KR20230086449A - Apparatus for Monitoring Vacumm Status of Vacuum Interrupter - Google Patents

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KR20230086449A
KR20230086449A KR1020210175080A KR20210175080A KR20230086449A KR 20230086449 A KR20230086449 A KR 20230086449A KR 1020210175080 A KR1020210175080 A KR 1020210175080A KR 20210175080 A KR20210175080 A KR 20210175080A KR 20230086449 A KR20230086449 A KR 20230086449A
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Abstract

본 발명은 차단 성능을 보증할 수 있도록 진공도 상태를 유지해야 하는 진공 인터럽터의 진공도 누기 및 결함 발생 여부를 감지하여 외부에 출력 신호를 전송할 수 있는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치는, 절연 가스로 충진된 금속성 외함 내부 공간에서, 진공 인터럽터의 금속성 아크 차폐판과 금속성 접지 외함 사이에 각각의 상별로 각각 설치되어 진공도 상태 변화시 유기되는 전압을 검출하는 정전 용량형 센서 전극; 및 센서 전극으로부터 입력되는 전압 신호를 기반으로 각각의 상별 진공 인터럽터의 진공도 상태를 진단하여, 사전설정된 진공도 안전 범위를 벗어날 경우 경보 또는 쇄정을 위한 제어신호를 출력하는 통합 모니터링 수단을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
The present invention relates to a vacuum state monitoring device of a vacuum interrupter capable of transmitting an output signal to the outside by detecting whether or not a vacuum degree is leaked or a defect occurs in a vacuum interrupter that needs to maintain a vacuum state to ensure blocking performance.
The vacuum state monitoring device of the vacuum interrupter according to the present invention is installed for each phase between the metallic arc shielding plate and the metallic grounding enclosure of the vacuum interrupter in the inner space of the metallic enclosure filled with insulating gas, and is induced when the vacuum state changes. a capacitive sensor electrode that detects a voltage; and integrated monitoring means for diagnosing the vacuum level of each phase vacuum interrupter based on the voltage signal input from the sensor electrode and outputting a control signal for alarm or lockout when the vacuum level is out of the preset safety range. to be characterized

Description

진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치{Apparatus for Monitoring Vacumm Status of Vacuum Interrupter} Vacuum status monitoring device of vacuum interrupter {Apparatus for Monitoring Vacumm Status of Vacuum Interrupter}

본 발명은 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치에 관한 것으로, 상세하게는 사용 중 항상 차단 성능을 보증할 수 있도록 진공도 상태를 유지해야 하는 진공 인터럽터의 진공도 누기 및 결함 발생 여부를 감지하여 외부에 출력 신호를 전송할 수 있는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum state monitoring device for a vacuum interrupter, and more particularly, detects whether or not there is a vacuum leak or defect in a vacuum interrupter that needs to maintain a vacuum level to guarantee breaking performance at all times during use, and outputs an output signal to the outside. It relates to a vacuum state monitoring device for a vacuum interrupter that can transmit.

일반적으로 가스절연개폐장치(GIS; Gas Insulated Switchgear) 및 가스절연 개폐기(Gas Insulated Switch)를 통칭하여 부르는 가스절연개폐기기는 송전계통, 변전계통 및 배전계통과 같이 전기를 공급하는 전력계통에서 지락, 합선 등의 고장이 발생할 경우 고장구간을 신속하게 차단 및 분리함으로써 발전기, 변압기, 전선로 등과 같은 관련 전력기기의 파손을 방지하고 전기를 안정적으로 공급하기 위한 전력 보호기기를 말한다.In general, gas insulated switchgear (GIS; Gas Insulated Switchgear) and gas insulated switch (Gas Insulated Switch) are collectively referred to as ground faults and short circuits in power systems that supply electricity such as transmission systems, substation systems, and distribution systems. It refers to a power protection device to prevent damage to related power devices such as generators, transformers, electric lines, etc.

탱크 타입 및 큐비클 타입의 가스절연개폐장치 및 가스절연개폐기의 경우에는 절연가스로 충전되어 전기적으로 접지된 외함 내에 모든 구성부품들이 수납됨에 따라, 운전원의 안전을 확보하는 동시에 절연 성능을 유지하여 가스절연개폐장치의 운전신뢰성을 확보하는 구조로 형성된다.In the case of gas insulated switchgear and gas insulated switchgear of tank type and cubicle type, as all components are housed in an electrically grounded enclosure filled with insulating gas, the safety of the operator is ensured and the insulation performance is maintained at the same time to ensure gas insulation. It is formed in a structure that secures the operation reliability of the switchgear.

가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기의 외함 내부에 충진되는 절연가스로는 기존에 뛰어난 전기적 절연 내력과 소호 특성을 갖는 SF6 가스가 주로 사용되어 왔는데 최근에는 SF6 가스의 지구 온난화를 가중시키는 부작용 때문에 그 사용이 제한되고 있어 현재 절연가스로는 g3 가스, 질소가스, 압축 건조공기, CO2 또는 혼합절연가스와 같은 절연가스로 대부분 대체 적용이 이루어지고 있다.As an insulating gas filled inside the enclosure of a gas insulated switchgear or gas insulated switchgear, SF 6 gas, which has excellent electrical dielectric strength and arc extinguishing characteristics, has been mainly used in the past. As the use is limited, most of the current insulating gases are replaced with insulating gases such as g3 gas, nitrogen gas, compressed dry air, CO 2 or mixed insulating gas.

진공 인터럽터를 차단기부에 적용한 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기의 경우에는 진공 인터럽터의 진공도가 적정한 압력으로 유지되어야 전력계통의 고장 발생시 차단 동작을 안전하게 수행하여 전력계통을 보호할 수 있으나, 진공 인터럽터는 제작 및 설치시에는 고정된 고진공 상태를 유지되지만 장시간 사용함에 따라 누기, 공기투과, 기계적 결함 등으로 인해 진공도는 점점 높아져서 최종적으로 가스절연 개폐장치 차단기부 외함의 충진 압력과 같아진다.In the case of a gas insulated switchgear or gas insulated switchgear to which a vacuum interrupter is applied to the circuit breaker, the vacuum level of the vacuum interrupter must be maintained at an appropriate pressure to protect the power system by safely performing the shutoff operation in case of a power system failure. During manufacturing and installation, a fixed high vacuum state is maintained, but as it is used for a long time, the degree of vacuum gradually increases due to leakage, air permeation, mechanical defects, etc., and finally becomes equal to the filling pressure of the circuit breaker enclosure of the gas insulated switchgear.

