KR820001828B1 - 전기장치내의 코로나 방전의 감지 및 위치 측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기장치내의 코로나 방전의 감지 및 위치 측정장치

제1도는 본 발명의 한 실시예에 따라 구성된 코로나 검파장치를 이용한 변압기의 부분입면도.

제2도는 방전원으로 부터의 일정거리에 대해서, 대기중에서 내경이 서로 다른 음향 도파관을 사용 및 비사용하여 수신한 40KHz의 초음파 방사의 비율을 도해한 도표.

제3도는 방전원으로 부터의 일정거리에 대해서, 대기중에서 내경이 서로 다른 음향 도파관을 사용 및 비사용하여 수신한 80KHz의 초음파 방사의 비율을 도해한 도표.

제4도는 방전원으로 부터의 일정거리에 대해서, 광유내에서 내경이 서로 다른 음향 도파관을 사용 및 비사용하여 수신한 40KHz의 초음파 방사의 비율을 도해한 도표.

제5도는 방전원으로 부터의 일정거리에 대해서, 광유내에서 내경이 서로 다른 음향 도파관을 사용 및 비 사용하여 수신한 80KHz의 초음파 방사의 비율을 도해한 도표.

제6도는 방전원으로 부터의 일정거리에 대해서, 대기 및 광유내에서 내경이 서로 다른 음향 도파관을 사용 및 비사용하여 수신한 80KHz의 초음파방사의 비율을 도해한 도표.

제7도는 본 발명의 또다른 실시예에 따라 구성된 코로나 검파장치를 가진 전기장치의 부분입면도.

제8도는 제1도의 선 Ⅷ-Ⅷ을 따라 취한 단면도.

본 발명은, 일반적으로 예를들어 전기 유도장치와 같은 전기장치, 특히, 탱크나 밀봉내에 있을 경우 그 장치의 코로나 방전의 소스검파 및 위치측정에 관한 것이다.

여기서 설명하는 것은 전기장치의 탱크내에서의 코로나 방전을 검파하고 위치측정을 위한 장치이다. 연속적인 음향도파관은 전기장치의 탱크내에 있는데 각 도파관은 멀리있는 음향 감지기에 코로나 또는 부분 방전원으로부터의 음향방사를 전송하기 위하여 전기장치의 일부에 근접하여 있는 한면을 가지고 있다. 대체로 지속 도파관은 제1, 제2음향 변환기에 결합된 제1, 제2단을 갖으며, 코로나 방전원으로부터 음향방출의 도파관의 길이를 따라 어디서고 도파관에 부딪치도록 배치되어 있다.

절연용액으로 충진된 변환기와 같이 고전압 전기장치의 코로나 시험은 바람직하여 결국 절연의 부분적인 파열을 가져오는 절연시스템의 취약점이나 결함을 감정하여 위치설정을 한다.

이와같이 코로나 시험은 그 장치가 재래식 시험을 통과시키도록 하는 초기적인결점이 있으나 차후에는 완전한 절연을 야기한다.

코로나 시험은 용액이 차있는 장치내에서 코로나의 존재를 알려줄 뿐만아니라, 정확한 위치를 지적해준다. 코로나를 감지하고 위치 측정을 위한 종래의 코로나 시험방법은 코로나 방전에 의해 유도된 용액내에서 압력변화에 의해 절연액내에 생긴 기계진동에 응하여 코로나 방전 또는 신호에 의해 공급된 전기신호를 사용하고 있다. 그 전기신호는 음극선 오실로스코프의 수평소사(掃射)를 야기하기 위해 사용되어 왔다. 그리고 기계진동은 오실로 스코프의 수직 편향단자에 출력신호를 주기 위해 전기 변환기에 적당히 위치시킨 기계장치에 의해 픽업된다. 소사와 수직편향의 시작사이의 시간은 코로나 방전으로부터 변환기의 픽업까지의 거리를 지시해 준다. 변환기의 반복적 이동은 코로나 방전의 근사한 위치를 삼각측량에 의해 감정되도록 한다.

