문제 정의

• 본 논문에서는 도시철도차량에 사용되는 전선의 평가방법을 제시하였다. 본 논문에서 제시된 평가방법은 기본시험인 절연저항과 직류 내전압 시험에 의해 고려대상인 전선의 양호/불량 판정을 한다.
• 본 논문에서는 직류 누설전류시험법과 유전정접에 기반을 둔 도시 철도차량에 적합한 전선의 열화 진단 방법을 제안한다.
• 유전정접 시험의 목적은 전선절연재의 열화를 유전정접값의 관측을 통해 검출하기 위한 것이다. 유전정접(tan

  제안 방법

  • 열화가 된 경우는 내전압 시험으로 인한 절연체의 절연성의 파괴 등이 초래할 것이며, 이러한 열화 여부는 다시 직류 누설전류 시험법을 통하여 확인할 수 있다. 그리고 실시된 열화 진단 방법들의 결과와 판단 기준, 상관성 등 종합적인 분석을 통하여 최종 열화 여부를 판단한다.
  • 본 논문에서 제시된 평가방법은 기본시험인 절연저항과 직류 내전압 시험에 의해 고려대상인 전선의 양호/불량 판정을 한다. 기본시험에서 전선이 양호라 판정되었다 하더라도 열화진행정도를 분석하기 위해 누설전류와 유전정접 시험으로 고려대상 전선의 열화진행을 판정한다. 진단결과 고려대상인 전선 모두 매우 양호한 것으로 진단되었다.
  • 기본시험에서 전선이 양호라 판정되었다 하더라도 열화진행정도를 분석하기 위해 직류 누설전류시험과 유전정접시험을 수행한다.
  • 도시철도 차량에 사용되는 전선의 고장진단기법을 제시하기 위해 표 2에서 보인 네 종류의 시료를 대상으로 DC 누설전류 시험, 유전정접 시험, 부분방전 시험을 실시하였다. 표 2에서 보인 실험에 사용된 시료 중에서 주전원선은사용하지 않은 신품과 25년 사용된 전선을 대상으로 시험하였다.
  • 5[%]보다도 매우 적은 영역에 분포되어 있어 고려 대상의 전선은 매우 양호한 것으로 진단되었다. 본 과제에서 제안된 방법은 유전정접과 누설전류의 상호관계에 의해 진단을 수행하는 방법으로, 제안된 방법이 효과적으로 적용되기 위해서는 열화 상태에 따른 다양한 데이터가 필수적인 요소이다. 그러나 본 실험에 사용된 데이터는 매우 양호한 상태임으로 제안된 방법을 효과적으로 적용하는 데는 한계가 있다.
  • 본 논문에서는 도시철도차량에 사용되는 전선의 평가방법을 제시하였다. 본 논문에서 제시된 평가방법은 기본시험인 절연저항과 직류 내전압 시험에 의해 고려대상인 전선의 양호/불량 판정을 한다. 기본시험에서 전선이 양호라 판정되었다 하더라도 열화진행정도를 분석하기 위해 누설전류와 유전정접 시험으로 고려대상 전선의 열화진행을 판정한다.
  • 본 연구에서는 그림 5에서 보는 바와 같이 C&tanδ 시험장치를 사용하여 시험 대상인 철도차량용 전선들에 대한 유전손실을 측정하였다.
  • 본 연구에서는 누설전류 측정을 위해 Programmable Automatic Withstanding/ Insulation Tester와 Electro picoAmmeter를 사용하여 전동 차량용 전력케이블 및 제어선, 전동기선 등의 직류 누설전류를 측정할 수 있도록 시험 장치를 구성하였으며, 그림 4는 직류 누설전류 측정 예를 나타내었다. 한편, 본 연구에 사용된 장비는 DC 시험전압은 0.
  • 본 장에서는 각각의 시험방법에 대하여 서술한 후 누설전류와 유전정접을 이용한 최종 진단방법을 서술하고자 한다.
  • 제안된 방법은 누설전류와 유전정접의 상호관계를 이용하여 진단하는 방법으로 판단기준을 세 경우(양호, 준불량, 불량)로 고려하여 전선의 상태를 진단한다. 실제 철도차량에 사용된 다양한 시료에서 취득된 데이터를 이용하여 제안된 방법을 검증한다.
  • 본 논문에서는 직류 누설전류시험법과 유전정접에 기반을 둔 도시 철도차량에 적합한 전선의 열화 진단 방법을 제안한다. 제안된 방법은 누설전류와 유전정접의 상호관계를 이용하여 진단하는 방법으로 판단기준을 세 경우(양호, 준불량, 불량)로 고려하여 전선의 상태를 진단한다. 실제 철도차량에 사용된 다양한 시료에서 취득된 데이터를 이용하여 제안된 방법을 검증한다.
  • 제어선1 및 제어선2 시편의 "사용전압의 25배+1,000V = 2,200V"의 전압을 1분 이상 인가하여 실험 하였다.
  • 철도차량에 사용되는 전선의 열화를 판단하는 방법으로서 본 논문에서는 그림 6에서 보인 바와 같이 누설전류와 유전정접을 고려한 진단 방법을 제안한다. 직류누설전류시험법에 의한 기준은 현재 철도차량에 대한 기준은 없음으로 본 논문에서는 시험에 적용된 전압을 기준으로 유전정접시험 결과와 직류 누설 전류 시험 결과를 대응시켰다. 그림 6에서 유전정접시험 결과의 판단 기준 임계값 tan 철도차량에 사용되는 전선의 열화를 판단하는 방법으로서 본 논문에서는 그림 6에서 보인 바와 같이 누설전류와 유전정접을 고려한 진단 방법을 제안한다. 직류누설전류시험법에 의한 기준은 현재 철도차량에 대한 기준은 없음으로 본 논문에서는 시험에 적용된 전압을 기준으로 유전정접시험 결과와 직류 누설 전류 시험 결과를 대응시켰다.
  • 실험 시편에 대한 누설전류의 크기를 모르기 때문에 계기의 측정범위는 가능한 한 큰 값부터 설정하여 측정하여야 한다. 측정시 인가전압은 500[V], 1000[V], 1500[V], 2000[V], 2500[V], 3000[V]로 하였다. 고려대상인 시료에 대해 측정한 누설전류는 그림 7과 같다.

