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KR100441942B1 - Apparatus and Method for the Risk Assessment on Free Conducting Particle in Gas-insulated Switchgear - Google Patents

Apparatus and Method for the Risk Assessment on Free Conducting Particle in Gas-insulated Switchgear Download PDF

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KR100441942B1
KR100441942B1 KR10-2001-0065782A KR20010065782A KR100441942B1 KR 100441942 B1 KR100441942 B1 KR 100441942B1 KR 20010065782 A KR20010065782 A KR 20010065782A KR 100441942 B1 KR100441942 B1 KR 100441942B1
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discharge signal
partial discharge
particle
signal
particles
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박기준
구선근
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한국전력공사
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Abstract

본 발명은 가스절연 고전압기기의 절연파괴 등의 위험도를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 자유 도전성 파티클이 전계의 영향으로 GIS 외함전극으로부터 가스공간을 가로질러 중앙도체까지 튀어 오르게 되면 절연파괴가 발생할 가능성이 매우 높아진다. 따라서, 파티클이 튀어오르는 상승높이는 절연파괴의 발생 위험도를 평가하는 데에 중요한 자료가 된다. 본 발명에서는 부분방전의 주기, 파티클이 공간에 머무르는 시간을 측정하여 파티클의 상승높이를 간접적으로 계산해 냄으로써, 기기의 위험도를 예측하고 있다.The present invention relates to a device and a method for measuring the risk of breakdown and the like of a gas insulated high voltage device. If free conductive particles bounce from the GIS enclosure electrode across the gas space to the center conductor under the influence of an electric field, the likelihood of dielectric breakdown is very high. Therefore, the rising height of particles is an important data for evaluating the risk of breakdown. In the present invention, the risk of equipment is predicted by measuring the period of partial discharge and the time the particles stay in the space and indirectly calculating the rising height of the particles.

Description

가스절연 고전압기기의 위험도 측정장치 및 방법{Apparatus and Method for the Risk Assessment on Free Conducting Particle in Gas-insulated Switchgear}Apparatus and Method for the Risk Assessment on Free Conducting Particle in Gas-insulated Switchgear}

본 발명은 GIS/GIL(Gas-insulated switchgear/lines)과 같은 가스절연 고전압 기기의 위험도 판단방법 및 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 GIS 등에서 미세한 파티클에 의하여 발생할 수 있는 부분방전의 신호를 분리검출 및 해석하여 그 위험도를 측정하고 그 상대적 위험도를 알려주는 가스절연고전압기기의 위험도 판단방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for determining a risk of a gas insulated high voltage device such as gas-insulated switchgear / lines (GIS / GIL), and more specifically, to separately detect and detect a signal of a partial discharge generated by fine particles in a GIS. The present invention relates to a method and apparatus for determining the risk of gas insulated high voltage equipment that analyzes the risk and measures the relative risk.

변전소, 발전소 또는 배전반 등에 사용되는 가스절연개폐장치(GIS), 가스절연송전선(GIL)과 같은 가스절연기기 내부에 부유전극, 도전성 입자 또는 날카로운 부위 등이 존재할 때 부분방전이 발생하며, 이때 경우에 따라서는 가스절연개폐장치의 절연파괴를 유도하여 기기 고장의 원인이 되기도 한다. GIS 설비고장의 대부분을 차지하는 절연파괴는 파티클의 유입, 도체간의 접촉불량, 도체표면의 손상, 스페이서의 결함 등 여러 종류의 내부결함에 의해 발생하며, 이들 요인 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 것은 도전성 파티클(particle)에 의한 절연파괴이다. GIS 내부에 도전성 파티클이 존재할 경우, 중앙도체에 인가된 전압이 일정값을 초과하게 되면 외함전극 바닥에 놓여 있던 파티클이 기립동작과 함께 절연공간에서 튀는동작을 반복하거나 공간을 가로질러 중앙도체까지 접근함으로써 절연파괴의 직접적인 원인으로 작용하게 된다. 도전성 파티클이 GIS 내에서 튀는 동작을 계속하고 있을 때 외부에서 운전자가 이러한 결함을 발견하는 것은 최근에 UHF(Ultra High Frequency) 부분방전 검출기술 등의 최신 기술의 개발로 가능하게 되었다.Partial discharge occurs when there are floating electrodes, conductive particles, or sharp parts inside a gas insulator such as a gas insulated switchgear (GIS) or a gas insulated transmission line (GIL) used in a substation, power plant or switchboard. Therefore, the insulation breakdown of the gas insulated switchgear may be induced, causing equipment failure. Insulation breakdown, which accounts for most of the failure of the GIS facility, is caused by various types of internal defects such as inflow of particles, poor contact between conductors, damage to the conductor surface, and defects in spacers. Insulation breakdown by particles. If conductive particles are present inside the GIS, if the voltage applied to the center conductor exceeds a certain value, the particles placed on the bottom of the enclosure electrode stand up and repeat the action of bouncing in the insulation space or approach the center conductor across the space. This acts as a direct cause of dielectric breakdown. When conductive particles continue to bounce in the GIS, it is now possible to detect these defects from outside, with recent developments such as ultra high frequency (UHF) partial discharge detection technology.