미국특허 제3, 505, 907 ; 3, 612, 992 및 3, 728, 619호에서 처럼 이 모두가 본원의 양수자에게 양도되었으며 내부 코로나 방전의 감지 및 위치측정에 보통 사용된 전기 변환기나 음향감응기는 용액이 차 있는 전기장치의 강철 탱크의 외피에 장치되어 있다. 음향감응기들은 전기장치의 시험 및 작동중의 고전압을 고려하여 탱크의 외부에 장치되어 있으며 접지되어 있고 내부는 아주 높은 작동전위를 갖는다. 보통강철로 만들어진 탱크벽의 두께에 의하여, 외부와 내부 감응기 사이의 감도차는 10대 1로 높으며 전기장치 구조에 의한 감쇠 및 반사는 보다 많은 신호의 손실과 모호성을 가져온다. 명백히, 음향감응기의 내부장착은 양호한 감도와 정확한 방전위치 측정을 위해 바람직하지만 위험하다. 이와같이 전기장치내의 코로나 방전원의 감지 및 위치측정의 정확성은 음향감지기에 수신된 압력신호의 강도에 크게 의존한다.

본 발명의 장점은 코로나 방전에 대해 감도가 좋고 정확한 위치를 갖는, 전기장치에 사용되는 개량된 코로나 검파장치를 만들기 위한 것이다. 기술된 새로운 코로나 검파장치는 전기장치와 관련한 고전압에 기인한 전기적 압축문제를 만들지 않고 전기장치의 탱크내로 삽입된다. 더욱이, 본 발명의 검파장치는 전기 유도장치내에 영구적으로 설치되어 초기 이상 검출기로서 작동한다.

여기에 기술되고 도해된 제1실시예에 있어서, 음향 도파관들은 전기장치의 탱크안에 있고 각각이 음향감응기에 결합된 한쪽끝을 가지며 탱크 외부에 장착되어 있고 더욱이 전기장치의 고전압부와 인접한 다른 끝을 갖는다. 늘 외부 탱크 벽에 장치된 감응기를 가지고 있으나 코로나 방전으로 기인하는 탱크내의 절연액내의 압력파를 검출하기 위한 도파관들이 없는 종래기술의 코로나 검파기에서와 같은 커다란 감쇠없이 음향감응기에 전기장치내의 고전압점으로부터의 코로나 방전원으로 부터 음향방사를 음향도파관이 전송한다. 더욱 유효하게 음향감응기에 음향방사를 전달함에 의해, 전기장치내의 코로나 방전원의 검파 및 위치 측정이 보다 더 정확해진다.

제2의 실시예에 있어서, 각 도파관은 각자의 끝에 달린 검파기를 갖고 있으며, 도파관은 코로나 때문에 음향에너지가 도파관의 길이를 따라 어떤곳에 충돌할 수 있도록 위치한다.

본 발명의 부가적인 특징이나 장점 및 목적은 첨부도면과 다음의 상세한 설명에 의해 보다 명백해질 것이다.

설명에 있어 동일한 숫자는 도면의 같은 성분임을 밝혀둔다.

제1도는 변압기(10)과 같은 고전압 전기장치를 시험하기 위하여 본 발명의 1실시예에 따라 구성된 코로나 검파장치를 보여주고 있다. 변압기(10)는 외철형이며, 자심(14)과 변압기(10)은 셀형이며 자석(14)와 함께 관련된 위상권선 모두가 유기적인관계로 배치된 상권선 어셈블리(11, 12, 13)을 포함하고 있다.

상권선(11)처럼, 각 상 권선은 저압권선(16) 및 (20)사이에 있는 고압권선(18)으로 구성되어 있다. 상권선(11, 12, 13) 및 자심(14)을, 광유와 같은, 적당한 절연액으로, 참고번호 28로 표시한 수준까지 차 있는 적당한 탱크(22)내에 배치되어 있다.

비록 외철형 3상 변압기가 도해되었다 할지라도, 본 발명의 기술은 외철형이나 내철형의 단상 변압기, 전기 리액터, 가스절연된 변전소, 대형 회전장치 그리고 작동중 코로나 방전에 영향을 받기 쉬운 고압 전기장치에 동등하게 적용 가능하다.

