KR101111108B1 - 항공등화용 정전류 조정기의 보호장치, 절연저항 및 단심검출장치 - Google Patents

항공등화용 정전류 조정기의 보호장치, 절연저항 및 단심검출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공등화용 정전류 조정기의 보호장치, 절연저항 및 단심 검출장치에 관한 것으로 항공등화용 정전류 조정기의 오동작 시 과도한 출력전류로 인한 항공등화의 소손방지와 정전류 조정기의 출력 직렬 회로 개방 시 출력 단에 발생하는 과 전압을 억제하여 정전류 조정기의 내부구성부품을 보호하기 위한 정전류조정기의 보호장치와 정전류 조정기가 동작 중에도 정전류조정기 출력단에 연결된 직렬회로의 지락을 감지하여 직렬회로의 지락사고에 의한 항공등화의 부분점등으로부터 항공기의 안전한 운항을 보장하고 감전 사고를 미연에 방지하는 정전류조정기의 직렬회로 절연저항 검출장치 그리고 항공등화의 직렬회로에 연결되어 운영 중인 항공등화의 유효 점등비율을 감지하여 국제규격에서 요구하는 주요 활주로 등화의 점등비율을 유지할 수 있으며 항공등화의 신속한 유지보수를 통한 항공기의 안전운행을 보장해주는 것이 가능하다.

Description

항공등화용 정전류 조정기의 보호장치, 절연저항 및 단심검출장치{apparatus protecting, detecting a constant current regulator for air field lighting}
본 발명은 항공등화용 정전류 조정기의 보호장치, 절연저항 및 단심 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전류 조정기의 출력단과 직렬 등화장치 사이에 보호장치를 삽입하여 정전류 조정기의 출력단의 개방시에 발생하는 과전류나 외부 원인에 의한 과전압이 발생하는 경우 정전류 조정기의 출력단에 병렬로 연결된 고전압스위치를 온상태로 하여 과전류 또는 고전압을 바이패스시켜 정전류 조정기와 직렬 등화장치를 보호할 수 있도록 구성하고, 정전류 조정기의 출력단에 연결된 직렬회로의 절연저항을 검출하여 출력회로의 지락사고시 정전류 조정기의 동작을 정지하거나 이러한 상태를 사용자에게 알리고, 정전류조정기의 출력단에 연결된 직렬회로 부하인 항공등화 단심비율 상태를 감시할 수 있는 항공등화용 정전류 조정기의 보호장치, 절연저항 및 단심 검출장치에 관한 것이다.
항공기의 이착륙을 안전하게 유도하기 위한 비행장의 조명관제기구에 전원을 공급하기위한 전원장치인 정전류조정기(CCR: Constant Current Regulator)는 직렬부하회로(활주로진입등, 활주로등, 활주로 중심선등, 접지대등, 진입 각 지시등, 유도로 등 및 기타등화)에 일정한 전류를 공급하는 장치로 전원전압, 주파수, 부하용량의 변동에도 능동적인 동작을 요구하는 정전류 공급장치이다.
현재 사용되고 있는 항공조명용 정전류 조정기는 크게 역병렬로 접속한 싸이리스터의 점호각을 조정(위상제어 방식)하여 부하전류의 변동을 검출/제어하는 SCR형 CCR, 리액터와 콘덴서의 공진회로를 응용한 공진형 CCR과 PWM제어 방식을 도입하여 정현파 출력전류를 부하에 공급하는 인버터형 CCR 등이 있다.
항공등화는 장거리에 걸쳐서 설치되어야 하기 때문에 활주로 하나의 길이가 보통 2 ～4㎞ 이고, 여기에 전기를 공급하는 전기회로는 일반적인 병렬방식으로 하면 말단에 가서는 전압강하때문에 곤란하여 정전류형의 직렬방식을 사용한다.
직렬방식의 정전류 조정기(CCR: Constant Current Regulator)는 정전류 공급장치로서 출력 전류의 크기는 보통 5단계(6.6A, 5.2A, 4.1A, 3.4A, 2.8A)로 조작스위치로 절환하게 되어 있고, 용량은 2차에 걸리는 부하에 약간의 여유를 두어 선택한다.
직렬회로에 사용되는 변류기(트랜스포머)는 권수비 1:1의 절연 변압기로 정상상태에서는 자기적으로 불포화이나 2차회로가 개로된 상태에서는 1차회로의 안정성을 위해 자기적으로 포화상태가 되도록 하며, 2차회로 단락시에는 무부하상태가 된다.
활주로에는 동일한 종류의 등이 다수 설치되는 경우가 많기 때문에 격등회로방식을 사용한다. 격등회로란 등을 하나씩 건너뛰면서 서로 다른 정전류 조정기(CCR)로 전력을 공급하여 만일 하나의 정전류 조정기가 고장나더라도 전체적인 소등을 방지하기 위한 것이다.
항공등화에 전원을 공급하는 정전류 조정기(CCR : Constant Current Regulator)는 도 1a와 같이 무접점 단방향 반도체 소자인 사이리스터(Thyritor) 한쌍을 역방향 병렬로 구성하여 한쌍의 사이리스터(TH1)의 점화각(도통각)을 조정함으로써 상용 전원의 공급시간을 제어하여 고압변압기(TR1)를 통해 항공등화 직렬 회로로 전원을 공급하고 있다.
비행장의 항공등화는 도 1b에 도시된 바와 같이 정전류 조정기의 출력단에 직렬로 연결되어 있으며 정전류 조정기(CCR)에 의해 전원을 공급한다. 상기 항공등화 회로에서 전구(1)가 단선시에 매립형 절연변압기(2)의 이차측에 높은 전압을 발생하여 매립형 절연변압기(2)를 손상시킬 수 있다.
이러한 CCR 제어기의 정전류 제어기능의 오동작으로 인해 과도한 출력 전류가 일시적 및 연속적으로 발생하는 사례가 종종 발생하여 항공등화의 운용 불능상태(항공등화의 소손 등)와 같은 결과로 항공기의 안전한 이착륙과 효율적인 공항 운영에 악영향을 미치고 있으며, 이러한 사고로 인해 다량의 항공등화를 교체하여야 하는 경제적 부담이 발생하고 있다.
더욱이 이러한 사고 발생 시, 정전류 조정기에 연결된 수 백개의 항공등화를 교체하는데 막대한 유지보수 시간으로 인한 일시적 공항 폐쇄를 초래하기도 한다.
그리고 정전류 조정기의 출력단에 연결되는 직렬 회로는 수십 km의 장거리 회로로 지중 매설되어 항공등화에 전원을 공급하고 있다. 장거리 전력선로가 외부 물리적인 영향으로 회로개방될 시, CCR의 출력 전압을 순간적으로 크게 상승하게 되어 정전류 조정기의 출력단에 연결된 부품의 소손을 유발하고 작업자의 안전을 저해하게 된다. 따라서 CCR의 출력회로 개방 시 빠른 응답을 갖는 보호회로가 필요한 실정에 있다.
