KR101315995B1

KR101315995B1 - 활선 상태에서의 지상기기 절연가스 관리 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101315995B1
Application number: KR1020130050873A
Authority: KR
Inventors: 김만석
Original assignee: 샤론일렉콤 주식회사
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2013-10-10

Abstract

본 발명은 활선 상태에서의 지상기기 절연가스 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 절연가스 관리 장치는 지상기기 내 절연가스에 대한 순도, 불순물의농도 및 수분 함량 중 적어도 하나를 측정하는 절연가스 분석 시험부, 지상기기 내의 절연가스를 회수하는 회수 탱크, 회수 탱크 내 절연가스의 불순물을 필터링하여 제거하는 필터부 및 절연가스 분석 시험부의 분석 결과에 따라 절연가스에 대한 교체 여부를 결정하고, 교체가 결정되면 지상기기의 절연가스가 회수되도록 회수 탱크를 제어하는 제어부를 포함한다. 이때, 제어부는 지상기기의 기 설정된 압력 임계치까지 절연가스가 회수 탱크로 회수되도록 제어한다.
이러한, 본 발명에 따르면 지상기기의 절연가스 교체 시간을 최소화하면서도 저장된 가스 이용에 따른 순도, 농도 및 수분 함량을 효율적으로 유지시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 절연가스 재활용을 통해 교체 비용을 효율적으로 절감시킬 수 있으며, 환경 오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

활선 상태에서의 지상기기 절연가스 관리 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MANAGING INSULATING GAS OF GROUND EQUIPMENT IN LIVE WIRE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 활선 상태에서의 지상기기 절연가스 관리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 활선 상태에서의 지상기기 내 충진된 절연가스를 분석하고, 분석 결과에 따른 절연가스 회수 및 가스 필터링을 통해 지상기기 내 절연가스를 효율적으로 교체할 수 있는 활선 상태에서의 지상기기 절연가스 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

우리나라는 급속한 사업화와 함께, 산업화에 필수적으로 수반되는 전력용 변압기나 개폐기 등과 같은 대형의 전력설비들을 계속하여 증설하여 왔다.

일반적으로 변전소에서 수용가 측에 공급하는 전력은 대략 22,000∼26,000Ｖ로 승압시켜 공급하고 있는데, 전력회사에서는 전력계통의 보호를 위해 인도변의 지상이나 옥외에, 전압을 승압 또는 감압할 수 있는 지상변압기(Transformer)와, 전원공급을 제어할 수 있는 지상개폐기(Pad switch)와 같은 지상기기를 설치하고, 이러한 지상기기의 보호와 더불어 고압전류가 흐르는 지상기기에 사람이 접근하면 매우 위험하므로 지상기기를 둘러싸는 보호함을 설치하여 안전하게 관리하고 있다.

한편 지상개폐기와 같은 지상기기의 경우, 그 내부에는 전기적인 절연이 필요한 핵심의 전기 및 전자부품을 구비하고 있으며, 이들은 밀폐된 공간 내에 절연가스로 충진된 전기 절연함에 내장되어 안정성을 확보하고 있다.

지상기기 내 충진된 절연가스는 대표적으로 SF6 가스를 사용하고 있다. SF6 가스는 변압기를 제외한 대부분의 주요 전력기기의 절연재료나 반도체 제조공정 등에 사용된다. 이러한, SF6 가스는 절연 능력, 아크(Arc) 제거 능력이 지구상에서 가장 뛰어난 물질로 손꼽히지만, 이산화탄소, 메탄, 이산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소와 함께 6대 지구온난화 가스로 지정되어 있는 대표적인 환경 오염 물질이기도 하다. 이로 인해 2005년 2월 발효된 기후변화협약 교토 의정서에서도 그 사용을 규제하고 있다. SF6 가스는 교토 의정서에서 규정한 6대 지구 온난화 가스 가운데 지구온난화 영향력이 가장 높은 물질이다.

