KR20090075657A

KR20090075657A - 가스절연 개폐장치 진단용 부분방전 카운터

Info

Publication number: KR20090075657A
Application number: KR1020090054878A
Authority: KR
Inventors: 정재기
Original assignee: 한빛이디에스(주)
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2009-07-08
Also published as: CN101930024A; US20100324746A1; US8010239B2

Abstract

본 발명은 변전소의 전력기기 중에서 중요한 역할을 담당하는 가스절연개폐장치(Gas Insulated Switchgear: GIS)에서 부분방전감지센서를 이용하여 부분방전을 진단하는 가스절연 개폐장치 진단용 부분방전 카운터에 관한 것이다.

GIS(Gas Insulated Switchgear)의 절연진단을 위해 GIS 내부의 부분방전의 횟수를 측정하는 카운터 장치에 있어서,

상기 GIS 내부의 이상 결함에 의한 부분방전 발생시, 부분 방전을 검출하는 부분 방전 감지센서(1); 상기 부분방전 감지센서(1)의 출력단에서 서지신호를 분리하여 상기 카운터 장치를 보호하는 제1 서지유입 방지회로(20); 상기 부분방전 감지센서(1)가 검출한 고주파 출력신호에서 저주파 신호를 필터링하여 저주파신호를 형성하는 채널1 주파수 변환 모듈(30); 상기 GIS 외부의 노이즈가 발생시, 노이즈를 검출하는 노이즈 감지센서(32); 상기 노이즈 감지센서(32)의 출력단에서 서지신호를 분리하여 상기 카운터 장치를 보호하는 제2 서지유입 방지회로(33); 상기 노이즈 감지센서(32)가 검출한 고주파 출력신호에서 저주파 신호를 필터링하여 저주파신호를 형성하는 채널2 주파수 변환 모듈(31); 상기 채널1 주파수 변환 모듈(30)과 채널2 주파수 변환 모듈(31)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 부분 방전 데이터와 노이즈 데이터를 형성하는 ADC회로(22); 상전압(4)을 전압강하시켜서 구형파신호로 변환시켜서, 상기 ADC회로(22)에 의한 출력신호인 상기 부분 방전 데이터와 노이즈 데이터를 상전압(4)의 주파수에 동기시켜 출력하게 하는 동기화장 치(27); 상기 출력되는 동기화된 부분방전 데이터 및 노이즈 데이터를 비교하여 실제 부분방전이 발생했는지를 판단하여 실제 부분 방전이 발생하였고 설정치를 초과하는 경우에만 계수를 하는 디지털신호처리부(23); 상기 디지털신호처리부(23)에 의해 계수된 값을 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 계수기(28, 29)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

부분방전, 노이즈, 감지센서, 계수, 동기화, 주파수변환

Description

가스절연 개폐장치 진단용 부분방전 카운터 {Partial Discharge Counter for Electric Power GIS System Diagnostic}

보다 구체적으로 본 발명은 외부 노이즈에 의한 가스절연 개폐장치 진단용 부분방전(PD:Partial Discharge) 카운터의 오동작을 방지하는 기능을 가진 가스절연 개폐장치 진단용 부분방전 카운터에 관한 것이다.

GIS 시스템은 SF6가스가 금속함에 봉입된 구조로 되어있고, 금속함 내부에 차단기, 단로기, 접지스위치 등의 개폐기와 3상(A상, B상, C상)의 부스바(Bus bar)가 고정되어 설치된다.

이러한 GIS 시스템은 외관이 미려하고 절연성능이 우수하여 수명이 길고 구조적으로 최적화 되어 있어서 변전소를 축소화할 수 있다는 구조적 장점과 함께, 금속함에 내재되어 있어 낙뢰와 같은 외부의 환경변화에 쉽게 영향을 받지 않는다는 장점이 있다.

반면에 GIS 시스템은 고장의 사전 인지가 어렵고, 고장 현상을 육안으로 확인하기 어려우며, 일단 고장이 발생하면 대규모의 고장으로 확대된다는 단점을 가지고 있다.

따라서, 이러한 고장을 사전에 발견하여 조치하는 예방진단시스템에 대한 개발이 진행되고 있으며, 부분방전을 예측하고 측정하는 방법이 가장 유력한 방법으로 인지되어 전 세계적으로 적용이 확대되고 있다.

