KR20230046538A - Gis 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법 - Google Patents

Gis 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230046538A
KR20230046538A KR1020210129639A KR20210129639A KR20230046538A KR 20230046538 A KR20230046538 A KR 20230046538A KR 1020210129639 A KR1020210129639 A KR 1020210129639A KR 20210129639 A KR20210129639 A KR 20210129639A KR 20230046538 A KR20230046538 A KR 20230046538A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spacer
current sensor
voltage sensor
sensor
voltage
Prior art date
Application number
KR1020210129639A
Other languages
English (en)
Inventor
길경석
임승현
김남훈
김동언
Original Assignee
한국해양대학교 산학협력단
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 한국해양대학교 산학협력단 filed Critical 한국해양대학교 산학협력단
Priority to KR1020210129639A priority Critical patent/KR20230046538A/ko
Publication of KR20230046538A publication Critical patent/KR20230046538A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/065—Means for detecting or reacting to mechanical or electrical defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/181—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using coils without a magnetic core, e.g. Rogowski coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/0356—Mounting of monitoring devices, e.g. current transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법이 제시된다. 본 발명에서 제안하는 가스절연개폐장치(Gas Insulated Swichgear; GIS)의 스페이서는 전압센서 및 전류센서를 포함하고, 가스절연개폐장치의 두께를 감소시키기 위해 상기 전압센서 및 상기 전류센서가 동축 수직형으로 스페이서에 내장되어 배치된다. 본 발명의 실시예에 따른 전압센서 및 상기 전류센서의 상호간 거리가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 상기 전압센서의 센싱전극과 상기 전류센서의 접지전극 각각은 스플릿(Split) 구조를 포함한다.

Description

GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법{Structure and Installation method of a voltage and current Sensor Embedded inside the Spacer of GISs}
본 발명은 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법 에 관한 것이다.
일반적으로 초고압 기기의 대표적인 장치인 가스절연개폐장치(Gas Insulated Swichgear; GIS)는 전기계통의 전원측과 부하측간의 선로 사이에 설치되어 정상적인 전류상태에서 인위적으로 선로를 개폐할 때 또는 선로상에 지락이나 단락 등 이상전류가 발생하였을 때 전류를 안전하게 차단하여 전력계통 및 부하기기를 보호하는 전기장치이다.
위와 같은 초고압 기기의 도전 경로에 사용되는 원형 도체를 지지하고 부분별로 구획을 나누기 위하여 스페이서가 구비된다. 이러한 스페이서는 미국특허 US6,337,452호 'Gas Insulated Switchgear with Flange-Spacer Assembly'에서와 같이 일반적인 격벽의 역할을 하는 경우에 평판 형태로 이루어진 스페이서로 형성되어 있다. 그러나, 도체에 대한 지지력을 보강하고 작업 효율성을 높이기 위하여 스페이서는 원추형으로 형성되기도 한다. 대한민국 등록특허 제10-0258736호에 이러한 원추형 스페이서가 개시되어 있다. 이 발명은 몸체 중심에 볼록하게 솟은 도체 접속부에 도체가 결합하게 되고, 몸체 주변부가 되는 용기결합부는 플랜지 형태로 형성되어 용기에 나사로 결합되도록 되어 있다.
종래기술에 따른 가스절연개폐장치는 별도의 공간을 마련하여 철심형 변성기(다시 말해, 변압기, 변류기)가 내장되어 있다.
이러한 철심형 변성기는 구조가 단순하지만 철심과 에나멜 동선 및 외함으로 구성되어 대형의 중량물이며, 대전류에 포화(saturation)된다는 단점이 있다.
또 다른 종래기술에 따른 가스절연개폐장치는 로고우스키형 변류기를 이용할 수 있다. 로고우스키형 변류기의 원리는 철심형 변류기와 같지만, 코일 내부에 철심을 사용하지 않는 공심형 구조이다.
이러한 로고우스키형 변류기는 구조가 단순, 소형 경량, 철심의 자기포화가 없어 측정범위가 넓지만, 감도가 낮아 측정범위에 따라 증폭기(amplifier)가 필요하게 되고, 출력 전압은 1차 전류의 미분형이므로 원신호(1차전류)로 복원하기 위해 출력단에 적분기(integrator)가 필요하다는 단점이 있다.
또 다른 종래기술에 따른 철심형 변압기는 구조가 단순하지만 철심과 권선 및 외함으로 구성되어 대형의 중량물이며, GIS 스페이서 속 내장이 불가능하다는 단점이 있다.
