연물에 가해지는 스트레스가 심해지고 결과적으로 제품의 수명이 저감되는 단점이 있다.
또한, 종래의 기술에 의한 절연물의 부분방전 측정장치는 측정 결과가 환경 노이즈 및 시험자의 경험 등에 의존적이므로, 측정 신뢰성이 높지 않다는 단점이 있다.
KR 10-1998-0066157 A
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 절연물의 결함을 측정하는데 소요되는 시간이 단축될 수 있는 절연물의 결함 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다른 일 측면으로서, 절연물의 결함을 측정하는데 필요한 전압의 크기가 낮아지는 절연물의 결함 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 내부에 측정대상 절연물이 수납되는 시험챔버를 구비하는 외함; 및 상기 시험챔버에 수납된 측정대상 절연물에 전압을 인가하는 내전압시험기; 상기 시험챔버 배치되며 서로 다른 영역 또는 서로 다른 방향을 향해 X-선을 조사하는 복수의 X-선 모듈; 및 상기 시험챔버에 수납된 측정대상 절연물에서 발생하는 부분방전을 측정하는 부분방전센서;를 포함하는 절연물의 결함 검출장치를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 X-선 모듈은 복수개가 서로 독립적으로 작동할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 외함은 상기 시험챔버에 복수의 상기 측정대상 절연물이 동시에 수납 가능하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 측정대상 절연물의 결함 측정 시간이 단축된다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 절연물의 결함 측정시 소모되는 전력량이 감소된다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 성능시험단계에서 절연물에 가해지는 손상이 최소화되어 절연물의 수명과 신뢰성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다수의 측정대상 절연물을 동시에 검사할 수 있으므로, 제품의 생산효율 및 양산성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치의 구성도이다.
도 2의 (a)는 종래의 기술에 의한 절연물 부분방전 측정장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치의 전극 형상 별 개시전압의 크기를 비교하는 표이고, 도 2의 (b)는 종래의 기술에 의한 절연물 부분방전 측정장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치의 전극 형상 별 소멸전압의 크기를 비교하는 표이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치의 측단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 절연물의 결함 검출장치의 정단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 절연물의 결함 검출장치의 외함에서 측정대상 절연물이 인출된 상태의 측단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 절연물의 결함 검출장치에 포함되는 실시예 1에 따른 지그의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 지그가 측정대상 절연물을 고정하는 구조를 도시한 측단면도이다.
도 8은 실시예 2에 따른 지그의 사시도이다.
도 9는 실시예 3에 따른 지그의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 지그의 동작상태도이다.
도 11은 도 9에 도시된 지그가 측정대상 절연물을 고정하는 구조를 도시한 측단면도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(100)에 대해서 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(100)는 외함(110), 전압변환기(120), 변압기(130), 부분방전센서(140), 신호분석기(150) 및 X-선 모듈(160)을 포함할 수 있다.
상기 외함(110)은 변압기(130), 부분방전센서(140), X-선 모듈(160) 및 측정대상 절연물 절연물(S)이 내부에 수납될 수 있도록 구성된다.
이러한 외함(110)은 측정대상 절연물의 결함 측정시 X-선 모듈(160)에서 조사되는 X-선이 외부로 방사되지 않도록 내부가 차폐 가능하게 구성될 수 있다.
상기 전압변환기(120)는 외함(110)의 외부에 구비되며 절연물(S)에 가해지는 전압을 변환할 수 있다.
상기 변압기(130)는 외함(110)의 내부에 설치되며, 전압변환기(120)를 통해 절연물(S)에 인가되는 전압의 크기를 증폭 또는 감소시킬 수 있다.
상기 부분방전센서(140)는 외함(110)의 내부에 설치되며 측정대상 절연물(S)에서 발생하는 부분방전 신호를 측정할 수 있다.
상기 신호분석기(150)는 외함(110)의 외부에 구비되며 부분방전센서(140)에 연결되어 부분방전센서(140)에서 측정한 부분방전 신호의 주기 및 세기를 분석하고, 사용자가 확인할 수 있도록 표시할 수 있다.
