KR101334306B1 - Distribution board, motor control panel and cabinet panel with function of tripping power through sensing of arc flash - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아크 플래쉬를 감지하여 전기 공급를 선택적으로 차단하는 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반 및 분전반에 관한 것이다.The present invention relates to a high-voltage switchgear, a low-voltage switchgear, a motor control panel and a distribution panel for detecting an arc flash to selectively cut off the electricity supply.
일반적으로, 고압 및 저압의 전기를 수전 및 변전하는 고ㆍ저압배전반, 전동기제어반 및 분전반(이하, '수배전 설비'로 통칭 함)은 각종 단자나, 부스바(bus-bar) 등을 포함한다. 화재 및/또는 정전 사고의 발생을 방지하기 위하여, 상기 수배전 설비에 대하여 안전점검 또는 유지보수가 수시로 실시될 수밖에 없다.In general, the high and low voltage switchgear, the motor control panel and the distribution panel (hereinafter referred to as 'water distribution equipment') for receiving and transforming high and low voltage electricity include various terminals, bus bars, and the like. . In order to prevent the occurrence of fire and / or power outage accidents, safety inspection or maintenance of the power distribution facility is inevitable from time to time.
이러한 안전 점검 및 유지 보수는 관리자 또는 작업자가 수배전 설비로부터 일정거리 이내로 접근하게 한다. 게다가, 상기 안전 점검 및 유지 보수는 작업자 또는 관리자가 활선 상태의 수배전 설비에 접근하게 한다. 그런 만큼, 작업자 또는 관리자가 감전되는 것과 같이 안전사고가 빈번하게 발생될 수밖에 없다. This safety check and maintenance allows the manager or operator to approach within a certain distance from the power distribution facility. In addition, the safety inspection and maintenance allow the operator or manager to access live power distribution equipment. As such, safety accidents are frequently generated, such as electric shocks to workers or managers.
이러한 안전사고의 발생을 방지하기 위한 방안으로서, 아크 플래시 감지를 통한 전력 차단 기능을 가지는 수배전 설비가 한국등록특허 제10-1194708호 (이하, '제1 관련문헌'이라 함)에 개시되었다. 상기 제1 관련 문헌에 따른 수배전 설비는, 접근 센서를 통해 작업자의 접근 거리를 감지하고, 아크센서를 통해 아크를 감지하고, 전류 센서들을 통해 부하의 사용 전류량을 측정하고, 이들 감지 및 측정된 자원과 분전반내의 공간 등을 고려하여 아크 플레쉬 사고 에너지 레벨을 산출하고, 산출된 아크 플레쉬 사고 에너지 레벨에 따라 차단기의 트립코일에 제어 신호를 선택적으로 인가하여 전력의 공급/차단 여부를 제어할 수 있다.As a method for preventing the occurrence of such a safety accident, a water distribution facility having a power interruption function through arc flash detection has been disclosed in Korea Patent Registration No. 10-1194708 (hereinafter referred to as 'the first related document'). The water distribution facility according to the first related document, the approach distance of the operator through the approach sensor, the arc through the arc sensor, the current amount of use of the load through the current sensors, these sensing and measured The arc flash accident energy level can be calculated in consideration of resources and spaces in the distribution panel, and control signals can be controlled by supplying a control signal selectively to the trip coil of the circuit breaker according to the calculated arc flash accident energy level. .
일 예로, 아크 센서에 의해 아크가 감지되지 않고 또한 접근센서에 의해서도 작업자의 접근이 감지되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 수배전 설비는 당연히 정상 동작 수행할 수 있다.For example, an arc may not be detected by an arc sensor, and an access sensor may not be able to detect an operator's access. In this case, the water distribution equipment can naturally perform a normal operation.
이와는 달리, 아크플래시 감지 센서에 의해 아크의 감지는 없으나 작업자의 접근이 접근 센서에 의하여 감지되는 경우에는, 수배전 설비의 고장전류 및/또는, 단락전류 등과 같은 수배전 설비의 특성과 감지된 작업자의 접근 거리에 근거하여 사고 에너지 레벨이 결정될 수 있고 그 사고 에너지 레벨에 따라 차단기의 트립코일에 인가되는 전류를 조절하여 트립 코일에 의해 차단기가 차단될 수 있다. 이와 더불어, 작업자의 접근 거리에 따른 경중의 접근 경보가 표시장치를 통해 표시 경고될 수 있다. 그런 만큼, 작업자는 경고를 보고 퇴장할 수 있고, 차단기도 동작되지 않을 수 있다. 그에 따라, 인명 및 정전의 피해가 최소화될 수 있다.On the other hand, if there is no arc detection by the arc flash detection sensor but the worker's approach is detected by the proximity sensor, the characteristics of the power distribution facility and the detected worker such as fault current and / or short circuit current of the power distribution facility are detected. The accident energy level may be determined based on the approach distance of and the breaker may be blocked by the trip coil by adjusting the current applied to the trip coil of the breaker according to the accident energy level. In addition to this, a heavy warning signal according to the approach distance of the operator can be displayed and warned through the display device. As such, the operator can see the warning and exit, and the breaker may not operate. Thereby, the damage of life and power outage can be minimized.
한편, 상기 수배전 설비는 그 특성상 어떠한 부하에도 정전없이 전력을 안정적으로 공급하여야 한다. 또한, 상기 수배전 설비는 그 주변에서 운용되는 용접기 또는 금속등을 용융하는 전기로와 같은 아크를 이용하는 장비에도 지속적으로 전력을 공급할 수 있다. 이러한 아크 이용 장비에서 발생되는 아크 플래쉬는 상기 수배전 설비 내에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬와 동일 또는 유사한 파장을 가질 수 있다. 그런 만큼, 상기 수배전 설비 내의 아크 센서는 정상적인 발생 요인에 따른 정상적인 아크 플래쉬(즉, 외부의 아크 플래쉬)를 사고 또는 절연열화 등에 의해 수배전 설비의 내부에서 발생하는 아크 플래쉬로 감지할 수 있다. 그로 인하여, 상기 제1 관련문헌에 따른 수배전 설비는 차단기를 불필요하게 구동시키거나 위험 경보를 불필요하게 발령할 수 있다. 이러한 불필요한 정전은 수배전 설비의 유지 관리에 혼선을 야기할 수 있을 뿐만 아니라 부하의 정상적인 운용을 어렵게 만들 수도 있다.On the other hand, the power distribution equipment is required to stably supply power to any load without power failure. In addition, the power distribution equipment can continuously supply electric power to equipment using an arc, such as an electric arc furnace for melting the metal or the like, which is operated in the vicinity thereof. The arc flash generated in such arc utilizing equipment may have the same or similar wavelength as the arc flash that may be generated in the water distribution facility. As such, the arc sensor in the power distribution facility may detect a normal arc flash (that is, an external arc flash) according to a normal occurrence factor as an arc flash generated inside the water distribution facility by accident or insulation degradation. Therefore, the water distribution facility according to the first related document can drive the breaker unnecessarily or unnecessarily issue a danger alarm. Such unnecessary power outage may not only cause confusion in the maintenance of the power distribution equipment, but may also make normal operation of the load difficult.
상기 제1 관련문헌에 따른 수배전 설비에서의 문제점을 해결하기 한 예로서, 아크 플래쉬의 발생 위치를 정확하게 감지할 수 있는 아크 풀래시센서를 구비한 수배전 설비가 한국등록특허 제10-1197021호 (이하, '제2 관련문헌'이라 함)에 개시되었다. 상기 제2 관련문헌에 따른 수배전 설비는 상기 아크 풀래시센서가 광파이버 및 형광필터를 포함하게 구성되게 하여 센서로 유입될 수 있는 불필요한 자외선이 차단된다. 다시 말하여, 상기 수배전 설비는 내부의 아크 발생 가능 영역으로부터 아크 플래쉬만이 상기 아크 풀래시센서에 의해 감지될 수 있게 하였다. 이를 통하여, 상기 제2 관련문헌에 따른 수배전 설비는 유지 보수 작업의 편의성을 도모하려 하였다.As an example to solve the problem in the water distribution equipment according to the first related document, a water distribution equipment having an arc pull-flash sensor that can accurately detect the occurrence position of the arc flash is Korean Patent No. 10-1197021 (Hereinafter referred to as 'the second related document'). In the water distribution facility according to the second related document, the arc pull-lash sensor is configured to include an optical fiber and a fluorescence filter to block unnecessary ultraviolet rays that may enter the sensor. In other words, the water distribution facility allowed only the arc flash from the arc generation area inside to be detected by the arc pull-lash sensor. Through this, the water distribution facility according to the second related literature attempted to facilitate the maintenance work.
그러나, 상기한 광파이버 및 형광필터가 아크 풀래시센서에 장착되더라도 광의 특성상 센서로 유입될 수 있는 외부광을 완전히 차단하는 것은 극히 어려울 수밖에 없다. 그럼에도 불구하고, 외부광의 완벽한 차단을 위해 부가 장치가 수배전 설비에 추가로 설치될 수는 있으나, 이는 수배전 설비 내의 소자들 간의 거리를 감소시켜 수배전 설비의 절연특성을 저해할 수 있음은 물론 수배전 설비의 부피를 증가시킬 수 있다.However, even if the optical fiber and the fluorescence filter are mounted on the arc pull-ash sensor, it is extremely difficult to completely block external light that may flow into the sensor due to the characteristics of the light. Nevertheless, an additional device may be additionally installed in the power distribution facility to completely block external light, but this may reduce the distance between the elements in the power distribution facility, thereby degrading the insulation characteristics of the power distribution facility. The volume of the water distribution plant can be increased.
게다가, 상기 제1 및 제2 관련문헌들에 따른 수배전 설비는 옥내외를 포함한 다양한 작업 환경에 설치될 수 있다. 그런 만큼, 수배전 설비의 주위의 조도가 설치 장소 및 시간에 따라 달라질 수밖에 없다. 이렇게 변하는 수배전 설비의 주변 조도는, 통상 300nm~1500nm의 파장 및 대략 9000lux의 밝기를 가지는 아크 플래쉬의 발생 여부의 감지에는 영향을 줄수는 없으나, 센서에 의해 감지되는 아크 플래쉬의 강도(세기)는 영향을 끼칠 수 있다. 그로 인하여, 상기 제1 및 제2 관련문헌에 따른 수배전 설비들은 아크 플래쉬의 강도(세기)를 정확하게 검출할 수 없어 불필요하게 차단기를 구동시키거나 위험 경보를 발령할 수 있다. 이러한 불필요한 정전은 수배전 설비의 유지 관리에 혼선을 야기할 수 있을 뿐만 아니라 부하의 정상적인 운용도 어렵게 할 수도 있다.In addition, the water distribution facilities according to the first and second related documents can be installed in various working environments, including indoors and outdoors. As such, the illuminance around the water distribution equipment is inevitably changed depending on the installation place and time. The ambient illuminance of this changing power distribution facility cannot affect the detection of whether or not an arc flash having a wavelength of 300 nm to 1500 nm and a brightness of approximately 9000 lux is generated, but the intensity (intensity) of the arc flash detected by the sensor is May affect As a result, the power distribution facilities according to the first and second related documents cannot accurately detect the strength (strength) of the arc flash, and thus may unnecessarily drive the breaker or issue a danger alarm. This unnecessary power outage can cause confusion in the maintenance of water distribution facilities and can also make normal operation of the load difficult.
본 발명의 실시 예들은 상기한 문제점을 해결하기 위한 디지털 아크플래시 릴레이를 탑재한 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반 및 분전반에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a high voltage switchgear, a low voltage switchgear, a motor control panel and a distribution panel equipped with a digital arc flash relay for solving the above problems.
본 실시 예들은 아크 플래쉬의 내부 발생을 정확하게 감지하여 전력의 공급/차단을 정확하게 제어하기에 적합한 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반 및 분전반을 제공하는 것이다.The present embodiments provide a high voltage switchgear, a low voltage switchgear, a motor control panel, and a switchgear having a blocking function through an arc pull-lash detection suitable for accurately detecting an internal occurrence of an arc flash and accurately controlling power supply / blocking.
또한, 본 발명의 실시 예들은 불필요한 정전을 최소화하기에 적합한 디지털 아크플래시 릴레이를 탑재한 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반 및 분전반을 제공하는 것이다.In addition, embodiments of the present invention to provide a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, a motor control panel and a distribution panel equipped with a digital arc flash relay suitable for minimizing unnecessary power outages.
본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반 및 분전반은: 적어도 두개의 수납 공간들 내의 전기 소자들에 유입되는 3상 전압을 선택적으로 차단하기 위한 차단기; 상기 차단기의 트립 코일을 구동하기 위한 트립 코일 구동 유닛; 상기 수납 공간들 중 어느 하나에서의 조도를 감지하여 그 감지된 조도를 아크 옵셋으로 공급하는 옵셋 감지 유닛; 상기 아크 옵셋을 적용하여 상기 수납 공간들 각각에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬를 감지하는 적어도 두개의 포인트 광 감지 유닛; 상기 수납 공간들에 배치된 교류 전압 라인들을 통해 흐르는 상전류들을 감지하기 위한 전류 감지 모듈; 및 상기 포인트 광 감지 유닛로부터의 광 감지 신호들에 근거하여 상기 수납 공간들 중 어느 하나에서 상기 아크 플래쉬의 발생이 검출되고, 그 검출된 아크 플래쉬의 세기, 지속시간 및 해당 수납 공간에서의 최근 일정 기간의 발생 횟수를 이용하여 아크 풀래시에너지 레벨을 산출하고, 상기 전류 감지 모듈에 의해 감지된 상전류들에 근거하여 부하 레벨을 산출하고, 상기 아크 풀래시에너지 레벨 및 상기 부하 레벨에 근거하여 트립의 필요성을 판단하고, 그 판단된 트립의 필요성 여부에 따라 상기 트립 코일 구동 유닛으로 하여금 상기 차단기의 상기 트립 코일을 구동하게 제어 모듈을 포함할 수 있다.The high voltage switchgear, the low voltage switchgear, the motor control panel and the switchgear having the blocking function through the arc pull-lash detection according to an embodiment of the present invention are: selectively blocking the three-phase voltage flowing into the electrical elements in at least two storage spaces. Circuit breaker for; A trip coil drive unit for driving the trip coil of the breaker; An offset detection unit for detecting illuminance in any one of the storage spaces and supplying the detected illuminance to an arc offset; At least two point light sensing units configured to apply the arc offset to detect an arc flash generated in each of the storage spaces; A current sensing module for sensing phase currents flowing through AC voltage lines disposed in the accommodation spaces; And generation of the arc flash in any of the storage spaces based on the light sensing signals from the point light sensing unit, the intensity of the detected arc flash, the duration and the latest schedule in the storage space. The arc full flash energy level is calculated using the number of occurrences of the period, the load level is calculated based on the phase currents sensed by the current sensing module, and the trip is based on the arc full flash energy level and the load level. The control module may be configured to determine a necessity and cause the trip coil driving unit to drive the trip coil of the breaker according to whether the trip is determined.
상기 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반 및 분전반은: 상기 수납 공간들의 도어의 개폐 상태를 감지하는 도어 감지 유닛; 상기 수납 공간들로의 접근자의 접근 거리를 감지하는 접근 거리 감지 유닛; 및 상기 접근자의 접근 상태를 표시하는 표시부를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 모듈은 상기 도어 감지 유닛으로부터의 도어 개폐 감지 신호로부터 상기 도어의 개방을 확인할 때 상기 접근 거리 감지 유닛에 의해 감지된 접근 거리가 상기 표시부를 통해 표시되게 제어할 수 있다.The high voltage switchgear, the low voltage switchgear, the motor control panel and the switchgear having a blocking function through the arc pull-lash detection may include: a door detecting unit configured to detect an open / closed state of the doors of the storage spaces; An approach distance detecting unit detecting an approach distance of an accessor to the storage spaces; And it may further include a display unit for displaying the access state of the accessor. In this case, the control module may control the approach distance detected by the approach distance detection unit to be displayed through the display unit when confirming the opening of the door from the door open / close detection signal from the door detection unit.
또한, 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반 및 분전반은: 임계 트립 레벨을 설정하는 트립 레벨 설정부; 상기 아크 옵셋을 적용하여 상기 수납공간들 모두에서 상기 아크 플래쉬의 발생을 감지하는 루프 광 감지 유닛; 및 상기 임계 트립 레벨 및 상기 루프 광 감지 유닛으로부터의 광 감지 신호에 근하여 상기 트립 코일 구동 유닛으로 하여금 상기 구동 코일을 선택적으로 구동하게 하는 구동 제어부를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the high voltage switchgear, the low voltage switchgear, the motor control panel and the distribution panel having a blocking function through the arc pull-lash detection: a trip level setting unit for setting a threshold trip level; A loop light sensing unit configured to detect the occurrence of the arc flash in all the storage spaces by applying the arc offset; And a driving controller configured to cause the trip coil driving unit to selectively drive the driving coil based on the threshold trip level and the light sensing signal from the loop light sensing unit.
상기한 구성과 같이, 본 발명의 실시 예에 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반 및 분전반에서는, 내부 조도에 따른 환경적 아크 성분 광량이 각 수납 공간 내에서 발생될 수 있는 아크 풀래시감지에 옵셋 보정량으로 사용될 수 있다. 그런 만큼, 각 수납 공간에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 주위의 조도와 무관하게 정확하게 감지될 수 있다. 그에 따라, 아크 풀래시발생에 대응하여 전력이 정확하게 차단될 수 있고 불필요한 정전이 방지될 수 있다.As described above, in the high-voltage switchgear, low-voltage switchgear, the motor control panel and the distribution panel having the blocking function through the arc pull-lash detection in the embodiment of the present invention, the amount of environmental arc component light according to the internal illuminance is generated in each storage space It can be used as offset correction amount for arc pulllash detection which can be done. As such, the arc flash that can be generated in each storage space can be accurately sensed irrespective of ambient illumination. Accordingly, the power can be cut off accurately in response to the arc pull-out, and unnecessary power failure can be prevented.
또한, 각 수납 공간에서의 아크 플래쉬의 발생이 루프 아크 감지 신호와 포인트 아크 감지 신호에 근거하여 2회의 검사 과정을 통하여 결정된다. 그런 만큼, 상기 아크 플래쉬의 발생이 정확하게 검출될 수 있다. 그에 따라, 아크 풀래시발생에 대응하여 전력의 차단이 좀 더 정확하게 수행될 수 있다.In addition, generation of the arc flash in each storage space is determined through two inspection processes based on the loop arc detection signal and the point arc detection signal. As such, the occurrence of the arc flash can be detected accurately. Accordingly, the power cutoff can be more accurately performed in response to the arc pulllash.
게다가, 임계 트립 레벨과 감지된 아크 플래쉬의 크기의 비교를 통해 하드웨어적으로 전력의 차단이 개시된 후 소프트웨어적으로 상기 전력의 차단이 연속될 수 있다. 그런 만큼, 긴급 상황의 발생 시에 전력의 차단이 신속하게 진행될 수 있다. 그에 따라, 수배전 설비 내의 수배전 소자들의 손상이 최소화 될 수 있다.In addition, the shutoff of the power may be continued in software after the shutdown of the power is initiated in hardware through a comparison of the threshold trip level and the sensed arc flash size. As such, the interruption of power can proceed quickly in the event of an emergency. Accordingly, damage to the water distribution elements in the water distribution facility can be minimized.
도 1a와 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 수배전 설비를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1에서의 원격 수신부에 포함되는 원격 수신 셀의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다.
도 3은 도 1에서의 트립 레벨 설정부의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다.
도 4는 도 1에서의 광 감지 모듈의 일 예를 도시하는 상세 블록도이다.
도 5는 도 4에서의 포인트 광 감지 유닛의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다.
도 6은 도 4에서의 루프 광 감지 유닛의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다.
도 7는 도 4에서의 옵셋 감지 유닛의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다.
도 8은 도 1에서의 트립 코일 구동 유닛의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다.
도 9는 도 1에서의 메인 MPU의 내부 구성의 일 예를 도시하는 핀 블록도이다.
도 10은 도 1에서의 서브 MPU의 내부 구성의 일 예를 도시하는 핀 블록도이다.
도 11은 도 1에서의 FPGA의 내부 구성의 일 예를 도시하는 상세 블록도이다.
도 12a 내지 도 12c는 도 1에서의 메인 MPU의 동작 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 13은 도 1에서의 서브 MPU의 동작 과정을 설명하는 흐름도이다.1A and 1 are block diagrams illustrating a water distribution facility having a blocking function through arc pull-lash detection according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed circuit diagram illustrating an example of a remote receiving cell included in the remote receiving unit of FIG. 1.
3 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the trip level setting unit in FIG. 1.
4 is a detailed block diagram illustrating an example of the light sensing module of FIG. 1.
FIG. 5 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the point light sensing unit in FIG. 4.
FIG. 6 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the loop light sensing unit in FIG. 4.
FIG. 7 is a detailed circuit diagram illustrating an example of an offset sensing unit in FIG. 4.
FIG. 8 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the trip coil drive unit in FIG. 1.
9 is a pin block diagram illustrating an example of an internal configuration of a main MPU in FIG. 1.
FIG. 10 is a pin block diagram illustrating an example of an internal configuration of a sub MPU in FIG. 1.
FIG. 11 is a detailed block diagram illustrating an example of an internal configuration of the FPGA in FIG. 1.
12A to 12C are flowcharts illustrating an operation process of the main MPU in FIG. 1.
FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of a sub MPU in FIG. 1.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 따른 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 수배전 설비가 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 본 발명의 실시 예들의 상세한 설명에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, the power distribution equipment having a blocking function through the arc pull-lash detection according to the preferred embodiments of the present invention is attached to such that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be described in detail with reference to the drawings. In the detailed description of the embodiments of the present disclosure, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions may obscure the gist of the present disclosure, the detailed description may be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 수배전 설비를 도시하는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a water distribution facility having a blocking function through arc pull-lash detection according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 아크 풀래시감지를 통한 전력 차단 기능을 가진 수배전 설비는 제어 모듈(10), 조작부(20), 원격 수신부(22), 트립 레벨 설정부(24), 광 감지 모듈(30), 전류 감지 모듈(32), 접근 감지유닛(34) 및 도어 감지 유닛(36)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 수배전 설비는 트립 코일 구동 유닛(40), 제1 및 제2 광 알림부(42,44), LED 표시부(50), 음성 출력부(52) 및 스크린 표시부(54)를 포함할 수 있다. 상기 제어 모듈(10)은 메인 MPU(Micro Proocess Unit)(12), 서브 MPU(14), FPGA(Field Programmable Gate Array)(16) 및 아날로그 멀티플렉서(18)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As shown in FIG. 1, the power distribution facility having a power interruption function through arc pull-lash detection according to an exemplary embodiment of the present invention has a
상기 조작부(20)는 작업자 또는 관리자로부터의 명령을 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 상기 조작부(20)는 온-라인 모드 및 서비스 모드 간의 전환을 요구하는 모드 명령, 에러 상태를 소거하라는 리셋 명령, 및 트립 코일의 구동을 요구하는 트립 명령을 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 전달할 수 있다. 이를 위하여, 상기 조작부(20)는 모드 버튼, 리셋 버튼 및 트립 버튼을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 모드 버튼, 상기 리셋 버튼 및 상기 트립 버튼의 출력은 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 공급될 수 있다.The
게다가, 상기 조작부(20)는 설정 버튼, 취소 버튼, 업 버튼 및 다운 버튼을 추가로 포함할 수 있다. 상기 설정 버튼은 시스템의 설정을 위한 설정 화상을 스크린 표시부(52) 상에 표시하여 줄 것을 요구하는데 사용될 수 있다. 상기 취소 버튼은 상기 스크린 표시부(52)에 초기 화상을 표시하여 줄 것을 요구하는데 사용될 수 있다. 상기 업 및 다운 버튼은 상기 스크린 표시부(52) 상의 표시 화상을 위쪽 또는 아래쪽으로 스크롤하여 줄 것을 요구하는데 사용될 수 있다. 이러한 설정 버튼, 취소 버튼, 업 및 다운 버튼들의 출력은, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 제어 모듈(10)의 상기 서브 MPU(14)에 공급될 수 있다.In addition, the
상기 원격 수신부(22)는 리모트 컨트롤러로부터 송출된 작업자 또는 관리자의 명령을 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 상기 원격 수신부(22)는 상기 모드 명령, 상기 리셋 명령, 및 상기 트립 명령을 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 전달할 수 있다. 상기 트립 명령이 상기 조작부(20) 및 상기 원격 수신부(22) 중 어느 하나로부터 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 전달되더라도, 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)는 온-라인 모드에 있으면 상기 트립 명령을 무시할 수 있다.The
일반적으로, 상기 리모트 컨트롤러는 펄스열과 같은 디지탈 데이터의 형태의 원격 신호(예를 들면, 적외선 신호)를 송출한다. 그러나, 상기 리모트 컨트롤러가 상기 원격 수신부(22)로부터 멀어짐에 따라, '0'과 '1'의 인식 불가능한 미약한 원격 신호가 상기 원격 수신부(22)에 입력되게 하는 트라이 스테이트 영역이 존재할 수밖에 없다. 그런 만큼, 상기 트라이 스테이트 영역에 위치한 상기 리모트 컨트롤러로부터 송출된 원격 신호를 수신하는 상기 원격 수신부(22)는 에러를 발생시킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 원격 수신부(22)는 수신된 미약한 원격 신호로 인한 에러의 발생을 방지하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 아날로그 방식의 회로에 의해 구현될 수 될 수 있다. 또한, 상기 원격 수신부(22)는 상기 3개의 명령을 구분하여 수신하기 위하여 3개의 원격 수신 셀들을 포함할 수 있다. 상기 3개의 원격 수신 셀들에서 출력되는 제1 내지 제3 원격 신호들은 상기 제어 모듈(10)의 상기 아날로그 멀티플렉서(18)에 공급될 수 있다. 이러한 원격 수신 셀들은 각각 도 2에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.In general, the remote controller sends a remote signal (eg, an infrared signal) in the form of digital data such as a pulse train. However, as the remote controller moves away from the
도 2를 참조하면, 상기 원격 수신 셀은 원격 신호 센서(IRS), 제1 내지 제4 저항(R1~R4), 제1 캐패시터(C1), 제1 다이오드(D1) 및 제1 전압 추종기(OP1)를 포함할 수 있다. 2, the remote receiving cell includes a remote signal sensor IRS, first to fourth resistors R1 to R4, a first capacitor C1, a first diode D1, and a first voltage follower ( OP1).
상기 원격 신호 센서(IRS) 및 상기 제1 저항(R1)는 제1 직류 전압 라인(VCC) 및 기저 전압 라인(GND) 사이에 직렬 접속된다. 상기 제1 직류 전압(VCC)는 트랜지스터-트랜지스터 전압(Transistor-Transistor-Voltage, 예를 들면 대략 5V 정도)일 수 있다. 상기 원격 신호 센서(IRS)는 입사되는 원격 신호의 세기에 따라 낮아지는 저항값을 가지게 된다. 강한 원격 신호가 입사될 경우, 상기 원격 신호 센서(IRS)의 저항값은 제1 저항(R1)과 비슷하거나 그 보다 낮은 저항값을 가질 수 있다. 이와는 달리, 미약한 원격 신호가 입사되거나 또는 원격 신호가 입사되지 않은 경우, 상기 원격 신호 센서(IRS)는 제1 저항(R1)에 비교하여 매우 큰 저항값을 가질 수 있다. 그런 만큼, 상기 원격 신호 센서(IRS)는 입사되는 원격 신호의 세기가 강해짐에 따라 커지는 원격 수신 전압이 생성되게 할 수 있다. 이러한 원격 신호 센서(IRS)로는 적외선 센서가 사용될 수 있다. 상기 원격 수신 전압은 상기 원격 신호 센서(IRS)와 상기 제1 저항(R1) 간의 접속점으로부터 상기 제1 전압 추종기(OP1)의 비반전 단자 쪽으로 전송될 수 있다.The remote signal sensor IRS and the first resistor R1 are connected in series between a first DC voltage line VCC and a ground voltage line GND. The first DC voltage VCC may be a transistor-transistor voltage, for example, about 5V. The remote signal sensor (IRS) has a resistance value that decreases according to the intensity of an incoming remote signal. When a strong remote signal is incident, the resistance value of the remote signal sensor IRS may have a resistance value similar to or lower than that of the first resistor R1. Alternatively, when a weak remote signal is received or a remote signal is not received, the remote signal sensor (IRS) may have a very large resistance value as compared to the first resistor Rl. As such, the remote signal sensor IRS may allow a remote receive voltage to be generated that increases as the intensity of the incident remote signal becomes stronger. As such a remote signal sensor (IRS), an infrared sensor may be used. The remote receive voltage may be transmitted from the connection point between the remote signal sensor IRS and the first resistor R1 to the non-inverting terminal of the first voltage follower OP1.
상기 제1 전압 추종기(OP1)는 상기 원격 신호 센서(IRS)와 상기 제1 저항(R1)의 접속점으로부터의 상기 원격 수신 전압을 완충할 수 있다. 상기 제1 전압 추종기(OP1)에 의해 완충된 원격 수신 전압(Vrrs)은 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 아날로그 멀티플렉서(18)에 공급될 수 있다.The first voltage follower OP1 may buffer the remote receive voltage from the connection point of the remote signal sensor IRS and the first resistor R1. The remote reception voltage Vrrs buffered by the first voltage follower OP1 may be supplied to the
상기 제2 저항(R2)과 상기 제1 캐패시터(C1)은 상기 원격 신호 센서(IRS)에 의해 감지된 상기 원격 수신 전압을 적분하여 그 적분된 원격 수신 전압을 상기 제1 전압 추종기(OP1)에 공급할 수 있다. 상기 제2 저항(R2)과 상기 제1 캐패시터(C1)의 적분 시정수는 상기 3개의 명령의 구분을 위하여 원격 수신 셀에 따라 다르게 설정될 수 있다. 이를 위하여, 상기 제2 저항(R2)은 상기 원격 신호 센서(IRS)와 상기 제1 전압 추종기(OP1)의 비반전 단자(+) 사이에 접속될 수 있고, 상기 제1 캐패시터(C1)는 상기 제1 전압 추종기(OP1)의 비반전 단자(+)와 상기 기저 전압 라인(GND) 사이에 접속될 수 있다.The second resistor R2 and the first capacitor C1 integrate the remote reception voltage sensed by the remote signal sensor IRS to convert the integrated remote reception voltage to the first voltage follower OP1. Can be supplied to The integral time constant of the second resistor R2 and the first capacitor C1 may be set differently according to a remote receiving cell to distinguish the three commands. For this purpose, the second resistor R2 may be connected between the remote signal sensor IRS and the non-inverting terminal + of the first voltage follower OP1, and the first capacitor C1 may be The non-inverting terminal + of the first voltage follower OP1 and the base voltage line GND may be connected to each other.
상기 제1 다이오드(D1)와 상기 제3 및 제4 저항(R3,R4)은 하나의 레벨 제한기를 구현할 수 있다. 그런 만큼, 상기 제1 다이오드(D1)와 상기 제3 및 제4 저항(R3,R4)은 상기 원격 신호 센서(IRS)와 상기 제1 저항(R1)의 접속점으로부터 상기 제1 전압 추종기(OP1)의 상기 비반전 단자(+)에 공급될 수 있는 낮은 레벨의 원격 수신 전압(즉, 미약한 원격 신호)을 차단할 수 있다. 다시 말하여, 상기 제1 다이오드(D1)와 상기 제3 및 제4 저항(R3,R4)은 적어도 일정 레벨의 원격 수신 전압이 상기 원격 신호 센서(IRS)와 상기 제1 저항(R1)의 접속점으로부터 상기 제1 전압 추종기(OP1)의 상기 비반전 단자(+)에 공급되게 할 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 전압 추종기(OP1)로부터 출력되는 상기 원격 수신 전압(Vrrs)에서의 에러 발생이 방지될 수 있다.The first diode D1 and the third and fourth resistors R3 and R4 may implement one level limiter. As such, the first diode D1 and the third and fourth resistors R3 and R4 are connected to the first voltage follower OP1 from a connection point between the remote signal sensor IRS and the first resistor R1. A low level remote reception voltage (i.e., a weak remote signal) that can be supplied to the non-inverting terminal (+) of < RTI ID = 0.0 > In other words, the first diode D1 and the third and fourth resistors R3 and R4 have at least a predetermined level of a remote receiving voltage at which the remote signal sensor IRS and the first resistor R1 are connected. It is possible to supply from the non-inverting terminal (+) of the first voltage follower (OP1) from. Accordingly, an error in the remote reception voltage (Vrrs) output from the first voltage follower (OP1) can be prevented.
상기 트립 레벨 설정부(24)는 관리자 또는 작업자의 조작에 의해 임계 트립 레벨(또는 임계 아크 레벨)(Vcts)을 설정할 수 있다. 상기 임계 트립 레벨(Vcts)은 아크 풀래시레벨 스케일 중 대략 50%의 상위 레벨 범위 내의 값을 가지게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 아크 풀래시레벨 스케일이 아크 플래쉬의 발생이 검출될 수 있는 최소 아크 감지 레벨(Vmadl)에 '1'의 값을 할당함과 아울러 상기 아크 플래쉬가 가질 수 있는 최대 레벨에 '100'의 값을 할당하는 형태로 구분되는 경우, 상기 임계 트립 레벨(Vcts)은 대략 50~100의 상위 레벨 범위 내의 어느 값을 가지도록 설정될 수 있다. 또한, 상기 임계 트립 레벨(Vcts)은 아크 플래쉬의 강도(또는 세기), 지속 시간 및 발생 횟수 등의 통계적 사실들 중 적어도 하나에 근거하여 상기 수배전 설비에 적합하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 임계 트립 레벨(Vcts)은 적용되는 아크 센서의 종류 및 수배전 설비의 특성에 따라 조절될 수 있다. 이렇게 설정된 상기 임계 트립 레벨은 긴급 상황을 특정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 트립 레벨 설정부(24)에 의해 설정된 상기 임계 트립 레벨(Vcts)은 상기 아날로그 멀티플렉서(18)를 경유하여 상기 메인 MPU(12)에 공급될 수 있다. 이러한 트립 레벨 설정부(24)는 도 3과 같이 구현될 수 있다.The trip
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 트립 레벨 설정부(24)는 제5 및 제6 저항(R5,R6), 제1 가변 저항(VR1) 및 제2 전압 추종기(OP2)를 포함할 수 있다. 상기 제5 및 제6 저항(R5,R6) 및 상기 제1 가변 저항(VR1)은 제1 직류 전압 라인(VCC) 및 접지 전압 라인(GND) 사이에 직렬 접속될 수 있다. 상기 제1 가변 저항(VR1)은 상기 제5 및 제6 저항(R5,R6) 사이에 접속되어 관리자 또는 작업자의 조작에 의해 증감 조절되는 저항값을 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 가변 저항(VR1)은 상기 제1 직류 전압(VCC)을 분압하여 그 분전압을 상기 임계 트립 레벨 신호(Vcts)로서 출력할 수 있다. 상기 제2 전압 추종기(OP2)는 상기 제1 가변 저항(VR1)으로부터의 상기 임계 트립 레벨 신호(Vcts)를 완충하고 그 완충된 임계 트립 레벨 신호를 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 아날로그 멀티플렉서(18)에 공급할 수 있다.As illustrated in FIG. 3, the trip
다시 도 1을 참조하면, 상기 광 감지 모듈(30)은 상기 수배전 설비 내의 다수의 공간들에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬를 감지할 수 있다. 또한, 상기 광 감지 모듈(30)은 상기 수배전 설비의 주변 조도에 따른 환경적 아크 성분 광을 감지할 수도 있다. 게다가, 상기 광 감지 유닛(30)은 상기 감지된 환경적 아크 성분 광을 상기 아크 플래쉬의 감지에 제공하여 정확한 아크 풀래시감지가 가능하게 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 광 감지 모듈(30)은 적어도 두개의 포인트 광 감지 유닛, 하나의 루프 광 감지 유닛 및 옵셋 감지 유닛을 포함할 수 있다. Referring back to FIG. 1, the
일 예로, 상기 수배전 설비가 5개의 수납 공간들로 구분되어진 경우, 상기 광 감지 모듈(30)은 도 4와 같이 구현될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광 감지 모듈(30)은 제1 내지 제5 포인트 광 감지 유닛(100A~100E), 루프 광 감지 유닛(110) 및 옵셋 감지 유닛(120)을 포함할 수 있다.For example, when the water distribution equipment is divided into five storage spaces, the
상기 제1 내지 제5 포인트 광 감지 유닛(100A~100B)은 상기 5개의 수납 공간에 각각 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제5 포인트 광 감지 유닛(100A~100E)은 상기 옵셋 감지 유닛(120)으로부터의 아크 옵셋 전압(Voff)을 공통적으로 입력할 수 있다. 이러한 제1 내지 제5 포인트 광 감지 유닛(100A~100E) 각각은 상기 아크 옵셋 전압을 이용하여 해당 수납 공간에서 발생되는 아크 플래쉬를 정확하게 감지할 수 있다. 상기 제1 내지 제5 포인트 광 감지 유닛(100A~100E)에서 감지될 수 있는 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호(Vpas1~Vpas5)는 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 공급될 수 있다.The first to fifth point
상기 루프 광 감지 유닛(110)도 상기 옵셋 감지 유닛(120)으로부터 상기 아크 옵셋 전압(Voff)를 입력할 수 있다. 또한, 상기 루프 광 감지 유닛(110)은 상기 아크 옵셋 전압(Voff)을 이용하여 상기 5개의 수납 공간들 모두에서 발생되는 아크 플래쉬를 정확하게 감지할 수 있다. 상기 루프 광 감지 유닛(110)에서 감지될 수 있는 루프 아크 감지 신호(Vlas)는 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 공급될 수 있다.The loop
상기 옵셋 감지 유닛(120)은 상기 수배전 설비의 주변 조도에 따른 상기 환경적 아크 성분 광을 감지할 수 있다. 또한, 상기 옵셋 감지 유닛(120)은 상기 감지된 환경적 아크 성분 광을 상기 아크 옵셋 전압(Voff)으로서 상기 제1 내지 제5 포인트 광 감지 유닛(100A~100E) 및 상기 루프 광 감지 유닛(110)에 공급할 수 있다. 다른 방법으로, 상기 옵셋 감지 유닛(120)은 상기 감지된 환경적 아크 성분 광을 옵셋 감지 전압(Voff)으로서 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 공급할 수도 있다. 이 경우, 상기 제1 내지 제5 포인트 광 감지 유닛(100A~100E) 및 상기 루프 광 감지 유닛(110)은 상기 옵셋 감지 유닛(120)이 아닌 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)로부터 상기 아크 옵셋 전압(Voff)을 입력할 수 있다.The offset
도 5는 도 4에 도시된 포인트 광 감지 유닛(100)의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다. FIG. 5 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the point
도 5를 참조하면, 상기 포인트 광 감지 유닛(100)은 제1 광 센서(LSS1), 제1 옵셋 보정부(102) 및 제1 증폭부(104)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 포인트 광 감지 유닛(100)은 제1 센서 상태 표시부(106)를 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the point
상기 제1 광 센서(LSS1)는 제2 가변 저항(VR2)을 경유하여 상기 제1 직류 전압 라인(VCC)에 접속될 수 있음은 물론 상기 기저 전압 라인(GND)에 접속될 수 있다. 상기 제2 가변 저항(VR2)이 관리자 또는 작업자의 조정에 의해 조절된 저항값을 가짐에 따라, 상기 제1 광 센서(LSS1)의 센싱 감도가 조절될 있다. 또한, 상기 제1 광 센서(LSS1)는 상기 수배전 설비의 수납 공간들 중 어느 하나에 배치된다. 게다가, 상기 제1 광 센서(LSS1)는 입사되는 아크 광의 세기에 따라 전류량을 증가시킬 수 있다. 그런 만큼, 상기 제1 광 센서(LSS1)에 입사되는 아크 광의 세기에 따라 높아지는 전압 레벨을 가지는 포인트 광 감지 신호가 발생될 수 있다. 이 포인트 광 감지 신호에는 해당 수납 공간 내의 조도 상태에 따른 환경적 아크 성분 광과 해당 수납 공간 내의 특정 부분들 중 적어도 어느 하나에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 포함될 수 있다. 이러한 제1 광 센서(LSS1)로는 잘 알려진 자외선 센서가 사용될 수 있다.The first photosensor LSS1 may be connected to the first DC voltage line VCC via the second variable resistor VR2 as well as to the ground voltage line GND. As the second variable resistor VR2 has a resistance value adjusted by an administrator or an operator, the sensing sensitivity of the first optical sensor LSS1 may be adjusted. Also, the first optical sensor LSS1 is disposed in any one of the storage spaces of the water distribution equipment. In addition, the first photosensor LSS1 can increase the amount of current according to the intensity of incident arc light. As such, a point light sensing signal having a voltage level that increases with the intensity of the arc light incident on the first optical sensor LSS1 may be generated. The point light detection signal may include an environmental arc component light according to an illuminance state in the storage space and an arc flash that may be generated in at least one of specific portions in the storage space. As the first photosensor LSS1, a well-known ultraviolet sensor may be used.