또 다른 종래기술에 따른 용량성 분압기는 구조의 단순화, 소형 경량 및 전극구조 자체의 고장률이 희박하다는 장점이 있지만, 높은 입력임피던스로 인해 임피던스매칭을 위한 전압버퍼(Voltage follower)가 필요하며, 입력단 및 출력단 임피던스 조정을 통한 분압비, 출력값 및 위상조절이 필요하다는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서를 수직형으로 제작하고, 스페이서 내에 동축으로 배치함으로써, 스페이서의 두께를 기존 수평 배치 방식에 비해 최소 1/2이하로 줄일 수 있는 구조 및 설치 방법을 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 가스절연개폐장치(Gas Insulated Swichgear; GIS)의 스페이서는 전압센서 및 전류센서를 포함하고, 가스절연개폐장치의 두께를 감소시키기 위해 상기 전압센서 및 상기 전류센서가 동축 수직형으로 스페이서에 내장되어 배치된다.
본 발명의 실시예에 따른 전압센서 및 상기 전류센서의 상호간 거리가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 상기 전압센서의 센싱전극과 상기 전류센서의 접지전극 각각은 스플릿(Split) 구조를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전압센서의 센싱전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 상기 센싱전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전압센서는 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 전계검출 전극인 센싱전극을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전류센서의 접지전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 상기 접지전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전류센서는 로고우스키 코일이 수직 구조의 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 정전 차폐용 전극인 접지전극을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전압센서 및 상기 전류센서는 자계에 의한 차폐로 상기 전압센서의 정밀도가 감소하는 것을 방지하기 위해 동축을 기준으로 도체, 전압센서, 전류센서의 순으로 배치된다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 가스절연개폐장치(Gas Insulated Swichgear; GIS)의 스페이서는 전압센서 및 전류센서를 포함하고, 상기 전압센서 및 상기 전류센서의 상호간 거리가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 상기 전압센서의 센싱전극과 상기 전류센서의 접지전극 각각은 스플릿(Split) 구조를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전압센서의 센싱전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 상기 센싱전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함하고, 상기 전압센서는 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 전계검출 전극인 센싱전극을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전류센서의 접지전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 상기 접지전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함하고, 상기 전류센서는 로고우스키 코일이 수직 구조의 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 정전 차폐용 전극인 접지전극을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서를 수직형으로 제작하고, 스페이서 내에 동축으로 배치함으로써, 스페이서의 두께를 기존 수평 배치 방식에 비해 최소 1/2이하로 줄일 수 있다. 또한, 소형경량화로 인해 에폭시 양에 따라 진공주형과 건조에 수십 내지 수 시간 소요되는 시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있고, 스페이서 절연물인 에폭시 소재를 소량 사용함으로써 원가절감이 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 철심형 변류기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 로고우스키형 변류기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래기술에 따른 철심형 변압기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래기술에 따른 용량성 분압기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서의 전체 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서의 구조를 설명하기 위한 투시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압센서 및 전류센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압센서 및 전류센서의 실측 사진이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 종래기술에 따른 철심형 변류기를 설명하기 위한 도면이다.
종래기술에 따른 철심형 변류기의 원리는 예를 들어, 1차 대전류가 흐르는 도체를 관통형 변류기에 통과시켜 1차 전류에 비례하는 발생하는 자속(
Figure pat00001
)이 변류기 코일에 쇄교하여 기전력을 획득할 수 있다. 도 1을 참조하면, 관통하는 도체권수는 1회이고, 변류기에 얻어지는 전류는 변류기 코일 권수(N)에 반비례(1/N)하는 전류가 흐르게 된다. 이러한 구조는 구조가 단순하지만 철심과 에나멜 동선 및 외함으로 구성되어 대형의 중량물이며, 대전류에 포화(saturation)될 수 있다.
도 2는 종래기술에 따른 로고우스키형 변류기를 설명하기 위한 도면이다.
종래기술에 따른 로고우스키형 변류기의 원리는 철심형 변류기와 같지만, 코일 내부에 철심을 사용하지 않는 공심형으로 로고우스키형 변류기에 얻어지는 전압 u(t)는 다음과 같다:
Figure pat00002
이러한 구조는 구조가 단순하고, 소형 경량이며, 철심의 자기포화가 없어 측정범위가 넓다는 장점이 있다. 반면에, 로고우스키형 변류기의 감도가 낮아 측정범위에 따라 증폭기(amplifier)가 필요하게 되고, 출력 전압은 1차 전류의 미분형이므로 원신호(1차전류)로 복원하기 위해 출력단에 적분기(integrator)가 필요하다는 단점이 있다.
