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제안 방법
- 오실로스코프에서 측정된 신호는 인가전압 위상에 대한 신호의 크기로 변환되어 컴퓨터로 전송되어 프로그램에 의해 PRPD 패턴으로 변환되어 표시된다. PRPD 패턴으로 변환할 때 측정에 사용한 필터에 의한 손실과 안테나 팩터는 고려하지 않았으며 모든 측정에서 같은 설정을 사용하여 상대적인 크기를 표시하였다. 전자파 신호의 측정과 함께 겉보기 방전량을 IEC60270 방식에 의한 PD detector (Robinson, DDX 7000)로 동시에 측정하였다.
- 전자파 신호의 측정과 함께 겉보기 방전량을 IEC60270 방식에 의한 PD detector (Robinson, DDX 7000)로 동시에 측정하였다. 모든 측정기는 인가 전원의 위상에 동기하여 측정하였으며, 각각의 기기에서 측정된 결과는 PC로 전송되어 저장되고 분석하였다.
- 획득한 주파수 분포로부터 안테나 팩터와 감쇠기삽입손실을 보정하여 측정된 신호의 주파수에 대한 전기장의 크기를 산출하였다. 방전에 의한 전자기파 신호로부터 PRPD 패턴을 얻기 위하여 PD cell에서 0.5 m 떨어진 위치에 혼안테나를 설치하였다. 안테나에서 검출된 방전신호는 필터를 이용하여 불요잡음이 제거되고 오실로스코프로(TDS7104, Tektronix)로 입력된다.
- 방전에 의한 전자기파의 전기장 세기는 6 m 떨어진 우'치에 설치된 대수주기 안테나를 이용해 검출하였다’ 안테나에서 검출된 방전에 의한 전자기파 신호는 신호감쇠기와 분배기를 거처 오실로스코프(TDS7404, Tektronix)와 주파수 분석기 (FSP7, Rohde & Schwarz)로 입력되어 방전신호의 파형과 주파수 분포를 측정하였다. 이때 분배기와 신호감쇠기의 감쇠량을 조정하여 측정된 신호의 크기를 계측기의 입력범위에 맞도록 조절하였다.
- 방전의 종류를 다양하게 분류한다. 본 논문에서는 방전 종류를 물리적 원인에 기초하여 분류한 IEEE C57.113-1991 를 근간으로 크게 공극(Void), 돌출전극(Protrusion electrode), 부유전극(Floating electrode), 표면방전(Surface discharge), 4가지로 분류하여 실험하였다[12]. 표 1에 물리적인 원인에 따라 분류한 4가지 방전의 종류와 특징을 요약하였다
- [6-9], 그러나 GIS와는 달리 절연유에서 방전이 발생하는 변압기에서의 방전시 UHF 대역의 전자파 신호의 발생 현상에 대해서는 연구그룹간에 큰 이견이 없는 것으로 보고되고 있으나 적용성이나 활용성에 대해서는 의견이 상이하다 [10-11]. 본 논문에서는 절연유가 채워진 모의 부분방전 발생 장치(PD cell)에 4종의 전형적인 결함을 제작하여 전압을 인가하고 부분방전을 발생시켜 발생하는 부분방전의 크기와 전자기파 신호를 다양한 방법으로 측정하였다. 측정된 전자기파 신호로부터 주파수 분포를 분석하여 절연유에서 발생하는 부분 방전도 SR가스에서와 같이 UHF 대역에서 전자파 부분 방전 신호가 발생함을 보이고, 방전신호의 인가전압 위상에 대한 크기와 밀도(Phase resolved partial discharge, PRPD) 의패턴을 분석하여 절연유에서의 방전에서도 UHF 대역의 전자파를 이용한 부분방전 측정방법이 전력기기의 진단에 적용 가능한 효과적인 방법임을 보이고자 한다.
- 분포를 측정하였다. 이때 분배기와 신호감쇠기의 감쇠량을 조정하여 측정된 신호의 크기를 계측기의 입력범위에 맞도록 조절하였다. 획득한 주파수 분포로부터 안테나 팩터와 감쇠기삽입손실을 보정하여 측정된 신호의 주파수에 대한 전기장의 크기를 산출하였다.
- 절연유에서 4가지 결함에 의한 부분방전에 대해 0.2~2 GHz 대역에서 발생하는 전자기파 신호의 특성을 조사하였다. 절연유에서의 부분방전도 2 GHz 대역까지 전자파 신호를 발생함을 확인하였다.
- 절연유에서 발생하는 부분방전에 의해 방사되는 전자기파 신호의 파형과 주파수 분포 그리고 PRPD 패턴을 측정하기 위해 그림 1 과 같은 실험장치를 구성하였다.
- 113-1991 를 근간으로 크게 공극(Void), 돌출전극(Protrusion electrode), 부유전극(Floating electrode), 표면방전(Surface discharge), 4가지로 분류하여 실험하였다[12]. 표 1에 물리적인 원인에 따라 분류한 4가지 방전의 종류와 특징을 요약하였다
- 표 1에서 분류한 모의결함을 그림 2와 같은 형태로 제작하여 절연유가 채워진비금속성용기(PDce1l)에 담아 0~&) kV의 60 Hz의 AC 전압을 20분 단위로 수 kV씩 증가시키면서 부분방전을 발생시켰다.
- 이때 분배기와 신호감쇠기의 감쇠량을 조정하여 측정된 신호의 크기를 계측기의 입력범위에 맞도록 조절하였다. 획득한 주파수 분포로부터 안테나 팩터와 감쇠기삽입손실을 보정하여 측정된 신호의 주파수에 대한 전기장의 크기를 산출하였다. 방전에 의한 전자기파 신호로부터 PRPD 패턴을 얻기 위하여 PD cell에서 0.
이론/모형
- PRPD 패턴으로 변환할 때 측정에 사용한 필터에 의한 손실과 안테나 팩터는 고려하지 않았으며 모든 측정에서 같은 설정을 사용하여 상대적인 크기를 표시하였다. 전자파 신호의 측정과 함께 겉보기 방전량을 IEC60270 방식에 의한 PD detector (Robinson, DDX 7000)로 동시에 측정하였다. 모든 측정기는 인가 전원의 위상에 동기하여 측정하였으며, 각각의 기기에서 측정된 결과는 PC로 전송되어 저장되고 분석하였다.
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