활선상태에서의 케이블 상태 감시장치 및 방법{On-Line Cable Status Monitoring Apparatus and Method thereof}

본 발명은 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치 및 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 전력이 공급되고 있는 즉 활선상태에서 상용교류전압 계통 모선에 신호전압을 중첩 인가하거나 또는 케이블 차폐접지선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩 인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 중첩인가된 신호전압에 해당하는 성분의 누설전류를 측정하여 케이블의 절연상태 및 부분방전 상태를 감시하는 장치 및 판정하는 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 측정일별로 누설전류를 측정하여 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류의 편차값으로 계산하고, 저장된 데이터가 장기간 동안 측정되어 저장된 데이터를 읽어 절연층 절연저항치, 방식층 절연저항치 및 누설전류편차값의 각 항목별 및 측정일별로 점수를 계산하고, 다시 일정 기간 동안의 누적합계점수를 계산하여, 각 측정치의 항목별로 누적합계점수에 따라 1회의 측정치가 아닌 장기간의 측정데이터로 케이블의 절연상태를 판정을 내려, 이에 의해 관리자에게 케이블의 상태를 용이하게 판단을 내릴 수 있게 하는 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치 및 방법에 관한 것이다.

오늘날 산업이 발달함에 따라 전력수요의 증대나 고도 정보화의 진전은 전력수요에 높은 신뢰성을 요구하고 있으며, 이 공급신뢰성에서 가장 중요한 것이 정전시간이다. 특히 전력을 공급하는 데에 사용되는 설비중 케이블시스템(접속재 포함)은 변압기에서 차단기를 통해 부하에 직접 연결되어야 하기 때문에 사용조건에 따라 다양하고 공간적으로도 광범위한 특성을 갖고 있다.

변압기나 차단기등은 일정한 공간에 설치되어 운용되고 있지만, 케이블시스템은 수m에서 수Km까지 다양하고, 지중, 관로, 트레이의 포설 조건과 접속부분이 없거나 여러개의 접속부분이 있는 등 다양하므로 다른 전력설비에 비해 조건이 다양하다. 그리고 케이블시스템을 비롯한 전력설비의 사고를 미연에 방지하기 위해 전력설비의 상태를 감시하기 위해 사용되는 방법으로는 전력설비를 정전시켜 전력설비의 상태를 진단하는 정전케이블 절연상태 감시방법과 전력설비를 정전시키지 않고 활선상태에서 절연설비의 상태를 진단하는 활선케이블 절연상태 감시방법으로 크게 나눌 수 있다.

정전케이블 절연상태 감시방법은 전기의 공급을 중단시켜야 하는 문제점 때문에 사용상 제약이 많아서, 활선케이블 절연상태 감시방법이 많이 개발되어 있고, 활선케이블 절연상태 감시방법에 대해서는 대한민국 특허등록번호 제10-0789339호(등록일: 2007년12월20일)에 상세하게 기술되어 있다.

도 1은 종래 및 본 발명에 사용되는 활선케이블 절연상태 감시장치의 이해 및 설명하기 위해 표시한 것으로, 여러가지의 활선케이블 절연상태 감시방법 중 전압중첩법에 의한 활선케이블 절연상태 감시방법에 해당되는 것이다. 도면 중 주요 구성요소는 변압기(1), 동도체(2), 신호전압(3), 교류접지계(4), 절연층(5), 절연층절연저항(6), 동테이프(7), 방식절연층식층절연저항(8), 쉬스(9), 차폐접지선(10), 대지접지(11)이고, 신호전압(3)에 의한 누설전류를 측정하여 절연을 감시하기 위한 절연감시장치(500)과 같은 회로도를 구성한다.

도 1의 (a)는 상용교류전압성분과 다른 신호전압(3)성분을 변압기(1)을 통하여 케이블 동도체(2)에 중첩인가하여 케이블의 절연층(5)을 통하여 동테이프(7)에 연결된 차폐접지선(10)으로 흐르는 상기의 신호전압(3)성분에 해당하는 누설전류성분을 측정하는 것이고, 도 1의 (b)는 상용교류전압성분과 다른 신호전압(3)성분을 케이블의 차폐접지선(10)을 통하여 케이블에 상용교류전압성분과 다른 신호전압(3)성분을 중첩인가하여 케이블의 차폐접지선(10)에 흐르는 상기의 신호전압(3)성분에 해당하는 누설전류성분을 측정하는 것이다. 그리고 변압기(1)의 중성점과 대지접지(11) 및 케이블 차폐접지선(10)과 대지접지(11)간에 연결된 교류접지계(4)는 교류적으로 접지되도록 하기 위한 것이다. 상기에서 신호전압(3)의 주파수성분은 주파수가 0인 직류를 포함하여 일반적으로 0.1Hz에서 수백Hz까지 사용되고 있고, 전압의 크기는 수백mV부터 수십V까지 사용되고 있다. 종래의 활선 케이블 절연상태 감시장치에 대해 도 2 내지 도 6 및 도 14를 사용하여 설명하기로 한다.