가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기의 진공 인터럽터 내부의 진공도가 누기되어 절연가스의 충진 압력으로 변한 상태에서 전력계통에서 발생한 고장전류를 차단하게 되면 진공의 소호력 부재로 인해 차단에 실패하게 되어 전기적으로 연결된 전력계통 및 설비에 커다란 손상을 발생하게 된다. When the fault current generated in the power system is cut off in a state where the vacuum level inside the gas insulated switchgear or the vacuum interrupter of the gas insulated switchgear is leaked and changed to the charging pressure of the insulating gas, the cutoff fails due to the lack of arc extinguishing power of the vacuum and electrically It causes great damage to connected power systems and facilities.

따라서 차단 실패를 방지하기 위하여 진공 인터럽터의 내부 진공도 상태를 감시하는 것은 매우 중요하며, 이를 위해, 진공도 실시간 검출을 통해 인터럽터의 상태를 예측하기 위한 다양한 센서들이 개발되어 왔으나, 진공도 검출을 위한 대부분의 장치는 개폐장치에 적용하기 위한 구조가 복잡하고 고비용이어서 실용적이지 못한 측면이 많았다.Therefore, it is very important to monitor the vacuum level inside the vacuum interrupter to prevent blocking failure. To this end, various sensors have been developed to predict the status of the interrupter through real-time detection of the vacuum level, but most devices for detecting the vacuum level have been developed. The structure for application to the switchgear is complicated and expensive, so there are many aspects that are not practical.

1. 대한민국 등록특허 제10-0952686호(2010년 4월 6일)1. Republic of Korea Patent Registration No. 10-0952686 (April 6, 2010) 2. 대한민국 공개특허 제10-2020-0129834호(2020년 11월 18일)2. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0129834 (November 18, 2020) 3. 대한민국 등록특허 제10-1264226호(2013년 5월 8일)3. Republic of Korea Patent No. 10-1264226 (May 8, 2013)

본 발명의 목적은 진공 인터럽터 외측에 감지 전극 센서를 설치하고, 진공 인터럽터의 진공도 변화에 따라 센서의 전압이 가변되는 특성을 이용하여 운전중인 진공 인터럽터의 진공도 상태 변화를 실시간으로 감시하여 인터럽터의 진공도의 급격한 변화 발생시 경보 및 쇄정을 위한 제어신호를 출력할 수 있는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to install a sensing electrode sensor outside the vacuum interrupter, and to monitor the change in the vacuum level of the vacuum interrupter in operation in real time by using the characteristic that the voltage of the sensor varies according to the change in the vacuum level of the vacuum interrupter to measure the vacuum level of the interrupter. It is to provide a vacuum state monitoring device of a vacuum interrupter capable of outputting a control signal for alarming and locking when a sudden change occurs.

본 발명의 목적은 통신모듈이 탑재되어 원격지의 외부 컴퓨터와의 통신이 가능함에 따라 원격지에서도 진공 인터럽터의 진공도를 용이하게 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a vacuum state monitoring device for a vacuum interrupter that can easily monitor and control the vacuum level of the vacuum interrupter even at a remote location as a communication module is mounted thereon and communication with an external computer at a remote location is possible.

본 발명에 따르는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치는, 절연 가스로 충진된 금속성 외함 내부 공간에서, 진공 인터럽터의 금속성 아크 차폐판과 금속성 접지 외함 사이에 각각의 상별로 각각 설치되어 진공도 상태 변화시 유기되는 전압을 검출하는 정전 용량형 센서 전극; 및 센서 전극으로부터 입력되는 전압 신호를 기반으로 각각의 상별 진공 인터럽터의 진공도 상태를 진단하여, 사전설정된 진공도 안전 범위를 벗어날 경우 경보 또는 쇄정을 위한 제어신호를 출력하는 통합 모니터링 수단을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.The vacuum state monitoring device of the vacuum interrupter according to the present invention is installed for each phase between the metallic arc shielding plate and the metallic grounding enclosure of the vacuum interrupter in the inner space of the metallic enclosure filled with insulating gas, and is induced when the vacuum state changes. a capacitive sensor electrode that detects a voltage; and integrated monitoring means for diagnosing the vacuum level of each phase vacuum interrupter based on the voltage signal input from the sensor electrode and outputting a control signal for alarm or lockout when the vacuum level is out of the preset safety range. to be characterized

본 발명에 따르는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치는 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기의 차단기부 내부에 간단한 구조의 진공도 상태 센서전극을 설치하여 진공 인터럽터 내부의 진공도 상태를 진단할 수 있다.The vacuum state monitoring device of the vacuum interrupter according to the present invention can diagnose the vacuum state inside the vacuum interrupter by installing a vacuum degree state sensor electrode having a simple structure inside the gas insulated switchgear or the circuit breaker of the gas insulated switchgear.

본 발명에 따르는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치는 운전중인 진공 인터럽터의 진공도의 변화 발생시, 경보 및 쇄정을 위한 제어신호를 출력하여 진공 인터럽터를 교체 및 유지 보수할 수 있도록 함으로써, 전력계통 및 전력기기의 사고 및 사고파급을 미리 방지하여 전력계통의 운전 신뢰성을 확보할 수 있다.The vacuum state monitoring device of the vacuum interrupter according to the present invention outputs a control signal for alarming and locking when the vacuum degree of the vacuum interrupter in operation is changed so that the vacuum interrupter can be replaced and maintained, so that the power system and power equipment It is possible to secure the operation reliability of the power system by preventing accidents and their spread in advance.

본 발명에 따르는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치는 진공 인터럽터의 내부 진공 상태를 디지털 값으로 표시할 수 있으며, 점검자가 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기의 설치장소로 이동하지 않고도 원격지에서 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기의 진공도 상태 모니터링 및 제어를 할 수 있다.The vacuum state monitoring device of the vacuum interrupter according to the present invention can display the internal vacuum state of the vacuum interrupter as a digital value, and the gas insulated switchgear at a remote location without the inspector moving to the gas insulated switchgear or the installation site of the gas insulated switchgear. Alternatively, it is possible to monitor and control the vacuum state of a gas insulated switchgear.