상기 X-선 모듈(160)은 외함(110)의 내부에 설치되며, 측정대상 절연물(S)에 X-선을 조사할 수 있다. 또한 X-선 모듈(160)은 방출하는 X-선의 출력을 사용자가 조절할 수 있도록 구성된다. 일 실시예에서, X-선 모듈(160)은 공급받는 전압과 전류에 따라 방출하는 X- 선의 출력이 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(100)는, 측정대상 절연물(S)에 전압을 가하여 부분방전 발생 여부를 측정함으로써 절연물(S)의 결함을 검출할 때, 상기 X-선 모듈(160)을 통해 절연물(S)에 X-선을 조사할 수 있다.
측정대상 절연물(S)에 X-선이 조사되면 절연물(S) 내부의 기공(Void)에 존재하는 기체의 전리와 전자사태가 인위적으로 유도되어, 신속하게 기체가 전리됨으로써 방전지연 문제가 발생하지 않는다는 장점을 가지며, 낮은 인가전압에서도 부분방전 신호를 측정할 수 있다는 장점을 가진다.
도 2의 (a) 및 (b)에는 X-선이 적용되지 않는 기존의 결함 검출장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치(100)의 전극 형상 별 개시전압의 크기를 비교하는 표와 소멸전압의 크기를 비교하는 표가 도시되어 있다.
여기서, 절연물(S)에 결합된 전극의 형상으로는 침전극, 봉전극 및 평판전극이 사용되었다.
또한, 여기서, 상기 개시전압은 부분방전이 최초로 검출될 당시에 절연물(S)에 인가된 전압의 크기를 의미하며, 상기 소멸전압은 부분방전이 검출된 이후 다시 소멸될 상시에 절연물(S)에 인가된 전압의 크기를 의미한다.
먼저, 도 2의 (a)를 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치(100)를 사용하는 경우가 기존의 결함 검출장치를 사용하는 경우보다 전극 형상 별로 개시전압의 크기가 50% 미만으로 감소한 것을 알 수 있다.
이와 같이 개시전압이 감소했다는 것은 상대적으로 낮은 인가전압 조건에서 절연물(S)의 결함이 검출된다는 것을 의미한다.
이러한 실험결과를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(100)는 종래의 기술에 의한 결함 검출장치보다 적은 전력을 소모하여 절연물(S)의 결함을 측정할 수 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(100)는 전술한 바와 같이 X-선이 절연물(S) 내부의 기공에 존재하는 기체를 인위적으로 전리시킴으로써 낮은 인가전압에서도 부분방전이 발생할 수 있게 된다.
또한, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치(100)를 사용하는 경우가 기존의 결함 검출장치를 사용하는 경우보다 침전극 및 평판전극에서 소멸전압의 크기가 감소한 것을 알 수 있다.
구체적으로, 침전극의 경우 소멸전압의 크기가 대략 45% 감소한 것을 알 수 있고, 평판전극의 경우 소멸전압의 크기가 대략 75%이상 감소한 것을 알 수 있다.
이와 같이 소멸전압이 감소했다는 것은 절연물(S)의 절연성능을 예측하는 정확성이 향상된다는 것을 의미한다. 즉, 소멸전압은 절연물(S)이 부분방전을 발생시키지 않고 절연성능을 발휘할 수 있는 전압의 최대 한계치를 의미하므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검출장치(100)가 기존의 결함 검출장치에 비해 더욱 정확하게 절연물(S)의 절연성능을 예측할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치를 사용하여 절연물의 결함을 검출하는 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 외함(110)의 내부에 설치된 지그 또는 프레임 구조물에 측정대상 절연물(S)을 장착한다.
이후, 절연물(S)에 결합된 전극에 전압을 인가하고, X-선 모듈(160)을 작동시켜 절연물(S)에 X-선을 조사한다.
그리고, 부분방전센서(140)에서 부분방전 신호가 검출될 때까지 전극에 인가되는 전압을 증대시킨다.
그리고, X-선 모듈(160)에서 발생하여 부분방전센서(140)에 수신되는 노이즈 신호를 최소화하기 위해 X-선 모듈(160)의 출력을 조절한다. 여기서, X-선 모듈(160)의 출력은 절연물(S)에서 발생하는 부분방전 신호와 간섭을 회피하거나 최소화 가능한 방향으로 조절된다.
