KR100206656B1 - Underground power cable test apparatus. - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배전용 전력케이블을 포설한 후 준공검사를 하기 위한 지중 전력케이블 준공검사장치에 관한 것으로서, 종래 직류전압시험에서의 공간전하의 축적 우려와 고전압 발생시 변압기의 용량 증대 문제점을 해결 하기 위해, 본 발명은 사용자에 의해 조작되는 스위치들을 구비하고 그 스위치 조작에 따른 동작 상태를 표시하여 주는 조작부와, 상기 조작부를 통한 사용자의 전원 입력 조작에 따라 교류 전압의 공급을 제어하는 전원 공급 제어수단과,상기 공급된 상용 전압의 주파수를 20KHz 의 고주파 전압으로 변환시켜 출력하는 인버팅 수단과, 이 출력된 고주파의 전압을 직류 고전압으로 상승시키는 직류 고전압 발생수단과, 상기 직류 고전압 발생 수단에서 발생된 직류 고전압을 받아 절연파괴시험을 하기 위한 진동파 전압 또는 부분방전시험을 하기 위한 개폐충격파 전압을 상기 조작부를 통한 사용자의 선택에 따라 자동 또는 수동으로 시험 케이블에 발생하는 진동파/개폐충격파 전압 발생수단과, 그리고 디지타이징 오실로스코우프를 통해 시험 케이블의 정상여부를 표시하여주기 위해 상기 시험 케이블에 인가된 후의 전압 및 전류를 측정하여 상기 오실로스코우프(600)에 출력하는 측정수단으로 구성되어, 시험장치의 크기와 중량을 줄이고, 시험케이블의 결함을 신뢰성 있게 검출하며, 공압스위치의 사용으로 아크성 노이즈를 줄일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to an underground power cable completion inspection device for the completion inspection after the installation of the power distribution cable, in order to solve the problem of the accumulation of space charge in the conventional DC voltage test and the problem of increasing the capacity of the transformer when a high voltage occurs, The present invention includes an operation unit having switches operated by a user and displaying an operation state according to the operation of the switch, power supply control means for controlling the supply of an AC voltage according to a power input operation of the user through the operation unit; An inverting means for converting the frequency of the supplied commercial voltage into a high frequency voltage of 20 KHz, outputting the DC high voltage generating means for raising the output high frequency voltage to a DC high voltage, and a DC high voltage generated by the DC high voltage generating means. Wave voltage or partial discharge test for dielectric breakdown test Displaying whether the test cable is normal by vibrating / opening shock wave voltage generating means generated in the test cable automatically or manually according to the user's selection through the operation unit, and the digitizing oscilloscope In order to measure the voltage and current after being applied to the test cable for output to the oscilloscope 600, the measuring means to reduce the size and weight of the test device, to detect the defect of the test cable reliably, pneumatic The use of a switch reduces arcing noise.
Description
제1도는 본 발명에 따른 지중 전력케이블 준공검사의 시험 개념도.1 is a test conceptual diagram of the underground power cable completion inspection according to the present invention.
제2도는 본 발명을 제어하는 조작부 파넬의 외형 구성도.2 is an external configuration diagram of a control panel panel for controlling the present invention.
제3도는 본 발명의 지중 전력케이블 준공검사장치의 회로도.3 is a circuit diagram of the underground power cable completion inspection apparatus of the present invention.
제4도는 본 발명을 이용하여 인위적인 결함을 갖는 전력케이블에 대한 진동파 전압시험 수행시 결함(절연파괴)이 검출되었을 때의 파형도.4 is a waveform diagram when a defect (insulation breakdown) is detected when performing an oscillation wave voltage test on a power cable having an artificial defect using the present invention.
제5도는 본 발명을 이용하여 인위적인 결함을 갖는 전력케이블에 대한 개폐충격파-부분방전 시험 수행시 결함이 검출(부분방전 펄스 검출)되었을 때의 파형도.5 is a waveform diagram when a defect is detected (partial discharge pulse detection) when performing an opening and closing shock wave-partial discharge test on a power cable having an artificial defect using the present invention.
표 1은 본 발명의 진동파 및 충격파 전압 선택 수동조작시의 스위치 조작 요령을 나타낸다.Table 1 shows the switch operation tips during manual operation of the vibration wave and shock wave voltage selection of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100 : 조작부 판넬 110 : 전원 공급제어부100: operation panel 110: power supply control unit
120 : 인버터부 121 : 시험전압조절부120: inverter 121: test voltage control unit
122 : 주파수 변환부 130,200 : 직류 고전압 발생부122: frequency converter 130,200: DC high voltage generator
131 : 고주파 변압기 132 : 다단 직류전압발생회로131: high frequency transformer 132: multi-stage DC voltage generating circuit
140,300 : 진동파/개폐충격파 전압 발생부140,300: vibration wave / opening and closing shock wave voltage generator
141 : 충방전 제어부 142 : 진동파/개폐충격파 전압 선택부141: charge and discharge control unit 142: vibration wave / opening and closing shock wave voltage selection unit
400 : 시험케이블 500 : 측정부400: test cable 500: measuring unit
510 : 전압측정부 520 : 전류측정부510: voltage measuring unit 520: current measuring unit
600 : 디지타이징 오실로스코우프600: Digitizing Oscilloscope
본 발명은 지중 전력케이블 준공검사장치에 관한 것으로서, 특히 지중 전력케이블의 포설후 준공검사를 하여 케이블 시스템의 고장으로 인한 산업 경제 및 국민 생활의 막대한 피해를 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underground power cable completion inspection apparatus, and more particularly, to a device for preventing the enormous damage to the industrial economy and people's life due to the failure of the cable system by performing the completion inspection of the underground power cable.
현재, 각국의 전력회사에서는 보다 우수한 케이블 준공검사 방법을 파악하는데 노력을 기울이고 있다.Currently, power companies in each country are trying to figure out a better cable completion inspection method.
종래 기술에서 지중 전력케이블의 포설 후 준공검사는 크게 교류 전압시헙과 직류 전압시험으로 나누어지는데, 이를 설명하면 다음과 같다.In the prior art, the completion inspection of underground power cables is divided into AC voltage test and DC voltage test.
전력 케이블은 사용주파수(50 Hz 또는 60Hz)의 교류 전압으로 운전되기 때문에, 이 주파수의 교류전압으로 시험하는 것이 가장 적합한 방법이다.Since power cables operate at alternating voltages of 50 Hz or 60 Hz, it is best to test with alternating voltages at these frequencies.
