변압기, 고전압 케이블, 지열 절연 시스템(GIS) 또는 회전 기계에 적합한 부분 방전 시험 장비를 선택하는 것은 단순히 사양 하나만으로 결정되는 문제가 아닙니다. 올바른 검출 방법, 감도 등급 및 규정 준수 표준은 자산 유형과 작동 조건에 따라 완전히 달라집니다. 이 가이드는 기본 IEC 60270 측정 회로부터 2025년 표준 개정판에 이르기까지 전체적인 기술적 내용을 다루므로, 장비를 자신 있게 선택할 수 있도록 도와줍니다.
부분 방전 시험 장비란 무엇인가요? (빠른 참조)
부분방전 부분 방전(PD)은 전기 기기의 두 개 이상의 도체 사이의 절연을 부분적으로 연결하는 국부적인 전기 방전 현상입니다. IEC 60270 표준은 모든 유형의 고전압 장비에서 절연 손상을 진단하는 중요한 지표로 부분 방전을 정의하고 있습니다. 부분 방전이 방치될 경우, 고전압 및 저전압 전위 도체 사이의 절연이 중장기적으로 침식됩니다. 이는 전력 설비의 주요 고장으로 이어질 수 있는 심각한 문제입니다.
IEC 60270 표준 부분방전 시험 이 장비는 피코쿨롬(pC) 단위로 개별 방전 펄스의 겉보기 전하량을 감지하고 측정하기 위해 함께 작동하는 다섯 가지 필수 구성 요소로 이루어져 있습니다. 전문적인 산업용 부분 방전 측정은 일반적으로 시험 환경에서의 정밀 진단을 위한 1pC 미만에서부터 노후 장비의 현장 진단을 위한 수만 또는 수십만 pC에 이르는 범위에 이릅니다.
IEC 60270 부분방전 시험 시스템 — 5가지 핵심 구성 요소
| 구성 요소 | 함수 | 키사양 |
|---|---|---|
| HV 테스트 소스 | 테스트 대상 장치(DUT)에 테스트 전압을 인가합니다. | 낮은 PD 배경 (<1 pC 권장) |
| 커플링 커패시터(C)k) | 고전압 회로에서 측정 분기로의 부분 방전(PD) 펄스를 분리합니다. | 정격 전압 이상, 낮은 자체 정전 용량 |
| 임피던스 측정(Z)m) | 부분 방전 전류 펄스를 측정 가능한 전압 신호로 변환합니다. | 50Ω 또는 50~75Ω 입력 임피던스 |
| 부분방출 검출기/분석기 | 겉보기 전하량을 측정하고, PRPD 패턴을 표시하며, 데이터를 기록합니다. | 광대역: 100kHz~1MHz; 감도 ≤1pC |
| PD 교정기 | 각 테스트 전에 측정 회로를 보정하기 위해 알려진 전하 펄스를 주입합니다. | 국가 표준에 따라 추적 가능; 전하량 단계 ≤5 pC |
측정 임피던스 Zm은 커플링 커패시터와 직렬로 연결되고, 둘 다 테스트 대상 장치(DUT)와 병렬로 연결됩니다. 부분 방전(PD) 감도를 최대화하기 위해 Zm을 DUT의 접지 경로에 배치할 수 있지만, 이 경우 드물게 고장이 발생할 경우 테스트 중 절연 파괴의 위험이 있습니다. 브리지형 임피던스 구성은 최대한의 노이즈 내성을 요구하며, 현장 테스트 환경이 예측하기 어려운 경우에 더 적합합니다.
기존 방식과 비기존 방식의 부분방전 감지: 대형 자산에는 어떤 접근 방식이 적합할까?
부분방전(PD) 검사의 핵심 결정 사항은 IEC 60270을 충족하는 기존 전기적 검출 방법(장비를 정지시켜야 함)과 UHF, 과도 접지 전압(TEV) 또는 음향 방출과 같은 비전통적인 방법 간의 차이입니다. 후자의 방법들은 전원이 공급된 상태에서도 적용 가능하며, 장비의 고장 여부를 확인하고 성능 저하를 진단한 후 보다 상세한 검사를 계획할 수 있습니다. 부분 방전 테스트.
고전압(HV) 단자에 커플링 커패시터를 연결하는 기존 IEC 60270 전기 커플링 방식은 가동 중인 장비를 시험할 때 흔히 발생하는 오류입니다. 이는 위험할 뿐만 아니라 시험 방법론적으로도 부적절합니다. 기존 IEC 60270 부분 방전 커플링 방식은 고전압을 인가할 때 전력 장비의 플러그를 뽑고 절연해야 하지만, 비전통적인 센서는 접지 전위에서 작동하며 고전압 회로와 전기적으로 연결되지 않습니다.