한편, 부분방전센서(140)에서 부분방전 신호가 검출되면 개시전압을 측정한다.
그리고, 개시전압을 측정한 후, 부분방전센서(140)에서 부분방전 신호가 소멸될 때까지 전극에 인가되는 전압을 감소시킨다.
그리고, 부분방전 신호가 소멸된 당시의 소멸전압을 측정한다.
마지막으로, 측정된 부분방전 신호, 개시전압 및 소멸전압을 기초로, 절연물(S)의 결함 여부 및 절연물(S)의 절연성능을 판단한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(100) 및 검출방법은, X-선의 에너지에 의해 절연물(S)에 형성된 기공 내부에 존재하는 기체의 신속한 전리를 통한 전자사태의 발생으로 낮은 인가전압에서 부분방전 신호의 측정이 가능하다는 장점을 가지며, 이를 통해, 절연물(S)의 결함을 신속하게 검출할 수 있고 성능시험단계에서 절연물(S)에 고전압이 가해짐으로 인해 발생하는 절연물(S)의 잠재적 손상을 최소화하여 제품수명과 제품 신뢰성이 향상된다는 장점을 가진다.
한편, 도 3 내지 도 5에는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(200)가 도시되어 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(200)에 대하여 설명한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(200)는 외함(210), 내전압시험기(270), 복수의 X-선 모듈(260), 부분방전센서(240), 신호분석기(250), 거치대(280) 및 지그(290, 290-1)를 포함할 수 있다.
상기 외함(210)은 내부에 측정대상 절연물(S)이 수납되는 시험챔버(212)를 구비할 수 있다. 이러한 외함(210)은 측정대상 절연물(S)의 결함 측정시 X-선 모듈(260)에서 조사되는 X-선이 외부로 방사되지 않도록 시험챔버(212)를 차폐 가능하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 외함(210)의 일측에는 시험챔버(212)를 개폐하는 도어(216)가 구비될 수 있다. 후술할 복수의 측정대상 절연물(S)은 거치대(280)에 탑재된 상태로 도어(216)를 통해 시험챔버(212) 내부에 인출입될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 외함(210)에는 시험챔버(212)로 돌출되고 복수의 측정대상 절연물(S)에 결합된 도체(C)와 내전압시험기(270)를 연결하여 내전압시험기(270)가 발생시킨 전압을 도체(C)에 공급하는 전극단자(214)가 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 외함(210)은 시험챔버(212)에 복수의 측정대상 절연물(S)이 동시에 수납 가능하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 외함(210)은 도 3에 도시된 바와 같이 수평방향으로 길게 연장된 원통형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 측정대상 절연물(S)이 일렬로 수납될 수 있고, 고압전압에 의한 내부 폭발에 대한 내압성능을 만족시키는 형상이라면 어떠한 형상으로 구성되어도 무방하다.
상기 내전압시험기(270)는 외함(210)의 외부에 구비되며, 시험챔버(212)에 수납된 측정대상 절연물(S)에 고전압을 인가할 수 있다. 이러한 내전압시험기(270)는 측정대상 절연물(S)에 인가하는 전압의 크기를 조절할 수 있다.
상기 복수의 X-선 모듈(260)은 시험챔버(212) 내부에 배치되며 각각이 서로 다른 영역 또는 서로 다른 방향을 향해 X-선을 조사할 수 있다. 즉, 복수의 X-선 모듈(260) 각각은 서로 다른 방향에 X-선을 조사하거나 서로 같은 방향이라도 서로 다른 영역에 X-선을 조사할 수 있다.
여기서, X-선 모듈(260)은 방출하는 X-선의 출력을 사용자가 조절할 수 있도록 구성된다. 일 예로, X-선 모듈(260)은 공급받는 전압과 전류에 따라 방출하는 X-선의 출력이 조절될 수 있다.
한편, 복수의 X-선 모듈(260)은 서로 독립적으로 작동할 수 있다. 즉, 복수의 X-선 모듈(260) 각각에 선택적으로 전원을 투입하여 X-선 조사 영역의 다변화가 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 X-선 모듈(260)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 상부 X-선 모듈(260a), 복수의 좌측 X-선 모듈(260b), 복수의 우측 X-선 모듈(260c) 및 정면 X-선 모듈(260d)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 상부 X-선 모듈(260a)은 시험챔버(212)의 상부에 외함(210)의 길이방향을 따라 배열되고 하방으로 X-선을 조사할 수 있다.