도 1은 일반적인 삼상일괄형 가스절연개폐장치의 구조도이다.
도 2는 일반적인 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기의 차단기부의 상세구조도이다.
도3은 진공 인터럽터의 개략구조도이다.
도4는 본 발명에 따르는 가스절연개폐장치용 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치의 개략구조도이다.
도5a, 도5b, 도5c는 본 발명에 따르는 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기용 진공 인터럽터의 정전 용량형 진공도 센서 전극의 적용예이다.
도6은 본 발명에 따르는 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기용 진공 인터럽터의 누기에 따라 나타나는 정전 용량형 센서전극 유기 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.
도7은 본 발명에 따르는 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기용 진공 인터럽터의 진공 상태를 모니터링하는 모니터링 수단의 구성을 나타내는 개략구조도이다.
1 is a structural diagram of a general three-phase integrated gas insulated switchgear.
2 is a detailed structural diagram of a circuit breaker of a general gas insulated switchgear or gas insulated switchgear.
3 is a schematic structural diagram of a vacuum interrupter.
4 is a schematic structural diagram of a vacuum state monitoring device of a vacuum interrupter for a gas insulated switchgear according to the present invention.
5a, 5b, and 5c are application examples of the capacitance type vacuum degree sensor electrode of the gas insulated switchgear or the vacuum interrupter for the gas insulated switchgear according to the present invention.
6 is a graph showing the change in the induced voltage of the capacitive sensor electrode according to the leakage of the gas insulated switchgear or the vacuum interrupter for the gas insulated switchgear according to the present invention.
7 is a schematic structural diagram showing the configuration of a monitoring means for monitoring the vacuum state of a gas insulated switchgear or a vacuum interrupter for a gas insulated switchgear according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. In this specification, this embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to completely inform those skilled in the art of the scope of the invention to which the present invention belongs. And the invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well-known components, well-known operations and well-known techniques have not been described in detail in order to avoid obscuring the interpretation of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Like reference numbers designate like elements throughout the specification. And, the terms used (mentioned) in this specification are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. Also, elements and operations referred to as 'include (or include)' do not exclude the presence or addition of one or more other elements and operations.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하도록 한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless they are defined. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도4는 본 발명에 따르는 삼상일괄형 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기용 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치의 구조도이고, 도5는 본 발명에 따르는 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기용 진공 인터럽터의 정전 용량형 진공도 센서 전극의 배치구조예이고, 도6은 본 발명에 따르는 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기용 진공 인터럽터의 누기에 따라 나타나는 센서전극 유기 전압의 변화를 나타내는 그래프이고, 도7은 본 발명의 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기용 진공 인터럽터의 진공 상태를 모니터링하는 모니터링 수단의 구성을 나타내는 개략구조도이다.Figure 4 is a structural diagram of a vacuum state monitoring device for a three-phase integrated gas insulated switchgear or a vacuum interrupter for a gas insulated switchgear according to the present invention, Figure 5 is a blackout of a gas insulated switchgear or a vacuum interrupter for a gas insulated switchgear according to the present invention An example of the arrangement structure of a capacitive vacuum degree sensor electrode, Figure 6 is a graph showing the change in sensor electrode induced voltage according to the leakage of the gas insulated switchgear or vacuum interrupter for gas insulated switchgear according to the present invention, Figure 7 is the present invention It is a schematic structural diagram showing the configuration of a monitoring means for monitoring the vacuum state of a gas insulated switchgear or a vacuum interrupter for a gas insulated switchgear.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 일반적인 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기(100)는, 케이스를 형성하는 외함(10)과, 외함(10)의 내부 상단에 구비되고 대전류가 흐르는 인입선의 접속을 위한 주모선(21)과 이를 지지하는 지지애자(23)를 포함하여 이루어지는 모선부(20)와, 외함(10)의 내부 상측에 절연격벽스페이서(80)에 의해 구획형성되고 주모선(21)에 연결되는 고정전극(31)과 접지와 연결되는 접지전극(33)과 이들에 선택적으로 연결되는 가동전극(35)를 포함하여 이루어짐에 따라 무운전상태에서 선로의 분리 및 접속을 가능하게 하는 단로기의 역할과 유지 보수 및 점검을 위한 접지 스위칭 동작을 위해 사용되는 접지개폐기의 역할을 담당하는 개폐기부(30)와, 외함(110)의 내부 중앙부에 구획형성되고 회로에 있어서 발생 가능한 단락, 지락 등의 큰 사고 전류로부터 부하기기 및 선로를 보호하는 차단기부(40)와, 외함(10)의 내부 하측에 구획형성되고 배전선로가 접속되는 케이블접속부(50)과, 외함(10)내에 설치되며 전체 작동을 제어하는 제어반(60)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 1 and 2, a general gas insulated switchgear or gas insulated switchgear 100 includes an enclosure 10 forming a case and an incoming line provided at the upper end of the inner enclosure 10 and through which a large current flows. The bus part 20 including the main bus line 21 for connection and the support insulator 23 supporting it, and the main bus line ( 21), the ground electrode 33 connected to the ground, and the movable electrode 35 selectively connected to the ground electrode 31 connected to the ground, enabling separation and connection of the line in a non-operating state. A switch unit 30 that plays the role of a disconnector and a grounding switch used for ground switching operation for maintenance and inspection, and a short circuit that is formed in the inner central part of the enclosure 110 and can occur in the circuit, A circuit breaker unit 40 that protects load devices and lines from large fault currents such as ground faults, a cable connection unit 50 partitioned at the lower inside of the enclosure 10 and connected to distribution lines, and installed within the enclosure 10 and includes a control panel 60 that controls the entire operation.

가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기(100)는 밀봉된 외함(10) 내에 위치한 모든 전기적 충전도체는 그 내부에 충진된 절연가스(70)에 의해 전기적으로 절연되며, 각 구성부들은 절연 격벽 스페이서(80)에 의해 가스구획이 구분되어 있어 임의의 구성부에서의 사고가 타 구성부로 전이되는 파급을 최소화할 수 있도록 형성된다. 또한 금속 재질의 외함(10)은 외부 접지와 연결되어 전기적으로 접지 상태로 유지됨에 따라 기기 점검 및 보수시 운전원의 안전을 확보할 수 있도록 구성된다.In the gas insulated switchgear or gas insulated switchgear 100, all electrically charged conductors located in the sealed enclosure 10 are electrically insulated by the insulating gas 70 filled therein, and each component is an insulating partition wall spacer ( 80), the gas compartment is divided, so that the spread of an accident in an arbitrary component to other components can be minimized. In addition, the enclosure 10 made of metal is connected to an external ground and electrically maintained in a grounded state, so that the operator's safety can be ensured during equipment inspection and maintenance.

