KR100763450B1 - Fire prevention system adopting wireless communication based on ubiquitous - Google Patents

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KR100763450B1
KR100763450B1 KR1020060094144A KR20060094144A KR100763450B1 KR 100763450 B1 KR100763450 B1 KR 100763450B1 KR 1020060094144 A KR1020060094144 A KR 1020060094144A KR 20060094144 A KR20060094144 A KR 20060094144A KR 100763450 B1 KR100763450 B1 KR 100763450B1
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arc
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KR1020060094144A
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박지호
이종훈
정우영
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(재)대구경북과학기술연구원
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    • H01H2083/201Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition the other abnormal electrical condition being an arc fault

Abstract

A fire prevention system adopting wireless communication based on ubiquitous is provided to detect an arc type signal source by a digital method using a processor having CPU(Central Processing Unit), thereby reducing the malfunction of devices and removing sources of a fire. A fire prevention system adopting wireless communication based on ubiquitous comprises the followings: an input signal unit(110) for receiving signals form a power stage; a filtering unit(120) for filtering the signal inputted through the input signal unit; a first comparing unit(130) for determining whether the filtered signal is arc signal by comparing reference voltage provided from the reference voltage generating unit; an amplifying unit(150) for amplifying the signal; a second comparing unit(160) for comparing the amplified signal with next signal; an arc signal converting unit(170) for converting the arc signal passed through the second comparing unit to a digital signal and the digital arc signal is higher than reference trip level and arc failure signal; and a trip signal generating unit(180) for outputting a trip signal.

Description

유비쿼터스 기반 무선통신을 적용한 화재 예방 시스템{FIRE PREVENTION SYSTEM ADOPTING WIRELESS COMMUNICATION BASED ON UBIQUITOUS}Fire prevention system using ubiquitous based wireless communication {FIRE PREVENTION SYSTEM ADOPTING WIRELESS COMMUNICATION BASED ON UBIQUITOUS}

도 1은 종래 아크 결함 검출기를 도시한 블럭도.1 is a block diagram illustrating a conventional arc defect detector.

도 2는 본 발명의 아크 결함 검출기를 도시한 블럭도.2 is a block diagram illustrating an arc fault detector of the present invention.

도 3은 본 발명의 아크 결함 검출기에 적용되는 프로세스를 도시한 순서도.3 is a flow chart illustrating a process applied to the arc defect detector of the present invention.

도 4는 본 발명의 아크 결함 검출기를 적용한 화재 예방 시스템의 작동 순서도.Figure 4 is a flow chart of the operation of the fire protection system applying the arc defect detector of the present invention.

도 5는 상기 도 4에 도시된 과정을 실제 적용한 화재 예방 시스템을 도시한 도면.5 is a diagram illustrating a fire prevention system to which the process shown in FIG. 4 is actually applied.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10, 100 : 아크 결함 검출기 11, 110 : 입력 신호부10, 100: arc defect detector 11, 110: input signal portion

12, 120 : 필터부 13, 130 : 제 1 비교부12, 120: filter unit 13, 130: first comparison unit

14, 140 : 기준전압 발생부 15, 150 : 증폭부14, 140: reference voltage generator 15, 150: amplifier

16, 160 : 제 2 비교부 17 : 트립레벨 조정부16, 160: second comparison unit 17: trip level adjustment unit

18 : 레벨 한정부 19, 180 : 트립신호 발생부18: level limiting unit 19, 180: trip signal generating unit

170 : 아크 신호 변환부170: arc signal conversion unit

본 발명은 화재 예방 시스템에 관한 발명으로서, 신뢰도 높은 아크 결함 검출기 및 아크 결함 검출 방법과 화재 예방 시스템을 제안한다.The present invention relates to a fire prevention system, and proposes a reliable arc defect detector, an arc defect detection method, and a fire prevention system.

매년 전 세계적으로 전기로 인한 화재가 늘고 있으며, 그로 인한 재산 피해와 인명 피해가 급격히 증가하고 있다. 매년 전기 화재의 발생률이 늘어가고 있는 상황에서 소방 방재에 대한 인식이 높아지고 있으나, 여전히 화재 예방에 대한 대책은 미흡한 실정이다. 따라서, 화재가 발생하기 전 화재의 근원을 발견하고 예방한다면 전기 화재의 화마에서 많은 재산과 인명의 피해를 줄일 수 있을 것이다.Every year, the number of fires caused by electricity is increasing all over the world, and the damages to property and lives are rapidly increasing. As the incidence rate of electric fires increases every year, awareness of fire protection is increasing, but there are still insufficient measures to prevent fire. Therefore, finding and preventing the source of a fire before the fire can reduce the damage to a lot of property and life in the fire of an electric fire.

