KR100922632B1 - 송배전선로용 이상판별장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 송배전선로용 이상판별장치를 제공한다. 상기 송배전선로용 이상판별장치는 다수의 송배전선로에서 흐르는 전류값을 검출하여 전압값으로 출력하는 센서부와, 상기 센서부로부터 출력되는 전압값을 통하여 상기 선로의 이상유무를 판별하는 제 1신호처리부와, 상기 선로에서 흐르는 전류값의 극성에 따라 서로 다른 신호로 출력하는 제 2신호처리부와, 상기 제 1신호처리부와 상기 제 2신호처리부로부터 전기적 신호를 전송받아 사고 위치를 검출하는 제어부를 구비함으로써, 송배전선로가 지락 또는 단락되거나 낙뢰에 의한 지락사고가 발생될 경우에 이들의 사고위치를 정확히 파악함과 아울러 그 크기를 선로측에 설치되는 볼센서에 설치할 수 있도록 소형화될 수 있다.

Description

송배전선로용 이상판별장치{FAULT DISTINCTION APPARATUS FOR POWER TRANSMISSION/POWER DISTRIBUTION CABLE LINE}
본 발명은 송배전선로용 이상판별장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 송배전선로가 지락 또는 단락되거나 낙뢰에 의한 지락사고가 발생될 경우에 이들의 사고위치를 정확히 파악함과 아울러 그 크기를 선로측에 설치되는 볼센서에 설치할 수 있도록 소형화할 수 있는 송배전선로용 이상판별장치에 관한 것이다.
일반적으로, 송배전선로, 특히 송전선로는 전력공급을 위하여 발전소에서 생산되는 전력을 변전소를 통하여 각 지역으로 공급하기 위한 전력시설로서 현대사회에서 송전시설의 사고는 장시간의 전력공급중단에 직접 연결되어 사회적으로도 중대한 영향을 미치게 된다.
한편, 지상에 설치되는 송전선로는 일정 거리마다 설치된 송전탑 등에 의하여 지지되며, 이 송전선로는 전 지역에 걸쳐 광범위하게 시설되므로 바람, 눈, 비, 낙뢰 등에 의한 위험에 노출되어 있다.
그리고, 송전선로의 사고는 예기치 못한 요인에 의해 지락 또는 단락되는 사 고가 발생하거나 송전탑에 낙뢰가 직격됨에 따라 송전선로가 손상되는 낙뢰사고가 대부분을 차지하고 있으며, 이러한 낙뢰에 의한 낙뢰사고 발생 시 신속한 조치가 필요하게 되고, 사고가 발생되지 않도록 순시점검 등을 통한 예방조치가 필요하게 된다.
또한, 상기한 낙뢰사고에 의해 송전선이 단락된 경우 송전선에는 부하전류의 수배에서 수십배에 달하는 다량의 전류가 흐르게 되고, 이는 송전탑에 설치된 승압기 등 전기기기의 항장력을 약화시켜 해당 전기기기의 이상동작을 초래하게 한다.
따라서, 송전탑에 지락 또는 단락사고 및 낙뢰사고가 발생된 경우 이를 신속히 검출하여 고장구간의 전기공급을 중단시키는 등 적절한 조치를 취할 필요가 있으며, 이를 위하여 사고구간 검출장치를 설치하여 사고에 대처하였다.
도 1은 종래 가공 송전선의 사고구간 검출 장치를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 송전선로(20)를 지지하도록 다수개의 송전탑(10)이 형성되고, 상기 송전선로(20) 상에 전류변환기(30)가 설치되며, 상기 전류 변환기(30)에 의해 검출된 전류를 저장하여 전송하는 전송장치(40)가 형성된다.
상기 송전선로(20)는 송전탑(10)의 상측 끝단부를 지나는 가공 지선(22)과 중간 상부를 지나는 가공 송전선(24)으로 이루어지며, 상기 가공 지선(22)에는 상기 전류 변환기(30)가 설치된다.
그리고, 상기 송전탑(10)의 소정 위치에 상기 전류 변환기(30)에 의해 검출된 전류를 저장하여 중앙 제어부(50)로 전송하도록 전송장치(40)가 설치된다.
상기 전송장치(40)에는 수신장치(미도시)가 형성되어 이상 전류가 발생하게 되면, 그 시간을 측정하여 중앙 제어부(50)로 전송한다.