따라서, 이러한 기술 등에 힘입어, 부분방전시 발생하는 신호를 진동, 초음파, 고주파, 초고주파 센서로 검출하여, 검출된 신호로부터 방전에 의한 이상신호를 분리하여 분석함으로써 가스절연 고전압기기에서 발생할 수 있는 고장을 미연에 방지하고자 하는 노력이 있어 왔다.Therefore, thanks to this technique, a signal generated during partial discharge can be detected by vibration, ultrasonic wave, high frequency, and ultra high frequency sensor, and the abnormal signal caused by discharge is separated from the detected signal to analyze the fault that can occur in gas-insulated high voltage equipment. Efforts have been made to prevent this.

이러한 노력으로 결과된 종래기술은, 센서에서 검출된 부분방전신호를 증폭하여 방전횟수를 표시하는 단순 부분방전 펄스계수기, 센서에서 검출된 부분방전신호를 증폭하고 그 빈도를 인가전압의 위상에 대해 표시하는 방법 등이 있다. 다른 종래기술로서, 뉴럴네트워크를 이용하여 노이즈를 제거하는 기술, 특정 주파수 성분만을 추출하여 인가전압의 위상과 시간에 대해 표시하는 방법이 있다.The prior art resulting from this effort is a simple partial discharge pulse counter that amplifies the partial discharge signal detected by the sensor and displays the number of discharges, amplifies the partial discharge signal detected by the sensor and displays the frequency with respect to the applied voltage phase. How to do it. As another conventional technique, there is a technique of removing noise using a neural network, and a method of extracting only a specific frequency component and displaying the phase and time of an applied voltage.

이러한 종래기술에서는, 센서에서 검출된 신호를 적절히 증폭하고 필터링하여 부분방전의 횟수와 크기를 인가전압의 위상에 대해 표시한다. 그런데, 러한 방법은 불규칙적으로 운동하는 파티클에 의해 발생하는 부분방전신호로부터 측정자가 위험도를 판단할 수 있는 유용한 정보를 제공하지 못하고, 단지 파티클에 의한 불규칙한 신호임을 확인시켜주는 정도에 그치고 있다. 즉, 파티클에 의한 부분방전인 경우 부분방전에 의한 방전량과 횟수가 상당히 불규칙(random)하여, 이러한 부분방전신호를 종래기술의 인가전압 위상에 대한 크기 및 빈도의 비교로서는 그 위험도를 측정하는 것이 불가능하다. 또한, 종래기술에서는 특정한 센서에서 검출된 부분방전 신호의 특정한 처리만 가능하고, 다른 종류의 센서에서 검출된 신호를 같은 방법으로 처리하는 것은 불가능하다.In this prior art, the signal detected by the sensor is appropriately amplified and filtered to display the number and magnitude of partial discharges with respect to the phase of the applied voltage. However, such a method does not provide useful information for the measurer to determine the risk from the partial discharge signal generated by the irregularly moving particles, but only confirms that the signal is irregular. That is, in the case of partial discharge by particles, the amount and frequency of discharges by the partial discharge are quite random, so that the risk of measuring the partial discharge signal as a comparison of magnitude and frequency with respect to the applied voltage phase of the prior art is measured. impossible. In addition, in the prior art, only the specific processing of the partial discharge signal detected by a specific sensor is possible, and it is impossible to process the signal detected by another type of sensor in the same manner.

