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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 연구에서는 154〔kV〕케이블 접속부에 존재하는 결함을 탐상하는 방법으로, 접속재 내부에 공극 또는 이물질이 존재하는 경우 발생되는 부분 방전을 감지하는 방법에 있어서 VHF 대역 감지 RF 센서를 이용하는 새로운 방법을 제시하고, 기존 탐상 방법과의 차이점을 보이고, 실험결과를 통해 제안된 결함 탐상 방법의 타당성 및 동작 성능을 입증한다.

가설 설정

• 또한 咎라인 연속 측정을 통한 케이블의 노화 진행 모니터 및 교체 시점 판단이 가능하다. 제안된 탐 상 장치의 문제점으로는 발생된 부분방전의 절대량 측정이 어렵고, 무전기나 고주파 전류 부하 전기기기와 같은 강한 전자파 발생원이 근점한 경우 영향을 받는다는 것이다,

제안 방법

• 제안된 측정 장치는 10pC의 부분 방전에 대해서 주변 공중파 잡음의 영향이 제거되고 재현성이 뚜弐 하여 판독이 가능한 정형화된 파형이 획득되었다. 二 런데 RF 신호의 세기는 거리에 민감하게 반응하였고, 부분 방전 크기에 따른 진단 장치의 출력값 변동이 심하여 증폭 이득을 조정하여 실험하였다.
• loop의 길이 및 턴 수는 부분 방전에 의한 전자파 에너지가 밀집된 주파수 대역을 고려하여 선정되었다. 그리고 제작된 탐상 장치는 전력 케이블이 3상 선로임을 감안하여 6개의 센서를 연결하여 분석하도록 제작되었다.
• 제안된 측정 장치는 10pC의 부분 방전에 대해서 주변 공중파 잡음의 영향이 제거되고 재현성이 뚜弐 하여 판독이 가능한 정형화된 파형이 획득되었다. 二 런데 RF 신호의 세기는 거리에 민감하게 반응하였고, 부분 방전 크기에 따른 진단 장치의 출력값 변동이 심하여 증폭 이득을 조정하여 실험하였다.

성능/효과

• 그림 11 평균 300pC의 부분방전을 가지는 실제 케이블에서 여러 주기 동안 측정된 진단 장치의 출력 파형이다. 관측된 파형의 주파수는 인가 전원 주파수 의 2배인 120Hz이고, 각각의 파형 크기가 다르게 나타났다. 이는 양의 최대 전압 및 음의 최대 전압 부근 에서 각각 발생되기 때문이며, 케이블 또는 케이블 접 속재 내부의 공극이, 부분방전 발생이 지속됨에 따라 특성을 달리하기 때문이다.
• 표 1은 센서 장착 거리 및 진단 장치 내부 증폭이 득을 일정하게 고정시킨 후 부분 방전의 크기에 따른 진단 장치의 출력 전압의 최대 값을 측정한 결과이다. 대체적으로 부분 방전의 크기에 비례하는 출력을 얻었는데, 500pC 근처의 값들은 정량화에 최적인데, 2500pC 이상의 값은 포화되어 구분이 되지 않으며, 10pC 이하의 부분 방전에 대한 출력을 아주 낮다.
• 이는 양의 최대 전압 및 음의 최대 전압 부근 에서 각각 발생되기 때문이며, 케이블 또는 케이블 접 속재 내부의 공극이, 부분방전 발생이 지속됨에 따라 특성을 달리하기 때문이다. 또한 부분방전 크기는 케이블 자체의 결함 특성으로 결정되고 인가 전압 크기 에는 무관하며 , 임계 전압을 기준으로 발생 여부가 결정되었다.
• 본 연구에서는 전자파 측정에 의한 활선 상태 告 라인 방식 케이블 접속 부 비 파괴 탐상장치를 제안하고, 제안된 장치의 동작 실험을 통하여 타당성을 입증하였다. 실제 케이블에서 발생되는 부분 방전 신호를 제안된 탐상장치로 분석한 결과 10pC 이상의 PD에 대해서 반응하였고, 2개 이상의 센서가 장착되는 경우에 전자파 발생 위치 즉결함 위치 탐상이 가능하였다.
• 본 연구에서는 전자파 측정에 의한 활선 상태 告 라인 방식 케이블 접속 부 비 파괴 탐상장치를 제안하고, 제안된 장치의 동작 실험을 통하여 타당성을 입증하였다. 실제 케이블에서 발생되는 부분 방전 신호를 제안된 탐상장치로 분석한 결과 10pC 이상의 PD에 대해서 반응하였고, 2개 이상의 센서가 장착되는 경우에 전자파 발생 위치 즉결함 위치 탐상이 가능하였다. 또한 咎라인 연속 측정을 통한 케이블의 노화 진행 모니터 및 교체 시점 판단이 가능하다.
• 이때 장치 내부 증폭 이득 은 동일하게 설정하였다. 이로서 센서의 거리에 따른 민감성을 확인하였고, 2개 이상의 전자파 센서가 부착되어 동작되면 원격지에서 결함부의 방향 또는 위치 판정이 가능함을 확인하였다. 표 2에서 메타의 士 값은 아날로그 메타의 흔들림 범위이고, 왼쪽과 오른 쪽의 값 차이는 두 ref.
• 제안된 RF 감지 방식 케이블 접속부 비파괴 탐상 장치는 신호 적분 회로를 채용함으로서 주변 잡음의 영향을 적게 받으며, 전원 주파수의 2배 주파수 성분 만 취함으로서 대상 케이블에서 발생될 수 있는 산발적 잡음을 제거할 수 있다.
• 그림 9는 약 100pC의 부분 방전에 대하여, 입력 증폭단 출력 파형과 적분 결과 파형을 측정한 결과이다. 증폭된 RF 신호는 lOOusec 정도인데, 적분 결과 파형은 정형화된 결과를 보여준다. RF 신호를 직접 디지털 프러세서에서 측정하여 판단하기는 어려운 반면, 적분 결과 파형은 외부 잡음이 제거됨과 동시에 발생 시간 및 크기를 정확히 분별할 수 있다.

후속연구

• 향후, 제안된 진단장치의 측정 결과 분석 기술을 개발하고, 측정 결과에 영향을 미치는 전자파 잡음에 대한 대책 마련 연구가 수행될 예정이다.

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