KR20230082907A - 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치는, 하우징, 상기 하우징의 측면에 형성되며, 육불화황(SF6) 가스배관 양측에 각각 연결되는 접속부, 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 육불화황(SF6) 가스배관 내 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)을 측정하는 센서부, 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 센서부를 통해 측정된 이산화황(SO2) 측정값 및 수분(H2O) 측정값을 기 설정된 기준값과 각각 비교하여 상기 접속부를 통해 연결된 GIS 기기의 이상 여부를 판단하는 제어부, 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 이산화황(SO2) 측정값 또는 수분(H2O) 측정값을 저장하는 저장부, 및 상기 하우징의 전면에 형성되며, 상기 이산화황(SO2) 측정값 및 수분(H2O) 측정값을 디스플레이하는 표시부를 포함한다.
Description
본 발명은 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 GIS(Gas Insulated Switchgear) 내 육불화황(SF6) 가스의 절연파괴로 인해 발생하는 이산화황(SO2) 가스와 GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연성능 저하를 유발하는 수분(H2O)을 상시 탐지할 수 있도록 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
육불화황(SF6) 가스는 알루미늄 생산, 마그네슘 제련, 반도체 생산, 평판 스크린 생산, 핵연료 주기, 소음 방지 창문, 타이어, 고성능 레이더, 기후 측정을 위한 추적용 가스, 발전소 파이프 내 및 군사적 응용을 포함해서 전기 산업이 아닌 다른 분야에서도 널리 이용되고 있다.
육불화황은 공기의 약 3배 정도 높은 절연 내압, 공기의 약 10배 정도 높은 열 차단 용량(thermal interruption capabilities) 및 공기의 약 2배 정도 높은 열전달 성능으로 인해 1960년 초 이후로 다양한 전력 설비에서 절연체로서 사용되어 왔다. 전기산업 이외의 분야에서는 거의 1% 정도로 낮은 농도의 육불화황 가스를 사용하지만 전기산업에서는 90% 이상의 고농도 혹은 거의 100%에 가까운 육불화황 가스가 사용되고 있다. 특히, 우리나라는 전체 육불화황 사용량의 약 80%를 전기산업에서 사용하고 있다.
전기산업에서는 예를 들면, GIS(Gas Insulated Switchgear), 중전압 가스 개폐기, 고전압 가스 개폐기, 고전압 가스 절연선, 가스 절연 전압 변압기 등의 전력 설비에서 육불화황을 절연체로 사용하고, 밀폐된 싸이클을 통해 이를 저장 및 회수한다.
이와 같이 육불화황을 절연체로 사용하는 전력 설비에서 절연체 내에 아크가 발생하게 되면, 온도 상승, 전기 방사, 전기 방전 및 불소 원자 분리에 의해 이온, 라디칼 및 중성 분자 등의 다양한 부산물이 연속적으로 발생한다. 이러한 부산물 중 대부분은 육불화황을 형성하기 위해 재결합하는 반면에 일부는 산소, 물 등과 같이 장비 제조에 사용된 다른 물질과 결합한다.
이러한 경우, 밀폐된 싸이클 내에 존재하는 육불화황(SF6) 절연체 내에는 HF, SO2, SOF2, SOF4, SO2F2, SF4, CF4 등의 불순물이 포함될 수 있다. 또한, 전력 설비의 유지 보수를 위해 밀폐된 싸이클 내에 육불화황을 충전 또는 배출시키는 경우 공기와 수증기의 유입에 의해 발생하는 질소, 산소, 물 등이 주요한 불순물이 될 수 있으며, 그 외 취급 및 보수 과정에서 발생하는 공기 및 오일 성분 등도 불순물이 될 수 있다.