가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기(100)의 차단기부(40)는 절연가스(70)가 충전된 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기(100)의 외함(10) 내에 구획형성되고 개폐기부(30)와 케이블접속부(50) 사이에 개재되어 사고 전류로부터 부하기기 및 선로를 보호하는 것으로, 소호 매질에 따라 진공차단기, 가스차단기 등으로 구별되는데, 일반적으로 송전전압급(154kV급 이상)에서는 육불화황(SF6)가스를 소호매질로 사용하는 가스차단기가 주로 이용되며, 그 이하 전압 정격을 갖는 배전전압급에서는 뛰어난 소호 및 절연 성능을 갖는 진공 인터럽터가 주로 사용된다.The circuit breaker unit 40 of the gas insulated switchgear or gas insulated switchgear 100 is partitioned in the enclosure 10 of the gas insulated switchgear or gas insulated switchgear 100 filled with the insulating gas 70, and the switchgear unit 30 ) and the cable connection part 50 to protect load devices and lines from fault current, and are classified into vacuum circuit breakers and gas circuit breakers according to the arc extinguishing medium. A gas circuit breaker using sulfur (SF 6 ) gas as an arc extinguishing medium is mainly used, and a vacuum interrupter having excellent arc extinguishing and insulation performance is mainly used in a distribution voltage class having a voltage rating below that.

도2에 도시된 바와 같이, SF6, CO2, g3, 건조공기 등의 가스를 절연매질로 사용하는 단상별 또는 삼상일괄 방식 개폐장치의 상용주파전압 인가 운전 상태에서 차단 요소로서 사용되는 진공 인터럽터(40)는 전력계통에서 고장전류를 차단하거나 또는 부하에 흐르는 전류를 개폐하는 역할을 담당하고 있으며, 진공 인터럽터의 내부는 진공상태로 밀폐된 원통형상의 세라믹 절연튜브(41)와, 세라믹 절연튜브(41)의 개방 하단을 밀봉하며 그 하부에 고정인출전극(42a)이 형성되는 하단도전판(42)과, 세라믹 절연튜브(41)의 개방 상단을 밀봉하며 그 상부에 가동인출전극(43a)이 형성되는 상단도전판(43)과, 세라믹 절연튜브(41) 내에 설치되고 고정인출전극(42a)과 전기적으로 접속되는 고정접점(44)과, 세라믹 절연튜브(41) 내에 고정접점(44)과 동축 배열되고 금속성 벨로우즈(45a)에 의해 가동인출전극(43a)과 전기적으로 접속되는 가동접점(45)과, 세라믹 절연튜브(41)의 상부에서 가동인출전극(43a)에 연결되는 가동도체(46)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, a vacuum interrupter used as a blocking element in an operation state in which a commercial frequency voltage is applied to a single-phase or three-phase batch switchgear using gas such as SF 6 , CO 2 , g3, and dry air as an insulating medium (40) is responsible for blocking the fault current in the power system or opening and closing the current flowing in the load, and the inside of the vacuum interrupter is a cylindrical ceramic insulating tube 41 sealed in a vacuum state, and a ceramic insulating tube ( 41) seals the open lower end of the lower conductive plate 42 on which the fixed outgoing electrode 42a is formed and the open upper end of the ceramic insulating tube 41 is sealed and the movable outgoing electrode 43a is formed thereon. The formed upper conductive plate 43, the fixed contact 44 installed in the ceramic insulating tube 41 and electrically connected to the fixed lead-out electrode 42a, the fixed contact 44 in the ceramic insulating tube 41, A movable contact 45 arranged coaxially and electrically connected to the movable lead electrode 43a by means of a metallic bellows 45a, and a movable conductor 46 connected to the movable lead electrode 43a at the top of the ceramic insulating tube 41 ) is composed of.

실시예에 따라서는 세라믹 절연튜브(41)의 내벽에 부착되어 접점의 스위칭 동작에 의한 아크 발생에 의해 방출되는 금속성 이온이 세라믹 절연튜브(41)의 내벽에 부착되는 것을 방지하는 아크차폐판(49)을 더 포함할 수 있다.Depending on the embodiment, the arc shielding plate 49 is attached to the inner wall of the ceramic insulating tube 41 and prevents metallic ions emitted by the arc generation by the switching operation of the contact from being attached to the inner wall of the ceramic insulating tube 41. ) may be further included.

가동도체(46)는 도체에 의해 그 상부의 개폐기부(30)에 연결되고, 하단도전판(42)의 고정인출전극(42a)은 도체에 의해 그 하부의 케이블접속부(50)와 연결된다.The movable conductor 46 is connected to the upper switchgear 30 by a conductor, and the fixed lead-out electrode 42a of the lower conductive plate 42 is connected to the lower cable connection part 50 by a conductor.

진공 인터럽터(40)의 가동도체(46)에는 차단기(48)가 연결되는데, 이 차단기(48)는 가동접점(45)을 상하로 이동시켜 진공 인터럽터(40)의 고정접점(44)과 가동접점(45)의 접속여부를 결정하는 것으로, 전술한 진공 인터럽터(40)의 가동도체(46)에 연결되는 구동로드(47)와, 구동로드(47)에 연결되어 구동로드(47)의 작동을 제어하는 차단조작기(20)를 포함하여 이루어진다. 차단기(48)의 작동은 수동으로도 이루어질 수 있고, 제어반(60)의 조작에 의해 자동으로 이루어질 수도 있다.A circuit breaker 48 is connected to the movable conductor 46 of the vacuum interrupter 40, and the circuit breaker 48 moves the movable contact 45 up and down to connect the fixed contact 44 and the movable contact of the vacuum interrupter 40. By determining whether to connect 45, the drive rod 47 connected to the movable conductor 46 of the vacuum interrupter 40 and the drive rod 47 connected to the drive rod 47 operate. It comprises a blocking operator 20 for controlling. The operation of the circuit breaker 48 can be performed manually or automatically by manipulating the control panel 60 .

본 발명에 따르는 진공 인터럽터의 진공 상태 모니터링 장치는, 절연 가스로 충진된 금속성 외함(10) 내부 공간에서, 진공 인터럽터(40)의 금속성 아크 차폐판(49)과 금속성 외함(10) 사이에 각 상(R, S, T)별로 각각 설치되어 진공도 상태 변화시 유기되는 전압이 변화하는 특성을 갖는 센서 전극과; 센서 전극을 차단기부 공간내에 위치하게 하기 위한 환형 실리콘 또는 관통형 절연 스페이서; 및 출력값이 설정된 진공도 안전 범위를 벗어날 경우 경보 또는 쇄정을 위한 제어신호를 출력하는 통합 모니터링 수단(200)을 포함하여, 진공 인터럽터의 내부 진공도 상태를 실시간 감시하여 적절한 시기에 진공 인터럽터를 교체 및 유지보수하여 전력계통 및 전력기기의 사고를 미리 방지하여 계통의 운전 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다.In the vacuum state monitoring device of the vacuum interrupter according to the present invention, in the inner space of the metallic enclosure 10 filled with insulating gas, each phase between the metallic arc shielding plate 49 of the vacuum interrupter 40 and the metallic enclosure 10 Sensor electrodes installed for each (R, S, T) and having a characteristic of changing the voltage induced when the vacuum state changes; an annular silicon or through-type insulating spacer for positioning the sensor electrode in the space of the breaker unit; And an integrated monitoring means 200 that outputs a control signal for alarm or lockdown when the output value is out of the set vacuum level safety range, real-time monitoring of the vacuum level inside the vacuum interrupter to replace and maintain the vacuum interrupter at the right time to prevent accidents in the power system and power devices in advance to secure the reliability of system operation.

