KR20210034842A

KR20210034842A - 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치 및 이를 이용한 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법

Info

Publication number: KR20210034842A
Application number: KR1020190116687A
Authority: KR
Inventors: 김아름; 박현주; 곽병섭; 전태현; 임병훈
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2021-03-31

Abstract

진단 대상물의 시료 가스 채취 장치 및 이를 이용한 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예는 SF₆ (육불화항)가스를 활용하는 가스절연기기의 이상 유무 및 열화 상태를 모니터링 하거나 이상 유무를 파악하기 위한 기술에 관한 것이다.

Description

진단 대상물의 시료 가스 채취 장치 및 이를 이용한 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법{Apparatus for collecting sample gas of a diagnostic object and a method of collecting sample gas for a diagnostic object using the same}

본 발명은 변압기의 내부에 채워진 절연가스에 대한 검사 또는 모니터링을 실시하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치 및 이를 이용한 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법에 관한 것이다.

일반적으로 변압기의 절연유에서 발생할 수 있는 내부 이상 상태 진단을 위하여 사용되고 있는 상태 진단 기술로는 유중가스 분석법과, 절연유 역율(power factor) 및 수분 측정법과, 부분 방전(partial discharge) 측정법과, 저압 서어지(low pressure surge) 시험법 등이 사용되고 있다.

이 중에서 변압기 내부에서 발생하는 절연유 열화를 그 열화가 진행됨에 따라 측정할 수 있는 유중 가스 분석방법이 기술적으로도 신뢰성이 높고, 실시간으로 적용하기 용이한 장점이 있어서 가장 많이 활용되고 있다.

이상의 유입식 변압기와는 다르게 절연매체로 가스를 사용하는 가스절연변압기의 경우 일반적으로 SF6 가스를 사용하는데, SF6 가스의 경우 정상적인 부하 또는 단락전류 스위칭이 일어나는 동안 아크에 의해 이온화되고 쪼개지게 되는데, 대부분의 분자들은 다시 결합하여 SF6 로 회귀한다.

상기 SF6는 매우 안정적인 물질이기 때문에 이러한 현상이 발견되는데 반해, 내부에 산소나 수분이 있는 환경에서는 재결합이 아닌, 후속 분해반응이 일어나는 등 극도의 반응성을 나타낼 수 있다.

특히 SO2, SOF2, SO2F2 와 같은 S 성분이 포함된 분해산물과 HF 등은 기타 다른 분해가스들에 비하여 반응성이 높기 때문에 이러한 분해산물들의 생성을 위한 일종의 촉매역할을 하는 수분에 대한 관리가 필요하다.

그러나 가스변압기에 대한 종래의 진단기술은 주로 전기적 부분방전 측정과 검지관/휴대용 검출기를 이용한 분해가스 검출 방식을 사용하고 있다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 종래의 진단기술에 대해 설명한다. 참고로 도 1은 현장측정을 위해 사용되는 UHF센서를 도시한 도면이고, 도 2는 공장시험을 위한 커플러 센서를 도시한 도면이며, 도 3은 휴대용 분석기를 도시한 도면이고, 도 4는 가스 검지관을 도시한 도면이다.

첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하면, 종래에는 부분방전 현장진단을 위한 UHF(Ultra High Frequency) 센서(도1 참조)와 공장시험을 위한 Coupler 센서 활용법(도 2 참조)의 경우 각각 부분방전의 양을 전압(mV)이나 방전양(pC)으로 측정할 수 있으나 결과값에 대한 상호 호환이 어려운 문제점이 유발되었다.

즉 UHF 센서를 활용한 현장측정 결과값과 Coupler 센서를 활용한 공장시험 결과값이 일치하지 않는 경향을 보이며 특히 현장측정 방식의 경우 장비의 교정방법, 측정값의 pC 단위로의 환산방법이 명확하게 확립되어 있지 않아 전체적으로 가스절연기기에 대한 부분방전 진단을 통한 설비 건전성 평가는 어려운 실정이다.

또한 UHF 센서를 활용한 측정방식은 가스절연기기 중 가스절연개폐장치의 부분방전 측정에 최적화된 측정장비로 설비구조 및 측정기준이 다른 가스변압기에는 적용하기 부적합하다는 문제점이 발생되었다.

첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 현재 현장에서 가스절연기기 진단을 위해 병행하여 사용 중인 휴대용 분석기(도 3 참조)와 가스 검지관(도 4 참조)이다. 이들 진단기기의 경우 현장에서 상대적으로 짧은 시간 내에 분해가스들의 존재 유무를 파악할 수 있다는 점에서 가스절연기기 진단에 활용중인 장비들이다.

상기 휴대용 분석기는 SF6 가스의 순도를 분석함으로써 설비의 절연성능 및 현 상태를 간접적으로 진단하는 기기이다. SF6 의 순도와 더불어 장비에 따라 추가적으로 분석가능한 항목으로는 수분, SO2, SOF2 와 같은 분해가스를 동시에 분석 가능하지만 가스 내 다른 불순물이 과량 존재할 경우 정확도가 저하될 수 있다는 문제점이 있으며, 실시간 측정이 불가능하다는 단점과 더불어 기기 자체의 무게도 제품에 따라서는 최대 25kg에 이르는 등 현장에서 휴대용 및 실시간 모니터링 장비로 활용하기에는 어려운 점이 유발되었다.

또한 기존 분석장비의 경우 가스를 포집하여 분석 후 다시 설비 내로 재주입 해야하거나 회수기를 활용하여 포집된 가스를 회수하는 과정(SF6 가스의 높은 지구온난화 지수로 인해 대기중 누출은 가급적 지양 해야함)을 거쳐야 하지만 현재의 진단기술 장비를 통해서는 안정적으로 실시하기 어려운 문제점이 유발되었다.

또한 가스 검지관은 검지관 내 분석대상 가스와 반응을 일으키는 물질들이 도포되어 있어, 소량의 가스를 채취 후 검지관에 주입하게 되면, 분해가스가 있는 경우 색상이 변화하여 분해가스 존재 유무와 대략적인 농도를 측정할 수 있도록 하는 장비이다.

휴대용 분석기는 제품에 따라 설비와 1회성으로 직접 연결하여 측정할 수 있기 때문에 별도의 가스시료 포집이 필요하지 않지만, 가스 검지관은 분석을 위해 별도의 포집백을 이용하여 가스시료를 포집한 후에 분석이 가능해진다.

종래의 시료채취 과정에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 5는 채취부를 분해하는 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 채취용 커넥터를 부착하는 상태를 도시한 도면이며, 도 7은 포집백 연결 및 채취하는 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 커넥터 분리 및 채취부 재접속 상태를 도시한 도면이다.

첨부된 도 5 내지 도 8을 참조하면, 작업자는 시료를 채취하기 위해 드릴과 같은 전동 공구를 이용하여 채취부를 분해한 후에, 채취를 위한 커넥터를 부착해야 한다.

그리고 포집백을 채취용 커넥터와 연결한 후에 채취를 실시하고, 채취부를 재접속하여 작업을 종료한다.

그러나 가스 검지관 측정을 위해 시료를 포집하는 경우와 더불어 정밀분석을 위해 시료를 포집하는 경우, 기존에 현장에서 사용하는 방식은 다음과 같은 단점이 존재한다.

첫째, 작업자가 현장에서 샘플링을 위해 소요되는 시간이 길어지는데, 일 예로 변압기 상 하나에 본체와 OLTC Selector 부가 존재하고, 보통 본체와 OLTC Selector를 1set 으로 총 채취시간은 20분이 소요된다. 즉 1 Bank에 A, B, C 3개의 상이 존재하므로 1 Bank에 대해 시료를 채취하기 위해서는 약 60분이 소요되는 문제점이 발생되었다.

둘째, 이러한 샘플링 과정에서 주요 공정은 체결부위를 분리하고 다시 조립하는 과정이라 할 수 있는데 이때 O-ring 및 채취부의 불완전한 조립 발생이 이루어지면서 이후에 가스 누기 등의 인적 실수 발생우려가 존재한다.

셋째, 시료채취를 위한 포집백 사용시 원칙적으로 포집백 내부 질소 퍼지를 우선 수행하여 포집백 내부를 아무것도 존재하지 않는 블랭크 상태로 유지시켜 준 다음, 분석대상 시료로 1회 포집백을 클리닝 후 비로소 실제 분석대상이 되는 시료를 포집하여야 한다.

