KR101377190B1 - 수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 장치 및 방법. - Google Patents

수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 장치 및 방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 수배전반이 다수로 연결되어 접지되도록 하는 접지부스바; 상기 수배전반 각각의 상기 접지부스바에 누설전류를 측정하도록 설치되는 누설전류센서; 상기 수배전반 각각의 내측에 발생되는 아크를 검출하도록 설치되는 아크검출센서; 상기 수배전반에 인가되는 3상 전압을 측정하기 위하여 마련되는 3상전압측정부; 상기 누설전류센서 각각으로부터 측정되는 누설전류와 상기 아크검출센서 각각으로부터 검출되는 아크로부터 상기 수배전반의 누설 및 아크 발생을 감시하고, 상기 3상전압측정부로부터 측정된 3상 전압으로부터 수배전반에서 누설 또는 아크가 발생한 상을 판단하는 판단부; 및 상기 판단부에 의해 감시 및 판단한 결과를 외부로 출력하는 출력부를 포함하도록 한 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수배전반의 누설 및 그 위치 뿐만 아니라, 수배전반에 대한 아크 발생 및 발생 상 등을 판단하여, 수배전반에 대한 안전 관리를 정확하면서도 용이하게 수행하도록 한다.

Description

수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 장치 및 방법.{Phase identification appratus and method of of leakage and arc on switchgear}
본 발명은 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수배전반의 누설 및 그 위치 뿐만 아니라, 수배전반에 대한 아크 발생 및 발생 상을 판단하여 수배전반 관리의 효율성과 신뢰성을 높이도록 하는 수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 수배전반이라 함은 송전선으로부터 고압, 예컨대 한국전력으로부터 고압을 인입받아 저압으로 변환하여, 빌딩, 공장, 가정, 공공기관, 교육시설 등의 수용처에 배전하고, 계기, 표시등, 계전기, 개폐기 등을 배치하여 전로의 개폐나 기기의 제어, 그리고 감시가 용이하도록 한다.
이러한 수배전반은 내부에 흐르는 고압의 전류가 인체에 노출되지 않도록 안전 사고의 방지 기능을 가지며, 내부 기기로부터 발생되는 기관의 기기음, 흡기음, 배기음 및 진동음 등의 소음을 차단하는 역할을 하며, 눈이나 비를 차단함으로써 산성화된 눈과 비로 인하여 내부 기기들이 부식되지 않도록 방지하고, 그 밖에 직사광선으로부터 내부 기기의 온도상승을 방지하도록 한다.
이와 같은 종래의 수배전반은 다수로 배열되는데, 누설이 발생할 경우, 이를 해결하기 위하여 누설되는 수배전반의 위치를 정확하게 판단해야 하는데, 이에 많은 시간과 노력이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.
이를 해결하기 위하여, 한국등록특허 제1138735호의 "접지 부스바 통전 전류를 이용한 누설 수배전반 위치 판단 방법 및 장치"가 제시된 바 있는데, 이는 접지 부스바를 통해 공통으로 연결되어 접지되는 N개의 수배전반에 있어서, 상기 각 수배전반의 접지부스바에 설치되어 있는 N개의 배전반 누설전류센서; 최종 접지단에 설치되어 있는 접지 누설전류센서; 및 상기 N개의 누설전류센서와 접지 누설센서로부터 측정전류를 입력받아 누설위치를 판단하여 표시하는 누설위치판단패널로 구성되고, 상기 누설위치 판단패널은 센서 인터페이스부와, 상기 센서 인터페이스부를 통해 감지된 전류값을 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환기와, 누설위치를 표시하기 위한 표시부와, 누설위치 판단 알고리즘이 저장된 롬과, 상기 센서 인터페이스를 통해 측정전류값을 입력받고 상기 롬에 탑재된 알고리즘을 실행하여 상기 접지 누설전류센서의 측정값이 설정된 기준값보다 크면 누설로 판단하고, 상기 접지 누설전류센서의 측정값과 상기 배전반누설전류센서의 측정값을 비교하여 누설위치를 검출한 후 상기 표시부에 표시하는 마이컴으로 구성된다.