GIS 내에 파티클 결함이 검출되었을 경우, 이 결함에 의해 GIS가 절연파괴 사고까지 진행되어질 지 여부에 대한 판단과 절연파괴 발생가능 시기를 예측하는 일은 설비운전자의 입장에서는 대단히 중요한 일이다. 이러한 절연파괴 발생 위험도 측정기술은 전력기기 예방진단기술 분야에서도 어려운 부분에 해당하며, 종래기술과 같은 이 분야에 대한 집중적인 연구개발 노력에도 불구하고 현재까지 현장에 적용할 만큼 신뢰도가 높은 성과를 얻지 못하고 있다. 이에, 본 발명은 GIS 내부 결함 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 도전 파티클이 GIS 내에서 튀는 동작을 하고 있을 때 절연파괴 발생가능성에 대한 신뢰성있는 위험도 측정방법을 제시함으로써, 실제 현장에서 운전중인 GIS의 절연파괴 사고를 미연에 방지하고자 함을 그 목적으로 한다.When particle defects are detected in the GIS, it is very important for the equipment operator to make a judgment as to whether the GIS will lead to an insulation breakdown and predict when the breakdown will occur. This insulation breakdown risk measurement technology is a difficult part in the field of preventive diagnosis technology of power equipment, and despite the intensive R & D efforts in this field as in the prior art, it is not reliable enough to be applied to the field until now. I can't. Accordingly, the present invention provides a reliable risk measurement method for the occurrence of insulation breakdown when the conductive particles that make up the largest portion of GIS internal defects are bouncing in the GIS. The purpose is to prevent accidents in advance.

도1은 센서에서 검출된 신호에서 부분방전신호를 측정하고 위험도를 측정하는 장치의 전체계통도,1 is an overall system diagram of an apparatus for measuring a partial discharge signal from a signal detected by a sensor and measuring a risk;

도2는 표시부에 표시되는 측정된 부분방전신호를 인가전압 위상에 대해 그린 분포도의 일례,2 is an example of a distribution diagram in which the measured partial discharge signal displayed on the display unit is drawn with respect to an applied voltage phase;

도3은 표시부에서 표시한 측정된 부분방전 신호주기(각 부분방전 신호 사이의 시간간격)의 분포도의 일례,3 is an example of a distribution diagram of measured partial discharge signal cycles (time intervals between respective partial discharge signals) displayed on the display unit;

도4는 기기내부에서 파티클이 운동하며 부분방전을 할 때, 방전주기에 대한 파티클의 상승높이를 시뮬레이션한 시뮬레이션도,4 is a simulation diagram simulating the rising height of the particles with respect to the discharge cycle when the particles are moving in the device and partial discharge;

도 5는 초당 1000 회 촬영하는 고속카메라를 이용하여 파티클의 운동 궤적을 시간에 대해 그린 그래프, 그리고5 is a graph showing a motion trajectory of a particle with respect to time using a high speed camera photographing 1000 times per second, and

도6는 여러개의 파티클이 동시에 방전할 경우의 방전주기 분포도를 그린 히스토그램이다.Fig. 6 is a histogram showing a distribution chart of discharge cycles when several particles discharge simultaneously.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