특히 SF6 분해가스의 경우 채취 과정 중 공기가 혼입된다면 추가화학반응에 의해 현장 상황과 다른 분석 결과값이 도출될 수 있기 때문에 특히 유의해야 한다.

그러나 현재 현장에서 진행되는 과정으로는 퍼지가 불가능하며, 특히 클리닝 용 시료 포집 후 회수도 불가능한 상황이다.

결론적으로 종래 기술들의 경우 계측기 자체의 특성상 정확도 저하되고, 분해가스 중심의 분석, 실시간 수분농도 모니터링 불가하며, 시료채취 시간 과다소요 되고, 포집백 질소퍼지 불가하며, 퍼지용 질소 및 1회 클리닝용 시료 회수 불가하고, 샘플링을 위한 과정중 체결부위 등에서 누출가능성이 존재하는 등의 취약점을 보이고 있어 이상의 기존 방법들을 효율적으로 개선해야만 정확한 점검이 가능하게 되었다.

대한민국등록특허 제10-1788736호

본 발명의 실시 예들은 SF6 (육불화항)가스가 저장된 저장 대상물에서 모니터링을 위한 시료 가스를 채취 및 분석하고 회수가 용이한 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치는 시료 가스가 채워진 진단 대상물(10); 상기 진단 대상물(10)에 설치되어 상기 시료 가스의 상태를 감지하기 위해 센서부(20)가 구비된 시료 채취부(100); 상기 시료 채취부(100)와 연통된 배관을 매개로 상기 시료 가스 중의 일부를 시료 채취하여 포집을 실시하는 시료 포집부(200); 상기 시료 채취부(100)에서 채취된 시료 가스가 상기 시료 포집부(200)로 이동되기 이전에 상기 시료 포집부(200)의 내부에 대한 퍼지를 실시하기 위해 퍼지 가스가 저장된 탱크부(310)를 갖는 퍼지부(300); 및 상기 시료 포집부(200)로 공급된 퍼지 가스와, 클리닝을 위한 클리닝 가스가 회수되는 회수부(400)를 포함한다.

상기 시료 가스는 SF6 (육불화항)가스가 사용되고, 상기 센서부(20)는 상기 시료 가스에 포함된 수분 또는 밀도 또는 압력 또는 온도 중의 어느 하나의 상태 또는 복수의 상태를 감지한다.

상기 시료 채취부(100)는 상기 진단 대상물(10)에 저장된 시료 가스 중의 일부가 유입되는 시료 채취 챔버(110)가 구비된다.

상기 시료 채취부(100)와 상기 시료 포집부(200)는 제1 연결관(30)을 매개로 서로 간에 연결되고, 상기 제1 연결관(30)에 원터치 형태로 결합되는 제1 커플러(2)가 구비된다.

상기 제1 연결관(30)에는 일단이 상기 제1 연결관(30)에 연결되고, 타단이 상기 퍼지부(300)와 연결된 제2 연결관(31)이 구비된다.

상기 시료 포집부(200)는 소정의 크기로 이루어진 포집백(210); 상기 포집백(210)의 전방에 구비되어 시료 가스에 포함된 이물질을 필터링 하기 위한 필터부(220); 상기 필터부(220)와 상기 포집백(210) 사이에 구비된 제2 커플러(3)와, 상기 포집백(210)의 후방에 구비된 제3 커플러(4)를 포함한다.

상기 포집백(210)은 내열온도(℃)가 -15도 ~ 60도 이고, 수증기 투과율(g/㎡*day)은 0.6이며, 산소 투과율 (㎤/㎡*day*0.1Mpa)이 0.3인 물성치를 갖는다.

상기 제2,3 커플러(3, 4)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질이 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 탱크부(310)에 저장된 퍼지 가스는 수분이 포함되지 않은 불활성 가스인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 연결관(31)에는 제4 커플러(5)가 설치된다.

상기 시료 포집부(200)와 상기 회수부(400) 사이에는 제3 연결관(32)을 매개로 서로 간에 연결되고, 상기 제3 연결관(32)에는 제5 커플러(6)가 설치된다.