| 매개 변수 | 기존 방식(IEC 60270) | 비전통적 방식(UHF/TEV/음향) |
|---|---|---|
| 작동 상태 | 오프라인(전원 차단됨) | 온라인(활성화된, 현장 교육용) |
| Standard | IEC 60270 : 2025 | IEC TS 62478:2016 |
| 측정 출력 | 겉보기 전하량(pC) — 보정된 정량적 값 | 상대적 진폭, PRPD 패턴 — 반정량적 |
| 적용 가능한 자산 | 변압기, 케이블, 발전기, 건식 장비 | GIS, 변압기(UHF 드레인 밸브), 케이블, MV 개폐기(TEV) |
| 노이즈 내성 | 중간 정도 — 현장 위치에서 전자기파 간섭에 취약함 | 높은 주파수 대역인 UHF 대역은 본질적으로 저주파 전력 시스템 노이즈를 차단합니다. |
| 교정 | IEC 60270에 따라 모든 테스트 전에 필수적으로 수행해야 합니다. | 감도 검증; 표준 교정 절차 없음 |
| 정전 필요 | 가능 | 아니 |
실제로 두 접근 방식은 상호 보완적입니다. 공장 출하 검사 및 일상적인 진단은 보정된 pC 값을 얻기 위해 기존의 IEC 60270 측정 방식을 사용합니다. 정전 사이의 지속적인 상태 모니터링은 가동 중인 장비에 비전통적인 센서를 사용합니다. 많은 전력 회사는 두 가지 방식을 병행하여 운영합니다. 즉, 조기 경보를 위한 연속적인 UHF 감지와 센서 추세가 악화되는 징후를 보일 때 트리거되는 기존의 오프라인 테스트를 병행합니다.
온라인 PD 테스트와 오프라인 PD 테스트의 차이점은 무엇인가요?
오프라인 부분방전(PD) 테스트는 장비 전원을 차단하고 알려진 고전압 소스를 인가하여 IEC 60270에 정의된 대로 고전압 단자에 갈바닉 커플링을 통한 부분방전을 기록합니다. 사용자는 테스트 간 일관성 및 허용 기준과의 일치성을 보장하는 보정된 피상 전하량(pC) 결과를 얻습니다. 예정된 정전이 있습니다.
온라인 부분방전(PD) 검사는 가동 중인 장비에 영구적으로 장착되는 비전통적인 센서(UHF, TEV, 음향)를 사용합니다. 외부 전압 공급이나 고전압 회로와의 전기적 연결이 필요하지 않습니다. 사용자는 보정된 pC 값 대신 반정량적 출력(상대적 크기 판독값, PRPD 패턴)을 얻습니다. 오프라인 부분방전 검사는 인수 검사 및 기준선 추세 분석에 사용하고, 온라인 부분방전 모니터링은 실시간 추세 분석 및 고장 예측에 사용합니다.
전력 변압기용 부분방전(PD) 시험 장비
전력 변압기 부분 방전 시험은 일반적인 IEC 60270 적용 분야 중 가장 엄격한 시험입니다. 변압기의 오일-종이 절연 시스템은 오일 내 기포, 종이 절연체의 공극 또는 접지된 금속 도체 근처의 돌출부에서 부분 방전(PD)이 발생할 수 있습니다. 절연체가 접지된 금속 탱크 내에 있기 때문에 부분 방전 신호에 접근하는 것은 측정 커플링이 어떻게 이루어지는지에 전적으로 달려 있습니다.
엔지니어링 참고 사항 — 부싱 탭 방식
정전용량 등급 부싱이 장착된 최신 전력 변압기는 부싱 탭이라는 선호되는 커플링 기술을 제공합니다. 부싱 탭은 (일반적으로 부싱 하단에) 저전압 접근 지점을 제공하며, 이는 내부 정전용량 Ck 내에서 효과적으로 종단됩니다. 테스트 소스에서 부싱 탭으로 테스트 신호 Zm을 직접 인가하면 부싱 정전용량이 Ck 역할을 하여 외부 정전용량보다 향상된 감도를 제공합니다. IEC 60270 부록 B에서 이 기술을 설명합니다. DEMIKS는 부싱 탭 측정과 외부 커플링 커패시터 기술을 모두 지원하는 자동 부분 방전 테스트 시스템을 제공합니다.
⚠ 흔한 실수 — 정격 용량이 부족한 커플링 커패시터 사용
모든 커플링 커패시터는 DUT에 인가되는 최대 테스트 전압에 대해 정격 용량을 충족해야 합니다. 테스트 전압보다 낮은 정격 용량의 커플링 커패시터를 선택하면 커플링 커패시터가 섬락되어 장비가 손상되고 테스트가 중단될 수 있으므로 연결하기 전에 항상 Ck에서 정격 전압을 확인하십시오.
| 전압 등급 | 결합방식 | 최소 검출기 감도 | 대역폭 |
|---|---|---|---|
| 초고전압(220kV 초과) | 부싱 탭(권장) | ≤1 pC | 100kHz~1MHz 광대역 |
| 고전압(66~220kV) | 부싱 탭 또는 외부 Ck | ≤5 pC | 100kHz~1MHz 광대역 |
| MV (<66 kV) | 외부 Ck 또는 브리지 임피던스 | ≤10 pC | 광대역 또는 협대역 |
전력 변압기 부분 방전(PD) 시험은 0V에서 지정된 시험 전압(일반적으로 IEC 60076-3의 유도 전압 시험에서는 1.5μm/3)까지 전압을 점진적으로 증가시키면서 각 단계에서 피상 전하량을 기록하고, 시험 전압에서 부분 방전 활동이 허용 기준치 미만인지 확인하는 방식으로 진행됩니다. 동시 PRPD 패턴을 통해 다른 전자기 신호와 구분하여 특정 이벤트를 식별할 수 있습니다.