도4에 도시된 바와 같이, 진공 인터럽터의 정전 용량형 센서 전극은 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기의 차단기부(circuit breaker compartment)내에서 전기적으로 진공 인터럽터(40)의 주도체, 아크 차폐판(49), 및 금속성 외함(10) 사이에 순차적으로 연결된 정전 용량형 소자(C1, C2, C3)의 합성 회로로 구성된다. As shown in FIG. 4, the capacitive sensor electrode of the vacuum interrupter is electrically connected to the main body of the vacuum interrupter 40, the arc shield plate ( 49), and a composite circuit of capacitive elements (C1, C2, C3) sequentially connected between the metallic enclosure (10).

그밖에, 도5에 도시된 바와 같이, 전기적으로 플로팅(floating) 상태에 있는 각각의 정전 용량형 센서 전극은 운전 전압에 따라 결정되는 전극의 유기 전압의 크기에 따라 세가지 형태로 배치될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 5, each capacitive sensor electrode in an electrically floating state may be arranged in three types according to the magnitude of the induced voltage of the electrode determined according to the operating voltage.

즉, 센서전극의 유기 전압이 낮을 경우에는, 도 5(a)와 같이 진공 인터럽터의 아크 차폐판(49)을 센서 전극으로서 직접 사용하는 방법을 취한다. That is, when the induced voltage of the sensor electrode is low, a method of directly using the arc shielding plate 49 of the vacuum interrupter as the sensor electrode is taken as shown in FIG. 5(a).

또한, 계통 운전전압이나 센서전극 유기전압이 높을 경우에는, 아크 차폐판과 금속 외함 사이에 구조가 간단하고 비용이 저렴한 별도의 추가적인 전극 모듈부를 구성하여 이루어질 수 있다. 여기서, 전극 모듈부의 형태는 도 5(b)와 같이 비접촉 방식으로 진공 인터럽터럽터(40)의 아크 차폐판(49) 외면의 실리콘 및 에폭시와 같은 고체 절연물 외표면에 전극이 부착된 형태로 구성되거나, 도 5(c)와 같이 별도의 전위 감지용 절연물을 차단기부(40)의 외함(10)에 추가 설치하고, 이 절연물 내부에 환형 또는 각형의 도체를 함침된 구조로 구성된다. 이 때 추가 절연물에는 다수의 홀이 뚫려 있어 차단기부 내부 공간의 절연가스가 순환을 통한 동일한 가스 구획을 구성하도록 이루어진다.In addition, when the system operating voltage or sensor electrode induced voltage is high, a separate additional electrode module having a simple structure and low cost may be formed between the arc shielding plate and the metal enclosure. Here, the shape of the electrode module is composed of a form in which electrodes are attached to the outer surface of a solid insulator such as silicon or epoxy on the outer surface of the arc shield plate 49 of the vacuum interrupter 40 in a non-contact manner as shown in FIG. , as shown in FIG. 5(c), a separate insulator for potential sensing is additionally installed in the enclosure 10 of the circuit breaker unit 40, and an annular or prismatic conductor is impregnated into the insulator. At this time, a plurality of holes are drilled in the additional insulator so that the insulating gas in the inner space of the circuit breaker unit constitutes the same gas compartment through circulation.

가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기(100)의 진공도는 주도체와 외함(10)사이의 전압이 차단기(48) 내부의 도체간의 정전 분압 원리에 의해 정전 용량형 센서 전극에 분압되는 전압값에 의해 상태 감시가 이루어지는데, 장시간 사용에 따른 누기, 공기투과, 기계적 결함 등으로 인해 인터럽터의 진공 기밀 구조가 손상되면 압력 차이에 의해 진공 인터럽터의 내부로 외부의 절연가스가 유입되기 시작하여 최종적으로는 차단기부(40) 외함(10)의 충진 압력과 같아진다. 이와 같이 진공인 인터럽터 내부에 절연가스가 혼입되는 상태가 되면, 도6에 도시된 바와 같이, 진공 인터럽터(40) 내부의 비유전율(relative dielectric constant), 즉 εr=ε/ε0, (여기서 ε는 혼입된 상태의 유전율이고, ε0는 진공유전율임)이 변화하여 전기 회로적인 내부 정전용량 특성이 변화하여 궁극적으로는 아크 차폐판(49)에 유기되는 전압값이 변화하며, 이를 통해 진공도 상태가 변화하였음을 감시할 수 있다.The degree of vacuum of the gas insulated switchgear or gas insulated switchgear 100 is determined by the voltage value in which the voltage between the main conductor and the enclosure 10 is divided to the capacitive sensor electrode by the principle of electrostatic voltage division between the conductors inside the circuit breaker 48. The state is monitored. If the vacuum-tight structure of the interrupter is damaged due to leaks, air permeation, mechanical defects, etc. due to long-term use, the external insulation gas starts to flow into the vacuum interrupter due to the pressure difference and is finally blocked. The base 40 equals the filling pressure of the enclosure 10. In this way, when the insulating gas is mixed inside the vacuum interrupter, as shown in FIG. 6, the relative dielectric constant inside the vacuum interrupter 40, that is, ε r =ε/ε 0, (where ε is the permittivity of the mixed state, and ε 0 is the vacuum permittivity) changes, and the internal capacitance characteristics of the electric circuit change, ultimately changing the voltage value induced in the arc shielding plate 49, and through this, the vacuum degree You can monitor that the state has changed.

이처럼 내부 진공도 상태를 유지하는 진공 인터럽터는 가스절연개폐장치 차단부로서 적용될 뿐만 아니라 진공 차단기 및 각종 가스절연개폐기에 대해서도 적용될 수 있다.As such, the vacuum interrupter that maintains the internal vacuum level can be applied not only as a gas insulated switchgear blocker but also to vacuum circuit breakers and various gas insulated switchgear.

