KR20190037623A - 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190037623A
KR20190037623A KR1020170127171A KR20170127171A KR20190037623A KR 20190037623 A KR20190037623 A KR 20190037623A KR 1020170127171 A KR1020170127171 A KR 1020170127171A KR 20170127171 A KR20170127171 A KR 20170127171A KR 20190037623 A KR20190037623 A KR 20190037623A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switch
partial discharge
leakage current
unit
failure
Prior art date
Application number
KR1020170127171A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101972325B1 (ko
Inventor
이재원
Original Assignee
한국전력공사
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 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020170127171A priority Critical patent/KR101972325B1/ko
Publication of KR20190037623A publication Critical patent/KR20190037623A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101972325B1 publication Critical patent/KR101972325B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

본 발명은 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 개폐기의 고장 진단 장치는, 개폐기의 부분방전 및 누설전류를 감지하기 위한 센서부; 상기 감지된 부분방전의 크기를 측정하기 위한 부분방전 측정부; 상기 감지된 누설전류의 크기를 측정하기 위한 누설전류 측정부; 및 상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기를 이용하여 상기 개폐기의 고장정도를 판단하기 위한 고장판단부;를 포함한다.

Description

개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DIAGNOSING BREAKDOWN OF SWITCHGEAR}
본 발명은 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 개폐기의 부분방전 크기와 누설전류 크기를 이용하여 개폐기의 고장정도(고장 상태 등급, 예상 교체 시기)를 판단함으로써, 개폐기 고장을 사전에 예상하고 관제센터로 통보하기 위한, 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
개폐기는 가공배전선로에 설치하여 배전선로 고장복구, 휴전작업, 부하전환 등 필요시에 배전선로 개폐용으로 사용한다.
이러한 개폐기는 전력수요의 증가에 따라 사용이 급증하고 있으며, 이와 더불어 노후화된 기자재의 안전성능 및 품질확보가 요구되고 있다.
개폐기는 기기내부에 금속이물이 혼입되거나 절연물의 결함 등의 원인으로 절연이상이 발생하게 되면 이상 부위에서 부분방전(Partial Discharge)이 진행됨과 아울러 기계적 열화를 초래하여 최종적으로 절연 파괴가 된다.
개폐기가 주택가 지역에 설치되어 있는 경우에는, 개폐기 고장으로 인한 폭발사고가 발생될 우려가 있을 뿐만 아니라, 개폐기 고장으로 인한 수요가의 정전상태에 따라 불편함을 초래할 수 있다. 이러한 개폐기는 외부 부싱 균열, 몸체 소손, 몰드콘 접속 불량 등과 같은 결함에 의해 자체적인 요인으로 정전고장을 유발한다.
이러한 이유로, 개폐기는 고장 상태를 정확히 파악하여 조속하게 보수할 필요가 있다.
하지만, 전주 당 하나의 개폐기가 설치되어 있다고 가정할 경우에는 불특정 개폐기를 무차별적으로 진단할 때 효율적이지 않을 뿐만 아니라, 전체 개폐기들을 관리하는데 한계가 있다.
따라서, 개폐기는 결함에 의한 고장예방과 설비진단을 효율적으로 관리하기 위해, 기기의 이상상태를 사전에 검출하고 고장 예측이 가능한 기술이 개발될 필요가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0885847호 (2009.02.20 등록)
본 발명의 목적은 개폐기의 부분방전 크기와 누설전류 크기를 이용하여 개폐기의 고장정도(고장 상태 등급, 예상 교체 시기)를 판단함으로써, 개폐기 고장을 사전에 예상하고 관제센터로 통보하기 위한, 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 개폐기의 고장 진단 장치는, 개폐기의 부분방전 및 누설전류를 감지하기 위한 센서부; 상기 감지된 부분방전의 크기를 측정하기 위한 부분방전 측정부; 상기 감지된 누설전류의 크기를 측정하기 위한 누설전류 측정부; 및 상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기를 이용하여 상기 개폐기의 고장정도를 판단하기 위한 고장판단부;를 포함할 수 있다.
상기 고장판단부는, 부분방전과 누설전류의 상관 관계를 고려하여 미리 설정된 매트릭스를 이용하여 상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기의 교차점을 확인하여 상기 개폐기의 고장 상태 등급과 예상 교체 시점을 판단할 수 있다.