변압기의 부분방전(PD)을 테스트하는 데 필요한 장비는 무엇입니까?
완전한 변압기 부분방전(PD) 테스트 설비에는 다음 다섯 가지 구성 요소가 필요합니다. (1) 낮은 부분방전(PD) 고전압(HV) 시험 변압기 또는 인가 전압원으로 공진 전압원을 사용하고, (2) 결합 커패시터 C를 사용합니다.k 정격 전압이 전체 테스트 전압 이상이거나 용량성 등급 부싱의 부싱 탭을 커플링 지점으로 사용하는 경우, (3) 측정 임피던스 Zm (50 Ω), (4) EHV 변압기용 감도 ≤1 pC인 IEC 60270 규격 준수 부분방전 검출기, 그리고 (5) 시험 전 회로 교정을 위한 교정된 부분방전 교정기. DEMIKS 자동 부분 방전 테스트 시스템 5가지 기능을 1 pC 이하의 감도로 통합하고 부싱 탭 및 외부 커플링 구성을 모두 지원합니다. 참조: 부분 방전 시험 장비 변압기 시험 장비.
고전압 케이블용 부분 방전(PD) 테스트 장비
고전압 케이블 부분방전 시험은 변압기 부분방전 시험과 비교했을 때 고유한 문제점을 안고 있습니다. 긴 케이블의 분포 정전용량으로 인해 시험 전압원은 시험 전 과정에 걸쳐 지속적인 무효 전류를 공급해야 합니다. 케이블 길이가 긴 경우, 일반적인 전력 주파수 변압기로는 이러한 무효 전류를 공급할 수 없으므로 대체 전압원이 필요합니다.
엔지니어링 노트 — 케이블용 VLF 및 공진 테스트 시스템
0.1Hz의 초저주파(VLF) 테스트 소스를 사용하면 50Hz 테스트에 비해 무효 전류 요구량을 500배까지 줄일 수 있어, 휴대용 트레일러 장착 시스템으로 매우 긴 케이블 구간도 실질적으로 테스트할 수 있습니다. 가변 주파수 공진 시스템은 20Hz에서 300Hz 사이의 주파수에서 케이블 정전 용량에 맞춰 공진 회로를 조정함으로써 유사한 무효 전류 감소 효과를 제공합니다. VLF 주파수는 XLPE 케이블 부분 방전(PD) 테스트의 부분 방전 개시 전압(PDIV)에 영향을 미칩니다. 0.1Hz에서 측정된 PDIV는 50Hz에서 측정된 값보다 약간 낮아 케이블의 미세한 결함까지 감지하는 데 도움이 됩니다.
| 케이블 유형 | 추천 소스 | 결합방식 | PD 역치 | Standard |
|---|---|---|---|---|
| MV XLPE (최대 36kV) | VLF 0.1Hz | 외부 Ck 종료 시 | 1.73 U에서 ≤10 pC0 | IEC 60840 |
| HV XLPE (36–150 kV) | 가변 주파수 공진 또는 VLF | 외부 Ck 또는 접합부의 PD 커플러 | 규격에 따라 (일반적으로 ≤50 pC) | IEC 60840 / IEC 62478 |
| EHV XLPE (>150kV) | 가변 주파수 공진 | 연결부에 PD 커플러가 설치됨 | IEC 62478 / 프로젝트 사양에 따름 | IEC 62478 |
| 유포(PILC) 케이블 | 전력 주파수(50/60Hz) | 외부 Ck | 부위별로 다르며, 일반적으로 100~500 pC 정도입니다. | IEC 60270 |
현장 케이블 부분 방전(PD) 테스트는 케이블 본체의 제조 결함보다는 접합부 및 종단부의 시공 결함을 드러내는 경우가 많습니다. 업계 경험에 따르면 부적절하게 설치된 접합부(도체 페룰의 불충분한 압축, 오염된 절연 계면, 접합부 내부에 갇힌 공극 등)가 현장에서 부분 방전을 유발하는 가장 흔한 원인입니다. 각 접합부 또는 종단부를 개별적으로 테스트하려면 양쪽 끝을 각각 따로 종단 처리해야 합니다. 이렇게 하면 단락이 발생한 정확한 위치를 파악할 수 있습니다.
DEMIKS는 다음을 모두 제공합니다. VLF 고전압 발생기 및 가변 주파수 공진 시스템 케이블 부분 방전(PD) 테스트에 적합합니다. 부분 방전 감지 후 케이블 고장 위치 파악에 대해서는 DEMIKS 제품을 참조하십시오. 케이블 고장 위치 시스템.