이러한 종래기술에 따른 철심형 변류기 및 로고우스키형 변류기는 모두 가스절연개폐장치(Gas Insulated Swichgear; GIS)의 스페이서에 내장할 수 없다. 철심형 변류기는 GIS의 스페이서보다 매우 크므로 적용될 수 없고, 코일(다시 말해, 에나멜동선)의 로고우스키형 전류센서(절연호스 또는 권선형)는 내부 공극이나 보이드 등으로 인한 문제로 GIS의 스페이서 내에 적용 불가능하다.
종래기술에 따른 PCB(Printed Circuit Board) 패턴의 수평형 로고우스키형 전류센서는 저압 및 고압에서는 일부 수정 후 적용 가능할 수 있으나, 66kV 특고압이나 100kV이상의 초고압 GIS 용에는 절연거리가 확보되지 않아 적용 불가능하다.
도 3은 종래기술에 따른 철심형 변압기를 설명하기 위한 도면이다.
종래기술에 따른 철심형 변압기는 철심에 1차측 권선(n1)과 2차측 권선(n2)을 감고 1차측에 전류를 흘리면 1차측 권선에 흐르는 전류에 의해 1차측 철심에 자속이 발생하고 이 자속은 철심을 통해 2차측 권선을 쇄교한다. 2차측 권선의 내부에 있는 철심에는 1차측 권선에 의한 자속의 변화를 방해하는 방향으로 자속이 발생하고 이 자속에 의해 2차측 권선에 기전력이 발생하여 전류가 흐르게 된다. 이때, 1차측 전압에 대한 2차측 전압은 권선수에 비례한다. 즉, (V1/V2) = (n1/n2)의 관계가 성립하고 이를 변압비로 나타낸다.
이러한 철심형 변압기는 구조가 단순하지만 철심과 권선 및 외함으로 구성되어 대형의 중량물이며, GIS 스페이서 속 내장이 불가능하다는 단점이 있다.
도 4는 종래기술에 따른 용량성 분압기를 설명하기 위한 도면이다.
종래기술에 따른 용량성 분압기는 센싱전극과 고전압 도체 사이에서의 표류정전용량, 접지 전극 사이에서의 정전용량에 분압비로 전압을 측정하는 것이다. 이는 일종의 광대역 필터와 같으며, 주파수 응답은 계측용 계기의 입력임피던스와 센서의 정전용량에 의하여 결정된다. 용량성 분압원리는 도 4와 같이 나타낼 수 있다.
도 4를 참조하면, 고압측 C1과 접지측 C0에 의한 용량성 분압을 통해 VO는 Vh와 C1, C0에 대한 식으로 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Figure pat00003
이러한 용량성 분압기는 구조가 단순하고, 소형 경량 및 전극구조 자체의 고장률이 희박하다는 장점이 있지만, 높은 입력 임피던스로 인해 임피던스 매칭을 위한 전압버퍼(Voltage Follower)가 필요하며, 입력단 및 출력단 임피던스 조정을 통한 분압비, 출력값 및 위상조절이 필요하다는 단점이 있다.
상술된 종래기술에 따른 철심형 변류기, 로고우스키형 변류기, 철심형 변압기 및 용량성 분압기는 모두 GIS스페이서에 내장할 수 없다. 다시 말해, 철심형 변류기 및 철심형 변압기는 GIS 스페이서보다 매우 크므로 적용될 수 없다. 또한, 로고우스키형 전류센서(예를 들어, 절연호스 또는 권선형)는 내부 공극이나 보이드 등으로 GIS 스페이서내에 적용이 불가능하고, PCB형의 로고우스키형 전류센서는 저압 및 고압에서는 일부 수정 후 적용 가능할 수 있으나, 66kV 특고압이나 100kV이상의 초고압 GIS용에는 절연거리가 확보되지 않아 적용 불가능하다. 또한, 적층형의 용량성 분압센서는 GIS 스페이서보다 매우 크므로 적용될 수 없다.
본 발명에서는 이러한 단점들을 개선하기 위해 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서를 수직형으로 제작하고, 스페이서 내에 동축으로 배치함으로써, 스페이서의 두께를 기존 수평 배치 방식에 비해 최소 1/2이하로 줄일 수 있는 구조를 제안한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서의 전체 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5(a)는 종래기술에 따른 GIS 스페이서 내장 수평형 전압센서 및 전류센서의 전체 구조를 나타내는 도면이다.