그런데, 종래기술의 온라인 부분방전 진단시스템은 부분방전의 판정과 부분방전의 정도를 시시각각 변전설비 운영자에게 알려줄 수 있어 편리하므로, 비교적 정확한 진단이 필요한 일부 중요 변전소에 선별적으로 적용되고 있지만, 변전소 총설비비의 수십%를 차지할 정도로 가격이 높기 때문에 전반적인 확대 적용이 어려운 실정이다.

이렇게 종래기술의 온라인 부분방전 진단시스템이 고가라는 단점을 고려하여, 다른 종래기술에서는 휴대용 GIS부분방전 진단장치가 사용되고 있다.

그런데, 휴대용 GIS부분방전 진단장치는 정밀도와 GIS 부분방전의 검출 측면에서 문제점이 없지만, 측정하는 동안만 부분방전의 감시가 가능하므로 측정시간 이외의 시간에 발생하는 GIS 부분방전에 대해서는 속수무책일 수밖에 없다.

본 발명은 상기와 같이 온라인 부분방전 진단시스템이 고가이고, 휴대용 GIS 부분방전 진단장치는 상시적인 감시가 되지 않는다는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, GIS 부분방전의 특성을 이용한 경제적인 GIS 진단 장치에 사용 가능한 부분 방전 카운터를 제공한다.

특히, 본 발명의 부분방전 카운터는 외부의 노이즈로 인한 오동작을 방지하는 기능을 포함하고 있어서, 외부 노이즈에 강한 부분 방전 카운터를 제공한다.

이상과 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, GIS(Gas Insulated Switchgear)의 절연진단을 위해 GIS 내부의 부분방전의 횟수를 측정하는 카운터 장치에 있어서,

상기 GIS 내부의 이상 결함에 의한 부분방전 발생시, 부분 방전을 검출하는 부분 방전 감지센서(1); 상기 부분방전 감지센서(1)의 출력단에서 서지신호를 분리하여 상기 카운터 장치를 보호하는 제1 서지유입 방지회로(20); 상기 부분방전 감지센서(1)가 검출한 고주파 출력신호에서 저주파 신호를 필터링하여 저주파신호를 형성하는 채널1 주파수 변환 모듈(30); 상기 GIS 외부의 노이즈가 발생시, 노이즈를 검출하는 노이즈 감지센서(32); 상기 노이즈 감지센서(32)의 출력단에서 서지신호를 분리하여 상기 카운터 장치를 보호하는 제2 서지유입 방지회로(33); 상기 노이즈 감지센서(32)가 검출한 고주파 출력신호에서 저주파 신호를 필터링하여 저주 파신호를 형성하는 채널2 주파수 변환 모듈(31); 상기 채널1 주파수 변환 모듈(30)과 채널2 주파수 변환 모듈(31)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 부분 방전 데이터와 노이즈 데이터를 형성하는 ADC회로(22); 상전압(4)을 전압강하시켜서 구형파신호로 변환시켜서, 상기 ADC회로(22)에 의한 출력신호인 상기 부분 방전 데이터와 노이즈 데이터를 상전압(4)의 주파수에 동기시켜 출력하게 하는 동기화장치(27); 상기 출력되는 동기화된 부분방전 데이터 및 노이즈 데이터를 비교하여 실제 부분방전이 발생했는지를 판단하여 실제 부분 방전이 발생하였고 설정치를 초과하는 경우에만 계수를 하는 디지털신호처리부(23); 상기 디지털신호처리부(23)에 의해 계수된 값을 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 계수기(28, 29)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 변전소 전력설비인 GIS 시스템의 고장예방을 위한 진단을 하기 위하여 본 발명의 부분방전감지센서를 이용한 부분방전 검출방법 사용하면, 상용주파수와 동기를 이루는 부분방전의 횟수를 계수함으로써 복잡하고 고가의 온라인 부분방전 진단시스템이 가지는 상시감시 기능을 대체할 수 있다.

둘째, 본 발명의 GIS의 부분방전 카운터는 구조가 간단하고 저가의 구현이 가능하며, 설치가 간단하므로 현장 적용이 용이하다.

셋째, GIS 부분방전을 계수함에 있어서 기준레벨 설정수단이 존재하므로 GIS 부분방전의 유무와 어느 정도 크기의 부분방전이 발생하는지를 알 수 있다.