그러나, 케이블의 포설 길이가 긴 경우에는 케이블의 커패시턴스가 매우 커서 교류 시험 장치가 대용량이 되므로 가격이 상당히 높게 되고, 그에 따른 시험장치가 크고 무거워 현장으로의 이송이 어려웠기 때문에 지금까지는 다음에 설명하는 직류 전압시험으로 준공검사 시험을 수행해왔다.However, when the length of the cable is long, the capacitance of the cable is so large that the AC test apparatus becomes a large capacity, and thus the price is very high. Therefore, the test apparatus is large and heavy so that it is difficult to transfer to the site. Completion inspection tests have been carried out by DC voltage test.
직류 전압시험은 포설 후에 지중 전력케이블 시스템의 검사방법으로 현재까지 가장 많이 사용되었던 방법으로서, 종래 절연지 절연 케이블에 적용되어 결함검출의 신뢰성을 인정받은 방법이다.DC voltage test has been the most widely used method for inspecting underground power cable systems after installation.
이에 따라, 직류 전압시험 방법에 대한 규격이 제시되어 있어, IEC Publication 502( 1kV에서 30kV까지의 정격 전압을 갖는 압출 고체절연 전력케이블)와 IEC Publi cation 840(30 kV 이상 150kV 까지의 정적전압을 갖는 압출절연 전력케이블의 시험)에서는 새로운 케이블에 대해 각각 4U03U0를 15분간 인가하도록 추천하고 있다.Accordingly, the standard for the DC voltage test method has been proposed to provide IEC Publication 502 (extruded solid insulated power cable with a rated voltage of 1 kV to 30 kV) and IEC Publi cation 840 (30 kV to 150 kV static voltage). Testing of Extruded Insulated Power Cables recommends applying 4U 0 3U 0 for 15 minutes each for new cables.
그래서 대부분의 국가에서는 현장 시험으로 IEC규격을 채택하고 있으나, 대체적으로 인가전압은 케이블 시스템과 사용케이블의 정격 전압에 따라 다르며 보통 2.6U0에서 8U0사이의 전압이 인가되고, 전압인가 시간은 15분에서 30분 사이로 상황에 따라 결정하고 있다.Therefore, in most countries, the IEC standard is adopted as the field test, but in general, the applied voltage depends on the rated voltage of the cable system and the cable used. Usually, a voltage between 2.6U 0 and 8U 0 is applied, and the voltage application time is 15 It depends on the situation from minutes to 30 minutes.
국내의 경우에도 22.9kV(U0= 13.22kV)지중 배전선로의 경우 46kV에서 10분간 시스템이 견디어 내면 케이블이 양호한 것으로 간주하고 있다.In Korea, the cable is considered good if the system withstands 10 minutes at 46kV for 22.9kV (U 0 = 13.22kV) underground distribution line.
지금까지 직류 전압 시험방법은 케이블의 길이가 긴 경우에도 교류 전압 시험을 수행하기가 어렵기 때문에 선택의 여지없이 특히 장치가 작고 가벼워 현장으로의 이송이 용이하고 가격이 저렴하다는 장점을 갖고 있다.Until now, the DC voltage test method has a merit that it is difficult to carry out the AC voltage test even when the cable is long, so that the device is small and light, so that it is easy to transfer to the site and the price is low.
그러나, 최근 종래의 절연지 절연 전력케이블에 비해 많은 장점을 갖고 있는 고분자 절연 전력케이블이 지중 케이블로서 많이 사용되고 있다.However, recently, polymer insulated power cables having many advantages over conventional insulated paper insulated power cables have been used as underground cables.
이에 따라, 고분자 절연 전력케이블의 포설후 준공검사를 하기 위해 종래의 직류 전압시험 방법을 적용하는 경우에는 결함검출능력이 낮아 비효율적이며, 고전압 직류 전압의 사용으로 인해 케이블에 새로운 손상을 입히는 등 케이블의 준공검사로는 적합하지 않다는 것이 일반적으로 보고되어 있다.As a result, when the conventional DC voltage test method is applied to inspect the completion of the installation of the polymer insulated power cable, the defect detection ability is low, which is inefficient, causing damage to the cable due to the use of high voltage DC voltage. It is generally reported that it is not suitable for completion inspection.
즉, 종래 직류 전압시험의 문제점은 다음과 같이 설명된다.That is, the problem of the conventional DC voltage test is explained as follows.
첫째, 고분자 절연 케이블의 절연층 내에서 전계 분포에 대해, 교류 전계는 절연층의 커패시턴스(유전율)에 의해 좌우되고 직류 전계는 저항율에 의해 결정되므로, 준공시험으로서 직류 인가시의 실제 운전중의 교류인가시와는 다르게되어, 정적 교류 전압 인가시에는 발생하지 않을 절연파괴 사고가 이러한 직류 전계로 인해 유발 될 수 있다.First, with respect to the electric field distribution in the insulation layer of the polymer insulated cable, the alternating current electric field is governed by the capacitance of the insulation layer and the direct current electric field is determined by the resistivity. This is different from that of application, and the breakdown accident which will not occur when applying a static AC voltage can be caused by this DC field.
둘째, 직류와 교류간에 열화 메카니즘이 다르기 때문에, 특히 부분 방전 열화와 결부된 결함의 경우에는 직류에 의한 결함의 검출이 어렵게 된다.Second, since the deterioration mechanism is different between direct current and alternating current, in the case of a defect associated with partial discharge deterioration, it is difficult to detect a defect by direct current.
셋째, 시험시 직류 인가 동안에는 케이블절연층에 공간전하가 축적되며, 특히 절연층 내에 보이드가 존재할 때 직류 전압시험 동안에는 결함이 검출되지 않았지만 직류 전압시험으로 인해 공간전하가 축적되고, 이에 따라 시험 후 정상적인 교류 운전시 전계가 국부적으로 변형되고 전기트리가 발생·진전되어 절연파괴가 일어날 수 있다.Third, space charges are accumulated in the cable insulation layer during DC application during the test. Especially, when voids are present in the insulation layer, no defects are detected during the DC voltage test, but space charges are accumulated due to the DC voltage test. During alternating current operation, the electric field may be locally deformed and the electric tree may be generated and advanced, resulting in dielectric breakdown.
이상과 같이 직류 전압시험은 준공검사시 검출되지 않은 결함들에 의해 교류 운전중에 사고가 일어나거나 직류 전압시험으로 인해 오히려 결함 발생 또는 열화가 가속되어 사고를 유발하는 등 실제적으로 여러가지 문제점들을 갖고 있다.As described above, the DC voltage test actually has various problems such as an accident during AC operation due to defects not detected in the completion inspection, or an acceleration or deterioration of the DC voltage test causing the accident.
결론적으로, 고분자 절연 전력케이블의 준공검사로서 직류 전압시험은 비효과적이며, 심지어 위험하여 선진국에서는 사용을 기피하고 있으며 다른 시험방법을 개발하고 있다.In conclusion, the DC voltage test as a completion test for polymer insulated power cables is ineffective and even dangerous, avoiding its use in developed countries and developing other test methods.