도 2는 종래의 절연감시장치의 블록구성도이고, 케이블 차폐접지선(10)에서 대지접지(11)로 흐르는 누설전류에는 상기 도 1의 신호전압(3)성분에 해당하는 누설전류성분과 상용주파수성분의 누설전류성분이 함께 흐르고 있고, 절연측정부(510)에서는 상기의 누설전류성분을 증폭하고 상기의 신호전압(3)성분에 해당하는 누설전류성분만 필터링 및 디지털성분으로 변환하는 기능을 가진다. 상기의 절연측정부(510)에서 출력된 디지털성분의 누설전류를 제어처리부(530)를 통하여 각종 데이터를 입력하거나 각종 신호를 입출력하는 기능을 가진 I/O입출력부(540)과 각종 데이터 및 흐름을 저장하는 데이터저장부(545)와 각종 데이터를 표시하는 데이터표시부(550)와 상기의 절연측정부(510)에서 측정된 누설전류를 이용하여 절연저항치를 계산하는 기능을 가진 절연계산부(555)로 구성되어 있다.

?도 3은 도 2의 절연감시장치의 측정할 때의 개략적인 전체 흐름도를 도시한 것이고, 도 4는 도 2의 절연감시장치의 측정한 후의 절연저항치를 표시한 실시 예를 도시한 것으로, 상세하게는 도 3의 계산 저장 및 디스플레이단계(S120)가 완료될 때에 저장되고 화면 표시되는 실시예이고, 도 5는 도 4와 같이 측정된 데이터가 장기간 측정 및 저장되어 하나의 케이블에 대해 측정한 데이터를 표시할 때의 개략적인 전체 흐름도를 도시한 것이고, 도 6은 도 5의 흐름이 실행되었을 때의 데이터를 표시한 실시 예이다

도 3에서 측정시작단계(S100)가 실행하게 되면 도면에는 도시하지 않았지만 도 2의 데이터저장부(545)에 저장되어 있는 각종 설정값을 읽거나, 도 2의 I/O입출력부(540)를 제어하거나, 절연측정하고자 하는 케이블의 차폐접지선을 선택하는 등의 사항을 실행하게 되고, 다음에 도 3의 절연측정단계(S110)가 실행하게 되면 도 2의 케이블 차폐접지선(10)을 통하여 흐르는 누설전류 성분을 절연측정부(510)에서 증폭, 필터링, A/D변환하고, 다음에 제어처리부(530)에서 상기의 절연측정부(510)의 누설전류값을 읽고, 다음에 도 3의 계산저장 및 디스플레이단계(S120)가 실행하게 되면, 도면에는 도시하지 않았지만 상기의 제어처리부(530)에서 읽은 누설전류값을 사용하여 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류편차값을 도 2의 절연계산부(555)에서 계산하고, 상기의 절연계산부(555)에서 계산된 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류편차값을 도 2의 데이터저장부(545)에 저장하고, 다음에 상기에서 계산 및 저장된 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류 편차값을 도 4의 실시 예와 같이 도 2의 데이터표시부(550)에 표시한다.

도 5는 상기에서 설명한 도 4의 실시 예와 같은 데이터가 장기간 저장된 데이터를 특정케이블에 대해 기측정데이터의 이력을 표시하는 흐름의 실시 예이고, 도 6은 도 5의 실시 예의 흐름이 장기간 저장된 데이터중에서 F15케이블에 대해서 1개월간의 측정데이터를 표시하는 예로서, 도 5에서 저장된 측정일, 절연층 절연저항치, 방식층 절연저항치, 누설전류편차치, 판정기준을 읽는 데이터독출단계(S200)를 실행하고, 다음에 측정일을 표시하는 측정일표시단계(S210)와, 절연층 절연저항치를 표시하는 절연층값표시단계(S220)와, 절연층 절연저항치의 판정을 하는 절연층판정표시단계(S230)와, 방식층 절연저항치를 표시하는 방식층값표시단계(S240)와, 방식층 절연저항치의 판정을 하는 방식층판정표시단계(S250)와, 누설전류편차값을 표시하는 누설전류편차값표시단계 (S260)와, 누설전류편차값의 판정을 하는 누설전류편차판정표시단계(S270)를 측정일 순서대로 반복 실행하면 도 6과 같은 실시 예의 데이터가 화면에 표시된다.

?종래에는 도 6의 F15 케이블의 1개월간의 절연측정데이터표시의 실시 예를 보면 2012년 6월 1개월간의 절연층 절연저항은 양호와 경주의 상태를 반복하고 있고, 방식층 절연저항은 양호와 불량의 상태를 반복하고 있고, 누설전류편차도 양호와 주의를 반복하고 있는 것으로, 절연층과 방식층과 누설전류편차의 3종류의 절연상태 모두가 양호와 주의 영역을 반복하고 있기 때문에, 케이블 관리자는 F15케이블에서 절연층 절연저항은 양호상태인지, 경주의 상태인지 아니면 어떤 상태에 있는지에 판단하는 데에 어려움을 겪어 왔고, 그리고 방식층 절연저항은 양호한지 불량한지 아니면 어떤 상태에 있는 지에 판단하는 데에 어려움을 겪어 왔고, 또한 케이블의 부분방전상태를 알 수 있는 누설전류 편차도 양호한지 주의영역인지 아니면 어떤 상태에 있는 지에 판단하는 데에 어려움을 겪어 왔다.