종래에는 육불화황 가스에서 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)을 검출하기 위해, 이산화황(SO2) 및 수분(H2O) 테스트 키트(KIT)를 사용하거나, 이산화황(SO2) 및 수분(H2O) 휴대용 테스터기를 사용하였다. 이산화황(SO2) 및 수분(H2O) 테스트 키트(KIT)는 GIS의 가스배관에서 추출된 육불화황(SF6) 가스를 포집한 후 시료를 통해 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)의 허용치 이상 여부를 검출하였다. 이산화황(SO2) 및 수분(H2O) 휴대용 테스터기는 GIS의 가스배관에서 추출된 육불화황(SF6) 가스에 근접 또는 호스를 통해 테스터기 내로 유입되는 육불화황(SF6) 가스에 잔존해있는 이산화황(SO2) 및 수분(H2O) 수치값을 출력하였다.
그러나, 종래의 이산화황(SO2) 및 수분(H2O) 검출방식은 설비 점검주기 또는 GIS 내부고장 및 설비고장 시 육불화황(SF6) 가스를 추출하여 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)을 검출하는 방식으로, 점검주기 도래 전 또는 점진적 절연열화로 인해 발생하는 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)을 조기에 검출하지 못하였다. 이러한 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)의 검출방식 문제로 인해 육불화황(SF6) 가스의 절연열화 등으로 인한 설비고장을 조기에 예방하는데 어려움이 있었다.
이에, GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연파괴로 인해 발생하는 이산화황(SO2) 가스와 GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연성능 저하를 유발하는 수분(H2O)을 상시 탐지할 수 있도록 하는 기술 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 등록특허공보 제10-2056580호(2019.12.17. 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연파괴로 인해 발생하는 이산화황(SO2) 가스와 GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연성능 저하를 유발하는 수분(H2O)을 상시 탐지할 수 있도록 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치는, 하우징, 상기 하우징의 측면에 형성되며, 육불화황(SF6) 가스배관 양측에 각각 연결되는 접속부, 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 육불화황(SF6) 가스배관 내 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)을 측정하는 센서부, 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 센서부를 통해 측정된 이산화황(SO2) 측정값 및 수분(H2O) 측정값을 기 설정된 기준값과 각각 비교하여 상기 접속부를 통해 연결된 GIS 기기의 이상 여부를 판단하는 제어부, 상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 이산화황(SO2) 측정값 또는 수분(H2O) 측정값을 저장하는 저장부, 및 상기 하우징의 전면에 형성되며, 상기 이산화황(SO2) 측정값 및 수분(H2O) 측정값을 디스플레이하는 표시부를 포함한다.
본 발명은 상기 하우징의 전면에 형성되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 접속부를 통해 연결된 GIS 기기의 이상 여부를 사용자에게 알리는 알림부를 더 포함하고, 상기 알림부는, 통신부, 부저(Buzzer), 램프, 및 LCD 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명은 상기 하우징의 일정 위치에 부착되며, 주변환경정보를 측정하는 주변환경 감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 주변환경정보를 기 설정된 환경 기준값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 가스 측정 가능 여부를 판단하며, 가스 측정이 가능한 경우 상기 센서부를 통해 이산화황 및 수분을 측정할 수 있다.
본 발명은 상기 이산화황(SO2) 측정값, 수분(H2O) 측정값, 및 상기 접속부를 통해 연결된 GIS 기기의 이상 여부를 통신망을 통해 외부의 장치로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 이산화황 측정값을 이산화황 기준값과 비교 시, 상기 제어부는, 상기 이산화황 측정값을 이산화황 기준값과 비교하고, 그 비교결과 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상인 경우, 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 이산화황 측정값을 상기 저장부에 저장하고, 상기 이산화황 측정값이 상기 이산화황 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 이산화황 측정값을 상기 저장부에 저장하지 않을 수 있다.