그러나, 종래의 누설 수배전반 위치 판단 방법 및 장치는 누설의 위치 판단 외에 수배전반의 안전과 관련된 요소를 판단하지 못하고, 이로 인해 수배전반의 안전 관리에 대한 정확도와 신뢰도를 높이는데 한계를 가지는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수배전반의 누설 및 그 위치 뿐만 아니라, 수배전반에 대한 아크 발생 및 발생 상을 판단하여, 수배전반에 대한 안전 관리를 정확하면서도 용이하게 수행하도록 하는데 목적이 있다. 본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 수배전반이 다수로 연결되어 접지되도록 하는 접지부스바; 상기 수배전반 각각의 상기 접지부스바에 누설전류를 측정하도록 설치되는 누설전류센서; 상기 수배전반 각각의 내측에 발생되는 아크를 검출하도록 설치되는 아크검출센서; 상기 수배전반에 인가되는 3상 전압을 측정하기 위하여 마련되는 3상전압측정부; 상기 누설전류센서 각각으로부터 측정되는 누설전류와 상기 아크검출센서 각각으로부터 검출되는 아크로부터 상기 수배전반의 누설 및 아크 발생을 감시하고, 상기 3상전압측정부로부터 측정된 3상 전압으로부터 수배전반에서 누설 또는 아크가 발생한 상을 판단하는 판단부; 및 상기 판단부에 의해 감시 및 판단한 결과를 외부로 출력하는 출력부를 포함하는 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치가 제공된다.
상기 아크검출센서는 조도센서로 이루어지고, 상기 3상전압측정부는 상기 수배전반에 전압의 변압을 위해서 설치되는 전압변성기로 이루어질 수 있다.
상기 수배전반에 대하여 누설의 판단 기준이 되는 설정전류값과 아크 발생의 판단 기준이 되는 설정아크값을 각각 원하는 값으로 설정하기 위한 설정부를 더 포함하고, 상기 판단부는 상기 누설전류센서에 의해 측정된 누설전류와 상기 설정전류값의 비교를 통해 누설 위치를 판단하고, 상기 아크검출센서에 의해 검출된 아크 크기와 상기 설정아크값의 비교를 통해 아크 발생 위치를 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 접지부스바에 의해 다수로 연결되어 접지된 수배전반 각각의 접지부스바에 설치되는 누설전류센서에 의해 측정된 전류로부터 누설을 판단하는 단계; 상기 수배전반 각각의 내측에 설치되는 아크검출센서에 의해 검출되는 아크 크기로부터 아크의 발생을 판단하는 단계; 및 상기 수배전반에 인가되는 3상 전압을 측정하기 위한 3상전압측정부로부터 수배전반에서 상기 누설 또는 상기 아크가 발생한 상 위치를 검출하는 단계를 포함하는 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 방법이 제공된다.
상기 누설전류센서로부터 측정된 누설전류가 설정전류값보다 크고, 이와 동시에 상기 아크검출센서로부터 검출된 아크 크기가 설정아크값보다 큰 경우, 해당하는 수배전반이 아크 고장인 것으로 판단하는 단계; 및 상기 누설전류센서로부터 측정된 누설전류가 설정전류값보다 크고, 이와 동시에 상기 아크검출센서로부터 검출된 아크 크기가 설정아크값보다 같거나 작은 경우, 해당하는 수배전반이 누설인 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상 위치를 검출하는 단계는 상기 누설전류센서에서 측정되는 누설전류와 상기 3상전압측정부에서 측정되는 3상 전압의 위상을 비교하여, 수배전반에서 누설이 발생한 상의 위치를 검출할 수 있다.