상기 매트릭스는, 정상 상태의 개폐기, 결함이 적출된 개폐기, 인위적으로 결합을 발생시킨 개폐기로부터 수집된 다량의 실험데이터에 대한 데이터처리 및 판단기술을 통해 설정될 수 있다.
상기 고장판단부는, 상기 센서부에 의해 감지된 부분방전 신호의 방향성을 고려하여 내부방전 및 외부방전을 구별할 수 있다.
상기 센서부는, 상기 개폐기의 부분방전을 감지하기 위한 HFCT 센서와 상기 개폐기의 누설전류를 감지하기 위한 누설전류 센서를 포함할 수 있다.
상기 부분방전 측정부는, 상기 센서부에 의해 감지된 부분방전 주파수 대역에서 주변 노이즈원의 신호를 필터링하기 위한 제1 필터부; 상기 제1 필터부를 상기 필터링된 부분방전 크기를 증폭하기 위한 제1 증폭부; 상기 증폭된 부분방전의 최대값을 검출하기 위한 피크검출부; 상기 검출된 부분방전의 최대값을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환부;를 포함할 수 있다.
상기 누설전류 측정부는, 상기 센서부에 의해 감지된 누설전류 주파수 대역에서 주변 노이즈원의 신호를 필터링하기 위한 제2 필터부; 상기 제2 필터부를 상기 필터링된 누설전류 크기를 증폭하기 위한 제2 증폭부; 상기 증폭된 누설전류의 실효값을 측정하기 위한 전류측정부;를 포함할 수 있다.
일실시예에 의하면, 상기 개폐기의 고장정도에 대한 판단 결과를 관제센터로 전달하기 위한 통신부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 개폐기의 고장 진단 장치는, 개폐기의 부분방전 및 누설전류를 감지하는 단계; 상기 감지 결과에 따라 상기 개폐기의 부분방전 및 누설전류의 크기를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기를 이용하여 상기 개폐기의 고장정도를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 판단 단계는, 부분방전과 누설전류의 상관 관계를 고려하여 미리 설정된 매트릭스를 이용하여 상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기의 교차점을 확인하여 상기 개폐기의 고장 상태 등급과 예상 교체 시점을 판단할 수 있다.
상기 판단 단계는, 상기 센서부에 의해 감지된 부분방전 신호의 방향성을 고려하여 내부방전 및 외부방전을 구별하는 단계;를 포함할 수 있다.
일실시예에 의하면, 상기 개폐기의 고장정도에 대한 판단 결과를 관제센터로 전달하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 개폐기의 부분방전 크기와 누설전류 크기를 이용하여 개폐기의 고장정도(고장 상태 등급, 예상 교체 시기)를 판단함으로써, 개폐기 고장을 사전에 예상하고 관제센터로 통보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개폐기의 고장 진단 장치에 대한 도면,
도 2는 상기 도 1의 고장 진단 장치에 대한 세부 구성을 나타낸 도면,
도 3은 고장정도 판단용 매트릭스를 설명하는 도면,
도 4는 부분방전 발생 유형을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개폐기의 고장 진단 방법에 대한 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개폐기의 고장 진단 장치에 대한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 개폐기의 고장 진단 장치(이하 '고장 진단 장치'라 함, 100)는, 가공배전선로에 설치되어 있는 개폐기(10)의 고장정도를 진단하여 원격으로 관리자에게 통보한다.
여기서, 개폐기(10)는 22.9㎸-y 가공배전선로에 설치하는 배전선로 개폐용으로 사용하는 부하 개폐기일 수 있다.
개폐기(10)는 내부 또는 외부 요인에 의해 주회로부(도체부)와 접지부의 전계가 국부적으로 집중되는 현상이 발생되면 부분방전이 발생하게 된다. 여기서, 대표적인 방전원은 기공방전(void), 계면방전(옆면), 기중방전(corona)이다. 이처럼 개폐기(10)는 부분방전이 발생하면, 부분방전의 발생부위에 절연물이 탄화된다. 이후, 개폐기(10)는 탄화부분의 면적이 증가하여 부분방전량이 증가하면, 절연파괴(고장)로 이어진다.
개폐기(10)는 충격파 내전압 시험, 상용주파 내전압 시험, 부분방전 시험, 절연저항 측정 시험 등을 통해 절연상태를 확인 가능하다. 그런데, 운전상태의 개폐기(10)의 절연상태를 확인하려는 경우에는 부분방전 시험만 가능하다.