본 발명은 상기 수분 측정값을 수분 기준값과 비교시, 상기 제어부는, 상기 GIS 기기가 분해가스 발생기기인지를 판단하고, 분해가스 발생기기인 경우 상기 수분 측정값을 제1 수분 기준값과 비교하여 제1 수분 기준값 이상인 경우 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 수분 측정값이 상기 제1 수분 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하지 않으며, 상기 GIS 기기가 분해가스 발생기기가 아닌 경우 상기 수분 측정값을 제2 수분 기준값과 비교하여 제2 수분 기준값 이상인 경우 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 수분 측정값이 상기 제2 수분 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하지 않으며, 상기 제1 수분 기준값은 상기 제2 수분 기준값보다 큰 값일 수 있다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 저장부에 저장된 기록을 기초로 가스 측정 결과를 상기 알림부 및 표시부를 통해 알리되, 기 설정된 일정 시간동안 이산화황 측정값 및 수분 측정값이 상기 저장부에 저장되어 있지 않은 경우, 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 알림부를 통해 정상임을 알리고, 상기 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 상기 표시부를 통해 출력하며, 상기 일정 시간동안 이산화황 측정값 및 수분 측정값 중 하나의 측정값이 저장부에 저장되어 있는 경우, 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 알림부를 통해 이상 상태임을 알리고, 상기 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 상기 표시부를 통해 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법은, 제어부가 센서부를 통해 측정된 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 기 설정된 이산화황 기준값 및 수분 기준값과 비교하는 단계, 상기 제어부가, 상기 기준값 이상인 측정값이 존재하는 경우 해당 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 기준값 이상인 아닌 측정값은 상기 저장부에 저장하지 않는 단계, 및 상기 저장부에 저장된 기록을 기초로 가스 측정 결과를 알리는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 비교하는 단계 이전에, 상기 제어부가 주변환경 감지부를 통해 측정된 주변환경정보를 기 설정된 환경 기준값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 가스 측정 가능 여부를 판단하며, 가스 측정이 가능한 경우 상기 센서부를 통해 이산화황 및 수분을 측정하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 저장부에 저장하지 않는 단계에서, 상기 이산화황 측정값을 이산화황 기준값과 비교 시, 상기 제어부는, 상기 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상인 경우, 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 이산화황 측정값을 상기 저장부에 저장하고, 상기 이산화황 측정값이 상기 이산화황 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 이산화황 측정값을 상기 저장부에 저장하지 않을 수 있다.
본 발명은 상기 저장부에 저장하지 않는 단계에서, 상기 수분 측정값을 수분 기준값과 비교시, 상기 제어부는, 상기 GIS 기기가 분해가스 발생기기인지를 판단하고, 분해가스 발생기기인 경우 상기 수분 측정값을 제1 수분 기준값과 비교하여 제1 수분 기준값 이상인 경우 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 수분 측정값이 상기 제1 수분 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하지 않으며, 상기 GIS 기기가 분해가스 발생기기가 아닌 경우 상기 수분 측정값을 제2 수분 기준값과 비교하여 제2 수분 기준값 이상인 경우 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 수분 측정값이 상기 제2 수분 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하지 않으며, 상기 제1 수분 기준값은 상기 제2 수분 기준값보다 큰 값일 수 있다.
본 발명은 상기 가스 측정 결과를 알리는 단계에서, 상기 제어부는, 기 설정된 일정 시간동안 이산화황 측정값 및 수분 측정값이 상기 저장부에 저장되어 있지 않은 경우, 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 알림부를 통해 정상임을 알리고, 상기 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 상기 표시부를 통해 출력하며, 상기 일정 시간동안 이산화황 측정값 및 수분 측정값 중 하나의 측정값이 저장부에 저장되어 있는 경우, 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 알림부를 통해 이상 상태임을 알리고, 상기 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 상기 표시부를 통해 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연파괴로 인해 발생하는 이산화황(SO2) 가스와 GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연성능 저하를 유발하는 수분(H2O)을 상시 탐지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, GIS 내 육불화황(SF6) 및 수분(H2O)의 열화진전을 조기 발견하여 설비고장을 예방할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, 육불화황(SF6) 가스 내 이산화황(SO2) 및 수분(H2O) 수치값의 추적관리를 통해 안정적으로 설비를 운영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)의 Real-time Check로 안정적으로 설비 운전이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, 가스 상태 감지 장치의 일회 설치로 반영구적 사용이 가능해 경제적 설비운영이 가능하고, 가스 상태 감지 장치의 탈부착이 용이해 관통형 가스 상태 감지 장치의 유지 관리가 편리하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, 관통형 가스 상태 감지 장치 설치 시, 설비 휴전이 불필요하고, 설비휴전수반 불필요로 현장에 즉시 적용가능하다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치를 설명하기 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 상태 감지 장치를 설치한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 상태 감지 장치를 설치한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치를 설명하기 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 상태 감지 장치를 설치한 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치(이하, '가스 상태 감지 장치'라 칭함, 100)는 하우징(110), 접속부(120), 센서부(130), 조작부(140), 표시부(150), 저장부(160), 알림부(170) 및 제어부(180)를 포함한다.
