KR101549844B1 - System for monitoring arc and diagonosing overheat of distribution board by detecting infrared/ultraviolet and method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an arc monitoring degradation diagnostic system comprising: a sapphire window; a first optical filter for filtering and outputting infrared rays with the wavelength of 1-5 μm which enters through the sapphire window; a second optical filter for filtering and outputting light with the wavelength of 4.35 μm which enters through the sapphire window; an infrared ray sensor for detecting light with the wavelength of 4.4-5.0 μm output from the first optical filter, and light with the wavelength of 4.35 μm output from the second optical filter; an amplifier for outputting an amplification signal by amplifying the light detected from the infrared ray sensor; a band-pass filter for band-passing and outputting a flicker frequency signal of 5-20 Hz among amplification signals output from the amplifier; an ultraviolet light detection sensor for detecting ultraviolet rays; a pulse generation module for generating discharge pulse by the ultraviolet rays detected from the ultraviolet light detection sensor; a digital signal process module for outputting a digital signal by receiving the discharge pulse generated by the pulse generation module; and an arc generation determination module for outputting a non-arc signal when a digital signal is output from the digital signal process module and the flicker frequency signal of 5-20 Hz is output from the band-pass filter, and for outputting an arc signal when a digital signal is output from the digital signal process module and the flicker frequency signal of 5-20 Hz is not output from the band-pass filter.

Description

IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템 및 방법{SYSTEM FOR MONITORING ARC AND DIAGONOSING OVERHEAT OF DISTRIBUTION BOARD BY DETECTING INFRARED/ULTRAVIOLET AND METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc monitoring deterioration diagnosis system and method for an A /

본 발명은 아크 감시 열화 진단 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 IR/UV(infrared/ultraviolet) 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc monitoring deterioration diagnosis system and method, and more particularly, to an arc deterioration diagnosis system and method of an arc panel by IR / UV (infrared / ultraviolet) detection.

배전반의 아크(arc) 감지기는 아크가 감지되면 경보를 야기하여 화재나 사고를 미연에 방지하도록 구성된다.An arc detector of the switchboard is configured to cause an alarm when an arc is detected to prevent a fire or an accident in advance.

그런데, 아크가 아닌 다른 요인에 의해서도 경보가 야기될 수 있는데, 그러한 요인으로는 태양광, 인공광, 핫 바디(hot body)의 열복사선 등이 있다. 이러한 아크가 아닌 다른 요인들은 아크 감지기의 감지 오류를 발생시키게 되는 문제점이 있다.However, other factors besides the arc can also cause an alarm, such as sunlight, artificial light, and hot body radiation. Other factors other than these arcs cause a detection error of the arc detector.

태양광, 인공광, 핫 바디(hot body)의 열복사선과 아크 발생의 스펙트럼의 특성은 도 1과 같이 나타날 수 있다.The characteristics of the spectrum of solar radiation, artificial light, hot body, and arc generation can be shown in FIG.

도 1은 에너지원 별 스펙트럼 분포를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing a spectrum distribution by energy source.

도 1을 참조하면, 각 방사 에너지원 파장 대역의 방사 에너지의 상대 강도를 나타내며, 이때, 아크 화염으로부터 방사하는 적외선 중 1.0 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 가장 강한 고유 파장을 가지고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, the relative intensity of the radiant energy of each radiant energy source wavelength band is shown. At this time, it is found that the infrared intense radiation has the strongest intrinsic wavelength of 1.0 탆 to 5.0 탆.

이러한 현상은 도 1에서 나타나는 태양광이나 고온 물체로부터 방사된 적외선의 상대 강도의 스펙트럼 분포와는 크게 다르다.This phenomenon is greatly different from the spectral distribution of the relative intensity of infrared rays emitted from the sunlight or the high temperature object shown in Fig.

이러한 특성은 햇빛 등에 의한 자연광, 적외선 히터(heater)나 고온의 열을 방사하는 할로겐 램프 등과 같은 인공 광 등의 비 아크 경보 요인을 걸러낼 수 있는 중요한 포인트가 될 수 있다.Such characteristics can be an important point for filtering non-arc alarm factors such as natural light by sunlight, artificial light such as an infrared heater or a halogen lamp which emits heat at a high temperature.

실제로 배전반에서는 주로 접촉 불량, 단락, 누전 등의 원인으로 아크가 발생할 때 탄산가스 분자가 방출되는데, 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 중간 영역에서 공명 방사 발생한다. 이는 물체의 아크 발생 연소열에 의한 탄산가스가 열을 받아서 생기는 탄산가스 특유의 분광 특성과 동일하다.In an actual power distribution panel, carbon dioxide gas is released when an arc occurs due to a contact failure, a short circuit, or a short circuit, and resonance radiation occurs in an intermediate region of 4.4 μm to 5.0 μm. This is the same as the spectroscopic characteristic unique to carbon dioxide gas generated by the heat of the carbon dioxide gas generated by the arc generated combustion heat of the object.