이에 따라, 고장 진단 장치(100)는 개폐기(10)의 부분방전 크기를 측정하여 개폐기(10)의 절연상태를 확인한다. 즉, 고장 진단 장치(100)는 부분방전 전하량의 추이를 측정하면 절연파괴 가능성을 예측할 수 있다.
그런데, 개폐기(10)는 부분방전(Partial Discharge)의 크기가 증가하면 방전부분이 탄화되는 현상이 발생한다. 이때, 개폐기(10)의 방전부분에서 나타나는 탄화정도가 심해질수록, 누설전류의 크기도 증가한다. 다시 말해, 개폐기(10)의 절연상태 저하는 개폐기(10)의 도체부와 접지부의 절연상태가 저하된 것으로서, 동일한 대지전압(13.2㎸)에서 누설전류의 증가를 수반한다.
이에 따라, 고장 진단 장치(100)는 단지 부분방전의 크기뿐만 아니라, 개폐기(10)의 방전부분에서 나타나는 탄화정도와 관련된 누설전류의 크기도 함께 측정하여 개폐기(10)의 고장정도를 진단한다. 이 경우, 고장 진단 장치(100)는 개폐기(10)에 고장이 발생하는지를 확인하는 수준이 아니라, 개폐기(10)의 고장 상태를 정상, 주의, 위험과 같은 등급별로 구별하거나, 개폐기(10)의 예상 교체 시점을 예상할 수 있다.
아울러, 부분방전의 주파수 대역은 고주파 대역이고, 누설전류의 주파수 대역은 상용주파수(60㎐) 대역이다.
고장 진단 장치(100)는 고주파 및 저주파 대역의 병행 측정을 통해 부분방전과 누설전류의 크기가 동시에 증가하는 것을 감지하면, 외부 노이즈나 개폐기(10)의 주변 기자재(20)로부터 발생되는 부분방전과 구별하여 개폐기(10)의 고장을 예측할 수 있다. 여기서, 주변 기자재(20)는 애자, 전선, LA, COS 등일 수 있다.
이러한 고장 진단 장치(100)는 개폐기(10)의 고장정도를 진단하기 위해, 부분방전 크기와 누설전류 크기의 상관 관계와 관련된 기준정보를 관제센터(도면에 미도시)로부터 제공받을 수 있다.
관제센터는 여러 지역에 설치되어 있는 개폐기(10)에 의해 측정된 부분방전 및 누설전류 크기에 대한 수집 데이터를 이용하여 빅데이터 분석을 진행할 수 있다. 그에 따라, 관제센터는 개폐기(10)에 의해 측정된 부분방전 및 누설전류의 크기를 통해 개폐기(10)의 고장정도를 진단하기 위한 기준정보를 도출 가능할 수 있다.
한편, 고장 진단 장치(100)는 개폐기(10)의 내부에서 부분방전이 발생하는지 또는 개폐기(10)의 외부 즉, 주변 기자재(20)에서 부분방전이 발생하는지를 확인할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술할 도 3을 참조하기로 한다.
이하, 도 2를 참조하여 고장 진단 장치(100)의 세부 구성에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 상기 도 1의 고장 진단 장치에 대한 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 고장 진단 장치(100)는 센서부(110), 부분방전 측정부(120), 누설전류 측정부(130), 고장판단부(140), 통신부(150)를 포함한다.
센서부(110)는 부분방전을 감지(센싱)하기 위한 HFCT 센서(111), 누설전류를 감지(센싱)하기 위한 누설전류 센서(112)를 포함한다. 즉, HFCT 센서(111)는 고주파 전류 트랜스포머(High Frequency Current Transformer) 센서로서, 전자유도방식으로 고주파 전류를 감지한다. 누설전류 센서(112)는 개폐기(10)의 외함에서 접지전류 진단기법으로 누설전류를 감지한다.
부분방전 측정부(120)는 센서부(110)의 HFCT 센서(111)에 의해 감지된 부분방전의 크기를 측정한다. 이를 위해, 부분방전 측정부(120)는 제1 필터부(121), 제1 증폭부(122), 피크검출부(123), A/D 변환부(124)를 포함한다.
제1 필터부(121)는 부분방전의 주파수 대역(고주파대역)에서 공중파 또는 핸드폰 등의 주변 노이즈원의 신호를 필터링한다. 제1 필터부(121)는 1∼50㎒ 부분의 주파수 대역을 필터링한다.
