KR20190076760A - 자가진단 기능을 갖춘 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치 - Google Patents

자가진단 기능을 갖춘 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치는, 미리 정해진 시간에 자동 수행되는 자가진단 모드시 부분방전 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 신호 생성부로부터 제공되는 부분방전 신호를 송신하는 송신 코일과, 상기 송신 코일에서 송신되는 신호 또는 상기 송배전 케이블의 접속부에서 발생되는 신호를 수신하는 수신 코일을 포함하는 방전 센서; 및 상기 방전 센서에서 수신된 신호를 분석하여, 미리 정해진 시간에 자동 수행되는 자가진단 모드에서는 자가진단 검사를 수행하고, 검사 모드에서는 부분방전 검사를 수행하여, 해당 검사 결과 정보를 제공하는 신호 처리부; 를 포함할 수 있다.

Description

자가진단 기능을 갖춘 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치{APPARATUS WITH SELF-DIAGNOSIS FUNCTION FOR DETECTING PARTIAL DISCHARGE OF POWER CABLE}
본 발명은 자가진단 기능을 갖춘 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고전압 송배전 케이블 접속부에서 제조결함, 시공불량, 경년열화 등으로 인해 접속부 절연체 내 공극, 이물질 및 수분침투, 불균일 면이 발생할 수 있으며, 이러한 결함들은 부분방전 발생의 원인이 되며 궁극적으로 절연 파괴, 화재 발생 등의 문제를 초래시킬 수 있다.
이러한 송배전 케이블 접속부에서 발생하는 부분방전을 검출하기 위한 장치는, 수분, 분진, 고온, 부식과 같은 장치 성능 성능에 악영향을 끼치는 요소들에 노출된 환경에 설치된 경우가 많다.
또한, 장시간 사용으로 인한 센서, 신호처리 모듈 등의 열화로 인해 부분방전 검사 장치의 성능 저하가 발생될 수 있으며, 이 경우, 수집된 검출 신호의 신뢰성을 확보하기 위해 주기적인 성능 진단이 필요하다.
특히, 송배전 케이블 접속부는 대부분 분진, 수분, 부식, 고온과 같은 열악한 환경에 노출되어 있어, 이러한 환경 요소들에 대하여 검사장치의 검출 결과 신뢰성 확보가 필요하다. 게다가, 검출 장치의 장시간 사용으로 인해 센서 및 신호처리 모듈과 같은 주요 부품들의 열화에 의한 검출 신호의 왜곡이 발생할 수 있으므로 검출 장치의 자가 성능 진단이 필요하다.
특히, 송배전 케이블의 경우 양끝 단말부 사이에 300~500mm 간격으로 수 내지 수십 개의 접속부가 존재하고 국가 전체 및 산업체들에 설치된 송배전 케이블을 감안하면 케이블 접속부의 수는 상당하며 분포 영역이 광대하다는 점을 감안할 때, 송배전 케이블 접속부마다 설치된 부분방전 검사 장치로부터 수집되는 검출 신호의 신뢰성 확보를 위해서 각 센서에 대해 주기적인 성능 점검이 필수적이므로 각 장치의 성능 점검에 상당한 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) KR 10-1206554
본 발명의 일 실시 예는, 케이블 접속부의 부분방전 검사 성능 유지를 위한 자가 진단을 할 수 있는 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 의해, 미리 정해진 시간에 자동 수행되는 자가진단 모드시 부분방전 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 신호 생성부로부터 제공되는 부분방전 신호를 송신하는 송신 코일과, 상기 송신 코일에서 송신되는 신호 또는 송배전 케이블의 접속부에서 발생되는 신호를 수신하는 수신 코일을 포함하는 방전 센서; 및 상기 방전 센서에서 수신된 신호를 분석하여, 미리 정해진 시간에 자동 수행되는 자가진단 모드에서는 자가진단 검사를 수행하고, 검사 모드에서는 부분방전 검사를 수행하여, 해당 검사 결과 정보를 제공하는 신호 처리부; 를 포함하는 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치가 제안된다.