그러나, 대부분의 가스절연 전력기기의 경우, 국내는 물론 해외에서도 아직까지 SF6 가스를 이용한 절연방식을 적용하고 있는 국가가 대부분이다.

현재 SF6 가스 사용설비를 정밀 점검하거나 증설할 경우, 가스 순도 저하나 불순물 혼입 등의 문제점에 의해 기존 가스를 전부를 날려보내고 새로운 가스를 충진하여 사용하고 있다. 특히, 지상기기는 주기적인 정밀 점검시 내부에 충진되어 있는 SF6가스를 전부 회수한 후 점검을 실시하며, 회수해 낸 SF6가스는 대부분 리싸이클되어 재사용되지 못하고 새 SF6가스로 대체되고 있다. 이렇게 재사용되지 못하는 SF6 가스로 인해 환경 오염이 더욱 가속되고 있다.

한편, 환경오염을 극복하기 위해 종래에 개시된 기술에서는 분석기와 진공콤프레셔를 이용하여 저장 장치의 가스를 일부 분석, 분석에 따라 가스를 저장하고, 저장된 가스를 새로운 가스 주입시 이용하는 기술을 개시하고 있으나, 이는 전원이 차단된 상태에서 이루어지고, 새로운 가스 주입시에 저장된 가스를 일부를 유입하여 사용함으로써, 교체시 오랜 시간이 필요하며, 저장된 가스 이용에 따라 순도, 농도 및 수분 함량 등을 일정하게 유지시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1083758호(2011. 11. 18 공고)에 개시되어 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 활선 상태에서의 지상기기 내에 충진된 절연가스를 분석하고, 분석 결과에 따른 절연가스 회수 및 가스 필터링을 통해 지상기기 내 절연가스를 효율적으로 필터링하여 재생할 수 있는 절연가스 관리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 활선 상태에서의 지상기기 내 절연가스를 관리하는 장치는,

상기 지상기기 내 절연가스에 대한 순도, 상기 절연 가스에 포함된 불순물에 대한 농도 및 상기 절연 가스 내 수분 함량 중 적어도 하나를 측정하는 절연가스 분석 시험부; 상기 지상기기 내의 절연가스를 회수하는 회수 탱크; 상기 회수 탱크 내 절연가스의 불순물을 필터링하여 제거하는 필터부; 및 상기 절연가스 분석 시험부의 분석 결과에 따라 절연가스에 대한 교체 여부를 결정하고, 교체가 결정되면 상기 지상기기의 절연가스가 회수되도록 상기 회수 탱크를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 지상기기의 기 설정된 압력 임계치까지 상기 절연가스가 상기 회수 탱크로 회수되도록 제어한다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 절연가스 분석 시험부와 상기 지상기기 사이에 연결된 제1 체크 밸브와 상기 회수 탱크와 상기 지상기기에 연결된 제2 체크 밸브를 각각 제어하여 상기 절연가스 분석 시험부로 입력되는 절연가스량과 상기 회수 탱크로 회수되는 절연가스량을 조절할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 회수 탱크에 절연가스가 회수되면 상기 회수 탱크와 상기 필터부 사이에 연결된 제3 체크 밸브를 열어 상기 회수 탱크의 절연가스가 상기 필터부로 전달되도록 제어할 수 있다.

여기서, 절연 가스 관리 장치는, 상기 필터부에 의해 필터링된 절연가스를 저장하여 상기 지상기기로 제공하는 절연가스 주입부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 필터부와 상기 절연가스 주입부 사이에 연결된 제4 체크 밸브를 열어 상기 필터링된 절연가스를 상기 절연가스 주입부에 저장할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 절연가스 주입부와 상기 지상기기 사이에 연결된 제5 체크 밸브를 열어 상기 필터링된 절연가스를 상기 지상기기로 전달할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 외부의 탱크와 상기 절연가스 주입부 사이에 연결된 제6 체크 밸브를 열어 상기 외부의 탱크로부터 유입되는 절연가스와 상기 절연가스 주입부에 저장된 필터링된 절연가스를 상기 지상기기로 전달할 수 있다.