이를 위하여 미국 등 여러 나라에서는 전기화재의 원인이 되고 있는 아크 발생을 미연에 감지하여 이를 차단하는 내용을 법제화하고 있다. 미국에서는, 배전반에 배선용 차단기(Miniature Circuit Breaker)를 사용하고 사용자의 손이 직접적으로 접촉되는 콘센트(Consent)에는 접지 결함 보호용 차단기(Ground Fault Circuit Interrupter:GFCI)를 사용하도록 하고 있다. 상기 접지 결함 보호용 차단기(GFCI)는 일종의 누전 차단기로서 고감도의 누전 감지 기능을 가지고 있어, 습기나 물기가 많은 부엌, 욕실, 주차장 또는 지하실 등의 장소에 의무적으로 사용하도록 하고 있다. 이러한 배선용 차단기와 누전 차단기의 설치에도 불구하고, 매년 전 세계적으로 많은 화재가 발생하고 있다. 이는 상기와 같은 상간 결함보다는 접지에 대한 아크형 결함(Arcing Type Fault)이 보다 빈번하게 발생하기 때문이다. To this end, many countries, including the United States, have legislated to detect and block arcing, which is the cause of electric fires. In the United States, Miniature Circuit Breakers are used in switchboards and Ground Fault Circuit Interrupters (GFCIs) are used in outlets where the user's hands are in direct contact. The ground fault protection circuit breaker (GFCI) is a kind of a ground fault breaker and has a high sensitivity ground fault detection function, and is mandatory to use in places such as a kitchen, a bathroom, a parking lot, or a basement with a lot of moisture or moisture. Despite the installation of circuit breakers and earth leakage breakers, many fires occur worldwide every year. This is because arcing faults to ground occur more frequently than the interphase faults described above.

상기 아크형 결함은 상기 차단기에서 감지 가능한 열적 문턱값(Thermal Threshold) 이하의 평균 실효값(Root Mean Square:RMS)을 갖는 전류를 발생시키기 때문에 상기 차단기를 통하여 화재 발생을 예방하는데 무리가 있다.Since the arc type defect generates a current having a root mean square (RMS) below a thermal threshold that can be detected by the breaker, it is difficult to prevent a fire from occurring through the breaker.

상기 아크형 결함을 차단하기 위한 종래 기술으로는 아크 결함 발생시 전류를 차단하는 AFCI(Arc Fault Circuit Interrupter) 또는 AFDS(Arc Fault Detection System) 등이 사용되고 있다.Conventional techniques for blocking the arc-type faults include an Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI) or an Arc Fault Detection System (AFDS) that cuts off current when an arc fault occurs.

이하, 도면을 참조하여 종래 기술 및 상기 종래 기술이 가진 문제점에 대하여 보다 상세히 기술한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail with respect to the prior art and the problems with the prior art.

도 1은 종래 아크 결함 검출기를 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram illustrating a conventional arc defect detector.

도 1을 참조하면, 종래 아크 결함 검출기(10)는 입력 신호부(11), 필터부(12), 제 1 비교부(13), 기준전압 발생부(14), 증폭부(15), 제 2 비교부(16), 트립레벨 조정부(17), 레벨 한정부(18), 트립신호 발생부(19)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the conventional arc defect detector 10 includes an input signal unit 11, a filter unit 12, a first comparator 13, a reference voltage generator 14, an amplifier 15, and a first detector. 2, a comparison unit 16, a trip level adjusting unit 17, a level limiting unit 18, and a trip signal generating unit 19 are included.

상기 입력 신호부(11)는 전원 라인을 통하여 전송되는 광대역의 신호원을 검출한다. 상기 신호원은 상기 필터부(12)의 노이즈 제거용 필터 회로를 통하여 필터링되며, 상기 필터링된 신호원은 상기 제 1 비교부(13)에서 상기 기준전압 발생부(14)로부터 제공되는 기준전압과 비교되어 아크 신호인지 판정받는다. 상기 판정결과 신호원이 아크 신호인 경우 상기 신호원은 상기 증폭부(15)를 통하여 증폭되고, 상기 제 2 비교부(16)를 통하여 상기 제 2 비교부(16)에 입력되는 다음 신호와 현재 신호를 비교하게 된다. 이 후 상기 트립레벨 조정부(17)를 통하여 트립레벨이 조정되고, 상기 레벨 한정부(18)를 통하여 상기 신호원이 화재 발생의 개연성이 있는 아크 결함 신호인지 그 레벨을 평가받는다. 상기 아크 결함 검출기(10)는 상기 레벨 한정부(18)를 경유하여 전달되는 신호들을 적산하여 아크 결함 신호와 유사한 신호로 인한 아크 결함 검출기(10)의 오동작을 방지한다. 상기 과정을 거쳐 트립레벨보다 큰 신호가 검출되면 아크 결함 신호로 판단하여 상기 트립신호 발생부(19)로부터 트립신호가 출력된다.The input signal section 11 detects a broadband signal source transmitted through a power line. The signal source is filtered through the noise removing filter circuit of the filter unit 12, and the filtered signal source is connected to the reference voltage provided from the reference voltage generator 14 in the first comparator 13. The comparison is made to determine if it is an arc signal. When the determination result signal source is an arc signal, the signal source is amplified by the amplifier 15 and the next signal and current input to the second comparer 16 through the second comparer 16. The signals are compared. Thereafter, the trip level is adjusted through the trip level adjusting unit 17, and the level limiting unit 18 evaluates whether or not the signal source is an arc fault signal that is likely to cause a fire. The arc defect detector 10 integrates signals transmitted via the level limiter 18 to prevent malfunction of the arc defect detector 10 due to a signal similar to the arc defect signal. When a signal larger than the trip level is detected through the above process, it is determined as an arc fault signal and a trip signal is output from the trip signal generator 19.

