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(주)피에스디테크1. 신기술의 내용 및 범위가. 개발 배경(1) 개발 동기고전압 전력기기의 열화 또는 고장의 징후로서 방전현상이 발생하는데 이러한 현상을 조기에 검출, 측정하고 진단할 필요성이 있다. 특히 고전압 전력기기는 국가 기간산업뿐 아니라, 민수용에서도 매우 중요한 시설로 취급되며 전력기기의 사고는 인명의 피해, 전력 시설의 직접적 손실과 함께 정보통신망에도 영향을 미치는 국가적으로도 중차대한 사안이다.이러한 전력기기 사고의 대부분은 고전압 전력기기의 열화와 고장에 기인한 것으로 이런 현상을 추적하고 진단하는 것은 매우 중요한 일이지만 활선상태에서 이상을 진단할 수 있는 장치가 없다는 것이 문제이다.이 장치는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 방전현상에 따라 방사되는 전자파 측정에 의해 고전압 전력기기의 이상을 진단하기 위한 것이며 본 제품은 이격된 거리에서의 측정을 전제로 하므로 비접촉의 원격측정을 가능케 한다.또한 측정 방법으로 볼 때 종래의 고주파 스펙트럼 강도 측정보다는 더욱 진보된 방사전파 도착시간의 통계적 처리 방법을 개발하였고 이를 기초로 하여 진단하게 되므로 방사전자파의 측정으로 전력기기의 이상 정도를 정량화할 수 있어 신뢰성의 측면에서도 장점을 가지고 있다.(2) 제품의 기능- 폐쇄배전반 내의 전력기기의 접촉불량, 절연물의 절연내력 저하로 인한 부분방전시 발생하는 전자파를 수신하며 폐쇄배전반 내 이상유무를 판정- 안테나 센서를 배전반내에 설치하여 절연열화상태 및 접촉 불량상태를 활선상태에서 감시- 수신주파수 대역을 400~800MHz로 하여 상용주파 또는 노이즈가 많은 부분을 피하여 사용- 광대역 부분방전신호를 RF수신부, 필터부를 거쳐 증폭처리하며 고속의 연산 수행- 방전 펄스수를 본체에서 측정(3) 제품의 용도발·변전소 및 대형공장등에 설치되어 있는 폐쇄배전반내의 변압기, 케이블, 차단기, PT, CT, 피뢰기 등의 각종 전력기기의 접촉불량, 절연물의 절연내력 저하 등으로 인한 국부적 방전현상(부분방전)이 발생하고 이것이 점진적 열화상태로 진행되어 전력 공급 시스템에 치명적인 영향을 미치게 된다. 이러한 사고를 미연에 방지하기 위해 부분방전시 발생되는 전자파를 전용안테나로 수신하여 본체에서 그 방전 펄스를 측정, 이상유무를 활선상태(온라인 상태)에서 진단하는 제품이다.(4) 개발 연혁- 2000. 06: 부분방전 검출장치 개발 착수- 2001. 06: 전력기기 부분방전 검출 장치 특허출원(2001-0032599)2002. 10.24 특허등록- 2001. 09:1차제품 V1.0 개발 완료 (주파수 대역 30MHz)폐쇄배전반 절연 열화감시장치 KT 인증 취득- 2004. 02:2차제품 V2.0 상품화 완료 (주파수 대역 400~800MHz)(5) 국내외 유사 경쟁품과의 성능 비교(6) 제품의 사진나. 신청기술의 내용(1) 개요발·변전소 및 대형공장 등에 설치되어 있는 폐쇄배전반(MCSG)내에는 변압기, 케이블, 차단기, PT, CT, 피뢰기 등의 각종 전력기기가 내장되어 있습니다. 이런 폐쇄배전반 내에서 접촉불량, 절연물의 절연내력 저하 등으로 인해 발생되는 국부적 방전현상(부분방전)은 사고로 이어져 전력공급 시스템에 치명적인 영향을 미치게 됩니다. 이러한 사고를 미연에 방지하기 위해 부분방전시 발생하는 전자파를 수신하여, 폐쇄배전반내의 이상 유·무를 활선에서 온라인으로 감지 및 진단하는 장비로 실시간 측정을 통한 전력기기 열화추이 관리로 사고예측 및 예방보전에 용이한 장점을 가지고 있습니다.(2) 원리폐쇄배전반(MCSG) 내부 각종 전력설비 절연이상시 발생되는 부분방전을 안테나센서를 이용 미세 전자파를 측정하여, 절연열화상태 및 접속불량상태를 활선상태에서 감시한다. 폐쇄배전반내의 전력설비에 국부적 열화, 접속상태 불량 등에 의해 부분방전이 발생하면 광대역의 전자파가 기중을 통하여 전파되는데, 이때 발생된 전자파를 초광대역(Ultra High Frequency) 안테나 센서를 이용하여 검출한다. 부분방전 신호는 폐쇄배전반내 전력설비에 국부적으로 분포하는 전하를 갖는 전자기적 펄스로서, 폐쇄배전반내부 자유공간에서 전파를 하게 되며, 이를 원격에서 온라인으로 감시하는 장치이다.