KR-102959829-B1 - APPARATUS FOR PREDICTING CABLE INSULATION CHARACTERISTIC

Abstract

케이블의 탄델타 예측 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 케이블의 탄델타 예측 장치는 통신 인터페이스, 탄델타 표준편차에 따른 예측 계수에 대한 관계 정보가 저장되는 메모리, 및 통신 인터페이스와 메모리에 연결된 프로세서를 포함하고, 프로세서는 제1 전압 조건에서 수행된 케이블에 대한 초저주파 탄델타 시험의 결과인 제1 탄델타 및 제1 탄델타 표준편차를 통신 인터페이스를 통해 수신하고, 제1 탄델타 표준편차에 대응하는 예측 계수를 메모리에 저장된 관계 정보로부터 검출하고, 검출된 예측 계수를 제1 탄델타에 적용하여 제2 전압 조건에서 케이블의 탄델타인 제2 탄델타를 예측하는 것을 특징으로 한다.

Inventors

• 장병한
• 송민규
• 김명동

Assignees

• 한국전력공사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250522

Claims (1)

1. 통신 인터페이스; 탄델타 표준편차에 따른 예측 계수에 대한 관계 정보가 저장되는 메모리; 및 상기 통신 인터페이스 및 상기 메모리와 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 제1 전압 조건에서 수행된 케이블에 대한 초저주파 탄델타 시험의 결과인 제1 탄델타 및 제1 탄델타 표준편차를 상기 통신 인터페이스를 통해 수신하고, 상기 제1 탄델타 표준편차에 대응하는 예측 계수를 상기 메모리에 저장된 관계 정보로부터 검출하고, 상기 검출된 예측 계수를 상기 제1 탄델타에 적용하여 제2 전압 조건에서 상기 케이블의 탄델타인 제2 탄델타를 예측하고, 상기 제1 전압 조건은 1.0Uo이고, 상기 제2 전압 조건은 1.5Uo이고, 상기 메모리에는 상기 관계 정보가 탄델타 레벨 구간별로 저장되고, 상기 프로세서는, 상기 제1 탄델타에 기반하여 탄델타 레벨 구간을 결정하고, 상기 결정된 탄델타 레벨 구간에 대응하는 관계 정보로부터 상기 예측 계수를 검출하는 것을 특징으로 하는 케이블 절연 특성 예측 장치.

