METHOD FOR MANUFACTURING A COMPOSITE BUSHING, AND PARTIAL DISCHARGE DIAGNOSIS SYSTEM FOR A COMPOSITE BUSHING

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴포지트 부싱을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 컴포지트 부싱을 확대 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 컴포지트 부싱에 제공된 박막형 UHF 센서를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명은 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱 뿐만 아니라 이를 포함하여 라이브 탱크 타입(live tank type)에 적용되는 부싱 또는 AIS(Gas Insulated Switchgear)에 적용되는 부싱에도 적용될 수 있다. 즉, 내부에 육불화황(SF₆)을 포함한 모든 가스를 충진하여 사용하는 컴포지트 할로우 부싱(composite hollow bushing)에 적용될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명이 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱에 적용된 경우를 예로서 설명한다.

도1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 따른 가스절연개폐장치용 컴포지트 부싱(100)은 FRP 튜브(110) 및 FRP 튜브(110) 상에 제공되는 실리콘 고무를 포함하여 형성될 수 있다.

FRP 튜브(110) 상에 박막형 UHF 센서(150)가 제공될 수 있으며, 특히 FRP 튜브(110) 내에 박막형 UHF 센서(150)가 제공될 수 있다. 이와 같이 형성된 컴포지트 부싱(100)은 박막형UHF 센서(150)가 제공되어 컴포지트 부싱(100)에서 발생할 수 있는 부분 방전을 계측할 수 있다. 또한, 컴포지트 부싱(100)의 부분 방전을 계측하는 UHF 센서가 소형의 박막형 UHF 센서(150)로 형성됨에 따라 FRP 튜브(110) 내에 제공되어 부분 방전 센서의 크기를 축소시킬 수 있다.

또한, 박막형 UHF 센서(150)가 밴드형으로 형성됨에 따라 FRP 튜브(110)에 박막형 UHF 센서(150)를 장착하기 용이해질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 FRP 튜브(110)는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있기 때문에 FRP 튜브(110)에 박막형 UHF 센서(150)를 장착하기 위해서 박막형 UHF 센서(150)가 FRP 튜브(110)에 감싸지도록 밴드형으로 형성될 수 있다.

더불어, 컴포지트 부싱(100)은 박막형 UHF 센서(150) 상에 제공되는 실리콘 고무를 포함할 수 있다. 즉, FRP튜브(110)가 컴포지트 부싱(100)에 장착되기 위해서 실리콘 고무가 제공될 수 있는데, FRP 튜브(110)에 프라이머 코팅(미도시)을 하여 FRP 튜브(110)와 실리콘 고무 사이의 밀착력을 강화시킬 수 있다.

한편, UHF 센서의 형태가 밴드형에 국한되는 것은 아니다. FRP 튜브(110)에 취부될 수 있는 형태가 되도록 실리콘 고무를 성형할 경우에는 완전히 가려질 수 있는 크기와 형상을 가진 UHF 센서가 사용될 수도 있다. 이 때, 실리콘 고무에 의해 완전히 가려지기 위해서는 실리콘 고무의 두께는 4~5mm 정도가 될 수 있다. 여기서, 절연이 중요하기 때문에 UHF 센서는 실리콘 고무에 의해 완전히 가려지는 것이 바람직하다.

상기 컴포지트 부싱(100)은 박막형 UHF 센서(150)와 전기적으로 연결되어 박막형 UHF 센서(150)의 신호를 출력할 수 있는 출력부(190)를 포함할 수 있다. 이때, 출력부(190)는 박막형 UHF 센서(150)의 양극 수신부 출력선(182) 및 음극 수신부 출력선(184)을 인출할 수 있다. 여기서 양극 및 음극 수신부 출력선(184)은 BNC(190A, 190B, 190C)에 각각 연결될 수 있으며, 양극 및 음극 수신부 출력선(184)이 BNC(190A, 190B, 190C)에 연결되어 컴포지트 부싱(100)의 부분 방전을 감지할 수 있다.

여기서, 양극 수신부 출력선(182)에 검출된 신호는 동축 케이블(192)로 전송될 수 있으며, 컴포지트 부싱(100)의 부분방전에 의해 박막형 UHF 센서(150)에 수신된 신호는 감쇄시키는 일 없이 출력부(190)까지 전송할 수 있다. 이때, 양극 수신부 출력선(182)은 수 GHz의 고주파 대역까지 측정할 수 있다.