(3) 특징· 정전 후 육안점검에 의지하는 기존 점검방식이 아닌 활선상태에서 실시간 감시· 배전반 별로 열화 및 이상 상태 검출 및 통보(다양한 통신방식)기능· 설치 및 시공이 용이하여 기존 배전반에서 즉시 적용이 가능· 초광대역 전자파 수신기능 - 수신 주파수 대역 : 400 ~ 800MHz - 부분방전시 발생하는 초광대역 전자파를 안테나로 수신하여 설비 이상 여부 진단· 측정기능 - 광대역 부분방전 신호를 RF수신부, Filter부를 거쳐 증폭 처리하며 고속의 연산 수행다. 신기술의 범위(1) 폐쇄 배전반 열화시 발생되는 부분방전의 전자파를 초광대역(UHF) 센서를 이용하여 검출하고 온라인 상태에서 분석, 진단 할 수 있는 것을 특징으로 함.(2) 무정전 상태에서 온라인으로 안전하게 폐쇄 배전반내 전력기기의 부분방전상태를 감시, 절연 추이 분석 및 수명 예측 기능을 특징으로 함.(3) 기존에 사용되고 있는 방송, 무선주파수 사용대역과 관계가 적고(400~800MHz) 부분방전시 방사되는 전자파를 최대로 검출하는 기능을 특징으로 함.(4) 전력기기의 부분방전 정도에 따라 방사되는 전자파를 검출하여 전자파의 크기, 전자파의 양을 측정하고 연산처리하여 열화정도를 판정하는 기능을 특징으로 함.(5) 일정주기내에서 발생되는 펄스의 수를 정량화하여 이에 따른 분석 기능을 특징으로 함.(6) RS-422, RS-485, 4~20mA 방식, 접점방식의 다양한 통신기법으로 외부 네트워크에 연결하는 기능을 특징으로 함.2. 국내외 전력시설물공사 활용실적 또는 전망가. 활용 분야발·변전소 및 대형공장 등에 설치되어 있는 폐쇄배전반(MCSG)내에는 변압기, 케이블, 차단기, PT, CT, 피뢰기 등의 각종 전력기기가 내장되어 있고, 이런 폐쇄배전반 내에서 접촉불량, 절연물의 절연내력저하 등으로 인해 발생되는 국부적 방전 현상(부분방전)은 대형사고로 이어져 전력공급 시스템에 치명적인 영향을 미치게 되고 생산 라인의 가동중단으로 인한 경제적 손실을 초래한다. 현재 점검을 위해 전원을 차단함으로써 발생되는 생산량 손실을 감안할 때 활선상태에서 전력기기의 이상유무를 진단해 줄 수 있는 본 제품은 사고 예측 및 예방 보전에 크게 기여 할수 있다.나. 기술적 파급 효과폐쇄배전반(MCSG) 내부 각종 전력설비 절연이상시 발생되는 부분방전을 안테나 센서를 이용 미세 전자파를 측정하여 활선상태에서 이상유무를 감시 할수 있고 전자파를 펄스신호로 처리, 다양한 통신방식으로 Data를 전송할수 있다.특히 초광대역 주파수(400~800MHz) 대역에서 전자파를 수신하여 RF수신부, Filter부를 거쳐 증폭처리하며 고속연산 수행이 가능한 시스템이다.또한 온도기능 내장 및 블루투스 기능까지 내장 할 수 있는 기능 확장성으로 그 활용도가 더욱 확대 될 수 있다.다. 경제적 파급 효과본 기술 및 제품은 종래의 전원차단후 점검 방식에서 탈피하여 상시 활선 상태 및 온라인상에서 이상 유무를 판단 할 수 있어 점검에 따른 인건비 절감은 물론 생산 라인에 연속적 전원 공급이 가능하게 되어 공장 가동율 증가로 생산성 향상에 크게 기여 할 수 있다. 현재 전력계통의 사고 예방에 대한 각 기업들의 인식이 높아지고 있고 사고에 따른 경제적 손실을 감안할 때 그 시장성은 점차 확대될 수 있다.3. 기술의 주요 특징가. 신규성현재 전력설비중 고압 배전반내의 열화 상태를 점검 및 진단하는 방식으로 정전후 개별 부품에 대한 육안검사, 절연상태 냄새, 온도 등에 의한 방식으로 이루어 지고 있다.본 제품은 큐비클내 전기 부품의 열화과정에서 발생되는 전자파를 400~800 MHz 주파수 대역에서 수집하고 이를 펄스수로 정량화 하여 열화정도를 판정하는 새로운 기법이라 할 수 있다.나. 진보성온라인 진단이란 말그대로 기존의 인력, 시간, 비용 발생을 획기적으로 개선한 신기술로서 네트워크를 이용한 전기사고 예방 시스템이다.지금까지 전기안전이라는 것이 어느 순간 사고로 이어질지 감지하기가 어려웠던 것이 사실이었다. 하지만 이를 감시하고 변화추이를 지속적으로 관찰하여 열화정도를 감시하는 본 장치는 기존의 개별적 진단 시스템이 갖고 있는 간헐적, 일시적 및 정전을 요하는 점검 방식에서 벗어나 초기 설치후 큐비클내의 이상 유무 진단 및 그 데이타를 분석하여 보고서로 출력하고 트랜드 관리까지를 모두 온라인상에서 한 싸이클로 일괄처리 할 수 있다는 것이 기존 방식과 획기적으로 차별화되는 점이다. 다. 현장 적용성본 제품은 전자파 검출 센서 및 본체를 기존 큐비클내에서 자유로이 공간을 선택하여 취부할 수 있고 특히 센서는 마그넷을 이용한 탈착이 가능토록 설계되어 있어 현장 설치가 용이하다.
<Energy News>
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