상기 종래 아크 결함 검출기(10)는 물리적으로 일정 레벨 이상으로 전류가 증가하면 기구적으로 상기 전류를 차단하여 화재를 예방한다. 상기 아크 결함 검출 시 가장 큰 문제점은 실제 아크 결함 신호가 발생하지 않은 경우까지도, 아크 결함 신호로 판단하여 차단기로 하여금 배선 시스템을 차단시키는 오동작의 가능성이 크다는데 있다. 이러한 현상은 아크 전류와 아크 전압이 일반적으로 정현파가 아니며, 아크의 종류에 따라 여러 가지 형태의 전압 및 전류 파형이 발생할 수 있기 때문에 발생한다. 즉, 상기 아크 전압과 아크 전류는 가정용 선풍기, 드라이기, 형광등 또는 드릴 등의 전기 모터를 이용하는 가전제품의 사용시 발생하는 펄스와 유사한 특성을 가질 수 있기 때문에 오동작의 가능성이 크다. 또한, 아크가 발생하는 경우의 출력 전압과 전기 기기의 기동 시에 발생하는 펄스 전압이 유사하기 때문에 아크를 검출하기가 더욱 어렵다.The conventional arc defect detector 10 physically blocks the current when the current increases more than a certain level to prevent a fire. The biggest problem in detecting the arc defect is that there is a high possibility of a malfunction that causes the circuit breaker to block the wiring system by judging it as an arc defect signal even when an actual arc defect signal does not occur. This phenomenon occurs because arc current and arc voltage are generally not sinusoidal, and various types of voltage and current waveforms may occur depending on the type of arc. That is, since the arc voltage and the arc current may have characteristics similar to pulses generated in the use of home appliances using electric motors such as household fans, dryers, fluorescent lights, or drills, there is a high possibility of malfunction. In addition, the arc is more difficult to detect because the output voltage when an arc occurs and the pulse voltage generated when the electric device is started are similar.

종래 아크 결함 검출기(10)의 경우 전기적 신호를 하드웨어적으로 감지하고, 기구적으로 차단하는 구조를 가지고 있기 때문에 감지 부분은 물론이고, 기구적인 결함으로 인한 오동작의 가능성이 크다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 전기 화재 예방 기준에 부합하는 아크 결함 검출기(10)의 개발이 요구된다.Conventional arc defect detector 10 has a structure that detects the electrical signal in hardware, and has a structure that cuts mechanically, as well as the detection portion, there is a problem that there is a high possibility of malfunction due to mechanical defects. Therefore, the development of the arc defect detector 10 that meets the electrical fire prevention standards is required.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 아크성 신호원을 CPU가 내장된 프로세서를 사용하여 디지털적인 방법으로 검출함으로써 기기의 오동작을 줄일 수 있는 아크 결함 검출기 및 검출 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to provide an arc defect detector and a detection method that can reduce the malfunction of the device by detecting the arc signal source in a digital method using a processor with a CPU. .

또한, 본 발명의 목적은 전원단에 문제가 발생하는 경우, 아크 결함 검출기가 중앙관제실로 WLAN(Wireless Lan) 또는 지그비(ZigBee)와 같은 무선 통신을 이용하여 그 정보를 전송하고, 중앙관제실 역시 WLAN 또는 지그비와 같은 무선 통신을 이용하여 이 정보를 서버로 전송하며, 서버는 와이어리스 또는 모바일 통신을 이용하여 네트워크로 연결되어 있는 인근 소방서 또는 한국전력과 같은 기관에 상기 상황을 전송함으로써, 화재의 근원을 미연에 감지하여 방지할 수 있는 시스템을 제공하는 데 있다.In addition, it is an object of the present invention, if a problem occurs in the power supply, the arc fault detector transmits the information to the central control room using a wireless communication such as WLAN (Wireless Lan) or ZigBee (ZigBee), the central control room also WLAN Or by transmitting this information to a server using a wireless communication such as Zigbee, which transmits the situation to a nearby fire department or KEPCO, which is networked using wireless or mobile communication, It is to provide a system that can be detected and prevented in advance.