한편, 음극 수신부 출력선(184)은 컴포지트 부싱(100)의 플랜지(170)와 접지 상태를 유지할 수 있기 때문에 컴포지트 부싱(100) 내부의 전기적 소자와 접촉하여 발생되는 장애가 작아질 수 있다.

특히 박막형 UHF 센서(150)는FRP 튜브(110)의 하부 플랜지(175) 상단에 설치될 수 있다. 상기와 같이 박막형 UHF 센서(150)가 FRP 튜브(110)의 하부 플랜지(175) 상단에 설치됨으로써, 양극 및 음극 수신부 출력선(184)과 근접한 위치에 제공될 수 있다. 그 결과 컴포지트 부싱(100)에서 발생하는 부분 방전을 계측할 수 있게 되어 컴포지트 부싱(100)의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 컴포지트 부싱의 제조 방법을 도시한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절연개폐장치의 컴포지트 부싱(100) 제조 방법에 따르면, FRP(fiberglass reinforced plastics) 튜브를 세척하여 제공하는 단계(S410), FRP 튜브 상에 프라이머 코팅을 하는 단계(S420), FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계(S430) 및 박막형 UHF 센서 상에 실리콘 고무를 제공하는 단계(S440)를 구비할 수 있다.

이때, FRP 튜브를 세척하여 제공하는 단계(S410)에서 FRP 튜브(110)는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 다만, FRP 튜브를 제작할 때, 세정 장치를 잘 작동시키거나 제작 공정상 잔유물이 발생하지 않도록 관리하는 경우에는 FRP 튜브를 세척하지 않을 수도 있다.

또한, FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계(S430)에서 박막형 UHF 센서(150)는 밴드형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 FRP 튜브(110)는 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있기 때문에 FRP 튜브(110)에 박막형 UHF 센서(150)를 장착하기 위해서 박막형 UHF 센서(150)가 FRP 튜브(110)에 감싸지도록 밴드형으로 형성될 수 있다.

특히 박막형 UHF 센서(150)는 전계 집중이 되지 않도록 타원형 밴드로 형성되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 박막형 UHF 센서(150)가 타원형 밴드로 형성되면, 컴포지트 부싱(100)의 구동하는 동안 박막형 UHF 센서(150)에 의해 발생할 수 있는 절연 문제를 방지할 수 있다.

또한, FRP 튜브 내에 박막형 UHF 센서를 제공하는 단계(S430)는 박막형 UHF 센서의 출력선을 인출하는 단계를 포함할 수 있으며, 박막형 UHF 센서의 출력선을 인출하는 단계는 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상기 양극 수신부 출력선 및 음극 수신부 출력선을 인출하는 단계에서 상기 양극 및 음극 수신부 출력선은 BNC(Bayonet Neil-Concelman connector)에 각각 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 양극 및 음극 수신부 출력선을 BNC에 각각 연결하는 단계에서 음극 수신부 출력선(182)은 BNC(미도시)와 전기적으로 분리되고, 양극 수신부 출력선(184)은 상기 BNC와 전기적으로 연결될 수 있다.

즉, 출력된 양극 수신부 출력선(182)에 의해 검출된 신호는 동축 케이블(192)로 전송될 수 있으며, 컴포지트 부싱(100)의 부분방전에 의해 수신된 신호를 감쇄시키는 일 없이 출력부(190)까지 전송할 수 있다. 이때, 양극 수신부 출력선(182)은 수 GHz의 고주파 대역까지 측정할 수 있다.

또한, 음극 수신부 출력선(184)에 의해 출력된 신호는 컴포지트 부싱(100)의 플랜지(170)와 접지 상태를 유지할 수 있다. 음극 수신부 출력선(184)에 의해 출력된 신호가 플랜지(170)와 접지 상태를 유지함으로써, 컴포지트 부싱(100) 내부의 전기적 소자와 접촉하여 발생되는 장애가 작아질 수 있다.

도면 중 미설명 부호 190a, 190b, 190c는 각각 로컬 유닛, 메인 유닛, 컴퓨터이다.

상기와 같이 형성된 컴포지트 부싱(100)은 외부에 노출되어 있어도 컴포지트 부싱(100) 내부에 박막형 UFH 센서(150)를 삽입하여 컴포지트 부싱(100)에서 발생하는 부분 방전을 진단할 수 있게 된다. 그 결과 컴포지트 부싱(100)의 안전 사고를 미연에 방지할 수 있으며, 나아가 가스절연개폐장치의 모든 부품에 부분 방전을 계측하는 UHF 센서를 적용할 수 있게 되어 가스절연개폐장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.