상기 회수부(400)에는 퍼지 가스와 클리닝 가스를 진공압으로 흡입하기 위한 압축기(410); 상기 압축기(410)를 통해 흡입된 퍼지 가스와 클리닝 가스가 저장되는 저장 탱크(420)를 포함한다.

상기 압축기(410)와 상기 저장 탱크(420) 사이에는 제4 연결관(33)을 매개로 서로 간에 연결되고, 상기 제4 연결관(33)에는 제6 커플러(7)가 설치된다.

본 발명의 제2 실시 예는 전술한 제1 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치를 이용한 진단 대상물(10)의 시료 가스를 채취하는 방법을 제공한다.

본 발명의 제3 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법은 시료 가스가 충진된 진단 대상물의 상태를 실시간으로 모니터링하는 진단 대상물 모니터링 단계(ST100); 상기 진단 대상물에서 시료 가스를 일부 채취하여 포집백의 내부 영역에 대한 퍼지를 실시하는 퍼지 단계(ST200); 상기 포집백에 대한 퍼지와 동시에 상기 포집백의 내부 영역에 대한 클리닝을 실시하는 클리닝 단계(ST300); 및 상기 진단 대상물에서 시료 가스를 배출 시켜 상기 포집백에 채취하는 시료 가스 채취 단계(ST400)를 포함한다.

상기 진단 대상물 모니터링 단계(ST100)는 상기 진단 대상물에 포함된 수분을 모니터링 하는 것을 특징으로 한다.

상기 포집백의 내부 영역에 대한 퍼지와 클리닝이 이루어진 이후에 상기 퍼지 가스와 상기 클리닝 가스에 대한 회수가 이루어지는 가스 회수 단계(ST350)을 더 포함한다.

본 발명의 실시 예들은 진단 대상물에 대한 고장 진단 또는 모니터링을 통해 이상 유무를 사전에 확인하고 신속하게 대응이 가능하여 안전성과 관리성이 향상된다.

본 발명의 실시 예들은 진단 대상물에 대한 측정 및 이에 대한 정확도와 신뢰도가 향상되며 작업자가 짧은 시간에 측정과 이상 유무에 따른 판단을 정확하게 내일 수 있으며, 상기 작업자가 시료 가스를 채취하는 동안 발생되었던 변수가 최소화 되어 기존의 유사 모니터링 장비에 비해 경쟁력이 향상된다.

본 발명의 실시 예들은 SF6 (육불화항)가스 또는 모니터링이 필요한 가스 절연기기의 이상진단 및 열화진단에 활용이 가능하여 현장에 빠르게 적용시켜 사용이 가능하므로 높은 수요가 예상되므로 전력설비 시장에서 시장성이 확대될 수 있다.

도 1은 종래의 가스변압기의 현장측정을 위해 사용되는 UHF센서를 도시한 도면.
도 2는 종래의 가스변압기의 진단을 위해 사용하던 공장시험을 위한 커플러 센서를 도시한 도면.
도 3은 종래의 가스변압기의 진단을 위해 사용하던 휴대용 분석기를 도시한 도면.
도 4는 종래의 가스변압기에 진단을 위해 사용하던 가스 검지관을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 종래의 가스변압기에서 연장된 가스 검지관에서 시료를 포집하기 위해 사용되었던 방법을 순차적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치의 구성을 도시한 도면.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법을 도시한 순서도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 본 실시 예에서 설명할 진단 대상물(10)은 SF6 (육불화항)가스가 저장되어 절연재로의 역할을 하고 있으며, 상기 시료 가스는 SF6 (육불화항)가스인 것으로 한정하여 설명한다.

첨부된 도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치는 시료 가스가 채워진 진단 대상물(10)과, 상기 진단 대상물(10)에 설치되어 상기 시료 가스의 상태를 감지하기 위해 센서부(20)가 구비된 시료 채취부(100)와, 상기 시료 채취부(100)와 연통된 배관을 매개로 상기 시료 가스 중의 일부를 시료 채취하여 포집을 실시하는 시료 포집부(200)와, 상기 시료 채취부(100)에서 채취된 시료 가스가 상기 시료 포집부(200)로 이동되기 이전에 상기 시료 포집부(200)의 내부에 대한 퍼지를 실시하기 위해 퍼지 가스가 저장된 탱크부(310)를 갖는 퍼지부(300) 및 상기 시료 포집부(200)로 공급된 퍼지 가스와, 클리닝을 위한 클리닝 가스가 회수되는 회수부(400)를 포함한다.