정전류 조정기의 출력단에 연결되는 직렬회로는 장거리 배전선로로 활주로 상에 지중매설되고 필요에 따라 연결지점에서 방수용 연결 커넥터로 연장되며, 직렬회로에 연결되어 전원을 공급받는 많은 등화들은 등화용 연결 컨넥터로 연결되어진다.
항공등화에 사용되는 케이블과 컨넥터는 구조적으로 외부의 충격으로부터 충분히 보호받을 수 있도록 설계되어진다. 하지만 직렬회로가 지중에 설치되고 지하관로의 배수기능이 저하될 경우 직렬회로는 항상 침수된 상태로 운영되어 직렬회로에 사용되는 전력케이블의 노화에 따른 수분침투와 컨넥터 연결부위에 수분이 침투될 경우가 많이 발생하고 있다.
이런 경우 동일한 직렬회로 상에 전원이 공급되더라도 회로구간과 대지간의 단락 현상인 지락사고가 발생하여 전원이 공급되고 있는 상태에서도 단락된 회로의 말단에 연결된 항공등화는 전원을 공급받지 못해 소등상태로 유지하게 되고 정전류조정기는 정상적인 동작을 하기 때문에 운영자는 항공등화의 일부 소등 상태를 알지 못하여 항공기 이착륙 시 치명적인 사고를 유발하게 된다.
일반적으로 정전류조정기의 운영자는 정전류조정기의 개방회로, 과전류에 의해 정전류조정기가 자동 트립된 상태에서만 인지할 수 있는 시스템을 구축하고 있다. 따라서 이러한직렬회로의 지락사고 시 정상적인 항공등화의 운영이 불가능할 뿐만 아니라 항공기 이착륙 시 항공기의 시각 유도 설비인 항공등화의 소등으로 항공기의 지상경로 이탈과 같은 중대한 상황이 발생할 수 있다. 또한 이러한 상태에서는 유지보수를 위한 작업자 안전에도 치명적인 결과를 초래할 수 있다.
이러한 이유로 미연방항공청(FAA)에서는 정전류 조정기에 직렬회로의 접지저항을 실시간으로 검출할 수 있는 장치와 이를 원격으로 감시할 수 있는 장치의 구비를 권장하고 있다.
정전류조정기의 출력단에 연결되는 직렬회로 부하인 항공등화는 크게 활주로 등화와 유도로 등화로 구분되어 진다. 활주로 등화는 항공기가 이착륙할 때 사용되는 활주로 노면 주변에 설치되는 등화이며, 유도로 등화는 항공기가 활주로를 벗어나 계류장, 터미널 등으로 이동하기 위한 노면 주변에 설치되는 등화이다.
활주로 등화는 항공기의 이착륙에 필요한 시각적 지시 장비로 항공기 안전운행과 직결되는 중요 설비로 이에 대한 운영 기준은 국제민간항공기구(ICAO), 미연방항공청(FAA), 국제표준규격(IEC)에서 엄격히 규정되어 있다.
이러한 기준은 공항의 운영 등급과 할주로 등화의 종류에 따라 최소 85%에서 최대 95% 이상 비율로 항공등화 유효 운영이 되어야 하며 이러한 고장 발생 시 즉각적인 유지보수를 시행하여야 하므로 항공등화의 단심여부를 실시간으로 감시하는 장치가 필수적으로 구분되어야 한다.
또한 미연방항공청(FAA)와 국제표준규격에서는 항공등화용 전원공급장치인 정전류 조정기에 항공등화의 단심을 검출할 수 있는 단심검출장치를 필수 구비장치로 분류하고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 제1 목적은 CCR의 오동작으로 인한 과도한 출력 전류로 인하여 발생하는 항공등화의 소손과 같은 결과를 방지할 수 있는 항공등화용 정전류 조정기의 보호장치, 직렬회로의 지락사고를 감시할 수 있는 절연저항 검출장치, 그리고 하나의 직렬회로에서 운영되고 있는 항공등화의 유효등화 비율을 검출할 수 있는 단심 검출장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은 정전류 조정기의 출력단에 장착되어 정전류 조정기 오동작으로 일시적 또는 지속적인 과전류로부터 이 보호장치 내부에 정전류 조정기의 출력단에 병렬로 설치된 반도체 스위치가 동작하여 정전류 조정기의 출력단을 단락시켜 직렬회로에 연결된 항공등화 측으로 유입되는 과전류를 빠르게 억제하여 직렬회로에 연결된 항공등화를 보호하기 위한 것이고 직렬회로의 개방에 따른 과전압 발생 시 출력단에 병렬로 설치된 반도체 스위치가 동작하여 정전류 조정기의 출력단을 단락시켜 정전류 조정기의 구성부품들을 과전압으로부터 빠르게 보호하는 정전류 조정기의 보호장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은 정전류조정기의 출력측 한 단자와 접지사이에 직류 고압 전압을 인가하여 정전류조정기의 출력 직렬회로에서 발생할 수 있는 지락사고를 정전류조정기의 정상동작 중에 실시간으로 감시하여 지락사고로 인한 항공등화의 부분 점등 및 안전사고를 미연에 방지하는 절연저항 검출장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제4 목적은 정전류 조정기의 출력전압과 출력전류를 검출하여 운영중인 항공등화의 유효 점등등화 비율을 연산하고 국제기준에 따른 항공등화의 운영과 항공기의 안전한 운행을 보장하기 위해 실시간으로 항공등화를 유지보수하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 정전류 조정기 회로는 출력단에 병렬로 연결되어 전압을 감지하는 전압센서와; 상기 정전류 조정기 출력단의 일단자에 흐르는 전류값을 검출하는 전류센서와; 상기 정전류 조정기 출력단에 병렬로 연결되어 상기 정전류 조정기 출력단을 단락하는 고전압 스위치와; 상기 전압센서에서 감지된 상기 정전류 조정기 출력단의 전압값과 상기 전류센서에서 감지된 상기 정전류 조정기 출력단의 전류값의 실효치값을 산출하여 출력하는 실효치 연산회로와; 상기 고압스위치를 구동하는 스위치 구동회로와; 상기 실효치 연산회로로부터 상기 전압센서 또는 전류센서에서 감지된 상기 정전류 조정기 출력단의 전압값 또는 전류값의 실효치를 입력받아 기준값을 초과하는 경우 상기 스위치 구동회로를 제어하여 상기 고전압 스위치가 온 상태로 스위칭하여 상기 정전류 조정기의 출력단을 단락시키도록 제어하는 마이크로프로세서와; 상기 마이크로프로세서로부터 과전류 발생신호를 입력받아 상기 정전류 조정기를 차단하거나 관제탑에 알리는 신호를 출력하는 인터페이스회로로 구성된다.
