KR101474052B1 - 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 절연액 (2) 및 기체 (3) 를 포함하는 용기 (1), 용기중의 기체 (3) 와 외부 환경의 기체 사이의 연통을 제공하고 이를 통과하는 기체의 탈수를 제공하는 연통 유닛 (4) 을 포함하는 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 의 상대 습도를 판정하는 방법으로서,
상기 방법은,
상기 용기 (1) 중의 기체 (3) 의 상대 습도를 연속적으로 측정하고 저장하는 단계,
소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 상대 습도 측정 값에 기초하여 기체 (3) 의 상대 습도의 평균 값을 계산하는 단계, 및
기체 (3) 의 상대 습도의 상기 평균 값과, 평형 상태에서의 기체 (3) 의 상대 습도와 절연액 (2) 의 상대 습도간의 관계에 기초하여, 절연액 (2) 의 상대 습도를 판정하는 단계를 포함하는 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법에 관한 것이다.
상기 방법은,
상기 용기 (1) 중의 기체 (3) 의 상대 습도를 연속적으로 측정하고 저장하는 단계,
소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 상대 습도 측정 값에 기초하여 기체 (3) 의 상대 습도의 평균 값을 계산하는 단계, 및
기체 (3) 의 상대 습도의 상기 평균 값과, 평형 상태에서의 기체 (3) 의 상대 습도와 절연액 (2) 의 상대 습도간의 관계에 기초하여, 절연액 (2) 의 상대 습도를 판정하는 단계를 포함하는 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 절연액 및 기체를 포함하는 용기, 용기중의 기체와 외부 환경의 기체 사이의 연통을 제공하고 이를 통과하는 기체의 탈수를 제공하는 연통 유닛을 포함하는, 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
변압기 (transformer), 탭 절환기 (tap changer) 또는 스위치기어 (switchgear) 와 같은 절연액으로 채워진 전기 장치는 분리와 냉각이 요구되는 적용분야에 사용되는 장치이다. 전기 유닛은 적합한 유전성 및 냉각 특성을 갖는 절연액 내에 잠기게 된다. 전기 유닛은 공기, 수소 가스 등과 같은 기체와 절연액을 포함하는 용기에 봉입된다. 또한, 잠긴 (submerged) 전기 유닛을 갖는 용기가 절연액과 기체를 포함하는 팽창 탱크에 연결될 수 있다. 절연액은 절연액과 기체 사이의 계면을 형성하는 표면을 갖는다.
절연액의 상대 습도 값은 절연액으로 채워진 전기 장치의 기능을 위해 중요하다. 절연액의 상대 습도는 소정 온도에서 절연액의 수분 함유량과 잠재적인 최대 수분 함유량 간의 비율이다. 전기 유닛을 감싸고 있는 절연액의 상대 습도가 과도하게 높다면, 절연액으로 채워진 전기 장치의 기능 이상이 발생할 수도 있다. 절연액의 상대 습도 변화는 절연액의 유전 저항에 큰 영향을 미친다. 절연액의 상대 습도가 높다면, 절연액의 유전 저항은 낮다. 또한, 절연액의 유전 저항은 전기 유닛의 전극으로부터 금속 입자와 같은 절연액중의 입자의 오염에 의해 영향을 받게 된다. 절연액의 유전 저항이 낮다면, 전기 장치의 기능을 파손시키거나 제한할 수도 있는 전기 장치의 플래쉬 오버 (flashover) 가 발생할 수도 있다.
경험상, 고전압 장치의 절연액은 정기적으로 분석되고 유지 보수된다. 절연액의 상대 습도를 판정하기 위해, 절연액 샘플이 절연액 내의 수분량 측정용으로 취해진다. 절연액을 교체하고 절연액의 샘플을 취하는 작업은 시간을 소모하며, 따라서 전기 장치의 높은 조작 비용을 유발시킨다. 대안으로, 수분 센서가 절연액 내에 위치될 수도 있다. 그러나, 액 내의 수분의 측정은 고가의 센서를 필요로 한다.