제1 증폭부(122)는 제1 필터부(121)를 통과한 부분방전 크기를 측정 가능한 상태로 증폭한다.
피크검출부(Peak Detector)(124)는 제1 증폭부(122)에 의해 증폭되고 순간적으로 나타나는 부분방전의 최대값(peak)을 검출한다.
여기서는 부분방전을 측정할 때 개폐기(10)의 면적을 측정하는 방식이 정확하지만, 면적 측정 방식의 경우 고가인 점을 감안하여 피크검출부(123)를 이용하여 부분방전의 최대값을 검출한다.
A/D 변환부(124)는 피크검출부(123)에 의해 검출된 부분방전의 최대값을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하여 고장판단부(140)로 전달한다.
한편, 누설전류 측정부(130)는 센서부(110)의 누+-설전류 센서(112)에 의해 감지된 누설전류의 크기(즉, 누설전류의 실효값)를 측정한다.
이를 위해, 누설전류 측정부(130)는 제2 필터부(131), 제2 증폭부(132), 전류측정부(133)를 포함한다.
제2 필터부(131)는 누설전류의 주파수 대역(저주파대역)에서 주변 노이즈원의 신호를 필터링한다. 제2 필터부(131)는 1㎑ 이하의 주파수 대역을 필터링한다.
제2 증폭부(132)는 제2 필터부(131)를 통과한 누설전류 크기를 측정 가능한 상태로 증폭한다.
전류측정부(133)는 제2 증폭부(132)에 의해 증폭된 누설전류의 실효값(Root Mean Square, RMS)을 측정한다. 이때, 전류측정부(133)는 누설전류의 실효값을 고장판단부(140)로 전달한다.
고장판단부(140)는 부분방전 측정부(120)로부터 전달된 부분방전 크기와 누설전류 측정부(130)로부터 전달된 누설전류 크기를 이용하여 개폐기(10)의 고장정도(즉, 고장 상태 등급, 예상 교체 시점)를 판단한다.
이 경우, 고장판단부(140)는 부분방전과 누설전류 크기의 상관 관계를 고려한 고장정도 판단용 매트릭스(matrix)를 도 3과 같이 미리 설정한다. 이러한 매트릭스는 정상 상태의 개폐기(10), 결함이 적출된 개폐기(10), 인위적으로 결합을 발생시킨 개폐기(10)로부터 수집된 다량의 실험데이터(측정값)에 대한 데이터처리 및 판단기술(예를 들어, 인공지능을 이용한 분석방식)을 통해 마련된다. 도 3은 고장정도 판단용 매트릭스를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 매트릭스는 부분방전과 누설전류 크기의 상관 관계에 따라 개폐기(10)의 고장 상태에 대한 등급(즉, 정상, 주의 위험)으로 구분될 수 있다. 즉, 1사분면은 개폐기(10)의 고장 상태 등급이 '위험'이고, 2사분면 및 4사분면은 개폐기(10)의 고장 상태 등급이 '주의'이고, 3사분면은 개폐기(10)의 고장 상태 등급이 '정상'이다. 또한, 매트릭스는 개폐기(10)의 예상 교체 시점이 확인 가능하다.
이처럼, 고장판단부(140)는 매트릭스를 이용하여 부분방전 측정부(120)로부터 전달된 부분방전 크기와 누설전류 측정부(130)로부터 전달된 누설전류 크기의 교차점을 확인하여 개폐기(10)의 고장 상태 등급과 예상 교체 시점을 판단 가능하다.
즉, 고장판단부(140)는 매트릭스 상의 해당 교차점의 지점을 확인하여 개폐기(10)의 고장 상태의 등급을 확인할 수 있다. 도 3에서는 해당 교차점이 1사분면상에 존재하므로, 개폐기(10)의 고장 상태 등급이 '위험'임을 나타낸다.
또한, 고장판단부(140)는 해당 교차점의 영역에서 개폐기(10)의 예상 교체 시점을 확인할 수 있다. 도 3에서는 해당 교차점의 영역에서 개폐기(10)의 예상 교체 시점이 '20XX년 00월 예상'임을 나타낸다.
부가적으로, 고장판단부(140)는 개폐기(10)의 고장 상태를 판단하기 위한 기준값을 기 설정한 후, 부분방전 크기와 누설전류 크기를 각각의 기준값과 비교하여 개폐기(10)의 고장 상태가 위험한지를 판단할 수도 있다.
