이렇게 발생된 반사 및 투과파는
부분방전 펄스에 중첩되어 나타나게 되고 측정 위치가 발생위치로부터 멀어 질수록 그 정도는 커진다. 다시 말해서 측정되는 펄스의 모양은
결함에서 발생한 부분방전 펄스와 전파경로의 임피던스 차이에 의한 반사 및 투과파의 합성으로 나타난다.
결함에서 발생한 부분방전 펄스의 경우 전파 경로의 임피던스에 의한 투과 및 반사파 보다 먼저 센서에
도착하기 때문에 부분방전 펄스의 첫번째 피크를
구성하는 요인으로 작용한다.
② 감쇠특성
부분방전은 광대역 주파수 특성을
가진 현상이다. 그러므로 센서와 방전이 발생하는 위치가 가까울 경우 GHz영역에 이르는 광대역의 부분방전 신호를 검출할 수 있다. 하지만, 현장에서 측정을 할 수 있는 위치는 제한적이기 때문에 부분방전 신호가 발생되면 케이블을 통해 센서까지
전파하게 된다. 일반적으로
전력케이블에서 전파하는 신호의 고주파수 성분은 저주파수 성분보다 많이 감쇠하게 된다. 그러므로 케이블 종단에 센서를 설치할 경우 측정 가능한 대역폭은 한계가 있다. 그림2.2.2에
나타낸 감쇠와 식(2.6)을 이용하여 계산하면, 그림2,2,3과 같은 거리에 따른 주파수별 부분방전 신호의 크기를 구할 수 있다. 20MHz이상의 신호는 100m만 전파해도 50%이하로 크기가 감쇠하며, 수MHz이내의 신호는 1km가
넘어도 측정 가능하다는 점을 알 수 있다.
한편 케이블 거리에 따른 부분방전
신호감쇠에 대해 현장에서 실측한 데이터는 그다지 많지 않으며, 측정방식에 따라 큰 차이를 보이면
케이블에 따라서도 차이를 나타낸다. 대체로 송전급XLPE케이블이
배전급 케이블보다 약간 덜 감쇠되는 경향이 있는데, 이는 케이블의 굵기가 더 굵어져 케이블의
임피던스가 달라지기 때문이다.
거리에 따른 부분방전 신호감쇠를 고려하면 보다 낮은 주파수에서 측정하는 것이 측정감도 측면에서 유리한
것으로 보인다. 하지만 Noise는 저주파 대역에서
더 크게 작용하므로 현장에서 저주파 대역의 측정은 어렵다. 이에 따라 측정주파수 대역의
선정은 신중히 고려하여야 하며, 대체로 최소한 1MHz이상
대역에서의 측정이 바람직하다.
또한 XLPE케이블 시스템의 결함에서 발생 부분방전은
대체로 기체 또는 액체절연체의 경우보다 매우 작은 방전량을 나타내므로, 발생된 부분방전 신호가
먼 거리를 전파할 경우 매우 작은 신호로 되어 노이즈에 묻혀 측정이 어려운 경우가 대부분이다. 따라서 XLPE 케이블의 경우라면 종단 1곳에서 측정할 것이 아니라
측정이 용이한 위치인 각각 종단 및 접속함에서 측정하는 것이 유리하다고 할 수 있다.
2) 검토자의 개인 검토의견 (2015년 11월 21일) :
이 출전의 논문의 주요 내용을 살펴보면,
① 전력케이블에 있어 현장에서 부분방전 진단을 시행하는
경우 가장 큰 문제점은
센서의 설치 및 외부Noise의 유입정도이고,
부분방전 신호가
케이블의 매질을 통해 전파되어 센서로 측정되는 과정에서 전파 경로의
임피던스에 의해 부분방전 신호의 형태가 변화하며, 부분방전 신호 전파에 있어서
전파경로의
임피던스가 변화할 경우 신호의 반사 및 투과파가 발생한다.