상기 상 위치를 검출하는 단계는 상기 누설전류센서에서 측정되는 누설전류와 상기 아크검출센서에서 검출되는 아크 크기의 출력과 상기 3상전압측정부에서 측정되는 3상 전압의 위상을 비교하여, 수배전반에서 아크가 발생한 상의 위치를 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치 및 방법에 의하면, 수배전반의 누설 및 그 위치 뿐만 아니라, 수배전반에 대한 아크 발생 및 발생 상 등을 판단하여, 수배전반에 대한 안전 관리를 정확하면서도 용이하게 수행하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치를 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 방법을 도시한 흐름도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 방법에서, 3상 전압과 누설전류의 위상 비교를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치(100)는 접지부스바(110), 누설전류센서(120), 아크검출센서(130), 3상전압측정부(140), 판단부(150) 및 디스플레이부(160)를 포함할 수 있다.
접지부스바(110)는 수배전반(P1,P2,...,Pn)이 다수로 연결되어 접지되도록 하는데, 이를 위해 다수로 배열되는 수배전반(P1,P2,...,Pn)에 외함접지단자(111)를 통해 공통적으로 연결됨으로써 수배전반(P1,P2,...,Pn)이 접지되도록 한다. 여기서 수배전반(P1,P2,...,Pn)은 5개로 이루어짐을 예로 들어 설명하고, 제 1 수배전반(P1)을 인입 배전반이라고 할 수 있으며, 제 5 수배전반(P5)을 말단 배전반이라고 할 수 있다. 또한 접지부스바(110)는 수배전반(P1,P2,...,Pn)에서 발생하는 누설전류를 접지로 흘려주기 위하여, 도전성 재질, 예컨대 동(Cu) 재질의 바(bar) 형태로 이루어질 수 있고, 도체로 이루어진 외함접지단자(111)에 의해 수배전반(P1,P2,...,Pn) 외함과 전기적으로 연결되도록 한다. 한편 수배전반(P1,P2,...,Pn)의 내측에는 외부로부터 인가되는 고압 전압 또는 분배 전압이 공급됨과 아울러, 배전에 필요한 각종 전력기기(10)가 설치될 수 있다.
누설전류센서(120)는 수배전반(P1,P2,...,Pn) 각각의 접지부스바(110)에 누설전류를 측정하도록 설치되고, 수배전반(P1,P2,...,Pn) 각각에 대응되도록 접지부스바(110)에 각각 설치될 수 있으며, 누설전류를 각각 측정하여 이를 신호로서 판단부(150)로 출력할 수 있고, 수배전반(P1,P2,...,Pn)과 동일한 개수로 이루어질 수 있다.
아크검출센서(130)는 수배전반(P1,P2,...,Pn) 각각의 내측에 발생되는 아크를 검출하도록 설치되고, 일례로 광의 세기를 측정하는 조도센서로 이루어질 수 있으며, 이 밖에도 다양한 아크 검출 방식의 센서가 사용될 수 있으며, 아크 검출에 유리한 위치에 설치될 수 있다.
3상전압측정부(140)는 수배전반(P1,P2,...,Pn)에 인가되는 3상 전압을 측정하기 위하여 마련되는데, 일례로 3상 전압을 측정하기 위한 다수의 전압센서로 이루어질 수 있고, 이와 달리, 본 실시예에서처럼 수배전반(P1,P2,...,Pn)에 전압의 변압을 위하여 설치되는 전압변성기로 이루어질 수 있으며, 전압변성기의 경우 각 상의 전압을 변압하도록 3개로 이루어질 수 있는데, 이 경우 후술하게 될 판단부(150)는 전압변성기 각각의 변압값으로부터 3상 전압을 검출하도록 하는 소자 및 회로를 포함할 수 있다.