전기 장치는 작동시 열을 발생시켜 온도의 국부적 증가를 유발한다. 이는, 기계적 접촉 스위치가 스위칭 포인트 사이에서 높은 전기적 포텐셜에 의해 연속적으로 폐쇄되고 개방되는, 탭 절환기 및 유사한 스위치기어 장치에서 특히 그렇다. 스위칭 작동 중, 절연액은 기체로 분해될 수 있어 방출되어야 한다. 따라서, 용기는 외부 환경과 연통될 필요가 있다. 외부 환경은, 용기를 둘러싸는 공기 등과 같은, 절연액으로 채워진 전기 장치를 둘러싸는 환경이다. 외부 환경과의 연통은 통상적으로 탈수 환기관 (dehydration breather) 과 같은 연통 유닛을 통해 실행된다.
연통 유닛은 용기의 기체와 외부 환경 간의 연통을 제공한다. 이에 의해, 기체가 연통 유닛을 통과할 수 있고, 용기 내측의 압력은 둘러싸고 있는 환경의 압력으로 유지될 것이다. 절연액이 예컨대, 전기 유닛에 의해 가열되는 경우, 절연액은 팽창하고 용기중의 기체는 연통 유닛을 통해 외부 환경으로 가압된다. 반대로, 절연액이 냉각되는 경우, 절연액의 부피가 감소하고, 외부 환경으로부터의 기체가 연통 유닛을 통해 용기 내로 들어온다. 게다가, 연통 유닛은 연통 유닛을 통과하는 기체의 탈수를 제공하는 기능을 갖는데, 즉, 연통 유닛은 용기와 외부 환경 사이를 통과하는 기체의 수분을 제거하는 능력을 갖는다. 연통 유닛의 기능이 약해지면, 절연액의 상대 습도가 증가하여 전기 장치의 기능 이상을 유발할 수 있다.
US 2006-0162304 는 오일-절연 전기 장비를 위한 제습기를 개시한다. 수분 센서가 장비의 하우징과 제습기의 히터 사이에 위치된다. 수분 센서로부터의 정보가 제습기의 히터를 제어하는데 사용된다. 히터는 제습기를 재생시키는 기능을 갖는다. 그러나, 제습기는 오일 중의 상대 습도를 판정하는 능력을 갖지 못한다. 게다가, 수분을 제거하는 제습기의 능력을 평가하는 수단이 개시되어 있지 않다.
본 발명의 하나의 목적은 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 절연액으로 채워진 전기 장치의 기능 이상을 나타내는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 첫번째 목적은 청구항 1 에 의해 규정된 방법에 의해 달성된다.
이러한 방법은,
용기 중의 기체의 상대 습도를 연속적으로 측정하고 저장하는 단계,
소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 상대 습도 측정 값에 기초하여 기체의 상대 습도의 평균 값을 계산하는 단계, 및
기체의 상대 습도의 상기 평균 값과, 평형 상태에서의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도간의 관계에 기초하여, 절연액의 상대 습도를 판정하는 단계를 포함한다.
상대 습도는 물질 중의 수분 함량의 측정 값이다. 기체의 상대 습도는 소정 온도에서 기체의 수분 함량과 잠재적인 최대 수분 함량 사이의 비율이다. 기체와 절연액을 갖는 폐쇄 시스템의 평형 상태에서, 기체로부터 절연액으로의 그리고 이와 반대의 물의 확산 사이에 평형이 존재한다. 이러한 평형 상태에서, 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도 간에는 관계가 존재한다. 이 관계는 온도에 의존한다. 연통 유닛으로 인해, 절연액으로 채워진 장치는 평형상태에 있지 않은 반 개방 시스템이며, 이에 의해 상기 관계는 유효하지 않다. 그러나, 절연액의 상대 습도의 변화가 기체의 상대 습도에서의 변화 속도에 비해 느리게 발생한다. 기체의 상대 습도의 평균 값은 용기의 가상의 평형 상태를 나타낼 것이며, 본 발명에 따라 절연액의 상대 습도를 판정하기 위해서 사용된다. 이에 의해, 절연액의 상대 습도가 기체의 상대 습도의 상기 평균 값과, 평형 상태에서의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도 간의 관계에 기초하여 판정된다.