도해된 변압기(10)와 같은, 전기 장치에서의 코로나 방전은 몇몇 장소에서 발생한다. 코로나 위치(30)은 고전압 권선(18)과 탱크(22)사이에 위치한다. 그러므로, 위치(30)에서의 코로나 방전은 권선(18)과 접지된 탱크(22)사이의 전압 스트레스에 의해 생긴다. 코로나 방전은 또한 고압권선(18)과 저압권선(16)사이의 전압 스트레스에 의해 생긴 위치(32)에서도 발생한다. 코로나 위치(34)는 고압권선(18)에 인접해 있으며, 고압권선(14)과 접지된 자심(14)사이의 전압 스트레스에 의해 생긴다.

고압 전기장치내의 코로나 방전은 적당한 음향 감응기에 의해 검출되는 음향 방사 또는 음파를 발생한다. 일반적으로 전기신호 변환기로 구성되는 감응기(36), (38) 및 (40)은 음향진동을 코로나 방전을 지시하는 전기신호로 변화시킨다. 본 발명의 양호한 실시예에 따라, 음향 감응기(36), (38) 및 (40)은 변압기(10)내에서의 코로나 방전에 의해 야기된 음향 방사의 주파수를 검파하기 위해 40 및 80KHz가까이 동작하는 공진 변환기들을 포함한다. 제8도에 보다 잘 명시되었듯이, 감응기(36)과 같은 음향감응기들은 80KHz와 같은 단일 주파수에 응답하는 피에조 세라믹 감응기(94)로 구성되거나 또는 1KHz로부터 10MHz의 주파수 범위에 응답하는 광대역형이 된다. 양 경우에 있어, 피에조세라믹 감응기(94)는 지지체(90)을, 잠금나사(97)같은, 적당한 수단에 의해 고정되는 하우징(92)내에 장치되어 있다. 부틸 고무같은, 적당한 물질로 형성된 지지체(90)는 도파관(44)을 통해 전송되는 음향방사가 탱크(22)벽에 의해 감쇄되는 것을 막기 위하여 변압기(10)의 탱크(22)로부터 감응기(94) 및 하우징(92)를 음향적으로 분리시킨다. 지지체는 변압기(10)의 탱크(22)내의 구멍을 위치하며, 도시하지 않았지만 적당한 개스킷 및 볼트(99)에 의해 함께 밀폐되어있다. 음향도파관은 지지체(90내의 구멍을 통하며, 음향도파관(44), 피에조세라믹 하우징(92) 및 감응기(94)사이의 양호한 음향 접촉을 제공하는, 에폭시 시멘트(96)와 같은, 적당한 연결수단에 의해 피에조세라믹 하우징(92)에 연결된 그것의 끝(52)을 갖는다. 피에조세라믹 감응기(94)로부터의 전기적 출력은 동축케이블(41)과 같은 도체를 통해 이제 설명될 적당한 신호 검파장치에 전송된다.

비록 음향감응기(36)가 변압기(10)의 탱크벽상에 장착된 것처럼 도시되었다 하더라도, 변압기(10)의 탱크(22)와 완전히 분리하며 외부에 있는 어떤 다른 멀리 떨어진 곳에 장치될 수 있다.

또한 적당한 광대역 또는 협대역 신호 검파계기(42)가 변압기(10)내의 코로나 방전원의 검파 및 위치측정을 위하여 음향감응기(36)(38) 및 (40)에 연결되었다. 신호검파계기(42)는, 코로나 방전으로부터의 전기 펄스에 의해 발단됐을 때, 코로나 방전원으로부터 음향감응기 까지의 음파 전송시간을 측정 가능하게 하는 음극선 오실로스코우프로 구성되어 있다. 게다가, 협대역 신호검파계기는 코로나 방전의 크기를 검파하기 위한 잡음비율계를 가지고 있다.

당 기술분야에서 숙련된 자에게 잘 알려진 바와같이, 용액으로 채워진 전기 장치내의 코로나 방전에서 초래하는 음파의 압력레벨은 코로나 방전원으로부터의 거리에 반비례 한다. 탱크벽에 의해 야기되는 것에 더하여 신호 강도의 감쇠 또는 축소는 용액으로 채워진 전기장치내의 코로나 방전의 정확한 검파 및 위치 측정을 방해한다. 음향감응기의 감도를 개선하고 그리하여 코로나 방전을 정확하게 검파하고 위치측정 하기 위하여 선택된 재료, 외형 및 크기의 음향도파관들이 먼 위치에 있는 음향감응기에 코로나 방전원으로 부터의 음향방사를 전송하기 위하여 전기장치의 탱크내에 위치해 있다. 따라서, 제1도에는 코로나 발생위치(30), (32) 및 (34)에서의 코로나 방전으로부터 초래하는 음향방사를 음향감응기(36), (38) 및 (40)에 각각 전송해주는 음향도파관(44), (46) 및 (48)이 도시되어 있다.