본 발명의 일실시예에 의하면 정전류 조정기의 보호장치는 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 전압을 감지하는 전압센서와; 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 일단자에 흐르는 전류값을 검출하는 전류센서와; 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단을 단락하는 고전압 스위치와; 상기 전압센서에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전압값과 상기 전류센서에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전류값의 실효치값을 산출하여 출력하는 실효치 연산회로와; 상기 고전압스위치를 구동하는 스위치 구동회로와; 상기 실효치 연산회로로부터 상기 전압센서 또는 전류센서에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전압값 또는 전류값의 실효치값을 입력받아 기준값을 초과하는 경우 상기 스위치 구동회로를 제어하여 상기 고전압 스위치가 온상태로 스위칭하여 상기 정전류 조정기(CCR)의 출력단을 단락시키도록 제어하는 마이크로프로세서와; 상기 마이크로프로세서로부터 과전류 발생신호를 입력받아 상기 정전류 조정기를 차단하거나 관제탑에 알리는 신호를 출력하는 인터페이스회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면 실효치 연산회로는 상기 전압센서 또는 전류센서에서 입력되는 아날로그 전압신호와 전류신호로 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부와; 상기 A/D 변환부에서 고주파성분을 제거하는 디지털 저대역 필터와; 상기 디지털 저대역 필터에서 A/D 변환시 지연되는 시간을 보상하는 디지털 지연시간 보상부와; 상기 디지털 지연시간 보상부에서 출력되는 디지털 전압신호와 전류신호를 직류 옵셋값으로 보상하는 직류옵셋값 연산회로와; 상기 직류 옵셋값 연산회로에서 출력되는 직류 옵셋값으로 보상된 디지털 전압신호와 전류신호를 실제 전압치 또는 전류치로 환산하는 곱셈 연산부와; 상기 곱셈 연산부에서 출력되는 실제 환산 전압치 또는 전류치를 제곱연산하여 출력하는 제곱 연산부와; 상기 제곱연산부에서 출력되는 실제 환산 접압치 또는 전류치의 제곱연산값을 상기 A/D 변환부의 한주기만큼 합산디어 출력되는 한주기 전압치 또는 전류치의 제곱근을 산출하여 출력하는 제곱근 연산부와; 상기 제곱 연산부에서 출력되는 한주기 전압치 또는 전류치의 제곱근을 상기 A/D 변환부의 샘플링 횟수만큼 나누어 실효치를 산출하는 나눗셈 연산부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면 항공등화용 직렬회로의 절연저항 검출장치는 전원입력단에 연결되는 고압전원장치와; 상기 고압전원장치의 출력단과 직렬회로 사이에 누설전류를 검출하는 누설전류 검출회로와; 상기 누설전류 검출회로에서 출력되는 전류값을 A/D변환부의 입력범위에 들어가는 아날로그 전류신호로 만들기 위한 이득가변회로와; 상기 이득가변회로가 상기 누설전류 검출회로에서 출력되는 전류값을 상기 A/D변환부가 읽을 수 있는 범위로 가변하도록 이득을 설정하는 멀티플렉서와; 상기 고압전원장치의 출력단에 병렬로 연결되는 분압저항에 의해 분압되는 전압을 디지털값으로 변환하고 상기 누설전류 검출회로에서 출력되는 전류값을 디지털 값으로 변환하는 A/D변환부와; 상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 누설전류값과 상기 분압저항에 의해 분압되는 전압의 디지털 전압값으로부터 절연저항을 산출하고 상기 고압전원장치의 출력전압이 570V 이상의 과전압이 발생하면 상기 고압전원장치의 출력을 차단하고 원격감시제어장치로 상태정보를 전송하도록 절연인터페이스회로를 제어하는 마이크로프로세서와; 상기 마이크로프로세서에서 출력되는 상태신호를 외부의 원격감시제어장치로 출력하는 절연인터페이스회로로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의하면 항공등화용 직렬회로의 단심 검출장치는 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 전압을 감지하는 전압센서와; 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 일단자에 흐르는 전류값을 검출하는 전류센서와; 상기 전압센서와 전류센서로부터 입력되는 신호에서 고주파 노이즈를 필터링하여 60Hz 이하의 저대역 성분만 검출하여 출력하는 저대역필터와; 상기 저대역필터를 통해 출력되는 출력전압과 출력전류를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부와; 상기 A/D변환부에서 출력되는 출력전압과 출력전류를 디지털 신호로부터 상기 정전류 조정기(CCR)의 출력 피성전력, 유효전력, 무효전력, 역율, 전압전류 위상차 등의 전력변수를 산출하는 디지털 신호처리부와; 상기 디지털 신호처리부에서 산출된 전력변수를 입력받아 단심된 항공등화의 개수 또는 용량을 계산하고 미리 설정된 유효 항공등화 갯수 및 용량과 비교하여 직렬통신회로를 사용하여 사용자측으로 경고, 위험을 알리기 위한 신호를 발생시키는 마이크로프로세서와; 상기 마이크로프로세서로부터 출력되는 사용자측으로 경고, 위험을 알리기 위한 신호를 외부 원격감시제어장치로 통신하는 직렬통신회로와; 상기 마이크로프로세서에 명령 및 데이터를 입력하는 키를 구비하고, 정전류 조정기의 동작상태 및 상기 신호처리부에서 산출한 정전류 조정기의 출력 피성전력, 유효전력, 무효전력, 역율, 전압전류 위상차의 전력변수를 표시해 주는 표시부를 구비하는 키입력 및 표시부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은 정전류 조정기의 출력단과 직렬 등화장치 사이에 보호장치를 삽입하여, 정전류 조정기의 오동작으로 인해 과도한 출력 전류가 발생하여 항공등화의 소손과 같은 항공등화의 운용불능상태를 방지하여 항공기의 안전한 이착륙과 효율적인 공항 운영이 가능하도록 하고, 과전류 발생으로 인해 다수의 항공등화가 소손될 경우 다수의 항공등화를 교체하는 데 소요되는 보수시간 동안 일시적 항공폐쇄를 사전에 막을 수 있고 개방회로 시 발생할 수 있는 과전압으로부터 CCR 내부 구성 요소를 보호할 수 있다.
본 발명의 절연저항 검출장치는 정전류조정기의 출력측 한 단자와 접지사이에 직류 고압 전압을 인가하여 정전류조정기의 출력 직렬회로에서 발생할 수 있는 지락사고를 정전류조정기의 정상동작 중에 실시간으로 감시하여 지락사고로 인한 항공등화의 부분 점등 및 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 항공등화 단심 검출장치는 정전류 조정기의 출력전압과 출력전류를 검출하여 운영중인 항공등화의 유효 점등등화 비율을 연산하고 국제기준에 따른 항공등화의 운영과 항공기의 안전한 운행을 보장하기 위해 실시간으로 항공등화를 유지보수할 수 있다.