상대 습도의 평균 값은 용기의 가상의 평형 상태를 나타내는 값이다. 평균 값은 시간 주기 동안 저장된 복수 개의 측정 값에 기초하여 계산될 수 있다. 평균 값의 예시로는 산술 평균 값, 중앙값, 중량 평균 값, 잘림 (truncated) 평균 값, 또는 가상의 평형 상태의 상대 습도를 나타내는 다른 값이다. 동일한 방식으로, 온도 측정의 평균 값이 계산될 수 있다.
본 발명은 절연액의 상대 습도를 판정하는 이점을 갖는다. 따라서, 유지 보수 스케쥴에 따라 절연액 샘플을 취하는 것 또는 절연액을 교환하는 것과 같은 절차는 더 이상 필요하지 않을 것이며, 이는 전기 장치의 작동 비용을 감소시킬 것이다. 게다가, 본 발명은, 절연액의 상대 습도가 기체의 상대 습도의 측정을 위한 센서를 사용하여 측정될 수 있다는 이점을 갖는데, 이 센서는 액체 중의 수분 함량의 직접적인 측정을 위한 수분 센서보다 가격이 낮다. 이에 의해, 본 발명은 절연액의 상대 습도를 비용 효율적으로 판정하게 해주며, 이는 절연액으로 채워진 전기 장치의 비용을 감소시킨다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 방법은, 절연액의 판정된 상대 습도가 소정 값을 초과한다면 절연액의 기능 이상을 나타내는 단계를 더 포함한다. 이에 의해, 절연액의 상대 습도가 원하는 것보다 더 높으며, 전기 장치의 기능이 감소될 위험이 존재하는 것을 나타낸다. 절연액의 기능 이상이 나타나는 경우, 절연액은 충분히 낮은 상대 습도를 갖는 새로운 절연액으로 변화되거나 건조될 필요가 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 방법은,
용기 중의 절연액의 온도를 연속적으로 측정하고 저장하는 단계,
소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 온도 측정 값에 기초하여 용기의 온도의 평균 값을 계산하는 단계,
상기 온도의 평균 값에 따라 평형 상태에서의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도간의 관계를 만드는 단계, 및
상기 만들어진 관계에 기초하여, 절연액의 상대 습도를 판정하는 단계를 더 포함한다.
기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도 간의 관계를 만듦으로써, 용기 내의 온도의 평균 값이 관계의 선택 또는 관계의 계산 중 하나를 위해 사용된다. 이에 의해, 더 정확한 절연액의 상대 습도 값이 판정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 방법은, 1 일 초과, 바람직하게는 2 ~ 3 일의 시간 주기 동안 저장된 습도 측정 값에 기초하여 상대 습도의 평균 값을 판정하는 단계를 더 포함한다. 절연액의 상대 습도의 변화는 기체의 상대 습도의 변화에 비해 느리게 발생하기 때문에, 1 일 초과의 시간 주기 동안의 상대 습도의 계산된 평균 값이 기체의 상대 습도의 편차를 포착한다. 따라서, 절연액에 있어서의 상대 습도의 더 정확한 값이 판정될 수 있다.
본 발명의 두번째 목적은 절연액의 기능 이상을 나타내는 단계 및 연통 유닛의 기능 이상을 나타내는 단계를 포함하는 방법에 의해 이루어진다. 이들 2 개의 기능 이상의 조합을 이용함으로써, 전기 장치의 현재 및 미래 상태 모두의 신뢰가능한 진단이 나타난다. 이는 전기 장치의 안전 작동을 유발한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 이 방법은,
절연액의 온도가 제 1 및 제 2 온도 사이에서 강하하는지, 그리고 제 1 온도와 제 2 온도의 온도차가 소정 값보다 큰지를 검출하는 단계,
제 1 온도와 제 2 온도에서 용기중의 기체의 상대 습도차를 계산하는 단계, 및
상기 계산된 상대 습도차에 기초하여 연통 유닛의 기능 이상을 나타내는 단계를 더 포함한다.