가스 절연 개폐기(GIS) 및 개폐 패널의 부분 방전(PD) 테스트
가스 절연 개폐기(GIS)는 기존의 부분 방전(PD) 측정 기술로는 테스트하기 가장 어려운 장비 중 하나로 꼽히는데, 접지된 금속 외함이 패러데이 케이지처럼 작동하여 민감한 내부 SF6 가스 절연체를 외부 전기적 접촉으로부터 효과적으로 차단합니다. 접지된 GIS 외함에 산업 표준 IEC 60270 커플링 커패시터를 사용해 보았지만, 측정 가능한 PD가 전혀 발생하지 않았습니다. 즉, GIS의 금속 구조가 외부 PD 신호가 테스트 회로에 유입되는 것을 차단하여 신호가 생성되지 않는 것입니다.
⚠ GIS 제한 사항 — 기존 IEC 60270 갈바닉 커플링은 적용되지 않습니다
IEC 60270 커플링 커패시터를 접지된 금속 외함 GIS 인클로저에 연결해도 아무런 효과가 없습니다. 인클로저 자체가 접지되어 있고 적절한 고전압 커플링 경로가 없기 때문입니다. GIS 내부 부분 방전(PD) 감지에는 현재 업계 표준인 UHF(초고주파) 센서가 사용됩니다. 이 센서는 유전체 창과 스페이서 갭을 통해 인클로저 자체가 투명한 200MHz~2.5GHz 대역에서 GIS 인클로저 내부에서 방출되는 PD 펄스의 전자기파를 샘플링합니다.
| 센서 유형 | 설치 위치 | 어플리케이션 | 설치 방법 |
|---|---|---|---|
| 배리어(스페이서) UHF | 절연 스페이서/유전체 장벽에 장착됨 | EHV GIS 구획, 케이블 종단 | 외부, 접지 전위 |
| 윈도우 UHF | GIS 패널에 내장된 UHF 측정 창 | 최신 GIS에서 표준화된 측정 지점 | 플러그인, 접지 전위 |
| UHF 드레인 밸브 | 전력 변압기 탱크의 오일 배출 밸브 | 탱크를 열지 않고 온라인으로 변압기 모니터링 | 나사식 어댑터, 접지 전위 |
| 내부(내장형) | 제조 과정에서 GIS 내부에 공장 설치됨 | 중요 초고압 설비에 대한 지속적인 온라인 모니터링 | 영구 설치 |
GIS에서 흔히 발생하는 부분 방전(PD)의 다섯 가지 유형은 다음과 같습니다. (1) 인클로저 바닥의 자유롭게 움직이는 전도성 입자, (2) 하우징 내벽의 돌출 입자, (3) 도체의 돌출부, (4) 절연 스페이서의 입자 또는 오염 물질, (5) 박리 또는 공극 결함이 있는 스페이서 절연체. 또한, 접지 전위에 장착된 UHF 센서는 진단 중 여자 작동을 가능하게 하며, 200MHz~2.5GHz의 검출 주파수 범위가 대부분의 전력 시스템 전기 잡음 범위보다 훨씬 높기 때문에 신호 대 잡음비가 향상됩니다. 자세한 내용은 DEMIKS 개폐기 테스트 장비를 참조하십시오.
핵심 부분방전 테스트 장비 구성 요소 및 기술 사양
상용 부분 방전 검출기 시스템이 특정 용도에 적합한지 평가하는 데에는 7가지 기술 매개변수를 사용할 수 있습니다. 아래에 제시된 사양 값은 산업용 전력 기기 시험에 사용되는 전문 IEC 60270 등급 부분 방전 검출기 시스템에서 일반적으로 달성되는 범위입니다.
측정 시스템의 교정은 모든 부분 방전 테스트 전에 수행해야 하는 중요한 단계입니다. 왜냐하면 이 과정을 통해 계측기 판독값을 겉보기 전하량으로 나타낸 실제 판독값으로 변환하는 데 필요한 스케일 팩터를 제공하기 때문입니다.
| 사양 매개변수 | 보급형 범위 | 고성능 범위 | 무엇을 우선시해야 할까 |
|---|---|---|---|
| 1. 배경 감도 | ≤10 pC 배경 잡음 | ≤1 pC 배경 잡음 | 초고압 변압기 및 발전기는 1pC 이하의 결손률을 요구하며, 중압 장비는 5pC 이하의 결손률을 허용할 수 있습니다. |
| 2. 주파수 대역 (광대역) | 100kHz~500kHz | 100kHz~1MHz | IEC 60270:2025 광대역 주파수 범위는 100kHz~1MHz입니다. 검출기가 이 상한값을 지원하는지 확인하십시오. |
| 3. 측정 채널 | 1 채널 | 4개 이상의 동시 채널 | 다중 채널을 통해 3상 동시 테스트 및 차동 잡음 제거가 가능합니다. |
| 4. 전압 입력 (동기화) | 단일 동기 입력 | 차동 + 위상 기준 입력 | 유효한 PRPD 패턴 분석을 위해서는 위상 기준이 필요합니다. |
| 5. PRPD 디스플레이 | 기본 펄스 다이어그램 | 완전 위상 분해능 PD + 패턴 지문 인식 + 데이터 로거 | PRPD는 결함 유형(공극, 코로나, 표면 추적) 식별에 필수적입니다. |
| 6. 교정기 규정 준수 | 내부 기본 교정기 | IEC 60270:2025 부록 A 준수; 추적 가능한 교정 인증서 | IEC 60270:2025는 교정기 시험을 표준으로 규정하고 있습니다(부록 A). 공장 출하 승인 시험에 필수적입니다. |
| 7. 이식성 | 실험실용 벤치 유닛 (전원 공급식) | 배터리 구동식 현장 장치(<5kg) | 현장 시운전 및 현장 진단 작업에는 배터리로 작동하는 휴대용 장치가 필요합니다. |
데믹스의 부분 방전 검출기 본 제품은 완전한 PRPD 패턴 표시 기능을 통해 1 pC 이하의 배경 잡음 감도를 달성하여 위의 EHV 변압기 사양 항목을 충족합니다. 상용 분석기에 대한 더 자세한 비교는 관련 기사를 참조하십시오. PD 분석기에서 찾아야 할 주요 기능.