다시 도 1을 참조하면, 이러한 최대 방사 강도를 갖는 파장 범위의 적외선은 아크 발생 시 고온의 탄산가스에 의해 방사되는 방사선과 일치함을 알 수 있다.Referring again to FIG. 1, it can be seen that the infrared rays in the wavelength range having the maximum radial intensity coincide with the radiation radiated by the high temperature carbon dioxide gas during arc generation.

그런데, 이러한 파장 대역의 신호는 화염에 의해서도 발생한다. 화염의 경우 화염의 점멸에 의해 적외선이 플리커(flicker) 주파수 특성을 갖는다.However, the signal of such a wavelength band is also generated by the flame. In the case of a flame, the infrared ray has a flicker frequency characteristic due to flame blinking.

종래의 아크 감지기는 주로 특정 파장 대역의 자외선을 통해 아크를 간접적으로 검출하기는 하지만, 햇빛과 조명에 의한 자외선 성분의 영향으로 외부 광의 영향 등을 받아 오동작의 우려가 높다. 이와 같이 접촉 불량, 단락 등에 의해 발생하는 아크에 의한 탄소 방출을 이용하여 감지하고 있지는 않다. 탄소 분자의 방출과 그로 인한 탄소 분자의 분광 특성은 접촉 불량, 단락, 누전 등의 아크 사고와 직접적으로 연관이 있기 때문에 위험한 아크 사고를 직접적으로 감지할 수 있다는 점에서 매우 고무적이다.Conventional arc detectors indirectly detect arcs mainly through ultraviolet rays of a specific wavelength band, but there is a high possibility of malfunction due to influence of external light due to ultraviolet rays caused by sunlight and illumination. In this way, it is not detected by using the carbon emission caused by arc, short circuit, or the like. The emission of carbon molecules and the spectroscopic characteristics of the resulting carbon molecules are influenced by the contact failure, short circuit, Because it is directly related to the accident, it is very encouraging in that it can directly detect dangerous arc accidents.

특히, 아크는 매우 짧은 시간 동안에도 수없이 많이 발생했다가 사라지기 때문에 접촉 불량, 누전 등의 사고와 직접 관련이 없는 경우에도 아크 발생 경보를 발생시키는 문제점이 있다.Particularly, since the arc is generated many times in a very short time and disappears, there arises a problem that an arc alarm is generated even when it is not directly related to an accident such as a contact failure or a short circuit.

이러한 화염이나 태양광에 의한 적외선은 방사되는 적외선의 양도 항상 변동하며 그 변동 주파수는 5~20[Hz]의 플리커 주파수 범위에서 집중적으로 나타난다.The infrared rays emitted by the flame or the sunlight always fluctuate in the amount of emitted infrared rays, and the fluctuation frequency is concentrated in the flicker frequency range of 5 to 20 [Hz].

따라서 이러한 주파수 대역의 적외선 신호를 필터링하면 화염에 대한 비 아크 신호를 검출할 수 있게 된다. 그러나, 종래의 아크 감지기는 이러한 화염에 대한 비아크 신호의 검출 기능이 전혀 없었다. 이에, 배전반에서 발생하는 아크 이외의 태양광의 외란광, 화염 등과 같은 비 아크 성분을 제거할 수 없었으며 비 아크 경보가 자주 발생하는 문제점이 있었다.
Therefore, by filtering the infrared signal of this frequency band, it is possible to detect the non-arc signal for the flame. However, conventional arc detectors have never had the capability of detecting non-arc signals for such flames. Therefore, non-arc components such as disturbance light, flame, etc. of sunlight other than the arc generated in the switchboard can not be removed, and non-arc alarms frequently occur.

대한민국 등록특허 제1127094호 (2012.03.23.)Korean Registered Patent No. 1127094 (March 23, 2012)

본 발명의 목적은 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an arc monitoring deterioration diagnosis system for an electric distribution panel by IR / UV detection.

본 발명의 다른 목적은 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법을 제공하는 데 있다.
It is another object of the present invention to provide a method for diagnosing an arc monitoring deterioration of an A / D board by IR / UV detection.