여기서, 절연 가스 관리 장치는 상기 절연가스 분석 시험부에 의해 측정된 상기 일부의 절연 가스를 저장하는 보조 회수 탱크를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 보조 회수 탱크와 상기 회수 탱크 사이에 연결된 제7 체크 밸브를 열어 상기 절연가스 분석 시험부에 의해 분석이 끝난 절연가스가 상기 회수 탱크로 전달되도록 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 지상기기로부터 내부 압력 정보를 수신하고, 수신한 압력 정보를 기초로 상기 기 설정된 압력 임계치까지 절연가스를 상기 회수 탱크로 저장하도록 상기 회수 탱크를 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 절연가스 분석 시험부로부터 수신한 상기 절연가스의 순도, 상기 불순물의 농도, 상기 절연가스 내 수분함량이 기 설정된 각각의 기준 조건을 만족할 때까지 상기 지상기기의 절연가스에 대한 상기 절연가스의 분석, 회수 및 필터링을 반복하여 수행할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 활선 상태에서의 지상기기 내 절연가스를 관리하는 장치의 절연가스 관리 방법은,

상기 지상기기 내 절연가스를 검출하여 순도, 상기 절연 가스에 포함된 불순물에 대한 농도 및 상기 절연 가스 내 수분 함량 중 적어도 하나를 분석하는 단계; 상기 분석 결과가 기 설정된 기준을 만족하지 않으면, 상기 지상기기에 기 설정된 압력 임계치까지 절연가스를 회수하는 단계; 상기 회수된 절연가스의 불순물을 제거하기 위한 필터링을 수행하는 단계; 및 상기 필터링 수행된 절연가스를 상기 지상기기로 주입하는 단계를 포함한다.

여기서, 절연가스 관리 방법은, 상기 지상기기의 압력 상태에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 절연가스를 회수하는 단계는, 상기 수신된 압력 상태에 대한 정보를 기초로 상기 압력 임계치까지 상기 지상기기의 절연가스를 회수할 수 있다.

여기서, 절연가스 관리 방법은, 상기 분석된 절연가스를 상기 회수 탱크로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 회수하는 단계는, 상기 절연가스의 순도, 상기 불순물의 농도, 상기 절연 가스 내 수분함량이 기 설정된 각각의 기준 조건을 만족할 때까지 상기 지상기기의 절연가스에 대한 상기 절연가스의 분석, 회수 및 필터링을 반복하여 수행할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 활선 상태 중인 지상기기에 충진된 절연가스 중 일부를 분석하고, 분석 결과에 따른 절연가스 회수 및 가스 필터링을 하여 지상기기에 다시 주입함으로써, 지상기기의 절연가스 교체 시간을 최소화하면서도 저장된 가스 이용에 따른 순도, 농도 및 수분 함량을 효율적으로 유지시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 절연가스 재활용을 통해 교체 비용을 효율적으로 절감시킬 수 있으며, 환경 오염을 최소화할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절연가스 관리 장치를 상세히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 절연가스 관리 방법을 도시한 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 활선 상태에서의 지상기기 절연가스 관리 장치의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절연가스 관리 장치를 상세히 도시한 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 절연가스 관리 장치(120)는 제어부(130), 쓰리 웨이 밸브(140), 절연가스 분석 시험부(150), 회수 탱크(160), 필터부(170), 절연가스 주입부(180), 보조 회수 탱크(190) 및 복수의 제1 내지 제8 체크 밸브(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)를 포함하며, 지상기기(100)와 커넥터(110)로 연결된다. 이때, 절연가스 관리 장치(120)의 절연가스 주입부(180)는 제6 체크 밸브(126)를 통해 주입 탱크(195)와 연결된다.