온도 강하시, 절연액은 냉각되고, 이에 따라 절연액의 밀도가 증가하고, 절연액의 부피는 감소한다. 외부 환경의 압력과 동일한 용기 내의 압력을 유지하기 위해서, 외부 환경으로부터의 기체가 연통 유닛을 통해 용기로 유입된다. 온도 강하 검출시, 연통 유닛을 통해 용기 내로 유입된 기체의 상대 습도는 연통 유닛의 탈수 기능에 의해 감소된다. 이에 의해, 기능하는 연통 유닛은 연통 유닛을 통과하는 기체의 상대 습도를 감소시킬 것이다. 연통 유닛이 연통 유닛을 통과하는 기체의 상대 습도를 감소시키지 못하거나 빈약하게 감소시키면, 연통 유닛의 기능 이상이 존재한다.
연통 유닛의 기능 이상은 제 1 온도와 제 2 온도에서 상기 계산된 상대 습도차에 기초하여 나타난다. 바람직하게는, 본 발명의 방법은, 제 1 온도와 제 2 온도에서 상기 계산된 상대 습도차가 소정 값보다 작을 때 연통 유닛의 기능 이상을 나타내는 단계를 더 포함한다. 연통 유닛의 기능 이상시, 연통 유닛을 통과하는 기체의 상대 습도를 감소시키는 연통 유닛의 능력은 원하는 것보다 낮다. 이에 의해, 용기의 절연액의 상대 습도가 전기 장치의 기능이 위험에 처하게 되는 레벨을 초과하여 증가할 가능성이 있다. 이 실시형태는, 연통 유닛의 기능 이상을 나타내게 할 수 있으며, 이에 의해 전기 장치의 안전 작동이 보장될 수 있다.
본 발명의 세번째 목적은 청구항 8 에 의해 규정된 장치에 의해 이루어진다.
이러한 장치는, 기체의 상대 습도를 연속적으로 측정하도록 구성된 제 1 센서, 및 제 1 센서로부터의 측정 값을 받아들이고 저장하며, 소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 습도 측정 값에 기초하여 기체 중의 상대 습도의 평균 값을 계산하고, 기체의 상대 습도의 상기 평균 값, 및 평형 상태에서의 절연액의 상대 습도와 기체의 상대 습도 간의 관계에 기초하여, 절연액의 상대 습도를 판정하도록 구성된 연산 유닛을 포함한다.
연산 유닛은 측정 데이터의 저장 및 처리 기능을 갖는 장치이다. 처리 데이터 및 평형 상태에서의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도 사이의 관계에 기초하여, 절연액으로 채워진 장치의 기능 이상이 나타내어질 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는 탭 절환기의 기능 이상을 검출하는데 유리하게 사용된다.
탭 절환기는 변압기 권선을 따라서 접속 지점을 갖는 전기 장치이다. 이에 의해, 변압기 권선의 감김수가 2 차측의 전압 조정을 가능케하고자 제어될 수 있다. 탭 절환기는 고립 및 냉각을 목적으로 절연액에 잠기는 전기 장치이다.
이하, 본 발명은 본 발명의 상이한 실시형태의 설명 및 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1 의 (a) 는 본 발명의 실시형태에 따른 장치를 포함하는 절연액으로 채워진 장치의 실시예를 도시한다.
도 1 의 (b) 는 팽창 탱크에 연결된 절연액으로 채워진 장치의 실시예를 도시한다.
도 2 는 소정 온도에서 평형 상태의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도 간의 관계의 실시예를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1 의 (b) 는 팽창 탱크에 연결된 절연액으로 채워진 장치의 실시예를 도시한다.