도7에 도시된 바와 같이, 통합 모니터링 수단(200)은, 계기용 변압기(potential transformer, PT) 및 센서 전극들로부터 입력되는 전압값들을 비교 및 변환하는 입력변환부(230)와; 입력변환부(230)로부터 수신한 전압값을 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터(240)와; A/D 컨버터(240)에 연결되어, A/D 컨버터(240)를 거쳐 입력되는 디지털 신호들을 기반으로 각각의 상의 진공 인터럽터의 진공도를 연산 및 진단하는 중앙 연산 제어부(250)와; 중앙 연산 제어부(250)에 연결되어, 중앙 연산 제어부(250)에서 연산 된 진공도 상태가 사전설정된 안전범위를 벗어날 경우 경보 또는 쇄정(locking)을 위한 제어신호를 출력하는 제어신호발생부(260)와; 상기 중앙 연산 제어부(250)에 연결되어, 중앙 연산 제어부(250)에서 연산 진단된 각각의 상의 진공 인터럽터의 진공도 상태를 디지털로 표시하는 디스플레이부(270)와; 중앙 연산 제어부(250)에 연결되고 작동모드 또는 안전 진공도 범위의 설정을 가능하게 하는 키입력부(280)와; 외부의 전원(400)으로부터 작동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(290)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 7, the integrated monitoring means 200 includes an input conversion unit 230 that compares and converts voltage values input from a potential transformer (PT) and sensor electrodes; an A/D converter 240 that converts the voltage value received from the input conversion unit 230 into a digital signal; a central calculation control unit 250 connected to the A/D converter 240 and calculating and diagnosing vacuum levels of vacuum interrupters of each phase based on digital signals input through the A/D converter 240; A control signal generator 260 connected to the central operation control unit 250 and outputting a control signal for alarm or locking when the vacuum degree calculated by the central operation control unit 250 is out of a preset safety range; ; a display unit 270 connected to the central operation controller 250 and digitally displaying a vacuum level state of the vacuum interrupter of each phase calculated and diagnosed by the central operation controller 250; a key input unit 280 connected to the central operation control unit 250 and enabling setting of an operation mode or a safe vacuum range; It is configured to include a power supply unit 290 that supplies power necessary for operation from an external power source 400.

입력변환부(230)에는 A/D 컨버터(240)가 연결되는데, 이 A/D 컨버터(240)는 입력변환부(230)로부터 수신한 전압값을 디지털 신호로 변환하여, 디지털 연산 장치로 작용하는 중앙연산제어부(250)로 전송한다.An A/D converter 240 is connected to the input conversion unit 230, and the A/D converter 240 converts the voltage value received from the input conversion unit 230 into a digital signal and acts as a digital arithmetic device. transmitted to the central operation control unit 250.

A/D 컨버터(240)에 연결되는 중앙연산제어부(250)는 A/D 컨버터(240)를 거쳐 입력되는 디지털 신호들을 기반으로 각각의 상의 진공 인터럽터 내부의 진공도 값을 연산 진단하여 디스플레이부(270)로 전송하고, 연산 진단된 진공도 값이 사전설정된 안전 범위를 벗어날 경우 해당 신호를 제어신호 발생부(260)로 제공하며, 키입력부(280)로부터 입력되는 입력신호에 따라 작동모드 또는 안전 진공도 범위를 설정하는 일종의 중앙 연산 처리 유닛으로서, 소정의 회로가 인쇄된 인쇄회로기판 또는 소정의 회로가 집적된 칩의 형태로 구현된다.The central operation control unit 250 connected to the A/D converter 240 calculates and diagnoses the vacuum level value inside the vacuum interrupter of each phase based on the digital signals input through the A/D converter 240, and displays the display unit 270. ), and if the calculated vacuum level value is out of the preset safe range, the corresponding signal is provided to the control signal generating unit 260, and the operation mode or safe vacuum range according to the input signal input from the key input unit 280 As a kind of central arithmetic processing unit for setting, it is implemented in the form of a printed circuit board on which a predetermined circuit is printed or a chip in which a predetermined circuit is integrated.

중앙연산제어부(250)에 연결되는 제어신호발생부(260)는 전기적 사고 또는 절연가스의 누설 등으로 인해 중앙연산제어부(250)에서 연산 측정된 진공도 상태가 사전 설정된 안전 범위를 벗어날 경우 경보 또는 쇄정을 위한 제어신호를 출력함으로써, 제어신호 발생부(260)에 연결된 소정의 경보수단(도시되지 않음)을 통해 경보음이 외부로 출력되어 관리자가 적절한 조치를 취할 수 있도록 하거나, 제어신호 발생부(60)에 연결된 소정의 쇄정수단(도시되지 않음)에 의해 차단기(48)의 동작이 자동적으로 차단될 수 있도록 한다.The control signal generation unit 260 connected to the central operation control unit 250 alarms or locks when the degree of vacuum calculated and measured by the central operation control unit 250 is out of the preset safe range due to an electrical accident or leakage of insulating gas. By outputting a control signal for, an alarm sound is output to the outside through a predetermined alarm means (not shown) connected to the control signal generator 260 so that the manager can take appropriate action, or the control signal generator ( 60) so that the operation of the circuit breaker 48 can be automatically blocked by a predetermined locking means (not shown).

제어신호발생부(260)는 통합모니터링 수단(200)의 배면에 설치되고 경보 또는 쇄정을 위한 제어신호를 출력하기 위한 제어신호출력단자(261)을 포함하는데, 이 제어신호출력단자(261)에 전술한 경보수단 및 쇄정수단이 전기적으로 접속된다.The control signal generator 260 is installed on the rear surface of the integrated monitoring means 200 and includes a control signal output terminal 261 for outputting a control signal for alarming or locking. The above-mentioned alarming means and locking means are electrically connected.

중앙연산제어부(250)에 연결되는 진공 인터럽터의 각각의 상의 진공도를 표시하는 디스플레이부(270)는 중앙연산제어부(250)에서 연산 진단된 각각의 상의 진공 인터럽터 내부의 진공도 상태를 디지털로 각각 표시하는 것으로, 통합모니터링수단(200)의 전면측 중앙에 설치되고 중앙연산제어부(250)에서 연산 진단된 진공도 상태가 디지털 숫자로 표시되는 진공도 표시 패널과, 통합모니터링 수단(200)의 전면측에 원호상으로 설치되고 해당 진공 인터럽터 내부의 측정 전압의 정도를 표시하는 전압정도표시창과, 통합모니터링수단(200)의 전면측에 전압정도표시창과 동심의 원호상으로 설치되고 안전범위 및 상하위험범위가 연속적으로 표시되는 안전범위표시창과, 통합 모니터링수단(200)의 전면측에 설치되고 제어신호발생부(260)에 의한 경보 또는 쇄정을 위한 제어신호의 출력여부를 각각 표시하는 2개의 동작표시램프를 포함한다.The display unit 270 displaying the vacuum degree of each phase of the vacuum interrupter connected to the central operation control unit 250 digitally displays the vacuum level inside the vacuum interrupter of each phase calculated and diagnosed by the central operation control unit 250, respectively. As a result, a vacuum level display panel installed in the center of the front side of the integrated monitoring means 200 and displaying the vacuum degree state calculated and diagnosed by the central operation control unit 250 in digital numbers, and an arc shape on the front side of the integrated monitoring means 200. It is installed in a voltage degree display window that displays the degree of the measured voltage inside the vacuum interrupter, and the voltage degree display window on the front side of the integrated monitoring means 200 is installed in a concentric arc shape, and the safety range and the upper and lower risk ranges are continuously It includes a safety range display window and two operation display lamps installed on the front side of the integrated monitoring means 200 and displaying whether a control signal for alarm or lockout by the control signal generator 260 is output, respectively. .