상기와 같은 내용에 따라 안출된 본 발명은 고분자 절연 전력케이블의 포설 후 진동파 전압을 이용한 절연파괴시험 및 개폐충격파를 이용한 부분방전 검출시험을 통해 케이블의 결함을 검출하여 신뢰성있는 준공검사를 하는데 그 목적이 있다.According to the present invention devised in accordance with the above contents, after the installation of the polymer insulated power cable through the insulation breakdown test using the vibration wave voltage and the partial discharge detection test using the opening and closing shock wave to detect the defect of the cable to perform a reliable completion test There is a purpose.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지중 전력케이블의 준공검사장치에 있어서, 사용자에 의해 조작되는 스위치들을 구비하고 그 스위치 조작에 따른 동작 상태를 표시하여 주는 조작부와, 상기 조작부를 통한 사용자의 전원 입력 조작에 따라 교류 전압(60Hz, 220V)의공급을 제어하는 전원공급 제어수단과, 상기 공급된 상용 전압의 주파수를 20KHz 의 고주파 전압으로 변환시켜 출력하는 인버팅 수단과, 이 출력된 고주파의 전압을 직류 고전압으로 상승시키는 직류 고전압 발생수단과, 상기 직류 고전압 발생 수단에서 발생된 직류 고전압을 받아 절연 파괴시험을 하기 위한 진동파 전압 또는 부분방전시험을 하기 위한 개폐충격파 전압을 상기 조작부를 통한 사용자의 선택에 따라 자동 또는 수동으로 시험 케이블에 발생하는 진동파/개폐충격파 전압 발생수단과, 그리고 디지타이징 오실로스코우프를 통해 시험 케이블의 정상여부를 표시하여주기 위해 상기 시험 케이블에인가된 후의 전압 및 전류를 측정하여 상기 오실로스코우프에 출력하는 측정수단으로 구성되어, 종래 직류 전압 시험 방법의 단점인 공간전하의 축적 우려가 거의 없으며, 고전압 발생을 위해 고주파 변압기를 이용하는 등 가능한 한 장치의 크기와 중량을 줄였고, 장치의 작동방법을 자동화함으로써 검사의 효율성을 증대하였으며, 공압 스위치(pneumatic switch)의 사용으로 부분방전 측정시의 아크성 노이즈를 저감시킨 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a construction inspection device for underground power cable, comprising a control panel for operation by the user and displaying the operation state according to the operation of the switch, the user's power through the operation unit Power supply control means for controlling the supply of AC voltages (60 Hz, 220 V) in accordance with an input operation, an inverting means for converting the frequency of the supplied commercial voltage into a high frequency voltage of 20 KHz, and outputting the high frequency voltage. The DC high voltage generating means for raising the voltage to DC high voltage, and the vibration wave voltage for the dielectric breakdown test or the opening and closing shock wave voltage for the partial discharge test in response to the DC high voltage generated by the DC high voltage generating means. Optional oscillation / switching shockwave voltage on the test cable, either automatically or manually And means for measuring the voltage and current after being applied to the test cable to indicate whether the test cable is normal through the digitizing oscilloscope and outputting the oscilloscope to the conventional DC voltage test. There is little concern about the accumulation of space charge, which is a disadvantage of the method, and the size and weight of the device are reduced as much as possible, such as using a high frequency transformer to generate high voltage, and the inspection efficiency is increased by automating the operation of the device. It is characterized in that the arc noise at the time of partial discharge measurement is reduced by using a switch).
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명을 이용하여 지중 전력케이블의 준공검사를 시험하는 개념도이다.1 is a conceptual diagram for testing the completion inspection of the underground power cable using the present invention.
이는, 조작부 판넬(100), 직류 고전압 발생부(200) 및 진동파/개폐충격파 발생부(300), 진동파/개폐충격파 발생부의 두 개의 출력단자에 연결되는 시험케이블(400)로 구성된다.It is composed of a test cable 400 connected to the control panel 100, the DC high voltage generator 200 and the vibration / open / closed shock wave generator 300, the two output terminals of the vibration / open / closed shock wave generator.
그리고 시험 케이블(400)에 연결시켜 시험 케이블의 상태인 전압/전류를 측정하는 측정부(500)와, 이때 측정부(500)에 의해 측정된 시험 케이블의 정상 유무 결과를 전압/전류의 파형을 통해 확인하기 위해 디지타이징 오실로스코우프(600)를 연결할 수가 있다.In addition, the measurement unit 500 is connected to the test cable 400 to measure the voltage / current which is the state of the test cable. You can connect a digitizing oscilloscope 600 to verify through.
상술한 조작부 판넬(100)의 구성은 제2도에 도시된 바와 같이, 입력(또는 백업) 스위치(INPUT NFB)(1), 전원(POWER) 스위치(2), 충전시작 스위치(3), 직류 고전압 조절 버튼(CH.VOLT-ADJ)(4), 충전시간 조절 버튼(CH.TIME-ADJ)(5), 케이블 이상 판단용 파일럿 램프(TROUBLE)(6), 잔류 전압 제거 및 계수기 리셋 버튼(RESET)(7), 비상차단 버튼(EMERGENCY STOP)(8), 자동/수동 모드 변환스위치(AUTO/MANUAL)(9), 진동파/개폐충격파 전압 선택용 스위치(OW/SI)(10), 충전스위치(CHARGING)(11), 수동 트리거 스위치(TRIGGER)(SW1 또는 도면 부호 12), 진동파/개폐충격파 회로 수동 조작용 공압스위치(SW2,SW3,SW4 또는 도면부호13, 14, 15) 잔류 전압 방전 스위치(DISCHARGING)(SW5 또는 도면부호 16), 직류전압디지탈 kV메터(DC CHARGING VOLTAGE)(17), 시험 횟수 기록용 계수기(TEST COUNTER)(18) 및 상기 해당 구성요소에 연결된 각종 파일럿 램프로 되어 있다.As shown in FIG. 2, the configuration of the control panel 100 described above includes an input (or backup) switch (INPUT NFB) 1, a power switch 2, a charge start switch 3, and a direct current. High voltage control button (CH.VOLT-ADJ) (4), charging time control button (CH.TIME-ADJ) (5), pilot lamp (TROUBLE) (6) for cable fault determination, residual voltage removal and counter reset button ( RESET) (7), EMERGENCY STOP (8), automatic / manual mode switch (AUTO / MANUAL) (9), vibration / switch shock wave voltage selection switch (OW / SI) (10), Charging switch (11), manual trigger switch (TRIGGER) (SW1 or 12), pneumatic switch (SW2, SW3, SW4 or 13, 14, 15) for manual operation DISCHARGING (SW5 or 16), DC CHARGING VOLTAGE (17), TEST COUNTER (18), and various pilots connected to the corresponding components. It is a lamp.