종래기술에 따른 GIS 스페이서 내장 수평형 전압센서(다시 말해, EVT(Electronic voltage transformer) 센서)(511) 및 전류센서(다시 말해, ECT(Electronic current transformer) 센서)(512)는 도 5(a)와 같이 상호간 전자기 간섭을 피하기 위해 전압센서(511)와 전류센서(512)가 컨덕터(conductor)를 중심으로 수평으로 배치되어 있다. 종래기술에 따르면, 예를 들어 도 5(a)에 도시된 바와 같이 스페이서의 두께가 1AU로서, 제안하는 전압센서 및 전류센서의 구조보다 약 200% 이상 증가하게 된다.
도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서 내장 동축 일체형(다시 말해, 수직형) 전압센서 및 전류센서의 전체 구조를 나타내는 도면이다.
제안하는 GIS의 스페이서는 전압센서(다시 말해, EVT(Electronic voltage transformer) 센서)(521) 및 전류센서(다시 말해, ECT(Electronic current transformer) 센서)(522)를 내부에 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 GIS의 두께를 감소시키기 위해 전압센서 및 전류센서가 동축 수직형으로 스페이서에 내장되어 배치된다. 도 5(b)와 같이 제안하는 GIS의 스페이서의 전압센서(521)와 전류센서(522)는 자계에 의한 차폐로 전압센서의 정밀도가 감소하는 것을 방지하기 위해 도체인 컨덕터(conductor)를 중심으로, 다시 말해 동축을 기준으로 도체, 전압센서(521), 전류센서(522)의 순으로 배치된다.
이와 같이, 전압센서(521) 및 전류센서(522)가 수직형으로 배치되고, 스페이서 내에 동축으로 배치되면, 스페이서의 두께가 0.6AU로서, 종래기술에 따른 수평형 전압센서 및 전류센서 구조에 비해 약 1/2 이하로 감소시킬 수 있다.
그 결과, 소형경량화로 인해 에폭시 양에 따라 진공주형과 건조에 수십 내지 수 시간 소요되는 시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있고, 스페이서 절연물인 에폭시 소재를 소량 사용함으로써 원가절감이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 전압센서(521) 및 전류센서(522)의 상호간 거리가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 전압센서의 센싱전극과 전류센서의 접지전극 각각은 스플릿(Split) 구조를 포함할 수 있다.
다시 말해, 제안하는 전압센서(521)의 센싱전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 센싱전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전압센서(521)는 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 전계검출 전극인 센싱전극을 포함할 수 있다.
또한, 제안하는 전류센서(522)의 접지전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 접지전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전류센서(522)는 로고우스키 코일이 수직 구조의 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 정전 차폐용 전극인 접지전극을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서의 구조를 설명하기 위한 투시도이다.
도 6(a)는 종래기술에 따른 GIS 스페이서 내장 수평형 전압센서 및 전류센서의 투시도이다.
종래기술에 따른 GIS 스페이서(612) 내장 수평형 전압센서(613) 및 전류센서(614)는 도 6(a)와 같이 상호간 전자기 간섭을 피하기 위해 전압센서(613)와 전류센서(614)가 고전압 도체(611)를 중심으로 수평으로 배치되어 있다. 종래기술에 따르면, 예를 들어 도 6(a)에 도시된 바와 같이 스페이서(612)의 두께가 제안하는 전압센서 및 전류센서의 구조보다 약 200% 이상 증가하게 된다.
도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서(622) 내장 동축 일체형(다시 말해, 수직형) 전압센서(623) 및 전류센서(624)의 투시도이다.
제안하는 GIS의 스페이서(622)는 전압센서(623) 및 전류센서(624)를 내부에 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 GIS의 두께를 감소시키기 위해 전압센서(623) 및 전류센서(624)가 동축 수직형으로 스페이서(622)에 내장되어 배치된다. 도 6(b)와 같이 제안하는 GIS의 스페이서(622)의 전압센서(623)와 전류센서(624)는 자계에 의한 차폐로 전압센서의 정밀도가 감소하는 것을 방지하기 위해 고전압 도체(621)를 중심으로, 다시 말해 동축을 기준으로 고전압 도체(621), 전압센서(623), 전류센서(624)의 순으로 배치된다.