또한 F15케이블이 종합적으로 3종류의 절연상태 중 어느 절연상태 또는 부분방전 상태를 먼저 점검 확인해야 하는 지에 판단할 수 있는 데이터를 이용한 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치 및 그 방법에 관한 발명이 요망된다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 절연층 절연저항치, 방식층 절연저항치, 누설전류의 편차값의 항목별 점수의 합계를 계산하여 계산된 항목별 점수를 사용하여 케이블의 절연상태 및 부분방전 상태를 판정하는 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결 수단으로서, 본 발명의 제1 관점으로, 활선상태에서 상용교류전압 계통 모선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩 인가하거나 또는 케이블 차폐접지선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩 인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 중첩 인가된 신호전압에 해당하는 성분의 누설전류를 측정하여 케이블의 상태를 감시하는 장치에 있어서, 상기의 케이블 차폐접지선에 흐르는 누설전류를 측정하는 절연측정부와, 상기의 절연측정부에서 측정된 누설전류를 사용하여 절연층 및 방식층의 절연저항치와 누설전류의 편차를 계산하는 절연계산부와, 상기의 절연계산부에서 계산된 절연층 및 방식층의 절연저항치와 누설전류의 편차값등의 데이터를 저장하는 데이터저장부와, 상기의 데이터저장부에 저장된 절연층 절연저항치 또는 방식층 절연저항치 또는 누설전류의 편차값의 항목별로 점수의 합계를 계산하거나, 또는 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류 편차값의 항목별로 점수의 합계를 계산하는 점수계산부와, 상기의 점수계산부에서 계산된 절연층 절연저항치 또는 방식층 절연저항치 또는 누설전류의 편차값의 항목별로 점수를 사용하거나, 또는 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류 편차값의 항목별로 점수를 사용하여 케이블의 절연상태를 판정하는 상태판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치가 제시된다.

또한, 본 발명의 제2 관점으로, 상기 제1 관점의 발명에서, 상기의 데이터저장부에 저장된 절연층 절연저항치의 점수 합계를 계산하는 점수계산부와, 상기의 점수계산부에서 계산된 절연층 절연저항치의 점수를 사용하여 케이블의 절연상태를 판정하는 상태판정부를 포함하는 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치가 제시된다.

또한, 본 발명의 제3 관점으로, 상기 제1 관점의 발명에서, 상기의 데이터저장부에 저장된 방식층 절연저항치의 점수합계를 계산하는 점수계산부와, 상기의 점수계산부에서 계산된 방식층 절연저항치의 점수를 사용하여 케이블의 절연상태를 판정하는 상태판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치가 제시된다.

또한, 본 발명의 제4 관점으로, 상기의 데이터저장부에 저장된 누설전류의 편차값의 점수 합계를 계산하는 점수계산부와, 상기의 점수계산부에서 계산된 누설전류의 편차값의 점수를 사용하여 케이블의 절연상태를 판정하는 상태판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치가 제시된다.

또한, 본 발명의 제5 관점으로, 상기의 데이터저장부에 저장된 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류 편차값등의 항목별로 점수의 합계를 계산하는 점수계산부와, 상기의 점수계산부에서 계산된 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류 편차값의 항목별로 점수 합계 중에서 점수합계가 큰 가장 큰 항목으로 절연상태를 판정하는 상태판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치가 제시된다.

또한, 본 발명의 제6 관점으로, 활선상태에서 상용교류전압 계통 모선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩 인가하거나 또는 케이블 차폐접지선에 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압을 중첩 인가하여 케이블 차폐접지선과 대지접지간에 흐르는 중첩 인가된 신호전압에 해당하는 성분의 누설전류를 측정하여 케이블의 상태를 감시하는 방법에 있어서, (a) 상기의 케이블 차폐접지선에 흐르는 누설전류를 측정하여 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류 편차값을 계산하고 저장하는 단계; (b) 상기의 계산되어 저장된 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류 편차값을 미리 설정된 기준값을 사용하여 항목별과 측정일별로 점수를 계산하여 누적점수합계를 계산하는 단계; (c) 상기의 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류편차값의 누적점수합계값을 사용하여 케이블의 절연상태를 종합 판단하는 단계를 포함하는 활선상태에서의 케이블 상태 감시방법이 제시된다.

또한, 본 발명의 제7 관점으로, 상기 제6 관점의 활선상태에서의 케이블 상태 감시방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체가 제시된다.