도 1a는 종래기술에 의한 정전류 조정기 회로의 블록도,
도 1b는 종래기술에 의한 정전류 조정기에 직렬로 연결된 항공등화장치,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 조정기 회로의 보호장치의 블럭도,
도 3은 정전류 조정기의 출력단에서 발생되는 아크에 의해 발생하는 출력전압의 이상파형,
도 4는 본 발명에 의한 실효치 연산회로의 구성을 나타내는 블록도,
도 5는 항공등화용 직렬회로의 지락사고를 나타내는 구성도,
도 6은 발명에 의한 직렬회로의 절연저항 검출장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 7은 본 발명에 의한 항공등화의 단신검출장치가 직렬회로에 결선되는 결선도,
도 8은 본 발명에 의한 항공등화 직렬회로의 단심을 검출하는 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 9a는 본 발명에 의한 항공등화 직렬회로의 단심을 검출하는 장치에서 출력전압과 출력전류를 이용하여 출력유효전력을 산출하는 방법,
도 9b는 본 발명에 의한 항공등화 직렬회로의 단심을 검출하는 장치에서 점호위상각을 이용하여 단심을 검출하는 방법이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 정전류 조정기의 보호장치의 블럭도가 도시된다.
본 발명에 의한 정전류 조정기의 보호장치는 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 전압을 감지하는 전압센서(11)와; 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 일단자에 흐르는 전류값을 검출하는 전류센서(12)와; 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단을 단락하는 고전압 스위치(13)와; 상기 전압센서(11)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전압값과 상기 전류센서(12)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전류값의 실효치값을 산출하여 출력하는 실효치 연산회로(14)와; 상기 고전압스위치(13)를 구동하는 스위치 구동회로(15)와; 상기 실효치 연산회로(14)로부터 상기 전압센서(11) 또는 전류센서(12)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전압값 또는 전류값의 실효치값을 입력받아 기준값을 초과하는 경우 상기 스위치 구동회로(15)를 제어하여 상기 고전압 스위치(13)가 온상태로 스위칭하여 상기 정전류 조정기(CCR)의 출력단을 단락시키도록 제어하는 마이크로프로세서(16)와; 상기 마이크로프로세서(16)로부터 과전류 발생신호를 입력받아 상기 정전류 조정기를 차단하거나 관제탑에 알리는 신호를 출력하는 인터페이스회로(17)로 구성된다.
전압센서(11)는 정전류 조정기 출력단에 저항(R1, R2)를 통해 병렬로 연결되어 정전류 조정기 출력단에 걸리는 전압을 감지한다. 정전류 조정기 출력단에서는 정전류가 출력되므로 정전류 조정기 출력단이 개방되는 경우 전압값이 무한히 커질 수 있어서 정전류 조정기 출력단에 저항(R1, R2)와 전압센서(11)를 병렬로 연결하여 정전류 조정기 출력단의 개방시에 인가되는 고전압의 세기를 검출한다.
전류센서(12)는 전류변환기(CURRENT TRASFORMER)를 사용하여 전자유도방식으로 측정하거나 및 션트 저항을 정전류 조정기(CCR) 출력단에 직렬연결하여 양단에 걸리는 전압을 상기 션트저항으로 나누어 산출할 수 있고, 그 검출된 전류값을 실효치 연산회로(14)로 출력한다.
고전압 스위치(13)는 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되며, 평상시 오프(OFF) 상태에 있다가 정전류 조정기 출력단이 개방되거나 과전류가 흐르게 되면 스위치 구동회로(15)로부터 동력을 받아 온상태로 스위칭되어 과전압과 과전류를 차단하게 된다.
실효치 연산회로(14)는 상기 전압센서(11)에서 입력되는 정전류 조정기의 출력단에 인가된 전압의 실효치를 산출하여 마이크로프로세서(16)로 출력하고, 상기 전류센서(12)에서 입력되는 정전류 조정기의 출력단과 직렬회로를 흐르는 전류의 실효치를 산출하여 마이크로프로세서(16)로 출력한다.
마이크로프로세서(16)는 정전류 조정기 출력단의 개방시에 실효치 연산회로(14)에서 입력되는 전압의 실효치가 기준값 이상이면 스위치 구동회로(15)로 동작신호를 출력하여 스위치 구동회로(15)가 고전압 스위치(13)를 온상태로 동작시키도록 하여 바이패스시킴으로써 정전류 조정기에서 출력되는 고전압을 억제하고, 정전류 조정기 출력단에서 과전류가 발생하는 경우 실효치 연산회로(14)에서 입력되는 전류의 실효치가 기준값 이상이면 스위치 구동회로(15)로 동작신호를 출력하여 고전압 스위치(13)를 온상태로 동작시키도록 하여 과전류가 바이패스되도록 한다.
마이크로프로세서(16)는 정전류 조정기 출력단의 개방시 또는 과전류 출력시에 고전압 스위치를 온상태로 하여 과전압을 차단하거나 과전류를 바이패스시킴과 동시에 인터페이스회로(17)로 정전류 조정기 출력단의 개방시 또는 과전류 출력을 알리는 신호를 출력한다.
인터페이스회로(17)는 마이크로프로세서(16)로부터 정전류 조정기 출력단의 개방시 또는 과전류 출력을 알리는 신호를 입력받아 관제탑 또는 정전류 조정기 제어부로 고장신호를 출력하여 정전류 조정기를 차단하거나 고장부위를 보수할 수 있도록 한다.
도 4에 본 발명에 의한 실효치 연산회로의 구성을 나타내는 블록도가 도시된다.
본 발명에 의한 실효치 연산회로(14)는 상기 전압센서(11) 또는 전류센서(12)에서 입력되는 아날로그 전압신호와 전류신호로 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(21)와; 상기 A/D 변환부(21)에서 고주파성분을 제거하는 디지털 저대역 필터(22)와; 상기 디지털 저대역 필터(22)에서 A/D 변환시 지연되는 시간을 보상하는 디지털 지연시간 보상부(23)와; 상기 디지털 지연시간 보상부(23)에서 출력되는 디지털 전압신호와 전류신호를 직류 옵셋값으로 보상하는 직류옵셋값 연산회로(24)와; 상기 직류 옵셋값 연산회로(24)에서 출력되는 직류 옵셋값으로 보상된 디지털 전압신호와 전류신호를 실제 전압치 또는 전류치로 환산하는 곱셈 연산부(25)와; 상기 곱셈 연산부(25)에서 출력되는 실제 환산 전압치 또는 전류치를 제곱연산하여 출력하는 제곱 연산부(26)와; 상기 제곱연산부(26)에서 출력되는 실제 환산 접압치 또는 전류치의 제곱연산값을 상기 A/D 변환부(21)의 한주기만큼 합산디어 출력되는 한주기 전압치 또는 전류치의 제곱근을 산출하여 출력하는 제곱근 연산부(28)와; 상기 제곱근 연산부(28)에서 출력되는 한주기 전압치 또는 전류치의 제곱근을 상기 A/D 변환부(21)의 샘플링 횟수만큼 나누어 실효치를 산출하는 나눗셈 연산부(29)로 구성된다.
