KR20240067537A - 부분방전 진단 장치 - Google Patents

부분방전 진단 장치 Download PDF

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조용성
선종호
홍태윤
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한국전기연구원
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Abstract

부분방전 진단 장치를 개시한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 외함; 상기 외함과 연결되는 케이블; 상기 외함 및 상기 케이블 중 적어도 하나와 연결되며, 부분방전에 의한 전류가 흐르도록 구성되는 접지선; 및 상기 접지선으로 흐르는 전류에 의해 발생하는 전자파를 감지하는 하나 이상의 센서를 포함하는 센싱부를 포함하는 부분방전 진단 장치를 제공한다.

Description

부분방전 진단 장치{Partial Discharge Diagnostic Apparatus}
본 개시는 부분방전 진단 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
부분방전이란 전극과 전극 사이에서 일어나지 않고 한 부분에 생기는 방전을 총칭하는 용어로서, 기체 중에서 뾰족한 전극의 첨단 부근에 생기는 코로나방전, 고체절연물의 표면을 따라서 생기는 연면방전 및 고체절연물 내의 공극에 생기는 보이드 방전 등이 있다. 부분방전은 절연물의 둔화의 원인이 될 수 있으므로, 부분방전이 발생한 경우, 이를 초기에 진단하여 조치를 취할 필요가 있다.
가스절연개폐장치(GIS: Gas Insulated Switchgear) 등에서 발생하는 부분방전(partial discharge)을 감지하고, 부분방전이 발생한 위치를 추적하는 부분방전 진단 방법으로, 극초단파(UHF: Ultra High Frequency) 대역의 전자파를 감지하는 UHF 센서를 이용하거나, HFCT(High Frequency Current Transformer) 센서를 이용하는 방식이 이용되고 있다.
UHF 센서를 이용하는 방식은, 부분방전에 의해 발생하는 전자파를 감지하여 부분방전의 발생 여부 및 부분방전이 발생한 위치를 추적하는 방식이다. UHF 센서를 이용하는 방식은 상대적으로 노이즈가 적다는 장점이 있으나, 부분방전이 발생한 지점이 케이블 접속함 등의 외함으로 밀폐되어 있는 경우, 외부에서는 진단이 불가하다는 단점이 있다.
HFCT 센서를 이용하는 방식은, 부분방전에 의해 접지선으로 흐르는 전류에 의한 전자기 유도를 감지하는 방식이다. HFCT 센서를 이용하는 방식은 외함으로 밀폐된 영역에서 부분방전이 발생한 경우에도 진단이 가능하며, 상대적으로 감도가 좋다는 장점이 있으나, 노이즈가 심하다는 단점이 있다.
노이즈를 줄이면서도, 밀폐된 영역에서 발생한 부분방전도 진단 가능한 방법이 필요하다.
일 실시예에 따른 부분방전 진단 장치는 부분방전에 의해 접지선으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 감지함으로써, 측정 노이즈를 줄이고, 밀폐된 영역에서 발생한 부분방전도 진단할 수 있다.
일 실시예에 따른 부분방전 진단 장치는 접지선을 둘러싸도록 구성되는 센싱부를 이용하여 접지선으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 안정적으로 감지할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 외함; 상기 외함과 연결되는 케이블; 상기 외함 및 상기 케이블 중 적어도 하나와 연결되며, 부분방전에 의한 전류가 흐르도록 구성되는 접지선; 및 상기 접지선으로 흐르는 전류에 의해 발생하는 전자파를 감지하는 하나 이상의 센서를 포함하는 센싱부를 포함하는 부분방전 진단 장치를 제공한다.
일 실시예에 의하면, 부분방전 진단 장치는 부분방전에 의해 접지선으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 감지함으로써, 측정 노이즈를 줄이고, 밀폐된 영역에서 발생한 부분방전도 진단 가능한 효과가 있다.
일 실시예에 의하면, 부분방전 진단 장치는 접지선을 둘러싸도록 구성되는 센싱부를 이용하여 접지선으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 안정적으로 감지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 부분방전 진단 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 센싱부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 이용해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 대한 설명은, 다른 실시예에도 적용될 수 있음을 밝혀 둔다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 발명의 설명은 본 발명의 예시적인 실시 형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시 형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 부분방전 진단 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 부분방전 진단 장치(partial discharge diagnostic apparatus)는 외함(enclosure, 110), 케이블(cable, 120), 접지선(earthing strap, 130) 및 센싱부(sensing unit, 140)를 포함할 수 있다.
외함(110)은 내부에 수용 공간을 포함한다. 외함(110) 내부의 수용 공간에는 각종 전자 부품 및 케이블(120)의 접속 단자 등이 배치될 수 있으며, 이들은 외함(110)에 의해 밀폐되어 외부 환경으로부터 보호될 수 있다. 외함(110)에는 접지선(130)이 연결될 수 있다. 외함(110)의 내부에는 각종 전자 부품 및 케이블(120)의 접속 단자 등이 배치되므로, 내부에서는 부분방전이 발생할 수 있으며, 부분방전에 의한 전류가 외함(110)과 연결된 접지선(130)으로 흐를 수 있다.
케이블(120)은 외함(110) 및 외함(110)의 내부에 배치된 단자 등과 연결된다. 케이블(120)은 전원 공급 또는 신호 전달 등을 위한 전류가 흐르도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 케이블(120)에는 접지선(130)이 연결될 수 있다. 케이블(120)과 외함(110) 내부 단자의 연결부위 또는 케이블(120)의 내부 등에서는 부분방전이 발생할 수 있으며, 부분방전에 의한 전류가 케이블(120)과 연결된 접지선(130)으로 흐를 수 있다.