이렇게 발생된
반사 및 투과파는 부분방전 펄스에 중첩되어 나타나게 되고 측정 위치가
발생위치로부터 멀어 질수록 그 정도는 커지므로, 결함에서 발생한 부분방전 펄스의 경우
전파 경로의 임피던스에 의한 투과 및 반사파 보다 먼저 센서에 도착하기 때문에 부분방전 펄스의 첫번째
피크를 검출하여야 한다고 기술하고 있다.
② 그리고, 감쇠특성에서는 일반적으로 전력케이블에서 전파하는
신호의 고주파수 성분은 저주파수 성분보다 많이 감쇠하게 된다. 그러므로 케이블 종단에 센서를
설치할 경우 측정 가능한 대역폭은 한계가 있고, 20MHz이상의 신호는 100m만 전파해도 50%이하로 크기가 감쇠한다고 기술하고 있다.
거리에 따른 부분방전 신호감쇠를 고려하면 보다 낮은 주파수에서 측정하는 것이 측정감도
측면에서 유리한 것으로 보인다. 하지만 Noise는 저주파 대역에서 더 크게 작용하므로
현장에서 저주파 대역의 측정은 어렵다.
이에 따라 측정주파수 대역의 선정은 신중히 고려하여야 하며, 대체로
최소한 1MHz이상
대역에서의 측정이 바람직하다고 기술하고 있다.
또한 XLPE케이블 시스템의 결함에서 발생 부분방전은
대체로 기체 또는 액체절연체의
경우보다 매우 작은 방전량을 나타내므로, 발생된
부분방전 신호가 먼 거리를 전파할
경우 매우 작은 신호로 되어 노이즈에 묻혀 측정이 어려운 경우가 대부분이다.
따라서 XLPE 케이블의 경우라면 종단 1곳에서 측정할 것이 아니라
측정이 용이한 위치인 각각 종단 및 접속함에서 측정하는 것이 유리하다.
앞에서 외국 및 한국자료에서 검토하였던 자료들과 이 출전의 논문을
함께 검토하면,
추후에 검토할
내용이지만 전력케이블에서 부분방전이 발생하면 PD신호가 케이블을 따라
전파이동하면서 접속개소나 단말에서 신호의 반사 및 투과파가 발생하고 중첩되어
PD신호가 PD센서에 검출되기 때문에 해석이 곤란하다는 문제점이 있어, 부분방전
펄스의
첫번째 피크를
검출하면 정확한 부분방전 현상을 분석할수 있다고 기술하고 있고
앞에서 이미 검토한
자료와 같이 PD검출주파수가 높을수록 PD신호의 감쇠정도가
커지고
20MHz이상의 PD검출주파수에서 PD신호를 검출하는 경우에 부분방전 발생위치에서
PD센서까지 100m정도 떨어져 있을 경우, PD발생위치에서 PD신호가 케이블을 따라
이동전파하면서 PD신호의 크기가 감시하여 PD센서에서는 PD발생크기의 약 50%정도만
PD신호 크기를 검출할 수 있다고 기술하고 있다.
그리고, 부분방전 신호가 케이블을
따라 PD측정센서까지 먼 거리를 전파할 경우
매우 작은 신호로 되어 노이즈에 묻혀 측정이 어려운 경우가
대부분이기 때문에
전력케이블에서는 종단
1곳에서 PD측정하는 것보다는 부분방전 측정이 용이한
각각 단말의 종단부 및 직선 접속함에서 측정하는 것이
바람직하다고 기술하고 있다.
따라서, 전력케이블에서의 PD측정은
PD신호의 전파감쇠특성, 반사특성, 노이즈
문제 등을 종합고려하면,
PD측정센서를 1곳의
장소에서 PD검출하는 것보다는 PD가 발생하기 쉬운
단말,접속부등에서 가까운 장소에 PD측정센서를 설치하여 PD상태를 진단하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. (이 사항은 앞에서 외국 및 한국자료에서 검토자료의
내용과 거의 같은 내용)
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