넷째, GIS의 부분방전을 계수함에 있어서 기준밀도설정수단을 이용하여 GIS부분방전을 몇 회 동작마다 1회로 계수하려는 지에 대해 설정 가능하기 때문에, 너무 많은 계수에 의한 정보의 유실을 방지할 수 있다.

다섯째, 두 개의 계수기를 갖고 있어서 GIS의 부분방전 횟수를 계수함에 있어 누적횟수와 일정기간의 동안 일어난 횟수를 표시할 수 있다. 이러한 표시방법으로 인하여 GIS 부분방전 발생횟수가 증가할 시, 부분방전의 정도가 진전됨을 관리자에게 알려주게 된다.

여섯째, 2개의 입력 신호 채널을 사용하여 외부 노이즈에 의한 부분 방전 카운터의 오동작을 방지할 수 있기 때문에, 보다 정확한 부분 방전 카우팅이 된다.

먼저, 본 발명의 부분방전 카운터의 구성 및 동작을 이해하는 데에 도움이 되게 하기 위하여 진단 측면에서의 GIS 부분방전의 특성에 대해 살펴보기로 한다.

첫째, GIS 부분방전은 검출이 된다고 해도 수분 혹은 몇 시간 내에 급진전하여 사고를 유발하지 않는다. 때로는 부분방전이 발생하는 상황에서 몇 년을 사고 없이 운전되는 경우도 있다. 이것은 절연파괴와 같은 진전이 서서히 일어나기 때문이다.

둘째, 그러나 GIS 부분방전이 검출된 후에 부분방전의 진전이 진행되면 사고로 이어질 수 있다. 따라서 부분방전의 크기와 횟수가 늘어나는지를 검출하는 것이 부분방전을 이용한 GIS 진단의 핵심이 된다.

셋째, 언제 GIS에서 부분방전이 일어날지 모르기 때문에 상시 감시가 필요하다.

넷째, GIS 부분방전은 상전압 주파수와 동기(同期)로 일어난다. 즉, GIS내의 이상결함에 의한 부분방전은 상전압 주파수의 위상에서 위상별로 일정한 패턴으로 발생한다. 이러한 패턴특성은 무분별한 외부노이즈의 위상패턴과 구별하는데 큰 도움이 되는 특성이다.

다음으로, 본 발명의 부분 방전 카운터의 특징을 설명하기로 한다.

첫째, 본 발명의 부분 방전 카운터는 GIS 내부에 내장된 내장형 부분방전 감지센서를 이용하여 부분방전횟수를 카운트할 수도 있고, 별도의 부분방전감지센서를 외장형으로 GIS의 외부에 부착하여 사용하는 외장형 센서를 이용하여 부분방전횟수를 카운트할 수도 있다.

둘째, 본 발명의 부분방전 카운터는 상전압 주파수와 동기하여 일어나는 신호만을 검출하여 계수(counting)를 한다. 상전압 주파수와 동기로 된 신호만을 계수함으로써, 외부에서 랜덤하게 침입하는 노이즈와 구별할 수 있다. 이러한 기능을 수행하기 위해 외부에서 상전압을 공급해준다. 따라서, 본 발명의 부분 방전 카운터를 현장에 설치하는데 필요한 외부와의 연결은 상전압 공급선 두 선과, 센서에서 카운터로 연결되는 연결 콘넥터 하나 뿐이므로, 설치가 매우 간단하다.

셋째, GIS 부분방전 신호의 검출 감도를 조절하는 계수 정도(counting level) 의 설정기능을 갖는다. 실제 GIS내부에서 부분방전이 일어나면 초기에는 간헐적으로 발생하다가 점차 진전되면 지속적으로 발생하게 된다. 이 때 초기 설정치를 그대로 유지하면 초기에는 간헐적으로 카운트 되다가 부분방전이 진전이 되면 지속적으로 카운트 된다. 이렇게 지속적으로 카운트 되는 것을 막기 위해 설정치를 조절할 수 있는 기능을 부여하여, 관리자가 계수정도를 높일 때마다 해당 센서에 대한 관리가 가능하도록 한다.

넷째, 두 개의 계수기를 갖는다. 하나는 부분방전 발생횟수를 계수하고 누적하는 누적형계수기이고 다른 하나는 일정기간동안의 계수를 담당하는 리셋형계수기이다. 이렇게 함으로써 GIS 부분방전이 진전되고 있는지 및 GIS 부분방전의 정도가 커지고 있는지의 판단이 가능하게 되어 온라인 장치가 갖는 장점을 갖게 된다.