상기 시료 채취부(100)는 상기 진단 대상물(10)에 저장된 시료 가스 중의 일부가 유입되는 시료 채취 챔버(110)가 구비되고, 상기 시료 채취 챔버(110)에 후술할 시료 포집부(200)로 포집될 시료 가스 중의 일부가 유입된다.

상기 시료 채취 챔버(110)는 소정의 크기로 이루어져 있어 시료 가스의 유입이 이루어진다.

상기 센서부(20)는 수분을 감지하기 위한 수분 감지 센서가 사용되거나, 상기 시료 가스에 포함된 수분 또는 밀도 또는 압력 또는 온도 중의 어느 하나의 상태 또는 복수의 상태를 감지하기 위한 복합 기능을 갖는 센서가 사용되는 것도 가능할 수 있다.

상기 진단 대상물(10)은 내부에 SF6 (육불화항)가스가 절연재 역할을 하면서 다량 채워져 있는데, 본 실시 예는 상기 SF6 (육불화항)가스에 포함된 수분의 농도를 지속적으로 모니터링 하거나, 시료 채취 이전에 측정하여 이상 값이 나타날 경우 시료 가스에 대한 시료 채취를 실시하여 정확한 분석을 실시할 수 있다.

이 경우 상기 진단 대상물(10)의 내부에서 SF6 (육불화항)의 분해 가스가 생성되는지 정확하게 판단할 수 있고, 이상 진단 유무를 판단하는데 정확한 지표로 사용될 수 있다.

또한 상기 진단 대상물(10)의 고정 징후를 사전에 파악하고 수리 또는 교체와 같은 추가 대응을 즉각 실시할 수 있어 유지 관리 측면에서 유리해 진다.

상기 제1 연결관(30)은 SF6 (육불화항)가스와 화학적으로 반응이 발생되지 않는 재질이 사용되는 것이 바람직하며, 상기 제1 커플러(2)는 원 웨이 non return line(self-closing quick connector line and valve)이 사용되므로 도면 기준으로 시료 채취부(100)에서 시료 포집부(200) 방향으로만 시료 가스의 이동이 이루어진다.

상기 제1 커플러(2)는 평상시 시료 가스가 채취되지 않을 경우에는 클로즈된 상태가 유지되고, 시료 가스에 대한 채취가 필요할 경우에만 원터치 형태로 라인만 연결해 주면 오픈 상태로 전환된다.

따라서 상기 시료 가스가 상기 진단 대상물(10)로 역류하지 않으므로 안정적인 시료 채취가 이루어진다.

상기 제1 연결관(30)에는 일단이 상기 제1 연결관(30)에 연결되고, 타단이 상기 퍼지부(300)와 연결된 제2 연결관(31)이 구비된다. 상기 제2 연결관(31)은 시료 가스를 채취 하기 이전에 퍼지를 위한 용도로 사용하기 위해 구비되고, 상기 시료 포집부(200)로 시료 가스가 채취 되기 이전에 우선하여 시료 가스의 이동이 이루어지도록 상기 시료 포집부(200)의 선단부에서 분기된다.

상기 시료 포집부(200)는 소정의 크기로 이루어진 포집백(210)과, 상기 포집백(210)의 전방에 구비되어 시료 가스에 포함된 이물질을 필터링 하기 위한 필터부(220)와, 상기 필터부(220)와 상기 포집백(210) 사이에 구비된 제2 커플러(3)와, 상기 포집백(210)의 후방에 구비된 제3 커플러(4)를 포함한다.

상기 포집백(210)이 이와 같은 물성치를 갖는 이유는 다양한 온도 변화에 대해 영향을 최소한으로 받게 됨으로써 어떤 환경 조건에서도 안전하게 사용하기 위해서이다.