상기 제1 옵셉 보정부(102)는 상기 아크 옵셋 전압(Voff)을 이용하여 상기 제1 광 센서(LSS1)에 의해 감지된 상기 포인트 광 감지 신호를 옵셋-보정하여 그 옵셋-보정된 신호를 포인트 아크 감지 신호로서 제공할 수 있다. 다시 말하여, 상기 제1 옵셋 보정부(102)는 상기 포인트 광 감지 신호로부터 상기 아크 플래쉬만을 분리-추출할 수 있다. 그런 만큼, 상기 제1 옵셋 보정부(102)에서 출력되는 상기 포인트 아크 감지 신호는 해당 수납 공간의 어느 특정 부위에서 발생될 수 있는 아크 풀래시성분만을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 옵셋 보정부(102)는 상기 수배전 설비의 외부 광이 통풍구 및/또는 틈새들을 통해 해당 수납 공간으로 유입되더라도 해당 수납 공간에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 정확하게 검출되게 한다. 다시 말하여, 상기 수배전 설비의 외부에서 아크를 이용하는 작업(금속 용융로 및 용접기 등)이 진행되더라도, 상기 옵셉 보정부(102)는 해당 수납 공간에서 발생되는 아크 플래쉬를 정확하게 검출할 수 있다. 이러한 제1 옵셋 보정부(102)는 제1 차동 증폭기(OP3), 제7 및 제8 저항(R7,R8) 및 제1 트랜지스터(Q1)에 의하여 구성될 수 있다.The first
상기 제1 차동 증폭기(OP3)는 상기 제1 광 센서(LSS1)와 상기 제2 가변 저항(VR2) 간의 접속점으로부터의 상기 포인트 광 감지 신호를 자신의 반전 단자(-) 쪽으로 입력함과 아울러 상기 도 4의 옵셋 감지 유닛(120)으로부터의 상기 아크 옵셋 전압(Voff)을 자신의 비반전 단자(+) 쪽으로 입력할 수 있다. 상기 제1 차동 증폭기(OP3)의 출력 단자는 상기 제7 저항(R7)을 경유하여 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 베이스 전극에 접속될 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전극은 상기 제1 직류 전압 라인(VCC)에 접속될 수 있고, 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 전극은 제8 저항(R8)을 경유하여 기저 전압 라인(GND)에 접속될 있다.The first differential amplifier OP3 inputs the point photosensitive signal from the connection point between the first optical sensor LSS1 and the second variable resistor VR2 toward its inverting terminal (-) and the figure. The arc offset voltage Voff from the offset
상기 반전 단자(-) 상의 상기 포인트 광 감지 신호가 상기 비반전 단자(+) 상의 상기 아크 옵셋 전압(Voff) 보다 높지 않으면, 상기 제1 차동 증폭기(OP3)의 출력 단자로부터 상기 제1 직류 전압(VCC)에 해당하는 전압이 출력될 수 있다. 그런 만큼, 상기 제1 트랜지스터(Q1)는 턴-오프될 수 있고, 턴-오프된 상기 제1 트랜지스터(1)의 에미터 전극으로부터 상기 제1 증폭부(104) 쪽으로 기저 전압에 해당하는 상기 포인트 광 감지 신호가 출력될 수 있다.The first DC voltage (Vout) is output from the output terminal of the first differential amplifier OP3 when the point light sensing signal on the inverting terminal (-) is not higher than the arc offset voltage (Voff) on the non-inverting terminal VCC) may be output. As such, the first transistor Q1 may be turned off and the point corresponding to the base voltage from the emitter electrode of the
이와는 달리, 상기 반전 단자(-) 상의 상기 포인트 광 감지 신호가 상기 비반전 단자(+) 상의 상기 아크 옵셋 전압(Voff) 보다 높으면, 상기 제1 직류 전압(VCC)로부터 상기 포인트 광 감지 신호와 상기 아크 옵셋 전압(Voff)의 차전압에 상응하는(또는 비례하는) 전압 만큼 낮아진 상기 제1 차동 증폭기(OP3)의 출력 신호가 출력될 수 있다. 그런 만큼, 상기 제1 트랜지스터(Q1)는 턴-온되어 상기 포인트 광 감지 신호와 상기 아크 옵셋 전압(Voff)의 차전압에 상응하는(또는 비례하는) 전류량이 상기 제1 직류 전압 라인(VCC)으로부터 상기 제8 저항(R8) 쪽으로 흐르게 할 수 있다. 그에 따라, 상기 포인트 광 감지 신호와 상기 아크 옵셋 전압(Voff)의 차전압에 상응하는(또는 비례하는) 상기 포인트 아크 감지 신호가 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 전극으로부터 상기 제1 증폭부(104)에 공급될 수 있다. On the contrary, when the point light sensing signal on the inverting terminal (−) is higher than the arc offset voltage Voff on the non-inverting terminal (+), the point light sensing signal and the point from the first DC voltage VCC An output signal of the first differential amplifier OP3 lowered by a voltage corresponding to (or proportional to) the difference voltage of the arc offset voltage Voff may be output. As a result, the first transistor Q1 is turned on and a current amount corresponding to (or proportional to) the difference voltage between the point light sensing signal and the arc offset voltage Voff is supplied to the first DC voltage line VCC, To the eighth resistor (R8). Accordingly, the point arc detection signal corresponding to (or proportional to) the difference voltage between the point light sensing signal and the arc offset voltage Voff is output from the emitter electrode of the first transistor Q1, (Not shown).
상기 제1 증폭부(104)는 상기 제1 옵셋 보정부(102)로부터의 상기 포인트 아크 감지 신호를 증폭하고, 그 증폭된 포인트 아크 감지 신호(Vpas)를 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 공급할 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 증폭부(104)는 제2 다이오드(D2), 제2 캐패시터(C2), 제9 내지 제13 저항(R9~r13) 및 제1 연산 증폭기(OP4)에 의하여 구현될 수 있다.The
상기 제2 다이오드(D2) 및 상기 제11 저항(R11)은 상기 제1 옵셋 보정부(102)의 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 전극과 상기 제1 연산 증폭기(OP4)의 비반전 단자(+) 사이에 직렬 접속될 수 있다. 상기 제9 저항(R9)은 상기 제1 직류 전압 라인(VCC) 및 상기 제2 다이오드(D2)의 캐소드 전극 사이에 접속될 수 있다. 상기 제10 저항(R10)은 상기 제2 다이오드(D2)의 캐소드 전극 및 상기 기저 전압 라인(GND) 사이에 접속될 수 있다. 상기 제2 캐패시터(C2)는 상기 제1 연산 증폭기(OP4)의 비반전 단자(+) 및 상기 기저 전압 라인(GND) 사이에 접속될 수 있다. 상기 제12 저항(R12)은 상기 제1 연산 증폭기(OP4)의 반전 단자(-) 및 출력 단자 사이에 접속될 수 있다. 상기 제13 저항(R13)은 상기 제1 연산 증폭기(OP4)의 반전 단자(-) 및 상기 기저 전압 라인(GND) 사이에 접속될 수 있다.The second diode D2 and the eleventh resistor R11 are emitter electrodes of the first transistor Q1 of the first offset
상기 제2 다이오드(D2)와 상기 제9 및 제10 저항(R9,R10)은 하나의 레벨 제한기를 구현할 수 있다. 그런 만큼, 상기 제2 다이오드(D2)와 상기 제9 및 제10 저항(R9,R10)은 상기 제1 옵셋 보정부(102) 내의 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 전극으로부터 상기 제1 연산 증폭기(OP4)의 상기 비반전 단자(+)에 공급될 수 있는 낮은 레벨의 포인트 아크 감지 신호(즉, 미약한 포인트 아크 감지 신호)을 차단할 수 있다. 다시 말하여, 상기 제2 다이오드(D2)와 상기 제9 및 제10 저항(R9,R10)은 적어도 일정 레벨의 포인트 아크 감지 신호가 상기 제1 트랜지스터(Q1)의 에미터 전극으로부터 상기 제1 연산 증폭기(OP4)의 상기 비반전 단자(+)에 공급되게 할 수 있다. 그런 만큼, 해당 수납 공간 내의 어느 특정 부위에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 좀 더 정확하게 검출될 수 있다.The second diode D2 and the ninth and tenth resistors R9 and R10 may implement one level limiter. As such, the second diode D2 and the ninth and tenth resistors R9 and R10 may be operated from the emitter electrode of the first transistor Q1 in the first offset
상기 제1 연산 증폭기(OP4)는 상기 제2 다이오드(D2)를 통해 자신의 비반전 단자(+) 쪽으로 입력되는 상기 포인트 아크 감지 신호를 일정한 증폭율로 증폭할 수 있다. 상기 제1 연산 증폭기(OP4)에 의해 증폭된 포인트 아크 감지 신호(Vpas)는 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 공급될 수 있다. 상기 제1 연산 증폭기(OP4)의 증폭율은 상기 제10 내지 제13 저항(R10~R13)의 저항값들에 의해 결정될 수 있다. 상기 제2 캐패시터(C2)는 상기 제1 연산 증폭기(OP4)의 비반전 단자(+)에 공급되는 상기 포인트 아크 감지 신호에 포함된 고주파 성분의 잡음을 제거할 수 있다.The first operational amplifier OP4 may amplify the point arc detection signal input to its non-inverting terminal (+) through the second diode D2 at a constant amplification rate. The point arc detection signal Vpas amplified by the first operational amplifier OP4 may be supplied to the
상기 제1 센서 상태 표시부(106)은 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 제어하에 (좀 더 상세하게는, 상기 메인 MPU(12) 또는 상기 FPGA(16)의 제어하에) 포인트 광 감지 유닛(100)의 정상 구동 상태 및 아크 풀래시감지 상태를 표시할 수 있다. 이러한 제1 센서 상태 표시부(106)는 제1 LED(LD1), 제2 트랜지스터(Q2) 및제14 저항(R14)을 포함할 수 있다.The first
상기 제1 LED(LD1)는 상기 제1 직류 전압 라인(VCC) 및 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 전극 사이에 접속될 수 있다. 상기 제14 저항(R14)는 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 베이스 전극 및 제어 입력 라인(CSled) 사이에 접속될 수 있다. 상기 제2 트랜지스터(Q2)의 에미터 전극은 상기 기저 전압 라인(GND)에 접속될 수 있다. 상기 제어 입력 라인(CSled)에는 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)(즉, 상기 메인 MPU(12) 또는 상기 FPGA(16))으로부터 점멸 제어 신호(CSled)가 공급될 수 있다. 상기 점멸 제어 신호(CSled)는 빠른 주기의 펄스열 또는 느린 주기의 펄스열을 포함할 수 있다. The first LED (LD1) may be connected between the first DC voltage line (VCC) and the collector electrode of the second transistor (Q2). The fourteenth resistor R14 may be connected between the base electrode of the second transistor Q2 and the control input line CSled. The emitter electrode of the second transistor Q2 may be connected to the ground voltage line GND. The control input line CSled may be supplied with a flashing control signal CSled from the control module 10 (ie, the
예를 들어, 상기 제1 광 센서(LSS1), 상기 제1 옵셋 보정부(102) 및 상기 제1 증폭부(104)가 올바르게 구성되어 정상적으로 구동될 경우, 상기 점멸 제어 신호(CSled)는 빠른 주기의 펄스열을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 트랜지스터(Q2)는 상기 빠른 주기의 펄스열에 따라 상기 제1 LED(LD1)의 전류 통로을 빠른 주기로 개폐시킨다. 그런 만큼, 상기 제1 LED(LD1)은 빠른 주기로 점멸되어 상기 포인트 광 감지 유닛(100)의 정상 구동 상태가 표시되게 한다.For example, when the first optical sensor LSS1, the first offset
또한, 상기 제1 광 센서(LSS1), 상기 제1 옵셋 보정부(102) 및 상기 제1 증폭부(104)에 의하여 해당 수납 공간의 어느 특정 부위에서 발생된 아크 플래쉬가 감지된 때에는, 상기 점멸 제어 신호(CSled)는 느린 주기의 펄스열을 포함할 수 있다. 그런 만큼, 상기 제2 트랜지스터(Q2)는 상기 느린 주기의 펄스열에 따라 상기 제1 LED(LD1)의 전류 통로을 느린 주기로 개폐시킨다. 그에 따라, 상기 제1 LED(LD1)은 느린 주기로 점멸되어 해당 수납 공간에서의 아크 플래쉬의 발생 사실이 표시되게 한다.In addition, when the arc flash generated at a specific part of the storage space is detected by the first optical sensor LSS1, the first offset
이와는 달리, 상기 제1 광 센서(LSS1), 상기 제1 옵셋 보정부(102) 및 상기 제1 증폭부(104)가 올바르게 구성되지 않아 정상적으로 구동될 수 없는 경우, 상기 점멸 제어 신호(CSled)는 어떠한 펄스열도 포함하지 않는다. 다시 말하여, 상기 제1 옵셋 보정부(102) 및 상기 제1 증폭부(104)가 올바르게 구성되지 않아 정상적으로 구동될 수 없는 경우, 상기 점멸 제어 신호(CSled)는 상기 기저 전압(GND)을 유지할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 트랜지스터(Q2)는 상기 기저 전압(GND)에 의하여 상기 제1 LED(LD1)의 전류 통로을 개방시킨다. 그런 만큼, 상기 제1 LED(LD1)는 소등되어 상기 제1 옵셋 보정부(102) 및 상기 제1 증폭부(104)가 올바르게 구성되지 않아 정상적으로 구동될 수 없다는 것이 표시되게 한다.On the contrary, when the first optical sensor LSS1, the first offset correcting
도 6는 도 4에 도시된 루프 광 감지 유닛(110)의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다. FIG. 6 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the loop
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 루프 광 감지 유닛(110)은 광 섬유 케이블(LFC), 제2 광 센서(LSS2), 제2 옵셋 보정부(112) 및 제2 증폭부(114)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 루프 광 감지 유닛(110)은 제1 센서 상태 표시부(116)를 추가로 포함할 수 있다. 게다가, 상기 루프 광 감지 유닛(110)은 적어도 하나의 아크 광 발생부(118)를 추가로 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the loop
상기 광 섬유 케이블(LFC)는 상기 수배전 설비의 수납 공간들을 경유하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 광 섬유 케이블(LFC)는 상기 수납 공간들에서의 광들을 상기 제2 광 센서(LSS2) 쪽으로 안내할 수 있다. 그런 만큼, 상기 광 섬유 케이블(LFC)에 의하여, 상기 수납 공간들 각각에서의 조도 상태에 따른 환경적 아크 성분 광과 상기 수납 공간들 각각에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 상기 제2 광 센서(LSS2) 쪽으로 안내될 수 있다.The optical fiber cable (LFC) may be disposed via the receiving spaces of the power distribution equipment. In addition, the optical fiber cable LFC may guide the light in the storage spaces toward the second optical sensor LSS2. As such, by the optical fiber cable LFC, environmental arc component light according to the illumination condition in each of the storage spaces and arc flash that may be generated in each of the storage spaces are generated by the second optical sensor LSS2. Can be guided toward).
상기 제2 광 센서(LSS2)는 제3 가변 저항(VR3)을 경유하여 상기 제1 직류 전압 라인(VCC)에 접속될 수 있음은 물론 상기 기저 전압 라인(GND)에 접속될 수 있다. 상기 제3 가변 저항(VR3)이 관리자 또는 작업자의 조정에 의해 조절된 저항값을 가짐에 따라, 상기 제2 광 센서(LSS2)의 센싱 감도가 조절될 있다. 또한, 상기 제2 광 센서(LSS1)는 상기 광 섬유 케이블(LFC)이 한쪽 끝에 배치되어 상기 광 섬유 케이블(LFC)에 의해 안내되는 상기 수배전 설비의 수납 공간들로부터의 아크 광들을 수광할 수 있다. 게다가, 상기 제2 광 센서(LSS2)는 입사되는 아크 광의 세기에 따라 전류량을 증가시킬 수 있다. 그런 만큼, 상기 제2 광 센서(LSS2)에 입사되는 아크 광의 세기에 따라 높아지는 전압 레벨을 가지는 루프 광 감지 신호가 발생될 수 있다. 이 루프 광 감지 신호에는 상기 수배전 설배의 수납 공간들에서의 조도 상태에 따른 환경적 아크 성분 광과 상기 수배전 설비의 수납 공간들 중 적어도 어느 하나에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 포함될 수 있다. 이러한 제2 광 센서(LSS2)로는 잘 알려진 자외선 센서가 사용될 수 있다.The second photosensor LSS2 may be connected to the first DC voltage line VCC via the third variable resistor VR3 as well as to the ground voltage line GND. The sensing sensitivity of the second photosensor LSS2 may be adjusted as the third variable resistor VR3 has a resistance value adjusted by adjustment by an administrator or an operator. The second optical sensor LSS1 is disposed at one end of the optical fiber cable LFC so that it can receive arc lights from the receiving spaces of the water distribution equipment guided by the optical fiber cable LFC have. In addition, the second photosensor LSS2 can increase the amount of current according to the intensity of the incident arc light. As a result, a loop light sensing signal having a voltage level that increases according to the intensity of the arc light incident on the second photosensor LSS2 can be generated. The loop light sensing signal may include an environmental arc component light according to an illuminance state in the receiving spaces of the power distribution equipment and an arc flash that may be generated in at least one of the storage spaces of the power distribution equipment. A well-known ultraviolet sensor may be used as the second photosensor LSS2.
상기 제2 옵셉 보정부(112)는 상기 아크 옵셋 전압(Voff)을 이용하여 상기 제2 광 센서(LSS2)에 의해 감지된 상기 루프 광 감지 신호를 옵셋-보정하여 그 옵셋-보정된 신호를 루프 아크 감지 신호로서 제공할 수 있다. 다시 말하여, 상기 제2 옵셋 보정부(112)는 상기 루프 광 감지 신호로부터 상기 아크 플래쉬만을 분리-추출할 수 있다. 그런 만큼, 상기 제2 옵셋 보정부(112)에서 출력되는 상기 루프 아크 감지 신호는 상기 수배전 설비의 수납 공간들 중 적어도 하나에서 발생될 수 있는 아크 풀래시성분만을 포함할 수 있다. 그에 따라, 상기 제2 옵셋 보정부(112)는 상기 수배전 설비의 수납 공간들에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 정확하게 검출되게 한다. The second offset
그에 따라, 상기 제1 옵셋 보정부(102)는 상기 수배전 설비의 외부 광이 통풍구 및/또는 틈새들을 통해 해당 수납 공간으로 유입되더라도 수납 공간들에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 정확하게 검출되게 한다. 다시 말하여, 상기 수배전 설비의 외부에서 아크를 이용하는 작업(금속 용융로 및 용접기 등)이 진행되더라도, 상기 옵셉 보정부(102)는 다수의 수납 공간들에서 발생되는 아크 플래쉬를 정확하게 검출할 수 있다. 이러한 제2 옵셋 보정부(112)는 도 5에 도시된 상기 제1 옵셋 보정부(102)와 동일하게 구성될 수 있다. 그런 만큼, 상기 제2 옵셋 보정부(112)에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.Accordingly, the first offset
상기 제2 증폭부(114)는 상기 제2 옵셋 보정부(102)로부터의 상기 루프 아크 감지 신호를 증폭하고, 그 증폭된 루프 아크 감지 신호(Vlas)를 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 공급할 수 있다. 이러한 제2 증폭부(114)는 도 5에 도시된 상기 제1 증폭부(104)와 동일하게 구성될 수 있다. 그런 만큼, 상기 제2 증폭부(114)에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다. The
상기 제2 센서 상태 표시부(116)은 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 제어하에 (좀 더 상세하게는, 상기 메인 MPU(12) 또는 상기 FPGA(16)의 제어하에) 루프 광 감지 유닛(110)의 정상 구동 상태 및 아크 풀래시감지 상태를 표시할 수 있다. 이러한 제2 센서 상태 표시부(116)는 도 5에 도시된 상기 제1 센서 상태 표시부(106)와 동일하게 구성될 수 있다. 그런 만큼, 상기 제2 센서 상태 표시부(116)에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.The second
예를 들어, 상기 제2 광 센서(LSS2), 상기 제2 옵셋 보정부(112) 및 상기 제2 증폭부(114)가 올바르게 구성되어 정상적으로 구동될 경우, 상기 제2 LED(LD2)가 빠른 주기로 점멸되어 상기 루프 광 감지 유닛(110)의 정상 구동 상태가 표시되게 한다. 또한, 상기 제2 광 센서(LSS2), 상기 제2 옵셋 보정부(112) 및 상기 제2 증폭부(114)에 의하여 상기 수배전 설비의 수납 공간들 둥 적어도 어느 하나에서 발생된 아크 플래쉬가 감지된 때에는, 상기 제2 LED(LD2)가 느린 주기로 점멸되어 상기 수배전 설비의 수납 공간들 중 적어도 어느 하나에서의 아크 플래쉬의 발생 사실이 표시되게 한다. 이와는 달리, 상기 제2 광 센서(LSS2), 상기 제2 옵셋 보정부(112) 및 상기 제2 증폭부(114)가 올바르게 구성되지 않아 정상적으로 구동될 수 없는 경우, 상기 제2 LED(LD2)는 소등되어 상기 제2 광 센서(LSS2), 상기 제2 옵셋 보정부(112) 및 상기 제2 증폭부(114)가 올바르게 구성되지 않아 정상적으로 구동될 수 없다는 것이 표시되게 한다.For example, when the second optical sensor LSS2, the second offset correcting
상기 적어도 하나의 아크 광 발생부(118)는 상기 광 섬유 케이블(LFC)의 타측 끝단 또는 그로 부터 일정 간격으로 배치될 수 있다. 상기 적어도 하나의 아크 광 발생부(118)는 상기 제2 광 센서(LSS2)에 의해 감지되는 상기 환경적 아크 광 성분 광량을 보충할 수 있다. 실제로, 상기 제2 광 센서(LSS2)에 의해 감지되는 상기 환경적 아크 광 성분 광량은 도 5에 도시된 상기 포인트 광 감지 유닛(100)의 상기 제1 광 센서(LSS1)에 의해 감지되는 그것에 비교하여 현저하게 적을 수 있다. 이로 인하여, 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas)에서 에러가 발생될 수 있다. 이러한 루프 아크 감지 신호(Vlas)에서의 에러 발생을 방지하기 위하여, 상기 적어도 하나의 아크 광 발생부(118)가 상기 루프 광 감지 유닛(110)에 사용될 수 있다.The at least one
상기 광 발생부(118)는 발광 소자(OAD) 및 제4 가변 저항(VR4)을 포함할 수 있다. 상기 제4 가변 저항(VR4) 및 상기 발광 소자(OAD)는 상기 제1 직류 전압 라인(VCC) 및 상기 기저 전압 라인(GND) 사이에 직렬 접속될 수 있다.The
상기 발광 소자(OAD)는 아크 성분 광에 해당하는 대략 650nm의 가시광을 방사할 수 있다. 상기 발광 소자(OAD)에서 방사되는 가시광은 상기 광 섬유 케이블(LFC)을 따라 상기 제2 광 센서(LSS2)에 입사될 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(OAD)에서 방사되는 가시광의 량은 관리자 또는 작업자의 조작에 의한 상기 제4 가변 저항(VR4)의 저항값 조절을 통해 결정될 수 있다. The light emitting device OAD may emit visible light of approximately 650 nm corresponding to the arc component light. The visible light emitted from the light emitting device OAD may be incident on the second optical sensor LSS2 along the optical fiber cable LFC. In addition, the amount of visible light emitted from the light emitting device OAD may be determined through adjustment of the resistance value of the fourth variable resistor VR4 by an operation of a manager or an operator.