아울러, 고장판단부(140)는 도 4와 같이 내부방전 또는 외부방전인지에 대한 부분방전 발생 유형을 판단할 수 있다. 도 4는 부분방전 발생 유형을 설명하는 도면이다.
이 경우, 고장판단부(140)는 HFCT 센서(111)를 이용해 부분방전 신호의 방향성을 고려하여 내부방전과 외부방전을 구별한다. 여기서, 내부방전은 개폐기(10)의 내부 요인에 의해 발생되는 부분방전이고, 외부방전은 개폐기(10)의 주변 기자재(20)에 의해 발생되는 부분방전이다.
먼저, 개폐기(10)의 내부방전의 경우에, 부분방전 신호는 개폐기(10)의 접지선(GL)을 통해 외부로 이동하므로, HFCT 센서(111)의 좌측부(111a)와 우측부(111b)로부터 외부로 이동하는 방향성을 나타낸다. 즉, HFCT 센서(111)의 좌측부(111a)와 우측부(111b)는 거의 동시에 외부로 이동하고, 서로 반대 방향의 신호로 나타난다.
반면, 개폐기(10)의 외부방전의 경우에, 부분방전 신호는 주변 기자재(20)의 접지선(GL)을 통해 중성선을 따라 이동하므로, HFCT 센서(111)의 좌측부(111a)로부터 우측부(111b), 우측부(111b)로부터 좌측부(111a)로 일방향으로 이동하는 방향성을 나타낸다. 즉, HFCT 센서(111)의 좌측부(111a)와 우측부(111b)는 소정의 시간차이를 가지고 일방향의 신호로 나타난다.
여기서는 고장 진단 장치(100) 내에 고장판단부(140)를 통해 개폐기(10)의 고장정도를 판단하거나, 개폐기(10)의 부분방전 발생 유형을 판단하는 경우에 대해 설명하였으나, 고장판단부(140)의 기능을 관제서버에 탑재하여 통합적인 관리도 가능함을 통상의 기술자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
통신부(150)는 원격으로 관제서버와 무선통신을 수행한다. 즉, 통신부(150)는 고장판단부(140)로부터 판단된 개폐기(10)의 고장 진단 결과를 관제서버로 전송한다. 여기서, 관제서버는 개폐기(10)의 고장정도에 대한 판단결과를 관리자의 단말기(예, 핸드폰, 스마트폰, 노트북, 컴퓨터 등)로 통지한다.
부가적으로, 고장 진단 장치(100)는 도면에 도시되지 않았지만, 전원용 LED와 개폐기(10)의 상태표시를 위한 LCD 화면을 구비할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개폐기의 고장 진단 방법에 대한 도면이다.
고장 진단 장치(100)는 개폐기(10)의 부분방전 및 누설전류를 감지(센싱)한다(S201).
이후, 고장 진단 장치(100)는 개폐기(10)의 부분방전 및 누설전류 크기가 측정되면(S202, S203), 미리 준비된 매트릭스를 이용하여 개폐기(10)의 고장 상태 등급 및 예상 교체 시점을 판단한다(S204). 이때, 고장 진단 장치(100)는 매트릭스 상의 해당 교차점의 지점을 확인하여 개폐기(10)의 고장 상태의 등급을 확인하고, 해당 교차점의 영역에서 개폐기(10)의 예상 교체 시점을 확인한다.
또한, 고장 진단 장치(100)는 개폐기(10)의 부분방전이 측정되면(S202), 부분방전 발생 유형으로서, 내부방전 또는 외부방전인지를 판단한다(S206).
이후, 고장 진단 장치(100)는 개폐기(10)의 고장 진단 결과를 관제서버로 전송한다(S205).