음향도파관을 만들기에 사용된 재료의 몇가지 특성은 전기장치에 사용키 위해 적당한 재료를 선택하도록 고려되었다.

원통형 봉으로된 음향도파관을 통한 음향전송은, 봉 내면의 초기 각도에서 종파가 음파를 전환하도록되기 때문에 봉을 따라서 음파감쇠가 덜 일어나게 하기 위하여, 봉재료의 포아손 비가 0.26미만일 때 가장 잘 이루어진다. 상이한 재료에 대한 포아손비의 근사치가 표 1에 나와있으며, 수정유리, 파이렉스유리, 아연 및 특히 베릴름등은 음향도파관에 상당히 좋은 재료들이다.

[표 1]

튜브가 음향도파관으로 사용된 경우 효과적인 음향전송을 위한 중요한 특성은 재료의 음향임피던스이며 매질의 임피던스에 관계한다. 이것은 음향방사가 만일 비슷한 음향임피던스를 가질경우 한 매질에서 다른 매질로 손실없이 통과하기 때문에 중요하다. 그러나 만약 그것들의 음향임피던스가 부정합하다면 매질경계에서 상당한 반사가 있게된다.

[표 2]

예를들면 표1, 2에서 프라스틱 유리와 공기는 상당히 부정합함이 입증되었다. 결국 공기내의 프라스틱 유리관으로 전송된 음향 방사는 내부에 있게된다. 반대로 광유내의 프라스틱유리의 경우에는, 광유와 프라스틱유리의 음향임피던스가 어느정도 유사하기 때문에 음파는 탱크의 벽을 통해서 튜브를 떠나는 경향이 있다. 광유내에서, 예를들면, 강철관은 광유와 강철의 음향임피던스가 사실상 부정합하기 때문에 더좋은 음향도파관이 된다.

음향도파관이 위치하고 있는 내의 재질과 여러 매질의 형태이외에, 도파관의 크기는 어떤 음향주파수의 효율적인 전송을 결정하는 중요한 요소이다. 제2도에서 6도까지는 공기 또는 광유내에서 코로나 방전원으로 부터의 거리에 대해서(도파관으로 수신된 초음파)/(도파관 없이 수신된 초음파)의 비의 형태로, 음향전송에 있어서 도파관의 크기를 변화시킨 결과가 그래프로 나타나 있다. 이 비율이 클 경우에는, 즉 도파관으로 수신된 초음파가 도파관 없이 수신된 초음파 보다 더 큰 크키를 가질 때, 음향도파관을 사용할 가지가 있다.

제2 및 3도는 상이한 지름의 프라스틱 유리관을 사용한, 공기내의 스파크로부터의 거리에 대해서 도파관을 사용 및 비사용하여 수신된 40KHz 및 80KHz의 음향방사의 비를 도해하였다. 제2도에서 볼 수 있는 거와같이, 공기중의 스파크로부터 200㎝의 거리에서, 1.0인치 내경의 프라스틱 유리관의 사용으로 40KHz초음파 수준이 거의 10배로 증가하였다.

한편, 거리 200㎝에서, 1/4인치내경의 관을 사용하면 수신된 신호가 10대 1로 감소하고, 따라서 코로나 방전 검파을 위해서는 가치가 없다. 점선으로 나타낸 곡선 100, 102, 104, 106, 108 및 110은 도파관을 따라 상이한 초음파 감쇠율을 가정하여 계산된 비의 값이다. 제2도에서 6도까지에 있어서, 곡선, 100, 102, 104, 106, 108 및 110은 도파관을 따라 각기0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.5 및 8.0의 dB/10㎝로의 감소에 일치하는 1.0, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 및 0,4와 각각 동일한 감쇠율을 사용 계산한 것이다.