그리고, 상기 중앙 제어부(50)에서는 상기 전송장치(40)에서 전송하는 전류의 파형과 수신장치에서 측정한 시간 등을 토대로 송전선로(20)의 지락 또는 단락된 구간을 측정하게 된다.
그러나, 상기 전류 변환기(30)는 철심의 히스테리시스 특성 때문에 설계보다 큰 전류가 가공 지선(22)에 흐를 경우 사고구간을 검출하기 곤란하고, 낙뢰와 같은 순간 발생되는 빠른 주파수의 전류에 대해서는 검출을 할 수 없는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 검출장치는 사고에 의해 발생되는 전류가 검출되면 신호를 발송하기 때문에 검출장치가 설치된 두 개의 송전탑 사이구간을 검사해야되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 송전 또는 배전선로에 흐르는 전류를 검출하여 지락 또는 단락사고 및 낙뢰사고로 인한 사고구간 및 사고위치를 정확하게 측정할 수 있는 송배전선로용 이상판별장치를 제공함에 있다.
본 발명의 제 2목적은 송전 또는 배전 선로상에 직접 설치되는 볼센서의 네부에 설치될 수 있도록 로고스키 코일을 적용하여 그 크기를 소형화함과 아울러 볼센서의 내부에서 송전 또는 배전선로의 전류를 측정할 수 있는 송배전선로용 이상판별장치를 제공함에 있다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 송배전선로용 이상판별장치를 제공한다.
상기 송배전선로용 이상판별장치는 다수의 송배전선로에서 흐르는 전류값을 검출하여 전압값으로 출력하는 센서부; 상기 센서부로부터 출력되는 전압값을 통하여 상기 선로의 전압이상유무를 판별하는 제 1신호처리부; 및 상기 선로에서 흐르는 전류값의 극성에 따라 서로 다른 신호로 출력하는 제 2신호처리부를 포함하되, 상기 제 1신호처리부는 상기 센서부로부터 출력되는 전압값에서 기설정되는 평상에 의하여 검출된 전압값과 기설정되는 사고에 의하여 검출된 전압값에 이르는 전압값을 외부로 함께 출력하는 제 1프리 앰프와, 상기 제 1프리 앰프와 전기적으로 연결되며 상기 제 1프리 앰프로부터 출력되는 전압값을 정상전류파형으로 변형하는 제 1적분기와, 상기 제 1프리 앰프로부터 출력되는 전압값을 사고전류파형으로 변형하는 제 2적분기와, 상기 제 1적분기 및 상기 제 2적분기와 전기적으로 연결되며 상기 1프리 앰프로부터 출력되는 전압값을 기설정된 정상기준전압값과 사고기준전압값과 비교하여, 상기 기설정되는 정상기준전압값과 사고기준전압값에 해당되는 전압값을 서로 다른 전류신호로 상기 제 1적분기 또는 상기 제 2적분기로 출력하는 비교기를 구비한다.
삭제
여기서, 상기 센서부는 로고스키 코일로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 적분기는 상기 센서부의 검출 전압값 중 평상에 의하여 검출된 전압값을 정상전류파형으로 변형하도록 형성된 제1적분기와, 상기 센서부의 검출 전압값 중 사고에 의해 검출된 전압값을 사고전류파형으로 변형하도록 형성된 제2적분기로 이루어지는 것이 바람직하다.
삭제
또한, 제 2신호처리부는 상기 센서부의 검출 전압값 중 낙뢰에 의하여 검출된 전압값을 서지전류파형으로 변형하도록 형성된 서지적분기와, 상기 서지 적분기에 의한 서지전류값의 극성에 따라 서로 다른 신호로 출력하는 극성판별기를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 극성판별기는 서지적분기에서 검출된 전류값의 극성에 따라 'positive' 신호를 출력하도록 형성된 제1극성판별기와, 상기 서지적분기에서 검출된 전류값의 극성에 따라 'negative' 신호를 출력하도록 형성된 제2극성판별기로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 로고스키 코일은 그 단면 직경이 10mm 이하로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 송전 또는 배전선로에 흐르는 전류를 검출하여 지락 또는 단락사 고 및 낙뢰사고로 인한 사고구간 및 사고위치를 정확하게 측정할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 송전 또는 배전 선로상에 직접 설치되는 볼센서의 네부에 설치될 수 있도록 로고스키 코일을 적용하여 그 크기를 소형화함과 아울러 볼센서의 내부에서 송전 또는 배전선로의 전류를 측정할 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 따르는 송배전선로용 이상판별장치를 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따르는 센서부를 보여주는 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따르는 제 1신호처리부를 보여주는 블록 다이어그램이다. 도 4는 본 발명에 따르는 제 2신호처리부를 보여주는 블록 다이어그램이다.