상기 신호 생성부는, 상기 자가진단 모드를 주기적으로 수행하여, 사전에 설정된 표준 부분방전 신호인 상기 부분방전 신호를 생성하도록 이루어질 수 있다.
상기 신호 생성부는, 상기 부분방전 신호의 크기 및 주파수를 가변하도록 이루어질 수 있다.
상기 방전 센서는, 상기 송신 코일과 상기 수신 코일이 서로 이격되도록 중첩 배치된 하나의 싱글 센서 모듈일 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 방전 센서에서 수신받은 신호의 크기 및 주파수에 기초해서, 상기 자가진단 검사 또는 상기 부분방전 검사를 수행하도록 이루어질 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 방전 센서에서 수신된 신호의 크기 및 주파수에 기초해서, 상기 자가진단 검사 또는 상기 부분방전 검사의 검사결과를 복수의 검사등급으로 구별하고, 상기 복수의 검사등급으로 구별된 검사결과를 제공하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치는, 상기 신호 처리부에 의한 검사결과를 화면 출력하는 검사정보 출력부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치는, 상기 신호 처리부에 의한 검사결과를 지정된 단말기로 전송하는 통신부; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치의 성능 저하에 대응하기 위해, 표준 부분방전 신호를 이용하는 자가진단 기능을 구비하여, 주기적으로 검사 장치의 자가 성능 진단을 수행할 수 있고, 지속적인 성능 유지와 교체 시기 판단을 위한 검사결과를 제공할 수 있으며, 결국 부분방전 검사 결과의 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 기존의 수동식 점검에 비교하여, 자동적인 자가 진단을 이용하면, 점검에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 효과가 있고, 자가 진단 결과를 지속적으로 모니터링함으로써 센서의 교체 시기를 결정할 수 있으며, 이에 따라 정비계획 수립도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치의 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치의 구성 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방전 센서의 배치구조에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 처리 장치의 블록 예시도이다.
이하에서는, 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 각 실시 예에 있어서, 하나의 예로써 설명되는 구조, 형상 및 수치는 본 발명의 기술적 사항의 이해를 돕기 위한 예에 불과하므로, 이에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 실시 예들은 서로 조합되어 여러 가지 새로운 실시 예가 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 참조된 도면에서 본 발명의 전반적인 내용에 비추어 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치의 구성 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치의 구성 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치는, 신호 생성부(110), 방전 센서(200), 및 신호 처리부(120)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 신호 처리 장치(100)는 신호 생성부(110) 및 신호 처리부(120)를 포함할 수 있다.
상기 신호 생성부(110)는, 미리 정해진 시간에 자동 수행되는 자가진단 모드시 부분방전 신호(S110)를 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 2개의 상기 송배전 케이블(10)을 접속하는 경우, 두 개의 송배전 케이블(10)의 직선부 양 끝단을 연결하고 있는 케이블 접속부(11)가 존재하게 되고, 상기 접속부(11)는, 내부 절연체 내 공극, 이물질 및 수분침투, 불균일 면 등의 결함에 의해 부분방전이 발생될 수 있고, 이러한 부분방전에 의해 궁극적으로 절연 파괴, 화재 발생 등의 문제가 초래될 수 있기 때문에, 방전 센서(200)를 이용하여 케이블 접속부에 대한 부분방전을 검사하는 것이 필요하다.
또한, 검출 장치의 장시간 사용으로 인해 방전 센서(200) 및 신호 처리 장치(100)와 같은 주요 부품들의 열화에 의한 검출 신호의 왜곡이 발생할 수 있으므로 검출 장치의 자가 진단이 필요하다.