도 2 는 소정 온도에서 평형 상태의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도 간의 관계의 실시예를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1 의 (a) 는 본 발명의 실시형태에 따른 장치의 기능 이상을 검출하는 장치를 포함하는 절연액으로 채워진 장치 (20) 의 실시예를 도시한다. 절연액으로 채워진 장치 (20) 는 절연액 (2) 과 기체 (3) 를 포함하는 용기 (1) 를 갖는다. 절연액 (2) 은 적절한 유전 (dielectric) 특성 및 냉각 특성을 갖는다. 절연액 (2) 은 절연액 (2) 과 기체 (3) 사이의 계면을 형성하는 표면을 갖는다. 절연액으로 채워진 장치 (20) 는, 용기 (1) 내에 봉입되고 절연액 (2) 에 완전하게 잠기는 탭 절환기 (tap changer) 와 같은 전기 유닛 (8) 을 더 포함한다. 전기 유닛 (8) 은 열을 발생시키고, 절연액 (2) 을 기체로 분해시키는 작업을 실행한다. 절연액으로 채워진 장치 (20) 에는 용기 (1) 의 림에 위치되는 탈수 환기관 (dehydration breather) 과 같은 연통 유닛 (4) 이 제공된다. 연통 유닛 (4) 은 용기의 기체 (3) 와 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 를 둘러싸는 기체 사이의 연통을 제공한다. 이에 의해, 절연액으로 채워진 장치 (20) 내에 생성된 기체가 방출될 수 있고, 절연액으로 채워진 장치 (20) 를 둘러싸는 기체와 동일한 압력으로 기체 (3) 의 압력이 유지된다. 게다가, 연통 유닛 (4) 은 연통 유닛 (4) 을 통과하는 기체의 탈수화를 제공하는 기능을 갖는다. 이에 의해, 용기 (1) 내의 기체 (3) 의 상대 습도는, 또한 용기 내에 있는 절연액 (2) 의 상대 습도가 낮은 레벨로 유지될 수 있도록 충분히 낮게 유지되는 것이 보장된다.
도 1 의 (a) 는 본 발명의 실시형태의 장치 (20) 의 기능 이상을 검출하는 장치의 예시를 도시한다. 도 1 의 (a) 의 장치는 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 의 기능 이상의 검출을 제공하는 기능을 갖는다. 이 장치는 2 개의 별도의 기능 이상, 첫번째로, 절연액 (2) 의 기능 이상, 및 두번째로 연통 유닛 (4) 의 기능 이상을 검출할 수 있다. 절연액 (2) 의 기능 이상은, 절연액 (2) 의 상대 습도가 소정 값을 초과하여, 절연액 (2) 의 격리 및 냉각 특성이 절연액으로 채워진 장치 (20) 의 기능을 위험하게 할 정도로 감소될 때 나타난다. 연통 유닛 (4) 의 기능 이상은, 연통 유닛 (4) 을 통과하는 기체의 탈수 기능이 감소하여, 절연액 (2) 의 상대 습도가 증가할 위험이 있을 때 나타난다.
도 1 의 (a) 에 도시된 장치의 기능 이상을 검출하는 장치는 온도 센서 (5) 와 상대 습도 센서 (6) 를 포함한다. 온도 센서 (5) 는 용기 (1) 내 절연액의 온도를 연속적으로 측정하도록 구성된다. 도시된 실시형태에서, 온도 센서 (5) 는 용기 (1) 내에서 절연액 (2) 중에 위치된다. 온도 센서 (5) 는 예컨대, 서미스터 (thermistor), 열전대 또는 온도를 연속적으로 측정할 수 있는 임의의 다른 센서일 수 있다. 상대 습도 센서 (6) 는 용기 (1) 내 기체 (3) 의 상대 습도를 연속적으로 측정하도록 구성된다. 상대 습도 센서 (6) 는 절연액 (2) 의 표면으로부터 떨어져 용기 (1) 내에서 기체 (3) 중에 위치된다. 바람직한 실시예에서, 상대 습도 센서 (6) 는 연통 유닛 (4) 에 근접하게 위치된다. 상대 습도 센서 (6) 는, 예컨대 정전용량식 (capacitive) 폴리머 센서, 또는 상이한 기체에서 상대 습도를 연속적으로 측정할 수 있는 임의의 다른 센서일 수 있다.