IEC 60270:2025 — 개정된 표준 및 장비에 미치는 영향
2025년 6월 5일, IEC는 IEC 60270 제4판을 발표했습니다. 이는 2000년 초판과 2015년 개정판 이후 부분 방전 측정 표준에 대한 첫 번째 전면 개정판입니다. 새로운 제목은 다음과 같습니다. 고전압 시험 기법 – 부분 방전의 전하 기반 측정 이는 단순한 외형적 업데이트가 아닌 실질적인 변화를 의미합니다. PD 검사 장비에 관한 대부분의 출판된 지침서는 여전히 2015년 버전을 참조하고 있습니다.
여기서는 무엇이 바뀌었고 2025-26년에 어떤 장비에 영향을 미칠지 설명하겠습니다.
| 변경 영역 | 3판 (2000 + AMD1:2015) | 4판(2025) | 실질적인 영향 |
|---|---|---|---|
| 전압 범위 | 교류 최대 400Hz | 교류 최대 500Hz + 직류 전압 | DC 부분방전(PD) 테스트가 이제 공식적으로 보장됩니다. 이는 HVDC 케이블 및 변환기 장비와 직접적인 관련이 있습니다. |
| 표준 제목 초점 | 일반 부분 퇴원 | 명시적으로 전하 기반 | 비전하 방식(UHF, 음향)은 공식적으로 분리됨 → IEC TS 62478 참조 |
| 교정기 요구사항 | 유익한 안내 | 규범적 부록 A — 필수 | 교정기는 이제 정해진 성능 테스트를 통과해야 하며, 인증받지 않은 교정기는 더 이상 규정을 준수하지 않습니다. |
| 디지털 PD 처리 | 적용되지 않음 | 새로운 정보 부록 E | 인공지능 기반 분석에 필요한 디지털 데이터 수집 및 처리 방법에 대한 지침을 제공합니다. |
| 비전기적 위치 탐지 방법 | 적용되지 않음 | 새로운 정보 부록 F | UHF 및 음향 PD 위치 파악 방법이 이제 표준 프레임워크 내에서 참조됩니다. |
| 성능 확인 | 다양한 지침 | 간소화되고 체계적인 | ISO 17025 시험 연구소에 중요한 장비 인증에 대한 명확한 감사 추적 시스템 구축 |
IEC 60270:2025 장비 규정 준수 체크리스트
이 체크리스트를 사용하여 현재 사용 중인 연속 부분방전(PD) 테스트 장비가 2025년 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오.
- ☐ 교정기 성능 테스트 완료 — 부록 A 요구사항에 따라 검증됨 (2025년 개정판 기준)
- ☐ 광대역 대역폭 확인됨 — 검출기는 100kHz에서 1MHz까지의 주파수 범위를 감지합니다 (2015년 개정 사항에 따라 2025년에도 유지됨).
- ☐ DC PD 측정 기능 — 사용 중인 애플리케이션에 HVDC 케이블 또는 변환 장비가 포함된 경우, 검출기가 DC 테스트 전압 동기화를 지원하는지 확인하십시오.
- ☐ 위상 기준 입력 가능 — 2025년 디지털 처리 지침(부록 E)에 따라 유효한 PRPD 패턴 기록을 위해 필수적입니다.
- ☐ 교정 인증서 추적 가능 — 국가 측정 표준 준수; IEC 60270:2025 간소화된 성능 검사에는 문서화된 교정 추적성이 필요합니다.
- ☐ 소프트웨어 호환성 — 디지털 처리 또는 PRPD 패턴 분석을 사용하는 경우 소프트웨어 버전이 부록 E 방법론과 일치하는지 확인하십시오.
IEC 60076-3(전력 변압기) 및 IEC 62271-203(52kV 이상 GIS)은 모두 IEC 60270:2025를 참조합니다. 고전압 전력 설비에 대한 새로운 조달 계약에는 2015년 버전이 아닌 IEC 60270:2025 준수를 명시해야 합니다.