상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은 전원단으로부터 신호를 입력받는 입력 신호부; 상기 입력 신호부를 통하여 입력된 상기 신호를 필터링하는 필터부; 상기 필터링된 신호를 기준전압 발생부로부터 제공되는 기준전압과 비교하여 아크 신호인지 판정하는 제 1 비교부; 상기 판정결과 상기 신호가 아크 신호인 경우 상기 신호를 증폭하는 증폭부; 상기 증폭된 신호와 다음 신호를 비교하는 제 2 비교부; 상기 제 2 비교부를 거친 아크 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털로 변환된 아크 신호가 기준 트립레벨 이상의 신호인지를 판정하며, 상기 디지털 아크 신호가 주변장치로부터 발생한 신호인지를 판단하여 아크 결함 신호인지 여부를 판정하는 아크 신호 변환부; 및 상기 아크 신호가 아크 결함 신호로 판별될 경우 트립신호를 출력하는 트립신호 발생부를 포함하는 아크 결함 검출기를 제공한다.The present invention devised to achieve the above object is an input signal unit for receiving a signal from a power supply terminal; A filter unit for filtering the signal input through the input signal unit; A first comparison unit comparing the filtered signal with a reference voltage provided from a reference voltage generator to determine whether the filtered signal is an arc signal; An amplifier for amplifying the signal when the signal is an arc signal as a result of the determination; A second comparator for comparing the amplified signal with a next signal; Converts the arc signal passed through the second comparator into a digital signal, determines whether the digitally converted arc signal is a signal higher than a reference trip level, and determines whether the digital arc signal is a signal generated from a peripheral device; An arc signal converting unit determining whether or not it is; And a trip signal generator for outputting a trip signal when the arc signal is determined to be an arc defect signal.

여기서, 상기 아크 결함 검출기는 CPU가 내장된 프로세서로 제작될 수 있다.Here, the arc defect detector may be manufactured by a processor with a built-in CPU.

또한, 본 발명은 전원단으로부터 신호를 입력받는 단계; 상기 입력된 상기 신호를 필터링하는 단계; 상기 필터링된 신호를 기준전압과 비교하여 아크 신호인지 판정하는 단계; 상기 판정결과 상기 신호가 아크 신호인 경우 상기 신호를 증폭하는 단계; 상기 증폭된 신호와 다음 신호를 비교하는 단계; 상기 아크 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 디지털로 변환된 아크 신호가 기준 트립레벨 이상의 신호인지를 판정하는 단계; 상기 디지털 아크 신호가 주변장치로부터 발생한 신호인지를 판단하는 단계; 및 상기 아크 신호가 아크 결함 신호로 판별될 경우 트립신호를 출력하는 단계를 포함하는 아크 결함 검출 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of receiving a signal from the power supply terminal; Filtering the input signal; Comparing the filtered signal with a reference voltage to determine whether the signal is an arc signal; Amplifying the signal if the signal is an arc signal as a result of the determination; Comparing the amplified signal with a next signal; Converting the arc signal into a digital signal; Determining whether the digitally converted arc signal is a signal equal to or greater than a reference trip level; Determining whether the digital arc signal is a signal from a peripheral device; And outputting a trip signal when the arc signal is determined to be an arc defect signal.

또한, 본 발명은 아크 결함 신호의 발생을 감지하고, 상기 아크 결함 신호가 발생한 곳의 위치를 파악하는 아크 결함 검출기; 복수의 아크 결함 검출기와 연결되어, 상기 아크 결함 검출기로부터 아크 결함 신호를 수신하여 취합하는 중앙관제실; 및 상기 중앙관제실로부터 아크 결함 신호의 검출 사실을 통보받고, 이를 인근 관련 기관에 전송하는 서버를 포함하는 화재 예방 시스템을 제공한다.In addition, the present invention includes an arc defect detector for detecting the occurrence of the arc defect signal, the location of the arc defect signal is detected; A central control room connected to a plurality of arc defect detectors to receive and collect an arc defect signal from the arc defect detector; And a server that is notified of the detection of the arc fault signal from the central control room and transmits the same to a nearby related organization.

여기서, 상기 아크 결함 검출기는 배전반에 내장되어 아크 결함이 발생한 각 방 또는 사무실의 전원단의 위치를 정확히 감지할 수 있다.Here, the arc defect detector may be embedded in the switchboard to accurately detect the position of the power terminal of each room or office where the arc defect occurs.

또한, 상기 아크 결함 검출기로부터 중앙관제실로 전송되는 신호 또는 상기 중앙관제실로부터 상기 서버로 전송된 신호는 WLAN 또는 지그비와 같은 무선 통신을 이용하여 전송될 수 있다.In addition, a signal transmitted from the arc defect detector to the central control room or a signal transmitted from the central control room to the server may be transmitted using a wireless communication such as WLAN or Zigbee.

또한, 상기 중앙관제실로부터 상기 서버로 전송되는 신호는 와이어리스(Wireless) 또는 모바일(Mobile) 통신을 이용하여 전송될 수 있다.In addition, the signal transmitted from the central control room to the server may be transmitted using wireless or mobile communication.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the advantages of the operability of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 2는 본 발명의 아크 결함 검출기를 도시한 블럭도이다.2 is a block diagram illustrating an arc defect detector of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 아크 결함 검출기(100)는 입력 신호부(110), 필터부(120), 제 1 비교부(130), 기준 전압 발생부(140), 증폭부(150), 제 2 비교부(160), 아크 신호 변환부(170), 트립신호 발생부(180)를 포함한다.2, the arc defect detector 100 of the present invention includes an input signal unit 110, a filter unit 120, a first comparator 130, a reference voltage generator 140, and an amplifier 150. The second comparator 160, the arc signal converter 170, and the trip signal generator 180 are included.

