본 기술은 ‘주상 변압기의 부분방전 검출용 광대역 센서’에 관한 기술로서, 주상 변압기 내부에서 부분방전이 발생할 때 외부로 방사될 수 있는 전자파를 변압기 외부에서 검출·측정하기 위한 고감도 광대역 안테나 센서 구조 및 구성요소를 제시한 기술이다
해결해야하는 문제점
주상 변압기 절연 진단에서 부분방전 검출이 중요하나, 기존에는 열·소리·화학반응 기반 진단이 주로 사용되어 방사 전자파 기반 진단 대비 신뢰성이 낮고 판단에 장시간이 소요되는 문제가 존재하는 상황이다. 또한 주상 변압기는 외부 구조가 밀폐형 도체로 구성되어 전자파가 외부로 방사되지 않는 것으로 알려져 있고 설치 높이가 높다는 이유 등으로 방사 전자파를 이용한 부분방전 검출 방법이 사용되지 못해, 외부에서 방사 전자파를 측정할 수 있는 고감도 광대역 센서 개발이 요구되는 문제점이다.
해결방안
본 기술은 상부로 갈수록 단면이 좁아지는 상부 원추와 하부로 갈수록 단면이 좁아지는 하부 원추를 서로 마주보는 이중 원추형 방사체로 구성하고, 하부 원추 하부에 관통홀이 형성된 접지판을 배치하며, 하부 원추 외측면과 접지판 상면 사이를 상하 방향으로 접속하는 다수의 삼각형 도체판을 배치하는 구성이다. 또한 접지판 하부에 동축 선로를 형성하는 동축 케이블을 배치하되 내부 도체는 관통홀을 통해 하부 원추 꼭지점에 접속하고 외부 도체는 접지판에 접속하며, 동축 케이블 외부를 둘러싸는 페라이트 및 이를 내장하는 하우징·캡부·외부 측정장비 연결용 커넥터를 포함하는 구성이다.
적용분야 및 장점
본 기술은 주상 변압기 내부 부분방전으로 인해 외부로 방사되는 전자파를 변압기 외부에서 검출하여 고장 유형 진단 및 고장 진단 신뢰성을 높이기 위한 배전 전력설비 고장진단 센서로 적용 가능하다. 고감도 및 광대역 조건을 만족하도록 이중 원추형 방사체와 삼각형 도체판 등을 적용하여 1~7GHz 범위의 광대역 특성과 -10dB 이하 반사손실 특성 확보를 목표로 하고, 방사 전자파 기반 진단으로 고장 진단의 신속성·명확성을 높여 정전 예방 및 전력 공급 신뢰성 확보에 기여할 수 있는 점이 장점이다.
개발단계 및 TRL
특허 문서에 이중 원추형 방사체(상부 원추/하부 원추), 삼각형 도체판, 접지판, 동축 케이블 및 페라이트·하우징·커넥터로 구성되는 센서 구조와, 도체판 개수/위치/폭(a, w) 변화에 따른 반사손실 특성 개선 및 1~7GHz 대역에서 -10dB 이하 반사손실 만족 등 시뮬레이션 기반 성능 검토 내용이 구체적으로 제시된 단계이다 다만 공보 내에서 대규모 현장 설치·운영 기반 실증 데이터는 별도로 확인되지 않아, 'TRL 3~4 수준(센서 구조·설계 확립 및 시뮬레이션/프로토타입 검증 단계)'으로 정리하는 구성이 적절하다
◆ 기술 설명
◆ 기술이전 조건
◆ 자료