도 7은 도 4에서의 옵셋 감지 유닛(120)의 일 예를 도시하는 상세 회로도이다.FIG. 7 is a detailed circuit diagram illustrating an example of the offset
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 옵셋 감지 유닛(120)은 제3 광 센서(LSS3), 제3 캐패시터(C3), 제5 및 제16 저항(R15,R16) 및 제3 전압 추종기(OP5)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7, the offset
상기 제3 광 센서(LSS3)는 제15 저항(R15)을 경유하여 상기 제1 직류 전압 라인(VCC)에 접속될 수 있음은 물론 상기 기저 전압 라인(GND)에 접속될 수 있다. 상기 제15 저항(R15)은 상기 제3 광 센서(LSS3)의 센싱 감도를 결정할 수 있다. 또한, 상기 제3 광 센서(LSS3)는 상기 수배전 설비의 다수의 수납 공간들중 어느 하나에 배치될 수 있다. 게다가, 상기 제3 광 센서(LSS3)는 입사되는 광의 세기에 따라 감소하는 저항값을 가질 수 있다. 그런 만큼, 상기 제3 광 센서(LSS3)에 입사되는 광의 세기에 따라 높아지는 전압 레벨을 가지는 내부 광 감지 신호가 상기 제3 광 센서(LSS3)와 상기 제15 저항(R15)와의 접속점에서 발생될 수 있다. 이 내부 광 감지 신호에는 상기 수배전 설비의 수납 공간의 조도 상태에 따른 환경적 아크 성분 광(즉, 가시광)이 포함될 수 있다. 이러한 제3 광 센서(LSS1)로는 잘 알려진 황화카드뮴과 같은 가시광 센서가 사용될 수 있다.The third photosensor LSS3 may be connected to the first DC voltage line VCC via the fifteenth resistor R15 as well as to the ground voltage line GND. The fifteenth resistor (R15) may determine the sensing sensitivity of the third photosensor (LSS3). In addition, the third optical sensor LSS3 may be disposed in any one of a plurality of storage spaces of the power distribution facility. In addition, the third optical sensor LSS3 may have a resistance value that decreases according to the intensity of incident light. As such, an internal light sensing signal having a voltage level that increases according to the intensity of light incident on the third optical sensor LSS3 may be generated at a connection point between the third optical sensor LSS3 and the fifteenth resistor R15. have. The internal light sensing signal may include environmental arc component light (i.e., visible light) according to the illuminance state of the storage space of the water distribution equipment. A visible light sensor such as cadmium sulfide, which is well known, may be used as the third photosensor LSS1.
상기 제16 저항(R16)은 상기 제3 광 센서(LSS3) 및 상기 제15 저항(R15)의 접속점과 상기 제3 전압 추종기(OP5)의 비반전 단자(+) 사이에 접속될 수 있다. 상기 제3 캐패시터(C3)는 상기 제3 전압 추종기(OP5)의 비반전 단자(+)와 상기 기저 전압 라인(GND) 사이에 접속될 수 있다. 이러한 제16 저항(R16) 및 제3 캐패시터(C3)는 상기 제3 광 센서(LSS3)에 의해 감지된 상기 환경적 아크 성분 광 감지 신호을 적분하는 적분기를 구성할 수 있다. 그런 만큼, 상기 제3 광 센서(LSS3) 및 상기 제15 저항(R15)의 접속점으로부터의 상기 환경적 아크 성분 광 감지 신호는 상기 제16 저항(R16) 및 상기 제3 캐패시터(C3)에 의해 적분된 후 상기 제3 전압 추종기(OP5)에 공급될 수 있다.The sixteenth resistor R16 may be connected between a connection point of the third photosensor LSS3 and the fifteenth resistor R15 and a non-inverting terminal (+) of the third voltage follower OP5. The third capacitor C3 may be connected between the non-inverting terminal + of the third voltage follower OP5 and the base voltage line GND. The sixteenth resistor R16 and the third capacitor C3 may configure an integrator that integrates the environmental arc component light sensing signal sensed by the third optical sensor LSS3. As such, the environmental arc component light sensing signal from the connection point of the third optical sensor LSS3 and the fifteenth resistor R15 is integrated by the sixteenth resistor R16 and the third capacitor C3. After that, it can be supplied to the third voltage follower OP5.
상기 제3 전압 추종기(OP3)는 상기 적분된 환경적 아크 성분 광 감지 신호를 완충할 수 있다. 상기 제3 전압 추종기(OP5)에 의해 완충된 환경적 아크 성분 광 감지 신호는 상기 아크 옵셋 전압(Voff)으로서 도 4에 도시된 상기 제1 내지 제 제5 포인트 광 감지 유닛(100A~100E) 및 상기 루프 광 감지 유닛(110)에 공급될 수 있다. 다시 말하여, 상기 완충된 환경적 아크 성분 광 감지 신호는 상기 아크 옵셋 전압(Voff)으로서 도 5 및 도 6에 도시된 제1 차동 증폭기(OP3)의 반전 단자(-)에 공급될 수 있다.The third voltage follower OP3 may buffer the integrated environmental arc component light sensing signal. The environmental arc component light sensing signal buffered by the third voltage follower OP5 is the first to fifth point
도 1로 되돌아가면, 상기 전류 감지 모듈(32)은 상기 수배전 설비 내의 3상 전력 선로(즉, R상, T상 및 S상 전력 선로)를 통해 수배전되는 3개의 상전류들(즉, R상, T상 및 S상 전류들)을 감지할 수 있다. 그런 만큼, 3개의 상전류 감지 신호가 상기 전류 감지 모듈(32)로부터 상기 아날로그 멀티플렉서(18)에 공급될 수 있다. 이러한 전류 감지 모듈(32)은 상기 3상 전력 선로에 대응하게 배치된 3개의 상 전류 감지 유닛을 포함할 수 있다. 상기 상 전류 감지 유닛들 각각은 해당 상 전력 선로에 배치된 비접촉식 홀 센서 및 홀 센서로부터의 상 전류 감지 신호를 완충하는 완충기로 구성될 수 있다. 상기 홀 센서는 최대 100A의 전류까지 감지할 수 있다. 또한, 상기 홀 센서는 해당 상 전력 선로에서의 전류 흐름이 없는 경우에는 대략 2.5V의 중간 전압을 가지는 상전류 감지 신호를 출력할 수 있다. 상기 완충기는 대응 접속된 홀 센서로부터의 상전류 감지 신호를 완충하여 상기 아날로그 멀티플렉서(18)에 공급할 수 있다.Returning to FIG. 1, the
상기 접근 감지 유닛(34)는, 상기 수배전 설비의 도어가 열렸들 때, 접근하는 관리자 또는 작업자와의 거리를 감지하여 감지된 접근 감지 데이터를 상기 제어 모듈(10)의 서브 MPU(14)에 공급할 수 있다. 그런 만큼, 상기 접근 감지 유닛(34)은 상기 수배전 설비의 내부에 배치될 수 있다. 상기 접근 거리 데이터의 전송을 위하여, 상기 접근 감지 유닛(34)은 RS-485 직렬 버스에 의해 상기 서브 MPU(14)와 연결될 수 있다.When the door of the water distribution facility is opened, the
상기 도어 감지 유닛(36)는 상기 수배전 설비의 도어가 개폐 상태를 감지하여 도어 개폐 감지 신호를 상기 제어 모듈(10)의 상기 서브 MPU(14)에 공급할 수 있다. 상기 도어 개폐 감지 신호의 전송을 위하여, 상기 도어 감지 유닛(34)는 상기 RS-485 직렬 버스에 의해 상기 서브 MPU(14)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 도어 감지 유닛(36)에서 생성되는 상기 도어 개폐 감지 신호은 상기 서브 MPU(14)에 의하여 대략 0.5초의 주기로 스캔될 수 있다.The
상기 트립 코일 구동 유닛(40)는 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)로부터의 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)에만 응답하여 트립 코일(도시하지 않음)을 구동하여 수배전되는 3상 전력이 선택적으로 차단되게 할 수 있다. 이에 더하여, 상기 트립 코일 구동 유닛(40)는 상기 광 감지 모듈(30)로부터의 아크 감지 신호와 상기 트립 레벨 설정부(24)로부터의 임계 트립 레벨로부터 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 트립 코일 구동 유닛(40)는 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)로부터의 상기 트립 금지 제어 신호(CStrp)의 논리값에 따라 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)에 응답할 수 있다. 예를 들면, 상기 트립 금지 제어 신호(CStrp)가 디스에이블된 상태(예를 들면, 하이 논리 상태)인 때에만, 상기 트립 코일 구동 유닛(40)는 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)에 응답하여 즉, 트립 코일(도시하지 않음)을 구동하여 수배전되는 3상 전력이 선택적으로 차단되게 할 수 있다. 또한, 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)는 상기 메인 MPU(12)의 확인 과정으로 인하여 과도한 아크 플래쉬의 감지 시점으로부터 대략 0.5~2.5 msec의 시간 경과 후에 발생되는 반면, 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)는 상기 과도한 아크 플래쉬의 감지 시점으로 대략 0.5msec의 기간내에 발생될 수 있다. 그런 만큼, 상기 트립 코일 구동 유닛(40)은 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)에 먼저 응답하여 상기 트립 코일의 구동을 개시하고, 이어서 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)에 응답하여 상기 트립 코일의 구동을 유지할 수 있다. 따라서, 상기 트립 코일 구동 유닛(40)은 트립 요인(긴급 상황)이 야기될 때 신속하게 상기 트립 코일을 구동하여 수배전되는 전력을 즉각적으로 차단할 수 있다. 이러한 트립 코일 구동 유닛(40)은 도 8와 같이 구성될 수 있다.The trip
도 8을 참조하면, 상기 트립 코일 구동 유닛(40)은 제어용 고전압 스위치(IGBT), 브리지 다이오드(BD), 트랜스포머(TM1), 클럭 발생기(200) 및 스위치 구동부(210)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 트립 코일 구동 유닛(40)은 트립 코일 전압 감시부(220)을 추가로 포함할 수 있다. 나아가, 상기 트립 코일 구동 유닛(40)은 트립 가속부(230)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the trip
상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)은 트립 코일(TC)에 직렬 연결될 수 있다. 또한, 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)는 자신의 제어 단자에 제어 전압이 공급될 때 상기 트립 코일(TC)의 전류 통로를 형성시킬 수 있다. 상기 트립 코일(TC)은 전류가 공급될 때 도시하지 않은 수배전 설비의 차단기를 턴-오프시킬 수 있다. 그런 만큼, 상기 수배전 설비의 차단기를 통해 수배전 설비의 주위의 부하에 공급되는 단상 또는 삼상 전력이 차단될 수 있다.The control high voltage switch IGBT may be connected in series to the trip coil TC. In addition, the control high voltage switch (IGBT) may form a current path of the trip coil TC when a control voltage is supplied to its control terminal. The trip coil TC may turn off the breaker of a water distribution equipment not shown when a current is supplied. As a result, the single-phase or three-phase power supplied to the loads around the power distribution equipment through the breaker of the power distribution equipment can be cut off.
상기 브리지 다이오드(BD)는 상기 차단기에 유입되는 교류 전압(ACV)을 정류하여 고전압(대략 220V)의 제2 직류 전압을 생성할 수 있다. 상기 브리지 다이오드(BD)에서 생성된 상기 제2 직류 전압은 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT) 및 상기 트립 코일(TC)의 직렬 회로의 양단에 공급될 수 있다. 상기 브리지 다이오드(BD)의 양 입력 단자들 사이에 접속된 제6 가변 저항(VR6)은 상기 브리지 다이오드(BD)에 흐르는 전류량을 분산-제한할 수 있다.The bridge diode BD may rectify the alternating-current voltage ACV flowing into the circuit breaker to generate a second direct-current voltage of a high voltage (approximately 220V). The second DC voltage generated in the bridge diode BD may be supplied to both ends of the series circuit of the control high voltage switch (IGBT) and the trip coil TC. The sixth variable resistor VR6 connected between the two input terminals of the bridge diode BD may disperse the amount of current flowing through the bridge diode BD.
상기 클럭 발생기(200), 상기 트랜스포머(TM1) 및 상기 스위치 구동부(210)는 하나의 제어용 승압 회로를 구현할 수 있다. 상기 제어용 승압 회로는 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)로부터의 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)의 논리 상태에 따라 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)의 제어 단자에 상기 제어 전압을 선택적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)가 로우논리를 가지는 경우, 상기 제어용 승압 회로는 상기 제어 전압을 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)의 제어 단자에 공급할 수 있다.The
다른 형태로, 상기 제어용 승압 회로는 상기 차단 가속부(230)으로부터의 합성 트립 제어 신호(CStr)의 논리 상태에 따라 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)의 제어 단자에 상기 제어 전압을 선택적으로 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 합성 트립 제어 신호(CStr)가 로우논리를 가지는 경우, 상기 제어용 승압 회로는 상기 제어 전압을 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)의 제어 단자에 공급할 수 있다.In another embodiment, the control boosting circuit may selectively supply the control voltage to the control terminal of the control high voltage switch IGBT according to the logic state of the composite trip control signal CStr from the blocking
상기 클럭 발생기(200)은 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr) 또는 상기 합성 트립 제어 신호(CStr)의 논리 상태에 따라 선택적으로 구동될 수 있다. 예를 들면, 상기 클럭 발생기(200)은 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr) 또는 상기 합성 트립 제어 신호(CStr)가 로우논리를 가질 때 구동될 수 있다. 구동된 클럭 발생기(200)는 일정 주파수(예를 들면, 대략 500MHz 정도)의 클럭 신호을 생성할 수 있다. 상기 클럭 발생기(200)에서 발생된 클럭 신호는 상기 트랜스포머(TM1)의 일차 코일에 공급될 수 있다.The
상기 트랜스포머(TM1)은 상기 클럭 발생기(200)로부터의 클럭 신호를 변압하여 저전압의 제2 교류 전압이 자신의 2차 코일에 유기되게 할 수 있다. 상기 클럭 신호의 하이논리 값은 대략 5V의 상기 제1 직류 전압(VCC)인 반면, 상기 제2 교류 전압의 최대값은 상기 제1 직류 전압(VCC)의 2배 높은 전압 레벨이 될 수 있다.The transformer TM1 may transform a clock signal from the
상기 스위치 구동부(210)는 상기 트랜스포머(TM1)의 2차 코일로부터의 제2 교류 전압으로부터 직류 전압 형태의 상기 제어 전압을 생성할 수 있다. 또한, 상기 스위치 구동부(210)는 상기 제어 전압을 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)의 제어 단자에 공급할 수 있다. 이를 위하여, 상기 스위치 구동부(210)는 제3 다이오드(D3), 제4 및 제5 캐패시터(C4,C5), 제21 내지 제25 저항(R21~R25), 제5 가변 저항(VR5) 및 제2 차동 증폭기(OP7)를 포함할 수 있다.The
상기 제3 다이오드(D3) 및 상기 제4 캐패시터(C4)는 상기 트랜스포머(TM1)의 2차 코일로로부터의 상기 제2 교류 전압을 정류 및 평활하여 제3 직류 전압이 발생되게 한다. 상기 제3 직류 전압은 상기 제1 직류 전압(VCC) 보다 대략 2배 높은 전압 레벨을 가질 수 있다.The third diode D3 and the fourth capacitor C4 rectify and smooth the second AC voltage from the secondary coil of the transformer TM1 to generate a third DC voltage. The third DC voltage may have a voltage level approximately two times higher than the first DC voltage VCC.
상기 제5 가변 저항(VR5) 및 상기 제21 저항(R21)은 상기 제3 다이오드(D3)의 캐소드 전극으로부터의 상기 제3 직류 전압을 분압하여 그 분전압(이하 '제1 분전압'이라 함)을 생성할 수 있다. 상기 제1 분전압은 상기 제2 차동 증폭기(OP7)의 비반전 단자(+)에 공급될 수 있다.The fifth variable resistor VR5 and the twenty-first resistor R21 divide the third DC voltage from the cathode electrode of the third diode D3 to generate a divided voltage Can be generated. The first divided voltage may be supplied to the non-inverting terminal (+) of the second differential amplifier OP7.
상기 제22 및 제23 저항들(R22,R23)은 상기 제3 다이오드(D3)의 캐소드 전극으로부터의 상기 제3 직류 전압을 분압하여 그 분전압(이하 '제2 분전압'이라 함)을 생성할 수 있다. 상기 제2 분전압은 상기 제2 차동 증폭기(OP7)의 반전 단자(-)에 공급될 수 있다.The 22nd and 23rd resistors R22 and R23 divide the third DC voltage from the cathode electrode of the third diode D3 to generate a minute voltage (hereinafter referred to as a second minute voltage) can do. The second divided voltage may be supplied to the inverting terminal (-) of the second differential amplifier OP7.
상기 제2 차동 증폭기(OP7)은 자신의 비반전 및 반전 단자들에 공급되는 상기 제1 및 제2 분전압을 차동-증폭하여 상기 제3 직류 전압에 근접하는 전압 레벨을 가지는 상기 제어 전압을 생성할 수 있다. 상기 제어 전압의 레벨은 상기 제1 및 제2 분전압 간의 차이에 의해 결정될 수 있다. 다시 말하여, 상기 제어 전압의 크기는 상기 제5 가변 저항(VR5) 및 상기 제21 저항(R21)의 저항값 비율과 상기 제22 및 제23 저항들(R22,R23)의 저항값 비율에 의해 결정될 수 있다. 그런 만큼, 상기 제어 전압은 상기 제5 가변 저항(VR5)의 저항값을 조절함에 의해 높게 또는 낮게 조정될 수 있다. 상기 제24 및 제25 저항(R24,R25) 및 상기 제5 캐패시터(C5)는 상기 제2 차동 증폭기(OP7)의 출력인 상기 제어 전압을 안정화하는 역할을 할 수 있다.The second differential amplifier OP7 differentially-amplifies the first and second divided voltages supplied to its non-inverting and inverting terminals to generate the control voltage having a voltage level approaching the third DC voltage. can do. The level of the control voltage may be determined by a difference between the first and second divided voltages. In other words, the magnitude of the control voltage is determined by the resistance value ratio of the fifth variable resistor VR5 and the 21st resistor R21 and the resistance value ratio of the 22nd and 23rd resistors R22 and R23 Can be determined. As such, the control voltage can be adjusted high or low by adjusting the resistance value of the fifth variable resistor VR5. The 24th and 25th resistors R24 and R25 and the fifth capacitor C5 may serve to stabilize the control voltage which is an output of the second differential amplifier OP7.
상기 트립 코일 전압 감시부(220)는 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)에 공급되는 제2 직류 전압의 크기(즉, 트립 코일 전압의 레벨)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 트립 코일 전압 감시부(220)는 감지된 트립 코일 전압의 레벨에 따른 트립 코일 전압 감지 신호(Vtss)를 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)에 공급할 수 있다. 상기 트립 코일 전압 감지 신호(Vtss)는 상기 제2 직류 전압이 정상 레벨을 유지하는 경우(즉, 상기 트립 코일(TC)에 정상 레벨의 제2 직류 전압이 공급될 때)에 로우논리를 가질 수 있다. 반대로, 상기 제2 직류 전압이정상 레벨 보다 낮아진 경우(즉, 낮은 레벨의 상기 제2 직류 전압이 상기 트립 코일(TC)에 공급될 때)에는 하이 논리를 가질 수 있다. 이러한 트립 코일 전압 감시부(220)는 제26 및 제27 저항(R26,R27), 적어도 두개의 다이오드(D4,D5) 및 포토 커플러(PDC)를 포함할 수 있다. The trip coil
상기 제26 저항(R26), 상기 적어도 두개의 다이오드(D4,D5) 및 상기 포토 커플러(PDC)의 발광부는 상기 브리지 다이오드(BD)의 양 출력단자 사이에 직렬 접속될 수 있다. 상기 제27 저항(R27) 및 상기 포토 커플러(PDC)의 수광부는 상기 제1 직류 전압 라인(VCC)와 상기 기저 전압 라인(GND) 사이에 직렬 접속될 수 있다. The light emitting part of the 26th resistor R26, the at least two diodes D4 and D5, and the photo coupler PDC may be connected in series between both output terminals of the bridge diode BD. The 27th resistor R27 and the light receiving portion of the photocoupler PDC may be connected in series between the first DC voltage line VCC and the ground voltage line GND.
상기 제26 저항(R26)은 상기 브리지 다이오드(BD)로부터 상기 적어도 두개의 다이오드(D4,D5)에 인가되는 상기 제2 직류 전압을 일정한 크기만큼 낮출 수 있다. 상기 적어도 두개의 다이오드(D4,D5)는 상기 브리지 다이오드(BD)에서 출력되는 상기 제2 직류 전압의 크기(즉, 레벨)에 따라 상기 포토 커플러(PDC)의 발광부의 전류 통로를 개폐시킬 수 있다.The 26th resistor R26 may lower the second DC voltage applied to the at least two diodes D4 and D5 from the bridge diode BD by a predetermined magnitude. The at least two diodes D4 and D5 may open and close the current path of the light emitting part of the photocoupler PDC according to the magnitude (ie, level) of the second DC voltage output from the bridge diode BD. .