본 발명에 의하면, 절연층 절연저항치, 방식층 절연저항치, 누설전류의 편차값의 항목별 점수의 합계를 계산하여 계산된 항목별 점수를 사용하여 케이블 절연상태를 판정함으로써, 케이블에서 절연층, 방식층 및 누설전류 편차의 3종류 상태를 정확하고 빠르게 판정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 케이블의 절연상태를 감시하는 방법 중 하나인 신호전압중첩법을 설명하기 위한 개략적인 측정회로도이다.
도 2는 종래의 절연감시장치의 개략적인 블록구성도이다.
도 3은 종래의 절연감시장치를 이용하여 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 종래의 절연감시장치의 측정 절연저항치를 나타내는 표시도이다.
도 5는 종래의 절연감시장치의 하나의 케이블에 대해 측정한 데이터를 표시하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 종래의 절연감시장치의 하나의 케이블에 대해 측정한 데이터를 나타내는 표시도이다.
도 7은 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치의 실시예에 관한 개략적 블록구성도이다.
도 8은 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시방법의 제4 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시방법의 제5 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다..
도 13은 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치의 점수 계산한 값을 나타내는 표시도이다.
도 14는 종래 및 본 발명의 감시장치의 각 측정 항목별 판정기준의 표시도이다.
도 15는 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치의 점수계산할 때 사용하는 측정 항목별 단위점수를 나타내는 표시도이다.
도 16은 본 발명의 활선상태에서의 케이블 상태 감시장치의 누적합계점수에 따른 상수(K)값을 나타내는 표시도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예의 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 활선상태에서의 절연상태 감시장치의 실시예에 관한 개략적 블록구성도이다. 이하의 설명에서 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니며, 또한 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략된 경우도 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 종래기술에서 설명한 구성은 중복설명을 생략할 수도 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 활선상태에서의 절연상태 감시장치는, 차폐접지선(10)에서 대지접지(11)로 흐르는 누설전류에는 상기 도 1의 케이블이 연결된 계통모선 또는 케이블 차폐접지선(10)에 중첩 인가하는 상용주파수와 다른 성분(직류도 포함)의 신호전압(3)성분에 해당하는 누설전류성분과 상용주파수성분의 누설전류성분이 함께 흐르고 있고, 절연측정부(510)에서는 상기의 누설전류성분을 증폭하고 상기의 신호전압(3)성분에 해당하는 누설전류성분만 필터링 및 디지털성분으로 변환하는 기능을 가진다.

상기의 절연측정부(510)에서 출력된 디지털성분의 누설전류를 제어처리부(530)를 통하여 각종 데이터를 입력하거나 각종 신호를 입출력하는 기능을 가진 I/O입출력부(540)와, 각종 데이터 및 흐름을 저장하는 데이터저장부(545)와, 각종 데이터를 표시하는 데이터표시부(550)와, 상기의 절연측정부(510)에서 측정된 누설전류를 이용하여 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류편차값을 계산하는 기능을 가진 절연계산부(555)와, 상기의 데이터저장부(545)에서 저장된 절연층 절연저항치, 또는 방식층 절연저항치 또는 누설전류편차값의 측정일별로 점수계산과 누적점수합계를 계산하는 점수계산부(560)과, 상기의 점수계산부(560)에서 계산된 절연층 절연저항치의 누적점수합계 또는 방식층 절연저항치의 누적점수합계 또는 누설전류편차값의 누적점수합계 또는 상기의 3종류의 누적점수합계를 사용하여 케이블의 상태를 판정하는 상태판정부(570)로 구성되어 있다.

도 8은 본 발명의 활선상태에서의 절연상태 감시방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 활선상태에서의 절연상태 감시장치에서 케이블의 절연층 절연저항치, 방식층 절연저항치, 누설전류편차값등의 각 항목별로 절연상태의 판정을 위한 흐름도이다. 상기의 데이터저장부(545)에 저장된 예를 들어, 절연층 절연저항치 또는 방식층 절연저항치 또는 누설전류편차값, 또는 절연층 절연저항치와 방식층 절연저항치와 누설전류편차값과 측정일과 기타 미리 설정된 데이터등의 데이터를 읽는 데이터 독출단계(S300)와; 상기 읽어 온 데이터를 사용하여 점수를 계산한 후 누적 점수합계를 계산하는 점수계산단계(S310)와; 상기 계산된 값을 이용하여 절연층 절연저항에 대한 상태판정, 방식층 절연저항에 대한 상태판정, 누설전류 편차에 대한 상태판정 및 절연층과 방식층의 절연저항 및 누설전류편차에 대한 종합적으로 상태판정을 수행하기 위한 상태판정단계(S320)을 포함하는 구성이다.

상기 점수계산단계(S310)에서는, 상기의 데이터 독출단계(S300)에서 읽은 각 측정 항목별 1개의 데이터 또는 측정 항목 3개의 데이터에서 도 13에 도시된 바와 같이 2012년 6월 30일부터 2012년 6월 1일까지 1개월간 측정일별과 각 항목별로 도 15에 도시한 바와 같은 항목별 단위 점수와 같은 데이터를 사용하여 점수를 계산한 후에 누적 점수합계를 계산한다.