도 2 내지 도 4를 참조로 하면, 본 발명의 송배전선로용 이상판별장치는 선로(미도시) 상에 배치되는 볼센서(미도시)와 같은 장치의 내부에 장착되는 센서부(100)를 구비한다.
상기 센서부(100)는 로고스키 코일로 이루어질 수 있다. 상기 로고스키 코일은 도 2에 도시된 바와 같이, 일정 길이를 갖는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 일단에 마련되며 외경(D)이 100mm인 제 1체결부(111)와, 상기 몸체(110)의 타단에 마련되며 내경(d)이 80mm로 이루어지고 상기 제 1체결부(111)에 끼워져 클램핑되는 제 2체결부(112)를 구비한다.
따라서, 상기 제 1체결부(111)의 단면두께(t1)와 제 2체결부(112)의 단면두 께(t2)는 10mm 이하로 제작될 수 있다. 그리고, 상기 로고스키 코일은 센서코드(120)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 센서부(100)는 다수의 송배전선로에서 흐르는 전류값을 검출하여 전압값으로 출력할 수 있다.
그리고, 상기 센서부(100)는 제 1신호처리부(200)와 전기적으로 연결된다.
상기 제 1신호처리부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(100)로부터 출력되는 전압값을 통하여 상기 선로의 전압이상유무를 판별할 수 있다.
상기 제 1신호처리부(200)는 상기 센서부(100)로부터 출력되는 전압값에서 기설정되는 평상에 의하여 검출된 전압값과 기설정되는 사고에 의하여 검출된 전압값에 이르는 전압값을 외부로 함께 출력하는 제 1프리 앰프(201)와, 상기 제 1프리 앰프(201)와 전기적으로 연결되며 상기 제 1프리 앰프(201)로부터 출력되는 전압값을 정상전류파형으로 변형하는 제 1적분기(211)와, 상기 제 1프리 앰프(201)로부터 출력되는 전압값을 사고전류파형으로 변형하는 제 2적분기(212)와, 상기 제 1적분기(211) 및 상기 제 2적분기(212)와 전기적으로 연결되며 상기 1프리 앰프(201)로부터 출력되는 전압값을 기설정된 정상기준전압값과 사고기준전압값과 비교하여, 상기 기설정되는 정상기준전압값과 사고기준전압값에 해당되는 전압값을 서로 다른 전류신호로 상기 제 1적분기(211) 또는 상기 제 2적분기(212)로 출력하는 비교기(220)를 구비한다.
따라서, 센서부(100)로부터 검출되어 출력된 전압값은 제 1프리엠프(201)를 거치고, 적분기(210) 즉, 제 1,2적분기(211,212)로 전송된다.
삭제
삭제
상기 제 1,2적분기(211,212) 각각은 상기 제 1프리 앰프(201)로부터 출력된 전압값 중에 해당되는 전압값을 검출한다. 이 검출된 전압값은 비교기(220)에 의하여 기준전압값과 동일한 지의 여부가 판별된다. 따라서, 평상에 의하여 검출된 전압값이 기준전압값과 동일한 경우에는 정상전류값이므로 제 1적분기(211)는 상기 비교기(220)로부터 전류 신호를 전송 받아 이를 정상전류파형으로 변형하여 외부로 출력할 수 있다.
삭제
또한, 사고에 의하여 검출된 전압값이 기준전압값과 동일하지 아니한 경우에는 사고전류값이므로 제 2적분기(212)는 비교기(220)로부터 다른 전류 신호를 전송 받아 이를 사고전류파형으로 변형하여 외부로 출력할 수 있다.
예컨대, 상기 제 1,2적분기(211,212)는 디스플레이(미도시)로 전송할 수 있다. 따라서, 디스플레이에 의하여 사고전류파형을 가시적으로 확인가능하게 할 수도 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 본 발명의 송배전선로용 이상판별장치는 상기 선로에서 흐르는 전류값의 극성에 따라 서로 다른 신호로 출력하는 제 2신호처리부(300)를 구비한다.
상기 제 2신호처리부(300)는 상기 센서부(100)의 검출 전압값 중 낙뢰에 의하여 검출된 전압값을 서지전류파형으로 변형하도록 형성된 서지적분기(310)와, 상기 서지 적분기(310)에 의한 서지전류값의 극성에 따라 서로 다른 신호로 출력하는 극성판별기(320)를 구비한다.