예를 들어, 상기 브리지 다이오드(BD)에서 출력되는 상기 제2 직류 전압이 정상 레벨을 유지하면, 상기 적어도 두개의 다이오드(D4,D5)는 상기 포토 커플러(PDC)의 발광부의 전류 통로를 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 포토 커플러(PDC)의 발광부는 광을 방사하게 된다. 그에 따라, 상기 발광부로부터의 방사 광을 수광하는 포토 커플러(PDC)의 수광부는 턴-온되어 로우논리의 상기 트립 코일 전압 감지 신호(Vtss)가 도1의 메인 MPU(12)에 공급되게 할 수 있다. 상기 로우논리의 상기 트립 코일 전압 감지 신호(Vtss)는 상기 트립 코일 전압이 정상적으로 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)에 공급되고 있음을 나타낸다.For example, when the second DC voltage output from the bridge diode BD maintains a normal level, the at least two diodes D4 and D5 may form a current path of a light emitting part of the photocoupler PDC. Can be. At this time, the light emitting portion of the photocoupler (PDC) emits light. Accordingly, the light receiving portion of the photocoupler (PDC) that receives the emission light from the light emitting portion is turned on so that the trip logic voltage sensing signal Vtss of low logic is supplied to the
이와는 달리, 상기 브리지 다이오드(BD)에서 출력되는 상기 제2 직류 전압이 정상 레벨 보다 낮아지면, 상기 적어도 두개의 다이오드(D4,D5)에 공급되는 전압도 낮아질 수밖에 없다. 그런 만큼, 상기 적어도 두개의 다이오드(D4,D5)는 상기 포토 커플러(PDC)의 발광부의 전류 통로를 개방시킬 수 있다. 이때, 상기 포토 커플러(PDC)의 발광부는 광을 방사할 수 없게 된다. 그에 따라, 턴-오프되는 포토 커플러(PDC)의 수광부는 하이논리의 상기 트립 코일 전압 감지 신호(Vtss)를 도1의 메인 MPU(12)에 공급할 수 있다. 상기 하이논리의 상기 트립 코일 전압 감지 신호(Vtss)는 상기 트립 코일 전압이 비정상적으로 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)에 공급되고 있음을 나타낸다.On the contrary, when the second DC voltage output from the bridge diode BD is lower than the normal level, the voltages supplied to the at least two diodes D4 and D5 may also be lowered. As such, the at least two diodes D4 and D5 may open the current path of the light emitting part of the photo coupler PDC. At this time, the light emitting portion of the photocoupler (PDC) can not emit light. Accordingly, the light receiver of the photo coupler PDC which is turned off may supply the trip coil voltage detection signal Vtss of the high logic to the
상기 트립 가속부(230)은 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)로부터의 상기 스프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)가 인에이블되기 전(즉, 로우논리를 갖기 전)에 상기 클럭 발생기(200)에 공급되는 상기 합성 트립 제어 신호(CStr)를 미리 로우논리 상태로 인에이블시킬 수 있다. 그런 만큼, 임계 트립 레벨 이상의 과도한 아크 플래쉬의 발생 시점으로부터 짧은 시간내에 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)가 턴-온될 수 있다. The
일 예로, 상기 메인 MPU(12)에서 출력되는 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)는 임계 트립 레벨(Vcts) 이상의 과도한 아크 플래쉬의 발생 시점으로부터 적어도 0.5~2.5 msec의 시간 경과 후에 인에이블될 수 있다. 그런 만큼, 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)도 상기 임계 트립 레벨(Vcts) 이상의 과도한 아크 플래쉬의 발생 시점으로부터 적어도 0.5~2.5 msec의 시간 경과 후에 턴-온될 수밖에 없다. 그러나, 상기 스프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)가 인에이블되기 전(즉, 로우논리를 갖기 전)에 상기 합성 트립 제어 신호(CStr)를 인에이블시키는 상기 트립 가속부(230)은 임계 트립 레벨 이상의 과도한 아크 플래쉬의 발생 시점으로부터 0.5 msec의 시간 이내에 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)를 턴-온시킬 수 있다. 이를 위하여, 상기 트립 가속부(230)는 제2 비교기(OP6), 제1 내지 제3 스미트트리거 인버터(INV1~INV3), 제3 내지 제5 트랜지스터(Q3~Q5) 및 제17 내지 제20 저항(R17~R20)을 포함할 수 있다.For example, the software trip control signal CSstr output from the
상기 제2 비교기(OP6)는 상기 광 감지 모듈(30)로부터의 상기 포인트 아크 감지 신호들(Vpas) 및 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas) 중 어느 하나(바람직하게는, 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas)와 상기 트립 레벨 설정부(24)로부터의 상기 임계 트립 레벨(Vcts)를 입력할 수 있다. 또한, 상기 제2 비교기(OP6)는 자신의 반전 단자(-) 상의 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas)와 자신의 비반전 단자(+) 상의 상기 임계 트립 레벨(Vcts)을 비교하여 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)를 생성할 수 있다. 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)는 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas)의 전압이 상기 임계 트립 레벨(Vcts) 보다 낮지 않은 경우에 로우 논리 상태로 인에이블될 수 있다. 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)는, 임계 트립 레벨 이상의 과도한 아크 플래쉬의 발생 시, 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr) 보다 빠른 시점에서 인에이블될 수 있다. 예를 들면, 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)는 임계 트립 레벨 이상의 과도한 아크 플래쉬의 발생 시점으로부터 0.5msce의 시간 이내에 인에이블될 수 있다.The second comparator OP6 may be one of the point arc detection signals Vpas and the loop arc detection signal Vlas from the optical sensing module 30 (preferably, the loop arc detection signal Vlas). ) And the threshold trip level Vcts from the trip
상기 제1 스미트트리거 인버터(INV1), 제17 및 제18 저항(R17,R18) 및 상기 제3 트랜지스터(Q3)는 도 1에 도시된 상기 제어 모듈(10)의 상기 메인 MPU(12)로부터 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)를 완충할 수 있다. 상기 제17 저항(R17)은 상기 제3 트랜지스터(Q3)의 베이스 전극에 공급되는 전류를 제한할 수 있다. 상기 제18 저항(R18)은 상기 제3 및 제4 트랜지스터(Q3,Q4)의 풀-업 저항의 역할을 할 수 있다.The first smit trigger inverter INV1, the seventeenth and eighteenth resistors R17 and R18, and the third transistor Q3 are connected from the
상기 제2 스미트트리거 인버터(INV2), 제19 및 제18 저항(R19,R18) 및 상기 제4 트랜지스터(Q4)는 상기 제2 비교기(OP6)로부터의 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)를 완충할 수 있다. 상기 제19 저항(R19)은 상기 제4 트랜지스터(Q4)의 베이스 전극에 공급되는 전류를 제한할 수 있다.The second smit trigger inverter INV2, the nineteenth and eighteenth resistors R19 and R18 and the fourth transistor Q4 receive the hardware trip control signal CShtr from the second comparator OP6 Can be buffered. The nineteenth resistor R19 may limit the current supplied to the base electrode of the fourth transistor Q4.
또한, 상기 제1 및 제2 스미트트리거 인버터(INV1,INV2), 제17 내지 제19 저항(R17~R19) 그리고 상기 제3 및 제4 트랜지스터(Q3,Q4)는 AND-게이트를 구성할 수 있다. 이 AND-게이트는 상기 제2 비교기(OP6)로부터의 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)와 상기 메인 MPU(12)로부터의 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)를 AND-로직연산하여 상기 합성 트립 제어 신호(CStr)가 생성되게 한다.The first and second summing trigger inverters INV1 and INV2, the seventeenth to the nineteenth resistors R17 to R19 and the third and fourth transistors Q3 and Q4 may constitute an AND-gate. have. This AND-gate AND-logic-computes the hardware trip control signal CShtr from the second comparator OP6 and the software-like trip control signal CSstr from the
상기 제3 스미트트리거 인버터(INV3), 상기 제20 저항(R20) 및 상기 제5 트랜지스터(Q5)는 도 1의 상기 메인 MPU(12)로부터의 상기 트립 금지 제어 신호(CStrp)의 논리 상태에 따라 상기 제2 비교기(OP6)로부터 상기 AND-게이트에 공급되는 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)를 선택적으로 차단할 수 있다. 예를 들면, 상기 트립 금지 제어 신호(CStrp)가 로우논리 상태로 인에이블될 때(즉, 차단 금지 명령이 입력되거나 또는 상기 수배전 설비가 서비스 모드에 있을 때), 상기 제3 스미트트리거 인버터(INV3), 상기 제20 저항(R20) 및 상기 제5 트랜지스터(Q5)에 의하여 상기 제2 비교기(OP6)로부터 상기 AND-게이트에 공급되는 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)를 차단될 수 있다.The third smit trigger inverter INV3, the twentieth resistor R20, and the fifth transistor Q5 are in a logic state of the trip prohibition control signal CStrp from the
다시 도 1을 참조하면, 상기 제1 광 알람부(42)는 상기 제어 모듈(10)의 메인 MPU(12)로부터의 서비스 모드 알람 신호, 온라인 모드 알람 신호 및 트립 알람 신호에 응답하여 서비스 모드 알람등, 온라인 모드 알람등 및 트립 알람등을 선택적으로 점등시킬 수 있다. 상기 서비스 모드 알람 신호 및 상기 온라인 모드 알람 신호는 서로 상호 보완적으로 인에이블될 수 있다. 그런 만큼, 상기 서비스 모드 알람등 및 상기 온라인 모드 알람등은 서로 상호 보완적으로 점등될 수 있다. 상기 트립 알람 신호는 전력 차단이 실시될 때, 즉 상기 트립 코일 구동 유닛(40)에 의해 상기 트립 코일일 구동될 때에 인에이블될 수 있다. 그런 만큼, 상기 트립 알람등은 전력 차단이 실시되는 동안 점등될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the first
상기 제2 광 알람부(44)는 상기 제어 모듈(10)의 상기 서브 MPU(14)로부터의 도어 알람 신호 및 접근 알람 신호에 응답하여 도어 개방 알람등의 점등 및 접근 상태 알람등의 점멸시킬 수 있다. 상기 도어 알람 신호는 상기 수배전 설비의 도어가 개방된 동안 인에이블될 수 있다. 그런 만큼, 상기 도어 개방 알람등은 상기 도어가 열려진 동안 점등될 수 있다. 상기 접근 알람 신호는 상기 수배전 설비의 도어가 개방된 동안에 인에이블될 수 있다. 또한, 상기 접근 알람 신호는 상기 도어 개방 알람 신호가 인에이블된 동안에 접근 센서에 대한 관리자 또는 작업자의 접근 거리에 따라 다른 주기로 인에이블될 수 있다. 예를 들면, 상기 접근 센서에 대한 관리자 또는 작업자의 접근 거리가 짧아질수록 상기 접근 알람 신호의 인에이블 주기가 짧아질 수 있다. 그런 만큼, 상기 접근 상태 알람등은 접근 센서에 대한 관리자 또는 작업자의 접근 거리가 짧아짐에 따라 점진적으로 빠르게 점멸될 수 있다. The second
상기 LED 표시부(50)는 상기 제어 모듈(10)의 상기 FPGA(16)로부터의 LED 구동 제어 신호들에 응답하여 상기 수배전 설비 내의 소자들 각각의 상태를 표시할 수 있다. 상기 LED 표시부(50)에 포함된 LED들은 지정된 동작을 수행하지 않거나 구동 전원의 공급이 없는 경우 소등될 수 있다. 또한, 상기 LED 표시부(50)에 포함된 LED들은 해당 소자들이 규정된 동작을 수행할 경우 지속적으로 녹색 점등되거나 적색 점등될 수 있다. 이러한 LED 표시부(50) 내의 LED들은 상기 조작부(20) 및 상기 원격 수신부(22)을 통한 금지 명령, 트립 명령 및 리셋명령의 입력여부, 상기 광 감지 모듈(30) 내의 광 센서들의 구동 상태, 상기 전류 감지 모듈(32) 내의 홀 센서들의 구동 상태, 트립 레벨의 설정 여부, 온라인 및 서비스 모드, 트립 코일 전압 상태, 트립/비트립 상태, 상전류의 수배전 상태 등을 표시할 수 있다.The
상기 음성 출력부(52)는 상기 FPGA(16)로부터의 음성 합성 메세지를 출력할 수 있다. 상기 음성 합성 메세지는 도어의 개방을 알리는 음성 메세지, 관리사 또는 작업자의 접근 정도을 알리는 음성 메세지, 및 전력 차단(즉, 트립 코일의 구동 상태)를 알리는 음성 메세지 등을 포함할 수 있다.The
상기 스크린 표시부(54)는, 상기 제어 모듈(10)의 상기 서브 MPU(14)의 제어하에, 현재 수배전 설비에 설정된 연도 및 시간, 상기 광 감지 모듈(30) 내의 광 센서들의 설정, 상기 전류 감지 모듈(24) 내의 전류 센서들의 설정, 상기 조작부(20) 및 상기 원격 수신부(22)를 통한 명령 입력 설정, 상기 트립 코일의 설정, 트립 발생 정보, 트립 레벨 및 통신 관련 설정 등을 표시할 수 있다. 상기 스크린 표시부(54)에 표시되는 화상은 상기 조작부(20) 내의 설정 버튼이 눌려질 때마다 전환될 수 있다. 또한, 상기 스크린 표시부(54)에 표시되는 화상은 이벤트가 발생될 때마다 자동적으로 전환될 수 있다. 게다가, 상기 스크린 표시부(54)에 표시되는 화상은 상기 조작부(20) 내의 업/다운 버튼이 눌려짐에 따라 상하 방향으로 스크롤 될 수 있다. 이러한 스크린 표시부(54)는 LCD(Liquid Crystal display) 장치 및 OLED(Organic Light Emitting Display) 장치 등과 같은 평판 표시 장치들 중 어나를 포함할 수 있다.The
상기 제어 모듈(10)은 상기 광 감지 모듈(30)로부터의 아크 감지 신호들, 상기 전류 감지 모듈(32)로부터의 상전류 감지 신호들 및 상기 트립 레벨 설정부(24)로부터의 상기 임계 트립 레벨에 근거하여 상기 트립 코일 구동 유닛(40)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 제어 모듈(10)은 상기 상기 광 감지 모듈(30)의 상기 루프 광 감지 유닛(110)으로부터의 루프 아크 감지 신호(Vlas)에 아크 플래쉬가 포함되어 있는가를 검사하여 아크 플래쉬의 발생 여부를 1차적으로 확인할 수 있다. 다시 말하여, 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas)의 레벨이 적어도 최소 아크 검출 레벨(예를 들어, 최대 아크 검출 레벨이 '100'으로 설정되었을 경우, '1')에 해당할 경우, 상기 제어 모듈(10)은 상기 수배전 설비 내의 다수의 수납 공간들 중 어느 하나에서 아크 플래쉬가 발생한 것으로 1차적으로 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어 모듈(10)은 상기 광 감지 모듈(30) 내의 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5) 중 어느 하나에 상기 아크 플래쉬가 포함되어 있는가를 2차적으로 검사할 수 있다. 상기 2차적인 검사에서 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5) 중 어느 하나가 상기 최소 아크 검출 레벨 이상의 크기를 가지면, 상기 제어 모듈(10)은 상기 수배전 설비 내의 다수의 수납 공간들 중 어느 하나에서 아크 플래쉬가 발생된 것으로 확단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 포인트 아크 감지 신호(Vpas1)의 크기가 상기 최소 아크 검출 레벨 이상이면, 상기 제어 모듈(10)는 상기 수배전 설비의 제1 수납 공간에서 아크 플래쉬가 발생한 것으로 확단할 수 있다. 다른 예로, 상기 제5 포인트 아크 감지 신호(Vpas1)의 크기가 상기 최소 아크 검출 레벨 이상이면, 상기 제어 모듈(10)은 상기 수배전 설비의 제5 수납 공간에서 아크 플래쉬가 발생한 것으로 확단할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5) 중 어느 것도 상기 최소 아크 검출 레벨(Vmadl)에 못미치는 경우, 상기 제어 모듈(10)는 1차적으로 판단된 상기 아크 플래쉬는 에러인 것으로 간주할 수 있다. 이렇게 아크 플래쉬의 발생이 확단되면, 상기 제어 모듈(10)은 상기 확단된 아크 플레쉬의 크기(또는 세기)가 상기 임계 트립 레벨(Vcts) 보다 낮은가를 검사하여 긴급 상황 발생 여부를 판단할 수 있다. 이때, 상기 확단된 아크 플래쉬가 긴급 상황에 해당하지 않을 경우, 상기 제어 모듈(10)은 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호와 그를 통해 얻어진 최근 일정 기간의 아크 플래쉬의 발생 횟수, 지속시간 및 평균 크기(또는 세기)에 근거하여 아크 풀래시에너지 레벨을 연산할 수 있다. 아울러 상기 제어 모듈(10)은 상기 전류 검출 모듈(32)로부터 스캔된 3개의 상전류 감지 신호들과 최근 일정 시간 동안에 얻어진 3상 전류 감지 신호들에 근거하여 수배전되는 3상 전류의 피크값, 피크 주파수, 첨도, 왜도, 실효값 및 표준 편차를 산출하고, 그 연산된 그것들을 이용하여 부하 레벨을 산출할 수 있다. 상기 제어 모듈(10)은 상기 산출된 아크 풀래시에너지 레벨이 상기 등급별 아크 풀래시에너지 범위들 중 어느 범위에 속하고 상기 산출된 부하 레벨이 상기 등급별 부하 레벨 범위들 중 어는 레벨 범위에 속하는가를 검사하여 트립(즉, 전력 차단)이 필요한가를 판단할 수 있다. The
상기 아크 풀래시에너지 스케일이 최소 아크 풀래시에너지 레벨에 '1'을 그리고 최대 아크 풀래시에너지 레벨에 '100'을 할당하는 형태로 구분되고, 또한 상기 아크 풀래시레벨 범위들이 20 레벨 간격으로 다섯 등급으로 구분될 수 있다. 이 경우, 상기 산출된 아크 풀래시에너지는 다섯 등급의 아크 풀래시레벨 범위 중 하위 둘 내지 네 등급의 아크 풀래시에너지 레벨이 속할 수 있다. 이는 상기 긴급상황의 발생과 그렇지 않은 상황과의 경계가 상기 임계 트립 레벨(Vcts)에 의해 결정되는 것에 기인한다. 이와 비슷하게, 상기 부하 레벨 스케일이 최소 부하 레벨에 '1'을 그리고 최대 부하 레벨에 '100'을 할당하는 형태로 구분될 수 있고, 또한 상기 부하 레벨 범위들이 20 레벨 간격으로 다섯 등급으로 구분될 수 있다. 그런 만큼, 상기 산출된 부하 레벨은 상기 다섯 등급의 부하 레벨 범위 중 어느 하나에 속할 수 있다. The arc pulllash energy scale is divided into the form of assigning '1' to the minimum arc pulllash energy level and '100' to the maximum arc pulllash energy level. Can be classified as a rating. In this case, the calculated arc flash energy may belong to the lower two to four classes of arc pull energy levels of the five arc arc level levels range. This is due to the fact that the boundary between the occurrence of the emergency situation and the non-emergency situation is determined by the critical trip level Vcts. Similarly, the load level scale may be divided into '1' for the minimum load level and '100' for the maximum load level, and the load level ranges may be classified into five classes at 20 level intervals have. As such, the calculated load level may belong to any one of the load level ranges of the five grades.
만약, 상기 산출된 아크 풀래시에너지가 최하위 등급의 아크 풀래시에너지 레벨 범위에 속하고 상기 산출된 부하 레벨도 최하위 등급의 부하 레벨 범위에 속하는 것으로 검사되면, 상기 제어 모듈(10)은 트립(즉, 전력 차단)의 필요성이 없는 것으로 판단할 수 있다. 이와는 달리, 상기 산출된 아크 풀래시에너지가 최하위 등급의 아크 풀래시에너지 레벨 범위에 속하더라도 상기 산출된 부하 레벨이 적어도 차하위 등급의 부하 레벨 범위에 속하는 것으로 검사되면, 상기 제어 모듈(10)은 트립(즉, 전력 차단)의 필요성이 있는 것으로 판단할 수 있다. If the calculated arc pull energy is within the range of the lowest level arc pull energy and the calculated load level is also within the range of the lowest level load level, the
이렇게 긴급상황이 발생되거나 또는 트립의 필요성이 있는 것으로 판단되면, 상기 제어 모듈(10)은 상기 트립 코일 구동 유닛(40)에 로우 논리의 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)을 인가하여 상기 트립 코일(TC)을 구동할 수 있다. 그에 따라, 도시하지 않은 차단기가 턴-오프되어 수배전되던 전력이 차단될 수 있다.If it is determined that an emergency occurs or there is a need for tripping, the
또한, 상기 제어 모듈(10)은 상기 접근 감지 유닛(34)로부터의 상기 접근 거리 데이터 및 상기 도어 감지 유닛(36)로부터의 상기 도어 감지 신호에 근거하여 상기 수배전 설비의 도어의 개폐 상태 및 작업자 또는 관리자의 접근 상태들 상기 제2 광 알림부(44)를 통해 시각적으로 통지할 수 있다. 게다가, 상기 제어 모듈(10)은 상기 조작부(20) 및 상기 원격 수신부(22)를 통해 입력되는 관리자 또는 작업자의 명령에 따른 동작들이 수행될 수 있게 제어할 수 있다. 예를 들면, 리셋 명령에 따른 리셋 동작, 모드 전환 명령에 따른 온라인/서비스 모드의 전환, 트립 명령에 따른 트립 코일의 강제 구동, 금지 명령에 따른 트립 코일의 구동 방지, 그리고 설정, 취소 및 업/다운 명령들에 따른 상기 스크린 표시부(54) 상의 표시 화상의 전환/스크롤 동작 등이 상기 제어 모듈(10)의 제어 하에 수행될 수 있다. 나아가, 상기 제어 모듈(10)은 상기 광 감지 모듈(30), 상기 전류 감지 모듈(32), 상기 접근 감지 유닛(34), 상기 도어 감지 유닛(36) 및 상기 트립 코일 구동 유닛(40) 등의 정상 동작 여부 및 상기 트립 코일 전압 상태등이 상기 제1 및 제2 알림부(42,44), 상기 LED 표시부(50) 및 상기 스크린 표시부(54)를 통해 시각적으로 표시되게나 상기 음성 출력부(52)를 통해 청각적으로 통지되게끔 제어할 수 있다. 더 나아가, 상기 제어 모듈(10)은 상위의 HMI(Human Machine Interface)에 상기 수배전 설비의 현재 상태를 전송하거나 또는 상위의 HMI로부터 제어 데이터를 수신할 수도 있다. 이러한 제어 모듈(10)은, 상기한 제반 동작 제어의 수행에 따른 많은 연산 처리 부하를 완하하기 위하여, 적어도 두개의 MPU를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어 모듈(10)은 상기 메인 MPU(12), 상기 서브 MPU(14), 상기 FPGA(16) 및 아날로그 멀티플렉서(18)를 포함할 수 있다.In addition, the
상기 메인 MPU(12)는 상기 광 감지 모듈(30)로부터의 아크 감지 신호들, 상기 전류 감지 모듈(32)로부터의 상전류 감지 신호들 및 상기 트립 레벨 설정부(24)로부터의 상기 임계 트립 레벨에 근거하여 상기 트립 코일 구동 유닛(40)을 제어하기 위한 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)를 발생할 수 있다. 또한, 상기 메인 MPU((12)는 상기 조작부(20) 및 상기 원격 수신부(22)를 통해 입력되는 관리자 또는 작업자의 명령에 따른 동작 들이 수행될 수 있게 제어할 수 있다. 예를 들면, 리셋 명령에 따른 리셋 동작, 모드 전환 명령에 따른 온라인/서비스 모드의 전환, 트립 명령에 따른 트립 코일의 강제 구동, 금지 명령에 따른 트립 코일의 구동 억제 등의 동작이 수행되게 할 수 있다. 게다가, 상기 메인 MPU(12)는 상기 트립 코일 구동 유닛(40)의 구동 상태 및 상기 온라인/서비스 모드의 선택 상태가 상기 제1 광 알림부(42)를 통해 시각적으로 표시되게 제어할 수 있다. 나아가, 상기 메인 MPU(12)는 상기 광 감지 모듈(30), 상기 전류 감지 모듈(32) 및 상기 트립 코일 전압 상태에 대한 데이터를 상기 FPGA(16)에 공급할 수 있다. 이러한 메인 MPU(12)는 도 9에 도시된 바와 같은 핀 블록들을 포함할 수 있다.The
도 9에 도시된 상기 메인 MPU(12)는 48 MHZ의 속도로 동작할 수 있고 A/D 변환 동작을 비트당 5MHZ의 속도로 수행할 수 있다. 또한, 상기 메인 MPU(12)는 상기 LED 표시부(50) 및 상기 서브 MPU(14)로의 상태 전송을 위하여 상기 FPGA(16)와 버스 라인을 통해 연결될 수 있다. 이러한 메인 MPU(12)는, 도 9에서와 같이, A/D 변환부, 터미널 통신부, 트립 제어부, RTC 중계부, 버튼 입력부, 릴레이 출력부, LED부, FPGA 중계부, USB 중계부를 포함할 수 있다. The
상기 A/D변환부는 'SENSOR 1~6'를 통하여 상기 광 감지 모듈(30)로부터의 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들 및 루프 아크 감지 신호를 입력할 수 있다. 또한, 상기 A/D 변환부는 'MUX1_OUT'를 통해서 상기 원격 수신부(22)로부터의 수신된 원격 신호를 그리고 'MUX2_OUT'를 통해서는 상기 전류 감지 모듈(32)로부터의 상전류등, 상기 트립 레벱 설정부(24)로부터의 상기 임계 트립 레벨 및 상기 제어용 고전압 스위치(IGBT)의 인가전압을 입력할 수 있다. 'MUX1_OUT' 및 'MUX2_OUT'를 통한 신호의 입력을 위하여, 상기 A/D 변환부는 'MUX1_A,B,C' 및 'MUX2_A,B,C'를 통해서 선택신호를 상기 아날로그 멀티플렉서(18)에 공급할 수 있다.The A / D converter may input first to fifth point arc detection signals and loop arc detection signals from the
상기 터미널 통신부는 서비스모드에서 시스템 설정을 위하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 터미널 통신부는 115200bps의 통신속도로 퍼스널 컴퓨터의 단말기에 연결하여, 서비스모드에서 시스템의 상태가 모니터링 될 수 있게 한다.The terminal communication unit may be used for system setting in a service mode. In addition, the terminal communication unit is connected to the terminal of the personal computer at a communication speed of 115200bps, so that the status of the system can be monitored in the service mode.