일부 실시 예에 의한 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
10 : 개폐기 20 : 주변 기자재
100 : 고장 진단 장치 110 : 센서부
111 : HFCT 센서 111a : 좌측부
111b : 우측부 112 : 누설전류 센서
120 : 부분방전 측정부 121 : 제1 필터부
122 : 제1 증폭부 123 : 피크검출부
124 : A/D 변환부 130 : 누설전류 측정부
131 : 제2 필터부 132 : 제2 증폭부
133 : 전류 측정부 140 : 고장판단부
150 : 통신부

Claims (13)

  1. 개폐기의 부분방전 및 누설전류를 감지하기 위한 센서부;
    상기 감지된 부분방전의 크기를 측정하기 위한 부분방전 측정부;
    상기 감지된 누설전류의 크기를 측정하기 위한 누설전류 측정부; 및
    상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기를 이용하여 상기 개폐기의 고장정도를 판단하기 위한 고장판단부;
    를 포함하는 개폐기의 고장 진단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고장판단부는,
    부분방전과 누설전류의 상관 관계를 고려하여 미리 설정된 매트릭스를 이용하여 상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기의 교차점을 확인하여 상기 개폐기의 고장 상태 등급과 예상 교체 시점을 판단하는 개폐기의 고장 진단 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 매트릭스는,
    정상 상태의 개폐기, 결함이 적출된 개폐기, 인위적으로 결합을 발생시킨 개폐기로부터 수집된 다량의 실험데이터에 대한 데이터처리 및 판단기술을 통해 설정되는 개폐기의 고장 진단 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고장판단부는,
    상기 센서부에 의해 감지된 부분방전 신호의 방향성을 고려하여 내부방전 및 외부방전을 구별하는 개폐기의 고장 진단 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 개폐기의 부분방전을 감지하기 위한 HFCT 센서와 상기 개폐기의 누설전류를 감지하기 위한 누설전류 센서를 포함하는 개폐기의 고장 진단 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 부분방전 측정부는,
    상기 센서부에 의해 감지된 부분방전 주파수 대역에서 주변 노이즈원의 신호를 필터링하기 위한 제1 필터부;
    상기 제1 필터부를 상기 필터링된 부분방전 크기를 증폭하기 위한 제1 증폭부;
    상기 증폭된 부분방전의 최대값을 검출하기 위한 피크검출부;
    상기 검출된 부분방전의 최대값을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환부;
    를 포함하는 개폐기의 고장 진단 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 누설전류 측정부는,
    상기 센서부에 의해 감지된 누설전류 주파수 대역에서 주변 노이즈원의 신호를 필터링하기 위한 제2 필터부;
    상기 제2 필터부를 상기 필터링된 누설전류 크기를 증폭하기 위한 제2 증폭부;
    상기 증폭된 누설전류의 실효값을 측정하기 위한 전류측정부;
    를 포함하는 개폐기의 고장 진단 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 개폐기의 고장정도에 대한 판단 결과를 관제센터로 전달하기 위한 통신부;
    를 더 포함하는 개폐기의 고장 진단 장치.
  9. 개폐기의 부분방전 및 누설전류를 감지하는 단계;
    상기 감지 결과에 따라 상기 개폐기의 부분방전 및 누설전류의 크기를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기를 이용하여 상기 개폐기의 고장정도를 판단하는 단계;
    를 포함하는 개폐기의 고장 진단 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    부분방전과 누설전류의 상관 관계를 고려하여 미리 설정된 매트릭스를 이용하여 상기 측정된 부분방전 크기와 누설전류의 크기의 교차점을 확인하여 상기 개폐기의 고장 상태 등급과 예상 교체 시점을 판단하는 개폐기의 고장 진단 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 매트릭스는,
    정상 상태의 개폐기, 결함이 적출된 개폐기, 인위적으로 결합을 발생시킨 개폐기로부터 수집된 다량의 실험데이터에 대한 데이터처리 및 판단기술을 통해 설정되는 개폐기의 고장 진단 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    상기 센서부에 의해 감지된 부분방전 신호의 방향성을 고려하여 내부방전 및 외부방전을 구별하는 단계;
    를 포함하는 개폐기의 고장 진단 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 개폐기의 고장정도에 대한 판단 결과를 관제센터로 전달하는 단계;
    를 더 포함하는 개폐기의 고장 진단 방법.