제2 및 3도에서 나타낸 공기중의 코로나 방전으로부터 초음파 측정결과는 코로나 방전원으로부터 200㎝에서 거의 10의 이득을 갖는 1.0인치의 프라스틱 유리관에서처럼 더 큰 직경의 관이 더 효과적인 도파관으로 작용한다는 것을 나타내고 있다.

제4도 및 제5도에서 공기중에서 취한 자료에 반해서, 제 4, 6 도의 광유내 코로나 방전으로 부터의 측정은 1/2인치 내경의 강철관이 음향도파관으로서 매우 효과적이며, 200㎝에서, 40KHz의 경우 10의 이득이 얻어지고 80KHz의 경우 9의 이득이 얻어진다는 것을 가리키고 있다.

강철튜브의 전기스트레스 문제가 없는, 광유에 사용키 위한 매우 효과적인 음향도파관은, 제5도에서와 같이, 200㎝에서의 8KHz에서 17의 이득을 갖는 1/2인치 지름의 파이렉스 유리봉이 된다. 제6도에서,1/2인치의 파이렉스 유리봉이라는 것이 알려져 있다. 제6도에서 1/2인치의 파이렉스 유리봉의 성능은 광유증의 1/2인치 직경의 강철관 및 공기중의 1/2인치의 프라스틱 유리관의 성능과 비교되며, 반면에 표 3에서의 비교는 여러가지 봉 및 관들의 80KHz초음파 전송의 감쇠를 나타낸 것이다.

[표 3]

여기서 주의할 것은 프라스틱유리봉, 납유리관, 파이렉스 유리 및 프라스틱 유리에 잠긴 광유의 빈약한 음향전송이다. 그러나

인치의 지름의 섬유유리 광가이드의 전송특성은 직경

인치의 파이렉스 유리봉이나 1/8인치의 에폭시 수지를 보강한 섬유유리와 같이 거의 양호한 편이다.

앞으로의 시험은 광유에서 공기로와 같이, 도파관이 다른 매질을 통과할 경우 직경

인치의 파이렉스 유리봉이 변하지 않는 것처럼, 음향도파관의 전송특성을 나타낸다. 덧붙여서, 도파관의 굴곡은 전송신호의 큰손실이나 감쇠를 가져오지는 않는다.

제1도를 다시보면, 변압기 10내에서 코로나 방전원의 검파 및 위치 측정위한, 상기의 재료들로 이루어진 음향도파관 사용에 대해서 이제 설명키로 한다. 음향도파관(44), (46), (48)이 동일하기 때문에 여기서는 도파관(44)만 자세히 설명하기로 한다. 양호하게도, 음향도파관(44)은 광유내에서 효과적인 도파관으로 사용하기 위해, 직경

인치의 파이렉스 유리봉과 같은, 적당한 재료의 세로로 연장한 원통형 부재로 형성되어 있다.

음향도판관(44)는 각기 제1, 2단부(50)과 (52)가 있다. 음향도파관(44)의 제 1 단부(50)는 변압기(10)의 고전압 권선(18)과 탱크(22)사이의 장소(30)와 같이 코로나 방전의 발생 가능장소에 인접해 있다. 음향도파관(44)의 제2단부(52)는 음향감응기(36)에 적당히 결합되어 있다.

장소(30)에서 코로나 방전으로부터 생기는 음향방사 또는 음파들은 음향 도파관(44)의 제1단부(50)을 치며 제2단부(52)을 경유해, 변압기(10)내의 장소(30)에서 코로나 방전을 지시하는 전기 신호를 만드는, 음향 감응기(36)으로 음향 도파관(44)에 의해 전송된다. 그리고 나서 이 전기신호는 변압기(10)내의 코로나 방전의 정확한 위치를 검파하기 위해 신호 검파계기(42)에 의해 분석된다. 본 실시예에서 변압기(10)의 구체적 위치와 각기 관련하여 다수의 음향도파관이 적용되어 있기 때문에, 코로나 방정원의 위치측정을 비교적 용이하게 할 수 있다.