상기 RTC 중계부는 DS1307과 I2C통신을 통하여 현재 시간과 날짜를 읽어 올 수 있다.The RTC relay unit can read the current time and date through I2C communication with the DS1307.
상기 트립 제어부는 'PA6(ARC DETECT)'을 통하여 입력되는 상기 수신된 원격신호 또는 모드 버튼의 상태를 확인하여 'PB6(TRIIP INHIBIT)'를 통해 상기 트립 금지 제어 신호(CStrp)를 출력할 수 있다. 또한, 트립 제어부는 'PB13(TRIP ENABLE)'을 통해 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)를 출력할 수 있다.The trip control unit can check the state of the received remote signal or the mode button inputted through the 'PA6 (ARC DETECT)' and output the trip inhibition control signal (CStrp) through 'PB6 (TRIIP INHIBIT)' . In addition, the trip control unit can output the software-related trip control signal CSstr through 'PB13 (TRIP ENABLE)'.
상기 버튼 입력부는 'TRIP_SW', 'MODE_SW' 및 'RESET_SW'를 통해 상기 조작부(20) 상의 트립 버튼, 모드 버튼 및 리셋 버트을 스캔할 수 있다.The button input unit may scan a trip button, a mode button, and a reset button on the
상기 릴레이 출력부는 'ONLINE_RELAY' 및 'SERVICE_RELAY'를 통하여 서비스 모드 알람 신호 및 상기 온라인 모드 알람 신호를 출력할 수 있다. 서비스 모드 알람 신호 및 상기 온라인 모드 알람 신호는 상기 모드 버튼의 조작에 따라 상호 보완적으로 인에이블된다. 또한, 상기 릴레이 출력부는 'TRIPPED_RELAY'를 통해 상기 트립 알람 신호를 출력할 수 있다. 상기 트립 알람 신호는 서비스모드에서 트립 버튼에 의한 트립 테스트 중에는 인에이블되지 않는다.The relay output unit may output the service mode alarm signal and the online mode alarm signal through 'ONLINE_RELAY' and 'SERVICE_RELAY'. The service mode alarm signal and the online mode alarm signal are complementarily enabled according to the operation of the mode button. Also, the relay output unit may output the trip alarm signal through 'TRIPPED_RELAY'. The trip alarm signal is not enabled during the trip test by the trip button in the service mode.
상기 LED부는 'LED1(A/D)'를 점등 또는 소등하여 A/D변환 상태를 표시할 수 있다. 상기 'LED1(A/D)'의 소등은 현재 시스템에서 A/D 변환을 못하고 있는 상태를 나타낸다. 또한, 상기 LED부는 'LED2(SYSTEM)'을 250ms의 주기로 점멸시켜 시스템 전체가 정상 동작함을 표시할 수 있다.The LED unit can display the A / D conversion state by turning on or off the LED1 (A / D). The 'LED1 (A / D)' light off indicates a state in which the A / D conversion can not be performed in the current system. Also, the LED unit may indicate that the entire system operates normally by flickering 'LED2 (SYSTEM)' at a cycle of 250 ms.
상기 FPGA 중계부는 상기 FPGA(16)와 버스방식으로(8비트,11어드레스) 데이터를 주고 받을 수 있다.The FPGA relay unit may exchange data with the
USB 중계부는 'ERASE'통해 입력되는 신호에 의해 펌웨어를 삭제하고 새로운 펌웨어를 다운로드하는데 사용될 수 있다.The USB relay can be used to delete firmware and download new firmware by a signal input via 'ERASE'.
다시 도 1을 참조하면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 접근 감지 유닛(34)로부터의 상기 접근 거리 데이터 및 상기 도어 감지 유닛(36)로부터의 상기 도어 감지 신호에 근거하여 상기 수배전 설비의 도어의 개폐 상태 및 작업자 또는 관리자의 접근 상태들 상기 제2 광 알림부(44)를 통해 시각적으로 통지할 수 있다. 또한, 상기 서브 MPU(14)는 상기 조작부(20)를 통해 관리자 또는 작업자가 입력한 명령에 따른 동작들이 수행될 수 있게 제어할 수 있다. 예를 들면, 설정, 취소 및 업/다운 명령들에 따른 상기 스크린 표시부(54) 상의 표시 화상의 전환/스크롤 동작 등이 상기 서브 MPU(14)의 제어 하에 수행될 수 있다. 게다가, 상기 서브 MPU(14)는 상기 FPGA(16)에 저장되어진 '상기 광 감지 모듈(30), 상기 전류 감지 모듈(32), 상기 접근 감지 유닛(34), 상기 도어 감지 유닛(36) 및 상기 트립 코일 구동 유닛(40) 등의 정상 동작 여부 및 동작 상태에 대한 데이터'가 상기 스크린 표시부(54)를 통해 시각적으로 표시되게끔 제어할 수 있다. 나아가, 상기 서브 MPU(14)는 상위의 HMI쪽으로 상기 FPGA(16)에 저장되어진 상기 수배전 설비의 현재 상태의 전송하거나 또는 상위의 HMI로부터 제어 데이터를 수신하여 상기 FPGA(16)에 저장할 수도 있다. 이러한 서브 MPU(14)는 도 10에 도시된 바와 같은 핀 블록도을 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the sub-MPU 14 stores the door of the water distribution facility based on the access distance data from the
도 10에 도시된 상기 서브 MPU(14)는 RISC방식으로 16MHZ의 속도로 동작할 수 있다. 또한, 상기 서브 MPU(14)는 메모리 맵 방식으로 구현되었으나 동작 속도가 느린 LCD 장치가 상기 스크린 표시부(54)로서 사용되는 경우에는 포트 구동 방식의 외부 제어로 전환될 수 있다. 이러한 서브 MPU(14)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 키 버튼부, HMI 통신부, 도어 통신부, 국번 딥 스위치부, 릴레이 출력부, LED 출력부, FPGA 중계부 및 LCD 중계부를 포함할 수 있다.The sub-MPU 14 shown in FIG. 10 may operate at a speed of 16 MHz by the RISC method. Also, the
키버튼부는, 스크린 표시부(예를 들면, LCD 패널) 상에 표시되는 화상의 제어를 위해, 'KEY_SW1(DOWN)', 'KEY_SW1(UP)', 'KEY_SW1(SET)' 및 'KEY_SW1(CANCLE)'를 통해 상기 조작부(20) 상의 다운, 업, 설정 및 취소 버튼들을 스캔할 수 있다.The key button unit is used to control images displayed on a screen display unit (for example, an LCD panel) such as 'KEY_SW1 (DOWN)', 'KEY_SW1 (UP)', 'KEY_SW1 (SET)' and 'KEY_SW1 (CANCLE)'. ', The down, up, set and cancel buttons on the
상기 HMI 통신부는 RS485 MODBUS 스탠다드 0x03명령에의해 내부 설정데이터를 상위의 HMI 쪽으로 9600bps로 전송한다. 전송되는 데이터는 'MODBUS 프로토콜'에 따라 포맷될 수 있다.The HMI communication unit transmits the internal configuration data to the upper HMI by 9600bps by RS485 MODBUS standard 0x03 command. The transmitted data can be formatted according to the 'MODBUS protocol'.
상기 도어 통신부은 RS-485 직렬 통신 방식으로 9600bps의 속도로 상기 접근 감지 유닛(34) 및 상기 도어 감지 유닛(36)로부터 디지탈 데이터 형태의 상기 접근 거리 데이터 및 상기 도어 감지 신호를 수신할 수 있다. 상기 접근 및 도어 감지 신호들은 'MODBUS 프로토콜'에 따라 포맷될 수 있다.The door communication unit may receive the access distance data and the door detection signal in the form of digital data from the
상기 국번 딥 스위치부는 'SW1 ~ SW4'의 조작을 통해 HMI 통신에 사용될 수 있는 슬레이브 국번(고유 어드레스)을 설정할 수 있다.The station number dip switch unit can set a slave station number (unique address) that can be used for HMI communication through the operation of SW1 to SW4.
상기 릴레이 출력부는 'DOOR_RELAY' 및 'DISTANCE_RELAY'를 통해 상기 도어 알람 신호 및 접근 알람 신호를 출력할 수 있다.The relay output unit may output the door alarm signal and the access alarm signal through 'DOOR_RELAY' and 'DISTANCE_RELAY'.
상기 LED 출력부는 'DOOR_LED'를 점등 또는 소등하여 상기 수배전 설비의 도어의 개폐 상태를 표시할 수 있다. 또한, 상기 LED 출력부는 'DISTANCE_LED'의 점등량(또는 점등 길이)를 조절하여 관리자 또는 작업자의 접근 거리를 시가적으로 표시할 수 있다.The LED output unit may display the door open / close state of the water distribution equipment by turning on or off the 'DOOR_LED'. In addition, the LED output unit may display the approach distance of the manager or the worker in a scrolling manner by adjusting the lighting amount (or lighting length) of 'DISTANCE_LED'.
상기 FPGA 중계부는 상기 FPGA(16)으로부터 데이터를 가져올 수 있다. 이를 위하여, 상기 FPGA 중계부는 포트방식의 버스 라인(데이터8비트,어드레스 6비트)을 통해 상기 FPGA(16)과 연결될 수 있다.The FPGA relay unit may take data from the
상기 LCD 중계부는 128*64 도트의 상기 스크린 표시부(54)(예를 들면, LCD 패널)를 구동하기 위한 제어신호들을 출력할 수 있다.The LCD relay unit may output control signals for driving the screen display unit 54 (eg, an LCD panel) having a 128 * 64 dot.
도 1로 되돌아 가면, 상기 FPGA(16)는 상기 메인 MPU(12) 및 상기 서브 MPU(14)에 의해 처리된 데이터, 상기 트립 코일의 제어에 필요한 데이터(예를 들면, 등급별 아크 풀래시에너지 범위 테이블 및 등급별 부하 레벨 범위 테이블), 그리고 상기 메인 MPU(12) 및 상기 서브 MPU(14)에 의해 수행될 프로그램을 저장할 수 있다. 또한, 상기 FPGA(16)는 상기 메인 MPU(12)와 상기 서브 MPU(14)와의 양방향 통신을 중계할 수 있다. 게다가, 상기 FPGA(16)는 상기 LED 표시부(52) 및 상기 음성 출력부(54)를 구동하여 상기 메인 MPU(12) 및 상기 서브 MPU(14)에 의해 처리된 상기 광 감지 모듈(30), 상기 전류 감지 모듈(32), 상기 접근 감지 유닛(34), 상기 도어 감지 유닛(36) 및 상기 트립 코일 구동 유닛(40) 등의 정상 동작 여부 및 상기 트립 코일 전압 상태등이 상기 LED 표시부(50) 및 상기 음성 출력부(54)를 통해 시각적 및 청각적으로 출력되게 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 FPGA(16)는 도 11에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.Returning to FIG. 1, the
도 11을 참조하면, 상기 FPGA(16)는 듀얼 포트 메모리(이하, 'DPRAM'이라 함)(300), 제1 및 제2 억세스부(310,312) 및 LED/음성 구동부(320)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, the
상기 DPRAM(300)은 도 1에 도시된 상기 메인 MPU(12) 및 상기 서브 MPU(14)에 의해 처리된 상기 광 감지 모듈(30), 상기 전류 감지 모듈(32), 상기 접근 감지 유닛(34), 상기 도어 감지 유닛(36) 및 상기 트립 코일 구동 유닛(40) 등의 정상 동작 여부 및 상기 트립 코일 전압 상태에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 상기 DPRAM(300)은 상기 트립 코일의 제어에 필요한 기준 데이터(예를 들면 등급별 아크 풀래시에너지 레벨 범위 테이블 및 등급별 부하 레벨 범위 테이블 등)를 저장할 수 있다. 게다가, 상기 DPRAM(300)은 상기 메인 MPU(12) 및 상기 서브 MPU(14)에 의해 수행될 프로그램들을 저장할 수 있다.The
상기 제1 억세스부(310)은 제1 버스 라인(BUS1) 및 제1 제어 라인(CSL1)을 통해 도 1에 도시된 상기 메인 MPU(12)에 접속될 수 있다. 상기 제1 버스 라인(BUS1)은 8개의 데이터 라인들 및 12개의 어드레스 라인들을 포함할 수 있다. 상기 제1 제어 라인(CSL1)은 상기 메인 MPU(12)로부터의 칩 선택 신호(C_CS), 리드 제어 신호(C_RD) 및 기록 제어 신호(C_WR)을 전송하기 위한 3개의 제어 라인을 포함할 수 있다. 상기 12개의 어드레스 라인들 최상위 어드레스 라인 상의 최상위 어드레스 신호(C_AD11)가 '0'의 값을 가지면, 상기 제1 억세스부(310)은 상기 DPRAM(300)이 상기 메인 MPU(12)에 의해 억세스되게 할 수 있다. 이와는 달리, 상기 12개의 어드레스 라인들 최상위 어드레스 라인 상의 최상위 어드레스 신호(C_AD11)가 '1'의 값을 가지는 경우, 상기 제1 억세스부(310)는 상기 LED/음성 구동부(320)가 상기 메인 MPU(12)에 의해 억세스되게 할 수 있다.The
상기 제2 억세스부(312)는 제2 버스 라인(BUS2) 및 제2 제어 라인(CSL2)을 통해 도 1에 도시된 상기 서브 MPU(14)에 접속될 수 있다. 상기 제2 버스 라인(BUS2)은 8개의 데이터 라인들 및 6개의 어드레스 라인들을 포함할 수 있다. 상기 제2 제어 라인(CSL2)은 상기 서브 MPU(14)로부터의 칩 선택 신호(C_CS*), 리드 제어 신호(C_RD*) 및 기록 제어 신호(C_WR*)을 전송하기 위한 3개의 제어 라인을 포함할 수 있다. 상기 칩 선택 신호(C_CS*)가 특정 논리(예를 들면, '0')를 가질 경우, 상기 제2 억세스부(312)은 상기 DPRAM(300)이 상기 서브 MPU(14)에 의해 억세스되게 할 수 있다.The
상기 LED/음성 구동부(320)는 상기 제1 억세스부(310)을 경유하여 상기 메인 MPU(12)로부터 상기 광 감지 모듈(30), 상기 전류 감지 모듈(32), 상기 접근 감지 유닛(34), 상기 도어 감지 유닛(36) 및 상기 트립 코일 구동 유닛(40) 등의 정상 동작 여부 및 동작 상태에 데이터를 입력할 수 있다. 상기 LED/음성 구동부(320)의 데이터 입력 동작은 상기 제1 버스 라인(BUS1)의 상기 12개의 어드레스 라인들 최상위 어드레스 라인 상의 최상위 어드레스 신호(C_AD11)가 '1'의 값을 가질 때 수행될 수 있다. 또한, 상기 LED/음성 구동부(320)는 입력된 데이터가 도 1에 도시된 상기 LED 표시부(50) 및 상기 음성 출력부(52)를 통해 시각적 및 청각적으로 출력되게 한다.The LED /
또한, 상기 FPGA(16)는 상기 메인 MPU(12)와 상기 서브 MPU(14)와의 양방향 통신을 중계할 수 있다. 게다가, 상기 FPGA(16)는 상기 LED 표시부(52) 및 상기 음성 출력부(54)를 구동하여 상기 메인 MPU(12) 및 상기 서브 MPU(14)에 의해 처리된 상기 광 감지 모듈(30), 상기 전류 감지 모듈(32), 상기 접근 감지 유닛(34), 상기 도어 감지 유닛(36) 및 상기 트립 코일 구동 유닛(40) 등의 정상 동작 여부 및 상기 트립 코일 전압 상태 등이 상기 LED 표시부(50) 및 상기 음성 출력부(54)를 통해 시각적 및 청각적으로 출력되게 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 FPGA(16)는 도 11에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.Also, the
다시 도 1을 참조하면, 상기 아날로그 멀티플렉서(18)는 상기 원격 수신부(22)로부터의 상기 원격 수신 신호, 상기 트립 레벨 설정부(23)로부터의 상기 임계 트립 레벨, 및 상기 전류 감지 모듈(32)로부터의 상기 상전류 감지 신호들을 선택적으로 상기 메인 MPU(12) 쪽으로 전송할 수 있다. 상기 아날로그 멀티플렉서(18)의 선택 동작은 상기 메인 MPU(12)로부터의 선택 신호의 논리값에 의해 제어될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
도 12a 내지 도 12c는 도 1에 도시된 메인 MPU의 동작 과정을 설명하는 흐름도들이다. 도 12a 내지 도 12c의 흐름도들은 도 1의 블록도와 결부되어 상세하게 설명될 것이다.12A to 12C are flowcharts illustrating an operation process of the main MPU illustrated in FIG. 1. The flowcharts of FIGS. 12A-12C will be described in detail in conjunction with the block diagram of FIG. 1.