이와 같이, 전압센서(623) 및 전류센서(624)가 수직형으로 배치되고, 스페이서(622) 내에 동축으로 배치되면, 스페이서(622)의 두께를 종래기술에 따른 수평형 전압센서 및 전류센서 구조에 비해 약 1/2 이하로 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 GIS의 스페이서(712) 내부에는 전압센서(713) 및 전류센서(714)가 도체(711)를 중심으로 도체(711), 전압센서(713), 전류센서(714)의 순으로 배치된다. 이와 같이, 전압센서(713) 및 전류센서(714)를 수직형으로 스페이서(712) 내에 동축으로 배치함으로써 GIS의 두께를 감소시킬 수 있다.
이때, 전압센서(713) 및 전류센서(714)의 상호간 절연거리(715)가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 전압센서(713)의 센싱전극과 전류센서(714)의 접지전극 각각은 스플릿(Split) 구조를 포함시킬 수 있다. 도 8 및 도 9를 참조하여 제안하는 전압센서 및 전류센서의 스플릿 구조에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압센서 및 전류센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 8(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압센서의 센싱전극의 스플릿 구조(811)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서의 접지전극의 스플릿 구조(812)를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 전압센서 및 전류센서가 스페이서 내에 동축 일체형(다시 말해, 수직형)으로 배치됨에 따라, 전압센서 및 전류센서의 상호간 거리가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 제안하는 전압센서의 센싱전극과 전류센서의 접지전극 각각은 스플릿(Split) 구조를 포함할 수 있다.
도 8(a)에 도시된 바와 같이, 제안하는 전압센서의 센싱전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 센싱전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조(811)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전압센서는 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 전계검출 전극인 센싱전극을 포함할 수 있다.
도 8(b)에 도시된 바와 같이, 제안하는 전류센서의 접지전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 접지전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조(812)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전류센서는 로고우스키 코일이 수직 구조의 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 정전 차폐용 전극인 접지전극을 포함할 수 있다.
이와 같이, 자속(magnetic flux)이 유도되어 전압이 발생하여 측정오차를 발생시키지 않도록 전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함함으로써 루프를 형성하지 않아 전계는 차폐하고 자속이 쇄교되지 않도록 설계한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압센서 및 전류센서의 실측 사진이다.
도 9(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압센서의 센싱전극의 스플릿 구조(911)의 실측 사진이다.
도 9(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류센서의 접지전극의 스플릿 구조(912)의 실측 사진이다.
도 9(a)에 도시된 바와 같이, 제안하는 전압센서의 센싱전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 센싱전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조(911)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전압센서는 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 전계검출 전극인 센싱전극을 포함할 수 있다.
도 9(b)에 도시된 바와 같이, 제안하는 전류센서의 접지전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 접지전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조(912)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전류센서는 로고우스키 코일이 수직 구조의 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 정전 차폐용 전극인 접지전극을 포함할 수 있다.
도 9(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 GIS 스페이서 내장 동축 일체형(다시 말해, 수직형) 전압센서(913) 및 전류센서(914)의 실측 사진이다.
본 발명의 실시예에 따른 전압센서(913) 및 전류센서(914)가 스페이서 내에 동축 일체형(다시 말해, 수직형)으로 배치됨에 따라, 전압센서 및 전류센서의 상호간 거리가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 제안하는 전압센서의 센싱전극과 전류센서의 접지전극 각각은 도 9(a) 및 도 9(b)와 같이 스플릿(Split) 구조를 포함할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서를 수직형으로 제작하고, 스페이서 내에 동축으로 배치함으로써, 스페이서의 두께를 기존 수평 배치 방식에 비해 최소 1/2이하로 줄일 수 있다. 또한, 소형경량화로 인해 에폭시 양에 따라 진공주형과 건조에 수십 내지 수 시간 소요되는 시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있고, 스페이서 절연물인 에폭시 소재를 소량 사용함으로써 원가절감이 가능하다.
제안하는 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서는 전력설비 감시진단, 디지털 변전소 및 자산관리 분야에 적용될 수 있다. 예를 들어, 중전기산업의 GIS에서 기존 철심형 변류기(Current Transformer; CT) 및 변압기(Potential Transformer; PT)의 수평 배치를 제안하는 GIS 스페이서 내장 동축 일체형 전압센서 및 전류센서로 대체 시GIS 설비의 체적 및 충진 절연가스를 감소시킬 수 있다.
