KR20230094443A - 전력 케이블 부분 방전 진단 장치 - Google Patents

전력 케이블 부분 방전 진단 장치 Download PDF

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Abstract

변압기 상부 EBO(End Bushing in Oil)에 접속하는 전력 케이블의 예방진단을 위해 변압기 운전중에도 상시 부분방전 진단이 가능한 전력 케이블 부분 방전 진단 장치가 개시된다. 상기 전력 케이블 부분 방전 진단 장치는, 변압기에 연결되는 전력 케이블의 부분 방전을 진단하기 위한 부분 방전 진단 센서, 상기 부분 방전 진단 센서와 연결되는 동축 케이블, 및 상기 동축 케이블을 연결하는 부분 방전 단자 집합반을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력 케이블 부분 방전 진단 장치{Apparatus for diagnosing partial discharge of power cable}
본 발명은 부분 방전 진단 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 주변압기 상부에 접속되는 전력 케이블의 부분 방전 진단 장치에 대한 것이다.
주변압기 1차측(154kV)과 개폐장치의 접속방식은 ① 주변압기 1차측 부싱과 개폐장치 부싱간 도체(동봉) 연결, ② 주변압기 1차측과 개폐장치간 전력 케이블 접속(EBO:End Bushing in Oil), ③ 주변압기 1차측과 개폐장치간 가스절연모선 접속(GIB: Gas Insulated Bus) 등을 사용하고 있다.
이중 주변압기 EBO 접속방식의 전력 케이블은 변전소 형태 및 구조별 특성을 반영하여 전력 케이블 접속이 변압기 측면이나 상부에서 접속할 수 있는 형태로 제작되어 운영중에 있다.
주변압기 접속부 고장예방을 위해 부싱접속방식은 과열개소 측정, EBO 접속방식은 HF(High Frequency)대역 부분방전 측정장비를 활용한 부분방전 진단 및 과열개소 측정, GIB 접속방식은 UHF(Ultra High Frequency) 대역 부분방전 측정장비를 활용한 부분방전 진단의 예방진단을 정기적으로(1회/3개월) 시행하고 있다.
또한, 주변압기 전력 케이블 접속개소 및 전력 케이블 고장을 사전에 예방하기 위해 EBO 접속개소 부분방전 진단, 열화상 측정등의 예방진단 업무를 정기적으로 시행하고 있다.
그런데, 변압기 상부에 접속된 EBO 방식 전력 케이블은 변압기 운전중 변압기 상부로 이동이 곤란하여 변압기의 상부접속 EBO 전력 케이블 및 접속개소에 대한 부분방전 측정을 할 수 없어 접속부 고장을 사전에 적출할 수 없는 문제점이 있다.
부연하면, 접속개소의 하부에 진단 센서를 설치하는 경우, 접속개소가 하부에 위치하여 변압기의 활선상태 측정이 가능하나, 접속개소의 삽우에 진단 센서를 설치하는 경우, 접속개소가 상부에 위치하여 변압기의 활선상태 측정이 불가능하다. 일반적으로 전력선의 접속개소에는 특정한 원인에 의해 고온에 의한 열화가 발생하기 쉽다.
1. 대한민국 등록특허번호 제10-2089187호(등록일자: 2020년03월09일)
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 변압기 상부 EBO(End Bushing in Oil)에 접속하는 전력 케이블의 예방진단을 위해 변압기 운전중에도 상시 부분방전 진단이 가능한 전력 케이블 부분 방전 진단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상부접속 EBO 전력 케이블 및 접속개소에 대한 부분방전 측정을 할 수 없어 접속부 고장을 사전에 적출할 수 있는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 변압기 상부 EBO(End Bushing in Oil)에 접속하는 전력 케이블의 예방진단을 위해 변압기 운전중에도 상시 부분방전 진단이 가능한 전력 케이블 부분 방전 진단 장치를 제공한다.
상기 전력 케이블 부분 방전 진단 장치는,
변압기에 연결되는 전력 케이블의 부분 방전을 진단하기 위한 부분 방전 진단 센서;
상기 부분 방전 진단 센서와 연결되는 동축 케이블; 및
상기 동축 케이블을 연결하는 부분 방전 단자 집합반;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부분 방전 진단 센서는 상기 변압기의 1차측과 개폐장치간 전력 케이블 접속 설비에 연결되는 접지 케이블에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부분 방전 진단 센서는 상기 접지 케이블의 외주면을 감싸기 위해 관통형 센서인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부분 방전 진단 센서는 3상(Phase) 모두에 대해 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상기 부분 방전 진단 센서는 상기 전력 케이블 접속 설비의 상부 접속개소에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부분방전 단자 집합반의 후면에는 상기 동축 케이블과 상기 부분방전 단자 집합반을 연결하는 암커넥터가 다수개 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부분방전 단지 집합반의 외부 연결 패널에는 숫커넥터가 다수개 설치되며, 상기 숫커넥터는 상기 암커넥터와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 숫커넥터는 동축 케이블과의 연결을 위한 N형 커넥터 취부 단자인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 숫커넥터를 개폐하는 개폐용 단자 캡이 상기 외부 연결 패널에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 지속적으로 고장이 발생하고 있는 주변압기 전력케이블 접속부의 사전 예방진단을 통한 고장예방에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 