중앙연산제어부(250)에 연결되는 키입력부(280)는 작동모드 또는 안전 진공도 범위 등의 설정을 가능하게 하는 것으로, 진공도 표시 패널의 하부에 설치되고 작동모드의 설정을 가능하게 하는 모드선택버튼과, 안전 진공도 범위를 설정할 수 있도록 하는 안전범위 설정버튼을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The key input unit 280 connected to the central operation control unit 250 enables setting of an operating mode or a safe vacuum level range, and is installed at the bottom of the vacuum level display panel and includes a mode selection button enabling setting of the operating mode , it is preferable to include a safety range setting button that enables setting of a safe vacuum degree range.

전원공급부(290)는 외부의 전원(400)으로부터 작동에 필요한 전원을 공급하는 것으로, 외부의 전원(400)이 접속되는 전원접속단자를 포함한다. 외부의 전원(400)은 통합모니터링수단(200)의 안정적인 작동을 위해 직류 전압인 것이 바람직하다.The power supply unit 290 supplies power required for operation from an external power source 400, and includes a power connection terminal to which the external power source 400 is connected. The external power source 400 is preferably a DC voltage for stable operation of the integrated monitoring means 200 .

중앙연산제어부(250)에 연결되는 통신모듈(265)은 원격지의 외부 컴퓨터(300)와의 통신을 가능하게 하여 원격지의 외부컴퓨터(300)를 통해 진공 인터럽터(40) 내부의 진공도를 모니터링할 수 있도록 하는 것으로, 모뎀과 같은 공지된 유선통신모듈이나 블루투스 등과 같은 공지된 무선통신모듈로 구성되는 것이 바람직하다.The communication module 265 connected to the central operation control unit 250 enables communication with an external computer 300 at a remote location so that the degree of vacuum inside the vacuum interrupter 40 can be monitored through the external computer 300 at a remote location. As such, it is preferable to be composed of a known wired communication module such as a modem or a known wireless communication module such as Bluetooth.

또한, 통합모니터링수단(200)은, 입력변환부(230)와 A/D 컨버터(240) 사이에 순차적으로 연결되어 입력변환부(230)로부터 출력되는 전압값으로부터 노이즈를 제거하는 필터부(210)와, 필터부(210)를 거친 전압값을 선형화하여 A/D 컨버터(240)로 제공하는 선형처리부(220)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.In addition, the integrated monitoring unit 200 is a filter unit 210 that is sequentially connected between the input conversion unit 230 and the A/D converter 240 to remove noise from the voltage value output from the input conversion unit 230. ), and a linear processing unit 220 that linearizes the voltage value that has passed through the filter unit 210 and provides it to the A/D converter 240.

고전압이 인가된 상태에서 운전되는 대전력 가스절연개폐장치 또는 가스절연개폐기(100) 내에는 자계와 개폐서지에 의해 이상전압이 발생할 수 있으므로 이를 제거하기 위해 필터부(210)가 설치되는 것이며, 필터부(210)는 저주파 영역 필터(Low Pass Filter)로 구성되는 것이 바람직하다.In the high-power gas insulated switchgear or gas insulated switchgear 100 operated with high voltage applied, an abnormal voltage may be generated by a magnetic field and switching surge, so a filter unit 210 is installed to remove it. The unit 210 is preferably composed of a low pass filter.

Claims (8)