접속부(120)는 하우징(110)의 측면에 GIS 기기 간 육불화황(SF6) 가스배관(10) 양측에 각각 연결될 수 있다. 접속부(120)는 밀폐용 플렌지로 구현될 수 있다.
센서부(130)는 하우징(110)의 내측에 형성되며, 육불화황(SF6) 가스배관(10) 내 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)을 측정하고, 그 측정값을 제어부(180)로 전송할 수 있다.
조작부(140)는 하우징(110)의 전면에 형성되며, 사용자의 조작 명령을 입력받는다. 사용자는 조작부(140)를 통해 조작 명령을 입력할 수 있다.
표시부(150)는 하우징(110)의 전면에 형성되며, 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)의 측정값을 디스플레이할 수 있다.
저장부(160)는 하우징(110)의 내측에 형성되며, 제어부(180)의 제어에 따라 이산화황(SO2) 또는 수분(H2O)의 측정값을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(160)는 이산화황(SO2) 또는 수분(H2O)의 이상 여부를 판단하기 위한 기준값을 저장할 수 있다.
저장부(160)는 가스 상태 감지 장치(100)의 동작과 관련된 데이터와 소프트웨어(프로그램)들을 저장하는 구성이다. 예컨대 저장부(160)는 가스 상태 감지 장치(100)의 성능을 측정 및 진단을 위한 소프트웨어를 저장한다. 또한 저장부(160)에는 통신 소프트웨어가 저장되어 각종 데이터나 소프트웨어를 미리 설정된 통신 경로를 통해 전송하거나 수신할 수 있도록 한다. 이러한 저장부(160)는 공지된 저장매체를 이용할 수 있으며, 예를 들어, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM 등과 같이 공지 또는 공지되지 않은 저장매체 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있다.
알림부(170)는 하우징(110)의 전면에 형성되며, 제어부(180)의 제어에 따라 이산화황(SO2) 또는 수분(H2O)의 이상 여부를 사용자에게 알릴 수 있다. 이때, 알림부(170)는 통신부, 부저(Buzzer), 램프, LCD 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 따라서 알림부(170)는 유무선 통신, LED 및 소리 등을 이용하여 근거리와 원거리에서 가스 상태 감지 장치(100)의 이산화황 및 수분의 상태를 알릴 수 있다.
예를 들어, 이산화황 측정값 및 수분 측정값이 정상이면, 알림부(170)는 제어부(180)의 제어에 따라 GIS 기기가 정상상태임을 알릴 수 있다. 예컨대, 알림부(170)는 녹색 램프를 점등할 수 있다. 이산화황과 수분 중 하나의 측정값만이 정상이면, 알림부(170)는 제어부(180)의 제어에 따라 GIS 기기가 이상(불량)상태임을 알리는 1차 경고를 출력할 수 있다. 예컨대, 알림부(170)는 황색 램프를 점등하고, 경보음을 발생할 수 있다. 이산화황 및 수분의 측정값이 모두 비정상이면, 알림부(170)는 제어부(180)의 제어에 따라 GIS 기기가 이상(불량)상태임을 알리는 2차 경고를 출력할 수 있다. 예컨대, 알림부(170)는 적색 램프를 점등하고, 경보음을 발생할 수 있다.
또한, 알림부(170)는 가스 상태 감지 장치(100)의 이산화황 및 수분의 상태를 사용자(작업자)에게 알릴 수 있다.
제어부(180)는 하우징(110)의 내측에 형성되며, 센서부(130)를 통해 측정된 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)의 측정값을 기 설정된 기준값과 각각 비교하여 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기의 이상 여부를 판단할 수 있다.