접지선(130)은 외함(110) 및/또는 케이블(120)과 연결되어 접지 기능을 수행한다. 외함(110)의 내부 및 케이블(120) 등에서 발생한 부분방전에 의한 전류가 접지선(130)으로 흐른다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 접지선(130)은 적어도 일부가 센싱부(140)에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 즉, 접지선(130)은 센싱부(140)를 관통하도록 배치될 수 있다. 그에 따라, 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 센싱부(140)가 안정적으로 감지할 수 있다. 본 개시의 다른 실시예에 의하면, 접지선(130)은 센싱부(210, 도 2 참조)의 일면과 마주보도록 배치될 수도 있다. 접지선(130)은 바 형상 등으로 형성된 센싱부(210)와 평행하게 배치될 수 있다.
센싱부(140)는 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의해 발생하는 전자파를 감지하는 하나 이상의 센서(예: UHF(Ultra High Frequency) 센서)를 포함한다. 센싱부(140)가 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 안정적으로 감지하도록, 센싱부(140)는 접지선(130)의 적어도 일부를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 센싱부(140)는 내측면이 접지선(130)과 이격되도록 배치될 수 있다. 센싱부(140)는 중공의 실린더(hollow cylinder) 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 접지선(130)이 센싱부(140)의 중공을 관통하도록 센싱부(140)가 배치된다. 센싱부(140)는 단면의 형상이 원형인 원형 실린더 형상으로 형성될 수 있으나, 센싱부(140)의 형상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 따른 부분방전 진단 장치는, 센싱부(140)가 중공의 실린더 형상 등으로 접지선(130)을 둘러싸도록 구성되고, UHF 센서 등의 전자파 센서를 포함함으로써, 부분방전에 의해 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 안정적으로 감지하여 부분방전을 진단할 수 있다.
본 개시에 따른 부분방전 진단 장치는 종래에 부분방전을 진단하는 방식과는 달리 외함(110)의 내부 또는 케이블(120) 등에서 발생하는 부분방전에 의한 전자파를 직접 감지하거나, 부분방전에 의해 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의한 전자기 유도를 통해 부분방전을 진단하지 않고, 부분방전에 의해 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의한 전자기파를 접지선(130)에 배치된 센싱부(140)를 이용하여 감지하고, 이를 기초로 부분방전을 진단함으로써, 노이즈를 줄이면서도 외함(110)의 내부나 케이블(120)의 내부 등에서 발생한 부분방전도 용이하게 진단 가능한 효과가 있다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 센싱부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 부분방전 진단 장치는 센싱부(210)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 센싱부(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 일면이 접지선(130)을 마주보도록 배치될 수 있다. 센싱부(210)의 일면이 접지선(130)을 마주보도록 배치되고, 접지선(130)과 마주보는 센싱부(210)의 일면 상에 전자파를 감지하는 센서가 배치될 수 있다.
센싱부(210)는 복수 개일 수 있으며, 복수의 센싱부(210) 각각의 일면이 접지선(130)을 마주보도록 배치될 수 있다. 결과적으로, 복수의 센싱부(210)의 각각의 일면이 합쳐져 접지선(130)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 센싱부(210) 4개가 접지선(130)의 상하좌우에 각각 배치되어 접지선(130)을 둘러쌀 수 있다. 그에 따라, 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 안정적으로 감지할 수 있다.
센싱부(210)가 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 균일하게 감지하도록, 센싱부(210)는 접지선(130)과 평행하게 배치될 수 있다. 센싱부(210)는 일면이 접지선(130)을 마주보되, 일면이 접지선(130)과 이격되도록 배치될 수 있다. 센싱부(210)는 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 의하면, 센싱부(210)의 일면이 접지선(130)을 마주보되, 센싱부(210)와 접지선(130)이 평행하게 배치됨으로써, 부분방전에 의해 접지선(130)으로 흐르는 전류에 의한 전자파를 균일하게 감지하여 부분방전을 정밀하게 진단 가능한 효과가 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 외함
120: 케이블
130: 접지선
140: 센싱부

Claims (11)

  1. 외함;
    상기 외함과 연결되는 케이블;
    상기 외함 및 상기 케이블 중 적어도 하나와 연결되며, 부분방전에 의한 전류가 흐르도록 구성되는 접지선; 및
    상기 접지선으로 흐르는 전류에 의해 발생하는 전자파를 감지하는 하나 이상의 센서를 포함하는 센싱부
    를 포함하는 부분방전 진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 접지선의 적어도 일부를 둘러싸도록 구성되는 부분방전 진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센싱부는, 내측면이 상기 접지선과 이격되도록 배치되는 부분방전 진단 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 센싱부는 중공 실린더 형상으로 형성되는 부분방전 진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 일면이 상기 접지선의 적어도 일부를 마주보도록 배치되는 부분방전 진단 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱부는 바(bar) 형상으로 형성되는 부분방전 진단 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 센싱부는 복수인 부분방전 진단 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 센싱부는, 각각의 일면이 상기 접지선을 마주보도록 배치되는 부분방전 진단 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 접지선과 평행하게 배치되는 부분방전 진단 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 센싱부는, 상기 일면이 상기 접지선과 이격되도록 배치되는 부분방전 진단 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 UHF 센서인 부분방전 진단 장치.
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