판단부(150)는 누설전류센서(120) 각각으로부터 측정되는 누설전류와 아크검출센서(130) 각각으로부터 검출되는 아크로부터 수배전반(P1,P2,...,Pn)의 누설 및 아크 발생을 감시하고, 3상전압측정부(140)로부터 측정된 3상 전압으로부터 수배전반(P1,P2,...,Pn)에서 누설 또는 아크가 발생한 전압의 상을 판단하도록 한다. 따라서 누설이나 아크가 발생한 수배전반 내에서, 누설이나 아크가 발생한 상에 해당하는 전력선이나 이에 연결되는 전력기기(10)의 점검을 통해서, 누설이나 아크가 발생한 부분을 정확하게 판단하여 신속한 조치를 취할 수 있도록 한다.
또한 판단부(150)는 누설전류센서(120)와 아크검출센서(130) 그리고 3상전압측정부(140)로부터 각각 수신되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하기 위한 ADC(Analog-Digital Converter)가 마련될 수 있다. 또한 판단부(150)는 수배전반(P1,P2,...,Pn) 각각에 설치되어 누설전류센서(120)와 아크검출센서(130) 각각에 연결되는 센서모듈(151)을 통해서 누설전류센서(120)와 아크검출센서(130)로부터 각각 출력되는 신호를 수신받을 수 있다. 여기서 센서모듈(151)은 수배전반(P1,P2,...,Pn) 각각을 기준으로 누설전류센서(120)와 아크검출센서(130)의 접속을 위한 인터페이스 기능을 가질 수 있다.
접지부스바(110)의 최종 접지단에 누설전류를 측정하도록 접지누설전류센서(170)가 설치될 수 있다. 이때 판단부(150)는 접지누설전류센서(170)로부터 측정되는 누설전류와 누설전류센서(120) 각각으로부터 측정되는 누설전류를 비교하여 누설전류가 발생하는 수배전반(P1,P2,...,Pn)의 위치를 검출할 수 있고, 아크검출센서(130)에 의해 검출되는 아크 크기가 설정된 아크값보다 큰 수배전반(P1,P2,...,Pn)의 위치를 검출함으로써 누설 등으로 인해 문제가 발생한 수배전반(P1,P2,...,Pn)의 위치를 정확하게 검출하도록 할 수 있다.
배전반(P1,P2,...,Pn)에 대하여, 누설의 판단 기준이 되는 설정전류값과 아크 발생의 판단 기준이 되는 설정아크값을 각각 원하는 값으로 설정하기 위하여, 입력장치로 이루어지는 설정부(180)가 마련될 수 있다. 따라서 판단부(150)는 누설전류센서(120)에 의해 측정된 누설전류와 설정부(180)에 설정된 설정전류값의 비교를 통해 누설 위치를 판단할 수 있고, 아크검출센서(130)에 의해 검출된 아크 크기와 설정부(180)에 설정된 설정아크값의 비교를 통해 아크 발생 위치를 판단할 수 있다. 한편, 판단부(150)에 의해 아크 발생의 판단 기준이 되는 설정아크값 또는 설정부(180)에 의해 설정되는 설정아크값은 수배전반(P1,P2,...,Pn) 내의 표시등이나 외부 조명의 광 또는 태양광 등으로 인한 노이즈를 제거할 수 있는 범위 내에서 정해질 수 있다. 또한 판단부(150)는 아크검출센서(130)를 통해서 아크 발생 여부를 판단시, 표시등이나 외부 조명의 광 또는 태양광 등의 시간적 또는 조도 등을 고려하여 노이즈를 제거하여, 아크의 실측값을 얻도록 보정할 수 있다.