도 1 의 (b) 는, 용기 (1) 가 전기 유닛 (8) 을 포함하는 주 용기 및 절연액 (2) 과 기체 (3) 사이의 교차점을 갖는 팽창 탱크를 포함하는 절연액으로 채워진 장치 (20) 를 도시한다. 이에 의해, 전기 유닛 (8) 이 항상 절연액 (2) 에 잠기는 것이 보장될 수 있다. 도시된 실시예에서, 온도는 주 용기와 같은 용기와 팽창 탱크에서 수개의 위치에서 측정된다. 이에 의해, 전체 용기에 대한 절연액 내의 온도 변화가 판정될 수 있다.
장치의 기능 이상을 검출하는 장치는 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 외부에 위치된 연산 유닛 (10) 을 더 포함한다. 연산 유닛은 중앙 처리 장치 (CPU) 와 같은 프로세서, 및 랜덤 억세스 메모리 (RAM) 와 같은 저장 매체 또는 다른 유형의 저장 매체를 포함한다. 연산 유닛 (10) 은 온도 센서 (5) 및 상대 습도 센서 (6) 로부터 측정 값을 받고 저장하도록 구성된다.
연산 유닛 (10) 은 저장된 측정 값을 처리하는 수개의 임무를 실행하도록 더 구성된다. 처리된 측정 값은, 연산 유닛 (10) 에 의해 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 의 기능 이상을 검출하고 나타내는 임무를 실행하는데 사용된다.
연산 유닛 (10) 의 주 임무는 본 발명에 따른 청구범위에서 규정된 바와 같은 방법을 실행하는 것이다. 도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 방법 및 컴퓨터 프로그램 결과의 플로우차트이다. 플로우차트의 각각의 블록은 컴퓨터 프로그램 지령에 의해 실현될 수 있음이 이해될 것이다. 방법의 제 1 단계에서, 온도 센서 (5) 및 상대 습도 센서 (6) 로부터의 온도와 상대 습도 (RH) 의 측정 값이 받아들여져 저장된다 (블록 30). 이 측정이 소정의 시간 주기 미만으로 실행되었다면, 더 많은 측정 값이 본 발명의 방법의 처리 이전에 받아들여져 저장될 필요가 있다 (블록 32). 측정 값이 소정의 시간 창 내에서 저장될 것이므로, 소정 값보다 오래된 측정 값은 본 발명의 방법에서는 배제할 것이다. 시간 주기의 지속기간은 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 의 작동 중, 예컨대 2 ~ 3 일 동안, 온도와 상대 습도의 편차를 포착하기에 충분히 긴 것이 바람직하다.
도 3 에 도시된 방법의 다음 부분에서, 기체 (3) 의 상대 습도의 평균 값과 용기 (1) 의 온도가, 저장된 측정 값에 기초하여 계산된다 (블록 34). 평균 값의 예시로는 산술평균 값, 중앙값, 또는 다른 유형의 평균 값이 있다. 기체의 상대 습도의 평균 값은 용기 (1) 의 가상의 평형 상태를 나타낼 것이다. 평형 상태에서의 절연액 (2) 의 상대 습도와 기체의 상대 습도 사이의 관계, 추가로 나타낸 관계를 선택하기 위해 평균 온도가 사용된다. 수개의 저장 관계로부터 관계가 선택된다 (블록 36). 대안으로, 관계는 평균 온도에 기초하여 계산될 수 있다. 이에 의해, 더 정확한 절연액의 상대 습도 값이 판정될 수 있다.