먼저, 지상기기(100)는 절연가스를 사용하는 모든 전력기기, 즉 지상 개폐기, 가공선로다회로개폐기, 변전전력기기, 가스절연개폐장치(GIS)를 포함하는 것으로, 수요자에게 공급되는 전원을 개폐 제어하는 기기를 나타낸다. 이러한, 지상기기(100)는 보호함(미도시) 내에 설치하여 안전하게 관리된다.

여기서, 절연가스는 육불화황가스(SF6; Sulfur hexafluoride, 육플루오린화 황)가 사용되며, 전기 전도율 및 열 전도율이 작고 열류를 거의 통화시키지 않는 다른 물질을 이용할 수도 있다.

지상기기(100)는 압력계(101)와 가스 주입구(102)를 포함하며, 압력계(101)는 지상기기(100) 내 절연가스의 압력을 측정하여 제어부(130)로 제공하는 기능을 하고, 가스 주입구(102)는 커넥터(110)와 연결되어 지상기기(100) 내부에 절연가스를 회수/주입하는 기능을 한다.

커넥터(110)는 지상기기(100)의 가스 주입구(102)와 연결되어 절연가스의 이동 통로를 제공한다. 커넥터(110)의 다른 측면은 쓰리 웨이 밸브(140)와 연결된다.

쓰리 웨이 밸브(Three way valve)(140)는 커넥터(110)와 연결되어 절연가스의 이동 통로를 제공한다. 쓰리 웨이 밸브(140)의 다른 측면들은 각각 절연가스 분석 시험부(150), 회수 탱크(160), 절연가스 주입부(180)와 병렬적으로 연결된다.

여기서, 쓰리 웨이 밸브(140)와 절연가스 분석 시험부(150) 사이에는 제1 체크 밸브(121)가 연결되어 있으며, 쓰리 웨이 밸브(140)와 회수 탱크(160) 사이에는 제2 체크 밸브(122)가 연결된다. 또한, 쓰리 웨이 밸브(140)와 절연가스 주입부(180) 사이에는 제5 체크밸브(125)가 연결된다.

절연가스 분석 시험부(150)는 지상기기(100)로부터 회수된 절연가스에 대한 순도, 절연 가스에 포함된 불순물에 대한 농도 및 절연 가스의 수분 함량을 측정하여 제어부(130)로 제공한다.

회수 탱크(160)는 지상기기(100) 내 절연가스와 보조 회수 탱크(190)의 절연가스를 회수하여 저장한다.

필터부(170)는 회수 탱크(160)에 저장된 절연가스를 필터링한다.

절연가스 주입부(180)는 필터부(170)에 의해 필터링된 절연가스와 주입탱크(195)로부터 주입받은 절연가스를 혼합하여 지상기기(100)에 주입한다.

보조 회수 탱크(190)는 절연가스 분석 시험부(150)에서 분석이 끝난 소량의 가스를 회수하여 저장하고, 저장된 가스를 회수 탱크(160)로 제공한다. 여기서, 보조 회수 탱크(190)와 회수 탱크(160) 사이에는 제7 체크 밸브(127)가 연결되며, 보조 회수 탱크(190)와 절연가스 분석 시험부(150) 사이에는 제8 체크 밸브(128)가 연결된다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 보조 회수 탱크(190)를 별도로 구성하였지만, 회수 탱크(160)내에 보조 회수 탱크(190)를 구비하여 구성할 수도 있다.

제어부(130)는 절연가스 분석 시험부(150)에서 측정된 절연가스의 순도, 농도 및 수분함량 상태에 대응하여 절연가스의 교체 여부를 결정하고, 절연가스 교체가 결정되면 지상기기(100) 내 절연가스를 교체하기 위해 제1 내지 제8 체크밸브(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128), 절연가스 분석 시험부(150), 보조 회수 탱크(190), 회수 탱크(160), 필터부(170) 및 절연가스 주입부(180)의 동작을 순차적으로 제어한다.