또한, 내부 충진 절연가스는 SF6(육불화황)로 지구온난화지수가 매우 높아 강제적으로 사용량을 감소시켜야 하는 상황이므로, 지구온난화 감소를 위해 적극적으로 적용할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 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 실시예를 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), CD-ROM, 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.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 가스절연개폐장치(Gas Insulated Swichgear; GIS)의 스페이서에 있어서,
    전압센서 및 전류센서를 포함하고,
    가스절연개폐장치의 두께를 감소시키기 위해 상기 전압센서 및 상기 전류센서가 동축 수직형으로 스페이서에 내장되어 배치되는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압센서 및 상기 전류센서의 상호간 거리가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 상기 전압센서의 센싱전극과 상기 전류센서의 접지전극 각각은 스플릿(Split) 구조를 포함하는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전압센서의 센싱전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 상기 센싱전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함하는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전압센서는 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 전계검출 전극인 센싱전극을 포함하는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전류센서의 접지전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 상기 접지전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함하는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전류센서는 로고우스키 코일이 수직 구조의 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 정전 차폐용 전극인 접지전극을 포함하는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압센서 및 상기 전류센서는 자계에 의한 차폐로 상기 전압센서의 정밀도가 감소하는 것을 방지하기 위해 동축을 기준으로 도체, 전압센서, 전류센서의 순으로 배치되는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  8. 가스절연개폐장치(Gas Insulated Swichgear; GIS)의 스페이서에 있어서,
    전압센서 및 전류센서를 포함하고,
    상기 전압센서 및 상기 전류센서의 상호간 거리가 감소함으로써 증가하는 전자기 간섭을 감소시키기 위해 상기 전압센서의 센싱전극과 상기 전류센서의 접지전극 각각은 스플릿(Split) 구조를 포함하는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전압센서의 센싱전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 상기 센싱전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함하고,
    상기 전압센서는 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 전계검출 전극인 센싱전극을 포함하는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전류센서의 접지전극이 루프(loop)를 형성하지 않도록 상기 접지전극의 일부분이 분리된 스플릿 구조를 포함하고,
    상기 전류센서는 로고우스키 코일이 수직 구조의 F-PCB(Flexible Printed Circuit Board)로 제작된 정전 차폐용 전극인 접지전극을 포함하는
    가스절연개폐장치의 스페이서.
KR1020210129639A 2021-09-30 2021-09-30 Gis 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법 KR20230046538A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210129639A KR20230046538A (ko) 2021-09-30 2021-09-30 Gis 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210129639A KR20230046538A (ko) 2021-09-30 2021-09-30 Gis 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230046538A true KR20230046538A (ko) 2023-04-06

Family

ID=85918197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210129639A KR20230046538A (ko) 2021-09-30 2021-09-30 Gis 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230046538A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2136216B1 (en) A combined electrical measurement device
CN106062570B (zh) 具有屏蔽线圈的高带宽罗氏换能器
JPH10213603A (ja) 自己給電式軸方向電流センサ
US5272460A (en) Current and voltage transformer for a metal-encapsulated, gas-insulated high-voltage installation
US10727757B2 (en) High voltage high frequency power converter
CN104813175B (zh) 用于综合用途的电流和/或电压感测装置
CN107796974B (zh) 线圈式传感器、包括其的测量装置、断路器及其缠绕方法
CN203406161U (zh) 带闭合磁路空心线圈与电阻分压器组合的电子式互感器
JP4622839B2 (ja) ロゴスキーコイル、ロゴスキーコイル生産方法、及び、電流計測装置
US3725741A (en) Differential transformer mounting arrangement particulary for ground fault interrupter apparatus
US9453858B2 (en) Sensor device and method of manufacture and use
US9638721B2 (en) Current sensor inspection system and current sensor inspection method
KR20230046538A (ko) Gis 스페이서 내장 동축 일체형 전압전류센서의 구조 및 설치 방법
KR102591892B1 (ko) 자기 공명 영상 스위칭 전력 증폭기 시스템 및 방법
JP2001068359A (ja) トランス装置
US3020502A (en) Multicore transformer
KR100915653B1 (ko) 전자기유도 현상을 응용한 기중절연 고압기기 전류측정장치
KR102563389B1 (ko) 가스절연개폐장치의 스페이서 내장 로고우스키형 전류센서의 구조 및 제조 방법
JP6985317B2 (ja) 放電測定回路
US11282635B2 (en) Stationary induction electric apparatus
Arturi et al. Finite element analysis and calculation of the magnetic field distribution in smoothing inductors for electric traction
Kuppan Frequency response analysis of a current limiting reactor.
KR20210044462A (ko) 전류측정장치 및 이를 포함하는 가스절연개폐장치
JPS61166015A (ja) 高圧トランス
JP3516766B2 (ja) 電磁誘導式プローブ

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application