또한, 상기 복수의 좌측 X-선 모듈(260b)은 시험챔버(212)의 좌측에 외함(210)의 길이방향을 따라 배열되고 우측을 향해 X-선을 조사할 수 있다.
또한, 상기 복수의 우측 X-선 모듈(260c)은 시험챔버(212)의 우측에 외함(210)의 길이방향을 따라 배열되고 좌측을 향해 X-선을 조사할 수 있다.
그리고, 상기 정면 X-선 모듈(260d)은 시험챔버(212)의 전방에 구비되며 시험챔버(212)의 후방을 향해 X-선을 조사할 수 있다.
상기 복수의 상부 X-선 모듈(260a), 복수의 좌측 X-선 모듈(260b) 및 복수의 우측 X-선 모듈(260c)을 구성하는 각각의 X-선 모듈(260)의 배치구조는 장치의 시험조건 및 측정대상 절연물(S)에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 좌측 X-선 모듈(260b)과 복수의 우측 X-선 모듈(260c)은 각각의 모듈이 서로 일대일로 대향하는 위치에 배치될 수도 있고, 배열된 방향을 기준으로 서로 어긋나는 위치에 배치될 수도 있다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(200)는 다양한 방향에 서로 다른 영역으로 X-선을 조사하는 복수의 X-선 모듈(260)을 통해, 다수의 측정대상 절연물(S)에 동시에 X-선을 조사할 수 있으며, X-선이 조사되지 않는 사각지대가 발생하지 않는다는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(200)는 측정대상 절연물(S)에 대해 다방향에서 X-선을 조사할 수 있으므로, 넓이가 넓거나 두께가 두껍거나 길이가 긴 측정대상 절연물(S)의 중심부까지 높은 에너지의 X-선이 도달할 수 있다는 장점을 가진다. 측정대상 절연물(S)의 전체 부위에 높은 에너지의 X-선이 도달하는 경우 기체전리 속도가 증가하게 되므로, 부분방전 검출 시간이 단축될 수 있다.
반대로, 넓이가 좁거나 두께가 얇거나 길이가 짧은 소형 측정대상 절연물(S)을 시험하는 경우에는, 서로 다른 방향에서 동일한 영역에 X-선을 조사하는 복수의 X-선 모듈(260) 중에서 일부를 선택적으로 작동시킴으로써 전력소모를 줄일 수도 있다.
한편, 일 실시예에서, X-선 모듈(260)은 시험챔버(212)에 수납된 측정대상 절연물(S)과의 이격거리를 조절이 가능하도록 구성될 수 있다. 따라서, 측정대상 절연물(S)의 크기에 따라 X-선 모듈(260)을 적절한 위치에 배치시킴으로써, 결함 검출시험의 정확성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 도시하지는 않았지만, X-선 모듈(260)은 X-선 모듈(260)을 외함(210)의 내벽에 지지시키는 길이 가변형 지지기구(미도시)를 통해 측정대상 절연물(S)과의 거리 조절이 가능할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, X-선 모듈(260)은 틸트기능을 구비하여 조사 각도가 조절되고 외함(210)의 길이방향으로 소정의 거리만큼 위치이동 가능하게 구성될 수도 있다.
상기 부분방전센서(240)는 시험챔버(212)에 수납된 측정대상 절연물(S)에서 발생하는 부분방전을 측정할 수 있다.
일 예로, 부분방전센서(240)는 복수의 측정대상 절연물(S) 각각에 연결되는 접지선에 연결되는 HFCT(High Frequency Current Transformers) 센서(미도시)로 구성될 수 있다. 부분방전센서(240)가 HFCT 센서로 구성된 경우, 측정대상 절연물(S) 각각의 결함여부를 감지할 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 부분방전센서(240)는 외함(210)에 설치되는 UHF 안테나(242)로 구성될 수도 있다. 부분방전센서(240)가 외함(210)에 설치되는 UHF 안테나(242)로 구성된 경우, 시험챔버(212)에 동시에 수납되어 일 회에 시험되는 복수의 측정대상 절연물(S) 전체의 결함여부를 한번에 감지할 수 있다.