이때, 제어부(130)는 지상기기(100)의 압력계(101)로부터 수신한 지상기기(100)의 내부 압력 정보를 기초로, 지상기기(100) 내의 압력이 설정된 임계치 이하로 저하되지 않도록 제2 체크 밸브(122)와 회수 탱크(160)를 제어하여 지상기기(100)의 절연가스를 회수한다.

또한, 제어부(130)는 제3 체크 밸브(123), 제4 체크 밸브(124)와 필터부(170)를 제어하여 회수 탱크(160)에 회수된 절연가스의 불순물을 제거하는 필터링을 수행하고, 필터링된 절연가스를 절연가스 주입부(180)에 저장한다. 여기서, 불순물은 수분등과 같이 SF6를 제외한 불필요 물질을 의미한다.

또한, 제어부(130)는 제5 체크 밸브(125)와 절연가스 주입부(180)를 제어하여 절연가스 주입부(180)에 저장된 절연가스를 쓰리웨이 밸브(140)를 통해 지상기기(100)에 주입한다.

또한, 제어부(130)는 회수 탱크(160)의 절연가스 회수 시에, 절연가스 분석 시험부(150)와 회수 탱크(160)사이에 연결된 제7 체크 밸브(127) 및 제8 체크 밸브(128)를 제어하여 절연가스 분석 시험부(150)에 의해 분석이 끝난 소량의 절연가스를 보조 회수 탱크(190)을 통해 회수 탱크(160)로 이동시킨다. 구체적으로, 제어부(130)는 절연가스 분석 시험부(150)에서 절연가스에 대한 분석이 끝나면, 제8 체크 밸브(128)를 열어 분석된 절연가스를 보조 회수 탱크(190)로 회수하고, 제7 체크 밸브(127)를 열어 보조 회수 탱크(190)에 저장된 가스를 회수 탱크(160)로 회수한다.

이를 통해, 절연가스 관리 장치(120)는 사용한 대부분의 절연가스를 필터링하여 재활용함으로써, 외부로 절연가스의 외부 유출을 획기적으로 줄일 수 있고, 그에 따라 환경 오염을 최소화할 수 있는 큰 장점이 있다.

또한, 제어부(130)는 새로운 절연가스가 저장된 주입 탱크(195)와 연결된 제6 체크 밸브(126)를 제어하여, 새로운 절연가스를 절연가스 주입부(180)로 제공한다. 이때, 절연가스 주입부(180)는 필터링된 절연가스와 새로운 절연가스를 섞어 지상기기(100)로 주입한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(130)는 마이컴을 이용하여 구현이 가능하며, 중앙처리장치와 메모리를 갖고, 타 장치를 제어할 수 있는 다양한 단말(예를 들어, 모바일 단말, 넷북, 노트북 등)을 이용할 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 절연가스 관리 장치(120)는 복수의 체크 밸브(121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128)를 별도로 구성하였지만, 각 장치(150, 160, 170, 180, 190)에 체크 밸브들이 각각 포함되어 구성될 수도 있다. 이 경우, 제어부(130)는 각 장치(150, 160, 170, 180, 190)를 제어함으로써, 절연가스의 이동을 제어하게 된다.

이하, 도 2를 통하여 활선 상태에서의 지상기기 내 절연가스를 교체 및 필터링하여 관리하기 위한 절연가스 관리 장치의 절연가스 관리 방법에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 절연가스 관리 방법을 나타낸 순서도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 지상기기(100)는 절연가스 교체 시에, 전원을 오프하지 않은 상태인 활선 상태를 유지하며(S100), 활선 상태 동안에는 지상기기(100)는 외부로 전력을 공급할 수 있다. 이때 지상기기(100)는 일반적으로 내부 압력이 0.7bar 정도의 절연가스 압력을 유지한다.

한편, 제어부(130)는 사용자로부터 절연가스 검사 활성화 명령을 수신하거나 미리 설정된 절연가스 교체 활성화 시간이 되는 경우에, 활선 상태의 지상기기(100) 내 절연가스에 대한 교체 작업을 시작한다(S202).