도 12a를 참조하면, 아크 풀래시감시를 통한 차단 제어 기능을 시작될 때 상기 메인 MPU(12)는 시스템 내의 모든 구성요소를 초기화 할 수 있다 (제S1 단계). 이 초기화 단계에서, 상기 메인 MPU(12)는 온라인 모드를 설정할 수 있다. 이어서, 상기 메인 MPU(14)는 타스크 인터럽트들 어느 하나가 발생되었는가를 검사할 수 있다. 예를 들면, 상기 메인 MPU(12)는 500ms 또는 1sec 타스크 인터럽트 중 어느 하나가 발생되었는가를 검사할 수 있다 (제S2 및 제S3 단계). 상기 제S2 및 제S3 단계에서 어떠한 타스크 인터럽트도 발생되지 않은 경우, 상기 메인 MPU(12)는 상기 조작부(20) 상의 버튼들을 스캔하여 조작자 또는 관리자에 의한 버튼 선택이 있는지를 검사함과 아울러 상기 원격 수신부(22)로부터 스캔된 원격 신호가 있는지를 검사할 수 있다 (제S4 단계).Referring to FIG. 12A, when starting the blocking control function through the arc pull-monitoring, the
상기 제S4 단계에서 버튼 선택이 없고 상기 스캔된 원격 신호도 없는 것으로 검사되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 광 감지 모듈(30)로부터의 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들 및 루프 아크 감지 신호와 상기 전류 감지 모듈(32)로부터의 3상 전류 감지 신호를 스캔할 수 있다 (제S5 단계). 이어서, 상기 메인 MPU(12)는 상기 광 감지 모듈(30)의 상기 루프 광 감지 유닛(110)으로부터의 루프 아크 감지 신호(Vlas)에 아크 플래쉬가 포함되어 있는가를 검사하여 아크 플래쉬의 발생 여부를 1차적으로 확인할 수 있다 (제S6 단계). 다시 말하여, 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas)의 레벨이 적어도 최소 아크 검출 레벨(예를 들어, 최대 아크 검출 레벨이 '100'으로 설정되었을 경우, '1')에 해당할 경우, 상기 메인 MPU(12)는 상기 수배전 설비 내의 다수의 수납 공간들 중 어느 하나에서 아크 플래쉬가 발생한 것으로 1차적으로 판단할 수 있다. If it is checked in step S4 that there is no button selection and there is no scanned remote signal, the
상기 루프 아크 감지 신호(Vlas)에 상기 아크 플래쉬가 포함되어 있는 것으로 판단된 경우, 상기 메인 MPU(12)는 상기 광 감지 모듈(30) 내의 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5) 중 어느 하나에 상기 아크 플래쉬가 포함되어 있는가를 2차적으로 검사할 수 있다 (제S7 내지 제S11 단계). 상기 2차적인 검사에서 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5) 중 어느 하나가 상기 최소 아크 검출 레벨 이상의 크기를 가지면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 수배전 설비 내의 다수의 수납 공간들 중 어느 하나에서 아크 플래쉬가 발생된 것으로 확단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 포인트 아크 감지 신호(Vpas1)의 크기가 상기 최소 아크 검출 레벨 이상이면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 수배전 설비의 제1 수납 공간에서 아크 플래쉬가 발생한 것으로 확단할 수 있다. 다른 예로, 상기 제5 포인트 아크 감지 신호(Vpas1)의 크기가 상기 최소 아크 검출 레벨 이상이면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 수배전 설비의 제5 수납 공간에서 아크 플래쉬가 발생한 것으로 확단할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5) 중 어느 것도 상기 최소 아크 검출 레벨(Vmadl)에 못미치는 경우, 상기 메인 MPU(12)는 1차적으로 판단된 상기 아크 플래쉬는 에러인 것으로 간주할 수 있다. 이 경우, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제S2 단계로 되돌아갈 수 있다.When it is determined that the arc flash is included in the loop arc detection signal Vlas, the
상기 2차 아크 풀래시검사에서 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5) 중 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호(예를 들어, 상기 제1 포인트 아크 감지 신호(Vpas1))에 상기 아크 플래쉬가 포함된 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 현재 동작 모드가 온라인 모드인가를 검사할 수 있다 (제S12 단계). 이때, 현재 동작 모드가 온라인 모드이면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호(Vpas)가 상기 임계 트립 레벨(Vcts) 보다 낮은가를 검사하여 긴급 상황 발생 여부를 판단할 수 있다 (제S13 단계).In the second arc full lash inspection, the determined point arc detection signal (eg, the first point arc detection signal Vpas1) among the first to fifth point arc detection signals Vpas1 to Vpas5 is determined. If it is determined that the arc flash is included, the
상기 제S13 단계에서 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호(Vpas)가 상기 임계 트립 레벨(Vcts) 보다 낮은 경우, 상기 메인 MPU(12)는 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호와 그를 통해 얻어진 최근 일정 기간의 아크 플래쉬의 발생 횟수, 지속시간 및 평균 크기(또는 세기)에 근거하여 아크 풀래시에너지 레벨을 연산할 수 있다 (제S14 단계). 또한, 상기 메인 MPU(12)는 상기 전류 검출 모듈(32)로부터 수스캔된 3상 전류 감지 신호들과 최근 일정 시간 동안에 얻어진 3개의 상전류 감지 신호들에 근거하여 수배전되는 3상 전류의 피크값, 피크 주파수, 첨도, 왜도, 실효값 및 표준 편차를 산출하고, 그 연산된 그것들을 이용하여 부하 레벨을 산출할 수 있다 (제S15 단계). 이어서, 상기 메인 MPU(12)는 상기 산출된 아크 풀래시에너지 레벨이 상기 등급별 아크 풀래시에너지 범위들 중 어느 범위에 속하고 상기 산출된 부하 레벨이 상기 등급별 부하 레벨 범위들 중 어는 레벨 범위에 속하는가를 검사하여 트립(전력 차단)의 필요성이 있는가를 판단할 수 있다 (제S16 단계). In the step S13, when the confirmed point arc detection signal Vpas is lower than the threshold trip level Vcts, the
상기 제S13 단계에서 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호(Vpas)가 상기 임계 트립 레벨(Vcts) 이상의 값을 가지거나 또는 상기 제S16 단계에서 트립(전력 차단)의 필요성이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 메인 MPU(12)는 로우 논리 상태의 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)를 상기 트립 코일 구동 유닛(40)에 공급하여 상기 트립 코일 구동 유닛(40)으로 하여금 상기 트립 코일(TC)을 구동하게 한다 (제S17 단계). 이때, 도시하지 않은 차단기는 상기 트립 코일(TC)에 의하여 턴-오프되어 수배전되는 전력이 차단되게 한다. 또한, 상기 메인 MPU(12)는 그 확단된 포인트 아크 감지 신호에 해당하는 상기 수배전 설비의 수납 공간(예를 들면, 상기 제1 수납 공간)에 설치된 상기 포인트 광 감지 유닛(예를 들면, 상기 제1 포인트 광 감지 유닛(100A)) 내의 상기 제1 LED(LD1)가 느리게 점멸되게 제어하여 상기 아크 플래쉬의 발생 공간을 쉽게 식별되게 할 수 있다. 게다가, 상기 메인 MPU(12)는 상기 트립 기간의 카운트를 개시할 수 있다. 나아가, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제1 광 알람부(42)에 포함된 상기 트립 상태 표시등을 점등시켜 상기 트립 코일(TC)가 구동되고 있음을 시각적으로 경보할 수 있다. If the determined point arc detection signal Vpas has a value greater than or equal to the threshold trip level Vcts in step S13 or if it is determined that there is a need for a trip (power off) in step S16, The
상기 제S17 단계의 수행 후 또는 상기 제S16 단계에서 트립(전력 차단)의 필요성이 없는 것으로 판단된 경우, 상기 메인 MPU(12)는 트립/비트립 상태, 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호(Vpas) 및 상기 3개의 상전류 감지 신호들을 상기 FPGA(16)에 저장할 수 있다. 또한, 상기 메인 MPU(12)는 상기 FPGA(16) 내에 저장된 상기 아크 플래쉬의 발생 횟수, 지속시간 및 평균 크기(세기)를 갱신할 수 있다 (제S18 단계). After performing step S17 or when it is determined that there is no need for a trip (power off) in step S16, the
상기 제S12 단계에서 현재 모드가 온라인 모드가 아닌 것으로 검사될 경우, 상기 메인 MPU(12)는 현재 모드가 서비스 모드인 것으로 판단할 수 있다. 이때, 상기 메인 MPU(12)는 터미널 통신부에 연결된 퍼스널 컴퓨터와 같은 단말기에 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호(Vpas)에 해당하는 상기 수배전 설비의 수납 공간(예를 들면, 제1 수납 공간)에서의 상기 아크 플래쉬의 발생을 통지할 수 있다 (제S19 단계).If it is checked in step S12 that the current mode is not the online mode, the
한편, 제S3 단계에서 상기 1sec 타스크 인터럽트가 발생되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 트립 레벨 설정부(24)로부터의 상기 임계 트립 레벨(Vcts)를 스캔하여 상기 임계 트립 레벨(Vcts)의 변경이 있었는지를 검사할 수 있다. 또한, 현재 스캔된 임계 트립 레벨이 이전에 스캔된 임계 트립 레벨(Vcts)과 비교하여 적어도 20 레벨 변동된 경우, 상기 메인 MPU(12)는 변경된 임계 트립 레벨(Vcts)에 대한 확인을 요구하는 메세지를 상기 FPGA(16) 및 음성출력부(52)의 경로 및/또는 상기 FPGA(16), 서브 MPU(14) 및 스크린 표시부(54)의 경로을 통해 청각적 및/또는 시각적으로 관리자 또는 작업자에게 통지할 수 있다 (제S20 단계). 이어서, 상기 메인 MPU(12)는 DS1307과 I2C통신을 통하여 현재 시간과 날짜를 읽어와서 그 읽어온 현재 시간과 날짜를 이용하여 상기 FPGA(16)에 저장된 실제 시간을 갱신할 수 있다 (제S21 단계).On the other hand, if the 1sec task interrupt is generated in step S3, the
상기 제S2 단계에서 상기 500ms 타스크 인터럽트가 발생된 것으로 검사되면, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 메인 MPU(12)는 상기 트립 코일(TC)이 구동되고 있는가를 검사하여 상기 수배전 설비가 현재 트립 상태(즉, 전력 차단 상태)에 있는가의 여부를 판단할 수 있다 (제S22 단계). 상기 트립 코일(TC)이 구동되고 있는 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 현재 카운트된 트립 기간이 상기 기준 트립 기간에 도달했는지를 검사하여 기준 트립 기간이 경과되었는가를 판단할 수 있다 (제S23 단계). 상기 기준 트립 기간은 상기 수배전 설비의 해당 수납 공간 내의 수배전 소자들이 안정화되는데 필요한 충분한 시간으로서 상기 수배전 설비의 사양에 따라 다르게 설정될 수 있다. 상기 제S22 단계에서 상기 트립 코일(TC)가 구동되고 있지 않거나 또는 상기 제S23 단계에서 상기 기준 트립 기간이 경과하지 않은 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제S2 단계로 되돌아갈 수 있다.If it is checked in step S2 that the 500 ms task interrupt has occurred, as shown in FIG. 12B, the
이와는 달리, 상기 제S23 단계에서 상기 기준 트립 기간이 경과된 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 하이 논리 상태의 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)를 상기 트립 코일 구동 유닛(40)에 공급하여 상기 트립 코일 구동 유닛(40)가 상기 트립 코일(TC)의 구동을 중지하게 한다 (제S24 단계). 이때, 도시하지 않은 차단기는 턴-오프되어 전력의 수배전이 재개되게 한다. 이와 더불어, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제1 광 알람부(42)에 포함된 상기 트립 상태 표시등을 소등시켜 상기 트립 코일(TC)이 구동되지 않고 있음을 시각적으로 통지할 수 있다.On the contrary, if it is determined that the reference trip period has elapsed in step S23, the
또한, 상기 메인 MPU(12)는 상기 트립 코일 구동 유닛(40)의 트립 코일 전압 감시부(220)로부터의 상기 트립 코일 전압 감지 신호(Vtss)의 논리 상태를 검사하여 상기 트립 코일 전압이 정상적으로 공급되는지를 판단할 수 있다 (제S25 단계). 이때, 상기 상기 트립 코일 전압이 정상적으로 공급되는 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 FPGA(16)을 경유하여 상기 표시부(50)를 제어하여 상기 LED 표시부(50) 내의 트립 코일 LED가 소등되게 한다. 이와는 달리, 상기 트립 코일 전압이 비정상적으로 공급되는 것(다시 말하여, 낮은 트립 코일 전압이 공급되는 것)으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 FPGA(16)을 경유하여 상기 표시부(50)를 제어하여 상기 LED 표시부(50) 내의 트립 코일 LED가 녹색으로 점등되게 한다.In addition, the
게다가, 상기 메인 MPU(12)는 상기 광 감지 모듈(30)로부터의 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas) 및 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5)이 모두 초기화되었는지(즉, 상기 최소 아크 검출 레벨(Vmadl) 보다 작은지)를 검사할 수 있다 (제S26 단계). 이때, 상기 루프 아크 감지 신호(Vlas) 및 상기 제1 내지 제5 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5)이 모두 초기화된 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 광 감지 모듈(30)의 상기 루프 및 포인트 광 감지 유닛들(110, 100A~100E) 내의 제1 LED들(LD1) 모두가 빠르게 점멸되게 할 수 있다. 이와 더불어, 상기 메인 MPU(12)는 상기 FPGA(16)를 경유하여 상기 LED 표시부(50) 내의 상기 루프 및 포인트 광 센서 LED들이 적색 광을 방사하게 하여 상기 루프 및 포인트 아크 감지 신호들(Vpas1~Vpas5, Vlas) 모두가 초기화되었음이 표시되게 한다.In addition, the
이어서, 상기 메인 MPU(12)는 상기 전류 감지 모듈(32)로부터의 3개의 상전류 감지 신호를 스캔하고 그 스캔된 상전류 감지 신호의 값을 도시하지 않은 자동 전압 조절부에 공급할 수 있다 (제S27 단계). 또한, 상기 메인 MPU(12)는 상기 원격 수신부(22)의 출력 신호를 스캔할 수 있다 (제S28 단계). 게다가, 상기 메인 MPU(12)는 상기 터미널 통신부에 연결된 단말기와의 통신 가능 상태를 검사할 수 있다 (제S29 단계). 상기 제S29 단계 수행 후, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제S2 단계로 되돌아 갈 수 있다.Subsequently, the
한편, 상기 제S4 단계에서 버튼 선택 또는 상기 스캔된 원격 신호가 있는 것으로 검사되면, 도 12c에 도시된 바와 같이, 상기 메인 MPU(12)는 상기 선택된 버튼 또는 상기 스캔된 원격 신호가 트립 명령, 금지 명령, 모드 명령 및 리셋 명령 중 어느 하나에 해당하는지를 검사할 수 있다 (제S30 내지 제S33 단계). 이때, 상기 선택된 버튼 또는 상기 스캔된 원격 신호가 트립 명령, 금지 명령, 모드 명령 및 리셋 명령 중 어느 것에도 해당되지 않은 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제S2 단계로 되돌아 갈 수 있다.Meanwhile, if it is checked in the step S4 that there is a button selection or the scanned remote signal, as shown in FIG. 12C, the
상기 제S30 단계에서 상기 선택된 버튼 또는 상기 스캔된 원격 신호가 트립 명령에 해당되는 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 현재 서비스 모드 플래그가 세트되어 있는지를 검사하여 현재 동작 모드가 서비스 모드인지를 확인할 수 있다 (제S34 단계). 만약, 현재 동작 모드가 서비스 모드인 것으로 확인된 경우, 상기 메인 MPU(12)는 상기 트립 코일 구동 유닛(40)에 공급되는 상기 소프트웨어적인 트립 제어 신호(CSstr)의 논리 상태를 일정기간(예를 들면, 대략 2 sec 정도) 유지하여 상기 구동 코일(TC)가 일정 시간 구동된 후 구동을 중지하게 한다. 이때, 이때, 도시하지 않은 차단기는 턴-온되어 전력의 수배전이 차단되게 한다. 또한, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제1 광 알람부(42)에 포함된 상기 트립 상태 표시등을 점등시켜 상기 트립 코일(TC)이 구동되고 있음을 시각적으로 통지할 수 있다. 이와 더불어, 상기 메인 MPU(12)는 상기 FPGA(16)을 경유하여 상기 LED 표시부(50)를 제어하여 상기 LED 표시부(50)의 상기 트립 LED를 적색으로 점등시키어 상기 트립 상태가 상기 LED 표시부(50) 상에 표시되게 할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제S34 단계에서 현재 모드가 온라인 모드인 것으로 확인되면, 상기 메인 MPU(12)는 '온라인 모드에서는 강제 트립 동작이 수행될 수 없다'는 에러 메세지를 상기 터미널 통신부에 연결된 단말기 쪽으로 전송한 후 상기 제S2 단계로 되돌아 갈 수 있다.If it is determined in step S30 that the selected button or the scanned remote signal corresponds to a trip command, the
상기 제S31 단계에서 상기 선택된 버튼 또는 상기 스캔된 원격 신호가 금지 명령에 해당되는 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 로우 논리의 상기 트립 금지 제어 신호트립 금지 제어 신호 트립 코일 구동 유닛(40)에 공급하여 상기 하드웨어적인 트립 제어 신호(CShtr)의 의한 상기 트립 코일(TC)의 구동을 방지할 수 있다 (제S36 단계). 상기 제S36 단계의 수행 후, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제S2 단계로 되돌아 갈 수 있다.If it is determined in step S31 that the selected button or the scanned remote signal corresponds to a prohibition command, the
상기 제S32 단계에서 상기 선택된 버튼이 상기 모드 명령에 해당되는 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 온라인 및 서비스 모드 플래그들 중 세트된 것은 리세시키는 대신 리셋된 것은 세트시켜 상기 온라인 및 서비스 모드가 서로 전환되게 한다 (제S37). 상기 제S37 단계의 수행 후, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제S2 단계로 되돌아 갈 수 있다.If it is determined in step S32 that the selected button corresponds to the mode command, the
예를 들어, 현재 온라인 모드 플래그가 세트되어 있는 경우, 상기 메인 MPU(12)은 상기 온라인 모드 플래그 대신 상기 서비스 모드 플래그를 세트시켜 상기 서비스 모드가 설정되게 할 수 있다. 또한, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제1 광 알람부(42)내의 상기 온라인 모드 알람등 대신에 상기 서비스 모드 알람등을 점등시킬 수 있다. 게다가, 상기 메인 MPU(12)는 상기 FPGA(16)을 경유하여 상기 LED 표시부(50) 상의 온라인 LED 대신 서비스 LED를 녹색으로 점등시킬 수 있다.For example, when the current online mode flag is set, the
이와는 달리, 현재 서비스 모드 플래그가 세트되어 있는 경우, 상기 메인 MPU(12)은 상기 서비스 모드 플래그 대신 상기 온라안 모드 플래그를 세트시켜 상기 온라인 모드가 설정되게 할 수 있다. 또한, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제1 광 알람부(42)내의 상기 서비스 모드 알람등 대신에 상기 온라인 모드 알람등을 점등시킬 수 있다. 이와 더불어, 상기 메인 MPU(12)는 상기 FPGA(16)을 경유하여 상기 LED 표시부(50) 상의 상기 서비스 LED 대신 상기 온라인 LED를 녹색으로 점등시킬 수 있다.Alternatively, when the current service mode flag is set, the
상기 제S33 단계에서 상기 선택된 버튼 또는 상기 스캔된 원격 신호가 리셋 명령에 해당되는 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 확단된 포인트 아크 감지 신호(Vpas)가 여전히 상기 최소 아크 전압 레벨 보다 높게 유지되고 있는가를 검사하여 상기 아크 플래쉬의 발생의 지속 여부를 판단할 수 있다 (제S38 단계). 상기 제S38 단계에서 상기 아크 플래쉬의 발생이 지속되지 않고 중단된 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 상기 제S1 단계로 되돌아가 초기화 동작이 수행되게 할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제S38 단계에서 상기 아크 플래쉬의 발생이 지속되는 것으로 판단되면, 상기 메인 MPU(12)는 '상기 아크 플래쉬의 발생 지속으로 인하여 상기 리셋 명령에 따른 초기화가 수행될 수 없다'는 에러 메세지를 상기 FPGA(16) 및 음성출력부(52)의 경로 및/또는 상기 FPGA(16), 서브 MPU(14) 및 스크린 표시부(54)의 경로을 통해 청각적 및/또는 시각적으로 관리자 또는 작업자에게 통지할 수 있다.If it is determined in step S33 that the selected button or the scanned remote signal corresponds to a reset command, the
도 13은 도 1에 도시된 서브 MPU의 동작 과정을 설명하는 흐름도이다. 도 13의 흐름도는 도 1의 블록도와 결부되어 상세하게 설명될 것이다.FIG. 13 is a flowchart for describing an operation of a sub MPU illustrated in FIG. 1. The flowchart of FIG. 13 will be described in detail in conjunction with the block diagram of FIG. 1.