다섯째, 상전압 주파수와 동기로 일어나는 신호를 계수함에 있어 매번 계수를 수행하면 1초에 50-60회 (상전압 주파수에 따라 다름.) 정도가 일어나고 1분에 3000-3600회가 일어난다. 본 발명의 목적은 문제가 발생하는 곳에 대해 운영자에게 지속적인 관리를 할 수 있도록 알리는 것이므로 기준밀도레벨 설정기능을 두어, 예를 들면 기준밀도설정을 100회로 설정하면 부분방전 횟수가 100회 일어날 때에 카운트를 하나씩 증가하도록 하는 기능을 갖는다.

여섯째, 본 발명의 부분 방전 카운터는 외부 노이즈에 의한 오동작을 방지할 수 있어서, 정확한 부분 방전 계수가 가능하다.

이제 이상과 같은 기술적 특징을 가지는 발명에 따른 부분 방전 카운터의 구 성 및 동작을 도면을 참고로 하여 설명하도록 한다.

도1에 도시된 바와 같이, 현장에서 부분방전을 감지하는 부분방전감지센서(1)는 GIS 내부를 감시하고 이상결함에 의한 부분방전 감지값을 부분방전카운터(2)로 보낸다. 부분방전카운터(2)에서는 부분방전 감지값을 현장에서 공급받는 상전압(4)과 동기화하고 이 값을 설정(버튼)(5)에 의한 설정값과 비교하여 조건을 만족하면 카운트를 수행하고 계수기에 표시한다. 이런 계수기의 표시는 리셋(버튼)(3)에 의해 초기화되는 구조를 갖는다.

이제, 도2를 참고로 하여 본 발명의 부분 방전 카운터의 구체적인 구성 및 동작을 설명하도록 한다.

GIS 내부 이상결함에 의한 부분방전 발생시, 부분방전은 전자파신호의 형태로 발산되며, 이 때의 방전주파수는 모든 주파수성분을 갖고 있다. 부분방전은 그 중 UHF대역의 주파수에서 효과적으로 검출이 가능하므로 부분방전감지센서(1)를 UHF대역에서 검출하도록 설계한다. 센서의 종류는 내장형 부분방전감지센서와 외장형 부분방전감지센서가 있다. 내장형 부분방전감지센서는 초기 GIS 제작시 GIS관에 부착하는 구조를 갖는다. 외장형 부분방전감지센서는 내장형 부분방전감지센서가 없는 GIS설비에 적용하며 스페이서를 통해 부착한다. GIS관의 재질은 금속재질이므로 GIS내부방전에 의한 전자파신호는 외부로 유출될 수는 없지만, GIS관의 연결부 위인 스페이서는 에폭시 재질로 제작되므로 전자파신호가 유출될 수 있는 유일한 구조물이다.

또한, 낙뢰 또는 지락사고에 의해 발생하는 서지신호는 8-20의 파두와 파미를 가지는 단 펄스성의 신호이다. 이러한 서지신호는 GIS내부의 부분방전에 의한 신호가 아니므로, 부분방전신호와 분리되어야 하고 부분방전카운터(2)회로로 유입되지 않도록 하여야 한다. 이러한 역할을 수행하기 위해 부분방전카운터(2) 첫 단에 서지유입방지회로(20)를 둔다.

한편, 부분방전 감지센서(1)에서 출력되는 신호는 UHF대역의 고주파신호이므로 일반적으로 사용하고 있는 ADC회로(아날로그-디지털변환회로)(22)에서는 처리하기 어렵다. 고속처리 가능한 ADC가 있지만, 주문생산으로 가격이 고가이고 주변에 제어회로를 필요로 하는 복잡한 구조를 갖는다. 그러므로 상기 저주파 변환수단(21)은 쉽게 구할 수 있고 많이 사용되는 범용의 ADC(22)가 처리 가능하도록, 수십kHz 대역의 저주파신호로 변환하는 역할을 한다.

즉, 부분방전 감지센서에서 출력된 신호는 서지신호 등의 저주파 신호를 필터링하기 위해 대역통과필터회로(21-a)를 거친다. 상기 대역통과필터회로(21-a)를 거친 신호는 피크검출회로(21-b)에 의해 원 신호의 피크값 만을 추이하는 곡선을 그린다. 이러한 추이곡선은 수십kHz단위의 저주파 신호가 된다. 상기 저주파신호는 피크유지회로(21-c)에서 피크값을 유지한다.