110: 부분방전센서 113: 대역선택필터110: partial discharge sensor 113: band select filter

114: 엔빌로프검출기 115: 신호완충기114: envelope detector 115: signal buffer

116: AD변환기 119: 주기검출기116: AD converter 119: period detector

120: 시뮬레이션 데이터 121: 데이터축적/제어기120: simulation data 121: data storage / controller

122: 표시부122: display unit

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 가스절연 고전압기기 내부에서 파티클 등에 의해 발생되는 부분방전 신호로부터 인가전압의 위상이나 크기에 무관한 정보를 추출하여 기기의 위험도를 예측할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다. 즉, 간헐적으로 발생하는 부분방전 신호를 증폭한 후 간단한 신호처리를 거쳐 장시간 연속적으로 측정하고 각 방전들 사이의 시간간격(또는 주기)을 연속적으로 추출하여 방전과 방전 사이의 시간간격에 대한 분포도를 작성한다. 작성된 분포도로부터 각 시간 구간의 빈도와 최장 간격을 추출하여 시간-높이의 함수도로부터 파티클의 평균 상승높이와 최고 상승 높이 및 최고 빈도 상승높이를 구하여 이로부터 운전자가 즉시 기기의 위험도를 측정할 수 있는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method and apparatus for extracting information irrespective of phase or magnitude of applied voltage from partial discharge signals generated by particles and the like in a gas insulated high voltage device to predict the risk of the device. do. That is, after amplifying the partial discharge signal that occurs intermittently, the signal is measured continuously for a long time through simple signal processing, and the time interval (or period) between each discharge is continuously extracted to determine the distribution of the time interval between the discharge and the discharge. Write. By extracting the frequency and longest interval of each time interval from the plot, the average and maximum rise and maximum rise of the particles are obtained from the time-height function diagram, from which the operator can immediately measure the risk of the machine. Provide a method.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 센서에서 검출된 신호에서 부분방전신호를 측정하고 위험도를 측정하는 장치의 전체계통도이다.1 is an overall system diagram of an apparatus for measuring a partial discharge signal from a signal detected by a sensor and measuring a risk.

GIS 등의 가스절연기기에서 발생된 부분방전은 초음파, 초단파(VHF) 또는 극초단파(UHF) 부분방전센서(110)에서 검출되어, 신호선택 또는 신호합성기(111)에서 1개가 선택적으로 또는 여러개의 센서신호가 합성되어 광대역 저잡음 증폭기(112)에서 증폭된다. 증폭된 신호는 초음파, 초단파, 극초단파 센서의 특성에 따라 대역선택필터(113)에서 부분방전신호만 추출된다.Partial discharge generated in a gas insulator such as a GIS is detected by an ultrasonic wave, VHF, or UHF partial discharge sensor 110, and one or several sensors are selectively selected or selected by the signal selector 111. The signal is synthesized and amplified in the broadband low noise amplifier 112. The amplified signal extracts only the partial discharge signal from the band select filter 113 according to the characteristics of the ultrasonic wave, the microwave, and the microwave sensor.

추출된 부분방전신호는 일종의 저역통과필터(low-pass filter)인 엔빌로프 검출기(envelope detector)(114)에서 파형의 윤곽만이 추출되어, AD변환기(analog-digital convertor)(116)의 데이터 추출속도보다 약간 빠른 피크-홀드(peak-hold)형 신호완충기(115)를 거쳐, 각 부분방전 신호의 최고값만 추출되고, 측정대상에 인가된 전압신호(117)를 기준으로 하여 위상검출기(118)에서 부분방전신호의 위상분포가 추출되고, 그리고 주기 검출기(119)에서 부분방전신호의 주기분포가 추출되며, 추출된 데이터들은 데이터축적/제어기(121)에 축적된다. 측정자가 입력한 조건에 따라 대역폭을 조절할 수 있는 대역필터(113)와 신호완충기(115)는 데이터축적/제어기(121)에 의해 조정된다. 데이터축적/제어기(121)는 데이터입력기(123)에 의해 입력된 기기의 기본사양에 의한 시뮬레이션 데이터(simulated data)(120)와 데이터축적/제어기(121)에 축적된 측정 데이터를 표시하고, 기기의 기본사양과 운전 전압을 고려하여 부분방전의 위험도 및 그 정도를 표시부(122)에 표시한다.The extracted partial discharge signal extracts only the contour of the waveform from the envelope detector 114, which is a kind of low-pass filter, and extracts the data of the analog-digital convertor 116. Through the peak-hold signal buffer 115 slightly faster than the speed, only the highest value of each partial discharge signal is extracted and the phase detector 118 based on the voltage signal 117 applied to the measurement target. ), The phase distribution of the partial discharge signal is extracted, and the periodic distribution of the partial discharge signal is extracted by the period detector 119, and the extracted data are accumulated in the data accumulation / controller 121. The band filter 113 and the signal buffer 115, which can adjust the bandwidth according to the condition input by the measurer, are adjusted by the data accumulation / controller 121. The data accumulation / controller 121 displays the simulated data 120 and the measurement data accumulated in the data accumulation / controller 121 according to the basic specifications of the device inputted by the data inputter 123, and stores the measurement data. In consideration of the basic specifications and the operating voltage of the risk of the partial discharge and the degree is displayed on the display unit 122.