즉, 제어부(180)는 이산화황 측정값을 이산화황 기준값과 비교하고, 그 비교결과 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상인 경우, 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기의 불량으로 판단하여 이산화황 측정값을 저장부(160)에 기록하고, 표시부(150)를 통해 디스플레이할 수 있다. 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상이 아니면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 정상으로 판단하여 이산화황 측정값을 기록하지 않고, 표시부(150)를 통해 디스플레이만 할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 수분 측정값을 수분 기준값과 비교하고, 그 비교결과 수분 측정값이 수분 기준값 이상인 경우, 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 불량으로 판단하여 수분 측정값을 저장부(160)에 기록하고, 표시부(150)를 통해 디스플레이할 수 있다. 수분 측정값이 수분 기준값 이상이 아니면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 정상으로 판단하여 수분 측정값을 기록하지 않고, 표시부(150)를 통해 디스플레이만 할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 이산화황(SO2) 또는 수분(H2O)의 이상 여부를 알림부(170)를 통해 사용자에게 알릴 수 있다. 이때, 제어부(180)는 이산화황(SO2) 또는 수분(H2O)의 측정값에 기초하여 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기의 불량 여부를 판단할 수 있고, 불량으로 판단된 경우 알림부(170)를 통해 GIS 기기의 불량을 알릴 수 있다.
본 발명에 따른 가스 상태 감지 장치(100)는 전원부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 전원부는 가스 상태 감지 장치(100)에 전원을 공급한다. 전원부는 내장형 배터리 또는 전원 커넥터를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
본 발명에 따른 가스 상태 감지 장치(100)는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 통신부는 이산화황 및 수분의 측정값 및 이산화황(SO2) 또는 수분(H2O)의 이상 여부를 통신망을 통해 외부의 장치로 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 가스 상태 감지 장치(100)는 주변환경 감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 주변환경 감지부는 하우징(110)의 일정 위치에 부착되며, 주변환경정보를 측정할 수 있다. 여기서, 주변환경은 온도, 습도 등을 포함할 수 있다. 따라서, 주변환경 감지부는 온도센서, 습도 센서 등으로 구현될 수 있다.
주변환경 감지부가 포함된 경우, 제어부(180)는 주변환경정보를 기 설정된 환경 기준값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 가스 측정 가능 여부를 판단하며, 가스 측정이 가능한 경우 센서부(130)를 통해 이산화황 및 수분을 측정할 수 있다. 여기서, 온도 기준값은 0~40도, 습도 기준값은 80%이하일 수 있다. 제어부(180)는 이산화황 및 수분 측정의 오류를 없애기 위해 주변환경정보를 확인할 수 있다.
상기와 같이 구성된 가스 상태 감지 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 GIS 기기 간 육불화황(SF6) 가스배관(10) 양측에 각각 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 제어부(180)는 주변환경 감지부를 통해 주변환경정보를 확인하고(S402), 주변환경정보에 기초하여 가스 측정 가능 여부를 판단한다(S404). 즉, 제어부(180)는 온도 및 습도가 기 설정된 기준값 이하인지를 판단하고, 기준값 이하인 주변환경정보가 적정하다고 판단하여 가스 측정이 가능하다고 판단할 수 있다. 여기서, 온도 기준값은 0~40도, 습도 기준값은 80%이하일 수 있다. 제어부(180)는 이산화황 및 수분 측정의 오류를 없애기 위해 주변환경정보를 확인할 수 있다.
S404 단계의 판단결과, 가스 측정이 가능하면, 제어부(180)는 가스 측정을 시작하고(S406), 센서부(130)를 통해 측정된 아산화항 측정값 및 수분 측정값이 안정되었는지를 판단한다(S406). 즉, 제어부(180)는 이산화황 측정값 및 수분 측정값이 일정 범위를 벗어나지 않고 일정하게 유지되는지를 판단할 수 있다.
