개폐기 부분 방전 모니터링 시스템: 원리 및 장점

发布时间：2025년 11월 19일 09:26:37

  • 핵심 정의스위치 기어 부분 방전 온라인 모니터링 시스템은 중전압 및 고압 스위치 기어의 내부 절연 상태를 실시간으로 연속적으로 감지하는 전문 진단 장치입니다. 핵심 기능은 절연 열화로 인한 부분 방전(PD) 신호를 캡처하고 분석하여 잠재적 절연 결함에 대한 조기 경고 및 상태 평가를 달성하는 것입니다.
  • 모니터링 필요성:: 개폐기는 내부 구조가 콤팩트하고 절연 마진이 작아 절연 파괴가 발생하면 위상 간 단락이나 아크 폭발이 발생하기 쉽습니다. 온라인 모니터링은 이러한 치명적인 고장을 방지하고 인력과 장비의 안전을 보장하기 위한 핵심 기술입니다.
  • 작동 원리:: 이 시스템은 부분 방전에 수반되는 여러 물리적 신호, 주로 과도 접지 전압(TEV), 초고주파(UHF) 전자파, 음향 방출(AE) 초음파 및 고주파 전류(HFCT)를 감지하는 것을 기반으로 합니다. 이러한 신호를 융합하고 분석하여 PD의 심각성을 파악하고 평가할 수 있습니다.
  • 핵심 혜택운영 안전성을 크게 개선하고 조기 경보를 통해 공급 안정성을 높이며 계획 유지보수에서 상태 기반 유지보수(CBM)로 전환하여 O&M 비용을 최적화하고 자산 관리를 위한 정량적 상태 데이터를 제공할 수 있습니다.
  • 시스템 구성:: 완전한 모니터링 시스템은 프론트엔드 비침습적 센서, 현장 데이터 수집 장치(DAU), 통신 네트워크, 백그라운드의 지능형 진단 마스터 소프트웨어로 구성됩니다.

이 문서의 카탈로그

1. 개폐기의 부분 방전이란 무엇인가요?

스위치 기어의 부분 방전(PD)은 절연 구조물(예: 분지 절연체, 케이블 단자, 모선 절연 지지대, 전압/변류기 등)의 국부적인 영역에서 전기장 강도가 너무 높아 해당 영역의 절연 매체에서 관통 채널이 형성되지 않는 결합 방전이 발생하는 중전압 스위치 기어 내부의 경계 방전을 말합니다. 이 방전은 에너지가 약하지만 장기간에 걸쳐 절연 재료에 돌이킬 수 없는 누적 손상(예: 탄화, 전기 덴드라이트 형성)을 일으킬 수 있으며 스위치 기어의 최종 절연 고장 및 위상 간 또는 접지 간 단락 발생의 주요 원인입니다.

2. 스위치기어 국부 방사선 모니터링이 필수적인 이유는 무엇인가요?

고압 및 고전압 개폐기는 전력 시스템의 핵심 노드이며, 그 안에서 절연 고장이 발생하면 주로 다음과 같은 치명적인 결과를 초래합니다:

  • 아크 폭발 위험:: 절연 파괴로 인한 상간 단락은 금속을 순식간에 기화시키고 거대한 압력 파를 발생시키는 고에너지 아크를 생성하여 개폐기 도어가 파열되어 인명과 주변 장비에 치명적인 “아크 폭발'을 일으킬 수 있습니다.
  • 블랙아웃배전 및 제어의 중심인 스위치기어 하나에 장애가 발생하면 전체 피더 또는 전체 지역에 대한 전력 공급이 중단될 수 있습니다.
  • 높은 유지보수 비용아크 결함은 일반적으로 스위치 기어의 내부 구성품(회로 차단기, 모선, 변압기 등)이 완전히 파괴되어 수리 또는 교체 비용이 매우 많이 들 수 있습니다.

부분 방전은 위에서 언급한 모든 심각한 결함 중 가장 중요하며 발생하기 전에 측정할 수 있는 결함입니다.전구체 신호. 따라서 온라인 모니터링 시스템을 통해 이를 캡처하고 분석하는 것이 현재 스위치 기어의 악성 사고를 예방하는 가장 효과적인 기술적 수단으로 인식되고 있습니다.

3. 모니터링의 원리: PD 신호의 감지 및 분석

개폐기 부분 방전 온라인 모니터링 시스템은 PD 이벤트에 수반되는 여러 물리적 신호의 통합 감지를 기반으로 합니다. 주요 모니터링 기술 원칙은 다음과 같습니다:

3.1 과도 접지 전압(TEV) 방법

작동 원리스위치 기어 캐비닛 내부에서 PD가 발생하면 방전에 의해 생성된 전류 펄스가 주변 금속 캐비닛에 약한 과도 전압 펄스를 유도하여 캐비닛 표면을 따라 접지, 즉 “과도 접지 전압”으로 전파됩니다. 이러한 전압 신호는 스위치 기어 캐비닛의 금속 인클로저에 정전 용량 TEV 센서를 부착하여 결합할 수 있습니다.
특수성TEV 방법은 스위치 기어 내부의 PD 신호에 특히 민감하며 캐비닛 내부의 방전 활동 유무를 확인하는 데 효과적인 수단입니다.

