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제안 방법
- 각 습도별(30%~90%)로 시료에 20[kV]의 전압을 인가 한 후, CT 센서에 의해 검출된 누설 전류 신호를 오실로스코프를 통해 취득하였고, LabView를 통해 5samples/sec의 sampling rate로 Vrms, Vp-p값을 각각 분석하였다. 취득된 전압은 [V] 단위로 소수점 6자리까지 측정하여 1시간동안 총 20,000개의 데이터를 취득하였으며, 취득된 Vrms 평균 값을 그림 2에 나타내었다.
- 본 실험의 경우 시료 당 다음과 같이 2기씩의 애자를 사용했으므로, 매 실험마다 20[kV]의 전압을 인가하였으며, 실험 시료는 표 2와 같이 분류하였다.
- 본 연구는 결함 발생 여부를 판별하기 위해 애자에서 발생하는 누설전류를 측정하여 정량적인 상태 분석이 가능하고 측정 설비의 구축이 용이한 Leakage Current Analysis Method를 연구 개발하였으며, 이를 위해 실험시료는 154[kV]급 36,000LBS 자기 애자를 사용하였으며, 실험환경을 실선로와 유사하게 설정하기 위해 80kV급 실 변압기를 전압원으로서 사용하였으며, 실험 시료 또한 현장에서 수거된 결함애자를 선별하여 사용하였다. CT센서를 사용함으로써, 애자련에서 발생하는 누설전류를 정확히 측정하였으며, 이러한 CT센서를 통해 검출된 결함 애자를 포함한 애자련과 정상 애자련의 누설 전류 신호 특성은 Oscilloscope를 통하여 time-domain에서 분석되였다.
- 본 연구에서는 송전선로의 운전 시 정상 애자련과 결함 애자를 포함한 애자련에서 발생하는 누설 전류의 신호를 습도별로 측정 ·분석하여 습도별 각 애자련들의 특징을 분석하였고 결함 애자의 포함을 판별할 수 있는 다음과 같은 결론을 제시하였다.
- 애자의 누설전류를 측정 ·분석하기 위한 실험 구성은 그림 1과 같다. 실험 대상 애자에 전압을 인가하고 실험 환경의 온도 및 습도를 제어하기 위한 fog chamber(IEC 61109 규격)를 제작하고 이를 이용하여 시료 애자의 주변 환경을 온도 30℃, 습도 30%~90%로 변화시켜 가며 애자련 하단에 power transformer(AC 80kV, 60Hz)를 통해 전압을 인가하여 실험하였다. 인가되는 전압은 high voltage probe(ratio of voltage division 5000:1)를 이용하여 확인하였다.
- 애자로 유입되는 누설전류를 측정하기 위해 표 1과 같은 특성의 저주파 전류센서(current ratio: 5000:1, 10Hz∼10kHz)를 애자련 상단 접지 측에 설치하였다.
- 그러나 인접펄스간의 차이 값으로 분석하는 경우는 임의의 section의 신호의 분산도만으로도 결함 애자의 포함 유무를 판단할 수 있다. 이와 같은 인접 펄스의 크기 차이 분석은 펄스의 전압 크기별로 5개의 Voltage level로 분리하여 분석하였다.
- 실험 대상 애자에 전압을 인가하고 실험 환경의 온도 및 습도를 제어하기 위한 fog chamber(IEC 61109 규격)를 제작하고 이를 이용하여 시료 애자의 주변 환경을 온도 30℃, 습도 30%~90%로 변화시켜 가며 애자련 하단에 power transformer(AC 80kV, 60Hz)를 통해 전압을 인가하여 실험하였다. 인가되는 전압은 high voltage probe(ratio of voltage division 5000:1)를 이용하여 확인하였다. 애자로 유입되는 누설전류를 측정하기 위해 표 1과 같은 특성의 저주파 전류센서(current ratio: 5000:1, 10Hz∼10kHz)를 애자련 상단 접지 측에 설치하였다.
- 주변 습도 변화에 따라 CT센서에서 검출된 인접 Vp-p 신호의 전압 차이 값을 동일한 방법으로 취득하였다. 이 중 습도 90%일 때 각 시료들의 초기 5,000개의 데이터를 그림 4에 나타내었다.
대상 데이터
- 실험 대상 중 정상 애자는 상용 송배전용 154[kV]급 36,000LBS cap-and-pin type insulator (Alumina 함유량 17%)를 사용하였고, 결함애자는 정상애자와 동일 종류의 시료로서 실선로에 설치되어 운전 중 섬락 후 crack 결함이 확인되어 회수된 애자이며, 측정 결과 30[㏀]의 저항을 나타내었다.
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