S406 단계의 판단결과, 아산화항 측정값 및 수준 측정값이 안정되어 있으면, 제어부(180)는 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 기 설정된 기준값과 각각 비교하고(S408), 그 비교결과 기준값 이상인 측정값이 존재하는지를 판단한다(S410).
S410 단계의 판단결과, 기준값 이상인 측정값이 존재하지 않으면, 제어부(180)는 해당 측정값을 저장부(160)에 저장(기록)하지 않는다(S412).
S410 단계의 판단결과, 기준값 이상인 측정값이 존재하면, 제어부(180)는 해당 측정값을 저장부(160)에 저장(기록)한다(S414).
제어부(180)는 이산화황과 수분을 각각 다른 방법으로 기준값과 비교할 수 있다. 먼저, 이산화황 측정값을 이산화황 기준값과 비교하는 경우에 대해 설명하기로 한다. 이 경우, 제어부(180)는 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상인지를 판단한다. 그 판단결과, 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상이면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 이상(불량)으로 판단하여 이산화황 측정값을 저장부(160)에 저장할 수 있다. 만약, 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상이 아니면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 정상으로 판단하여 이산화황 측정값을 저장부(160)에 저장(기록)하지 않는다. 여기서, 이산화황 기준값은 예컨대, 1ppm일 수 있다.
다음으로, 수분 측정값을 수분 기준값과 비교하는 경우에 대해 설명하기로 한다. 이 경우, 제어부(180)는 가스 상태 감지 장치(100)가 연결된 GIS 기기가 분해가스 발생기기인지를 판단할 수 있다. 여기서, 분해가스 발생기기는 차단기, DS 등의 개폐기를 포함할 수 있다. GIS 기기가 분해가스 발생기기이면, 제어부(180)는 수분 측정값을 제1 수분 기준값과 비교할 수 있다. 수분 측정값이 제1 수분 기준값 이상이면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 이상(불량)으로 판단하여 수분 측정값을 저장부(160)에 저장(기록)할 수 있다. 만약, 수분 측정값이 제1 수분 기준값 이상이 아니면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 정상으로 판단하여 수분 측정값을 저장부(160)에 저장(기록)하지 않는다. 만약, GIS 기기가 분해가스 발생기기가 아니면, 제어부(180)는 수분 측정값을 제2 수분 기준값과 비교할 수 있다. 수분 측정값이 제2 수분 기준값 이상이면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 이상(불량)으로 판단하여 수분 측정값을 저장부(160)에 저장(기록)할 수 있다. 만약, 수분 측정값이 제2 수분 기준값 이상이 아니면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 정상으로 판단하여 수분 측정값을 저장부(160)에 저장(기록)하지 않는다. 여기서, 제1 수분 측정값은 제2 수분 측정값보다 큰 값으로, 예컨대, 제1 수분 기준값은 300ppm일 수 있고, 제2 수분 기준값은 150ppm일 수 있다.
S414 단계의 수행 후, 제어부(180)는 저장부(160)에 저장된 기록을 기초로 가스 측정 결과를 알린다(S416). 예를 들면, 기 설정된 일정 시간동안(주기적 또는 실시간으로) 이산화황 측정값 및 수분 측정값이 저장부(160)에 저장(기록)되어 있지 않으면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 정상으로 판단하여 알림부(170)를 통해 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기가 정상임을 알리고, 이산화황 측정값과 수분 측정값을 표시부(150)를 통해 출력한다. 이때, 알림부(170)는 녹색 램프를 점등하여 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기가 정상임을 알릴 수 있다. 또한, 기 설정된 일정 시간동안(주기적 또는 실시간으로) 이산화황 측정값 및 수분 측정값 중 하나의 측정값이 저장부(160)에 저장(기록)되어 있으면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 이상(불량)으로 판단하여 알림부(170)를 통해 이상(불량)임을 알리고, 이산화황 측정값과 수분 측정값을 표시부(150)를 통해 출력할 수 있다. 이때, 알림부(170)는 황색 램프를 점등하고, 경보음을 발생하여 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기가 이상(불량) 상태임을 알릴 수 있다. 또한, 기 설정된 일정 시간동안(주기적 또는 실시간으로) 이산화황 측정값 및 수분 측정값이 모두 저장부(160)에 저장(기록)되어 있으면, 제어부(180)는 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기를 이상(불량)으로 판단하여 알림부(170)를 통해 이상(불량)임을 알리고, 이산화황 측정값과 수분 측정값을 표시부(150)를 통해 출력할 수 있다. 