출력부(160)는 판단부(150)에 의해 감시 및 판단한 결과를 외부로 출력하도록 하는데, 일례로 판단부(150)에 의해 감시 및 판단한 결과를 외부로 디스플레이하는 모니터, 표시창 등의 디스플레이부로 이루어질 수 있고, 다른 예로서 상기한 결과를 외부로 프린팅하는 프린터로 이루어질 수 있으며, 이 밖에도 다양한 출력장치가 사용될 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치(100)의 구체적인 동작을 본 발명의 다른 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 방법을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 방법은 접지부스바(110)에 의해 다수로 연결되어 접지되는 수배전반(P1,P2,...,Pn) 각각의 접지부스바(110)에 설치되는 누설전류센서(120)에 의해 측정된 누설전류로부터 누설을 판단하는 단계(S11,S12)와, 수배전반(P1,P2,...,Pn) 각각의 내측에 설치되는 아크검출센서(130)에 의해 검출되는 아크 크기로부터 아크의 발생을 판단하는 단계(S13,S14)와, 수배전반(P1,P2,...,Pn)에 인가되는 3상 전압을 측정하기 위한 3상전압측정부(140)로부터 수배전반(P1,P2,...,Pn)에서 누설 또는 아크가 발생한 상의 위치를 검출하는 단계(S15,S18)를 포함할 수 있다.
누설을 판단하는 단계(S11,S12)에 의하면, 누설전류센서(120) 각각으로부터 누설전류(ILK)를 측정하여(S11), 측정된 누설전류(ILK)가 일정값, 즉 설정전류값(ISET)의 초과 여부에 따라(S12) 수배전반에 누설이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 누설이 발생되는 수배전반(P1,P2,...,Pn)의 위치는 각 수배전반(P1,P2,...,Pn)에 연결된 누설전류센서(120)의 값들을 비교(S12)하여 판단할 수 있는데, 일례로 누설이 발생한 수배전반부터 접지가 연결된 수배전반까지 동일한 누설전류가 감지되므로, 누설전류(ILK)가 감지된 수배전반 중 접지에서 가장 먼 곳의 수배전반에서 누설이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 예컨대 도 1에서 제 3 수배전반(P3)에서 누설이 발생하면, 제 3 수배전반(P3), 제 2 수배전반(P2), 제 1 수배전반(P1) 각각에 설치되는 누설전류센서(120)에서 측정되는 누설전류(ILK)의 크기가 기준값, 예컨대 설정전류값(ISET) 대비 증가하게 되므로, 접지에서 가장 멀리 떨어진 제 3 수배전반(P3)에서 누설이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
누설을 판단하는 단계(S11,S12)는 수배전반(P1,P2,...,Pn)에 설치된 누설전류센서(120)에서 측정된 누설전류의 값 중에서 인접하는 수배전반의 누설전류 차이와 접지누설전류센서(170)에서 측정된 누설전류의 크기를 비교하여 누설이 발생한 수배전반의 위치를 판단할 수 있다. 또한 수배전반(P1,P2,...,Pn)에 설치된 누설전류센서(120)와 접지누설전류센서(170) 간의 측정된 누설전류를 서로 비교하여 누설이 발생한 수배전반의 위치를 판단할 수 있다.
아크의 발생을 판단하는 단계(S13,S14)는 아크검출센서(130) 각각으로부터 아크 크기를 측정하여(S13), 측정된 아크 크기가 일정값, 즉 설정아크값의 초과 여부에 따라(S14) 수배전반에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서 아크검출센서(130)로부터 아크를 검출시(S13), 검출되는 아크 크기를 아크전압(VARC)으로 표현할 수 있다. 여기서 아크전압(VARC)이란 아크검출센서(130)로부터 아크 검출로 인해 출력되는 전압에 해당할 수 있다. 또한 설정아크값은 설정전압값(VSET)으로 표현할 수 있다. 여기서 설정전압값(VSET)은 아크검출센서(130)로부터 설정아크값에 해당하는 아크 검출시 출력되는 전압에 해당할 수 있다. 한편 아크의 발생을 판단하는 단계(S13,S14)는 누설을 판단하는 단계(S11,S12)와 함께 판단부(150)에 의해 수행될 수 있다.