디지털 저대역 필터(22)는 다수의 차수로 구성되며, 상기 전압센서(11) 또는 전류센서(12)에서 입력되는 아날로그 전압신호와 전류신호 성분 중에서 고주파성분을 제거한다. 이때 아날로그 전압신호와 전류신호 성분 중에 포함된 고주파성분은 디지털 저대역 필터에 입력되는 차수조정 기준 값에 의해 저대역 필터(22)의 차수를 소프트웨어적으로 결정한다.
이러한 소프트웨어적인 차수 조정은 현재 연산된 실효치와 이전 연산된 실효치를 비교하여 실효치의 차이가 일정 수준 이상이 되면 입력되는 전압 또는 전류 신호에 고조파 성분이 잔류하고 있다고 간주하여 소프트웨어적으로 디지털 저대역 필터의 차수를 상승시키고 동시에 저대역 필터의 컷-오프 주파수를 이동시킨다.
디지털 지연시간 보상부(23)는 정전류 조정기의 출력전압 또는 젼류의 파형 형태에 의해 지연시간 요소가 결정된다. 이러한 출력전압 또는 전류파형이 정전류 조정기의 전력반도체 소자인 SCR의 스위칭 시 발생되는 노이즈에 의해 특정영역에서 파형이 왜곡되어 A/D 변환부(21)의 샘플링시 이러한 왜곡 시점에서 A/D 변환을 하게 되면 실효치 연산에 오차가 많이 발생하게 된다.
따라서 이러한 왜곡이 발생하는 시점을 피하기 위해 A/D 변환시 샘플링 간격에 따른 최대 A/D 변환폭을 기준으로 상기 최대 A/D 변환폭을 초과하는 A/D 변환값이 A/D 변환부(21)로부터 입력되면 A/D 변환 시작 시점을 변환주기 범위 내에서 이동하여 A/D 변환 시 전압 및 전류 왜곡 시점을 회피하도록 한다.
A/D 변환부(21)는 전압센서(11) 또는 전류센서(12)에서 입력되는 아날로그 신호를 24비트의 디지털 신호로 변환한다. A/D 변환부(21)에서 출력되는 디지털 전압 및 전류값의 양(+)의 최대값과 음(-)의 최대값을 비교하여 두 값의 오프셋값을 산출한다.
A/D 변환부(21)에서 출력되는 디지털 전압 및 전류값이 양(+)의 최대값이 음(-)의 최대값보다 크면 양(+)의 값으로 치우친 것이므로 마이크로프로세서(16)는직류 옵셋값 연산회로(24)를 제어하여 상기 A/D 변환부(21)에서 출력되는 디지털 전압 및 전류값에서 양(+)의 최대값과 음(-)의 최대값의 오프셋 값만큼 차감되도록 한다.
또한, A/D 변환부(21)에서 출력되는 디지털 전압 및 전류값이 음(-)의 최대값이 양(+)의 최대값보다 크면 음(-)의 값으로 치우친 것이므로 마이크로프로세서(16)는 직류 옵셋값 연산회로(24)를 제어하여 상기 A/D 변환부(21)에서 출력되는 디지털 전압 및 전류값에서 양(+)의 최대값과 음(-)의 최대값의 오프셋 값만큼 증가되도록 한다.
곱셈연산부(25)는 A/D 변환부(21)에서 출력되는 디지털 전압 및 전류값을 실제 아날로그 전압 또는 아날로그 전류치를 산출하기 위해 특정 상수 VGAIN을 곱하여 단위환산한다.
상기 곱셈연산부(25)에서 아날로그로 단위환산되어 출력되는 전압신호 및 전류신호는 제곱연산부(26)에서 제곱연산되고, 상기 제곱연산부(26)에서 제곱연산된 전압신호 및 전류신호는 합산부(27)에서 상기 A/D변환부(21)의 샘플링 주기의 한 주기만큼 합산되고, 상기 합산부(27)에서 상기 A/D 변환부(21)의 한 주기만큼 합산되어 출력되는 한주기 전압치 또는 전류치는 제곱근 연산부(28)에서 제곱근이 산출되어 출력되고, 상기 제곱근 연산부(28)에서 출력되는 제곱근은 나눗셈 연산부(29)에서 상기 A/D 변환부(21)의 샘플링 횟수만큼 나누어져 실효치가 산출되어 출력된다.
마이크로프로세서(16)는 상기 A/D 변환부(21)의 출력값을 입력받아 직류옵셋값 연산회로(24)에서 고전압의 실효치가 입력되면 내장 롬에 저장된 정전류 조정기(CCR)의 정격출력 전압 실효치의 기준값과 비교하여 기준값을 초과하는 경우 스위치 구동회로(15)를 동작시켜 고전압 스위치(13)를 온상태로 스위칭시킨다. 따라서 정전류 조정기의 출력단에 발생하는 고전압은 온상태로 스위칭된 고전압 스위치(13)에 의해 해소된다.
마이크로프로세서(16)는 정전류 조정기로부터 정격출력 전류를 결정하는 출력스텝신호를 입력받고, 내장 롬에 저장된 출력스텝에 대한 정전류 조정기의 정격 출력전압 또는 정격출력 전류를 읽어들여 상기 실효치 연산회로(14)에서 입력되는 고전압 또는 과전류의 실효치와 비교한다.
정전류 조정기의 오동작으로 인해 과전류가 발생되며, 전류센서(12)는 과전류를 검출하여 실효치 연산회로(14)로 출력한다. 실효치 연산회로(14)는 전류센서(12)로부터 입력되는 과전류의 한주기 값에서 실효치를 산출하여 마이크로프로세서(16)로 출력한다.
마이크로프로세서(16)는 실효치 연산회로(14)에서 과전류의 실효치가 입력되면 내장 롬에 저장된 정전류 조정기의 출력스텝에 대한 정전류 조정기의 정격 출력 전류 실효치를 읽어들여 비교하여 과전류의 실효치가 더 큰 경우 스위치 구동회로(15)를 동작시켜 고전압 스위치(13)를 온상태로 스위칭시킨다. 따라서 정전류 조정기의 출력단에 발생하는 과전류는 온상태로 스위칭된 고전압 스위치(13)에 의해 바이패스 된다.
또한 마이크로 프로세스(16)는 실효치 연산회로(14)에서 직렬회로의 개방과 같은 경우에 발생할 수 있는 과전압 실효치가 입력되면 내장 롬에 저장된 정전류 조정기의 최고 출력전압과 비교하여 과전압의 실효치가 더 큰 경우 스위치 구동회로(15)를 동작시켜 고전압 스위치(13)을 온상태로 스위칭시킨다. 따라서 정전류 조정기의 개방회로는 단락회로로 구성되어 출력단에 발생하는 과전압이 소멸하게 된다.