상기 방전 센서(200)는, 송신 코일(210)과 수신 코일(220)을 포함할 수 있다. 자가 진단 모드에서는, 상기 송신 코일(210)은 상기 신호 생성부(110)로부터 제공되는 부분방전 신호(S110)를 송신할 수 있다. 자가 진단 모드에서는, 상기 수신 코일(220)은, 상기 송신 코일(210)에서 송신되는 신호를 수신할 수 있고, 검사 모드에서는, 상기 수신 코일(220)은, 상기 송배전 케이블(10)의 접속부(11)에서 발생되는 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 송배전 케이블(10)의 접속부(11)에서 발생되는 신호는 부분 방전에 의한 아크 신호가 될 수 있다.
상기 신호 처리부(120)는, 상기 방전 센서(200)에서 수신된 신호(S200)를 분석하여, 미리 정해진 시간에 자동 수행되는 자가진단 모드에서는 자가진단 검사를 수행하고, 검사 모드에서는 부분방전 검사를 수행하여, 해당 검사 결과 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 신호 생성부(110)는, 상기 자가진단 모드를 주기적으로 수행할 수 있고, 자가진단 모두에서는 사전에 설정된 표준 부분방전 신호인 상기 부분방전 신호(S110)를 생성할 수 있다.
일 예로, 상기 신호 생성부(110)는 상기 자가진단 모드에서, 상기 부분방전 신호(S110)의 크기 및 주파수를 가변하면서 자가진단 검사를 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 신호 처리부(120)는, 상기 방전 센서(200)에서 수신받은 신호(S200)의 크기(peak), 주파수(frequency)또는 위상 및 발생 횟수중 적어도 하나에 기초해서, 상기 자가진단 검사 또는 상기 부분방전 검사를 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 신호 처리부(120)는, 상기 방전 센서(200)에서 수신된 신호(S200)의 크기, 주파수 또는 위상 및 발행횟수 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 자가진단 검사 또는 상기 부분방전 검사의 검사결과를 복수의 검사등급으로 구별하고, 상기 복수의 검사등급으로 구별된 검사결과를 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 자가진단 검사시, 상기 복수의 검사등급은 센싱 양호, 센싱 불량 등이 될 수 있고, 상기 부분방전 검사시, 상기 복수의 검사등급은 송배전 케이블 접속부의 양호, 점검 필요, 교체 필요 등이 될 수 있다.
본 발명의 각 도면에 대해, 동일한 부호 및 동일한 기능의 구성요소에 대해서는 가능한 불필요한 중복 설명은 생략될 수 있고, 각 도면에 대해 가능한 차이점에 대한 사항이 설명될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방전 센서의 배치구조에 대한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 방전 센서(200)는, 상기 송신 코일(210)과 상기 수신 코일(220)을 포함하는 하나의 싱글 센서 모듈일 수 있다. 상기 송신 코일(210)과 상기 수신 코일(220)은 서로 이격되도록 중첩 배치될 수 있다. 상기 싱글 센서 모듈인 방전 센서(200)는 상기 신호 처리 장치(100)와 연결될 수 있다.
일 예로, 상기 수신 코일(220)은, 수신 감도 향상을 위해, 상기 송신 코일(210)에 비해 상대적으로 송배전 케이블의 길이 방향으로 더 길게 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 처리 장치의 블록 예시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 신호 처리 장치(100)는, 상기 신호 생성부(110) 및 신호 처리부(120) 이외에도, 검사결과 출력부(130), 통신부(140), 저장부(150)중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 검사정보 출력부(130)는, 상기 신호 처리부(120)에 의한 검사결과를 화면 출력할 수 있다.
상기 통신부(140)는, 상기 신호 처리부(120)에 의한 검사결과를 지정된 단말기로 전송할 수 있다.
상기 저장부(150)는 해당 검사결과를, 자가진단 이력 및 송배전 케이블 접속부에 대한 이력을 관리할 수 있도록 검사 일자, 검사 케이블 번호 등을 함께 저장할 수 있다.
전술한 바와 같이, 검사 모드에서 미리 정해진 검사 시간 동안에, 전술한 검사 정보를 수집하여, 모니터링함으로써 케이블 접속부의 결함 유무와 케이블 절연체의 건전성을 평가할 수 있으며 궁극적으로 절연파괴에 의한 화재 발생과 같은 사고 예방이 가능하다.