이러한 피크유지신호는 ADC회로(22)에서 디지털 신호로 변환이 된다. ADC회로(22)에서 변환이 완료되면 디지털 신호처리부(23)에서 피크리셋회로(21-d)로 리셋신호를 주어 피크리셋회로(21-d)에 의해 피크 유지된 신호를 리셋한다. 이러한 신호처리(대역통과필터(21-a)-피크검출(21-b)-피크유지(21-c)-ADC(22)-피크리셋(21-d))는 동기신호 1주기마다 128회 반복 실시된다.

그리고, 동기화 수단(27)은 부분방전데이터를 동기펄스와 동기 시키는 역할을 한다. 상기 동기펄스는 현장에서 공급되는 상전압(4)을 이용한다. 여기서 상전압(4)은 변전소의 현장에 설치된 분압기(PT)의 2차측 전압을 이용하므로 보통 수십V-수백V 정도이다. 이러한 전압을 회로 내에 직접 입력하면 장치의 파손의 우려가 있으므로 전압강하회로(26)를 통해 회로에서 처리 할 수 있는 TTL레벨의 신호로 변환한다. 이러한 TTL레벨신호는 0-5Vpeak의 구형파 신호로 출력되는 동기펄스이며, 이 신호를 이용하여 동기화 수단(27)에서 부분방전데이터와 동기화하여 디지털 신호처리부(23)로 데이터를 전송한다.

또한, 디지털 신호처리부(23)는 상전압 주파수의 1주기 마다 128회씩 ADC회로(22)에서 변환된 부분방전 데이터를 읽어 들이고 난 후, 128회씩 피크리셋회로(21-d)에 리셋 펄스를 인가하여 피크 유지된 신호를 0[V]로 초기화 한다. 상전압 주파수에 동기하는 부분방전데이터는 설정장치(5)에 의하여 설정된 값과 비교하여 설정된 값을 초과하면 계수하여 계수기(28, 29)에 표시한다. 설정되는 값은 설정장 치(5)의 외부버튼에 의해 입력되며, 설정된 값과 계수되는 값은 내부에 저장된다.

본 발명의 부분 방전 카운터는, 부분방전 데이터를 계수함에 있어 2가지 종류의 설정수단이 가능하다. 한 가지는 부분방전의 기준레벨을 설정하여 레벨 이상의 신호만 계수하도록 하는 기준레벨설정수단이고, 다른 한 가지는 기준레벨이상의 부분방전 데이터를 몇 회 동작마다 1회로 계수하려는 지를 설정하는 기준밀도설정수단이다.

계수기는 누적형 계수기(28)와 리셋형 계수기(29)가 있으며, 전자는 초기 설치 후부터 계수를 누적하며 기록이 지워지지 않는 구조를 갖는다. 후자는 일정기간동안의 누적된 계수를 외부에서 리셋버튼(3)에 의해 초기화 할 수 있도록 하는 구조를 갖는다.

설정표시기(24)는, 부분방전의 기준레벨 설정값과 기준밀도 설정값을 보여주는 장치이다. 이는 LCD의 형태로 구성하여 관리자가 수동으로 조작하여 설정한다. 또한 설정값 이외의 주파수 정보와 실시간 데이터 값을 보여준다.

한편, 도1, 2에서는 입력 신호 채널을 1개를 사용하여 1개의 부분방전 카운터가 부분 방전 신호의 패턴을 분석하여 계수 동작을 실행하였는데, 이렇게 하나의 입력 신호 채널을 사용하는 경우에는 외부에서 부분방전 신호의 패턴과 유사한 신호가 설비 내부로 유입되면, 부분방전 카운터가 설비 내부에서 부분 방전이 발생하는 것으로 오인하여 카운팅 동작을 실행하는 단점이 있다.

이러한 도1, 2의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에서는 도3과 같이 2개의 입력신호 채널을 사용하여, 제1채널에서는 설비 내부에 설치된 부분 방전 센서에 의해 도1, 2와 같은 방식으로 부분 방전을 감지하고, 다른 제2채널에서는 설비 외부에 설치된 노이즈 센서에 의해 노이즈를 감지하여, 이들을 비교하여 실제 부분 방전이 발생하였는지 아니면 노이즈 신호인지를 분석하게 된다.