이때, 알림부(170)는 적색 램프를 점등하고, 경보음을 발생하여 접속부(120)를 통해 연결된 GIS 기기가 이상(불량) 상태임을 알릴 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연파괴로 인해 발생하는 이산화황(SO2) 가스와 GIS 내 육불화황(SF6) 가스의 절연성능 저하를 유발하는 수분(H2O)을 상시 탐지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, GIS 내 육불화황(SF6) 및 수분(H2O)의 열화진전을 조기 발견하여 설비고장을 예방할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, 육불화황(SF6) 가스 내 이산화황(SO2) 및 수분(H2O) 수치값의 추적관리를 통해 안정적으로 설비를 운영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)의 Real-time Check로 안정적으로 설비 운전이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, 가스 상태 감지 장치의 일회 설치로 반영구적 사용이 가능해 경제적 설비운영이 가능하고, 가스 상태 감지 장치의 탈부착이 용이해 관통형 가스 상태 감지 장치의 유지 관리가 편리하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법은, 관통형 가스 상태 감지 장치 설치 시, 설비 휴전이 불필요하고, 설비휴전수반 불필요로 현장에 즉시 적용가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치
110 : 하우징
120 : 접속부
130 : 센서부
140 : 조작부
150 : 표시부
160 : 저장부
170 : 알림부
180 : 제어부
110 : 하우징
120 : 접속부
130 : 센서부
140 : 조작부
150 : 표시부
160 : 저장부
170 : 알림부
180 : 제어부
Claims (12)
- 하우징;
상기 하우징의 측면에 형성되며, 육불화황(SF6) 가스배관 양측에 각각 연결되는 접속부;
상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 육불화황(SF6) 가스배관 내 이산화황(SO2) 및 수분(H2O)을 측정하는 센서부;
상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 센서부를 통해 측정된 이산화황(SO2) 측정값 및 수분(H2O) 측정값을 기 설정된 기준값과 각각 비교하여 상기 접속부를 통해 연결된 GIS 기기의 이상 여부를 판단하는 제어부;
상기 하우징의 내측에 형성되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 이산화황(SO2) 측정값 또는 수분(H2O) 측정값을 저장하는 저장부; 및
상기 하우징의 전면에 형성되며, 상기 이산화황(SO2) 측정값 및 수분(H2O) 측정값을 디스플레이하는 표시부
를 포함하는, 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 하우징의 전면에 형성되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 접속부를 통해 연결된 GIS(Gas Insulated Switchgear) 기기의 이상 여부를 사용자에게 알리는 알림부를 더 포함하고,
상기 알림부는, 통신부, 부저(Buzzer), 램프, 및 LCD 중 적어도 하나를 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 하우징의 일정 위치에 부착되며, 주변환경정보를 측정하는 주변환경 감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 주변환경정보를 기 설정된 환경 기준값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 가스 측정 가능 여부를 판단하며, 가스 측정이 가능한 경우 상기 센서부를 통해 이산화황 및 수분을 측정하는 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 이산화황(SO2) 측정값, 수분(H2O) 측정값, 및 상기 접속부를 통해 연결된 GIS 기기의 이상 여부를 통신망을 통해 외부의 장치로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 이산화황 측정값을 이산화황 기준값과 비교 시,
상기 제어부는,
상기 이산화황 측정값을 이산화황 기준값과 비교하고, 그 비교결과 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상인 경우, 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 이산화황 측정값을 상기 저장부에 저장하고, 상기 이산화황 측정값이 상기 이산화황 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 이산화황 측정값을 상기 저장부에 저장하지 않는 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 수분 측정값을 수분 기준값과 비교시,
상기 제어부는,
상기 GIS 기기가 분해가스 발생기기인지를 판단하고, 분해가스 발생기기인 경우 상기 수분 측정값을 제1 수분 기준값과 비교하여 제1 수분 기준값 이상인 경우 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 수분 측정값이 상기 제1 수분 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하지 않으며,
