PD phenomena can be regarded as a deterministic dynamical process where PD should be occurred if the local electric field be reached to be sufficiently high. And thus, its mathematical model can be described by either difference equations or differential equations using several state variables obtained from the time sequential measured data of PD signals. These variables can provide rich and complex behavior of detectable time series, for which Chaos theory can be employed. In this respect, a new PD pattern recognition method is proposed and named as 'Chaotic Analysis of Partial Discharges (CAPD)' for this work. For this purpose, six types of specimen are designed and made as the models of the possible defects that may cause sudden failures of the underground power transmission cables under service, and partial discharge signals, generated from those samples, are detected and then analyzed by means of CAPD. Throughout the work, qualitative and quantitative properties related to the PD signals from different defects are analyzed by use of attractor in phase space, information dimensions ($D_0$ and D2), Lyapunov exponents and K-S entropy as well. Based on these results, it could be pointed out that the nature of defect seems to be identified more distinctively when the CAPD is combined with traditional statistical method such as PRPDA. Furthermore, the relationship between PD magnitude and the occurrence timing is investigated with a view to simulating PD phenomena.
To improve mean-life and reliability of power cable, we have investigated volume resistivity and thermal conductivity showed by changing the content of acetylene black which is the component parts of semiconductive shield in underground power transmission cable. The sheets were primarily kneaded in their pellet form material samples for 5 minutes on rollers ranging between 70[$^{\circ}C$] and 100[$^{\circ}C$]. Then they were produced as sheets after pressing for 20 minutes at 180[$^{\circ}C$] with a pressure of 200[kg/cm]. The content of conductive acetylene black was the variable, and their contents were 20, 30 and 40[wt%], respectively. Volume resistivity of specimens was measured by volume resistivity meter after 10 minutes in the preheated oven of both $25\pm1[^{\circ}C]$ and $90\pm1[^{\circ}C]$. Thermal conductivity was measured by Nano Flash Diffusivity. The measurement temperatures of thermal conductivity using Nano Flash Diffusivity were both 25[$^{\circ}C$] and 55[$^{\circ}C$]. From these experimental results, volume resistivity was high according to an increase of the content of acetylene black. And thermal conductivity was increased to an increase of the content of acetylene black. And thermal conductivity were increased by heating rate because volume of materials was expanded according to rise in temperature.
산업화의 추세에 따라 수요가 급증하고 있는 고전력을 생산하기 위하여 시설장비 및 부하의 대용량화가 수반되고 있다. 전기설비의 규모는 점차 복잡해 지고, 대규모화 됨으로써 고도 정보화 사회로의 발전에 크게 기여하고 있다. 그러나, 발전 설비에서 불의의 사고가 발생하여 전기의 생산이 중단된다면, 전기에 의존하여 작동 중인 수 많은 장비가 지장을 받게되고, 산업사회에 막대한 경제적 손실 및 장애를 초래하게 된다. 사고가 발생한 발전설비를 복구하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소요되어 국가 산업 활동에 막대한 경제적 피해를 끼치게 된다. 사고를 미연에 방지하기 위하여 케이블의 동작 상태를 정기적으로 감시 확인하여야 한다. 우리는 사고가 가장 빈번하게 발생하는 접속부에 대해 안정적인 사용을 위한 진단의 정확성과 신뢰성을 향상시키기 위한 연구를 하였다. 이 논문에서 데이터 취득을 하고, 통계적 처리를 하기 위한 방법을 제시한다.