도 2 는 소정온도에서, 평형 상태에서의 기체 (3) 의 상대 습도와 절연액 (2) 의 상대 습도 간의 관계의 예시를 도시한다. X 축에는, 기체 (3) 의 상대 습도가 도시된다. Y 축에는, 절연액 (2) 의 상대 습도가 도시된다. 이러한 관계는 온도에 의존한다. 이 관계는 기체 (3) 로부터 절연액 (2) 까지 그리고 이와 반대의 물의 확산 사이의 평형 상태를 나타낸다. 절연액 (2) 의 상대 습도의 변화가 기체 (3) 의 상대 습도의 변화 속도에 비해 느리게 발생하기 때문에, 기체 (3) 의 상대 습도의 평균 값은 용기 (1) 의 가상의 평형 상태를 나타낼 것이다. 이에 의해, 도 2 에 도시된 관계는 계산된 기체 (3) 의 상대 습도의 평균 값과 함께 사용되어, 절연액 (2) 의 상대 습도를 판정한다.
예컨대, 도 2 에 도시된 관계를 사용하여, 기체 (3) 의 상대 습도의 평균 값을 가정하여 0.5 로 계산되었다. 상기 관계로부터 절연액 (2) 의 상대 습도는 동일한 상대 습도, 즉 0.5 로 판정될 수 있다.
도 3 에 도시된 다음 부분에서, 절연액의 상대 습도 (RH) 가 기체 (3) 의 상대 습도의 평균 값과 선택된 관계에 기초하여 판정된다 (블록 38). 판정된 절연액의 상대 습도가 소정 값보다 크면, 절연액 (2) 의 기능 이상이 나타난다 (블록 42). 이에 의해, 예컨대, 경보가 울리거나 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 가 정지되고, 절연액 (2) 이 낮은 상대 습도를 갖는 절연액으로 대체될 수 있다. 절연액의 상대 습도가 소정 값을 초과하지 않는 경우, 연통 유닛 (4) 을 통과하는 기체로부터 상대 습도를 감소시키는 연통 유닛 (4) 의 능력이 도 3 에 도시된 바와 같은 방법에 의해 테스트된다. 이 테스트는, 소정 값을 초과하는 온도 강하가 존재하는 경우에 실행될 수 있다 (블록 44). 온도 강하가 존재하지 않는 것으로 검출된 경우, 이 방법은 종료된다 (블록 52). 검출된 온도 강하가 소정 값보다 큰 경우, 외부 환경으로부터 기체가 용기 (1) 로 유입된다. 온도 강하시 용기에서의 기체 (3) 의 상대 습도차가 계산된다 (블록 46). 계산된 상대 습도차가 소정 값을 초과하면, 연통 유닛 (4) 의 기능 이상이 나타난다 (블록 50). 그렇지 않으면, 이 방법은 재개된다 (블록 52). 따라서, 절연액이 채워진 전기 장치 (20) 가 그의 작동중 감시될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시형태로 제한되는 것이 아니라 후속 청구범위의 범주 내에서 변경 및 수정될 수도 있다. 예컨대, 본 발명에는 절연액 (2) 의 기능 이상을 나타내는 능력만이 독점적으로 제공될 수도 있다. 상대 습도가 소정의 레벨을 초과하는 것을 나타낼 필요는 없고, 대안으로 미리 정해진 절연액 (2) 의 상대 습도를 별도로 나타낼 수 있다.