이제, 도3과 같은 본 발명의 다른 실시예를 구현하는 구체적인 방법을 도4를 참고로 하여 간단히 설명하도록 한다.

도4에 도시된 바와 같이, 설비 내부에 설치된 부분 방전 감지 센서(1)에 대한 서지 유입 방지회로(20)와 채널1 주파수 변환모듈(30), 설비 외부에 설치된 노이즈 감지 센서(32)에 대한 서지 유입 방지회로(33)와 채널1 주파수 변환모듈(31)은 도2와 동일하여 이 회로 자체의 구성 및 동작 설명은 생략한다.

디지털 신호처리부(23)에서는 채널1 주파수 변환모듈(30)을 통해 수신된 부분방전 데이터와, 채널2 주파수 변환모듈(31)을 통해 수신된 노이즈 데이터를 비교하여, 그 패턴이 유사하면 실제적으로 노이즈가 유입된 것이므로 부분방전 카운트 동작을 실행하지 않으며, 유사하지 않으면 노이즈가 유입되지 않는 것이므로 부분 방전 카운트 동작을 실행하게 된다.

한편, 부분 방전 카운트 값이 설정치를 초과하는 등의 이유로 사용자에게 경보를 제공하는 것이 가능하도록, 도4의 경보 기능(34)과 같이, LED나 부저에 의해 경보를 발생하게 하는 것도 가능하다.

또한, 원격의 감시실에 카운트 값을 유무선으로 전송하기 위하여 유무선 통신 모듈(35)을 추가하는 것도 가능하다.

다음으로 도1 , 2의 부분방전카운터(2)를 설치하는 방법에 대해, 도5와 도6을 참고로 하여 설명하기로 한다.

도5은 부분방전카운터(2)의 설치구조도를 측면에서 도시한 것이고, 도6은 부분방전카운터(2)의 설치구조도를 정면에서 도시한 것이다. 도5와 도6은 기존에 설치된 부분방전 감지센서(1)와 연결된 구조로 나타낸 것이다. GIS에 부착되어 있는 부분방전 감지센서(1)는 연결 콘넥터(6)를 이용하여 부분방전카운터(2)와 연결된다. 부분방전 감지센서(1)는 방수, 방습구조가 되도록 센서외곽을 하우징(Housing)(9)에 넣는다. 부분방전 카운터 값을 보기 위해 전면부분을 투명아크릴(10)로 제작하되, 내부에 습기가 차지 않도록 방습구조를 갖도록 한다. 상전압(4)은 방수관(8)을 통해 부분방전카운터(2)로 입력되며, 방수관(8)은 하우징(9)과 방수구조가 되도록 방수캡(7)으로 연결된다. 부분방전 카운트(2)를 클리어하는 리셋버튼(3)과 부분방전 카운트를 설정하는 설정버튼(5)은 투명아크릴(10)과 방수형태로 접속되는 구조를 갖는다.

이제 도3 , 4의 부분방전카운터(2)를 설치하는 방법에 대해, 도7과 도8을 참고로 하여 간략히 설명하기로 한다.

도7은 부분방전카운터(2)의 설치구조도를 측면에서 도시한 것이고, 도8은 부분방전카운터(2)의 설치구조도를 정면에서 도시한 것이다. 도7과 도8은 기존에 설치된 부분방전 감지센서(1) 및 노이즈 센서(32)와 연결된 구조로 나타낸 것이다. 도7은 도5에서 추가적으로 노이즈 센서(32)가 연결 콘넥터(6-2)를 이용하여 부분방전 카운터(2)와 연결된다는 점을 제외하고는 도5와 동일하다. 또한, 도8은 부분방전 감지센서(1)와 노이즈 센서(32)의 동축 케이블(13)이 각각 방수관(8-2, 8-3)을 통해 부분방전카운터(2)로 입력된다는 점을 제외하고는 도6과 동일하다. 다만, 도8에서는 다양한 변형이 가능하다는 점을 강조하기 위하여, 투명아크릴(10)의 형상이 사각형이고 설정 버튼(5)의 형상이 가로 배열식인 것으로 도시되어 있다.