특히, 조작부 판넬 좌측 상단에는 간단한 회로도와 함께 각 공압스위치들의 파일럿 램프가 있어 회로 동작상태를 알 수 있도록 되어 있다.In particular, there is a pilot circuit of each pneumatic switch along with a simple circuit diagram at the upper left of the control panel to show the circuit operation status.
상기와 같은 제2도의 구성요소의 일정 조작에 따른 본 발명의 구성 및 동작을 제3도의 상세 회로도를 참조하여 설명하겠다.The configuration and operation of the present invention according to the constant manipulation of the components of FIG. 2 will be described with reference to the detailed circuit diagram of FIG.
먼저, 본 발명에 따른 준공검사장치의 각 기능별 블록 구성을 제3도에 의거하여 살펴보변, 교류 전압(60Hz, 220V)의 공급을 제어하는 전원공급 제어부(110)와, 상기 공급된 상용 전압의 주파수를 20KHz의 고주파 전압으로 변환시켜 출력하는 인버터부(120)와, 이 출력된 고주파의 전압을 직류 고전압으로 상승시키는 직류 고전압 발생부(130)와, 상기 직류 고전압 발생부(130)에서 발생된 직류 고전압을 사용자의 자동 또는 수동모드의 선택에 따라 시험케이블의 절연파괴시험을 하기 위한 진동파 전압 및 시험케이블의 부분방전시험을 하기 위한 개폐충격파 전압을 발생하는 진동파/개폐충격파 전압 발생부(140)로 구성되어 있다.First, the block configuration for each function of the completion inspection device according to the present invention based on FIG. 3, the power supply control unit 110 for controlling the supply of AC voltage (60Hz, 220V) and the supplied commercial voltage of An inverter unit 120 for converting a frequency into a high frequency voltage of 20 KHz and outputting the same; a DC high voltage generator 130 for raising the output high frequency voltage to a DC high voltage; and a DC high voltage generator 130 Vibration wave / switching shock wave voltage generator for generating high and low shock wave voltage for conducting insulation breakdown test of test cable and open / closing shock wave voltage for partial discharge test of test cable according to user's selection of automatic or manual mode. 140).
그리고 상기 시험케이블(600)과 진동파/개폐충격파 전압 발생부(140) 사이에 전압측정부(510)와 전류측정부(520)를 포함한 측정부(500)를 연결시켜 포설된 시험케이블(400)에 가해지는 전압과 전류를 동시에 측정하여 그 시험케이블의 상태를 파형으로 확인하기 위한 디지타이징 오실로스코우프(600)를 부설한다.The test cable 400 is installed by connecting the measurement unit 500 including the voltage measuring unit 510 and the current measuring unit 520 between the test cable 600 and the vibration wave / open / closed shock wave voltage generator 140. A digitizing oscilloscope (600) is installed to measure the voltage and current applied at the same time) and check the state of the test cable with a waveform.
그리고 상기한 제3도에서 각 부의 구성을 제2도의 조작부 판넬의 구성요소에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.And the configuration of each part in the above Figure 3 will be described in more detail based on the components of the control panel of Figure 2 as follows.
전원공급 제어부(110)는 입력되는 공급 전원의 인가여부를 선택하는 입력스위치(백업스위치)(1)와, 평상시에는 전원을 인가하는 전원 스위치(2)이고, 비상시에는 전원을 차단하기 위한 비상차단 버튼(8)(상기 전원스위치와 비상차단 버튼은 회로적으로는 하나로 연결됨)과, 상기 전원스위치(2)의 선택에 의해 공급된 전원을 일정 직류전압(250V)으로 상승시키는 제1 변압기(TR1)로 구성되어 있다.The power supply control unit 110 is an input switch (backup switch) 1 for selecting whether the input power is input or not, and a power switch 2 for applying power in normal times, and emergency cutoff to cut off power in an emergency. Button 8 (the power switch and the emergency shut-off button are connected in one circuit) and a first transformer TR1 for raising the power supplied by the selection of the power switch 2 to a constant DC voltage 250V. It consists of).
그리고 인버터부(120)는 상기 전원스위치(2)의 선택에 따라 공급된 전압을 받아 원하는 시험전압으로 만들기 위해 직류 충전전압을 조절한 후 충전시간을 조절하여 그 전압의 상승속도를 조절하는 시험전압조절부(121)와, 상기 시험전압조절부(121)로부터 조절된 상용전압(60Hz, 220V)을 고주파전압(20KHz, 220V)으로 변환시키는 주파수 변환부(122)로 구성된다.In addition, the inverter unit 120 receives a voltage supplied according to the selection of the power switch 2 and adjusts a DC charging voltage and then adjusts a charging time to make a desired test voltage. The control unit 121 and the frequency conversion unit 122 for converting the commercial voltage (60Hz, 220V) adjusted from the test voltage control unit 121 into high frequency voltage (20KHz, 220V).
상기에서 시험전압조절부(121)는 직류 고전압조절버튼(4)과 충전시간 조절버튼(5)를 구비한 정류 제어용 반도체 소자의 조작상태에 따라 사이리스터(SCR1∼SCR4)에 인가되는 위상각을 제어하여 직류 충전전압을 조절한다.The test voltage adjusting unit 121 controls the phase angle applied to the thyristors SCR1 to SCR4 according to the operation state of the rectifying control semiconductor device including the DC high voltage adjusting button 4 and the charging time adjusting button 5. To adjust the DC charging voltage.
이렇게 시험전압조절부(121)에 의해 조절된 직류 충전전압을 표시하시 위해 직류전압 디지털 kV메터(17)(제2도의 조작부 판넬 참조)가 연결되어 있다.In order to display the DC charging voltage adjusted by the test voltage adjusting unit 121, the DC voltage digital kV meter 17 (see the operation panel of FIG. 2) is connected.
또한, 상기 주파수변환부(122)는 IGBT 반도체소자(IGBT1∼IGBT4)가 상호 병렬 연결되고, 각 IGBT반도체 소자의 컬렉터와 에미터 사에 저항(R9∼R12)과 커패시터(C7∼C10)를 직렬 연결한다.In the frequency converter 122, the IGBT semiconductor devices IGBT1 to IGBT4 are connected in parallel to each other, and the resistors R9 to R12 and the capacitors C7 to C10 are serially connected to the collector and emitter of each IGBT semiconductor device. Connect.