다만, 부분방전센서(240)는 전술한 HFCT 센서 및 UHF 안테나(242)에 한정되지 않고, 측정대상 절연물(S)에서 발생하는 부분방전을 감지할 수 있는 다양한 타입의 센서로 구성될 수 있다.
상기 신호분석기(250)는 외함(210)의 외부에 구비되며, 부분방전센서(240)에 연결되어 부분방전센서(240)에서 측정한 부분방전 신호의 주기 및 세기를 분석하고, 사용자가 확인할 수 있도록 표시할 수 있다.
상기 거치대(280)는 복수의 측정대상 절연물(S)이 안착되며 시험챔버(212)에 인출입 가능한 대차형태로 구성될 수 있다. 사용자는 도 5에 도시된 바와 같이 거치대(280)를 외함(210)의 외부로 인출하여 외부에서 복수의 측정대상 절연물(S)을 거치대(280)에 안착시킨 후 일거에 시험챔버(212)에 수납할 수 있다.
상기 지그(290)는 복수의 측정대상 절연물(S)을 서로 이격되도록 지지하는 기구로서, 측정대상 절연물(S)과 측정대상 절연물(S) 사이에 결합되어 복수의 측정대상 절연물(S)을 일체로 결속시키고 시험챔버(212)의 내부에서 각각의 측정대상 절연물(S)의 위치를 고정시키는 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 절연물의 결함 검출장치(200)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 원반형태의 절연디스크의 결함을 검사하도록 구성될 수 있으며, 이때, 지그(290)는 원반형태의 절연디스크의 테두리에 형성된 플랜지에 결합되기 위해 전체적으로 원통형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 지그(290)의 다양한 실시예 및 각 실시예들의 구체적인 구성에 대해서는 도 6 내지 도 11을 참조하여 후술하도록 한다.
도 6 및 도 7에는 지그(290)의 실시예 1이 도시되어 있고, 도 8은 지그(290)의 실시예 2가 도시되어 있으며, 도 9 내지 도 11에는 지그(290)의 실시예 3이 도시되어 있다.
이하, 도 6 내지 도 11을 참조하여, 지그(290)의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.
먼저, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 지그(290)는 플랜지부(291), 지지파이프(292) 및 관통홀(293)을 포함할 수 있다.
상기 플랜지부(291)는 한 쌍으로 구성되며, 측정대상 절연물(S)의 외곽에 형성된 플랜지에 체결될 수 있다.
이러한 플랜지부(291)는 도 7에 도시된 바와 같이 측정대상 절연물(S)의 플랜지에 볼트결합될 수 있다.
상기 지지파이프(292)는 한 쌍의 플랜지부(291)를 서로 연결하며 한 쌍의 플랜지부(291)를 서로 이격되게 지지할 수 있다. 즉, 지지파이프(292)의 양단 각각에 플랜지부(291)가 하나씩 형성될 수 있다.
이러한 지지파이프(292)는 측정대상 절연물(S)의 플랜지를 제외한 나머지 절연체 부위를 둘러싸는 원통형태로 구성될 수 있다.
상기 관통홀(293)은 지지파이프(292)의 몸체를 관통하여 형성되는 개구로서, 지지파이프(292)의 전체 면적에 걸쳐 복수개가 형성될 수 있다.
이러한 관통홀(293)은 지지파이프(292)에 의한 X-선의 에너지 감쇠를 줄이고 측정대상 절연물(S)에 X-선의 에너지가 도달하지 않는 사각지대 발생을 최소화할 수 있다.
다시 말해, 지그(290)에 결합된 측정대상 절연물(S)은 절연체 부위가 지지파이프(292)에 의해 가려질 수 있고, 지지파이프(292)가 금속재로 제작되므로 측정대상 절연물(S)에 조사되는 X-선의 에너지가 지지파이프(292)에 의해 감쇠되어 측정대상 절연물(S)에 X-선의 에너지가 도달하지 않는 사각지대가 발생할 수 있는데, 관통홀(293)은 지지파이프(292)를 관통하는 형태로 형성되어 X-선의 에너지 감쇠를 최소화할 수 있다.