상기 극성판별기(320)는 서지적분기(310)에서 검출된 전류값의 극성에 따라 'positive' 신호를 출력하도록 형성된 제1극성판별기(321)와, 상기 서지적분 기(310)에서 검출된 전류값의 극성에 따라 'negative' 신호를 출력하도록 형성된 제2극성판별기(322)로 이루어질 수 있다.
따라서, 센서부(100)로부터 검출되어 출력된 전압값은 제 2프리엠프(301)를 거치고, 서지분석기(310)로 전송된다.
상기 서지분석기(310)는 이 검출된 전압값을 제 1극성판별기(321)와 제 2극성판별기(322)로 각각 전송한다.
상기 제 1극성판별기(321)는 상기 서지적분기(310)에서 검출된 전류값의 극성에 따라 'positive' 신호를 출력할 수 있고, 상기 제 2극성판별기(322)는 상기 서지적분기(310)에서 검출된 전류값의 극성에 따라 'negative' 신호를 출력할 수 있다. 그러므로, 상기 제 2극성판별기(322)의 신호에서 'negative' 신호가 출력되는 경우에 이 출력되는 'negative' 신호는 제어부(500)로 전송되고, 제어부(500)는 상기 'negative' 신호가 발생된 선로의 위치를 검출할 수 있다.
물론, 상기 제어부(500)는 디스플레이를 더 구비함으로써, 검출된 위치를 가시적으로 표시하여 줄 수도 있다.
도 1은 종래의 송전선의 사고구간 검출 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따르는 센서부를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 제 1신호처리부를 보여주는 블록 다이어그램이다.
도 4는 본 발명에 따르는 제 2신호처리부를 보여주는 블록 다이어그램이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 센서부 110 : 몸체
111 : 제 1체결부 112 : 제 2체결부
200 : 제 1신호처리부 210 : 적분기
220 : 비교기 300 : 제 2신호처리부
310 : 서지적분기 320 : 극성판별기

Claims (5)

  1. 다수의 송배전선로에서 흐르는 전류값을 검출하여 전압값으로 출력하는 센서부;
    상기 센서부로부터 출력되는 전압값을 통하여 상기 선로의 전압이상유무를 판별하는 제 1신호처리부; 및
    상기 선로에서 흐르는 전류값의 극성에 따라 서로 다른 신호로 출력하는 제 2신호처리부를 포함하되,
    상기 제 1신호처리부는 상기 센서부로부터 출력되는 전압값에서 기설정되는 평상에 의하여 검출된 전압값과 기설정되는 사고에 의하여 검출된 전압값에 이르는 전압값을 외부로 함께 출력하는 제 1프리 앰프와, 상기 제 1프리 앰프와 전기적으로 연결되며 상기 제 1프리 앰프로부터 출력되는 전압값을 정상전류파형으로 변형하는 제 1적분기와, 상기 제 1프리 앰프로부터 출력되는 전압값을 사고전류파형으로 변형하는 제 2적분기와, 상기 제 1적분기 및 상기 제 2적분기와 전기적으로 연결되며 상기 1프리 앰프로부터 출력되는 전압값을 기설정된 정상기준전압값과 사고기준전압값과 비교하여, 상기 기설정되는 정상기준전압값과 사고기준전압값에 해당되는 전압값을 서로 다른 전류신호로 상기 제 1적분기 또는 상기 제 2적분기로 출력하는 비교기를 구비하는 것을 특징으로 하는 송배전선로용 이상판별장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센서부는 로고스키 코일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 송배전선로용 이상판별장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    제 2신호처리부는 상기 센서부의 검출 전압값 중 낙뢰에 의하여 검출된 전압값을 서지전류파형으로 변형하도록 형성된 서지적분기와, 상기 서지 적분기에 의한 서지전류값의 극성에 따라 서로 다른 신호로 출력하는 극성판별기를 구비하되,
    상기 극성판별기는 서지적분기에서 검출된 전류값의 극성에 따라 'positive' 신호를 출력하도록 형성된 제1극성판별기와, 상기 서지적분기에서 검출된 전류값의 극성에 따라 'negative' 신호를 출력하도록 형성된 제2극성판별기로 이루어지는 것을 특징으로 송배전선로용 이상판별장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 로고스키 코일은 그 단면 직경이 10mm 이하로 이루어지는 것을 특징으로 하는 송배전선로용 이상판별장치.
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