상기에서 직류 고전압 발생부(130)는 상기 인버터부(120)에서 출력된 고주파 전압(20KHz, 220V)을 충전 시작 스위치(MC2, 3)의 시작 선택에 따라 25KV로 승압하는 고주파 변압기(131)와, 이 승압된 고주파 전압을 직류 고전압(DC 100KV)으로 출력하기 위해 고주파용 다이오드(D2∼D5)와 4개의 고주파용 충전 캐패시터(C12∼C15)가 Cockcroft-Walton 타입으로 구성된 다단 직류 전압발생회로(132)로 구성되어 있다.The DC high voltage generator 130 is a high-frequency transformer 131 for boosting the high frequency voltage (20KHz, 220V) output from the inverter unit 120 to 25KV according to the start selection of the charge start switch (MC2, 3) and In order to output the boosted high frequency voltage to DC high voltage (DC 100KV), a high frequency diode (D2 to D5) and four high frequency charging capacitors (C12 to C15) are composed of a Cockcroft-Walton type multistage DC voltage generating circuit ( 132).
상기에서 진동파/개폐충격파 전압발생부(140)는 충방전 제어부(141)와 진동파/개폐충격파 전압 선택부(142)로 구성되어 있다.The vibration wave / opening and closing shock wave voltage generator 140 is composed of a charge and discharge control unit 141 and the vibration wave / opening and closing shock wave voltage selection unit 142.
이때, 상기 충방전 제어부(141)는 상기 직류 고전압 발생부(130)에서 발생된 전압의 충전여부를 선택하는 충전스위치(SW5, 11)와, 상기 충전스위치(SW5, 11)의 선택에 의해 발생된 직류 고전압을 충전시키는 직류 고전압 충전용 캐패시터(C17)와, 상기 직류 고전압 충전용 캐패시터(C17)에 충전된 전압을 방전시키는 구갭 스위치인 잔류전압 방전스위치(SW6,16)와, 상기 직류 고전압 충전용 캐패시터(C17)에 충전된 직류전압을 측정하여 상기 직류 전압 디지탈 kV메터(17)에 출력하는 분압 저항(R14, R15)과, 그 분압 저항(R14, R15)으로부터 측정된 직류전압이 정확하도록 노이즈를 제거하는 두 개의 인덕터(L2, L3)로 구성되어 있다.In this case, the charge / discharge control unit 141 is generated by the selection of the charge switch (SW5, 11) and the charge switch (SW5, 11) for selecting whether or not to charge the voltage generated by the DC high voltage generator 130. DC high voltage charging capacitor (C17) for charging the high DC high voltage, residual voltage discharge switch (SW6, 16) which is a old gap switch for discharging the voltage charged in the DC high voltage charging capacitor (C17), and the DC high voltage charging The DC voltages charged in the capacitor C17 are measured and output to the DC voltage digital kV meter 17 so that the DC voltages measured from the voltage dividing resistors R14 and R15 are accurate. It consists of two inductors (L2, L3) to remove noise.
그리고 상기 진동파/개폐충격파 전압 선택부(142)는, 상기 충방전 제어부(141)에서 충전된 직류 고전압을 수동/장동모드시에 출력하기 위해 스위칭 하는 수동 트리거 스위치(SW1, 12)와, 수동모드 또는 자동모드에서 원하는 진동파/개폐충격파 시험전압의 따라 작동 또는 수동으로 스위칭하는 세 개의 공압 스위치(pneumatic switch es)(SW2, SW3, SW4)(13, 14, 15)와, 상기 세 개의 공압 스위치(SW2,SW,SW4) 각각의 온/오프 스위칭에 따라 상기 충방전 제어부(141)의 직류 고전압 충전용 캐패시터(C17)에 충전된 전압을 시험케이블의 절연파괴시험을 하기 위해 진동파 전압으로 출력하는 인덕터(L1)와, 상기 세 개의 공압 스위치(SW2, SW3, SW4) 각각의 온/오프 스위칭에 따라 상기 충방전 제어부(141)의 직류 고전압 충전용 캐패시터(C17)에 충전된 전압을 시험케이블의 부분방전시험을 하기 위해 개폐충격파 전압으로 출력하는 병렬 연결된 두 개의 저항(R16, R17)으로 구성되어 있다.The vibration wave / switching shock wave voltage selection unit 142 is a manual trigger switch (SW1, 12) for switching to output the DC high voltage charged in the charge / discharge control unit 141 in the manual / drive mode, and manual Three pneumatic switches (SW2, SW3, SW4) (13, 14, 15) for operating or manually switching according to the desired oscillation / switching shock wave test voltage in automatic or automatic mode; According to the on / off switching of each of the switches SW2, SW, and SW4, the voltage charged in the DC high voltage charging capacitor C17 of the charge / discharge control unit 141 is converted into the vibration wave voltage to perform the dielectric breakdown test of the test cable. The voltage charged in the DC high voltage charging capacitor C17 of the charge / discharge control unit 141 is tested according to the output inductor L1 and the on / off switching of each of the three pneumatic switches SW2, SW3, and SW4. Perform a partial discharge test of the cable Two resistors connected in parallel for outputting a voltage for switching the shock wave is composed of (R16, R17).
여기서, 상기 스위치들(SW1∼SW6)은 구갭 방전시에 발생하는 아-크를 줄이기 위해 모두 컴프레셔를 이용한 압력으로 작동되는 공압스위치를 사용한 것이다.Here, the switches SW1 to SW6 use pneumatic switches that are all operated at a pressure using a compressor in order to reduce arcing occurring in the old gap discharge.
또한, 상기한 스위치(SW1∼SW4)의 구성은, SW1에 SW2와 SW3가 병렬로 연결되고, 상기 SW3에 SW4가 병렬로 연결되며, 한편, SW4에 진동파전압을 출력하기 위한 인덕터(L1)가 직렬로 연결된다.In addition, the configurations of the switches SW1 to SW4 include SW1 and SW3 connected in parallel to SW1, SW4 connected in parallel to SW3, and an inductor L1 for outputting an oscillation wave voltage to SW4. Are connected in series.
즉, 상기 공압스위치(SW2, SW3, SW4)는 파이(Π)형으로 결합된 것이다.That is, the pneumatic switches SW2, SW3, and SW4 are combined in a pi shape.
이와 같이 상기에서 공압스위치(SW2, SW3, SW4)의 조작에 따라 진동파전압/개폐충격파 전압을 시험케이블(400)에 인가하게 된다.As described above, the vibration wave voltage / open / close shock wave voltage is applied to the test cable 400 according to the operation of the pneumatic switches SW2, SW3, and SW4.
이때, 상기 시험케이블(400)에 인가되는 해당 전압과 전류를 동시에 측정하여 시험케이블의 정상여부를 디지타이징 오실로스코우프(600)를 통해 출력파형으로 확인하기 위한 측정부(500)는, 상기 시험케이블(400)의 인가단자에 용량성 분압기(C18, C19)와 이 캐패시터 사이에 저항(R18)을 연결시켜 전압을 측정하는 전압 측정부(BNC1, 510)와, 마찬가지로 인가단자에 펄스 변류기(pulse C/T)(BNC2, 520)로 구성된다.At this time, by measuring the corresponding voltage and current applied to the test cable 400 at the same time, the measurement unit 500 for checking whether the normal of the test cable as an output waveform through the digitizing oscilloscope 600, the test cable Similar to the voltage measuring units BNC1 and 510 which measure the voltage by connecting the resistor R18 between the capacitors C18 and C19 and the capacitor to the applying terminal of the 400, a pulse current transformer (pulse C) is applied to the applying terminal. / T) (BNC2, 520).