고전압 전기장치내의 코로나 방전을 감지하기 위해 도파관의 성능이 탱크내의 코로나 방전으로부터 생긴 절연액내에서 압력파를 감지하는 탱크벽에 달린 음향감응기를 이용하는 종래의 코로나 검파장치와 비교하여 도해하였다. 만약 길이 2m이고 다른 쪽단부에 음향 감응기가 결합된 음향도파관의 제1단이 코로나 방전원으로부터 거의 10㎝쯤 변압기(10)의 탱크(22)안에 함께 있다면, 음향 도파관으로 들어오는 80KHz, 음향입력파는 도파관의 끝에서 2m떨어진 음향감응기에 도달하기 전에 도파관내에서 감쇠를 일으켜서 6dB정도 감소된다.

변압기탱크의 외부에 있는 음향감응기를 가진 종래의 코로나 검파장치에서, 코로나 방전으로 부터의 음향 방사는 확산에 의해 10대 1로 압력수준이 줄어들며,강철벽을 통해 음향 감응기로 향하는 동안 또다시 10대 1로 줄어든다. 그러므로 본 실시예에서, 음향 도파관은 50배 정도로 감응기 응답이 개선된다.

본 발명의 양호한 실시예에 따라, 음향도파관은 고전압 변압기(10)내에서 코로나 방전을 검파하는때에 있어 두 개의 상이한 상황에 사용될 수 있다. 한쪽에 연결된 음향 감응기를 갖는 음향 도파관은 변압기의(10)위 초기시험 동안 코로나 방전의 위치를 측정하기 위해 변압기 내측에 하나의 침으로 삽입된다. 그외에, 에폭시-섬유유리나 파이렉스 유리봉 같은 어떤 음향도파관 재료는 탱크내 절연액과 비교되는 절연상수를 가지고 있기때문에, 이들 재료로 형성된 음향도파관은 용액이 차 있는 고전압 전기장치의 탱크내에 영구적으로 설치되어서, 전기장치의 수명기간 동안 초기 이상 검출기로서 작동한다. 게다가, 표 2에서 보여준 것으로된 섬유광 가이드는 음향방사를 전송하는데 사용될 수 있고 또한, 전기장치내의 코로나 방전원으로 부터의 광방사를 전송하여 코로나 방전의 검출능력을 제공하여 준다.

위에서 논의 한 것은 어떤 도파관 재료 및 구성이 다른 것보다 더 효율적으로 특별한 주파수의 음파를 전송한다는 것을 보여준 것이다. 이것은 코로나 방전을 검파하는 음향도파관의 사용상 많은 변화를 허용한다. 예를들면, 다수의 도파관은 각각이 특별한 주파수의 음파를 전송하도록 설계되어 사용될 수 있다. 그리하여 3㎜의 에폭시/섬유 유리봉으로된 도파관은 80KHz의 음향 방사를 검파하는데 사용될 수 있으며, 한편

인치 파이렉스 유리봉은 40KHz방사를 검파한다. 그외에, 각 음향도파관은 단일 주파수를 수신하기 위해 적용한 개별 음향감응기에 결합되어 있으며, 모든 도파관은 넓은 범위의 주파수를 검파하는 단일광 대역 감응기에 결합될 수 있다. 이와 같전 기장치내에서 코로나 방전의 검파 및 위치측정을 더욱 개선하는, 1KHz에서 10MHz에 이르는 넓은 범위의 주파수의 음향방사가 검파될 수 있다.

이제 제7도를 보면, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 코로나 검파장치를 갖는 변압기(10)이 나와있다. 이 실시예에서, 제1, 제2 음향도파관(60)과 (70)은 각각 변압기(10)의 탱크(22)내에 함께있다. 각 음향도파관(60)과 (70)은 제1도파관(60)을 위한 단부(62)와 (64)및 제2도파관(70)을 위한 단부(72)와 (74)와 같은, 제1, 제2단부를 가지며 각기 음향감응기 (66), (68), (76) 및 (78)에 연결되어 있다. 그외에, 각 음향도파관(60)와 (70)은 제1, 2단부 사이에서 연속적이며, 변압기(10)과 인접하여 있어서 코로나 방전원에 대해 변압기(10)을 감시한다.