상기 SF6 (육불화항)가스는 정상적인 부하 또는 단락전류 스위칭이 일어나는 동안 아크에 의해 이온화 되면서 쪼개지게 되는데, 대부분 다시 결합하여 SO2, SOF2, SO2F2 와 같은 S 성분이 포함된 분해산물이 발생하게 된다.

본 실시 예는 상기 포집백(210)이 전술한 물성치를 갖고 제작되므로 가스 시료가 채취된 이후에 특정 시간이 경과된 이후에도 반응성을 최소화 시켜 안정적으로 보관이 가능해진다.

상기 제2 연결관(31)에는 제4 커플러(5)가 설치되며, 상기 제4 커플러(5) 역시 전술한 커플러들과 동일한 특성을 갖는다.

상기 필터부(220)는 채취 가스에 포함된 이물질을 필터링 하기 위해 입자필터가 사용되며, 상기 포집백(210)으로 유입되는 불손물을 최소화 시켜 채취 가스의 정밀도 향상을 도모할 수 있다.

상기 제2,3 커플러(3, 4)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질이 사용되는데, 상기 PTFE는 높은 내화학성과, 낮은 마찰계수와, 넓은 온도범위가 유지된다.

특히 수분 흡수율이 낮아서 전술한 SF6 (육불화항)가스를 채취할 때 수분 발생률을 현저하게 저하시켜 사용할 수 있어 안전성이 향상된다. 또한 높은 전기적 저항성이 유지되므로 진단 대상물(10)과 같은 특징을 갖는 대상체에 대한 검사를 실시할 때 유리해진다.

본 실시 예에 의한 퍼지부(300)는 소정의 크기를 갖는 탱크부(310)가 구비되고, 상기 탱크부(310)에 저장된 퍼지 가스는 수분이 포함되지 않은 불활성 가스가 사용된다.

상기 불활성 가스는 일 예로 질소 또는 아르곤 가스가 사용되며, 퍼지에 따른 수분 발생을 억제하여 정확하게 시료 가스를 채취하여 모니터링을 실시할 수 있고 진단에 따른 정확성이 향상된다.

특히 상기 진단 대상물(10)의 내부에서 수분 함량이 실시간으로 변동될 경우 이를 정확하게 판단할 수 있다.

상기 탱크부(310)에 저장된 불활성 가스가 상기 포집백(210)으로 공급되도록 상기 제4 커플러(5)가 오픈 된다. 이 경우 상기 제2 커플러(3)는 포집백(210)으로 불활성 가스가 유입되도록 오픈되고, 상기 제3 커플러(4)는 클로즈 되어 상기 포집백(210)으로 불활성 가스가 유입되어 퍼지가 이루어진다.

상기 포집백(210)으로 공급된 불활성 가스는 후술할 회수부(400)를 통해 이루어진다.

상기 포집백(210)에 대한 클리닝은 상기 퍼지가 이루어진 이후에 곧바로 상기 진단 대상물(10)에서 소정량의 시료가 채취되어 상기 포집백(210)으로 공급된다.

이때 상기 제4 커플러(5)는 클로즈 되어 있어 상기 탱크부(310)로는 시료 가스가 유입되지 않는다. 참고로 상기 시료 가스는 점검을 위한 가스가 아닌 클리닝을 위한 가스로 점검을 위한 가스와 동일한 가스를 이용하여 상기 포집백(210)에 대한 클리닝을 실시하여 정확도를 높일 수 있다.

상기 제3 연결관(32)과 제5 커플러(6)는 전술한 연결관들 및 커플러들과 동일한 특성을 갖으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 회수부(400)에는 퍼지 가스와 클리닝 가스를 진공압으로 흡입하기 위한 압축기(410)와, 상기 압축기(410)를 통해 흡입된 퍼지 가스와 클리닝 가스가 저장되는 저장 탱크(420)를 포함한다.

본 실시 예는 전술한 퍼지부(300)에 대한 퍼지와 상기 시료 포집부(200)에 대한 클리닝을 통해 시료 가스의 정확한 측정 및 모니터링이 가능해진다.

이를 위해 본 실시 예는 상기 시료 포집부(200)에 대한 퍼지와, 클리닝이 동시에 실시되는데, 상기 시료 포집부(200)에 대한 퍼지는 탱크부(310)에 저장된 불활성 가스를 상기 시료 포집부(200)에 구비된 포집백(210)으로 공급하여 퍼지를 실시하여 내부에 아무 것도 존재하지 않는 상태로 전환한다.

