Optimal Design of a TEV Sensor for Partial Discharge Detection
Woo-Hyun Kim, Guoming Wang, Tae-Ho Kang, Gyung-Suk Kil, Sungwook Kim · Journal of the Korean society for railway · 2019
변압기, 차단기 및 배전반 등 전력 기기의 운영 중 전계 집중이나 절연 성능 저하로 부분방전이 발생하게 되면, TEV(Transient Earth Voltage)가 금속 또는 접지면을 따라 전파하게 되고 이를 검출하면 기기의 절연 상태를 진단할 수 있다. 그러나 현재까지 TEV 센서의 적용에 대한 연구만 있을 뿐, 센서의 설계 기술이나 적용 평가에 대한 정량적인 연구는 전무하다. 따라서 본 논문에서는 전력 기기의 절연 상태 진단을 위한 TEV 검출 센서의 최적화 설계와 특성에 대해 연구하였다. 전력기기에서 부분방전에 의해 발생되는 TEV 신호는 수 MHz와 100MHz에 집중 분포하는데, 이는 TEV 신호가 전도와 방사의 두 가지 경로로 검출되기 때문이다. TEV 센서의 형상은 가장자리에서 비선형적 전계 집중을 피하기 위해 원형으로 제작되어야 하며, 검출 감도는 전극의 단면적이 클수록 증가한다. 그러나 전력기기에서의 방전 전하량 10~100pC의 일반적 상황에서 직경 70mm가 최적합하며, 그 이상의 크기에서는 단위 시간당 입사 변위 전류량이 유한하기 때문에 감도는 향상되지 않는다.