도2는 표시부(122)에 표시되는 측정된 부분방전신호를 인가전압 위상에 대해 그린 분포도의 일례이다. 이 분포도는 362 ㎸급 가스절연 전송로에 120, 140, 160, 180㎸의 전압이 인가되었을 때, 금속성 파티클에 의해 발생된 부분방전신호를 도1의 장치를 이용하여 인가전압 위상에 대해 그린 것이다. 도2에서 알 수 있듯이, 인가전압의 위상에 대한 분포도에서는 전압변화에 의한 변화를 알 수 없다.2 is an example of a distribution diagram in which the measured partial discharge signal displayed on the display unit 122 is drawn with respect to an applied voltage phase. This distribution plots the partial discharge signal generated by metallic particles with respect to the applied voltage phase when the voltage of 120, 140, 160, 180 kHz is applied to a 362 kW gas insulated transmission path. . As can be seen in Figure 2, the change due to the voltage change in the distribution of the phase of the applied voltage is not known.

도3은 표시부(122)에서 표시한 측정된 부분방전 신호주기(각 부분방전 신호 사이의 시간간격)의 분포도의 일례이다. 이 분포도는 362㎸용 가스절연 전송로에 120(301), 140(302), 180㎸(303)의 전압이 인가되었을 때, 금속성 파티클에 의해 발생된 부분방전신호로부터 추출한 방전의 시간간격분포를 도1의 장치를 이용하여 그린 것이다. 도3에서 알 수 있듯이, 인가전압이 증가할수록 부분방전과 부분방전 사이의 시간간격(주기)이 증가하고 있다. 즉, 인가전압이 높을수록 파티클이 공간에 머무르는 시간이 길어짐을 알 수 있다. 따라서, 도3에서 가장 긴 시간간격(주기)(부호 304, 도5의 부호 501과 같은 위치)을 검출하는 것이 가능하다.3 is an example of a distribution diagram of the measured partial discharge signal periods (time intervals between respective partial discharge signals) displayed on the display unit 122. This distribution plots the time interval distribution of discharges extracted from partial discharge signals generated by metallic particles when voltages of 120 (301), 140 (302) and 180 (303) are applied to the gas insulated transmission path for 362 ㎸. It is drawn using the apparatus of FIG. As can be seen in FIG. 3, as the applied voltage increases, the time interval (period) between the partial discharge and the partial discharge increases. In other words, it can be seen that the longer the applied voltage is, the longer the particle stays in the space. Therefore, it is possible to detect the longest time interval (period) in Fig. 3 (position 304, the same position as 501 in Fig. 5).

도4는 기기내부에서 파티클이 운동하며 부분방전을 할 때, 방전주기에 대한 파티클의 상승높이를 시뮬레이션한 그림이다. 부분방전 신호발생의 시간간격(주기)과 파티클의 상승높이는 파티클이 1회 상승운동을 하는 데에 소요되는 시간간격이 클수록 상승높이가 증가하는 상관관계가 있다. 이러한 상관관계를 조사하기 위해 파티클의 위치방정식을 컴퓨터로 시뮬레이션하여 파티클이 가스절연기기의 바닥과 충돌하는 시간간격과 파티클의 최대상승높이의 상관관계를 도4의 부호 401로 나타내었다. 도4에서 최대상승높이를 y(m), 상승-하강 행정 1회에 소요되는 시간을 t(s)라 할 때, y=(gt2)/8 +h0의 관계가 있음을 알 수 있다. 여기서, g는 중력가속도 9.8 ㎨ 이다. 위 식에서, (gt2)/8는 중력장에서 물체가 수직 상승운동을 할 때 최고점의 거리(높이)과 소요시간 사이의 관계를 나타낸다. 도4에서 h0는 파티클이 바닥을 출발한 후 전계에 의해 변화하는 상승높이(402)이며, 소요시간이 증가할수록 (gt2)/8 (403)에 비해 상대적으로 작아짐을 도4에서 알 수 있다. 중력장에 존재하는 모든 물체는 (gt2)/8 (403)항에 지배되고, h0의 값이 상대적으로 작은 값임을 고려하면, 가스절연 고압기기 내부에 존재할 수 있는 대부분의 파티클들이 외함 바닥으로부터 중앙도체를 향하여 상승운동을 할 경우 파티클 형상이나 재질, 인가전압, 탄성계수 등이 어떤 값이든 상관없이 식 y= (gt2)/8 (403)으로부터 상승높이의 근사치를 계산할 수 있다.Figure 4 is a simulation of the rise height of the particle with respect to the discharge cycle when the particle is moving in the device and the partial discharge. The time interval (period) of the occurrence of the partial discharge signal and the rising height of the particles are correlated with the increase in height as the time interval for the particle to perform the single upward movement increases. In order to investigate such correlations, the positional equations of particles are simulated by a computer, and the correlation between the time interval at which particles collide with the bottom of the gas insulator and the maximum rise height of the particles is indicated by reference numeral 401 of FIG. 4. In Fig. 4, when y (m) is the maximum rising height and the time required for one up-down stroke is t (s), it can be seen that there is a relationship of y = (gt 2 ) / 8 + h 0 . . Where g is 9.8 ㎨. In the above equation, (gt 2 ) / 8 represents the relationship between the distance (height) of the highest point and the time required when the object moves vertically in the gravitational field. In FIG. 4, h 0 is the rising height 402 of the particle changing by the electric field after starting the bottom, and it can be seen from FIG. 4 that the relative time decreases as compared with (gt 2 ) / 8 (403). have. All objects present in the gravitational field are governed by (gt 2 ) / 8 (403), and considering that the value of h 0 is a relatively small value, most of the particles that may be present inside the gas insulated high voltage equipment are removed from the bottom of the enclosure. In the case of the upward movement toward the center conductor, an approximation of the elevation height can be calculated from the equation y = (gt 2 ) / 8 (403) regardless of the particle shape, material, applied voltage, or elastic modulus.