상기 입력 신호부(110)는 전원 라인을 통하여 전송되는 광대역의 신호원을 검출한다. 상기 신호원은 상기 필터부(120)의 노이즈 제거용 필터 회로를 통하여 필터링되며, 상기 필터링된 신호원은 상기 제 1 비교부(130)를 통하여 상기 기준전 압 발생부(140)로부터 제공되는 기준전압과 비교되어 아크 신호인지를 판별한다. 상기 판별 결과 상기 신호원이 아크 신호인 경우 상기 신호원은 상기 증폭부(150)를 통하여 증폭되고, 상기 제 2 비교부(160)를 통하여 상기 제 2 비교부(160)에 입력되는 다음 신호와 현재 신호를 비교하게 된다. 이 후 상기 신호원은 상기 아크 신호 변환부(170)를 통하여 디지털 신호로 변환되고, 상기 신호원의 트립레벨이 일정 레벨 이상인지를 판정받는다. 또한, 상기 아크 결함 검출기(100)의 오동작 방지를 위하여 상기 신호원을 주변장치가 발생시키는 아크 신호와 구분한다. 상기 과정을 통하여 화재 발생의 염려가 있는 아크 결함 신호로 판별될 경우 상기 트립신호 발생부(180)로부터 트립신호가 출력된다.The input signal unit 110 detects a broadband signal source transmitted through a power line. The signal source is filtered through the noise removing filter circuit of the filter unit 120, and the filtered signal source is provided from the reference voltage generator 140 through the first comparator 130. The voltage is compared to determine whether it is an arc signal. If the signal source is an arc signal as a result of the determination, the signal source is amplified by the amplifier 150 and the next signal input to the second comparator 160 through the second comparator 160; The current signal is compared. Thereafter, the signal source is converted into a digital signal through the arc signal converter 170, and it is determined whether the trip level of the signal source is a predetermined level or more. In addition, the signal source is distinguished from an arc signal generated by a peripheral device in order to prevent malfunction of the arc defect detector 100. If it is determined as an arc fault signal that may cause a fire through the above process, a trip signal is output from the trip signal generator 180.

상기 아크 결함 검출기(100)는 종래 전기적인 신호를 하드웨어적인 회로로 감지하여, 기구적으로 차단하는 방법보다 간단한 프로세서를 적용하여 정확히 아크 결함 신호를 감지할 수 있다. 또한 기계적인 방법으로 아크 결함 신호를 검출할 때 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 CPU가 내장된 프로세서를 사용함으로써 아크 결함 신호 검출시 정확도를 높일 수 있다.The arc fault detector 100 may detect an arc fault signal accurately by applying a simpler processor than a method of mechanically blocking an electrical signal by detecting a conventional electrical signal. In addition, by using a processor with a built-in CPU to solve the problem that may occur when detecting the arc fault signal by a mechanical method, it is possible to increase the accuracy when detecting the arc fault signal.