전력 수요량은 매년 증가추세에 있으며, 발전소에서 동작하는 모든 장비들과 대용량의 장거리 전력수송을 위한 장비들은 전력 소비자들이 기대하는 바 신뢰할 수 있는 수준에서 완전한 상태로 동작하여야 한다. 일반적으로, 고전력 송전을 위하여 사용되고 있는 케이블은 동작수명이 30년 이라고 제작 시에 선언된다. 케이블은 동작을 시작함과 동시에 성능이 악화되는 열화과정(케이블의 전기적 특성이 악화되는)이 시작된다. 열화로 인한 신뢰성의 손상이 발생함에도 불구하고, 동작상태의 신뢰성을 진단을 받지 않았기 때문에, 언제 불의의 사고를 초래할지 예측을 할 수 없을 만큼 위험한 상태에서 동작을 하고 있는 실정이다. 우리는 케이블의 열화과정을 진단하기 위하여 진단 장비를 제작하였고, 충청남도 태안의 (주)서부발전에 설치하여 시운전 하고 있는 중이다. 우리는 측정장비를 이용하여 추출한 데이터를 얻은 결과를 시간에 따라 변동 하는 그래프로 표시하여 분석한 특성을 이전 논문들에서 제시하였다. 이 논문에서는 이전 논문에서의 측정값으로 나타낸 그래프가 Weibull 확률분포에 의한 열화 이론과 일치하는 지를 확인하고, 결과를 제시한다.
In this study, we tried to investigate that the advantages of SOM(Self Organizing Map) algorithm such as data accumulation ability and the degradation trend trace ability would be adaptable to the analysis of partial discharge pattern recognition. For the purpose, we analyzed partial discharge data obtained from the typical artificial defects in GIS and XLPE power cable system through SOM algorithm. As a result, partial discharge pattern recognition could be well carried out with an acceptable error by use of Kohonen map in SOM algorithm. Also, it was clarified that the additional data could be accumulated during the operation of the algorithm. Especially, we found out that the data accumulation ability of Kohonen map could make it possible to suggest new patterns, which is impossible through the conventional BP(Back Propagation) algorithm. In addition, it is confirmed that the degradation trend could be easily traced in accordance with the degradation process. Therefore, it is expected to improve on-site applicability and to trace real-time degradation trends using SOM algorithm in the partial discharge pattern recognition
In order to investigate the effect of electrolyte solutions on the activities of bow-tie water trees in XLPE insulated power cable, we have tried to observe the characteristics on water treeing ( bow-tie type ) using several electrolyte solutions such as $CH_3COOH$, $MgCl_2$,HCl and NaCl solution and tap water. Bow-tie tree density in $CH_3COOH$ and $MgCl_2$ solution was higher than in any other solution, and the growth of tree was stimulated in NaCl and $CH_3COOH$ solution, and diffusion of bow-tie trees into insulation in $MgCl_2$, HCl and NaCl solutions was faster than in $CH_3COOH$ solution and water. Also, although the increase of applied voltage caused bow-tie tree density to be high, it didn't affect the growth of tree maximum length noticeably.
산업의 발전과 더불어 전력에 대한 수요량이 증가하고 있다. 이에 따라 전기의 생산 및 송전 용량이 커지고 시설이 대규모화될 뿐만이 아니라 높은 신뢰성으로써 동작할 것을 요구받고 있다. 전기의 생산 및 공급 과정에서 요구 되는 높은 신뢰성은 산업 사회의 필수적인 요소라고 할 수 있다. 설비의 사고 및 정전 사고 등은 높은 전기적 의존을 가진 고도 산업 사회에 막대한 경제적 손실 및 장애를 가져다준다. 이 논문에서 운전 중 케이블의 부하 전류와 수명과의 상관 관계에 대한 기초 연구를 제시한다. 본 연구를 위하여, 절연 저항과 부하 전류를 측정하기 위한 CT와 온도 측정 장치를 운전 중인 6.6 kV 케이블 시스템에 설치하였다. 측정 장치는 동작한지 약 20년이 경과한 케이블 시스템에 설치 운영 중이다. 대부분 케이블의 절연 저항은 한계 이상의 값을 나타내었으므로, 잔여 케이블 수명을 발견하기 어려웠으며, 부하 전류는 거의 변동이 없는 시스템이었다. 주변 온도는 $15{\sim}25^{\circ}C$로서 변동폭은 매우 적었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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