이러한 시뮬레이션 결과는 GIS 챔버 내에 파티클이 상승운동을 할 때 상승궤적을 고속 디지털카메라(1,000 프레임/초)로 촬영하여 시간에 대한 궤적을 그려 보아도, 같은 결과를 얻을 수 있다.This simulation result can be obtained even when the rising trajectory is captured by a high-speed digital camera (1,000 frames / second) when the particle moves up in the GIS chamber, and the trajectory of time is drawn.

도 5는 초당 1000 회 촬영하는 고속카메라를 이용하여 파티클의 운동 궤적을 시간에 대해 그린 그래프이다. 이 그림에서 상승-하강 1주기에서의 시간간격과 최고점을 추출하여 도4에 표시 한 것이다.FIG. 5 is a graph showing a motion trajectory of a particle with respect to time using a high speed camera photographing 1000 times per second. In this figure, the time intervals and peaks in one rising-falling cycle are extracted and shown in FIG.

도6는 여러개의 파티클이 동시에 방전할 경우의 방전주기 분포도를 그린 히스토그램이다. 여러개의 파이클이 동시에 운동하며 방전하는 경우에도 도4에 도시된 바와같이 주기의 최대값(501)을 구함으로써 내부 파티클의 상승높이의 근사치를 계산해 낼 수 있다.Fig. 6 is a histogram showing a distribution chart of discharge cycles when several particles discharge simultaneously. Even when several particles move and discharge at the same time, as shown in FIG. 4, the maximum value 501 of the period can be obtained to calculate an approximation of the rising height of the internal particles.

위의 내용으로부터 얻은 부분방전의 시간간격(주기)를 통계적으로 추출하여 최대 시간간격으로부터 위 식으로부터 최대 상승높이를 구할 수 있다. 일반적으로 파티클이 존재하면 가스절연체의 절연파괴전계는 급격히 떨어지고 파티클이 중앙도체에 가까워지면 섬락으로 발전할 가능성이 매우 높다. 이때의 위험도 (절연파괴 가능성)를 평가하기 위하여 피측정물인 GIS나 GIL의 인가전압의 크기, 내부전극 및 외함의 크기, 절연 가스의 종류 및 압력 등의 기본 사양을 입력하여 현상을 시뮬레이션 하면 파티클의 높이에 대한 절연파괴전계를 계산할 수 있다. 파티클의 상승높이 분포와 측정된 최대 상승높이로부터 피측정 GIS 또는 GIL의 절연파괴 가능성에 대한 확률 분포를 예측할 수 있으므로 해당 기기의 운전자는 기기의 상대적 중요도와 운전상황을 고려하여 즉시 위험도를 판단하는 것이 가능하다.The maximum rise height can be obtained from the above equation from the maximum time interval by statistically extracting the time interval (period) of the partial discharges obtained from the above. In general, when particles are present, the dielectric breakdown field of the gas insulator drops sharply, and when the particles are close to the central conductor, there is a high possibility of generating flashover. In order to evaluate the risk (insulation breakdown) at this time, input basic specifications such as the applied voltage of GIS or GIL, size of internal electrode and enclosure, type and pressure of insulation gas, and simulate the phenomenon. The dielectric breakdown field can be calculated for the height. The probability distribution of the probability of dielectric breakdown of the GIS or GIL to be measured can be predicted from the rise height distribution of the particles and the measured maximum rise height, so that the driver of the device should immediately determine the risk in consideration of the relative importance of the device and the driving situation. It is possible.