지그(290)의 실시예 1에서, 관통홀(293)은 도 6에 도시된 바와 같이 플랜지부(291)의 원주방향을 따라 복수개가 간격을 가지고 형성될 수 있고, 지지파이프(292)의 길이방향을 따라 복수개로 분할된 개구형태로 형성될 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 실시예 2에 따른 지그(290)는 플랜지부(291) 및 지지파이프(292)가 실시예 1의 플랜지부(291) 및 지지파이프(292)와 실질적으로 동일하고, 관통홀(293)의 형상이 실시예 1의 지그(290)에 형성된 관통홀(293)의 형상과 상이하다.
도 8에 도시된 바와 같이, 지그(290)의 실시예 2에서, 관통홀(293)은 플랜지부(291)의 원주방향을 따라 복수개가 간격을 가지고 형성되되 지지파이프(292)의 길이방향을 따라 길게 연장 형성될 수 있다.
마지막으로, 도 9 내지 도 11를 참조하여, 지그(290-1)의 실시예 3에 대하여 설명한다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 실시예 3에 따른 지그(290-1)는 한 쌍의 플랜지부(291)를 연결하는 요소로서 지지파이프(292)가 아닌 지지로드(295)를 포함할 수 있다.
상기 지지로드(295)는 한 쌍의 플랜지부(291)에 연결되며 한 쌍의 플랜지부(291)를 서로 이격되게 지지하되, 양단이 플랜지부(291)에 플랜지부(291)의 원주방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 이러한 지지로드(295)는 복수개가 서로 간격을 가지고 플랜지부(291)의 둘레 방향을 따라 구비될 수 있다. 따라서, 지지로드(295)와 지지로드(295) 사이의 간격을 통해 X-선이 에너지 감쇠없이 측정대상 절연물(S)에 도달할 수 있다.
이러한 구성에서, 한 쌍의 플랜지부(291) 중에서 하나의 플랜지부(291)를 다른 하나의 플랜지부(291)에 대해 원주방향으로 시키면, 도 10에 도시된 바와 같이 플랜지부(291)에 회전 가능하게 결합된 지지로드(295)가 플랜지부(291)의 원주방향 회전을 허용하게 되고, 복수의 지지로드(295)는 플랜지부(291)가 회전된 방향으로 기울어지게 되어, 결과적으로, 한 쌍의 플랜지부(291)의 간격이 변하게 된다.
따라서, 실시예 3에 따른 지그(290-1)는 플랜지부(291)의 회전각도에 따라 길이 조절이 가능할 수 있다.
이러한 실시예 3에 따른 지그(290-1)는 길이 조절을 통해 시험챔버(212)에 동시에 수납되는 측정대상 절연물(S)의 개수 조절을 가능하게 할 수 있다.
한편, 플랜지부(291)에는 측정대상 절연물(S)의 플랜지가 체결되는 방향으로 관통되고 플랜지부(291)의 원주방향을 따라 호 형태로 연장된 복수의 장홀(296)이 형성될 수 있다.
그리고, 지그(290-1)는 스터드볼트(297) 및 너트(298)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스터드볼트(297)는 도 9에 도시된 바와 같이 장홀(296)에 관통하여 체결되고 측정대상 절연물(S)의 플랜지에 체결될 수 있다.
그리고, 상기 너트(298)는 스터드볼트(297)에 나사결합되어 장홀(296)에 관통 체결된 스터드볼트(297)를 플랜지부(291)에 고정시킬 수 있다.