적합한 PD 테스트 장비 선택 방법 — 의사결정 프레임워크
특정 테스트 옵션을 비교하는 가장 좋은 방법은 자산 유형부터 시작하여 탐지 방법, 주요 사양, 그리고 마지막으로 필요한 장비 등급 순으로 살펴보는 것입니다. 아래 표는 2025년에 산업용 고전압 설비에서 가장 일반적으로 테스트되는 5가지 주요 자산 유형을 요약한 것입니다. 기술 사양 외의 조달 요소에 대해서는 관련 기사를 참조하십시오. 최적의 부분 방전 시험 장비를 선택하는 방법.
| 자산 유형 | 일반적인 테스트 조건 | 권장 방법 | 주요 사양 요구 사항 | 데믹스 참조 |
|---|---|---|---|---|
| 전원 변압기 | 오프라인 — 공장 출하 승인 또는 주기적 진단 | 기존 IEC 60270(부싱 탭 또는 외부 C)k) | ≤1 pC 감도; PRPD 표시; 4채널 | 자동 PD 테스트 시스템 |
| 고전압/초고전압 케이블 시스템 | 오프라인 — 공장 또는 설치/수리 후 현장 | VLF 또는 가변 주파수 공진 + 기존 IEC 60270 검출기 | VLF 출력 ≥ 케이블 테스트 전압; 검출기 ≤10 pC | VLF 발생기 + PD 검출기 |
| GIS(가스 절연 개폐 장치) | 온라인 — 현장 교육, 지속적 또는 주기적 | 비전통적 방식 — UHF 장벽/창문 센서 | UHF 대역 200MHz~2.5GHz; PRPD 패턴 기능 지원 | UHF 센서 시스템 |
| 중전압 스위치기어 / 금속 외함 패널 | 온라인 — 현장 교육용 휴대용 설문조사 | 개폐 패널용 TEV(과도 접지 전압) 센서 | TEV 감도; 데이터 로깅; 추세 분석 기능 | 스위치기어 시험 장비 |
| 회전 기계/발전기 | 오프라인 — 고전압 또는 서지 테스트 중 고정자 권선 부분 방전 | PD 커플러가 포함된 기존 IEC 60270 규격; 서지 + RPDIV 추적 기능 | 다중 채널(3상 동시); RPDIV 임계값; 슬롯 커플러 호환성 | HV 테스트 장비 제품군 |
5가지 핵심 선정 요소 요약
- 자산 유형은 탐지 방법(기존 방식, 비기존 방식)에 영향을 미칩니다.
- 운영 조건 - 온라인 자산 대 오프라인 자산 및 전원 차단 필요 여부
- 필요한 감도 — 초고압 변압기의 경우 ≤1 pC, 대부분의 현장 진단 장비는 ≤10 pC를 허용합니다.
- 휴대성 - 현장 산업 테스트에는 휴대 가능하고 배터리로 작동하는 장비가 사용되어야 하며, 실험실에는 실험대가 마련되어 있어야 합니다.
- 자산 위험 분류 - 중요 자산(초고전압 자산, 고압 직류 장비)은 AI 기반 부분 방전 패턴 인식 기능을 갖춘 다채널 시스템을 지원해야 하며, 중요도가 낮은 자산은 단일 채널 기본 장비로 테스트할 수 있습니다.
PD 테스트 기술의 산업 동향(2025~2026)
2025년과 2026년에 전력 회사와 산업 운영자들이 부분 방전 시험 장비 구매 결정을 내리는 방식에 영향을 미치는 세 가지 주요 트렌드가 있습니다.
1. IEC 60270:2025 개정으로 장비 심사 및 교체가 시작되었습니다. 2000년 이후 IEC 60270의 첫 번째 주요 개정판(2025년 6월 발행)에서는 규범적 교정기 요구사항(부록 A)이 추가되었으며, 기존 교정기는 재인증 없이는 이 요구사항을 충족하지 못할 수 있습니다. 시험 연구소 및 전력 회사 검사 기관의 조달 심사팀은 이 개정판을 검토하면서 기존 부분 방전 시험 장비에 대한 심사를 진행하고 있습니다. 장비 제조업체들은 개정판 발행 이후 교정기 및 검출기에 대한 문의가 증가했다고 보고했습니다.
2. 온라인 부분방전 모니터링 시스템의 세계 시장은 2025년에 약 12억 4천만 달러 규모였으며, 2032년에는 연평균 11.02%의 성장률로 28억 7천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이러한 성장을 이끄는 주요 요인은 북미와 유럽의 노후화된 고전압(HV) 송전망 인프라, DC 호환 부분방전 감지 솔루션을 통합한 HVDC 시스템의 사용 증가, 그리고 전력 부문에서 계획된 정전에서 온라인 전력 자산 관리로의 유지보수 일정 변화입니다. 유럽 연합의 주요 송전 시스템 운영사들은 CIGRE D1 연구 그룹의 새로운 제안에 따라 2023년부터 영구적인 UHF 센서 구현으로의 구조적 전환을 시작했습니다.