누설전류센서(120)로부터 측정된 누설전류가 설정전류값(ISET)보다 크고, 이와 동시에 아크검출센서(130)로부터 검출된 아크 크기(또는 출력되는 아크전압(VARC))가 설정아크값(또는 출력되는 설정전압값(VSET))보다 큰 경우, 해당하는 수배전반이 아크 고장인 것으로 판단할 수 있고(S15), 누설전류센서(120)로부터 측정된 전류가 설정전류값(ISET)보다 크고, 이와 동시에 아크검출센서(130)로부터 검출된 아크 크기(또는 출력되는 아크전압(VARC))가 설정아크값(또는 출력되는 설정전압값(VSET))보다 같거나 작은 경우, 해당하는 수배전반이 누설인 것으로 판단할 수 있다(S16).
상 위치를 검출하는 단계(S17,S18)는 판단부(150)에서 수행할 수 있는데, 일례로서, 3상전압측정부(140)에 의해 3상 전압(V3P)을 측정하고(S17), 누설전류센서(120)에서 측정되는 누설전류와 3상전압측정부(140)에서 측정되는 3상 전압(V3P)의 위상을 비교하여, 수배전반(P1,P2,...,Pn)에서 누설이 발생한 상의 위치를 검출할 수 있다(S18). 또한 상 위치를 검출하는 단계(S17,S19)은 다른 예로서, 3상전압측정부(140)에 의해 3상 전압(V3P)을 측정하고(S17), 누설전류센서(120)에서 측정되는 누설전류와 아크검출센서(130)에서 검출되는 아크 크기의 출력과 3상전압측정부(140)에서 측정되는 3상 전압(V3P)의 위상을 비교하여 수배전반(P1,P2,...,Pn)에서 아크가 발생한 상의 위치를 검출할 수도 있다(S18).
도 3 및 도 4를 참조하면, 누설전류센서(120)로부터 측정된 누설전류와 3상전압측정부(140)로부터 측정되는 A상, B상, C상을 가진 3상의 전압 위상을 비교하여, 누설전류의 위상과 전압의 위상이 가장 유사한 상에서 누설이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 어느 하나의 상에서만 누설이 발생한 것으로 가정할 수 있다. 이러한 판단을 수행하기 위하여, 판단부(150)는 위상의 검출 및 판단에 필요한 알고리즘을 구동하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 또한 판단부(150)는 전압과 전류를 동시에 샘플링하여, DFT 분석을 통해 기본파 위상을 비교하여, 누설상을 판단할 수 있는데, 도 3에서 3상 전압과 A상 누설전류를 동시에 샘플링할 수 있다. 이때, 3상 전압과 A상 누설전류를 DFT하여 기본파 위상을 그리면, 도 4에서와 같이 되며, 이로부터 A상에서 누설이 발생한 것으로 판단하게 된다.
일례로 조도센서로 이루어진 아크검출센서(130)로부터 아크의 검출에 의한 출력과 누설전류센서(120)로부터 누설전류의 검출에 의한 출력이 일정값 이상이면 해당하는 수배전반에서 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있고, 수배전반에서의 아크와 이와 무관한 불빛을 구별하기 위해, 누설전류센서(120)의 출력과 아크검출센서(130)의 출력을 동시에 고려하게 된다.