마이크로프로세서(16)는 실효치 연산회로(14)에서 입력되는 고전압 실효치와 과전류 실효치가 기준값을 초과하는 경우 인터페이스회로(17)에 고전압 또는 과전류 알림신호를 출력한다.
인터페이스회로(17)는 마이크로프로세서(16)로부터 고전압 또는 과전류 알림신호를 입력받아 관제탑 또는 정전류 조정기 제어부로 고장신호를 출력하여 정전류 조정기를 차단하거나 고장부위를 보수할 수 있도록 한다.
이러한 보호장치는 정전류조정기의 안전동작을 위하여 꼭 필요하며 정전류조정기의 개방회로 시 발생되는 과전압에 대해 정전류조정기의 구성부품들을 보호하고 정전류조정기의 오동작 또는 부하 극변 시 발생되는 과전류에 대해서 항공등화의 램프 수명과 안전을 보장해 준다.
항공등화용 직렬회로가 지중에 설치되고 항상 침수된 상태로 운영되어 직렬회로에 사용되는 전력케이블의 노화에 따른 수분침투와 컨넥터 연결부위에 수분이 침투될 경우가 많이 발생하고, 연결컨넥터 부위가 수분에 노출될 경우 도 5에 도시된 바와 같이 접지단자와 전기적 연결이 되는 회로가 구성될 수 있다.
이 경우 회로구간 단락 현상이 발생하여 단락된 회로의 말단에 연결된 항공등화는 전원을 공급받지 못해 소등상태로 유지하게 되어 정상적인 항공등화 운영이 불가능하게 된다. 본 발명에서는 절연저항 검출장치를 정전류 조정기가 고압출력을 발생하고 있는 조건에서 연속적으로 항공등화의 직렬회로의 절연저항을 자동검출할 수 있도록 한다.
도 6에 본 발명에 의한 직렬회로의 절연저항 검출장치의 구성을 나타내는 블록도가 도시된다.
본 발명에 의한 직렬회로의 절연저항 검출장치는 전원입력단에 연결되는 고압전원장치(31)와; 상기 고압전원장치(31)의 출력단과 직렬회로 사이에 누설전류를 검출하는 누설전류 검출회로(33)와; 상기 누설전류 검출회로(33)에서 출력되는 전류값을 A/D변환부(32)의 입력범위에 들어가는 아날로그 전류신호로 만들기 위한 이득가변회로(34)와; 상기 이득가변회로(34)가 상기 누설전류 검출회로(33)에서 출력되는 전류값을 상기 A/D변환부(32)가 읽을 수 있는 이득으로 가변하도록 이득을 설정하는 멀티플렉서(35)와; 상기 고압전원장치(31)의 출력단에 병렬로 연결되는 분압저항(R1, R2)에 의해 분압되는 전압을 디지털값으로 변환하고 상기 누설전류 검출회로(33)에서 출력되는 전류값을 디지털 값으로 변환하는 A/D변환부(32)와; 상기 A/D변환부(32)에서 출력되는 디지털 누설전류값과 상기 분압저항(R1, R2)에 의해 분압되는 전압의 디지털 전압값으로부터 절연저항을 산출하고 상기 고압전원장치(31)의 출력전압이 570V 이상의 과전압이 발생하면 상기 고압전원장치(31)의 출력을 차단하고 원격감시제어장치로 상태정보를 전송하도록 절연인터페이스회로(37)를 제어하는 마이크로프로세서(36)와; 상기 마이크로프로세서(36)에서 출력되는 상태신호를 외부의 원격감시제어장치로 출력하는 절연인터페이스회로(37)로 구성된다.
본 발명에 의한 절연저항 검출장치의 출력단을 정전류조정기의 출력직렬회로와 접지에 연결한다. 본 발명에 의한 절연저항 검출장치는 다음과 같이 동작하게 된다.
사용자는 외부의 원격감시제어장치와 통신선으로 연결된 상기 절연인터페이스회로(37)에 절연저항의 경고기준치와 위험기준치를 입력한다. 상기 절연인터페이스회로(37)는 외부의 원격감시제어장치로부터 절연저항의 경고기준치와 위험기준치를 입력받아 상기 마이크로프로세서(36)에 입력한다.
접지저항 검출장치의 고압전원장치에서 직렬회로와 접지 사이에 500V 직류전압이 공급된다. 이때 공급되는 500V 직류전원이 570V까지 상승하게 되면 자동적으로 고압전원장치의 출력은 차단되고 이러한 상태는 상기 마이크로프로세서(36)에 의해 외부의 원격감시제어 장치측으로 전달된다.
만약 직렬회로와 접지사이에 절연저항(50㏀～100㏁ 사이의 값)이 존재하게 되면 누설전류가 발생하게 되어 절연저항 검출장치의 누설전류 검출회로(33)에서 상기 누설전류가 검출된다.
검출된 누설전류는 이득가변회로(34)와 멀티플렉서(35)에 의해 A/D변환부(32)가 읽을 수 있는 값의 범위로 이득이 자동적으로 가변되게 한 후 A/D변환부(32)로 출력하여 A/D변환부(32)에서 디지털 값으로 변환되게 한다.
이렇게 이득가변회로(34)와 멀티플렉서(35)에 의해 이득을 가변하면서 절연저항을 검출하는 이유는 검출하고자 하는 절연저항에 누설전류의 범위가 광범위하기 때문에 단일 이득가변회로를 사용하게 되면 측정오차가 커지게 되어 정확한 절연저항 검출이 어렵기 때문이다.
A/D변환부(32)에서 디지털 값으로 변환된 누설전류 값은 마이크로프로세서(36)에 입력되고, 마이크로프로세서(36)는 내부연산을 통하여 직렬회로의 절연저항 값을 산출한다.
마이크로프로세서(36)는 상기 산출된 절연 저항값을 사전에 설정된 절연저항 경고기준치와 위험기준치를 비교하여 기준치 이하로 떨어지면 절연인터페이스회로(37)를 통해 외부 원격감시제어장치로 경고 또는 위험을 알리는 신호를 전송한다.
항공등화 국제규격 ICAO ANNEX14. 10항의 공항 항공등화 운영규정을 만족하기 위해 항공등화 직렬회로에 설치된 램프가 단심(소등)된 항공등화의 개수 또는 용량을 검출해야한다.
이러한 장치의 운용은 활주로 진입등화, 활주로 등화와 같이 항공기의 이착륙에 중요한 항공등화의 정상적인 운영기능을 저해하는 항공등화의 램프단심으로 발생할 수 있는 불안전한 운영환경을 사전에 감시하여 예방함으로써 안전한 항공기의 이착륙을 보장하기 위한 것이다.
도 7에 본 발명에 의한 항공등화의 단신검출장치가 직렬회로에 결선되는 결선도가 도시된다.
정전류조정기의 출력단에 설치되어 항공등화 직렬회로에 연결된 항공등화의 소비전력 패턴을 분석하여 얼마나 많은 항공등화가 단심(소손)되었는지를 분석한다.