먼저, 제어부(130)는 교체 작업을 시작하게 되면, 제1 체크 밸브(121)를 약 2초 정도 개방하여, 절연가스 분석 시험부(150)로 지상기기(100) 내부에 내장된 절연가스 소량을 전달한다.

절연가스 분석 시험부(150)는 송기된 절연가스에 대한 순도, 농도, 수분함량을 각각 분석하여 분석 데이터를 제어부(130)로 제공한다(S204).

제어부(130)는 절연가스 시험 분석부(150)로부터 분석 데이터를 수신하면, 제8 체크 밸브(128)를 열어 분석이 끝나 소량의 절연 가스를 보조 회수 탱크(190)로 이동시킨다.

또한, 제어부(130)는 절연가스 분석 시험부(150)로부터 절연가스의 순도, 농도 및 수분함량 등에 대한 절연가스 성분 분석 데이터를 수신하고, 분석된 절연가스의 성분이 설정된 기준을 만족하는지 여부를 판단한다(S206).

즉, 제어부(130)는 절연가스의 성분이 기 설정된 기준 조건인 순도가 95% 이상, 농도가 2ppm 미만이며, 수분함량이 1000ppm 미만인 조건을 모두 충족하는지 여부를 판단하는데, 상기 조건을 모두 충족하는 경우에 한하여 설정된 기준을 만족하는 것으로 판단한다.

상기 S206 단계의 판단 결과, 분석된 절연가스가 설정된 기준을 만족하지 않아 절연가스의 교체 결정이 내려지는 경우에, 제어부(130)는 제2 체크 밸브(122)를 개방하고, 회수 탱크(160)를 제어하여 지상기기(100) 내 절연가스를 설정된 압력 임계치까지 회수 탱크(160)로 회수시킨다(S208).

이때, 제어부(130)는 제7 체크 밸브(127)를 역시 개방하여 보조 회수 탱크(190)에 저장된 소량의 절연가스를 회수 탱크(160)로 전달할 수 있다.

여기서, 제어부(130)는 지상기기(100)의 압력계(101)로부터 실시간 압력 정보를 수신하여, 지상기기(100) 내 압력이 0.15 bar가 되면, 회수 탱크(160)의 절연가스 회수를 중지하고, 제2 체크 밸브(122)를 폐쇄한다.

활선 상태에서는 개발 시험 시 안정을 보장하는 최소한의 압력(대체적으로 0.15 bar)을 유지시켜야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 지상기기(100)의 제어부(130)는 절연가스 회수 시에 압력계(101)의 압력 수치를 실시간 감시하고, 압력 수치가 압력 입계치인 0.15 bar가 되는 순간 회수를 멈추도록 제어한다.

이와 같이, 지상기기(100)에 내장된 절연가스가 회수탱크(160)로 회수가 되면, 제어부(130)는 회수 탱크(160) 내 절연가스의 불순물을 제거하기 위해 제3 체크 밸브(123)를 개방하여 회수 탱크(160) 내 절연가스를 필터부(170)로 주입한다(S210). 그리고, 제어부(130)는 제4 체크 밸브(124)를 역시 개방하여 필터링된 절연가스를 절연가스 주입부(180)로 전달한다.

또한, 제어부(130)는 절연가스 주입부(180)가 필터링된 절연가스를 모두 회수하면, 제3 체크 밸브(123)과 제4 체크 밸브(124)를 폐쇄하고 제6 체크 밸브(126)를 개방하여 주입탱크(195)의 새로운 절연가스가 절연가스 주입부(180)로 주입되게 한다. 이때, 필터링된 가스의 양이 불순물이 섞인만큼 부족하기 때문에, 이를 보충하게 위해 새로운 가스를 주입한다.