또한, 송배전 케이블은 통상 외부에 노출된 구조물이나 지하 공동구역과 같은 장소에 설치되어 있으므로, 접속부 부분방전 검사 장치 역시, 수분, 분진, 고온, 자외선 등의 환경에 의해 노출되어 성능에 악영향을 받으며 또한 장시간 사용으로 인한 검사 장치 자체의 열화로 인해 검사 성능에 대한 지속적인 진단이 필요하다. 이를 위해 부분방전 신호처리부에 특정 또는 다양한 세기의 표준 부분방전 신호를 발생시키고 이를 다시 수신 및 분석함으로써 방전 센서 및 신호 처리부의 성능을 실시간으로 검사할 수 있다. 이러한 검사 결과를 통해 장치의 튜닝을 통한 성능 복원이나 정비, 교체 판단 정보를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신호 처리 장치(100)의 신호 생성부(110), 신호 처리부(120), 검사결과 출력부(130), 통신부(140) 및 저장부(150) 각각은, 프로세서(예: 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등), 메모리(예: 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등), 입력 디바이스(예: 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 디바이스, 터치 입력 디바이스, 적외선 카메라, 비디오 입력 디바이스 등), 출력 디바이스(예: 디스플레이, 스피커, 프린터 등) 및 통신접속장치(예: 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속장치 등)가 서로 상호접속(예: 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조, 네트워크 등)된 컴퓨팅 환경으로 구현될 수 있다.
상기 컴퓨팅 환경은 개인 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 디바이스, 모바일 디바이스(모바일폰, PDA, 미디어 플레이어 등), 멀티프로세서 시스템, 소비자 전자기기, 미니 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 임의의 전술된 시스템 또는 디바이스를 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
100: 신호 처리 장치
110: 신호 생성부
120: 신호 처리부
130: 검사정보 출력부
140: 통신부
200: 방전 센서
210: 송신 코일
220: 수신 코일

Claims (8)

  1. 미리 정해진 시간에 자동 수행되는 자가진단 모드시 부분방전 신호를 생성하는 신호 생성부;
    상기 신호 생성부로부터 제공되는 부분방전 신호를 송신하는 송신 코일과, 상기 송신 코일에서 송신되는 신호 또는 송배전 케이블의 접속부에서 발생되는 신호를 수신하는 수신 코일을 포함하는 방전 센서; 및
    상기 방전 센서에서 수신된 신호를 분석하여, 미리 정해진 시간에 자동 수행되는 자가진단 모드에서는 자가진단 검사를 수행하고, 검사 모드에서는 부분방전 검사를 수행하여, 해당 검사 결과 정보를 제공하는 신호 처리부;
    를 포함하는 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 생성부는
    상기 자가진단 모드를 주기적으로 수행하여, 사전에 설정된 표준 부분방전 신호인 상기 부분방전 신호를 생성하는
    송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호 생성부는
    상기 부분방전 신호의 크기 및 주파수를 가변하는 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방전 센서는,
    상기 송신 코일과 상기 수신 코일이 서로 이격되도록 중첩 배치된 하나의 싱글 센서 모듈인 배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 방전 센서에서 수신받은 신호의 크기 및 주파수에 기초해서, 상기 자가진단 검사 또는 상기 부분방전 검사를 수행하는 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 방전 센서에서 수신된 신호의 크기 및 주파수에 기초해서, 상기 자가진단 검사 또는 상기 부분방전 검사의 검사결과를 복수의 검사등급으로 구별하고, 상기 복수의 검사등급으로 구별된 검사결과를 제공하는 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부에 의한 검사결과를 화면 출력하는 검사정보 출력부; 를 더 포함하는
    송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부에 의한 검사결과를 지정된 단말기로 전송하는 통신부; 를 더 포함하는
    송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치.
KR1020170178819A 2017-12-22 2017-12-22 자가진단 기능을 갖춘 송배전 케이블 접속부의 부분방전 검사 장치 KR102010072B1 (ko)

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