이와 같이 상기 전압측정부(510)에서 측정된 전압과 상기 펄스 변류기(520)에 의해서 측정된 전류의 각 파형에 따라 진동파 전압에 의한 절연파괴시험(제4도 참조)과 개폐충격파 전압에 의한 부분방전시험(제5도 참조)의 결과를 디지타이징 오실로스코우프(600)를 통해 나타낸다.As described above, the dielectric breakdown test (refer to FIG. 4) and the opening / closing shock wave voltage are performed by the vibration wave voltage according to each waveform of the voltage measured by the voltage measuring unit 510 and the current measured by the pulse current transformer 520. The results of the partial discharge test (see FIG. 5) are shown through the digitizing oscilloscope 600.
한편, 상기 조작부 패널(100, 제2도 참조)에는, 전원 스위치(2)의 조작상태, 자동모드/수동모드 변환스위치(9)의 선택상태, 진동파/개폐충격파 선택용 스위치(10)의 선택상태, 충전 스위치(11)의 조작 상태, 및 잔류전압 방전 스위치(16)의 조작상태를 나타내는 각각의 파일럿 램프를 구비하고, 도한, 시험케이블 이상유무 판단용 파일럿 램프(6)를 구비하고 있다.On the other hand, in the operation panel 100 (see FIG. 2), the operation state of the power switch 2, the selection state of the automatic mode / manual mode conversion switch 9, and the vibration wave / opening / closing shock wave selection switch 10 Each pilot lamp is shown to indicate a selected state, an operating state of the charging switch 11, and an operating state of the residual voltage discharge switch 16, and a pilot lamp 6 for determining whether there is a test cable abnormality is also provided. .
이와 같은 제2도 및 제3도의 구성에 따라 본 발며의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the foot bal according to the configuration of Figures 2 and 3 as follows.
먼저, 조작부 판넬(100)의 입력(백업) 스위치(1)와 전원 스위치(MC1, 2)를 ON시킨 후, 직류 전압 디지탈kV 메터 (17)를 이용하여 원하는 시험전압으로 조절한다.First, the input (backup) switch (1) and the power switch (MC1, 2) of the operation panel 100 is turned on, and then adjusted to the desired test voltage using the DC voltage digital kV meter (17).
다음에, 자동/수동모드 변환 스위치(9)의 선택에 의해 자동으로 시험할 것인지 아니면 수동으로 시험할 것인지 결정한다.Next, by the selection of the automatic / manual mode switching switch 9, it is determined whether to test automatically or manually.
먼저, 수동 모드를 선택한 경우에는, 회로 조작용 공압 스위치인 SW2, SW3, SW4를 조작하여 표 1에 나타낸 바와 같이 시험전압의 형태를 선택한다.First, when the manual mode is selected, the type of test voltage is selected as shown in Table 1 by operating SW2, SW3, SW4, which are pneumatic switches for circuit operation.
다음으로, 자동 모드를 선택한 경우에는 진동파와 개폐충격파 전압 선택용 스위치(OW/SI, 10)로 어느 전압을 발생시킬 것인지를 선택하면, 상기 공압 스위치 (SW2, SW3,SW4)의 조작과 관계없이 선택한 전압 형태에 따라 자동적으로 전압발생장치 내의 공압 스위치들이 표 1에 나타낸 바와 같이 개폐된다.Next, when the automatic mode is selected, when selecting which voltage is to be generated by the vibration wave and open / close shock wave voltage selection switches OW / SI, 10, regardless of the operation of the pneumatic switches SW2, SW3, and SW4. Depending on the voltage type selected, the pneumatic switches in the voltage generator are automatically opened and closed as shown in Table 1.
충전스위치(SW5, 11)는 충전 캐패시터(C16)에 전압을 충전시키고, 일단 충전되면 다단 직류전압 발생회로(132)의 정류 다이오우드(D2∼D5)를 차단시키는 것으로, 구갭의 방전시 발생되는 커다란 과도회복전압(Transient Recovery Voltage)으로 인해 다이오우드가 파괴되는 것을 방지 하기 위한 것이다.The charging switches SW5 and 11 charge the voltage to the charging capacitor C16 and, once charged, cut off the rectifying diodes D2 to D5 of the multi-stage DC voltage generating circuit 132. This is to prevent the diode from being destroyed by the transient recovery voltage.
잔류 전압 방전 스위치(SW6, 16)는 시험 (방전)후 잔류 전압을 제거하기 위해 접지로 연결되는 스위치이다.The residual voltage discharge switch (SW6, 16) is a switch connected to ground to eliminate the residual voltage after the test (discharge).
직류 전압 디지탈 kV 메타(17)를 보면서 시험전압조절부(121)의 직류 고전압조절버튼(4)을 이용하여 직류 충전 전압을 조절한 후, 충전 시작 스위치(START; MC1, 3)를 온(ON)시키면 60Hz 교류전원으로 연결되면서 원하는 직류 전압까지 충전되며, 이때 전압 상승속도를 충전시간 조절 버튼(5)을 눌러 조절할 수가 있다.While watching the DC voltage digital kV meta (17) to adjust the DC charging voltage using the DC high voltage control button 4 of the test voltage adjusting unit 121, the charging start switch (START; MC1, 3) is turned on (ON) If you connect to 60Hz AC power to charge to the desired DC voltage, the voltage rise rate can be adjusted by pressing the charge time adjustment button (5).
이와 같이 충전전압까지 상승된후, 수동 모드에서는 수동 트리거 스위치(SW1, 12)를 온(ON) 시켜 시험전압을 시험케이블(400)에 인가(방전)하게 되며, 자동 모드에서는 충전된 후 자동적으로 즉시 방전되어 출력파형이 시험케이블(400)에 인가 된다.After the charging voltage is increased, the manual trigger switch (SW1, 12) is turned on (ON) in the manual mode to apply (discharge) the test voltage to the test cable 400. Immediately discharged, the output waveform is applied to the test cable 400.
그리고 계수기 리셋 버튼(7)과 잔류전압 방전 스위치(SW6, 16)는 같은 용도로서, 방전 후의 잔류전압을 제거하는 것이며, 비상 차단(EMERGENCY STOP) 버튼(8)을 비상시에 대비하여 충전압을 그대로 접지시키는 역할을 한다.In addition, the counter reset button 7 and the residual voltage discharge switches SW6 and 16 have the same purpose of removing the residual voltage after discharging, and the charging pressure is kept intact in the emergency stop button 8 in case of an emergency. It serves to ground.