도 13을 참조하면, 아크 풀래시감시를 통한 차단 제어 기능을 시작될 때 상기 서브 MPU(14)는 상기 제2 광 알람부(44) 및 상기 스크린 표시부(54)를 초기화 할 수 있다 (제S1 단계). 이 초기화 단계에서, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제2 광 알람부(44) 내의 상기 도어 개방 알람등 및 상기 접근 상태 알람등 모두를 소등시킬 수 있다. 또한, 상기 서브 MPU(14)는 상기 스크린 표시부(54)에 초기 화상을 표시할 수 있다. 이어서, 상기 서브 MPU(14)는 100ms, 200ms, 500ms 및 1sec 타스크 인터럽트들중 어느 하나가 발생되었는가를 검사할 수 있다 (제S50 내지 제S51 단계). Referring to FIG. 13, the sub-MPU 14 may initialize the second
상기 제S51 단계에서 상기 100ms 타스크 인터럽트가 발생된 것으로 검사되면, 상기 서브 MPU(14)는 상위의 HMI로부터 고유국번 및 특정명령어를 포함하는 데이터가 수신되었는가를 검사할 수 있다 (제S55 단계). 상기 고유국번 및 특정명령어를 포함하는 데이터가 수신되지 않은 것으로 확인되면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 되돌아 갈 수 있다. 이와는 달리, 상기 고유국번 및 특정 명령어를 포함하는 데이터가 수신된 것으로 확인되면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 FPGA(16)에 저장된 상기 아크 풀래시감시 상태 및 차단 제어 상태에 관한 데이터를 상기 상위의 HMI 쪽으로 전송할 수 있다 (제S56 단계). 이러한 제S56 단계의 수행 후, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 되돌아 갈 수 있다.If it is checked in step S51 that the 100ms task interrupt is generated, the sub-MPU 14 may check whether data including a unique station number and a specific command is received from an upper HMI (step S55). If it is confirmed that data including the unique station number and the specific command have not been received, the sub-MPU 14 may return to step S51. On the contrary, if it is confirmed that data including the unique station number and a specific instruction has been received, the sub-MPU 14 sends the data related to the arc pull-monitoring state and the cutoff control state stored in the
상기 제S52 단계에서 상기 서브 MPU(12)는 상기 도어 및 접근 감지 유닛들(36,34)로부터 입력되는 상기 도어 감지 신호 및 상기 접근 거리 데이터를 따른 상기 제2 광 알람부(44) 내의 상기 도어 개방 알람등의 점등/소등 및 상기 접근 상태 알람등의 소등/점멸을 수행할 수 있다 (제S57 단계). 예를 들어, 상기 도어 감지 신호가 도어의 닫힘 상태를 나타내는 논리값(예를 들면, '0')을 가지면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 도어 개방 알람등 및 상기 접근 상태 알람등 모두를 소등시킬 수 있다. 또한, 상기 서브 MPU(14)는 상기 FPGA(16)에 도어 닫힘 상태 및 접근 거리 초기값을 기록할 수 있다. 그러면, 상기 LED 표시부(52) 상의 도어 LED 및 접근 거리 LED는 모두 녹색으로 점등될 수 있다. 상기 접근 거리 초기값은 '0'가 될 수 있다. 이와는 달리, 상기 상기 도어 감지 신호가 도어의 개방 상태를 나타내는 논리값(예를 들면, '1')을 가지면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 도어 개방 알람등을 점등시키킴과 아울러 상기 FPGA(16)에 상기 도어 개방 상태를 기록하여 상기 LED 표시부(52) 상의 상기 도어 LED가 적색으로 점등되게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 도어의 개방 상태가 시각적으로 표시될 수 있다. 이와 더불어, 상기 서브 MPU(14)는 상기 접근 거리 데이터의 논리값(즉, 관리자 또는 작업자의 접근 거리 데이터)에 따라 상기 제2 광 알람부(44)의 상기 접근 상태 알람등의 소등/점멸 및 상기 LED 표시부(52) 상의 접근 거리 LED의 녹색/적색 점등을 제어하여 관리자 또는 작업자의 접근 여부 및 접근 거리를 시각적으로 표시할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 접근 거리 데이터가 초기값(예를 들면, '0')을 가지면, 상기 서브 MPU(12)는 상기 제2 광 알람부(44)의 상기 접근 상태 알람등을 소등시킴과 아울러 상기 FPGA(16)에 초기값의 접근 거리 데이터를 기록하여 접근자가 없음을 표시할 수 있다. 이와는 달리, 상기 접근 거리 데이터가 초기값 보다 크면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제2 광 알람부(44)의 상기 접근 상태 알람등을 점멸시킴과 아울러 상기 FPGA(16)에 초기값 보다 큰 접근 거리 데이터를 기록하여 접근자 있음과 접근 거리가 시각적으로 표시되게 표시할 수 있다. 상기 접근 거리의 시각적 표시는 상기 접근 거리 데이터의 논리값에 해당하는 상기 LED 표시부(44) 상의 상기 접근 거리 LED의 일부 구간이 녹색에서 적색으로 전환 점등됨에 의해 수행될 수 있다. 이러한 제S57 단계의 수행 후, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 되돌아 갈 수 있다.In step S52, the sub-MPU 12 stores the door in the second
상기 제S53 단계에서 상기 500ms 타스크 인터럽트가 발생된 것으로 확인되면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 조작부(20) 상의 업, 다운, 설정 및 취소 버튼들 중 어느 하나가 선택되었는지를 검사할 수 있다 (제S58 내지 제S61 단계). If it is determined in step S53 that the 500 ms task interrupt is generated, the sub-MPU 14 may check whether any one of the up, down, set, and cancel buttons on the
상기 업 버튼이 선택된 것으로 확인되면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 스크린 표시부(54)에 표시되는 화상이 업-스크롤되게 (즉, 현재 표시된 화상이 이전의 표시 화상으로 교체되게) 할 수 있다 (제S62 단계). 상기 제S62 단계의 수행 후, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 귀환할 수 있다.When the up button is confirmed to be selected, the
상기 제S62 단계의 수행 후, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 귀환할 수 있다. 상기 업 버튼이 선택된 것으로 확인되면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 스크린 표시부(54)에 표시되는 화상이 다운-스크롤되게 (즉, 현재 표시된 화상이 다음 화상으로 교체되게) 할 수 있다 (제S63 단계). 상기 제S63 단계의 수행 후, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 귀환할 수 있다.After performing step S62, the
상기 제S63 단계의 수행 후, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 귀환할 수 있다. 상기 설정 버튼이 선택된 것으로 확인되면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 스크린 표시부(54)에 표시되는 화상이 설정 화상으로 전환되게 할 수 있다 (제S64 단계). 상기 제S64 단계의 수행 후, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 귀환할 수 있다.After performing step S63, the
상기 취소 버튼이 선택된 것으로 확인되면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 스크린 표시부(54)에 표시되는 화상이 상기 초기 화상으로 전환되게 할 수 있다 (제S65 단계). 상기 제S65 단계의 수행 후, 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 귀환할 수 있다.If it is confirmed that the cancel button is selected, the sub-MPU 14 may cause the image displayed on the
한편, 상기 제S53 단계에서 상기 1sec 타스크 인터럽트가 발생된 것으로 확인되면, 상기 서브 MPU(14)는 상기 FPGA(16)에 저장된 실제 시간을 이용하여 현재 시간 및 날짜를 갱신할 수 있다(제S66 단계). 상기 제S66 단계의 수행 후 상기 서브 MPU(14)는 상기 제S51 단계로 되돌아 갈 수 있다.On the other hand, if it is determined in step S53 that the 1sec task interrupt is generated, the sub-MPU 14 may update the current time and date using the actual time stored in the FPGA 16 (step S66). ). After performing step S66, the
상술한 바와 같이, 상기 아크 풀래시감지를 통한 전력 차단 기능을 가지는 수배전 설비에서는, 상기 수배전 설비의 내부 조도에 따른 환경적 아크 성분 광량이 각 수납 공간 내에서 발생될 수 있는 아크 풀래시감지에 옵셋 보정량으로 사용될 수 있다. 그런 만큼, 각 수납 공간에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬가 정확하게 감지될 수 있다. 그에 따라, 아크 풀래시발생에 대응하여 전력이 정확하게 차단될 수 있고 불필요한 정전이 방지될 수 있다.As described above, in a power distribution facility having a power interruption function through the arc pull-lash detection, an arc pull-lash detection in which the amount of environmental arc component light according to the internal illuminance of the power distribution facility may be generated in each storage space. Can be used as an offset correction amount. As such, the arc flash that can be generated in each storage space can be accurately detected. Accordingly, the power can be cut off accurately in response to the arc pull-out, and unnecessary power failure can be prevented.
또한, 각 수납 공간에서의 아크 플래쉬의 발생이 루프 아크 감지 신호와 포인트 아크 감지 신호에 근거하여 2회의 검사 과정을 통하여 결정된다. 그런 만큼, 상기 아크 플래쉬의 발생이 정확하게 검출될 수 있다. 그에 따라, 아크 풀래시발생에 대응하여 전력의 차단이 좀 더 정확하게 수행될 수 있다.In addition, generation of the arc flash in each storage space is determined through two inspection processes based on the loop arc detection signal and the point arc detection signal. As such, the occurrence of the arc flash can be detected accurately. Accordingly, the power cutoff can be more accurately performed in response to the arc pulllash.
게다가, 임계 트립 레벨과 감지된 아크 플래쉬의 크기의 비교를 통해 하드웨어적으로 전력의 차단이 개시된 후 소프트웨어적으로 상기 전력의 차단이 연속될 수 있다. 그런 만큼, 긴급 상황의 발생 시에 전력의 차단이 신속하게 진행될 수 있다. 그에 따라, 수배전 설비 내의 수배전 소자들의 손상이 최소화 될 수 있다.In addition, the shutoff of the power may be continued in software after the shutdown of the power is initiated in hardware through a comparison of the threshold trip level and the sensed arc flash size. As such, the interruption of power can proceed quickly in the event of an emergency. Accordingly, damage to the water distribution elements in the water distribution facility can be minimized.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 아크 풀래시감지를 통한 차단 기능을 가지는 수배전 설비를 실시하기 위한 실시 예들에 불과하다. 그런 만큼, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에 기재된 바와 같이 본 발명의 요지 및 기술적 정신을 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 포함하는 것으로 보호되어야 할 것이다.What has been described above is only embodiments for carrying out a power distribution facility having a blocking function through arc pull-lash detection according to the present invention. As such, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may vary without departing from the spirit and technical spirit of the present invention as described in the claims below. It should be protected to cover the extent to which changes can be made.
10 ; 제어 모듈 12 ; 메인 MPU
14 ; 서브 MPU 16 ; FPGA
18 ; 아날로그 멀티플렉서 20; 조작부
22 ; 원격 수신부 24 ; 트립 레벨 설정부
30 ; 광 감지 모듈 32 ; 전류 감지 모듈
34 ; 접근 감지 유닛 36 ; 도어 감지 유닛
40 ; 트립 코일 구동 유닛 42, 44 ; 제1 및 제2 광 알림부
50 ; LED 표시부 52 ; 스크린 표시부
54 ; 음성 출력부10; A
14;
18; An
22;
30; A
34; An
40; Trip
50;
54; Audio output
Claims (12)
상기 차단기의 트립 코일을 구동하기 위한 트립 코일 구동 유닛;
상기 수납 공간들 중 어느 하나에서의 조도를 감지하여 그 감지된 조도를 아크 옵셋으로 공급하는 옵셋 감지 유닛;
상기 아크 옵셋을 적용하여 상기 수납 공간들 각각에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬를 감지하는 적어도 두개의 포인트 광 감지 유닛;
상기 수납 공간들에 배치된 교류 전압 라인들을 통해 흐르는 상전류들을 감지하기 위한 전류 감지 모듈; 및
상기 포인트 광 감지 유닛로부터의 광 감지 신호들에 근거하여 상기 수납 공간들중 어느 하나에서 상기 아크 플래쉬의 발생이 검출되고, 그 검출된 아크 플래쉬의 세기, 지속시간 및 해당 수납 공간에서의 최근 일정 기간의 발생 횟수를 이용하여 아크 풀래시에너지 레벨을 산출하고, 상기 전류 감지 모듈에 의해 감지된 상전류들에 근거하여 부하 레벨을 산출하고, 상기 아크 풀래시에너지 레벨 및 상기 부하 레벨에 근거하여 트립의 필요성을 판단하고, 그 판단된 트립의 필요성 여부에 따라 상기 트립 코일 구동 유닛으로 하여금 상기 차단기의 상기 트립 코일을 구동하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 고압배전반.A circuit breaker for selectively blocking power flowing into at least electrical elements in the receiving spaces;
A trip coil drive unit for driving the trip coil of the breaker;
An offset detection unit for detecting illuminance in any one of the storage spaces and supplying the detected illuminance to an arc offset;
At least two point light sensing units configured to apply the arc offset to detect an arc flash generated in each of the storage spaces;
A current sensing module for sensing phase currents flowing through AC voltage lines disposed in the accommodation spaces; And
The occurrence of the arc flash is detected in any of the receiving spaces based on the light sensing signals from the point light sensing unit, and the intensity, duration and the latest fixed duration of the detected arc flash in the corresponding storage space. Calculates the arc full flash energy level using the number of occurrences of?, Calculates a load level based on the phase currents sensed by the current sensing module, and needs a trip based on the arc pull energy level and the load level. And a control module for causing the trip coil drive unit to drive the trip coil of the breaker according to whether or not the trip is determined.
상기 수납 공간들의 도어의 개폐 상태를 감지하는 도어 감지 유닛;
상기 수납 공간들로의 접근자의 접근 거리를 감지하는 접근 거리 감지 유닛; 및
상기 접근자의 접근 상태를 표시하는 표시부를 추가로 포함하고,
상기 제어 모듈은 상기 도어 감지 유닛으로부터의 도어 개폐 감지 신호로부터 상기 도어의 개방을 확인할 때 상기 접근 거리 감지 유닛에 의해 감지된 접근 거리가 상기 표시부를 통해 표시되게 제어하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 고압배전반.The method of claim 1,
A door detecting unit detecting a opening / closing state of the doors of the storage spaces;
An approach distance detecting unit detecting an approach distance of an accessor to the storage spaces; And
Further comprising a display unit for displaying the access status of the accessor,
The control module controls the arc flash detection to display the approach distance detected by the approach distance detection unit through the display unit when confirming the opening of the door from the door open / close detection signal from the door detection unit. High voltage switchgear with blocking function.
임계 트립 레벨을 설정하는 트립 레벨 설정부;
상기 아크 옵셋을 적용하여 상기 수납공간들 모두에서 상기 아크 플래쉬의 발생을 감지하는 루프 광 감지 유닛; 및
상기 임계 트립 레벨 및 상기 루프 광 감지 유닛으로부터의 광 감지 신호에 근거하여 상기 트립 코일 구동 유닛으로 하여금 상기 구동 코일을 선택적으로 구동하게 하는 구동 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 고압배전반.The method of claim 1,
A trip level setting unit for setting a threshold trip level;
A loop light sensing unit configured to detect the occurrence of the arc flash in all the storage spaces by applying the arc offset; And
And a drive controller for causing the trip coil drive unit to selectively drive the drive coil based on the threshold trip level and the light sensing signal from the loop light sensing unit. High voltage switchgear with cutoff function.
상기 수납 공간에서의 아크 성분 광을 감지하는 제1 광 센서;
상기 옵셋 감지 유닛으로부터의 상기 아크 옵셋을 이용하여 상기 제1 광 센서로부터 광 감지 신호를 보정하는 제1 옵셋 보정부; 및
상기 옵셋 보정된 광 감지 신호를 증폭하는 제1 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 고압배전반.The device of claim 3, wherein the point light sensing unit is:
A first optical sensor detecting an arc component light in the storage space;
A first offset correction unit that corrects a light detection signal from the first optical sensor using the arc offset from the offset detection unit; And
And a first amplifier for amplifying the offset-corrected light sensing signal.
제 1 LED; 및
상기 제어 모듈의 제어하에 상기 제1 LED의 점멸 주기를 조절하여 해당 수납 공간에서의 상기 아크 플래쉬의 발생 여부가 지시되게 하는 제1 LED 구동부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 고압배전반.The method of claim 6, wherein the point light unit is:
A first LED; And
Under the control of the control module, the flashing period of the first LED is controlled by the arc flash detection, characterized in that it further comprises a first LED driver to indicate whether or not the occurrence of the arc flash in the storage space; High voltage switchgear with function.
상기 아크 성분 광을 감지하는 제2 광 센서;
상기 수납 공간들 내의 아크 성분 광을 상기 제2 광 센서 쪽으로 안내하는 광 섬유 케이블;
상기 옵셋 감지 유닛으로부터의 상기 아크 옵셋을 이용하여 상기 제2 광 센서로부터 광 감지 신호를 보정하는 제2 옵셋 보정부; 및
상기 옵셋 보정된 광 감지 신호를 증폭하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 고압배전반.4. The loop light sensing unit of claim 3, wherein:
A second optical sensor for sensing the arc component light;
An optical fiber cable for guiding arc component light in the receiving spaces toward the second optical sensor;
A second offset correction unit that corrects a light detection signal from the second optical sensor using the arc offset from the offset detection unit; And
And a second amplifier for amplifying the offset-corrected light sensing signal.
제 2 LED; 및
상기 제어 모듈의 제어하에 상기 제2 LED의 점멸 주기를 조절하여 상기 수납 공간들중 어느 하나에서의 상기 아크 플래쉬의 발생 여부가 지시되게 하는 제2 LED 구동부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 고압배전반.10. The device of claim 8, wherein the point light unit is:
A second LED; And
And a second LED driver configured to control whether a flashing period of the second LED is controlled under the control of the control module to indicate whether the arc flash is generated in any one of the storage spaces. High-voltage switchgear with cutoff through detection.
상기 차단기의 트립 코일을 구동하기 위한 트립 코일 구동 유닛;
상기 수납 공간들 중 어느 하나에서의 조도를 감지하여 그 감지된 조도를 아크 옵셋으로 공급하는 옵셋 감지 유닛;
상기 아크 옵셋을 적용하여 상기 수납 공간들 각각에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬를 감지하는 적어도 두개의 포인트 광 감지 유닛;
상기 수납 공간들에 배치된 교류 전압 라인들을 통해 흐르는 상전류들을 감지하기 위한 전류 감지 모듈; 및
상기 포인트 광 감지 유닛로부터의 광 감지 신호들에 근거하여 상기 수납 공간들중 어느 하나에서 상기 아크 플래쉬의 발생이 검출되고, 그 검출된 아크 플래쉬의 세기, 지속시간 및 해당 수납 공간에서의 최근 일정 기간의 발생 횟수를 이용하여 아크 풀래시에너지 레벨을 산출하고, 상기 전류 감지 모듈에 의해 감지된 상전류들에 근거하여 부하 레벨을 산출하고, 상기 아크 풀래시에너지 레벨 및 상기 부하 레벨에 근거하여 트립의 필요성을 판단하고, 그 판단된 트립의 필요성 여부에 따라 상기 트립 코일 구동 유닛으로 하여금 상기 차단기의 상기 트립 코일을 구동하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 저압배전반.A circuit breaker for selectively blocking power flowing into at least electrical elements in the receiving spaces;
A trip coil drive unit for driving the trip coil of the breaker;
An offset detection unit for detecting illuminance in any one of the storage spaces and supplying the detected illuminance to an arc offset;
At least two point light sensing units configured to apply the arc offset to detect an arc flash generated in each of the storage spaces;
A current sensing module for sensing phase currents flowing through AC voltage lines disposed in the accommodation spaces; And
The occurrence of the arc flash is detected in any of the receiving spaces based on the light sensing signals from the point light sensing unit, and the intensity, duration and the latest fixed duration of the detected arc flash in the corresponding storage space. Calculates the arc full flash energy level using the number of occurrences of?, Calculates a load level based on the phase currents sensed by the current sensing module, and needs a trip based on the arc pull energy level and the load level. And a control module configured to cause the trip coil drive unit to drive the trip coil of the breaker according to whether the trip is determined or not.
상기 차단기의 트립 코일을 구동하기 위한 트립 코일 구동 유닛;
상기 수납 공간들 중 어느 하나에서의 조도를 감지하여 그 감지된 조도를 아크 옵셋으로 공급하는 옵셋 감지 유닛;
상기 아크 옵셋을 적용하여 상기 수납 공간들 각각에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬를 감지하는 적어도 두개의 포인트 광 감지 유닛;
상기 수납 공간들에 배치된 교류 전압 라인들을 통해 흐르는 상전류들을 감지하기 위한 전류 감지 모듈; 및
상기 포인트 광 감지 유닛로부터의 광 감지 신호들에 근거하여 상기 수납 공간들중 어느 하나에서 상기 아크 플래쉬의 발생이 검출되고, 그 검출된 아크 플래쉬의 세기, 지속시간 및 해당 수납 공간에서의 최근 일정 기간의 발생 횟수를 이용하여 아크 풀래시에너지 레벨을 산출하고, 상기 전류 감지 모듈에 의해 감지된 상전류들에 근거하여 부하 레벨을 산출하고, 상기 아크 풀래시에너지 레벨 및 상기 부하 레벨에 근거하여 트립의 필요성을 판단하고, 그 판단된 트립의 필요성 여부에 따라 상기 트립 코일 구동 유닛으로 하여금 상기 차단기의 상기 트립 코일을 구동하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 전동기제어반.A circuit breaker for selectively blocking power flowing into at least electrical elements in the receiving spaces;
A trip coil drive unit for driving the trip coil of the breaker;
An offset detection unit for detecting illuminance in any one of the storage spaces and supplying the detected illuminance to an arc offset;
At least two point light sensing units configured to apply the arc offset to detect an arc flash generated in each of the storage spaces;
A current sensing module for sensing phase currents flowing through AC voltage lines disposed in the accommodation spaces; And
The occurrence of the arc flash is detected in any of the receiving spaces based on the light sensing signals from the point light sensing unit, and the intensity, duration and the latest fixed duration of the detected arc flash in the corresponding storage space. Calculates the arc full flash energy level using the number of occurrences of?, Calculates a load level based on the phase currents sensed by the current sensing module, and needs a trip based on the arc pull energy level and the load level. And a control module for causing the trip coil drive unit to drive the trip coil of the breaker according to whether the trip is determined or not.
상기 차단기의 트립 코일을 구동하기 위한 트립 코일 구동 유닛;
상기 수납 공간들 중 어느 하나에서의 조도를 감지하여 그 감지된 조도를 아크 옵셋으로 공급하는 옵셋 감지 유닛;
상기 아크 옵셋을 적용하여 상기 수납 공간들 각각에서 발생될 수 있는 아크 플래쉬를 감지하는 적어도 두개의 포인트 광 감지 유닛;
상기 수납 공간들에 배치된 교류 전압 라인들을 통해 흐르는 상전류들을 감지하기 위한 전류 감지 모듈; 및
상기 포인트 광 감지 유닛로부터의 광 감지 신호들에 근거하여 상기 수납 공간들중 어느 하나에서 상기 아크 플래쉬의 발생이 검출되고, 그 검출된 아크 플래쉬의 세기, 지속시간 및 해당 수납 공간에서의 최근 일정 기간의 발생 횟수를 이용하여 아크 풀래시에너지 레벨을 산출하고, 상기 전류 감지 모듈에 의해 감지된 상전류들에 근거하여 부하 레벨을 산출하고, 상기 아크 풀래시에너지 레벨 및 상기 부하 레벨에 근거하여 트립의 필요성을 판단하고, 그 판단된 트립의 필요성 여부에 따라 상기 트립 코일 구동 유닛으로 하여금 상기 차단기의 상기 트립 코일을 구동하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 플래시 감지를 통해 차단 기능을 가지는 분전반.A circuit breaker for selectively blocking power flowing into at least electrical elements in the receiving spaces;
A trip coil drive unit for driving the trip coil of the breaker;
An offset detection unit for detecting illuminance in any one of the storage spaces and supplying the detected illuminance to an arc offset;
At least two point light sensing units configured to apply the arc offset to detect an arc flash generated in each of the storage spaces;
A current sensing module for sensing phase currents flowing through AC voltage lines disposed in the accommodation spaces; And
The occurrence of the arc flash is detected in any of the receiving spaces based on the light sensing signals from the point light sensing unit, and the intensity, duration and the latest fixed duration of the detected arc flash in the corresponding storage space. Calculates the arc full flash energy level by using the number of occurrences of? And a control module for causing the trip coil driving unit to drive the trip coil of the breaker according to whether the trip is determined or not.
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