상기 상태판정단계(S320)에서는, 상기 절연층 절연저항에 대한 상태판정은 후술하는 도 9에 도시한 바와 같은 단계로 수행하고, 상기 방식층 절연저항에 대한 상태판정은 후술하는 도 10에 도시한 바와 같은 단계로 수행하고, 상기 누설전류 편차에 대한 상태판정은 후술하는 도 11에 도시한 바와 같은 단계로 수행하고, 상기 절연층과 방식층의 절연저항 및 누설전류편차에 대한 종합적인 상태판정은 후술하는 도 12에 도시한 바와 같은 단계로 수행한다.

도 9는 본 발명의 활선상태에서의 절연상태 감시방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 제2 실시예는 절연층 절연저항치를 사용하여 절연상태를 판정하는 방법에 관한 것이다.

참고로, 도 9 내지 도 11의 실시 예에 있어 상수(K)의 값에 대한 것은 도 16의 실시 예와 같은 값을 사용한다. 도 16에서는 30개의 데이터를 사용하는 경우의 상수(K)의 값이지만, 10일의 데이터 즉 10개의 데이터를 사용하는 경우에는 상수(K)의 값은 1/3만큼 비율적으로 계산된 값(소숫점 이하의 값은 제외)을 본 실시 예에서는 사용할 수 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 데이터저장부에 저장된 절연층 절연저항치의 데이터를 읽어오는 절연층데이터 독출단계(S610)와; 읽어 온 절연층데이터를 항목별 단위 점수를 사용하여 측정일별로 점수를 계산하고 합계점수를 계산하는 절연층점수계산단계(S620)와; 계산된 절연층합계점수(SRI)를 이용하여 절연층의 절연상태를 판정하는 상태판정단계(S630)~(S660)를 포함하는 구성이다.

상기 절연층점수계산단계(S620)는, 상기 절연층데이터 독출단계(S610)에서 읽어 온 측정일별 절연층 절연저항 측정치에서 후술하는 도 15에 도시한 바와 같은 항목별 단위 점수를 사용하여 측정일별로 점수를 계산하고, 후술하는 도 13에 도시한 바와 같이 측정일별로 절연층의 점수를 계산한 후 합계점수를 계산한다. 예를 들어, 도 6에서 2012년 6월 30일의 절연층 측정치가 3,050Mohm이고, 도 15에서 절연층이 3,000Mohm이상의 단위점수는 0이므로 도 13에서 2012년 6월 30일의 절연층의 점수는 0이고, 이전 측정일인 2012년 6월 29일의 절연층 측정치는 2,850Mohm이고, 도 15에서 절연층이 300Mohm~3,000Mohm미만 범위에서는 단위점수는 1이므로, 도 13에서 2012년 6월 29일의 절연층의 점수는 1이고, 다음에 이전 측정일 6월 28일부터 6월 1일까지 절연층의 점수를 계산하면 도 13에 도시한 바와 같이 측정일별로 점수가 계산한 후, 2012년 6월 30일~2012년 6월 1일의 절연층의 합계점수(SRI)는 도 13에 도시한 바와 같이 11점이 계산되어 진다. 여기서 본 발명의 실시 예에서는 1개월간(30일)의 데이터를 사용하고 있지만 반드시 1개월간을 한정하는 것은 아니고 10일, 20일, 60일 등 다양한 기간의 데이터를 사용할 수 있다.

상기 상태판정단계(S630)~(S660)는, 상기 절연층점수계산단계(S620)에서 계산되어진 절연층의 합계점수(SRI)를 사용하여 절연층의 합계점수에 따른 절연층의 절연상태를 판정하게 된다. 도 9의 S630~S650의 상수 KI1, KI2 및 KI3에 대한 값의 예는 도 16에 도시되어 있다. 절연층의 합계점수(SRI)와 상수 KI1의 크기를 비교 하는 제1 비교단계(S630)와; 상기 제1 비교단계(S630)의 결과 절연층의 합계점수(SRI)가 상수 KI1보다 크면 절연층의 절연상태가 엄중 열화로 판정하는 단계(S635)와; 상기 제1 비교단계(S630)의 결과 절연층의 합계점수(SRI)가 상수 KI1보다 작으면, 상기 절연층의 합계점수(SRI)와 상수 KI2의 크기를 비교하는 제2 비교단계(S640)와; 상기 제2 비교단계(S640)의 결과 절연층의 합계점수(SRI)가 상수 KI2보다 크면 절연층의 절연상태가 중 열화로 판정하는 단계(S645)와; 상기 제2 비교단계(S640)의 결과 절연층의 합계점수(SRI)가 상수 KI2보다 작으면, 상기 절연층의 합계점수(SRI)와 상수 KI3의 크기를 비교하는 제3 비교단계(S650)와; 상기 제3 비교단계(S650)의 결과 절연층의 합계점수(SRI)가 상수 KI3보다 크면 절연층의 절연상태가 경 열화로 판정하는 단계(S655)와; 상기 제3 비교단계(S650)의 결과 절연층의 합계점수(SRI)가 상수 KI3보다 작으면 절연층의 절연상태를 양호로 판정하는 단계(S660)로 구성된다.