상기 계수기 리셋 버튼(7)은 조작부 판넬(100)에서와 같이 시험 횟수 기록용 계수기(18)를 리셋할 수 있고, 그 시험 횟수 기록용 계수기(18)는 시험케이블에 전압을 인가하는 시험횟수를 나타내는 것으로서,특히 진동파 전압 시험의 경우에 필요한 요소이다.The counter reset button 7 may reset the test number recording counter 18 as in the operation panel 100, and the test number recording counter 18 sets the number of tests for applying a voltage to the test cable. In particular, it is a necessary element in the case of a vibration wave voltage test.
한편, 시험케이블 이상유무 판단용 파일럿 램프(TROUBLE, 6)는 시험시에 시험대상인 포설된 시험케이블에 결함이 존재할 때, 이 결함에서 절연파괴가 일어나게 되면 점등되어 결함이 검출됨을 알 수 있도록 하여 주며, 또는 시험 도중 사고나 문제가 발생할 때 점등되어 모든 동작이 정지되도록 되어 있다.On the other hand, the pilot lamp (TROUBLE, 6) for the determination of test cable abnormality is turned on when there is a defect in the installed test cable which is the test object during the test, and when the insulation breakdown occurs in this defect, it indicates that the defect is detected. It lights up when an accident or problem occurs during the test, or during the test.
상술한 설명을 회로측면에서 살펴볼 때, 제3도에 도시된 바와 같이, 전원 공급 제어부(110)에서 전원스위치(MC1, 도면부호 2, 또는 비상시에는 비상차단스위치(8))의 온(ON)동작에 의해 제공되는 전압을 상기 시험 전압 조절부(121)의 정류 제어 소자(PCB1)에 구비된 직류 고전압 조절버튼(4)과 충전시간 조절버튼(5)에 의해 원하는 시험전압으로 조절한다.When the above description is seen from the circuit side, as shown in FIG. 3, the power supply control unit 110 turns on the power switch MC1 (reference numeral 2, or the emergency shutoff switch 8 in case of emergency). The voltage provided by the operation is adjusted to the desired test voltage by the DC high voltage control button 4 and the charge time adjustment button 5 provided in the rectification control element PCB1 of the test voltage adjusting unit 121.
이렇게 상기 시험전압조절부(121)에서 제공된 상용전압(60Hz, 220V)을 주파수 변환부(122)의 IGBT 반도체 소지를 사용하여 60Hz 의 교류전압을 최대 25kHz까지의 고주파로 변환시켜 충전시작스위치(MC2, 3)의 선택에 따라 직류고전압 발생부(130)에 제공한다.In this way, the commercial voltage (60 Hz, 220 V) provided by the test voltage adjusting unit 121 is converted into a high frequency of up to 25 kHz by converting an AC voltage of 60 Hz using an IGBT semiconductor body of the frequency converting unit 122 (MC2). , 3) is provided to the DC high voltage generator 130 according to the selection.
이와 같이 고주파로 변환시키는 이유는 직류 고전압 발생부(130)에서 직류 고전압 발생시에 시험장치를 가능한 한 작고 가볍게 만들기 위해 뒷단에서 고주파 변압기(131)를 사용하였기 때문이다.The reason for converting to high frequency is because the high frequency transformer 131 is used at the rear end to make the test apparatus as small and light as possible at the time of generating the DC high voltage in the DC high voltage generation unit 130.
그리고 상기 제공된 전압은 고주파 변압기(131)에서 승압(25KV)되어 다단직류 전압발생회로(132)의 정류 다이오드(D2∼D5)와 캐패시터(C12∼C15)를 통해 직류 고전압(100KV)이 만들어진다.The provided voltage is boosted by 25 KV in the high frequency transformer 131 to generate a DC high voltage 100 KV through the rectifier diodes D2 to D5 and the capacitors C12 to C15 of the multi-stage DC voltage generating circuit 132.
이때, 상기 정류 다이오드(D2∼D5)와 캐패시터(C12∼C15)를 Cockcroft↑ Walton 타입으로 구성하여 사용함으로써 각각의 다이오드와 캐패시터에 주는 전압 부담을 작게 할 수가 있는 것이다.At this time, by using the rectifying diodes D2 to D5 and the capacitors C12 to C15 in the Cockcroft ↑ Walton type, the voltage burden on each diode and the capacitor can be reduced.
여기서, 20KHz 정도의 고주파를 사용하였으므로, 다이오드와 캐패시터도 이에 상응하도록 빠른 응답특성을 갖는 고주파용을 사용하여야 한다.Here, since a high frequency of about 20KHz is used, a diode and a capacitor should also be used for a high frequency having fast response characteristics correspondingly.
그리고 제3도에 나타낸 충방전 제어부(141)와 진동파/개폐충격파 전압 선택부(142)를 참조하여 설명하면, 수동 트리거 스위치(SW1, 12)가 (ON)되면 충전 캐패시터(C17)에 충전된 직류전압은 진동파/개폐충격파 전압 선택용 스위치(10)와 공압스위치(SW2, SW3, SW4)의 선택에 따라 인덕터(L1)를 통해서는 진동파 전압으로, 또는 저항(R16, R17)을 통해서는 개폐충격파 전압으로 되어 시험케이블(400)에 인가된다.Referring to the charge / discharge control unit 141 and the vibration / open / close shock wave voltage selection unit 142 shown in FIG. 3, when the manual trigger switches SW1 and 12 are turned on, the charging capacitor C17 is charged. The applied DC voltage is an oscillation wave voltage through the inductor L1 or the resistors R16 and R17 according to the selection of the oscillation / opening shock wave voltage selection switch 10 and the pneumatic switches SW2, SW3 and SW4. Through the opening and closing shock wave voltage is applied to the test cable 400.
한편, 디지타이징 오실로스코우프에서는 시험케이블(400)에 가해지는 전압과 이때 흐르는 전류를 동시에 각각 전압측정부(510)와 전류측정부(520)를 통해 측정하여 시험케이블(400)의 정상 여부를 판단하게 된다.In the digitizing oscilloscope, the voltage applied to the test cable 400 and the current flowing at the same time are simultaneously measured through the voltage measuring unit 510 and the current measuring unit 520 to determine whether the test cable 400 is normal. Done.
이때, 시험케이블의 정상유무는 상술한 파일럿 램프(6)를 통해서 알려 준다.At this time, whether the test cable is normal is notified through the pilot lamp 6 described above.
이러한 오실로스코우프의 정격은 최소 100MHz 500MS/s 및 1kP 이상의 메모리를 갖는 것이라야 하며, 고전압의 써어지(serge)에 견딜 수 있는 제품이라야 한다.These oscilloscopes must be rated for at least 100 MHz 500 MS / s and 1 kP or more of memory, and must be capable of withstanding high voltage surges.