본 발명에 의한 항공등화의 단신검출장치에 의해 분석된 데이터의 결과로 단심된 항공등화의 갯수 또는 용량을 산출하고 미리 입력된 항공등화의 유효 개수 또는 용량기준치와 비교하여 유지보수의 빠른시점을 사용자에게 통보함으로써 안전한 항공등화의 운용을 보장한다.
도 8에 본 발명에 의한 항공등화 직렬회로의 단심을 검출하는 전력분석회로 장치의 구성을 나타내는 블록도가 도시된다.
본 발명에 의한 항공등화 직렬회로의 단심검출장치는 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 전압을 감지하는 전압센서(41)와; 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 일단자에 흐르는 전류값을 검출하는 전류센서(42)와; 상기 전압센서(41)와 전류센서(42)로부터 입력되는 신호에서 고주파 노이즈를 필터링하여 60Hz 이하의 저대역 성분만 검출하여 출력하는 저대역필터(43)와; 상기 저대역필터(43)를 통해 출력되는 출력전압과 출력전류를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(44)와; 상기 A/D변환부(44)에서 출력되는 출력전압과 출력전류를 디지털 신호로부터 상기 정전류 조정기(CCR)의 출력 피성전력, 유효전력, 무효전력, 역율, 전압전류 위상차 등의 전력변수를 산출하는 디지털 신호처리부(45)와; 상기 디지털 신호처리부(45)에서 산출된 전력변수를 입력받아 단심된 항공등화의 개수 또는 용량을 계산하고 미리 설정된 유효 항공등화 갯수 및 용량과 비교하여 직렬통신회로(47)를 사용하여 사용자측으로 경고, 위험을 알리기 위한 신호를 발생시키는 마이크로프로세서(46)와; 상기 마이크로프로세서(46)로부터 출력되는 사용자측으로 경고, 위험을 알리기 위한 신호를 외부 원격감시제어장치로 통신하는 직렬통신회로(47)와; 상기 마이크로프로세서(46)에 명령 및 데이터를 입력하는 키를 구비하고, 정전류 조정기의 동작상태 및 상기 신호처리부(45)에서 산출한 정전류 조정기의 출력 피성전력, 유효전력, 무효전력, 역율, 전압전류 위상차 등의 전력변수를 표시해 주는 표시부를 구비하는 키입력 및 표시부(48)로 구성된다.
사용자는 운영상태와 단심검출 방식을 미리 키입력 및 표시부(48)를 이용하여 입력한다.
정전류 조정기(CCR)의 출력회로에 연결된 부하 전구의 단심을 검출하기 위한 방안으로 입력유효전력 비교방식, 출력유효 전력 비교방식, 점호 위상각 검출방식, 시스템 효율 비교방식으로 제어검출할 수 있으며, 세부 제어기법은 다음과 같다.
1. 출력무효전력을 이용한 방법
출력회로에서 램프 단선시, 정전류조정기의 출력 전압은 부하 변동에 따른 변화가 발생하게 된다 즉, 램프 단선으로 소비전력이 변화되며 램프 단심 개수에 따라 이러한 차이는 더욱더 달라지게 되므로 이러한 정전류 조정기의 출력 소비전력을 계산하여 단심된 항공등화의 개수를 연산할 수 있다.
수학적 계산방식은 도 9a에 도시된 바와 같이 입력전압 및 입력전류를 특정 샘플링 주파수 단위로 A/D변환부를 이용하여 샘플링하면서 절대치로 변환된 전압과 전류값을 서로곱하여 입력 주파수의 한 주기 동안 곱하여진 값을 합산하여, 이 값을 한 주기 동안 샘플링 회수만큼 나누어 적분을 취하게 되면 유효전력이 계산된다. 이때 입력전류의 파형에서 SCR의 특성상 오프(OFF) 구역에서 정확하게 0의 값을 가지지 않기 때문에 입력전류는 제로 오프셋 (Zero Off-Set) 이득 처리를 하여야 한다.
2. 위상각 검출방법
최초 전 부하시 SCR의 위상각과 전구 단심으로 인한 위상각은 서로 차이를 보이게 되면 이러한 위상각의 차이를 인지하여 단심전구의 갯수를 파악할 수 있다. 물론 전구단심 검출시스템의 초기 설정시 각각의 전류 스텝에 따른 초기 설정치를 파악하고 있어야 하며, 정전류 조정기(CCR)의 부하율에 따라서도 다소 차이를 보이기 때문에 실험적인 보상이득을 파악한 후 운용하여야 한다.
제어기의 입력전압 및 전류파형을 A/D변환부를 이용하여 샘플링하면서 전류파형이 0보다 큰 시작점과 출력전압의 제로-크로스 점을 파악하여 이들 위상각의 차이(시간적인 차이)를 계산한다.
정전류조정기의 직렬회로 내부에 연결된 항동등화의 단심 개수가 증가하게 되면 출력전압과 전류의 위상각을 더욱더 크게 벌어지게 되며 이러한 차이를 구별하여 단심 등화의 용량 또는 개수를 추정할 수 있다.
본 발명에 의한 단심검출장치에 의해 하나의 직렬회로에서 동일한 용량의 전구운용 조건에서 4～10 개의 전구 단심 검출이 가능하며, 단심된 전구의 개수를 표시할 수 있다. 하지만 하나의 직렬회로 상에 서로 다른 용량의 전구가 설치된 경우에는 회로부하 용량의 10% 이상의 단심전구 검출이 이루어진다.