이상으로 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시 예들에만 헌정되는 것이 아니라 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개량 및 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명의 부분 방전 카운터의 전체적인 구성도

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 부분 방전 카운터의 구체적인 구성도

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부분 방전 카운터의 원리를 설명하는 도면

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부분 방전 카운터의 구체적인 구성도

도 5는 도1, 2의 부분방전 카운터를 설치하였을 때의 측면도

도 6은 도1, 2의 부분방전 카운터를 설치하였을 때의 정면도

도 7은 도3, 4의 부분방전 카운터를 설치하였을 때의 측면도

도 8은 도3, 4의 부분방전 카운터를 설치하였을 때의 정면도

Claims

GIS(Gas Insulated Switchgear)의 절연진단을 위해 GIS 내부의 부분방전의 횟수를 측정하는 카운터 장치에 있어서,

상기 GIS 내부의 이상 결함에 의한 부분방전 발생시, 부분 방전을 검출하는 부분 방전 감지센서(1);

상기 부분방전 감지센서(1)의 출력단에서 서지신호를 분리하여 상기 카운터 장치를 보호하는 제1 서지유입 방지회로(20);

상기 부분방전 감지센서(1)가 검출한 고주파 출력신호에서 저주파 신호를 필터링하여 저주파신호를 형성하는 채널1 주파수 변환 모듈(30);

상기 GIS 외부의 노이즈가 발생시, 노이즈를 검출하는 노이즈 감지센서(32);

상기 노이즈 감지센서(32)의 출력단에서 서지신호를 분리하여 상기 카운터 장치를 보호하는 제2 서지유입 방지회로(33);

상기 노이즈 감지센서(32)가 검출한 고주파 출력신호에서 저주파 신호를 필터링하여 저주파신호를 형성하는 채널2 주파수 변환 모듈(31);

상기 채널1 주파수 변환 모듈(30)과 채널2 주파수 변환 모듈(31)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 부분 방전 데이터와 노이즈 데이터를 형성하는 ADC회로(22);

상전압(4)을 전압강하시켜서 구형파신호로 변환시켜서, 상기 ADC회로(22)에 의한 출력신호인 상기 부분 방전 데이터와 노이즈 데이터를 상전압(4)의 주파수에 동기시켜 출력하게 하는 동기화장치(27);

상기 출력되는 동기화된 부분방전 데이터 및 노이즈 데이터를 비교하여 실제 부분방전이 발생했는지를 판단하여 실제 부분 방전이 발생하였고 설정치를 초과하는 경우에만 계수를 하는 디지털신호처리부(23);

상기 디지털신호처리부(23)에 의해 계수된 값을 사용자가 볼 수 있도록 표시하는 계수기(28, 29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 GIS 부분방전 카운터장치.
제1항에 있어서,

상기 채널1 주파수 변환 모듈(30)과 채널2 주파수 변환 모듈(31) 각각은, 입력된 신호에서 검출한 UHF 대역의 고주파 출력신호를 대역통과필터(21-a)에 의해 저주파 신호를 필터링하여, 피크검출회로(21-b)에 의해 피크값만을 검출하여 수십Khz의 저주파신호를 형성하여, 피크유지회로(21-c)에 의해 피크값을 유지하며, 피크리셋회로(21-d)에 의해 상기 피크유지회로(21-c)를 리셋시키는 것을 특징으로 하는 GIS 부분방전 카운터장치.
제1항에 있어서,

상기 디지털신호처리부(23)에는 경보를 발생시키는 경보장치(34)가 연결되는 것을 특징으로 하는 GIS 부분방전 카운터장치.
제1항에 있어서,

상기 디지털신호처리부(23)에는 외부의 감시실에 계수값을 유무선으로 전송하는 유무선 통신모듈(35)이 연결되는 것을 특징으로 하는 GIS 부분방전 카운터장치.
제1항에 있어서,

상기 계수기(28, 29)는 일정 기간의 부분방전 횟수를 계수하는 리셋형 계수기(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 GIS 부분방전 카운터장치.
제5항에 있어서,

상기 리셋형 계수기(29)는 리셋버튼(3)에 의해 상기 부분방전 횟수가 초기화되는 것을 특징으로 하는 GIS 부분방전 카운터장치.
제1항에 있어서,

상기 설정치는 상기 부분방전 신호의 크기에 따라 부분방전 신호 여부를 판단하기 위한 기준레벨 설정치인 것을 특징으로 하는 GIS 부분방전 카운터장치.