3. AI 기반 PRPD 패턴 분류는 상용 제품입니다. 위상 분해 부분 방전(PRPD) 패턴 분석은 오랫동안 고도의 숙련된 엔지니어가 지문 패턴을 해석하여 패턴이 공극 방전, 코로나 방전 또는 표면 추적 방전을 나타내는지 정성적으로 식별해야 하는 문제점을 안고 있었습니다. AI 기반 패턴 분류 소프트웨어를 이용한 PRPD 데이터로부터 결함 유형 식별 자동화는 2020-2022년 연구 프로젝트로 시작되어 2024-2025년에 상용화되었습니다. 이러한 발전은 IEC 60270:2025 부록 E에 포함된 디지털 처리 지침 업데이트 및 기타 새로운 규정을 AI 기반 부분 방전 분석 워크플로에 자연스럽게 통합할 수 있도록 합니다.
💡 미래 대비 체크리스트 — 장비 공급업체와 확인해야 할 사항
- 해당 부분방전 검출기는 IEC 60270:2025 규격 준수 라벨(2015 버전뿐 아니라)을 부착하고 있습니까?
- AI 기반 PRPD 패턴 분류를 위한 전용 소프트웨어 업그레이드 경로가 있습니까?
- 이 시스템은 향후 온라인 모니터링 통합을 위해 UHF 센서 액세서리를 지원할 수 있습니까?
- 해당 교정기는 IEC 60270:2025 부록 A의 성능 시험 요건을 충족합니까?
- 해당 검출기는 HVDC 케이블 애플리케이션용 DC 전압 테스트 동기화를 지원합니까?
자주 묻는 질문
전기 장비의 부분방전(PD) 테스트란 무엇입니까?
부분 방전(PD) 시험은 변압기, 케이블, 개폐기, 모터 또는 발전기와 같은 전기 장비에 규정된 고전압을 인가하고, 장비 절연 시스템 내부에서 발생하는 미세한 국부 방전의 겉보기 전하량을 피코쿨롬(pC) 단위로 측정합니다. 이러한 미세 방전은 절연 시스템의 열화로 인한 고장 전 징후이며, 전기 시스템의 예기치 않은 치명적인 고장을 방지하는 데 필수적입니다. PD 시험은 전하 기반 전기 측정에 대한 IEC 60270 표준에 정의되어 있으며, 인수 시험, 시운전 및 현장 상태 평가에서 자산의 특성을 파악하는 데 사용됩니다.
온라인 PD 테스트와 오프라인 PD 테스트의 차이점은 무엇인가요?
오프라인 방식: 전원을 차단하고 외부 고전압을 인가한 후 IEC 60270에 따라 보정된 pC 값을 측정합니다. 정전이 필요합니다. 온라인 방식: 전원이 공급된 장비에 UHF, TEV 또는 음향 센서를 설치하고 외부 전압을 인가하지 않으며 정전이 필요하지 않습니다. 단, 출력값은 반정량적(상대 레벨 및 PRPD 패턴, 보정된 pC 값 아님)입니다. 오프라인 방식은 인수 테스트에 사용하고, 온라인 방식은 예정된 정전 사이의 상태 추세 분석에 사용합니다. 전체 비교 내용은 위의 섹션을 참조하십시오.
IEC 60270 규격을 준수하는 부분방전(PD) 테스트 장비는 어느 정도의 감도를 요구합니까?
IEC 60270은 측정 대상 장치(DUT)에 전원이 공급되기 전 측정 회로의 배경 잡음 수준이 관심 있는 부분 방전(PD) 신호를 감지할 수 있을 만큼 충분히 낮아야 한다고 규정합니다. 실제로 요구되는 감도는 적용 분야에 따라 다릅니다. 초고압 변압기 및 발전기 시험의 경우 배경 잡음이 1pC 이하(허용 기준이 100~300pC의 피상 전하량일 수 있음), 고전압 장비의 경우 5pC 이하, 중전압 개폐기 및 케이블 시험의 경우 10pC 이하입니다. IEC 60270:2025는 절대적인 감도 한계를 설정하지 않으며, 이러한 한계는 장비별 제품 표준(예: 변압기의 경우 IEC 60076-3)에 정의되어 있습니다.
전원이 공급된 장비에서 부분 방전을 테스트할 수 있습니까?
예, 비전통적인 센서를 사용합니다. UHF(GIS 및 변압기용), TEV(금속 외함 개폐기용) 및 음향 센서는 고전압 커플링 없이 전원이 공급된 장비에서 접지 전위로 작동합니다. 출력은 보정된 pC 값이 아닌 반정량적 값(상대 레벨, PRPD 패턴)입니다. IEC 60270의 기존 테스트에서는 항상 장비의 전원을 먼저 차단해야 합니다.
커플링 커패시터란 무엇이며 부분방전 테스트에 왜 필요한가요?