  대상 데이터

  • 표 2에서 보인 실험에 사용된 시료 중에서 주전원선은사용하지 않은 신품과 25년 사용된 전선을 대상으로 시험하였다. 보조전원선은 신품과 15년, 25년 사용된 전선을 대상으로 시험하였고, 제어선은 신품, 15년, 25년 사용된 전선을 대상으로 시험하였다.
  • 본 연구에 사용된 Programmable Automatic Withstanding/Insulation Tester (MODEL 9051, kotronix)는 AC/DC 내압 및 절연저항을 각각 시험 할 수도 있고, 10단계 까지 시험 할 수 있다.
  • 본 연구에서 사용한 C&tanδ 시험장치는 0～20[kV] AC를 공급할 수 있으며, 고체 및 액체 유전체의 정전용량 및 유전정접(tanδ)을 측정하는 장치이다.
  • 도시철도 차량에 사용되는 전선의 고장진단기법을 제시하기 위해 표 2에서 보인 네 종류의 시료를 대상으로 DC 누설전류 시험, 유전정접 시험, 부분방전 시험을 실시하였다. 표 2에서 보인 실험에 사용된 시료 중에서 주전원선은사용하지 않은 신품과 25년 사용된 전선을 대상으로 시험하였다. 보조전원선은 신품과 15년, 25년 사용된 전선을 대상으로 시험하였고, 제어선은 신품, 15년, 25년 사용된 전선을 대상으로 시험하였다.

  이론/모형

  • 누설전류는 Electro pico-Ammeter로 측정하였다. 실험 시편에 대한 누설전류의 크기를 모르기 때문에 계기의 측정범위는 가능한 한 큰 값부터 설정하여 측정하여야 한다.