그리고 나서, 제어부(130)는 지상기기(100) 내 절연가스를 채우기 위하여 제5 체크 밸브(125)를 개방하여 절연가스 주입부(180)에 저장된 필터링된 절연가스를 지상기기(100)의 가스 주입구(102)를 통해 주입한다. 이때, 제어부(130)는 지상기기(100) 내 절연가스의 압력이 개발시험 기준치(대체적으로 0.7bar)가 될 때까지 절연가스를 주입한다(S212).

절연가스를 지상기기(100)로 주입 후, 필터링된 절연가스의 순도, 농도, 수분함량에 대한 측정 결과가 기준 조건을 만족한 것으로 판단될 때까지 제어부(130)는 상기 S204 내지 S212를 반복한다.

즉, 제어부(130)는 지상기기(100)에 내장된 절연 가스의 순도, 농도, 수분함량 중 적어도 하나의 조건을 만족시키지 못하는 경우에, 상기 S204 내지 S212 단계를 반복하여 순도를 높이고, 농도 및 수분 함량을 낮춘다. 이때, 제어부(130)는 순도, 농도, 수분함량 조건을 만족하기 위하여 설정된 시간 동안 반복하도록 제어할 수도 있다. 예를 들어, 2시간 동안 5회에 걸쳐 상기 S204 내지 S212 과정을 반복하도록 설정할 수 있다.

상기 S206 단계의 판단 결과, 분석된 절연가스가 설정된 기준을 만족하면, 제어부(130)는 절연가스를 교체하지 않아도 된다고 판단하여, 사용자에게 교체가 필요하지 않음을 알리고, 교체 작업을 종료한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면 지상기기(100) 내부의 절연가스 압력이 일반적으로 0.7bar이고 최저 허용 압력이 0.15 bar 인 것으로 설명하였으나, 전력 환경이나 절연가스의 종류, 제작사별로 다를 수도 있어서, 절연가스 압력의 크기는 변경이 가능하다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 절연가스 관리 장치는 활선 상태에서 지상기기의 절연가스를 회수하고, 회수된 절연가스를 필터링하여 다시 지상기기로 주입함으로써, 새로운 절연가스 주입에 따른 비용을 감소시킬 수 있으며, 절연가스 교체 시간을 효율적으로 단축시킬 수 있는 큰 장점이 있다. 또한, 사용한 모든 절연가스에 대해 필터링을 하여 재활용함으로써, 환경 오염을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 지상기기 101: 압력계
102: 가스 주입구 103: 커넥터
120: 절연가스 관리 장치 121: 제1 체크 밸브
122: 제2 체크 밸브 123: 제3 체크 밸브
124: 제4 체크 밸브 125: 제5 체크 밸브
126: 제6 체크 밸브 127: 제7 체크 밸브
128: 제8 체크 밸브 130: 제어부
140: 쓰리 웨이 밸브 150: 절연가스 분석 시험부
160: 회수 탱크 170: 필터부
180: 절연가스 주입부 190: 보조 회수탱크
195: 주입 탱크