상기 제1 비교단계에서 상기 절연층의 합계점수(SRI)와 비교되는 상기 상수 KI1는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 120이다.

또한, 상기 제2 비교단계에서 상기 절연층의 합계점수(SRI)와 비교되는 상기 상수 KI2는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 60이다.

또한, 상기 제3 비교단계에서 상기 절연층의 합계점수(SRI)와 비교되는 상기 상수 KI3는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 15이다.

도 10은 본 발명의 활선상태에서의 절연상태 감시방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 제3 실시예는 방식층 절연저항치를 사용하여 절연상태를 판정하는 방법에 관한 것이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 데이터저장부에 저장된 방식층 절연저항치의 데이터를 읽어오는 방식층데이터 독출단계(S710)와; 읽어 온 방식층데이터를 항목별 단위 점수를 사용하여 측정일별로 점수를 계산하고 합계점수를 계산하는 방식층점수계산단계(S720)와; 계산된 방식층의 합계점수(SRS)를 이용하여 방식층의 절연상태를 판정하는 상태판정단계(S730)~(S760)를 포함하는 구성이다.

상기 방식층점수계산단계(S720)는, 상기 방식층데이터 독출단계(S710)에서 읽어 온 측정일별 방식층 절연저항 측정치에서 후술하는 도 15에 도시한 바와 같은 항목별 단위 점수를 사용하여 측정일별로 점수를 계산하고, 후술하는 도 13에 도시한 바와 같이 측정일별로 방식층의 점수를 계산한 후 합계점수를 계산한다.

예를 들어, 도 6에서 2012년 6월 30일의 방식층 측정치가 890Kohm이고, 도 15에서 방식층이 100Kohm~1,000Kohm미만의 단위점수는 1이므로, 도 13의 예에서 2012년 6월 30일의 방식층의 점수는 1이고, 이전 측정일인 2012년 6월29일부터 6월26일까지는 방식층의 단위점수는 0이고, 다음에 2012년 6월 25일의 방식층 측정치는 1,010Kohm이고, 도 15에서 방식층이 1,000Kohm이상의 단위점수는 0이므로, 도 13의 예에서 2012년 6월 25일의 방식층의 점수는 1이고, 다음에 6월 1일까지 방식층의 점수를 계산하면 도 13의 예와 같이 측정일별로 점수가 계산한 후, 2012년 6월 30일~2012년 6월 1일의 방식층의 합계점수(SRS)는 도 13의 예와 같이 13점으로 계산된다.

여기서 본 발명의 실시 예에서는 1개월간(30일)의 데이터를 사용하고 있지만 반드시 1개월간을 한정하는 것은 아니고 10일, 20일, 60일 등 다양한 기간의 데이터를 사용할 수 있다.

상기 상태판정단계(S730)~(S760)는, 상기 방식층점수계산단계(S720)에서 계산되어진 방식층의 합계점수(SRS)를 사용하여 방식층의 합계점수에 따른 방식층의 절연상태를 판정하게 된다. 도 10의 S730~S750의 상수 KS1, KS2 및 KS3에 대한 값의 예는 도 16에 도시되어 있다. 방식층의 합계점수(SRS)와 상수 KS1의 크기를 비교 하는 제1 비교단계(S730)와; 상기 제1 비교단계(S730)의 결과 방식층의 합계점수(SRS)가 상수 KS1보다 크면 방식층의 절연상태가 엄중 불량으로 판정하는 단계(S735)와; 상기 제1 비교단계(S730)의 결과 방식층의 합계점수(SRS)가 상수 KS1보다 작으면, 상기 방식층의 합계점수(SRS)와 상수 KS2의 크기를 비교하는 제2 비교단계(S740)와; 상기 제2 비교단계(S740)의 결과 방식층의 합계점수(SRS)가 상수 KS2보다 크면 방식층의 절연상태가 중 불량으로 판정하는 단계(S745)와; 상기 제2 비교단계(S740)의 결과 방식층의 합계점수(SRS)가 상수 KS2보다 작으면, 상기 방식층의 합계점수(SRS)와 상수 KS3의 크기를 비교하는 제3 비교단계(S750)와; 상기 제3 비교단계(S750)의 결과 방식층의 합계점수(SRS)가 상수 KS3보다 크면 방식층의 절연상태가 경 불량으로 판정하는 단계(S755)와; 상기 제3 비교단계(S750)의 결과 방식층의 합계점수(SRS)가 상수 KS3보다 작으면 방식층의 절연상태를 양호로 판정하는 단계(S760)로 구성된다.

상기 제1 비교단계에서 상기 방식층의 합계점수(SRS)와 비교되는 상기 상수 KS1는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 120이다.

또한, 상기 제2 비교단계에서 상기 방식층의 합계점수(SRS)와 비교되는 상기 상수 KS2는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 60이다.