도 3은 본 발명의 아크 결함 검출기에 적용되는 프로세스를 도시한 순서도이다. 보다 상세히, 도 3은 본 발명의 아크 신호 변환부에 적용된 프로세스를 도시한다.3 is a flowchart illustrating a process applied to the arc defect detector of the present invention. In more detail, Figure 3 shows a process applied to the arc signal converter of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 입력 신호부(110)로부터 아크 신호원이 검출되면, 상기 신호원은 필터부(120), 제 1 비교부(130), 증폭부(150), 제 2 비교부(160)를 거 쳐 아크 신호 변환부(170)로 전송된다. 상기 신호원이 아크 신호인지를 판단하기 위하여 상기 아크 신호 변환부(170)는 상기 신호원이 정해진 트립레벨 1 보다 큰지 판단한다(S100). 상기 신호원의 트립레벨이 1보다 작으면 상기 아크 결함 검출기(100)는 정상동작하고(S130), 트립레벨이 1 보다 크면 일단 아크 신호로 판단하여 다음 단계로 진행한다. 상기 아크 신호로 판단된 신호원을 주변장치가 발생시키는 아크 신호와 구분하여 아크 결함 신호만을 추출한다(S110). 이를 위하여 아크 신호 변환부(170)은 주변장치가 발생시키는 아크 신호의 패턴을 저장하고 있을 수 있다. 위에서도 언급했듯 모터가 달린 전자 제품의 경우 아크 결함 검출기(100)의 오동작을 야기하는 아크 신호를 발생시키기 때문에 상기 아크 결함 신호와의 구분을 위해서는 상기 S110 단계가 필수적으로 요구된다. 상기 S110 단계를 통하여 상기 아크 신호가 주변 장치로부터 발생된 신호라고 판단되면 상기 아크 결함 검출기(100)는 정상동작하고(S130), 주변 장치가 발생시킨 아크 신호가 아닌 아크 결함 신호로 판단되면 상기 트립신호 발생부(180)로 트립신호를 전송한다(S120). 상기와 같은 과정을 디지털로 변환하여 수행함으로써 정확한 아크 결함 검출기(100)를 구현할 수 있다. 또한, 상기 S100 내지 S130 단계는 반드시 제2 비교부(160)의 출력을 입력받아 수행될 필요는 없으며, 도면부호 120 내지 160에 해당하는 구성요소들 중 일부 구성요소는 생략될 수 있음을 당업자는 쉽게 이해할 것이다. Referring to FIG. 3, when an arc signal source is detected from the input signal unit 110, the signal source includes a filter unit 120, a first comparator 130, an amplifier 150, and a second comparator ( Via the 160 is transmitted to the arc signal conversion unit 170. In order to determine whether the signal source is an arc signal, the arc signal converter 170 determines whether the signal source is greater than a predetermined trip level 1 (S100). If the trip level of the signal source is less than 1, the arc defect detector 100 operates normally (S130). If the trip level is greater than 1, the arc fault detector 100 determines that it is an arc signal and proceeds to the next step. The signal source determined as the arc signal is distinguished from the arc signal generated by the peripheral device to extract only the arc defect signal (S110). To this end, the arc signal converter 170 may store a pattern of the arc signal generated by the peripheral device. As mentioned above, in the case of an electronic product having a motor, an arc signal that causes a malfunction of the arc defect detector 100 is generated. Therefore, the step S110 is essential to distinguish the arc defect signal. If it is determined that the arc signal is a signal generated from the peripheral device through the step S110, the arc defect detector 100 operates normally (S130), and if it is determined that the arc signal is not an arc signal generated by the peripheral device, the trip The trip signal is transmitted to the signal generator 180 (S120). By performing the above process by converting to digital it is possible to implement the accurate arc defect detector 100. In addition, the steps S100 to S130 are not necessarily performed by receiving the output of the second comparator 160, and some of the elements corresponding to the reference numerals 120 to 160 may be omitted. Will be easy to understand.

도 4는 본 발명의 아크 결함 검출기를 적용한 화재 예방 시스템의 작동 순서도이며, 도 5는 상기 도 4에 도시된 과정을 실제 적용한 화재 예방 시스템을 도시 한 도면이다.4 is a flowchart illustrating an operation of a fire protection system to which an arc defect detector of the present invention is applied, and FIG. 5 is a view illustrating a fire protection system to which the process illustrated in FIG. 4 is actually applied.

상기 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 아크 결함 검출기(100)를 유비쿼터스 기반의 화재 예방 시스템에 적용할 수 있다. 보다 상세히, 아크 결함 신호 발생시 상기 아크 결함 검출기(100)를 통하여 트립신호를 발생시키고, 상기 감지된 아크 결함 신호를 차단한다(S200). 각각의 배전반에 내장되어 있는 아크 결함 검출기(100)는 각 방 또는 사무실의 전원과 연결되어 있기 때문에 전선이나 전원에 문제가 생기거나 가전제품에 문제가 발생할 경우 정확하게 어느 전원단에서 문제가 발생했는지 감지할 수 있다. 상기 문제가 발생한 전원단의 위치가 파악되면 그 사항을 중앙관제실에 WLAN 또는 지그비와 같은 무선 통신을 이용하여 전송한다(S210). 상기 아크 결함을 전송받은 중앙관제실에서는 이를 역시 WLAN 또는 지그비와 같은 무선 통신을 이용하여 서버로 전송한다(S220). 상기 서버에서는 와이어리스(Wireless) 또는 모바일(Mobile) 통신을 이용하여 네트워크로 연결되어 있는 인근 소방서 또는 한국전력과 같은 관련 기관에 상기 상황을 전송한다(S230). 상기 상황을 접수한 소방서나 한국전력에서는 아크 결함이 발생한 전원단을 복구하여 전기로 인한 화재를 미연에 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 아크 결함 검출기(100)는 WLAN 또는 지그비 통신, 와이어리스 또는 모바일 통신과 결합되어 하재 발생을 미연에 방지할 수 있다.4 and 5, the arc defect detector 100 of the present invention can be applied to a ubiquitous-based fire prevention system. In more detail, when an arc defect signal is generated, a trip signal is generated through the arc defect detector 100, and the detected arc defect signal is blocked (S200). Since the arc fault detector 100 embedded in each switchboard is connected to the power supply of each room or office, it detects exactly which power source has a problem when a problem occurs in a wire or a power supply or a problem in a home appliance. can do. When the location of the power source having the problem is identified, the matter is transmitted to the central control room using wireless communication such as WLAN or Zigbee (S210). The central control room receiving the arc fault transmits it to the server using wireless communication such as WLAN or Zigbee (S220). The server transmits the situation to a related fire department or a related organization such as KEPCO, which is connected to a network by using wireless or mobile communication (S230). At the fire department or KEPCO that received the above situation, it is possible to prevent a fire caused by electricity by restoring a power stage having an arc fault. That is, the arc defect detector 100 of the present invention may be combined with WLAN or Zigbee communication, wireless or mobile communication to prevent the occurrence of loading.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명에 의한 아크 결함 검출기 및 방법은 아크성 신호원을 CPU가 내장된 프로세서를 사용하여 디지털적인 방법으로 검출함으로써 기기의 오동작을 줄일 수 있다는 장점이 있다.The arc fault detector and method according to the present invention has the advantage that the malfunction of the device can be reduced by detecting the arc signal source in a digital manner using a processor with a CPU.