전력 케이블 접속부의 부분방전 점검을 통한 정확한 트렌드(Trend) 분석으로 설비 운영의 안정성을 확보할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 154kV 주변압기 기준으로 접속부 절연파괴로 인한 주변압기 대체비용 약 9억원 절감이 가능하다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 케이블 부분 방전 진단 장치의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 부분방전 단자 집합반의 외부 연결 패널을 보여주는 정면 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 부분방전 단자 집합반의 후면을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 부분방전 단지 집합반의 후면 상부 내부를 보여주는 사시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전력 케이블 부분 방전 진단 장치를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 케이블 부분 방전 진단 장치(100)의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 전력 케이블 부분 방전 진단 장치(100)는, 부분 방전 진단 센서(110), 부분 방전 진단 센서(110)와 연결되는 동축 케이블(120), 및 상기 동축 케이블(120)을 연결하는 단자 집합반(130) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
부분 방전 진단 센서(110)는 전력 케이블의 부분 방전을 진단하기 위해 변압기(미도시)의 외함 절연을 위한 접지 케이블에 설치된다. 부연하면, 변압기 1차측과 개폐장치간 전력 케이블 접속 설비(10)에 연결되는 접지 케이블(20)에 부분 방전 진단을 위해 부분 방전 진단 센서(110)가 설치된다. 설비(10)는 EBO(End Bushing in Oil) 등이 될 수 있다. 특히, 부분 방전 진단 센서(110)는 전력 케이블 접속 설비(10)의 상부 접속개소에 설치된다.
부분 방전 진단 센서(110)는 관통형 센서로서 접지 케이블(20)의 외주면을 감싸는 구조이다. 부분 방전 진단 센서(110)는 각 상별로 설치된다. 또한, 부분 방전 진단 센서(110)는 HFCT(High Frequency Current Transformer) 센서가 주로 사용되나, 이에 한정되지 않으며, UHF(Ultra High Frequency) 센서, TEV(Transient Earth Voltage)샌서와 AAS(Airbone Acoustic Sensor)등 사용될 수 있다.
단자 집합반(130)은 외부 연결을 위한 외부 연결 패널(131)이 구성된다.
도 2는 도 1에 도시된 부분방전 단자 집합반(130)의 외부 연결 패널(131)을 보여주는 정면 사시도이다. 도 2를 참조하면, 집합반(130)의 외부 연결 패널(131)에 숫커넥터(210)가 다수개 설치된다. 도면상에는 2 채널(#G1,#G2)을 위한 단자가 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 2이상의 채널도 가능하다.
숫커넥터(210)는 동축 케이블 연결 N형 커넥터 취부 단자가 될 수 있다. 특히, 숫커넥터(210)로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 개폐용 단자 캡(220)이 구성될 수 있다. 부연하면, 지면에 근접할수록 먼지, 물방울 등의 이물질이 발생할 확률이 높다. 따라서, 이의 유입을 방지할 필요가 있다. 이 개폐용 단자 캡(220)은 줄(230)로 외부 연결 패널(131)에 고정 취부된다.
또한, 전원을 공급하기 위해 전원공급용 콘센트(240)가 설치된다. 전원공급용 콘센트(240)는 AC(Alternating Current) 220V 전원 플러그가 된다. 전원공급용 콘센트(240)는 2구로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 3은 도 1에 도시된 부분방전 단자 집합반(130)의 후면(310)을 보여주는 사시도이다. 도 3을 참조하면, 부분방전 단자 집합반(130)의 후면 하단(320)에는 동축 케이블을 집합 장치반(미도시)으로 입상하도록 홀이 가공되어 있다.
또한, 부분방전 단자 집합반(130)의 후면에 동축 케이블(120)과 부분방전 단자 집합반(130)을 연결할 수 있는 암커넥터(330)가 설치되어, 동축 케이블(120)과 커넥터(330)를 상시 연결하여 설치할 수 있다.
넓은 현장에 설치된 부분 방전 진단 센서와 부분방전 단자 집합반이 동축케이블로 연결이 되어 있어, 부분방전 측정을 위해 현장에 설치된 부분 방전 진단 센서까지 부분방전 진단장비를 이동할 필요없이, 부분방전 단자 집합반에서 넓은 현장에 설치된 부분 방전 진단 센서를 바로 연결하여 부분방전 측정이 가능하도록 한 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 부분방전 단지 집합반(130)의 후면 상부 내부를 보여주는 사시도이다. 도 4를 참조하면, 부분방전 단자 집합반(130)의 전면은 후면에 동축 케이블(120)과 연결된 암커넥터(330)와 연결된 숫커넥터(210)가 부착되어 부분방전 집합장치를 커넥터(숫)에 연결하여 바로 부분방전 측정을 할 수 있도록 설치되어 있다.
부분방전 단지 집합반(130)의 후면 상부 내부에는 차단기(410)가 설치될 수 있다.
부분방전 단지 집합반(130)은 변압기(미도시)의 하부에 위치하여 변압기의 운전중에도 부분방전 단지 집합반(130)을 활용하여 정기적인 부분방전 진단이 가능하다.
10: 전력 케이블 접속 설비
20: 접지 케이블
100: 전력 케이블 부분 방전 진단 장치
120: 동축 케이블
130: 부분 방전 단자 집합반
210: 숫커넥터
220: 개폐용 단자 캡
230: 줄
240: 콘센트
330: 암커넥터