상기 GIS 기기가 분해가스 발생기기가 아닌 경우 상기 수분 측정값을 제2 수분 기준값과 비교하여 제2 수분 기준값 이상인 경우 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 수분 측정값이 상기 제2 수분 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하지 않으며,
상기 제1 수분 기준값은 상기 제2 수분 기준값보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 저장부에 저장된 기록을 기초로 가스 측정 결과를 상기 알림부 및 표시부를 통해 출력하되,
기 설정된 일정 시간동안 이산화황 측정값 및 수분 측정값이 상기 저장부에 저장되어 있지 않은 경우, 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 알림부를 통해 정상임을 알리고, 상기 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 상기 표시부를 통해 출력하며,
상기 일정 시간동안 이산화황 측정값 및 수분 측정값 중 적어도 하나의 측정값이 상기 저장부에 저장되어 있는 경우, 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 알림부를 통해 이상 상태임을 알리고, 상기 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 상기 표시부를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치.
- 제어부가 센서부를 통해 측정된 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 기 설정된 이산화황 기준값 및 수분 기준값과 비교하는 단계;
상기 제어부가, 상기 기준값 이상인 측정값이 존재하는 경우 해당 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 기준값 이상인 아닌 측정값은 상기 저장부에 저장하지 않는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 저장부에 저장된 기록을 기초로 가스 측정 결과를 알리는 단계
를 포함하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 비교하는 단계 이전에,
상기 제어부가 주변환경 감지부를 통해 측정된 주변환경정보를 기 설정된 환경 기준값과 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 가스 측정 가능 여부를 판단하며, 가스 측정이 가능한 경우 상기 센서부를 통해 이산화황 및 수분을 측정하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 저장부에 저장하지 않는 단계에서,
상기 이산화황 측정값을 이산화황 기준값과 비교 시,
상기 제어부는, 상기 이산화황 측정값이 이산화황 기준값 이상인 경우, 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 이산화황 측정값을 상기 저장부에 저장하고, 상기 이산화황 측정값이 상기 이산화황 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 이산화황 측정값을 상기 저장부에 저장하지 않는 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 저장부에 저장하지 않는 단계에서,
상기 수분 측정값을 수분 기준값과 비교시,
상기 제어부는, 상기 GIS 기기가 분해가스 발생기기인지를 판단하고, 분해가스 발생기기인 경우 상기 수분 측정값을 제1 수분 기준값과 비교하여 제1 수분 기준값 이상인 경우 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 수분 측정값이 상기 제1 수분 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하지 않으며,
상기 GIS 기기가 분해가스 발생기기가 아닌 경우 상기 수분 측정값을 제2 수분 기준값과 비교하여 제2 수분 기준값 이상인 경우 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하고, 상기 수분 측정값이 상기 제2 수분 기준값 이상이 아닌 경우 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 수분 측정값을 저장부에 저장하지 않으며,
상기 제1 수분 기준값은 상기 제2 수분 기준값보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 가스 측정 결과를 알리는 단계에서,
상기 제어부는, 기 설정된 일정 시간동안 이산화황 측정값 및 수분 측정값이 상기 저장부에 저장되어 있지 않은 경우, 상기 GIS 기기의 정상으로 판단하여 상기 알림부를 통해 정상임을 알리고, 상기 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 상기 표시부를 통해 출력하며,
상기 일정 시간동안 이산화황 측정값 및 수분 측정값 중 적어도 하나의 측정값이 저장부에 저장되어 있는 경우, 상기 GIS 기기의 이상으로 판단하여 상기 알림부를 통해 이상 상태임을 알리고, 상기 이산화황 측정값 및 수분 측정값을 상기 표시부를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210170853A KR20230082907A (ko) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 육불화황 가스 배관 관통형 가스 상태 감지 장치 및 방법 |
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