3.2 UHF(초고주파) 방식

작동 원리PD 소스는 소형 안테나 역할을 하여 매우 넓은 대역폭(일반적으로 300MHz~3GHz)의 전자파를 주변 영역으로 방출합니다. 이러한 UHF 신호는 스위치 기어 통풍구, 보기 창 또는 특별히 열린 미디어 창에 UHF 안테나 센서를 설치하여 수신할 수 있습니다.
특수성:: UHF 신호의 고주파는 코로나 및 라디오 방송의 저주파 간섭을 효과적으로 피하고 신호 대 잡음비가 매우 높습니다. 신호 특성은 PD 유형과 밀접한 상관관계가 있어 결함 유형 진단에 강력한 도구가 됩니다.

3.3 AE - 음향 방출

작동 원리:: PD 공정 중 에너지가 빠르게 방출되면 초음파 대역에 기계적 응력파가 발생합니다. 스위치 기어 인클로저에 고감도 음향 센서(일반적으로 압전 세라믹)를 부착하면 PD에서 발생하는 소리를 직접 “들을” 수 있습니다.
특수성AE 방식은 방향성이 우수하고 여러 AE 센서의 신호를 공동으로 분석하여 캐비닛 내부의 PD 소스를 3차원 공간 위치 파악할 수 있어 결함 부품을 정확하게 찾아내는 데 효과적인 방식입니다.

3.4 고주파 변류기 방식(HFCT)

작동 원리:: 주로 인입 및 인출 케이블의 단자에서 PD를 모니터링하는 데 사용되며, 케이블 단자에서 PD가 발생하면 펄스 전류가 케이블의 접지선을 통해 접지로 흐릅니다. 이러한 고주파 전류 신호는 개방형 HFCT 센서를 접지선에 클램핑하여 비침입적으로 측정할 수 있습니다.
특수성케이블 종단 절연의 결함을 진단하는 전문적이고 효율적인 수단입니다.

데이터 처리 및 지능형 진단

수집된 신호는 분석을 위해 백엔드 시스템으로 전송됩니다. 신호는 다음을 통해 분석됩니다.PRPD(위상 분해 부분 방전) 매핑및PRPS(펄스 시퀀스) 매핑이 시스템은 신호의 비행 시간 차이와 같은 분석뿐만 아니라 노이즈 간섭을 자동으로 필터링하고, PD 유형을 식별하고, 심각도 및 추세 알람을 평가할 수 있습니다.

4. 시스템의 핵심 이점

  1. 운영 안전성을 크게 개선:: 절연 실패에 대한 조기 경고를 초기에 제공함으로써 아크 폭발과 같은 악의적인 개인 및 장비 안전 사고를 효과적으로 방지할 수 있습니다.
  2. 전원 공급 장치의 신뢰성 대폭 향상:: 사후 대응적 수리에서 사전 예방적 유지보수로 전환하면 갑작스러운 개폐기 고장으로 인한 계획되지 않은 정전이 줄어들고 공급 신뢰도 지표(SAIDI/SAIFI)가 직접적으로 개선됩니다.
  3. O&M 전략 및 비용 최적화정확한 “상태 수리”를 달성하여 불필요하고 과도한 예방 테스트 및 해체를 방지하고 전체 수명 동안의 운영 및 유지보수 비용을 절감합니다.
  4. 정량적 상태 데이터 제공:: 배전반 자산에 대한 디지털 상태 프로필을 생성하여 객관적이고 정량적인 데이터로 상태 평가, 위험 순위 및 교체 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다.
  5. 방해받지 않는 설치 및 운영모든 센서는 캐비닛 도어를 열거나 장비의 전원을 차단할 필요 없이 외부에 장착할 수 있어 설치 과정이 안전하고 간편합니다.

5. 시스템 구성 요소

일반적인 스위치기어 로컬 회선 모니터링 시스템은 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다:

  • 프런트엔드 센서:: 필요에 따라 구성된 TEV 센서, UHF 센서, AE 센서 및 HFCT 센서.
  • 데이터 획득 단위(DAU)스위치 기어 캐비닛 근처에 설치되어 멀티 채널 신호의 동시 수집, 디지털화 및 예비 처리를 담당합니다.
  • 커뮤니케이션 네트워크:: 광섬유 또는 무선을 통해 수집 장치에서 모니터링 마스터 스테이션으로 데이터를 집계 및 전송합니다.
  • 진단 마스터 소프트웨어서버 또는 클라우드에 배포되어 데이터 시각화, 지능형 진단, 알람 관리, 추세 분석 및 보고서 생성 기능을 제공합니다.

6. 자주 묻는 질문(FAQ)

1. 온라인 모니터링과 기존 오프라인 로컬 방전 테스트의 차이점은 무엇인가요?