Claims

활선 상태에서의 지상기기 내 절연가스를 관리하는 장치에 있어서,
상기 지상기기 내 절연가스에 대한 순도, 상기 절연 가스에 포함된 불순물에 대한 농도 및 상기 절연 가스 내 수분 함량 중 적어도 하나를 측정하는 절연가스 분석 시험부;
상기 지상기기 내의 절연가스를 회수하는 회수 탱크;
상기 회수 탱크 내 절연가스의 불순물을 필터링하여 제거하는 필터부;
상기 필터부에 의해 필터링된 절연가스를 저장하여 상기 지상기기로 제공하는 절연가스 주입부;
상기 절연가스 분석 시험부의 분석 결과에 따라 절연가스에 대한 교체 여부를 결정하고, 교체가 결정되면 상기 지상기기의 절연가스를 상기 회수 탱크로 회수하여 상기 필터부에 의해 필터링되도록 제어하는 제어부; 및
상기 지상 기기, 상기 절연가스 분석 시험부, 상기 회수 탱크, 상기 필터부, 상기 절연가스 주입부 사이에 각각 연결되는 제1, 제2, 제3 및 제4 체크 밸브를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 지상기기의 기 설정된 압력 임계치까지 상기 절연가스가 상기 회수 탱크로 회수되도록 제어하고, 상기 절연가스 분석 시험부로부터 수신한 절연가스의 순도, 농도, 수분함량이 기 설정된 각각의 기준 조건을 만족할 때까지 상기 지상기기의 절연가스에 대한 상기 절연가스의 분석, 회수 및 필터링을 반복하며, 상기 지상기기로부터 수신하는 내부 압력 정보를 기초로 상기 기 설정된 압력 임계치까지 절연가스를 상기 회수 탱크로 저장하도록 제어하는 절연가스 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 절연가스 분석 시험부와 상기 지상기기 사이에 연결된 상기 제1 체크 밸브와 상기 회수 탱크와 상기 지상기기에 연결된 상기 제2 체크 밸브를 각각 제어하여 상기 절연가스 분석 시험부로 입력되는 절연가스량과 상기 회수 탱크로 회수되는 절연가스량을 조절하는 절연가스 관리 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 회수 탱크에 절연가스가 회수되면 상기 회수 탱크와 상기 필터부 사이에 연결된 상기 제3 체크 밸브를 열어 상기 회수 탱크의 절연가스가 상기 필터부로 전달되도록 제어하는 절연가스 관리 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 필터부와 상기 절연가스 주입부 사이에 연결된 상기 제4 체크 밸브를 열어 상기 필터링된 절연가스를 상기 절연가스 주입부에 저장하는 절연가스 관리 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 절연가스 주입부와 상기 지상기기 사이에 연결된 제5 체크 밸브를 열어 상기 필터링된 절연가스를 상기 지상기기로 전달하는 절연가스 관리 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는, 외부의 탱크와 상기 절연가스 주입부 사이에 연결된 제6 체크 밸브를 열어 상기 외부의 탱크로부터 유입되는 절연가스와 상기 절연가스 주입부에 저장된 필터링된 절연가스를 상기 지상기기로 전달하는 절연가스 관리 장치.
제5항에 있어서,
상기 절연가스 분석 시험부에 의해 측정된 상기 일부의 절연 가스를 저장하는 보조 회수 탱크를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 보조 회수 탱크와 상기 회수 탱크 사이에 연결된 제7 체크 밸브를 열어 상기 절연가스 분석 시험부에 의해 분석이 끝난 절연가스가 상기 회수 탱크로 전달되도록 제어하는 절연가스 관리 장치.
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활선 상태에서의 지상기기 내 절연가스를 관리하는 장치의 절연가스 관리 방법에 있어서,
상기 지상기기 내 절연가스를 검출하여 순도, 상기 절연 가스에 포함된 불순물에 대한 농도 및 상기 절연 가스 내 수분 함량 중 적어도 하나를 분석하는 단계;
상기 분석된 절연가스를 회수탱크로 전달하는 단계;
상기 지상기기의 압력 상태에 대한 정보를 수신하는 단계;
상기 분석 결과가 기 설정된 기준을 만족하지 않으면, 상기 수신된 압력 상테에 대한 정보를 기초로 기 설정된 압력 임계치까지 상기 지상 기기 내 절연가스를 상기 회수탱크로 회수하는 단계;
상기 회수된 절연가스의 불순물을 제거하기 위한 필터링을 수행하는 단계; 및
상기 필터링 수행된 절연가스를 상기 지상기기로 주입하는 단계를 포함하며,
상기 회수하는 단계는,
상기 절연가스의 순도, 상기 불순물의 농도, 상기 절연가스 내 수분함량이 기 설정된 각각의 기준 조건을 만족할 때까지 상기 지상기기의 절연가스에 대한 상기 절연가스의 분석, 회수 및 필터링을 반복하는 절연가스 관리 방법.
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