전압은 용량성 분압기를 통해 오실로스코우프로 들어오게 되며, 전류는 펄스 변류기(pulse C/T)(또는 전류측정 적분회로)를 통해 얻어진다.Voltage enters the oscilloscope through a capacitive voltage divider, and current is obtained through a pulse C / T (or current measurement integrating circuit).
이상과 같은 내용에 의거한 본 발명의 지중 전력케이블의 준공검사 시험방법을 설명하면 다음과 같다.Based on the above description, the construction inspection test method of the underground power cable of the present invention will be described.
본 발명을 이용한 지중 전력케이블의 준공검사는 두 가지의 형태로 수행될 수 있다.Completion inspection of the underground power cable using the present invention can be performed in two forms.
즉, 전술한 바와 같이 진동파 전압시험 방법과 개폐충격파-부분방전 시헙방법으로서, 이 두가지의 시험을 하나의 시험장치로서 수행할 수 있는 장점을 지니고 있다.That is, as described above, as a vibration wave voltage test method and an open / close shock wave partial discharge test method, the two tests can be performed as one test apparatus.
먼저, 진동파 전압시험에 대해, 본 시험장치에서 출력되는 진동파 전압의 주파수는 1∼10kHz 정도의 범위로서 포설된 지중 전력케이블의 길이에 따라 변경할 수가 있다.First, for the vibration wave voltage test, the frequency of the vibration wave voltage output from the test apparatus can be changed depending on the length of the underground power cable laid in the range of about 1 to 10 kHz.
이때, 시험 케이블(400)에 인가되는 전압은 배전용 22.9kV CW-CT케이블인 경우 3U(40kV)∼4.5U(60kV)정도이다. 이러한 출력전압을 시험케이블에 50회 이상 인가하였을 때, 케이블의 결함이 존재할 때에는 절연파괴가 일어난다.At this time, the voltage applied to the test cable 400 is about 3U (40kV) to 4.5U (60kV) for the 22.9kV CW-CT cable for power distribution. When this output voltage is applied to the test cable more than 50 times, insulation breakdown occurs when a defect exists in the cable.
절연파괴시에는 오실로스코우프에 나타나는 전압의 파형이 제4도에 도시된 바와 같이,진동파가 아니라 왜곡된 일그러진 파형이 나타나므로 절연파괴가 일어났음을 알 수 있다. 시험케이블이 정상일 때에는 50회 이상의 진동과 전압을 인가하여도 첫 번 인가시와 동일한 진동과 파형이 나타나게 된다.At the time of insulation breakdown, as shown in FIG. 4, the waveform of the voltage appearing in the oscilloscope is not a vibration wave, but a distorted distortion wave appears, indicating that insulation breakdown has occurred. When the test cable is normal, the same vibration and waveform will appear even when the vibration and voltage are applied more than 50 times.
참고로 제4도에 길이 180m의 22.9kV CN/CV 전력 케이블에 인위적인 케이블의 결함으로서 강철 침을 절연층에 3mm 삽입시킨 경우, 55kV의 충전 전압으로 첫 번째 진동과 전압 인가시의 파형과 10회 인가시 절연파괴되었을 때의 전압파형을 같이 나타내었다.For reference, if the steel needle is inserted into the insulating layer 3 mm as an artificial cable defect in a 22.9 kV CN / CV power cable having a length of 180 m in FIG. 4, the waveform at the first vibration and voltage is applied 10 times with a charging voltage of 55 kV. The voltage waveform when the insulation breaks down when applied is shown.
첫 번째 파형은 진동파가 잘 나타나고 있으나, 절연파괴가 일어난 10번째 인가시의 파형은 왜곡되어 일그러짐을 알 수 있다.The first waveform shows the vibration wave well, but it can be seen that the waveform at the tenth application of the dielectric breakdown is distorted and distorted.
다음의 개폐충격파-부분방전 시험에서는, 출력되는 개폐충격파의 파두장이 1msec 정도로서 시험케이블의 길이가 가변에 따라 파두장의 크기가 변화한다.In the following switching shock wave-discharge test, the wave length of the output shock wave is about 1 msec, and the size of the wave length changes as the length of the test cable varies.
이 때, 시험케이블에 인가되는 전압은 배전용 22.9kv CW-CV 케이블인 경우 U(13.2kV)∼3U(40kV)정도로 상당히 낮으며, 이 개폐충격파 전압으로 시험케이블의 결함에서 부분방전을 발생시켜 오실로스코우프를 이용하여 전류를 측정하여 부분방전 펄스를 검출하게 된다.At this time, the voltage applied to the test cable is considerably low, such as U (13.2 kV) to 3 U (40 kV) in the case of the 22.9kv CW-CV cable for distribution, and this switching shock wave voltage causes partial discharge in the defect of the test cable. The oscilloscope is used to measure the current to detect the partial discharge pulses.
이때, 시험케이블이 정상일 경우에는 부분방전 펄스가 검출되지 않는다.At this time, if the test cable is normal, the partial discharge pulse is not detected.
참고로, 제5도에 길이 180m의 22.9kV CN/CV 전력 케이블에 인위적인 케이블의 결함으로서, 강철 침을 절연층에 3mm 삽입시킨 경우, 30kV의 충전전압(실제로 시험케이블에 인가된 전압은 21.2kV)으로 상당한 크기의 부분방전 펄스들이 노이즈들과 함께 나타남을 알 수 있다.For reference, as an artificial cable defect in a 22.9 kV CN / CV power cable having a length of 180 m in FIG. 5, when a steel needle is inserted into the insulating layer 3 mm, a charging voltage of 30 kV (actually, the voltage applied to the test cable is 21.2 kV) It can be seen that the significant magnitude of the partial discharge pulses appear with the noises.
이상과 같은 본 발명은 고분자 절연 전력케이블의 준공검사시에 효과적으로 결함여부를 시험함으로써 케이블 시스템의 고장으로 인한 산업 경제 및 국민생활의 큰 피해를 방지할 수 있는 것이다.The present invention as described above can effectively prevent defects in the industrial economy and people's life due to the failure of the cable system by effectively testing whether the defect in the completion inspection of the polymer insulated power cable.
또한, 본 발명은 고전압 발생을 위해 고주파 변압기를 이용하는 등 가능한한 장치의 크기와 중량을 줄였고, 장치의 작동방법을 자동화함으로써 검사의 효율성을 증대하였으며, 공압 스위치(pneumatic switch)의 사용으로 부분방전 측정시의 아크성 노이즈를 저감시킬 수가 있는 것이다.In addition, the present invention reduced the size and weight of the device as much as possible, such as using a high-frequency transformer for the generation of high voltage, increased the efficiency of the inspection by automating the operation method of the device, partial discharge measurement by the use of pneumatic switch (pneumatic switch) Arc noise at the time can be reduced.
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