Claims (9)

  1. 변압기에 연결되는 전력 케이블의 부분 방전을 진단하기 위한 부분 방전 진단 센서(110);
    상기 부분 방전 진단 센서(110)와 연결되는 동축 케이블(120); 및
    상기 동축 케이블(120)을 연결하는 부분 방전 단자 집합반(130);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부분 방전 진단 센서(110)는 상기 변압기의 1차측과 개폐장치간 전력 케이블 접속 설비(10)에 연결되는 접지 케이블(20)에 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부분 방전 진단 센서(110)는 상기 접지 케이블의 외주면을 감싸기 위해 관통형 센서인 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 부분 방전 진단 센서(110)는 3상(Phase) 모두에 대해 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 상기 부분 방전 진단 센서(110)는 상기 전력 케이블 접속 설비(10)의 상부 접속개소에 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 부분 방전 단자 집합반(130)의 후면에는 상기 동축 케이블(120)과 상기 부분 방전 단자 집합반(130)을 연결하는 암커넥터(330)가 다수개 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 부분 방전 단지 집합반(130)의 외부 연결 패널(131)에는 숫커넥터(210)가 다수개 설치되며, 상기 숫커넥터(210)는 상기 암커넥터(330)와 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 숫커넥터(210)는 동축 케이블과의 연결을 위한 N형 커넥터 취부 단자인 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 숫커넥터(210)를 개폐하는 개폐용 단자 캡(220)이 상기 외부 연결 패널(131)에 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 케이블 부분 방전 진단 장치.
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