UHF 및 AE 를 이용한 부분방전 측정 장 · 단점 분석

1. UHF 및 AE를 이용한 부분방전 측정 장·단점 분석

2. 1. PD 측정 센서 특성 비교 (UHF & AE)

3. 전자파란? 주기적으로 그 세기가 변하는 전자기장이 공간을 통해 전파해 가는 현상이다.전기의 사용으로 발생하는 에너지의 형태로써 전계(電界)와 자계(磁界)의 합성파입니다. 전하(電荷)가 급속하게 진동하거나 전류가 진동적으로 변화할 때 생기며, 그 통로에 해당되는 공간에 전기적 작용을 미치면서 빛과 같은 속도(진공 중에서는 매초 약 30만km)로 전파된다 또한 전자파는 전력기기에서 부분방전이 발생할 때 주파수대역이 0~3000GHz까지 발생한다. 전자파는 주파수가 높은 순서대로 분류하여 감마선(gamma ray),x선, 자외선, 가시광선(빛), 적외선, 전파(초고주파,고주파,저주파,극 저주파)등이 있습니다. 파의 성질로 보면 전기장과 자기장이 동반하여 파가 진행하는 방향에 대해 수직으로 진동하는 전기적 횡파이다

4. 초음파란? 초음파란 음향진동의 일종으로, 본질적으로는 가청범위의 음파와 성질이 같으나, 주파수가 높고 따라서 파장이 짧기 때문에 상당히 강한 진동이 생기므로 보통의 소리에서는 볼 수 없는 성질도 나타낸다. 예를 들어 그 진로가 방향성을 가지면서 짧은 펄스(pulse)가 나오게 되며, 전력기기에서 부분방전이 발생하면 이와 같은 Pulse성 초음파를 발생시킨다. 물질에 의한 흡수정도나 물질 중에서의 전파속도의 차이를 측정하여 구조물 내의 손상을 찾아내는데도 사용한다. 음파는 각각의 매질에 특유한 전파속도가 있으며(이를 이용하여 부분방전의 발생위치를 알 수 있다),반사,간섭,회절 등 파동으로서의 모든 성질을 지니고 있다. 초음파에는 상한 주파수의 규제는 특별히 없고 현재의 과학 기술에서는 수 [GHz] 정도의 초음파를 발생시키는 것도 가능하다. 또한 상한 주파수에 관해서는 전자기파의 마이크로파 통신 기술이 있으므로 이 이상의 고주파 발진도 가능하다. 그러나 현재의 전기 에너지를 음향 에너지로 변화시키는 트랜스듀서(Transducer)의 주파수 특성은 이것을 따라올 수 없다. 따라서 그 주파수는 한정된다.

5. 주파수대역이란? UHF(ultra high frequency) 주파수는 300~3,000 MHz 파장은 1~0.1 m이며, 데시미터파라고도 한다. 이 주파수대에서는 전파가 전파될 때의 손실이나 증폭발진(增幅發振) 등의 어려움이 갑자기 커져서, 송수신에 고도의 기술이 필요하다. 300MHz 이상의 전자파를 측정대상 주파수 영역으로 선정할 경우 노이즈 처리면에서 유리하다. 그러나 주파수 대역을 높일수록 전파에 따른 손실이 커지고, 통신주파수대역도 고려하여야 하므로 일반적으로 300(500) ~1,500MHz 대역을 선정하고 있다.

6. 초음파 센서 이용 시 장단점

7. UHF 센서 이용 시 장단점

8. 결 론 UHF센서와 초음파센서를 적용하는 경우 각각의 장단점이 있으므로, 설치현장의 조건을 우선적으로 고려하여 결정할 필요가 있음. 또한 CIGRE 에서도 UHF 및 AE기법 2가지를 동시에 권고하고 있음. 1)UHF기법의 경우 내장형 센서를 적용하여 검출감도를 높임으로서 설치개소를 줄일 필요가 있음. 2)UHF기법의 경우는 일반적으로 On-line방식으로 구성이 유리. 3)초음파기법의 경우는 설치의 용이성 등에 의해 Off-line방식이 많음. 4)일반적으로 Spacer등이 많이 설치된 GIS의 경우는 UHF기법이 유리 함. 5)센서를 설치하기 곤란한 경우는 초음파기법을 적용하는 것이 유리 6)설치현장이 긴 관로(GIB/P)가 많은 경우 발생위치 추적을 위한 초음파기법을 적용하는 것이 유리함.

9. UHF PD 센서 <외장형 Hole-type PD 센서> <결함 검출 결과 파형> <내장형 PD 센서>

10. AE PD 센서 <AE PD 센서> <결함 검출 결과 파형>

11. UHF & AE 통합 안