또한, 상기 제3 비교단계에서 상기 방식층의 합계점수(SRS)와 비교되는 상기 상수 KS3는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 15이다.

도 11은 본 발명의 활선상태에서의 절연상태 감시방법의 제4 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 제4 실시예는 누설전류 편차값을 사용하여 절연상태를 판정하는 방법에 관한 것이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 데이터저장부에 저장된 누설전류 편차값의 데이터를 읽어오는 누설전류편차데이터 독출단계(S810)와; 읽어 온 누설전류편차데이터를 항목별 단위 점수를 사용하여 측정일별로 점수를 계산하고 합계점수를 계산하는 누설전류편차점수계산단계(S820)와; 계산된 누설전류편차의 합계점수(SRD)를 이용하여 케이블의 부분방전 상태에 대한 절연상태를 판정하는 상태판정단계(S830)~(S860)를 포함하는 구성이다.

상기 누설전류편차점수계산단계(S820)는, 상기 누설전류편차데이터 독출단계(S810)에서 읽어 온 측정일별 누설전류편차 측정치에서 후술하는 도 15에 도시한 바와 같은 항목별 단위 점수를 사용하여 측정일별로 점수를 계산하고, 후술하는 도 13에 도시한 바와 같이 측정일별로 누설전류편차의 점수를 계산한 후 합계점수를 계산한다. 예를 들어 도 6에서 2012년 6월 30일의 누설전류편차 측정치가 7.6이고, 도 15에서 누설전류편차가 5.0초과의 단위점수는 10이므로 도 13의 예에서 2012년 6월 30일의 누설전류편차의 점수는 10이고, 이전 측정일인 2012년 6월29일의 누설전류편차 측정치가 4.9이고, 도 15에서 누설전류편차가 1.0초과~5.0미만의 단위점수는 3이므로, 도 13의 예에서 2012년 6월 29일의 누설전류편차의 점수는 3이고, 다음에 6월 1일까지 누설전류편차의 점수를 계산하면 도 13의 예와 같이 측정일별로 점수가 계산한 후, 2012년 6월 30일~2012년 6월 1일의 누설전류편차의 합계점수(SRD)는 도 13의 예와 같이 108점이 계산된다.

여기서 본 발명의 실시 예에서는 1개월간(30일)의 데이터를 사용하고 있지만 반드시 1개월간을 한정하는 것은 아니고 10일, 20일, 60일 등 다양한 기간의 데이터를 사용할 수 있다. 또한, 상기에서 설명한 도 15의 예에서 항목별 측정치의 범위 및 점수와 측정치의 범위의 갯수는 변경될 수 있다. 그리고 도 16의 실시 예의 항목별 상수(K)의 값도 측정치 항목별로 달리할 수 있고, 또한, 상수(K)의 값도 달리 할 수 있다.

상기 상태판정단계(S830)~(S860)는, 상기 누설전류편차점수계산(S820)에서 계산된 누설전류편차의 합계점수(SRD)를 사용하여 누설전류편차의 합계점수에 따른 케이블시스템에 있어 단말 및 직선접속재 등의 부분방전상태를 판정한다.

도 11의 S830, S840 및 S850의 상수 KD1, KD2 및 KD3에 대한 값의 예는 도 16에 도시되어 있다.

누설전류편차의 합계점수(SRS)와 상수 KSD의 크기를 비교 하는 제1 비교단계(S830)와; 상기 제1 비교단계(S830)의 결과 누설전류편차의 합계점수(SRD)가 상수 KD1보다 크면 부분방전을 엄중 주의로 판정하는 단계(S835)와; 상기 제1 비교단계(S830)의 결과 방식층의 합계점수(SRD)가 상수 KD1보다 작으면, 상기 누설전류편차의 합계점수(SRD)와 상수 KD2의 크기를 비교하는 제2 비교단계(S840)와; 상기 제2 비교단계(S840)의 결과 누설전류편차의 합계점수(SRD)가 상수 KD2보다 크면 부분방전을 중 주의로 판정하는 단계(S845)와; 상기 제2 비교단계(S840)의 결과 누설전류편차의 합계점수(SRD)가 상수 KD2보다 작으면, 상기 누설전류편차의 합계점수(SRD)와 상수 KD3의 크기를 비교하는 제3 비교단계(S850)와; 상기 제3 비교단계(S850)의 결과 누설전류편차의 합계점수(SRD)가 상수 KD3보다 크면 부분방전을 경 주의로 판정하는 단계(S855)와; 상기 제3 비교단계(S850)의 결과 누설전류편차의 합계점수(SRD)가 상수 KD3보다 작으면 부분방전을 양호로 판정하는 단계(S860)로 구성된다.

상기 제1 비교단계에서 상기 방식층의 합계점수(SRD)와 비교되는 상기 상수 KD1는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 120이다.

또한, 상기 제2 비교단계에서 상기 방식층의 합계점수(SRD)와 비교되는 상기 상수 KD2는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 60이다.