Description

케이블 절연 특성 예측 장치{APPARATUS FOR PREDICTING CABLE INSULATION CHARACTERISTIC} 본 발명은 케이블의 탄델타 예측 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상대적으로 낮은 전압 조건에서 측정된 케이블의 탄델타에 대한 정보로부터 상대적으로 높은 전압 조건에서 케이블의 탄델타를 예측할 수 있는 케이블의 탄델타 예측 장치 및 방법에 관한 것이다. 초저주파 탄델타(VLF TD, Very Low Frequency Tangent Delta) 진단은 초저주파 전원을 케이블에 인가한 후 누설 전류와 전압 간의 편차인 탄델타를 측정하고, 측정된 탄델타를 이용하여 케이블의 열화정도를 진단하는 방법이다. 한편, 초저주파 탄델타 진단 시 계통의 전압보다 높은 전압을 케이블에 인가하는 경우 절연파괴가 발생할 수 있으며, 초저주파 탄델타 진단 시 케이블에 가해지는 스트레스로 인해 케이블의 수명이 감소될 수도 있다. 이에 따라, 낮은 전압으로 초저주파 탄델타 진단을 실시할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0116965호 (2022.08.23.)에 개시되어 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 장치를 보인 블록 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 방법을 보인 제1 흐름도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관계 정보를 보인 예시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 방법을 보인 제2 흐름도이다. 도 5는 진단 전압별 탄델타에 관한 와이블 분포를 보인 예시도이다. 도 6은 탄델타 표준편차와 탄델타 간의 상관성을 분석한 결과를 보인 예시도이다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 방법의 정확도를 보인 예시도이다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 장치를 보인 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 장치는 통신 인터페이스(100), 메모리(200) 및 프로세서(300)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 장치에 포함된 각 구성요소들은 버스를 통해 연결되어 통신할 수 있다. 각 구성요소들은 공통 버스가 아닌 프로세서(300)를 중심으로 하는 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통해 연결될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 장치는 도 1에 도시된 구성 요소 외에 다양한 구성 요소를 더 포함하거나, 위 구성 요소들 중 일부 구성 요소를 생략할 수 있다. 통신 인터페이스(100)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 통신 인터페이스(100)는 다양한 유형의 통신 방식에 따라 다양한 유형의 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 메모리(200)에는 프로세서(300)가 작동하는 과정에서 요구되는 각종 정보가 저장되어 있을 수 있다. 메모리(200)에는 탄델타 표준편차(stdev, standard deviation)에 따른 예측 계수에 대한 관계 정보가 미리 저장될 수 있다. 여기서, 예측 계수는 제1 전압 조건에서 측정된 케이블의 탄델타(Tan δ, 유전정접)를 제2 전압 조건에서의 탄델타로 변환하기 위해 이용되는 변환 계수를 의미할 수 있다. 탄델타 표준편차는 초저주파 탄델타 시험(VLF TD 시험, Very Low Frequency Tangent Delta test)을 통해 측정된 수개(예: 8개)의 탄델타에 대한 표준편차를 의미할 수 있다. 여기서, 제1 전압 조건은 1Uo(13.2kV)에 해당할 수 있고, 제2 전압 조건은 1.5Uo(17.5kV)에 해당할 수 있다. 즉, 예측 계수는 케이블에 1Uo를 인가하였을 때 측정된 탄델타로부터 케이블에 1.5Uo를 인가하였을 때의 탄델타를 예측하기 위한 변환 계수에 해당할 수 있다. 프로세서(300)는 통신 인터페이스(100) 및 메모리(200)와 작동적으로 연결될 수 있다. 프로세서(300)는 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 SoC(System on Chip)로도 구현될 수 있으며, 운영 체제 또는 어플리케이션을 구동하여 프로세서(300)에 연결된 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있으며, 메모리(200)에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행시키고, 그 실행 결과 데이터를 메모리(200)에 저장하도록 구성될 수 있다. 