이상을 종합하여 하나의 예로 설명하면, 중앙전극(직경 120㎜)으로부터 외함전극(내경 496㎜)까지의 거리가 188㎜인 362㎸급 실험용 GIS에 전압이 인가된 상태에서, 파티클에 의해 UHF신호를 일정시간 동안 측정한 결과 최대시간간격이 267㎳로 측정되었다면, 이때의 파티클 상승높이의 최소값은 식 y=(gt2)/8 로부터 87㎜가 됨을 알 수 있다. 이는 실험용 GIS의 중앙도체 높이인 188㎜의 약 50% 높이까지 상승하는 경우에 해당되므로, 절연파괴를 유발할 가능성이 매우 높아 위험하다고 판단할 수 있으며, 따라서 운전중인 GIS인 경우 운전전압 증가를 최대한 억제하면서 파티클 제거작업을 신속히 수행해야 할 필요가 있음을 알 수 있다.In summary, the UHF signal is generated by a particle in a state where a voltage is applied to a 362 kW experimental GIS having a distance of 188 mm from the center electrode (120 mm in diameter) to the enclosure electrode (496 mm in diameter). If the maximum time interval was measured to be 267㎳ for a certain time, it can be seen that the minimum value of the particle rise height at this time is 87 mm from the equation y = (gt 2 ) / 8. This corresponds to the case where it rises to about 50% height of the central conductor height of 188mm of the experimental GIS. Therefore, it is very likely to cause insulation breakdown, so it can be judged as dangerous. As you can see, there is a need to perform particle removal quickly.

이상의 설명에 따른 가스절연 고전압기기의 위험도 측정장치 및 방법에 의하면, 인가전압의 위상과는 상관관계없이 일어나는 부분방전 현상에서 방전현상의 통계를 축적하여 그 축적된 데이터로부터 방전주기로부터 파티클의 상승높이의 근사치 계산을 통해, 절연파괴 등의 기기의 위험도를 측정자나 운전자가 즉시 알 수 있게 됨으로써, 기기 고장을 사전에 예방할 수 있다.According to the apparatus and method for measuring the risk of gas insulated high voltage equipment according to the above description, the statistics of the discharge phenomenon are accumulated in the partial discharge phenomenon regardless of the phase of the applied voltage, and the rising height of the particles from the discharge period from the accumulated data. By calculating the approximate value, the operator or operator can immediately know the risk of the device, such as insulation breakdown, so that the device can be prevented in advance.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시 할 수 있는 다양한 형태의 변형례들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all variants of various forms that can be implemented without departing from the technical idea.

Claims (6)