절연 가스로 충진된 금속성 접지 외함 내부 공간에서, 진공 인터럽터의 금속성 아크 차폐판과 금속성 접지 외함 사이에 각각의 상별로 각각 설치되어 진공도 상태 변화시 유기되는 전압을 검출하는 정전 용량형 센서 전극; 및
상기 센서 전극으로부터 입력되는 전압 신호를 기반으로 각각의 상별 진공 인터럽터의 진공도 상태를 진단하여, 사전설정된 진공도 안전 범위를 벗어날 경우 경보 또는 쇄정을 위한 제어신호를 출력하는 통합 모니터링 수단을 포함하는
진공 인터럽터의 진공 상태감시 모니터링 장치.
Capacitive sensor electrodes installed for each phase between the metallic arc shielding plate of the vacuum interrupter and the metallic ground enclosure in the space inside the metallic ground enclosure filled with insulating gas to detect the voltage induced when the vacuum state changes; and
Integrated monitoring means for diagnosing the vacuum level state of each phase vacuum interrupter based on the voltage signal input from the sensor electrode and outputting a control signal for alarm or lockout when the vacuum level is out of the preset safety range.
Vacuum interrupter's vacuum condition monitoring monitoring device.
제1항에 있어서,
진공도 상태 변화시 유기되는 전압은, 진공 인터럽터 내부에 절연가스가 혼입되는 경우, 진공 인터럽터 내부의 비유전율(εr)의 변화에 따라 유기되는 전압이며, 여기서 εr=ε/ε0이고, ε는 진공 인터럽터 내부에 절연가스가 혼입된 상태의 유전율이고, ε0는 진공 유전율인 것을 특징으로 하는
진공 인터럽터의 진공 상태감시 모니터링 장치.
According to claim 1,
The voltage induced when the vacuum state changes is the voltage induced according to the change in the relative permittivity (ε r ) inside the vacuum interrupter when insulating gas is mixed inside the vacuum interrupter, where ε r =ε/ε 0 , and ε Is the permittivity in the state where the insulating gas is mixed inside the vacuum interrupter, and ε 0 is the vacuum permittivity.
Vacuum interrupter's vacuum condition monitoring monitoring device.
제1항에 있어서,
상기 정전 용량형 센서전극은
절연 가스로 충진된 차단기부(circuit breaker compartment)내부 공간에서 전기적으로 진공 인터럽터(40)의 주도체, 아크 차폐판(49), 및 금속성 외함(10) 사이에 순차적으로 전기적으로 연결된 정전 용량형 소자(C1, C2, C3)의 합성 회로로 구성되는 것을 특징으로 하는
진공 인터럽터의 진공 상태감시 모니터링 장치.
According to claim 1,
The capacitive sensor electrode is
A capacitive element electrically connected in sequence between the main conductor of the vacuum interrupter 40, the arc shield plate 49, and the metallic enclosure 10 in the inner space of the circuit breaker compartment filled with insulating gas Characterized in that it consists of a synthesis circuit of (C1, C2, C3)
Vacuum interrupter's vacuum condition monitoring monitoring device.
제1항에 있어서,
상기 정전 용량형 센서전극은
절연 가스로 충진된 차단기부 내부 공간에서 진공 인터럽터의 아크 차폐판(49)을 센서전극으로서 직접 사용하거나(C1+C2),
진공 인터럽터(40)의 주도체, 아크 차폐판(49)과 금속 외함(10) 내부에 순차적으로 연결된 정전 용량형 소자(C1, C2, C3)의 합성 회로로 구성되는 것을 특징으로 하는
진공 인터럽터의 진공 상태감시 모니터링 장치.
According to claim 1,
The capacitive sensor electrode is
The arc shield plate 49 of the vacuum interrupter is directly used as a sensor electrode in the space inside the circuit breaker filled with insulating gas (C1+C2),
Characterized in that it is composed of a composite circuit of the main body of the vacuum interrupter 40, the arc shielding plate 49 and the capacitive elements (C1, C2, C3) sequentially connected inside the metal enclosure 10
Vacuum interrupter's vacuum condition monitoring monitoring device.
제1항에 있어서,
상기 정전 용량형 센서전극은 아크 차폐판과 비접촉 방식으로,
진공 인터럽터의 아크 차폐판(49) 외부를 환형으로 둘러싸는 고형 절연물(실리콘, 에폭시등 절연재료)의 표면에 전극 형태로 구성되거나,
진공 인터럽터의 아크 차폐판(49) 외부를 환형으로 둘러싸는 전위 감지용 절연물의 내부에 함침되는 환형 또는 각형의 도체로 구성되는 것을 특징으로 하는
진공 인터럽터의 진공 상태감시 모니터링 장치.
According to claim 1,
The capacitive sensor electrode is a non-contact method with the arc shielding plate,
It is configured in the form of an electrode on the surface of a solid insulator (insulation material such as silicon, epoxy) surrounding the outside of the arc shielding plate 49 of the vacuum interrupter in an annular shape,
Characterized in that it consists of an annular or prismatic conductor impregnated into the inside of an insulator for potential sensing surrounding the outside of the arc shielding plate 49 of the vacuum interrupter in an annular shape.
Vacuum interrupter's vacuum condition monitoring monitoring device.
제1항에 있어서,
상기 통합 모니터링 수단은,
계기용 변압기(potential transformer, PT) 및 센서 전극들로부터 입력되는 전압값들을 비교 및 변환하는 입력변환부;
상기 입력변환부에 연결되고 상기 입력변환부로부터 수신한 전압값을 디지털신호로 변환하는 A/D 컨버터;
상기 A/D 컨버터에 연결되어, A/D 컨버터를 거쳐 입력되는 디지털 신호들을 기반으로 각각의 상의 진공 인터럽터의 진공도 상태를 연산 진단하는 중앙 연산 제어부;
상기 중앙 연산 제어부에 연결되어, 중앙 연산 제어부에서 연산된 진공도 상태가 사전설정된 안전범위를 벗어날 경우 경보 또는 쇄정(locking)을 위한 제어신호를 출력하는 제어신호발생부;
상기 중앙 연산 제어부에 연결되어, 중앙 연산 제어부에서 연산 진단된 각각의 상의 진공 인터럽터의 진공도 상태를 디지털로 표시하는 디스플레이부;
상기 중앙 연산 제어부에 연결되어, 작동모드 또는 안전 진공도 범위를 설정할 수 있는 키입력부; 및
상기 통합모니터링수단 내에 구비되어, 외부의 전원으로부터 통합 모니터링 수단의 작동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는
진공 인터럽터의 진공 상태감시 모니터링 장치.
According to claim 1,
The integrated monitoring means,
An input conversion unit that compares and converts voltage values input from a potential transformer (PT) and sensor electrodes;
an A/D converter connected to the input conversion unit and converting the voltage value received from the input conversion unit into a digital signal;
a central calculation control unit connected to the A/D converter and calculating and diagnosing the vacuum level of each phase vacuum interrupter based on digital signals input through the A/D converter;
a control signal generator connected to the central operation control unit and outputting a control signal for alarming or locking when the vacuum level calculated by the central operation control unit is out of a preset safety range;
a display unit connected to the central operation control unit and digitally displaying the vacuum degree state of the vacuum interrupter of each phase calculated and diagnosed by the central operation control unit;
a key input unit connected to the central operation control unit and capable of setting an operating mode or a safe vacuum range; and
It is provided in the integrated monitoring means, characterized in that it comprises a power supply for supplying power necessary for the operation of the integrated monitoring means from an external power source
Vacuum interrupter's vacuum condition monitoring monitoring device.
제6항에 있어서,
상기 통합 모니터링 수단은,
상기 중앙연산제어부에 연결되고 원격지의 외부컴퓨터와의 통신을 가능하게 하여 원격지의 외부 컴퓨터를 통해 상기 장치의 진공 인터럽터의 진공도를 모니터링할 수 있도록 하는 통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
진공 인터럽터의 진공 상태감시 모니터링 장치.
According to claim 6,
The integrated monitoring means,
Further comprising a communication module connected to the central operation control unit and enabling communication with an external computer at a remote location to monitor the vacuum level of the vacuum interrupter of the device through the external computer at a remote location.
Vacuum interrupter's vacuum condition monitoring monitoring device.
제1항에 있어서,
상기 진공 인터럽터는 가스절연개폐장치의 차단부, 진공 차단기, 각종 가스절연개폐기에 적용되는 것을 특징으로 하는
진공 인터럽터의 진공 상태감시 모니터링 장치.
According to claim 1,
The vacuum interrupter is characterized in that it is applied to the blocking part of the gas insulated switchgear, the vacuum circuit breaker, and various gas insulated switchgear.
Vacuum interrupter's vacuum condition monitoring monitoring device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100952686B1 (en) 2009-05-15 2010-04-13 주식회사 이앤엠테크 Circuit breaker compartmemt of an insulated switchgear with an electrode for decreasing electric field intensity
KR101264226B1 (en) 2011-11-07 2013-05-14 한국전기연구원 Atmospheric pressure identity apparatus of vacuum interrupter for vacuum circuit breaker
KR20200129834A (en) 2019-05-10 2020-11-18 한국전기연구원 Vacuum degree monitoring sensor and system for predicting a life of a vacuum interrupter

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