단일 연속음향 도파관이 각 끝단에 있는 감응기에 이들 음향파들을 전달하고 길이를 따라 표면 어디서고 충돌하는 음향파를 수신할 수 있음이 예상외로 발견된다. 과거에는 음향도파관은 음향도파관의 한쪽에 수직으로 음파의 소스가 충돌하도록 되어 있었다. 연속적인 음향 도파관의 끝에 음향적으로 감응기를 결합시켜서, 코로나 방전원로부터 음향도파관의 표면에 충돌하는 음파들은 음향도파관의 각 끝에 결합된 각 감응기에 음향도파관에 의해 전송된다. 만약 코로나 방전원이 음향도파관의 중심가까이에 있을 경우, 각 도파관 단자와 거기에 연결된 음향감응기에 대한 음파의 전송시간에는 차이가 발생한다. 전기장치내의 코로나 방전원의 정확한 위치는 각 음향 도파관의 단자에서 음향신호의 도달시간차를 측정하여 결정한다. 코로나 방전원에서 가장 가까운 도파관을 따라 취한 거리는 다음 공식으로 부터 산출할 수 있다.

여기서

은 ㎝로 나타낸 도파관 길이이며, t는 도파관의 각 단자에 음향신호의 도달시간 차이며, v는 도파관 재질의 음파속도이다. 시간차(t)를 결정하는 다른방법은 제일먼저 도착하는 음향신호를 사용하여 오실로 스코프를 작동시키는 것이다. 게다가, 음파가 제일 먼저 도파관에 진입하는 코로나 방전원의 위치는 각 도파관에서의 음향신호의 크기를 알고 도파관 감쇠를 사용하여 계산할 수 있다.

단일 도파관이 그것의 표면을 따라 충돌하는 음파를 수신하여 전송하는 이유는, 에폭시-섬유유리로 형성된 음향도파관내의 음파의 속도가 광유내에서 (1300m/sec)보다 더 높기때문이고(4600m/sec), 결국 음향도파관의 일부를 치는 음파는 나머지 도파관에 음파가 충돌하기 전에 각 단자로 유영한다.

비록 연속 음향도파관(60)과 (70)이 제7도에서 비교적 직선을 나타나 있지만, 이들은 또한 음파의 전송에 영향을 미치지 않고 원하는 바의 배치상태로 굴곡이 져있다.그러므로 하나의 연속음향 도파관은 코로나 방전에 대해 다수의 임계지역을 감시하기 위해 변압기(10)의 구조의 도처에 상호 결선되며, 이리하여 변압기(10)의 구석구석의 코로나 방전을 탐지하는데 요하는 음향감응기 숫자를 줄여준다.

여기에서 밝힌 것이 고전압 전기장치내에서 코로나 방전을 검파하고 위치를 측정하기 위한 신개발 장치라는 것은 당 기술 분야에서 숙련된자에게는 분명하다.

적당한 재질로 만들어진 음향 도파관은 탱크내에 위치하여 있어서 코로나 방전원으로부터 먼거리의 음향 감응기에 음파를 전송하도록 한다. 음향도파관은 종래의 코로나 검파장치에서 좋지 못한 신호강도의 커다란 감쇠없이 코로나 방전에 의해 생기 압력파를 음향감응기에 전송한다. 그러므로, 이것은 음향감응기의 감도를 매우 증가시키고, 고전압 전기장치내의 코로나 방전의 더 훌륭한 검파 및 위치측정 능력을 제공한다. 그외에, 음향도파관은 영구적으로 전기장치내에 설치되어서 그리하여 전기장치의 정상수명기간 동안 내내 초기이상 검출기로서 작용한다.

Claims (1)

1. 전기장치의 탱크(22)내에 배치하기에 적합한 것이며 전기장치의 코로나 방전원(30, 32)으로부터 상기 방전원에서 떨어져 있는 위치에까지 음향방사를 전송하기 위한 음향도파관들(44, 46, 48, 60, 70)과, 음향도파관에 결합되어 있고 멀리 떨어진 곳에 있으며 전기장치의 코로나 방전에 응하여 코로나 반응신호를 제공하기 위한 감응기(36, 38, 40, 66, 68, 76, 78)로 구성하여 있는 전기장치의 탱크(22)내의 코로나 방전의 감지 및 위치측정장치.

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