그리고 상기 포집백(210)은 상기 진단 대상물(10)에 저장된 일부의 가스가 제1 연결관(30)을 통해 공급되어 클리닝이 이루어진 후에 상기 회수부(400)에 구비된 저장 탱크(420)에 저장 된다. 참고로 상기 포집백(210)으로 공급된 퍼지 가스 또한 상기 저장 탱크(420)로 이동하여 저장된다.

이와 같이 본 실시 예는 정확한 시료 채취를 위해 퍼지와 클리닝을 동시에 실시하고, 상기 회수부(400)에 구비된 저장 탱크(420)로 상기 퍼지 가스와 클리닝 가스를 모두 회수할 수 있어 사용이 편리하고 작업이 손쉽게 이루어질 수 있다.

본 실시 예는 상기 퍼지와 클리닝이 모두 이루어진 이후에 실제 분석대상이 되는 시료 가스가 채취되므로 정확한 데이터를 확보할 수 있다.

상기 압축기(410)는 상기 시료 포집부(200)와 상기 회수부(400) 사이를 연결하는 제3 연결관(32)과 연결되어 있어 전술한 퍼지 가스와 클리닝 가스를 상기 저장 탱크(420)로 용이하게 흡입 시킬 수 있다.

상기 저장 탱크(420)에는 압력 게이지(미도시)와 유량계(미도시)가 설치되며, 상기 저장 탱크(420)에도 압력 게이지(미도시)가 설치되어 작업자가 유입되는 압력과 량을 정확하게 시각적으로 인지할 수 있어 정확도가 향상된다.

본 발명의 제3 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 10 내지 도 11을 참조하면, 본 실시 예에 의한 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법은 시료 가스가 충진된 진단 대상물의 상태를 실시간으로 모니터링하는 진단 대상물 모니터링 단계(ST100)와, 상기 진단 대상물에서 시료 가스를 일부 채취하여 포집백의 내부 영역에 대한 퍼지를 실시하는 퍼지 단계(ST200)와, 상기 포집백에 대한 퍼지와 동시에 상기 포집백의 내부 영역에 대한 클리닝을 실시하는 클리닝 단계(ST300) 및 상기 진단 대상물에서 시료 가스를 배출 시켜 상기 포집백에 채취하는 시료 가스 채취 단계(ST400)를 포함한다.

상기 진단 대상물 모니터링 단계(ST100)는 상기 진단 대상물에 포함된 수분을 모니터링 하여 상기 진단 대상물의 현재 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 시료 가스의 수분 함량 상태를 정확하게 파악 할 수 있다.

예를 들어 진단 대상물에 대한 모니터링을 실시할 때 수분이 기준치 보다 많이 감지될 경우(ST110) 상기 진단 대상물에 대한 점검을 즉시 실시(ST120)하여 이상 유무를 점검할 수 있다.

만약 진단 대상물에서 수분이 미 검출될 경우 포집백에 대한 퍼지를 실시(ST200)한 후에 곧 바로 클리닝을 실시한다(ST300).

가스 회수는 압축기가 작동될 경우 저장 탱크로 퍼지 가스와 클리닝 가스가 유입되어 저장된다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

2, 3, 4, 5, 6, 7 : 제1,2,3,4,5,6 커플러
20 : 센서부
10 : 진단 대상물
100 : 시료 채취부
110 : 시료 채취 챔버
200 : 시료 포집부
210 : 포집백
220 : 필터부
300 : 퍼지부
310 : 탱크부
400 : 회수부