이러한 구성에서, 스터드볼트(297)는 플랜지부(291)가 어떠한 각도로 회전된 경우에도 플랜지부(291)의 원주방향을 따라 길게 연장된 장홀(296)을 통해 한 쌍의 플랜지부(291)의 위치를 고정시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이 실시예 3에 따른 지그(290-1) 복수개가 복수의 측정대상 절연물(S)을 고정시키는 경우, 최전방에 배치된 지그(290-1)부터 최후방에 배치된 지그(290-1)까지 복수의 지그(290-1)의 플랜지부(291) 및 복수의 측정대상 절연물(S)의 플랜지를 일괄적으로 관통하는 길이가 긴 스터드볼트(297)가 사용될 수 있다. 이때, 플랜지부(291)와 측정대상 절연물(S)의 플랜지가 접하는 부위에는 너트(298)가 배제된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100, 200: 절연물의 결함 검출장치
110, 210: 외함 120: 전압변환기
130: 변압기 140, 240: 부분방전센서
150, 250: 신호분석기 160, 260: X-선 모듈
212: 시험챔버 214: 전극단자
216: 도어 242: UHF 안테나
260a: 상부 X-선 모듈 260b: 좌측 X-선 모듈
260c: 우측 X-선 모듈 260d: 정면 X-선 모듈
270: 내전압시험기 280: 거치대
290, 290-1: 지그 291: 플랜지부
292: 지지파이프 293: 관통홀
295: 지지로드 296: 장홀
297: 스터드볼트 298: 너트
S: 측정대상 절연물 C: 도체

Claims (12)

  1. 내부에 측정대상 절연물이 수납되는 시험챔버를 구비하는 외함; 및
    상기 시험챔버에 수납된 측정대상 절연물에 전압을 인가하는 내전압시험기;
    상기 시험챔버 배치되며 서로 다른 영역 또는 서로 다른 방향을 향해 X-선을 조사하는 복수의 X-선 모듈; 및
    상기 시험챔버에 수납된 측정대상 절연물에서 발생하는 부분방전을 측정하는 부분방전센서;
    를 포함하는 절연물의 결함 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 X-선 모듈은 복수개가 서로 독립적으로 작동하는 절연물의 결함 검출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 X-선 모듈은,
    상기 시험챔버의 상부에 상기 외함의 길이방향을 따라 배열되고 하방으로 X-선을 조사하는 복수의 상부 X-선 모듈;
    상기 시험챔버의 좌측에 상기 외함의 길이방향을 따라 배열되고 우측을 향해 X-선을 조사하는 복수의 좌측 X-선 모듈; 및
    상기 시험챔버의 우측에 상기 외함의 길이방향을 따라 배열되고 좌측을 향해 X-선을 조사하는 복수의 우측 X-선 모듈;을 포함하는 절연물의 결함 검출장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 X-선 모듈은 상기 시험챔버의 전방에 구비되며 상기 시험챔버의 후방을 향해 X-선을 조사하는 정면 X-선 모듈을 더 포함하는 절연물의 결함 검출장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 X-선 모듈은 상기 시험챔버에 수납된 측정대상 절연물과의 이격거리를 조절이 가능하도록 구성된 절연물의 결함 검출장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외함은 상기 시험챔버에 복수의 상기 측정대상 절연물이 동시에 수납 가능하도록 구성된 절연물의 결함 검출장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 측정대상 절연물이 안착되며 상기 시험챔버에 인출입 가능한 거치대를 더 포함하는 절연물의 결함 검출장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 외함에는 상기 복수의 측정대상 절연물에 결합된 도체와 상기 내전압시험기를 연결하여 상기 내전압시험기가 발생시킨 전압을 상기 도체에 공급하는 전극단자가 구비된 절연물의 결함 검출장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 부분방전센서는 상기 복수의 측정대상 절연물 각각에 연결된 접지선에 연결되는 HFCT(High Frequency Current Transformers) 센서를 포함하는 절연물의 결함 검출장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 부분방전센서는 상기 외함에 설치되는 UHF(Ultra High Frequency) 안테나를 포함하는 절연물의 결함 검출장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 측정대상 절연물의 플랜지에 체결되는 한 쌍의 플랜지부와, 상기 한 쌍의 플랜지부에 연결되며 상기 한 쌍의 플랜지부를 서로 이격되게 지지하는 지지파이프와, 상기 지지파이프에 형성된 복수의 관통홀을 구비하는 지그를 더 포함하는 절연물의 결함 검출장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 측정대상 절연물의 플랜지에 체결되는 한 쌍의 플랜지부와, 상기 한 쌍의 플랜지부에 연결되며 상기 한 쌍의 플랜지부를 서로 이격되게 지지하되 양단이 상기 플랜지부에 상기 플랜지부의 원주방향으로 회전 가능하게 결합되며 서로 간격을 가지고 배치되는 복수의 지지로드를 구비하는 지그를 더 포함하는 절연물의 결함 검출장치.
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