초음파 영상 장비를 활용한 부분 방전 판정 기법에 관한 연구

Abstract

본 논문은 초음파 영상 장비를 활용한 부분 방전 판정 기법에 대한 연구로서, 전기 설비의 검사 및 진단에 안전성, 경제성, 신뢰성을 갖춘 무정전 기술을 적용하고자 판정 기법을 제안하였다. 판정 기법을 제안하기에 앞서 무정전 기술의 필요성을 조사하였고, 여러 무정전 기술들을 비교하여 초음파 장비의 장단점을 확인하였다. 무정전 기술들은 공통적으로 환경적인 요소에 따라 검출 정확도가 변화하기 때문에 장비의 기본 특성을 파악하고 실험을 통해 측정 시 검출 결과의 신뢰성을 높일 수 있는 측정 방법에 대한 연구를 하였다. 측정 방법으로는 일정한 부분 방전을 구현할 수 있는 표준 전극계를 활용하여 거리, 주파수, 온도 및 습도 등의 환경 요소에 따라 변화 추이를 확인하였다. 판정 기법의 단계적 평가를 위해 전기 설비에 사용되는 에폭시 애자를 대상으로 실험하였다. 에폭시 애자는 수배전반에 절연 간격을 유지하기 위해 가장 많이 사용되는 설비이며, 부분 방전으로 사고가 발생하는 설비이다. 시료 확보를 위해 새 제품과 실내 노후 설비, 실외 노후 설비들을 수거하였다. 복합 가속 열화 시험을 통해 애자의 절연 열화를 가속화하여 단계적으로 부분 방전을 판정할 수 있도록 시료를 확보하였다. 시험 후 시료들의 절연 열화 정도를 tan delta 시험을 통해 절연 열화 정도에 따라 분류하였다. 그리고 판정 결과의 신뢰성을 확보하기 위해 신뢰성이 있는 HFCT 측정 결과와 초음파 영상 장비의 측정 결과를 비교 분석하였다. 분석을 토대로 Risk Level 0, 1, 2, 3으로 분류하여 단계에 맞는 판정 조건, 기준 및 환경 조건에 대한 가중치를 정립하였다. 또한, 향후 현장에서 얻어지는 DATA 결과를 이용하여 신뢰성 높은 판정 결과를 얻고자 파이썬을 이용하여 판정 기법을 적용한 DATA 분석 기법을 프로그래밍하여 판정 결과를 검증하였다.|This paper is a study on partial discharge determination techniques using ultrasonic imaging equipment, and a determination technique was proposed to apply safety, economic, and reliable uninterruptible technology to the inspection and diagnosis of electrical equipment. Before proposing the judgment technique, the necessity of uninterruptible technology was investigated, and the strengths and weaknesses of ultrasonic equipment were confirmed by comparing various uninterruptible technologies. Since the detection accuracy of uninterruptible technologies in common changes according to environmental factors, a measurement method that can understand the basic characteristics of the equipment and increase the reliability of the detection results during measurement through experiments was studied. As a measurement method, a standard electrode system capable of implementing a certain partial discharge was used to confirm the change trend according to environmental factors such as distance, frequency, temperature, and humidity. For the step-by-step evaluation of the judgment technique, an experiment was conducted on epoxy insulators used in electrical facilities. The epoxy insulator is the most used facility to maintain an insulation gap in the switchboard, and an accident occurs due to partial discharge. New products, indoor aging facilities, and outdoor aging facilities were collected to secure samples. Samples were obtained so that the partial discharge could be determined in stages by accelerating the insulation degradation of the insulator through the complex accelerated deterioration test. After the test, the degree of insulation degradation of the samples was classified according to the degree of insulation degradation through a tan delta test. In addition, in order to secure the reliability of the judgment results, the reliable HFCT measurement results and the measurement results of the ultrasonic imaging equipment were compared and analyzed. Based on the analysis, it was classified into Risk Level 0, 1, 2, and 3, and the weights for the judgment conditions, standards, and environmental conditions suitable for the stage were established. In addition, in order to obtain highly reliable judgment results using the data results obtained at the site in the future, the judgment results were verified by programming the DATA analysis technique applied with Python.