Claims (12)
- 절연액 및 기체를 포함하는 용기, 용기중의 기체와 외부 환경의 기체 사이의 연통을 제공하고 이를 통과하는 기체의 탈수를 제공하는 연통 유닛을 포함하는 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법으로서,
상기 방법은,
상기 용기 중의 기체의 상대 습도를 연속적으로 측정하고 저장하는 단계,
소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 상대 습도 측정 값에 기초하여 기체의 상대 습도의 평균 값을 계산하는 단계, 및
기체의 상대 습도의 상기 평균 값과, 평형 상태에서의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도간의 관계에 기초하여, 절연액의 상대 습도를 판정하는 단계를 포함하는, 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연액의 판정된 상대 습도가 소정 값을 초과한다면 절연액의 기능 이상을 나타내는 단계를 더 포함하는, 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 용기 중의 절연액의 온도를 연속적으로 측정하고 저장하는 단계,
상기 소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 온도 측정 값에 기초하여 용기의 온도의 평균 값을 계산하는 단계,
상기 온도의 평균 값에 따라 평형 상태에서의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도간의 관계를 만드는 단계, 및
상기 만들어진 관계에 기초하여, 절연액의 상대 습도를 판정하는 단계를 더 포함하는, 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 상대 습도의 평균 값은 1 일 초과의 시간 주기 동안 저장된 습도 측정 값에 기초하는, 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연액의 온도가 제 1 및 제 2 온도 사이에서 강하하는지, 그리고 제 1 온도와 제 2 온도의 온도차가 소정 값보다 큰지를 검출하는 단계,
상기 제 1 온도와 제 2 온도에서 용기중의 기체의 상대 습도차를 계산하는 단계, 및
상기 계산된 상대 습도차에 기초하여 연통 유닛의 기능 이상을 나타내는 단계를 더 포함하는, 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 연통 유닛의 기능 이상은, 상기 계산된 상대 습도차가 소정 값보다 작을 때 나타나는, 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 탭 절환기의 기능 이상을 검출하는 데 사용하는 방법.
- 절연액 (2) 및 기체 (3) 를 포함하는 용기 (1), 용기중의 기체 (3) 와 외부 환경의 기체 사이의 연통을 제공하고 이를 통과하는 기체의 탈수를 제공하는 연통 유닛 (4) 을 포함하는, 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 의 상대 습도를 판정하는 장치에 있어서,
상기 장치는,
상기 기체 (3) 의 상대 습도를 연속적으로 측정하도록 구성된 제 1 센서 (6), 및
상기 제 1 센서 (6) 로부터의 측정 값을 받아들이고 저장하며, 소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 습도 측정 값에 기초하여 기체 (3) 중의 상대 습도의 평균 값을 계산하고, 기체 (3) 의 상대 습도의 상기 평균 값, 및 평형 상태에서의 절연액 (2) 의 상대 습도와 기체 (3) 의 상대 습도 간의 관계에 기초하여, 절연액 (2) 의 상대 습도를 판정하도록 구성된 연산 유닛 (10) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 연산 유닛 (10) 은, 절연액 (2) 의 상기 판정된 상대 습도가 소정 값을 초과하는 경우 절연액 (2) 의 기능 이상을 나타내도록 구성된 것을 특징으로 하는 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 장치. - 제 8 항에 있어서,
제 2 센서 (5) 는 상기 용기의 절연액의 온도를 연속적으로 측정하도록 구성되며,
상기 연산 유닛 (10) 은 상기 제 2 센서 (5) 및 제 1 센서 (6) 로부터의 측정 값을 받아들이고 저장하며, 소정의 시간 주기 동안 상기 저장된 온도 측정 값에 기초하여 용기 내의 온도의 평균 값을 계산하고, 온도의 평균 값에 따라 평형 상태에서의 기체의 상대 습도와 절연액의 상대 습도 간의 관계를 만들고, 기체 (3) 의 상대 습도의 상기 평균 값, 및 평형 상태에서의 절연액 (2) 의 상대 습도와 기체 (3) 의 상대 습도 사이에 만들어진 관계에 기초하여, 절연액 (2) 의 상대 습도를 판정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 연산 유닛 (10) 은, 상기 제 2 센서 (5) 및 제 1 센서 (6) 로부터의 측정 값을 받아들이고 저장하며, 절연액 (2) 의 온도가 제 1 및 제 2 온도 사이에서 강하하는지, 그리고 제 1 온도와 제 2 온도 사이의 온도차가 소정 값 보다 큰지를 검출하고, 제 1 온도와 제 2 온도에서 용기 내의 기체 (3) 의 상대 습도차를 계산하며, 상기 계산된 습도차에 기초하여 연통 유닛 (4) 의 기능 이상을 나타내도록 구성된 것을 특징으로 하는 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 장치. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연액으로 채워진 전기 장치 (20) 는 탭 절환기인 것을 특징으로 하는 절연액으로 채워진 전기 장치의 상대 습도를 판정하는 장치.
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