정전류 조정기의 단심검출 모드는 정전류 조정기의 25～100 % 부하 조건에서 그리고 상위 2스텝(5단계일 경우, 6.6A, 5.2A)의 출력 전류조건에서 정전류 조정기의 직렬회로에 100개 전구 이상이 설치될 경우 2%를 검출할 수 있고, 100개 미만의 전구가 설치된 정전류 조정기에서는 1개의 단심 전구를 검출할 수 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 전압센서 12: 전류센서
13: 고전압 스위치 14: 실효치 연산회로
15: 스위치 구동회로 16 : 마이크로프로세서
17: 인터페이스회로

Claims (5)

  1. 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 전압을 감지하는 전압센서(11)와;
    상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 일단자에 흐르는 전류값을 검출하는 전류센서(12)와;
    상기 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단을 단락하는 고전압 스위치(13)와;
    전압센서(11)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전압값과 상기 전류센서(12)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전류값의 실효치값을 산출하여 출력하는 실효치 연산회로(14)와;
    상기 고전압스위치(13)를 구동하는 스위치 구동회로(15)와;
    상기 실효치 연산회로(14)로부터 상기 전압센서(11) 또는 전류센서(12)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전압값 또는 전류값의 실효치값을 입력받아 기준값을 초과하는 경우 상기 스위치 구동회로(15)를 제어하여 상기 고전압 스위치(13)가 온상태로 스위칭하여 상기 정전류 조정기(CCR)의 출력단을 단락시키도록 제어하는 마이크로프로세서(16)와;
    상기 마이크로프로세서(16)로부터 과전류 발생신호를 입력받아 상기 정전류 조정기를 차단하거나 관제탑에 알리는 신호를 출력하는 인터페이스회로(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 항공등화용 정전류 조정기의 보호장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전류 조정기의 보호장치는 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 전압을 감지하는 전압센서(11)와;
    상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 일단자에 흐르는 전류값을 검출하는 전류센서(12)와;
    상기 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단을 단락하는 고전압 스위치(13)와;
    상기 전압센서(11)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전압값과 상기 전류센서(12)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전류값의 실효치값을 산출하여 출력하는 실효치 연산회로(14)와;
    상기 고전압스위치(13)를 구동하는 스위치 구동회로(15)와;
    상기 실효치 연산회로(14)로부터 상기 전압센서(11) 또는 전류센서(12)에서 감지된 상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 전압값 또는 전류값의 실효치값을 입력받아 기준값을 초과하는 경우 상기 스위치 구동회로(15)를 제어하여 상기 고전압 스위치(13)가 온상태로 스위칭하여 상기 정전류 조정기(CCR)의 출력단을 단락시키도록 제어하는 마이크로프로세서(16)와;
    상기 마이크로프로세서(16)로부터 과전류 발생신호를 입력받아 상기 정전류 조정기를 차단하거나 관제탑에 알리는 신호를 출력하는 인터페이스회로(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 항공등화용 정전류 조정기의 보호장치.
  3. 제 2항에 있어서 상기 실효치 연산회로(14)는 상기 전압센서(11) 또는 전류센서(12)에서 입력되는 아날로그 전압신호와 전류신호로 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(21)와; 상기 A/D 변환부(21)에서 고주파성분을 제거하는 디지털 저대역 필터(22)와; 상기 디지털 저대역 필터(22)에서 A/D 변환시 지연되는 시간을 보상하는 디지털 지연시간 보상부(23)와; 상기 디지털 지연시간 보상부(23)에서 출력되는 디지털 전압신호와 전류신호를 직류 옵셋값으로 보상하는 직류옵셋값 연산회로(24)와; 상기 직류 옵셋값 연산회로(24)에서 출력되는 직류 옵셋값으로 보상된 디지털 전압신호와 전류신호를 실제 전압치 또는 전류치로 환산하는 곱셈 연산부(25)와; 상기 곱셈 연산부(25)에서 출력되는 실제 환산 전압치 또는 전류치를 제곱연산하여 출력하는 제곱 연산부(26)와; 상기 제곱연산부(26)에서 출력되는 실제 환산 접압치 또는 전류치의 제곱연산값을 상기 A/D 변환부(21)의 한주기만큼 합산디어 출력되는 한주기 전압치 또는 전류치의 제곱근을 산출하여 출력하는 제곱근 연산부(28)와; 상기 제곱근 연산부(28)에서 출력되는 한주기 전압치 또는 전류치의 제곱근을 상기 A/D 변환부(21)의 샘플링 횟수만큼 나누어 실효치를 산출하는 나눗셈 연산부(29)로 구성되는 것을 특징으로 하는 항공등화용 정전류 조정기의 보호장치.
  4. 전원입력단에 연결되는 고압전원장치(31)와;
    상기 고압전원장치(31)의 출력단과 직렬회로 사이에 누설전류를 검출하는 누설전류 검출회로(33)와;
    상기 누설전류 검출회로(33)에서 출력되는 전류값을 A/D변환부(32)의 입력범위에 들어가는 아날로그 전류신호로 만들기 위한 이득가변회로(34)와;
    상기 이득가변회로(34)가 상기 누설전류 검출회로(33)에서 출력되는 전류값을 상기 A/D변환부(32)가 읽을 수 있는 범위로 가변하도록 이득을 설정하는 멀티플렉서(35)와;
    상기 고압전원장치(31)의 출력단에 병렬로 연결되는 분압저항(R31, R32)에 의해 분압되는 전압을 디지털값으로 변환하고 상기 누설전류 검출회로(33)에서 출력되는 전류값을 디지털 값으로 변환하는 A/D변환부(32)와;
    상기 A/D변환부(32)에서 출력되는 디지털 누설전류값과 상기 분압저항(R31, R32)에 의해 분압되는 전압의 디지털 전압값으로부터 절연저항을 산출하고 상기 고압전원장치(31)의 출력전압이 570V 이상의 과전압이 발생하면 상기 고압전원장치(31)의 출력을 차단하고 원격감시제어장치로 상태정보를 전송하도록 절연인터페이스회로(37)를 제어하는 마이크로프로세서(36)와;
    상기 마이크로프로세서(36)에서 출력되는 상태신호를 외부의 원격감시제어장치로 출력하는 절연인터페이스회로(37)로 구성되는 것을 특징으로 하는 항공등화용 직렬회로의 절연저항 검출장치.
  5. 정전류 조정기(CCR) 출력단에 병렬로 연결되어 전압을 감지하는 전압센서(41)와;
    상기 정전류 조정기(CCR) 출력단의 일단자에 흐르는 전류값을 검출하는 전류센서(42)와;
    상기 전압센서(41)와 전류센서(42)로부터 입력되는 신호에서 고주파 노이즈를 필터링하여 60Hz 이하의 저대역 성분만 검출하여 출력하는 저대역필터(43)와;
    상기 저대역필터(43)를 통해 출력되는 출력전압과 출력전류를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(44)와;
    상기 A/D변환부(44)에서 출력되는 출력전압과 출력전류를 디지털 신호로부터 상기 정전류 조정기(CCR)의 출력 피성전력, 유효전력, 무효전력, 역율, 전압전류 위상차의 전력변수를 산출하는 디지털 신호처리부(45)와;
    상기 디지털 신호처리부(45)에서 산출된 전력변수를 입력받아 단심된 항공등화의 개수 또는 용량을 계산하고 미리 설정된 유효 항공등화 갯수 및 용량과 비교하여 직렬통신회로(47)를 사용하여 사용자측으로 경고, 위험을 알리기 위한 신호를 발생시키는 마이크로프로세서(46)와;
    상기 마이크로프로세서(46)로부터 출력되는 사용자측으로 경고, 위험을 알리기 위한 신호를 외부 원격감시제어장치로 통신하는 직렬통신회로(47)와;
    상기 마이크로프로세서(46)에 명령 및 데이터를 입력하는 키를 구비하고, 정전류 조정기의 동작상태 및 상기 신호처리부(45)에서 산출한 정전류 조정기의 출력 피성전력, 유효전력, 무효전력, 역율, 전압전류 위상차의 전력변수를 표시해 주는 표시부를 구비하는 키입력 및 표시부(48)로 구성되는 것을 특징으로 하는 항공등화용 직렬회로의 단심 검출장치.
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