또한, 상기 제3 비교단계에서 상기 방식층의 합계점수(SRD)와 비교되는 상기 상수 KD3는 본 발명의 실시예에서는 30개의 데이터 사용시에는 15이다.

도 12는 본 발명의 활선상태에서의 절연상태 감시방법의 제5 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 제5 실시예는 절연층 절연저항과 방식층 절연저항과 누설전류 편차값을 이용하여 케이블의 절연상태를 종합적으로 판정하는 구성이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 상기의 데이터저장부에 저장된 도 6의 예와 같이 저장된 절연층 절연저항과 방식층 절연저항과 누설전류편차값의 데이터를 읽어 들이는 데이터독출단계(S400)와; 읽어 들인 데이터에서 측정일별로 절연층 절연저항측정치에 대한 점수를 계산하여 합계점수를 계산하는 절연층점수계산단계(S410)와; 상기 계산된 절연층의 합계점수(SRI)를 사용하여 절연층에 대한 절연상태의 판정을 임시적으로 판단하는 절연층상태판정단계(S420)와; 상기 읽어 들인 데이터에서 측정일별로 방식층 절연저항측정치에 대한 점수를 계산하여 합계점수를 계산하는 방식층점수계산단계(S430)와; 계산된 방식층의 합계점수(SRS)를 사용하여 방식층에 대한 절연상태의 판정을 임시적으로 판단하는 방식층상태판정단계(S440)와; 상기 읽어 들인 데이터에서 측정일별로 누설전류편차 측정치에 대한 점수를 계산하여 합계점수를 계산하는 누설전류편차점수계산단계(S450)와; 계산된 누설전류편차의 합계점수(SRD)를 사용하여 누설전류편차에 대한 부분방전 상태의 판정을 임시적으로 판단하는 누설전류편차판정단계(S460)와; 절연층의 합계점수(SRI)와 방식층의 합계점수(SRS)와 누설전류편차의 합계점수(SRD)중 가장 큰 값의 측정 항목의 절연상태를 판정하는 종합상태판정단계(S470)를 포함하는 구성이다,

도 13은 상기 도 12의 실시예의 각각의 점수 및 점수 합계의 예를 나타낸 표시도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 절연층의 합계점수(SRI)가 11이고 절연층의 절연상태의 판정은 양호상태이다. 또한, 방식층의 합계점수(SRS)가 13이고 방식층의 절연상태의 판정은 양호상태이다. 또한, 누설전류편차의 합계점수(SRD)는 108이고 누설전류편차 판정은 부분방전 중주의 상태이다.

SRI와 SRS와 SRD중 가장 큰 값의 항목은 누설전류편차의 합계점수(SRD)이므로, 본 발명의 실시예의 F15케이블의 절연상태를 종합적으로 판단하면 케이블시스템에 있어 부분방전이 중주의 상태로 판단하고 케이블 관리자에게 F15 케이블의 절연상태는 부분방전 중주의 상태라고 메시지를 줄 수 있다. 또한 부분방전이 확률적으로 많이 발생하는 단말접속재나 직선접속재를 점검하라고 메시지를 케이블관리자에게 추가적인 메시지를 줄 수 있다. 따라서 케이블 관리자는 종합적으로 케이블의 절연상태를 판단할 수 있는 것과 케이블에서 점검 또는 조치사항을 용이하게 알 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 12에서는 각 측정 항목별로 판정 예를 들면 절연층상태판정단계(S420), 방식층상태판정단계(S440)와 누설전류편차상태판정단계(S460)을 실시하고 있으나, 상기와 같이 각 측정 항목별로 판정을 실시하지 않고, 각 측정 항목별로 점수 계산 예를 들면 절연층점수계산단계(S410), 방식층점수계산단계(S430)와 누설전류편차점수계산단계(S450)를 수행한 후 종합상태판정단계(S470)에서 각 측정 항목별로 계산한 점수 중 가장 큰 측정 항목의 점수에 해당하는 절연상태를 종합적으로 절연상태를 판정할 수 있다.

?본 발명의 실시 예는 예를 들어 설명하고 있지만, 반드시 상기의 실시 예의 값으로 한정되는 것은 아니다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 다양한 실시예 중 일부에 지나지 않는다. 본 발명의 케이블의 절연층 절연저항치, 방식층 절연저항치 및 누설전류편차값의 각각에 대한 점수계산(예를 들면, 절연계산부에 포함시킬 수도 있음), 판정 및 종합적인 판정을 통해 절연상태를 판정하는 기술적 사상에 포함되는 다양한 실시예가 본 발명의 보호범위에 포함되는 것은 당연하다.

1: 변압기???????????????? 2: 동도체
3: 신호전압?????????????? 4: 교류접지계
5: 절연층???????????????? 6: 절연층절연저항(RI)
7: 동테이프?????????????? 8: 방식층절연저항(RS)
9: 쉬스(sheath)?????????? 10: 차폐접지선
500: 절연감시장치
510: 절연측정부?????????? 530: 제어처리부
540: I/O입출력부????????? 545: 데이터저장부
550: 데이터표시부???