프로세서(300)는 제1 전압 조건에서 수행된 케이블에 대한 초저주파 탄델타 시험의 결과인 제1 탄델타 및 제1 탄델타 표준편차를 통신 인터페이스(100)를 통해 수신하고, 수신된 제1 탄델타 표준편차에 대응하는 예측 계수를 메모리(200)에 저장된 관계 정보로부터 검출하고, 검출된 예측 계수를 제1 탄델타에 적용하여 제2 전압 조건에서 케이블의 탄델타인 제2 탄델타를 예측할 수 있다. 프로세서(300)는 통신 인터페이스(100)를 통해 초저주파 탄델타 시험의 진단 결과 데이터들을 수집하고, 수집된 진단 결과 데이터들에 기반하여 탄델타 표준편차에 따른 예측 계수에 대한 관계 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 진단 결과 데이터는 다양한 전압 조건(예: 0.5Uo, 1.0Uo, 및 1.5Uo)에서 케이블에 대해 수행된 초저주파 탄델타 시험을 통해 측정된 탄델타 및 탄델타 표준편차에 대한 정보를 포함할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 탄델타 예측 방법을 보인 제1 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관계 정보를 보인 예시도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여, 프로세서(300)가 탄델타를 예측하는 과정을 살펴보도록 한다. 후술하는 과정 중 일부 과정은 후술하는 순서와 다른 순서로 수행되거나 생략될 수 있다. 먼저, 프로세서(300)는 제1 전압 조건(1.0Uo)에서 수행된 케이블에 대한 초저주파 탄델타 시험의 결과인 제1 탄델타와 제1 탄델타 표준편차를 통신 인터페이스(100)를 통해 수신할 수 있다(S201). 이어서, 프로세서(300)는 통신 인터페이스(100)를 통해 수신된 제1 탄델타 및 제1 탄델타 표준편차에 대응하는 예측 계수를 메모리(200)에 저장된 관계 정보로부터 검출할 수 있다(S203). 도 3에 도시된 바와 같이, 메모리(200)에는 탄델타 표준편차에 따른 예측 계수에 대한 관계 정보가 탄델타 레벨 구간별로 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 탄델타 레벨 구간은 13개의 구간(탄델타 레벨이 1이하인 제1 구간, 탄델타 레벨이 1 초과 2 이하인 제2 구간, 탄델타 레벨이 2 초과 3 이하인 제3 구간, 탄델타 레벨이 3 초과 4 이하인 제4 구간, 탄델타 레벨이 4 초과 5 이하인 제5 구간, 탄델타 레벨이 5 초과 6 이하인 제5 구간, 탄델타 레벨이 6 초과 7 이하인 제7 구간, 탄델타 레벨이 7 초과 8 이하인 제8 구간, 탄델타 레벨이 8 초과 9 이하인 제9 구간, 탄델타 레벨이 9 초과 10 이하인 제10 구간, 탄델타 레벨이 10 초과 20 이하인 제11 구간, 및 탄델타 레벨이 20 초과 30 이하인 제12 구간)으로 이루어질 수 있다. 프로세서(300)는 미리 설정된 탄델타 레벨 구간들 중에서 제1 탄델타에 대응하는 탄델타 레벨 구간을 결정하고, 결정된 탄델타 레벨 구간에 대응하는 관계 정보로부터 예측 계수를 검출할 수 있다. 이때, 프로세서(300)는 결정된 탄델타 레벨 구간에 대응하는 관계 정보로부터 제1 탄델타 표준편차에 대응하는 예측 계수를 검출할 수 있다. 예를 들어, 관계 정보에는 탄델타 레벨 구간별로 4개의 예측 계수가 저장될 수 있으며, 프로세서(300)는 제1 탄델타 표준편차에 따라 4개의 예측 계수 중 하나를 선택할 수 있다. 프로세서(300)는 제1 탄델타 표준편차가 해당 탄델타 레벨 구간에 대해 설정된 탄델타 표준편차의 최소값 이하인 경우 4개의 예측 계수 중 제1 예측 계수를 최종 예측 계수로 결정할 수 있다. 이때, 프로세서(300)는 추가적으로 해당 케이블에 대해 제3 전압 조건(0.5Uo)에 측정된 탄델타 표준편차가 미리 설정된 탄델타 표준편차의 최소값 이하인지 여부와, 제1 탄델타가 미리 설정된 값(1.0Uo/0.5Uo 중앙값) 이하인지 여부를 판단할 수 있으며, 해당 조건들이 모두 만족되는 경우에 제1 예측 계수를 최종 예측 계수로 결정할 수도 있다. 한편, 제1 탄델타 표준편차가 해당 탄델타 레벨 구간에 대해 설정된 탄델타 표준편차의 최소값 초과 해당 탄델타 레벨 구간에 대해 설정된 탄델타 표준편차의 중앙값 이하인 경우, 프로세서(300)는 4개의 예측 계수 중 제2 예측 계수를 최종 예측 계수로 결정할 수 있다. 제1 탄델타 표준편차가 해당 탄델타 레벨 구간에 대해 설정된 탄델타 표준편차의 중앙값 초과 해당 탄델타 레벨 구간에 대해 설정된 탄델타 표준편차의 평균값 이하인 경우, 프로세서(300)는 4개의 예측 계수 중 제3 예측 계수를 최종 예측 계수로 결정할 수 있다. 제1 탄델타 표준편차가 해당 탄델타 레벨 구간에 대해 설정된 탄델타 표준편차의 평균값 초과 해당 탄델타 레벨 구간에 대해 설정된 탄델타 표준편차의 임계값(예: 0.2) 이하인 경우, 프로세서(300)는 4개의 예측 계수 중 제4 예측 계수를 최종 예측 계수로 결정할 수 있다. 프로세서(300)는 초저주파 탄델타 시험의 진단 결과 데이터들(탄델타 및 탄델타 표준편차)을 수집할 수 있으며, 수집된 진단 결과 데이터들로부터 탄델타 레벨 구간별 탄델타 표준편차의 최소값, 중앙값 및 평균값을