[헬로티]
부분방전(PD)은 고압 전기설비에서 일반적인 문제다. 그리고 전기설비에 손상을 줄 뿐만 아니라 사람의 안전에도 위험을 줄 수 있다. 현재의 탐지방법들은 많은 시간이 소요되며 문제를 찾는 데 실패할지도 모른다. 최신의 음향 영상기술은 부분방전의 한 포인트 탐지에서 영상 스크리닝 방식으로 바꾸고 있다. 이 방식은 빠르고 정확함을 제공한다.
부분방전(PD)은 충분히 강한 전기장에서 전기설비의 부품에서 발생하는 방전의 한 종류다. 각 PD는 절연에 어떤 영향을 주며, 절연강도를 감소시키고 고압 전기설비의 절연에 손상을 줄 것이다.
뿐만 아니라 인체안전에 잠재적인 위험을 야기시킬지도 모른다. 그리하여 전기설비의 유지보수 담당자는 고압 전기설비를 운영 중에 PD탐지를 수행할 필요가 있다. 문제가 발견되면, 설비는 즉시 유지보수나 교체를 위해 정지되어야 한다.
최신 Fluke ii900 산업용 음향카메라를 사용하여 고압 전기 설비 접속부를 탐지하는 것과 기술적인 중요 포인트에 대해 한국플루크 김귀희 부장에 대해 들어봤다. 이는 전기 유지보수 작업자들이 신속하게 PD를 탐지하고 다루어 전기설비를 정상으로 유지하도록 함이다.
사진. 고압 전기설비 절연체에서 PD탐지를 위해 음향카메라를 사용
사진. 변전소에서 고압전기설비의 부분방전탐지에 활용되는 ii900 음향카메라
<미니인터뷰>
사진. 한국플루크 김귀희 부장
Q. 부분방전을 탐지하기 위해 사용되었던 방법들은 무엇인가?
A. 초음파 부분방전 탐지기가 일반적으로 사용된다.
Q. 초음파 부분방전 측정기는 효과적으로 부분방전 문제를 탐지할 수 있나?
A. 매우 어렵다. 왜냐하면 부분방전이 발생될 수 있는 너무 많은 고압 전기설비와 장소가 있기 때문이다. 초음파 PD 탐지기는 사운드를 듣거나 데시벨 값으로 PD를 탐지한다. 오직 적은 수의 의심스러운 PD지점들이 확인될 수 있으며, 빠르게 큰 규모를 조사하기는 불가능하다.
사진1. 고압 전기설비 절연체에서 PD탐지를 위해 음향카메라를 사용
사진 2. 변전소에서 고압전기설비의 부분방전탐지 사례
Q. 변전소 주위에 많은 사운드 소스가 있습니다. 그러면 음향카메라에 영향을 주지 않는가?
A. 변전소는 작동 중에 많은 사운드를 가진다. 주로 전기적 사운드이다. 설비 내의 PD 사운드 뿐만 아니라 정전기와 전자기에 의한 진동사운드, 변압기의 도체진동에 의한 공진사운드, 오일펌프와 팬 등 에서의 작동사운드가 있다. 하지만 이런 사운드 소스는 20kHz이하의 주파수밴드를 가지는 사운드 파형에 속한다. 그리고 PD탐지에 사용되는 주파수밴드는 초음파밴드다. 그 둘은 서로서로 간섭되지 않는다.
음향카메라의 주파수범위는 터치스크린을 사용하여 매우 빠르게 조정할 수 있다. PD탐지에 사용되는 주파수밴드는 보통 30~40kHz이다. 그리하여 음향카메라의 주파수밴드는 32.5kHz~37.5kHz 사이에 설정된다. 이로써 PD위치를 분명하게 반영할 뿐만 아니라 현장 노이즈 간섭을 효과적으로 차폐시킨다.
Q. 절연체 PD는 열화상카메라로 볼 수 있나?
A. 그럴 수 있다. PD가 절연체에서 발생할 때, PD가 발생하는 부분의 온도가 상승할지도 모른다. 하지만 항상 그렇지는 않다. 온도가 변하지 않거나 약간의 변화만 있을 수 있다. 그렇다면 열화상카메라로 발견할 수 없을 것이다. 그렇기 때문에 PD를 탐지하는데 음향카메라를 사용하는 것이 더 좋다. 그리고 열화상카메라는 보조장비로 활용될 수 있다.
Q. 다수의 부분방전 지점들을 스크린에 담을 수 있나?
A. 그렇다. 사진에서 보는 바와 같이 다수의 PD지점들이 하나의 화면에 동시에 표현될 수 있다
Q. 음향카메라는 얼마나 먼 곳까지 탐지하나?
A. 탐지거리는 크기, 전압레벨, PD지점의 방전세기와 관련이 있다. 실제 현장측정에 따르면, 일반적인 PD결함의 탐지거리는 보통 10~15m나 그 이상이다.
Q. 음향카메라의 주파수밴드 범위가 넓으면 넓을수록 좋은가?
A. 아니다. 음향카메라의 주파수범위가 좁으면 좁을수록 더 높은 감도를 가진다. PD 측정 시 30kHz-40kH의 주파수 범위를 권장한다. 그리고 초음파 세기를 더 정확하게 탐지하려면 주파수밴드를 37.5kHz~42.5kHz로 감소시키면 된다.
Q. 어떤 산업 분야에 적용되고 있나?
A. 전력공급부, 발전소 그리고 금소, 석유화학, 고속철도와 같은 곳에서의 35kV를 넘는 변전소에서 적용되고 있다.