Claims

시료 가스가 채워진 진단 대상물(10);
상기 진단 대상물(10)에 설치되어 상기 시료 가스의 상태를 감지하기 위해 센서부(20)가 구비된 시료 채취부(100);
상기 시료 채취부(100)와 연통된 배관을 매개로 상기 시료 가스 중의 일부를 시료 채취하여 포집을 실시하는 시료 포집부(200);
상기 시료 채취부(100)에서 채취된 시료 가스가 상기 시료 포집부(200)로 이동되기 이전에 상기 시료 포집부(200)의 내부에 대한 퍼지를 실시하기 위해 퍼지 가스가 저장된 탱크부(310)를 갖는 퍼지부(300); 및
상기 시료 포집부(200)로 공급된 퍼지 가스와, 클리닝을 위한 클리닝 가스가 회수되는 회수부(400)를 포함하는 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 시료 가스는 SF6 (육불화항)가스가 사용되고, 상기 센서부(20)는 상기 시료 가스에 포함된 수분 또는 밀도 또는 압력 또는 온도 중의 어느 하나의 상태 또는 복수의 상태를 감지하는 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 시료 채취부(100)는 상기 진단 대상물(10)에 저장된 시료 가스 중의 일부가 유입되는 시료 채취 챔버(110)가 구비된 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 시료 채취부(100)와 상기 시료 포집부(200)는 제1 연결관(30)을 매개로 서로 간에 연결되고,
상기 제1 연결관(30)에 원터치 형태로 결합되는 제1 커플러(2)가 구비된 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 연결관(30)에는 일단이 상기 제1 연결관(30)에 연결되고, 타단이 상기 퍼지부(300)와 연결된 제2 연결관(31)이 구비된 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 시료 포집부(200)는 소정의 크기로 이루어진 포집백(210);
상기 포집백(210)의 전방에 구비되어 시료 가스에 포함된 이물질을 필터링 하기 위한 필터부(220);
상기 필터부(220)와 상기 포집백(210) 사이에 구비된 제2 커플러(3)와, 상기 포집백(210)의 후방에 구비된 제3 커플러(4)를 포함하는 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제6 항에 있어서,
상기 포집백(210)은 내열온도(℃)가 -15도 ~ 60도 이고, 수증기 투과율(g/㎡*day)은 0.6이며, 산소 투과율 (㎤/㎡*day*0.1Mpa)이 0.3인 물성치를 갖는 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제2,3 커플러(3, 4)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 재질이 사용되는 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 탱크부(310)에 저장된 퍼지 가스는 수분이 포함되지 않은 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제5 항에 있어서,
상기 제2 연결관(31)에는 제4 커플러(5)가 설치된 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제5 항에 있어서,
상기 시료 포집부(200)와 상기 회수부(400) 사이에는 제3 연결관(32)을 매개로 서로 간에 연결되고,
상기 제3 연결관(32)에는 제5 커플러(6)가 설치된 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회수부(400)에는 퍼지 가스와 클리닝 가스를 진공압으로 흡입하기 위한 압축기(410);
상기 압축기(410)를 통해 흡입된 퍼지 가스와 클리닝 가스가 저장되는 저장 탱크(420)를 포함하는 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제12 항에 있어서,
상기 압축기(410)와 상기 저장 탱크(420) 사이에는 제4 연결관(33)을 매개로 서로 간에 연결되고,
상기 제4 연결관(33)에는 제6 커플러(7)가 설치된 진단 대상물의 시료 가스 채취 장치.
제1 항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따라 진단 대상물(10)의 시료 가스를 채취하는 방법.
시료 가스가 충진된 진단 대상물의 상태를 실시간으로 모니터링하는 진단 대상물 모니터링 단계(ST100);
상기 진단 대상물에서 시료 가스를 일부 채취하여 포집백의 내부 영역에 대한 퍼지를 실시하는 퍼지 단계(ST200);
상기 포집백에 대한 퍼지와 동시에 상기 포집백의 내부 영역에 대한 클리닝을 실시하는 클리닝 단계(ST300); 및
상기 진단 대상물에서 시료 가스를 배출 시켜 상기 포집백에 채취하는 시료 가스 채취 단계(ST400)를 포함하는 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법.
제15 항에 있어서,
상기 진단 대상물 모니터링 단계(ST100)는 상기 진단 대상물에 포함된 수분을 모니터링 하는 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법.
제15 항에 있어서,
상기 포집백의 내부 영역에 대한 퍼지와 클리닝이 이루어진 이후에 상기 퍼지 가스와 상기 클리닝 가스에 대한 회수가 이루어지는 가스 회수 단계(ST350)을 더 포함하는 진단 대상물의 시료 가스 채취 방법.