또한, 본 발명에 의한 화재 예방 시스템은 전원단에 문제가 발생하는 경우, 아크 결함 검출기가 중앙관제실로 WLAN(Wireless Lan) 또는 지그비(ZigBee)와 같은 무선 통신을 이용하여 그 정보를 전송하고, 중앙관제실 역시 WLAN 또는 지그비와 같은 무선 통신을 이용하여 이 정보를 서버로 전송하며, 서버는 와이어리스 또는 모바일 통신을 이용하여 네트워크로 연결되어 있는 인근 소방서 또는 한국전력과 같은 기관에 상기 상황을 전송함으로써, 화재의 근원을 미연에 감지하여 방지할 수 있다는 장점이 있다. In addition, the fire protection system according to the present invention, when a problem occurs in the power supply, the arc fault detector transmits the information to the central control room using a wireless communication such as WLAN (Wireless Lan) or ZigBee, The control room also transmits this information to the server using wireless communication such as WLAN or ZigBee, which transmits the situation to a nearby fire department or KEPCO that is networked using wireless or mobile communication to transmit the situation. There is an advantage that can be detected by preventing the source of the in advance.

Claims (9)

전원단으로부터 신호를 입력받는 입력 신호부;An input signal unit receiving a signal from a power supply terminal; 상기 입력 신호부를 통하여 입력된 상기 신호를 필터링하는 필터부;A filter unit for filtering the signal input through the input signal unit; 상기 필터링된 신호를 기준전압 발생부로부터 제공되는 기준전압과 비교하여 아크 신호인지 판정하는 제 1 비교부;A first comparison unit comparing the filtered signal with a reference voltage provided from a reference voltage generator to determine whether the filtered signal is an arc signal; 상기 판정결과 상기 신호가 아크 신호인 경우 상기 신호를 증폭하는 증폭부;An amplifier for amplifying the signal when the signal is an arc signal as a result of the determination; 상기 증폭된 신호와 다음 신호를 비교하는 제 2 비교부;A second comparator for comparing the amplified signal with a next signal; 상기 제 2 비교부를 거친 아크 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털로 변환된 아크 신호가 기준 트립레벨 이상의 신호인지를 판정하며, 상기 디지털 아크 신호가 주변장치로부터 발생한 신호인지를 판단하여 아크 결함 신호인지 여부를 판정하는 아크 신호 변환부; 및Converts the arc signal passed through the second comparator into a digital signal, determines whether the digitally converted arc signal is a signal higher than a reference trip level, and determines whether the digital arc signal is a signal generated from a peripheral device; An arc signal converting unit determining whether or not it is; And 상기 아크 신호가 아크 결함 신호로 판별될 경우 트립신호를 출력하는 트립신호 발생부를 포함하는 아크 결함 검출기.And a trip signal generator for outputting a trip signal when the arc signal is determined to be an arc fault signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아크 결함 검출기는 CPU가 내장된 프로세서로 제작되는 아크 결함 검출기.The arc fault detector is an arc fault detector manufactured by a processor with a built-in CPU. 아크 결함 검출 방법에 있어서, In the arc defect detection method, (a) 디지털 아크 신호가 기준 트립 레벨 이상의 신호인지를 판단하는 단계; (a) determining whether the digital arc signal is at or above a reference trip level; (b) 상기 디지털 아크 신호가 주변 장치로부터 발생한 신호인지를 판단하는 단계; 및(b) determining whether the digital arc signal is from a peripheral device; And (c) 상기 디지털 아크 신호가 기준 트립 레벨 이상의 신호이면서 상기 디지털 아크 신호가 상기 주변 장치로부터 발생한 신호가 아닌 경우에, 트립 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 아크 결함 검출 방법.and (c) generating a trip signal when the digital arc signal is a signal above a reference trip level and the digital arc signal is not a signal generated from the peripheral device. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 (a) 단계 이전에 수행되는Performed before step (a) (d) 전원단으로부터 신호를 입력받는 단계;(d) receiving a signal from a power supply terminal; (e) 입력된 상기 신호를 필터링하는 단계;(e) filtering the input signal; (f) 필터링된 상기 신호를 기준전압과 비교하여 아크 신호인지 판정하는 단계;(f) comparing the filtered signal with a reference voltage to determine whether it is an arc signal; (g) 상기 판정 결과 상기 신호가 아크 신호인 경우 이를 증폭하는 단계;(g) amplifying the determination result if the signal is an arc signal; (h) 증폭된 상기 아크 신호를 다음 신호와 비교하는 단계; 및(h) comparing the amplified arc signal with a next signal; And (i) 상기 아크 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 디지털 아크 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 아크 결함 검출 방법.