커플링 커패시터(Ck)는 DUT에서 측정 임피던스 Zm까지 고주파 부분 방전(PD) 펄스 전류가 흐르는 저임피던스 경로를 제공합니다. 고전압 테스트 소스는 고주파 신호에 대해 높은 임피던스를 가지며, 출력 회로는 전력 주파수 전압만 통과시키고 MHz 대역 펄스는 차단합니다. Ck가 없으면 PD 펄스 전류는 소스 임피던스를 통해 단락되어 측정 시스템에 도달하지 못합니다. Ck는 테스트 중 섬락을 방지하기 위해 전체 피크 테스트 전압에 대해 정격 용량을 가져야 합니다. 또한 측정 주파수에서 자체 공진을 방지하기 위해 낮은 잔류 인덕턴스가 필요합니다. 용량성 등급 부싱이 있는 전력 변압기의 경우, 부싱 탭이 내장된 커플링 지점을 제공하므로 외부 Ck가 전혀 필요하지 않습니다.
변압기의 부분 방전 여부는 얼마나 자주 검사해야 합니까?
IEC 60076-3은 적용 가능한 Um 임계값 이상의 모든 전력 변압기에 대해 공장 출하 시 부분 방전(PD) 시험을 규정합니다. 가동 중인 변압기의 경우, 시험 주기는 자산의 중요도, 사용 연수 및 작동 이력에 따라 결정됩니다. 일반적인 전력 회사 프로그램에서는 중요 초고압 변압기(≥220kV)를 계획된 정전 기간 동안 5~10년마다 시험합니다. 절연 이력에 문제가 있거나 까다로운 환경에 있는 변압기는 더 자주 시험될 수 있습니다. 온라인 UHF 부분 방전 모니터링은 이러한 주기적인 오프라인 시험 사이에 지속적인 상태 추적을 가능하게 하므로, 장기간 정전 계획 수립에 비용이 많이 드는 중요 전력망 자산에 빠르게 도입되고 있습니다.
부분 방전 측정에서 겉보기 전하량(pC)이란 무엇입니까?
겉보기 전하량은 측정 회로 내 시험 대상 단자 사이에 주입되는 순간, 회로에서 관찰되는 실제 부분 방전 전류 펄스와 동일한 판독값을 부분 방전 검출기에서 나타내는 전하량입니다. 이는 피코쿨롬(pC) 단위로 표시되며, IEC 60270 부분 방전 측정의 표준 출력 단위입니다. "겉보기"라는 용어는 절연체 내부의 방전원에서 직접 측정하는 것이 불가능하기 때문에 사용됩니다. 측정 회로는 시험 단자에 유도된 전하량만을 포착하는데, 이 유도 전하는 항상 방전원의 실제 전하량보다 작습니다. 알려진 주입 전하량을 사용하여 교정하면 검출기 판독값을 겉보기 전하량으로 변환할 수 있습니다.
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DEMIKS 엔지니어는 초고압 변압기용 IEC 60270 자동 시스템부터 고압 케이블 승인용 VLF 시스템에 이르기까지 자산 유형, 전압 등급 및 표준 요구 사항에 맞는 적절한 부분 방전(PD) 테스트 설정에 대한 전문적인 조언을 제공합니다.
관련 기술 자료
이 분석에 관하여
본 제품은 고전압 시험 장비 공급업체이자 제조업체인 DEMIKS에서 생산되었습니다. 참조된 DEMIKS 제품에는 해당 표시가 되어 있습니다. 기술 정보는 IEC 60270:2005, IEC 60076-3, CIGRE TB 793 WG D1.37 및 업계 부품 사양(HV Technologies, BASEC, IPEC UK)을 기준으로 제공됩니다. 제3자 시장 조사(reportprime.com, 2026)는 시장 예측 추정치를 뒷받침하는 데 사용되었습니다. 2025년 6월에 최종 검토된 다음 내용은 IEC 60270:2005 4판 사양을 준수합니다.
참고자료
- IEC 60270:2005 – 고전압 시험 기술 – 부분 방전의 전하 기반 측정. IEC TC 42, 4.0판, 2005년 07월 01일 발행. 웹스토어.iec.ch
- CIGRE 실무 그룹 D1.37 – 기존 및 비기존 방법을 사용한 부분 방전 감지 지침. 기술 게시판 793, 2020.
- IEC 60076-3:2011 – 전력 변압기 – 절연 수준, 유전 시험 및 공기 중 외부 이격 거리. IEC TC 14.
- 판매 또는 구매 가능한 문서에는 다음이 포함되지만 이에 한정되지는 않습니다.
IEC TS 62478:2016 – 고전압 시험 기술 – 전자기 및 음향 방법을 이용한 부분 방전 측정. IEC TC 42. - BASEC – 케이블 시험 기술 지침. 영국 케이블 승인 서비스. (IEC 60840에 따른 MV 케이블 부분 방전 임계값 1.73U에서 10pC)
- IPEC UK – 가스 절연 개폐기(GIS) 부분 방전 센서 적용 – UHF. ipecuk.com, 2022.
- HV 테크놀로지 – 부분 방전 시험의 기초. hvtechnologies.com, 최종 업데이트 2026년.
- Reportprime – 부분 방전 모니터링 시스템 시장 보고서 2025-2032. reportprime.com, 2026년 5월 최종 접속. (독립 시장 조사 보고서이며, 수치는 참고용입니다.)