오프라인 테스트는 정전 및 외부 전원 공급 상태에서 수행되는 “정적 물리적 검사'로, 정확한 데이터를 제공하지만 실제 작동 조건을 반영하지 못합니다. 온라인 모니터링은 실제 전압과 부하에서 실시하는 ”동적 심전도'로 온도, 습도 및 부하와 관련된 실제 절연 열화 신호를 포착할 수 있습니다.

2. 시스템은 현장에서 실제 PD 신호와 노이즈 간섭을 어떻게 구분하나요?

이것이 시스템의 핵심 기술입니다. 주로 1) 여러 감지 기술의 융합(예: UHF 및 TEV 신호 동시), 2) 신호와 IF 전압의 위상 동기화(PRPD 매핑), 3) 펄스 파형의 특성화, 4) 지능형 알고리즘(예: 클러스터링 분석, AI 인식)을 통해 코로나, 라디오, 접촉 불량 등과 같은 출처의 잡음을 효과적으로 억제하고 거부하는 데 사용됩니다.

3. 시스템에서 어떤 특정 구성 요소에 문제가 있는지 찾을 수 있나요?

할 수 있습니다. 공동 다중 센서 분석을 통해 더 높은 정밀도의 위치 파악을 달성할 수 있습니다. 예를 들어, 캐비닛의 여러 위치에서 TEV 신호의 진폭을 비교하여 처음에 해당 영역을 찾을 수 있고, UHF 안테나의 방향성을 통해 특정 구획을 지정할 수 있으며, AE 센서 배열을 통해 보다 정확한 3D 공간 위치 파악이 가능합니다.

4. 스위치 기어의 한쪽에 몇 개의 센서를 설치해야 하나요?

이는 스위치기어 캐비닛의 구조와 중요도에 따라 다릅니다. 일반적인 구성은 전체 스크리닝을 위해 캐비닛 표면에 1~2개의 TEV 센서, 고정밀 진단을 위해 회로 차단기 칸 또는 버스바 칸에 1개의 UHF 센서, 들어오고 나가는 케이블 단자의 접지선에 HFCT 센서가 있는 것입니다.

5. 이 시스템을 이미 운영 중인 스위치 기어에 개조할 수 있습니까?

완전히. 시스템의 모든 센서는 비침입형으로 설계되어 작동 중인 배전반 캐비닛 외부에 직접 설치할 수 있으며, 전체 설치 과정에서 정전이 필요하지 않아 안전하고 빠릅니다.

6. 시스템에서 알람이 발생하면 어떻게 해야 하나요?

시스템은 PD의 심각도에 따라 다양한 수준의 경보(예: “주의”, “심각”)를 발령합니다. 알람을 받은 O&M 담당자는 먼저 진단 소프트웨어가 제공하는 결함 유형과 위치 정보를 결합한 다음 휴대용 PD 검사기를 사용하여 현장 검토를 수행하고 종합적인 판단 결과를 바탕으로 다음 단계의 유지보수 또는 정전 점검 계획을 수립할 수 있습니다.

이노테라의 스위치기어 로컬 배출 모니터링 솔루션을 선택해야 하는 이유는 무엇인가요?

INNOTD (푸저우) 판매 유한 공사 중요한 전력 자산을 위한 세계적 수준의 온라인 모니터링 기술을 제공하는 데 전념하고 있습니다.

  • 다중 기술 통합 및 상호 보완성당사 시스템은 다음을 전송할 수 있습니다.TV, UHF, AE, HFCT다양한 모니터링 기술을 하나의 플랫폼에 원활하게 통합하여 다차원 정보의 교차 검증 및 융합 진단을 달성함으로써 진단의 정확성과 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
  • 고급 지능형 진단 알고리즘이 시스템에는 다음과 같은 방대한 샘플 라이브러리를 기반으로 하는 내장 시스템이 있습니다.지능형 PRPD 매핑 인식 엔진결함 유형을 자동으로 식별하고 복잡한 원시 데이터를 명확하고 실행 가능한 진단 결론으로 변환할 수 있는 노이즈 억제 알고리즘을 제공합니다.
  • 신뢰성 높은 산업용 등급 하드웨어모든 센서와 수집 장치는 변전소의 강한 전자기 환경에 맞게 설계되었으며, 가장 엄격한 EMC 전자기 적합성 테스트를 통과했고, 환경 적응성이 뛰어나 장기간 안정적인 작동을 보장합니다.
  • 전문적인 전체 프로세스 서비스Inotera는 초기 현장 조사 및 측정 지점 최적화 설계부터 시스템 설치 및 시운전, 기술 교육, 지속적인 데이터 분석 및 진단 지원까지 엔드투엔드 전문 서비스를 제공합니다.

Inotera를 선택하는 것은 전천후 고도로 지능적인 절연 상태 안전 가드를 선택하는 것입니다.

이 문서의 내용은 일반적인 기술 과학일 뿐이며 당사 특정 제품의 성능 및 사양을 나타내지 않습니다. 자세한 제품 정보, 솔루션 및 견적은 [문의처...]로 문의하시기 바랍니다.

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