또한 아크 정보를 포함한 누설전류센서(120)의 출력과 3상전압측정부(140), 즉 전압변성기의 전압을 동시에 측정하여 위상을 비교하게 되고, 누설전류 위상과 전압 위상이 가장 유사한 상에서 아크 고장이 발생한 것으로 판단함으로써 누설의 정확도와 신뢰도를 높이도록 한다. 한편 누설전류가 위상을 판단할 정도로 큰 경우에만 아크 고장으로 판단할 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 수배전반 누설, 아크 감시 및 발생 상 판단 장치 및 방법에 의하면,수배전반의 누설 및 그 위치 뿐만 아니라, 수배전반에 대한 아크 발생 및 발생 상 등을 판단하여, 수배전반에 대한 안전 관리를 정확하면서도 용이하게 수행하도록 한다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
P1,P2,...Pn : 수배전반 10 : 전력기기
110 : 접지부스바 111 : 접지단자
120 : 누설전류센서 130 : 아크검출센서
140 : 3상전압측정부 150 : 판단부
160 : 출력부 170 : 접지누설전류센서
180 : 설정부

Claims (7)

  1. 수배전반이 다수로 연결되어 접지되도록 하는 접지부스바;
    상기 수배전반 각각의 상기 접지부스바에 누설전류를 측정하도록 설치되는 누설전류센서;
    상기 수배전반 각각의 내측에 발생되는 아크를 검출하도록 설치되는 아크검출센서;
    상기 수배전반에 인가되는 3상 전압을 측정하기 위하여 마련되는 3상전압측정부;
    상기 누설전류센서 각각으로부터 측정되는 누설전류와 상기 아크검출센서 각각으로부터 검출되는 아크로부터 상기 수배전반의 누설 및 아크 발생을 감시하고, 상기 3상전압측정부로부터 측정된 3상 전압으로부터 수배전반에서 누설 또는 아크가 발생한 상을 판단하는 판단부; 및 ;
    상기 수배전반에 대하여 누설의 판단 기준이 되는 설정전류값과 아크 발생의 판단 기준이 되는 설정아크값을 각각 원하는 값으로 설정하기 위한 설정부를 포함하고,
    상기 판단부는,
    상기 누설전류센서에 의해 측정된 누설전류와 상기 설정전류값의 비교를 통해 누설 위치를 판단하고, 상기 아크검출센서에 의해 검출된 아크 크기와 상기 설정아크값의 비교를 통해 아크 발생 위치를 판단하는 수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크검출센서는,
    조도센서로 이루어지고,
    상기 3상전압측정부는,
    상기 수배전반에 전압의 변압을 위해서 설치되는 전압변성기로 이루어지는 수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 장치.
  3. 삭제
  4. 접지부스바에 의해 다수로 연결되어 접지된 수배전반 각각의 접지부스바에 설치되는 누설전류센서에 의해 측정된 전류로부터 누설을 판단하는 단계;
    상기 수배전반 각각의 내측에 설치되는 아크검출센서에 의해 검출되는 아크 크기로부터 아크의 발생을 판단하는 단계;
    상기 수배전반에 인가되는 3상 전압을 측정하기 위한 3상전압측정부로부터 수배전반에서 상기 누설 또는 상기 아크가 발생한 상 위치를 검출하는 단계;
    상기 누설전류센서로부터 측정된 누설전류가 설정전류값보다 크고, 이와 동시에 상기 아크검출센서로부터 검출된 아크 크기가 설정아크값보다 큰 경우, 해당하는 수배전반이 아크 고장인 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 누설전류센서로부터 측정된 누설전류가 설정전류값보다 크고, 이와 동시에 상기 아크검출센서로부터 검출된 아크 크기가 설정아크값보다 같거나 작은 경우, 해당하는 수배전반이 누설인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 상 위치를 검출하는 단계는,
    상기 누설전류센서에서 측정되는 누설전류와 상기 3상전압측정부에서 측정되는 3상 전압의 위상을 비교하여, 수배전반에서 누설이 발생한 상의 위치를 검출하는 수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 상 위치를 검출하는 단계는,
    상기 누설전류센서에서 측정되는 누설전류와 상기 아크검출센서에서 검출되는 아크 크기의 출력과 상기 3상전압측정부에서 측정되는 3상 전압의 위상을 비교하여, 수배전반에서 아크가 발생한 상의 위치를 검출하는 수배전반의 누설전류와 아크가 발생한 전압의 상 판단 방법.
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