(정정) 파티클 등의 내부결함에 의하여 절연파괴 등의 발생여부를 예측하는 가스절연 고전압기기의 위험도 측정방법에 있어서,(Correction) In the method of measuring the risk of gas-insulated high voltage equipment for predicting the occurrence of insulation breakdown due to internal defects such as particles, 파티클 등이 가스절연 고전압기기의 외함바닥에 충돌할 때 발생하는 부분방전신호를 광대역 저잡음 증폭기를 이용하여 증폭하고, 상기 증폭된 신호를 대역선택 필터를 이용하여 소정의 방전신호를 추출하는 부분방전신호를 검출하는 단계;A partial discharge signal generated when a particle or the like collides with the bottom of an enclosure of a gas insulated high voltage device using a wideband low noise amplifier, and a partial discharge signal for extracting a predetermined discharge signal using a band selection filter Detecting; 엔빌로프 검출기를 이용하여 상기 부분방전신호의 윤곽을 추출하고, 피크-홀드형 신호완충기를 이용하여 상기 부분방전신호윤곽의 최고값을 추출하며, 주기검출기를 이용하여 상기 최고값의 주기를 통계적으로 추출하는 단계; 및An envelope detector is used to extract the contour of the partial discharge signal, a peak-hold signal buffer is used to extract the maximum value of the partial discharge signal contour, and a period detector is used to statistically extract the period of the maximum value. Extracting; And 상기 주기를 식 y=(gt2)/8 +h0(여기서, y(m)는 파티클의 최대상승높이, t(s)는 상승행정 1회에 소요되는 시간, g는 중력가속도 9.8 ㎨, 그리고 h0는 파티클이 바닥을 출발한 후 전계에 의해 변화하는 상승높이)에 대입하여 파티클의 상승높이를 계산하고 피측정물의 기본사양인 전극크기, 전극간 거리, 절연가스의 종류와 압력, 절연강도 및 운전전압을 고려한 위험도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절연 고전압기기의 위험도 측정방법.The period the formula y = (gt 2) / 8 + h 0 ( where, y (m) is the maximum rising height of the particles, t (s) is the time, g is the gravitational acceleration 9.8 ㎨ spent on upstroke once, H 0 is substituted for the rising height of the particle after the particle leaves the floor and calculates the rising height of the particle.The basic specifications of the object to be measured are electrode size, distance between electrodes, type and pressure of insulating gas, and insulation. A risk measurement method for a gas insulated high voltage device comprising the step of determining the risk in consideration of the strength and the operating voltage. (삭제)(delete) (삭제)(delete) 파티클 등의 내부결함에 의하여 절연파괴 등의 발생 가능성을 예측하는 가스절연 고전압기기의 위험도 측정장치에 있어서,In the device for measuring the risk of gas-insulated high voltage equipment which predicts the possibility of occurrence of insulation breakdown due to internal defects such as particles, 파티클 등의 내부결함에 의하여 발생하는 부분방전신호를 검출하는 부분방전신호검출기;A partial discharge signal detector for detecting a partial discharge signal generated by internal defects such as particles; 상기 부분방전신호를 광대역 저잡음 증폭하는 광대역 저잡음 증폭기가 구비되고, 상기 광대역 저잡음 증폭된 상기 부분방전신호에서 상기 선택방전신호를 추출하기 위한 대역폭 조절가능한 대역선택필터가 구비되어, 상기 부분방전신호에서 소정의 선택방전신호를 추출하기 위한 대역선택필터수단; 및A broadband low noise amplifier for wideband low noise amplification of the partial discharge signal is provided, and a bandwidth-adjustable band selection filter for extracting the selective discharge signal from the wideband low noise amplified partial discharge signal is provided. Band selection filter means for extracting a selective discharge signal of the signal; And 상기 선택방전신호의 윤곽을 추출하기 위한 엔빌로프 검출기가 구비되고, 상기 윤곽신호의 최고값을 유지하여 상기 최고값의 신호를 발생하는 피크-홀드형 신호완충기가 구비되며, 상기 최고값의 주기를 검출하기 위한 주기검출기가 구비되어, 상기 선택방전신호의 주기를 검출하는 주기검출수단을 포함하여,An envelope detector for extracting the contour of the selective discharge signal is provided, and a peak-hold signal buffer is provided for maintaining the highest value of the contour signal to generate the highest value signal. A period detector for detecting is provided, including period detecting means for detecting a period of the selective discharge signal, 상기 주기를 식 y=(gt2)/8 +h0(여기서, y(m)는 파티클의 최대상승높이, t(s)는 상승-하강 행정 1회에 소요되는 시간, g는 중력가속도 9.8 ㎨, 그리고 h0는 파티클이 바닥을 출발한 후 전계에 의해 변화하는 상승높이)에 대입하여 파티클의 상승높이를 계산하여 운전전압을 고려한 위험도를 판단하는 것을 특징으로 하는 가스절연 고전압기기의 위험도 측정장치.The period the formula y = (gt 2) / 8 + h 0 ( where, y (m) is the maximum rising height, t (s) of a particle is raised - the time it takes to fall administration once, g is the gravitational acceleration 9.8 H, and h 0 is a risk measurement of the gas-insulated high voltage device, which is determined by considering the operating voltage by calculating the rise height of the particle by substituting the rise height of the particle after the particle leaves the floor. Device. (삭제)(delete) (삭제)(delete)
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