KR1020170127171A 2017-09-29 2017-09-29 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법 KR101972325B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170127171A KR101972325B1 (ko) 2017-09-29 2017-09-29 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170127171A KR101972325B1 (ko) 2017-09-29 2017-09-29 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190037623A true KR20190037623A (ko) 2019-04-08
KR101972325B1 KR101972325B1 (ko) 2019-04-25

Family

ID=66164520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170127171A KR101972325B1 (ko) 2017-09-29 2017-09-29 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101972325B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180042924A (ko) * 2016-10-19 2018-04-27 한국전력공사 변압기 부싱 진단 장치 및 방법
KR102231150B1 (ko) * 2019-10-29 2021-03-24 한국전력공사 부싱 진단 시스템
KR20210106259A (ko) * 2020-02-20 2021-08-30 한국전력공사 배전선로 고장정보 수집장치 및 그것을 포함하는 시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2870551B2 (ja) * 1990-12-25 1999-03-17 日立電線株式会社 部分放電発生方向判別方法および装置
KR100885847B1 (ko) 2007-04-25 2009-02-27 엘에스산전 주식회사 배전용 개폐기의 부분방전 검출장치
KR100928006B1 (ko) * 2009-05-21 2009-11-24 주식회사 이엠에프 세이프티 침수된 전력 장치 주변의 물속에 존재하는 누설 전류 검출 장치
KR20120017988A (ko) * 2010-08-20 2012-02-29 엘에스산전 주식회사 전력기기의 위험도 분석 시스템 및 그 방법
KR20170019091A (ko) * 2015-08-11 2017-02-21 이태희 현장용 지상개폐기 진단기록장치
KR20170037325A (ko) * 2015-09-25 2017-04-04 한국전력공사 초고압 변압기의 초고주파 부분방전 진단 시스템 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2870551B2 (ja) * 1990-12-25 1999-03-17 日立電線株式会社 部分放電発生方向判別方法および装置
KR100885847B1 (ko) 2007-04-25 2009-02-27 엘에스산전 주식회사 배전용 개폐기의 부분방전 검출장치
KR100928006B1 (ko) * 2009-05-21 2009-11-24 주식회사 이엠에프 세이프티 침수된 전력 장치 주변의 물속에 존재하는 누설 전류 검출 장치
KR20120017988A (ko) * 2010-08-20 2012-02-29 엘에스산전 주식회사 전력기기의 위험도 분석 시스템 및 그 방법
KR20170019091A (ko) * 2015-08-11 2017-02-21 이태희 현장용 지상개폐기 진단기록장치
KR20170037325A (ko) * 2015-09-25 2017-04-04 한국전력공사 초고압 변압기의 초고주파 부분방전 진단 시스템 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180042924A (ko) * 2016-10-19 2018-04-27 한국전력공사 변압기 부싱 진단 장치 및 방법
KR102231150B1 (ko) * 2019-10-29 2021-03-24 한국전력공사 부싱 진단 시스템
KR20210106259A (ko) * 2020-02-20 2021-08-30 한국전력공사 배전선로 고장정보 수집장치 및 그것을 포함하는 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101972325B1 (ko) 2019-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5875734B2 (ja) 電動機の診断装置および開閉装置
US9823289B2 (en) Automated digital earth fault system
KR101972325B1 (ko) 개폐기의 고장 진단 장치 및 그 방법
KR101426792B1 (ko) Uhf 부분방전 및 온도 감시 시스템 내장형 수배전반(고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반) 시스템
KR101255317B1 (ko) 피뢰기 누설전류 검출을 통한 피뢰기 건전성 판단 및 선로 사활감시 시스템
US9366713B2 (en) Arc fault detection system and method
CN107957529B (zh) 用于测试高压电容式套管组合件的电流连接的方法和装置
KR100476982B1 (ko) 변압기의 고장진단 시스템 및 방법
KR20180070208A (ko) 전력선 및 배전 설비의 이상 검출 시스템
KR102181262B1 (ko) 변압기 진단장치
KR101559725B1 (ko) 수배전반 진단장치
US10520539B2 (en) System for detecting and indicating partial discharges and voltage in high-voltage electric power distribution systems
KR101581018B1 (ko) 변압기의 콘덴서 부싱 진단 장치 및 방법
KR101334030B1 (ko) 변압기의 이상 감지 시스템
US20150276843A1 (en) Induction furnace and system for locating a ground fault therein
JP2006200898A (ja) 割込絶縁計測装置
JP6164022B2 (ja) 巻線機器の巻線層間絶縁診断方法
KR20170019091A (ko) 현장용 지상개폐기 진단기록장치
JP2004251763A (ja) 変圧器内部診断装置
KR102309414B1 (ko) 배전선로 고장정보 수집장치 및 그것을 포함하는 시스템
Schellekens Continuous vacuum monitoring in vacuum circuit breakers
KR20220055323A (ko) 전기선로의 열화 위험도 판단 방법 및 장치
KR101145995B1 (ko) 계자 권선 절연 상태 진단 장치 및 방법
JP2004226299A (ja) 回転電機巻線の劣化診断装置
KR100576908B1 (ko) 가스절연개폐장치의 결함 진단장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right