(i) converting the arc signal into a digital signal to generate the digital arc signal. 삭제delete 아크 결함 신호의 발생을 감지하고, 상기 아크 결함 신호가 발생한 곳의 위치를 파악하는 아크 결함 검출기;An arc defect detector for detecting occurrence of an arc defect signal and for identifying a location of the arc defect signal; 복수의 아크 결함 검출기와 연결되어, 상기 아크 결함 검출기로부터 아크 결함 신호를 수신하여 취합하는 중앙관제실; 및A central control room connected to a plurality of arc defect detectors to receive and collect an arc defect signal from the arc defect detector; And 상기 중앙관제실로부터 아크 결함 신호의 검출 사실을 통보받고, 이를 인근 관련 기관에 전송하는 서버를 포함하고,A server for receiving notification of the detection of an arc fault signal from the central control room and transmitting the same to a related authority nearby; 상기 아크 결함 검출기는 배전반에 내장되어 아크 결함이 발생한 각 방 또는 사무실의 전원단의 위치를 정확히 감지할 수 있는 화재 예방 시스템.The arc fault detector is built in the switchboard is a fire protection system that can accurately detect the position of the power terminal of each room or office where the arc fault occurred. 아크 결함 신호의 발생을 감지하고, 상기 아크 결함 신호가 발생한 곳의 위치를 파악하는 아크 결함 검출기;An arc defect detector for detecting occurrence of an arc defect signal and for identifying a location of the arc defect signal; 복수의 아크 결함 검출기와 연결되어, 상기 아크 결함 검출기로부터 아크 결함 신호를 수신하여 취합하는 중앙관제실; 및A central control room connected to a plurality of arc defect detectors to receive and collect an arc defect signal from the arc defect detector; And 상기 중앙관제실로부터 아크 결함 신호의 검출 사실을 통보받고, 이를 인근 관련 기관에 전송하는 서버를 포함하고,A server for receiving notification of the detection of an arc fault signal from the central control room and transmitting the same to a related authority nearby; 상기 아크 결함 검출기로부터 중앙관제실로 전송되는 신호 또는 상기 중앙관제실로부터 상기 서버로 전송된 신호는 WLAN 또는 지그비와 같은 무선 통신을 이용하여 전송되는 화재 예방 시스템.The signal transmitted from the arc fault detector to the central control room or the signal from the central control room to the server is transmitted using a wireless communication such as WLAN or Zigbee. 아크 결함 신호의 발생을 감지하고, 상기 아크 결함 신호가 발생한 곳의 위치를 파악하는 아크 결함 검출기;An arc defect detector for detecting occurrence of an arc defect signal and for identifying a location of the arc defect signal; 복수의 아크 결함 검출기와 연결되어, 상기 아크 결함 검출기로부터 아크 결함 신호를 수신하여 취합하는 중앙관제실; 및A central control room connected to a plurality of arc defect detectors to receive and collect an arc defect signal from the arc defect detector; And 상기 중앙관제실로부터 아크 결함 신호의 검출 사실을 통보받고, 이를 인근 관련 기관에 전송하는 서버를 포함하고,A server for receiving notification of the detection of an arc fault signal from the central control room and transmitting the same to a related authority nearby; 상기 중앙관제실로부터 상기 서버로 전송되는 신호는 와이어리스(Wireless) 또는 모바일(Mobile) 통신을 이용하여 전송되는 화재 예방 시스템.The signal transmitted from the central control room to the server is transmitted using a wireless (Mobile) or mobile (Mobile) communication system. 아크 결함 신호의 발생을 감지하고, 상기 아크 결함 신호가 발생한 곳의 위치를 파악하는 아크 결함 검출기;An arc defect detector for detecting occurrence of an arc defect signal and for identifying a location of the arc defect signal; 복수의 아크 결함 검출기와 연결되어, 상기 아크 결함 검출기로부터 아크 결함 신호를 수신하여 취합하는 중앙관제실; 및A central control room connected to a plurality of arc defect detectors to receive and collect an arc defect signal from the arc defect detector; And 상기 중앙관제실로부터 아크 결함 신호의 검출 사실을 통보받고, 이를 인근 관련 기관에 전송하는 서버를 포함하고,A server for receiving notification of the detection of an arc fault signal from the central control room and transmitting the same to a related authority nearby; 상기 아크 결함 검출기는 상기 제 1항 또는 제 2항에 의한 아크 결함 검출기인 화재 예방 시스템.The arc fault detector is an arc fault detector according to claim 1.
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