상술한 본 발명의 목적에 따른 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템은, 사파이어 창(sapphire window); 상기 사파이어 창을 통해 입사되는 1 ㎛ 내지 5 ㎛의 파장의 적외선을 필터링하여 출력하는 제1 광학 필터(optical filter); 상기 사파이어 창을 통해 입사되는 4.35 ㎛의 파장의 광을 필터링하여 출력하는 제2 광학 필터; 상기 제1 광학 필터에서 출력된 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 광 및 상기 제2 광학 필터에서 출력된 4.35 ㎛의 파장의 광을 검출하는 적외선 센서(infrared sensor); 상기 적외선 센서에서 검출된 광을 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 증폭기(amplifier); 상기 증폭기에서 출력된 증폭 신호 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력하는 밴드 패스 필터(band pass filter); 자외선을 감지하는 자외선 감지 센서; 상기 자외선 감지 센서에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하는 펄스 생성 모듈; 상기 펄스 생성 모듈에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하는 디지털 신호 처리 모듈; 상기 디지털 신호 처리 모듈에서 디지털 신호가 출력되고 상기 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되면 비 아크(non-arc) 신호를 출력하고, 상기 디지털 신호 처리 모듈에서 디지털 신호가 출력되고 상기 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되지 않으면 아크(arc) 신호를 출력하는 아크 발생 판단 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an arc monitoring deterioration diagnosis system for an A / V panel by IR / UV detection, comprising: a sapphire window; A first optical filter for filtering and outputting infrared rays having a wavelength of 1 탆 to 5 탆 through the sapphire window; A second optical filter for filtering and outputting light having a wavelength of 4.35 mu m incident through the sapphire window; An infrared sensor for detecting light having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 outputted from the first optical filter and light having a wavelength of 4.35 탆 outputted from the second optical filter; An amplifier for amplifying the light detected by the infrared sensor and outputting an amplified signal; A band pass filter for band-passting a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz out of amplified signals output from the amplifier; An ultraviolet ray detection sensor for detecting ultraviolet rays; A pulse generation module for generating a discharge pulse according to the ultraviolet ray sensed by the ultraviolet ray sensor; A digital signal processing module receiving the discharge pulse generated by the pulse generation module and outputting a digital signal; And outputs a non-arc signal when a digital signal is output from the digital signal processing module and a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz is output from the band pass filter. And outputting an arc signal when a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz is not output from the band pass filter.

여기서, 상기 아크 발생 판단 모듈에서 아크가 발생한 것으로 판단한 경우, 알람(alarm)을 출력하는 알람 출력 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.Here, the alarm output module may further include an alarm output module for outputting an alarm when the arc occurrence determination module determines that an arc has occurred.

그리고 상기 자외선 센서는, 180 nm 내지 280 nm의 파장 대역을 갖는 상기 아크에 의해 발생되는 자외선을 통과시켜 상기 자외선 감지 센서로 입력되도록 하고, 자연광이나 조명 등에 의한 280 nm 내지 400 nm의 파장 대역을 갖는 자외선을 차단시켜 상기 자외선 감지 센서로 입력되지 못하도록 구성되는 자외선 필터를 포함하도록 구성될 수 있다.The ultraviolet sensor is configured to pass ultraviolet rays generated by the arc having a wavelength band of 180 nm to 280 nm to be input to the ultraviolet ray sensor and to have a wavelength band of 280 nm to 400 nm And an ultraviolet ray filter configured to block the ultraviolet rays from being input to the ultraviolet ray detection sensor.

그리고 상기 펄스 생성 모듈은, 상기 생성된 방전 펄스를 정형화하여 출력하는 아크 신호 정형 회로부; 상기 아크 신호 정형 회로부에서 변환된 방전 펄스의 개수를 소정 주기마다 카운트하는 아크 신호 카운트부; 상기 아크 신호 카운트부에서 카운트된 방전 펄스의 개수를 저장하는 데이터 래치부를 포함하도록 구성될 수 있다.The pulse generating module includes: an arc signal shaping circuit for shaping and outputting the generated discharge pulse; An arc signal counting unit counting the number of discharge pulses converted by the arc signal shaping circuit unit every predetermined cycle; And a data latch section for storing the number of discharge pulses counted in the arc signal counting section.

그리고 상기 펄스 생성 모듈은, 상기 아크 신호 정형 회로부에서 변환된 방전 펄스의 펄스폭을 일정하게 변환하여 상기 디지털 신호 처리 모듈로 출력하는 펄스폭 변환 회로부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.The pulse generation module may further include a pulse width conversion circuit unit for converting the pulse width of the discharge pulse converted by the arc signal shaping circuit unit to a constant value and outputting the pulse width to the digital signal processing module.

상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법은, 제1 광학 필터(optical filter)가 사파이어 창(sapphire window)을 통해 입사되는 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 적외선을 필터링하여 출력하고, 제2 광학 필터가 상기 사파이어 창을 통해 입사되는 4.35 ㎛의 파장의 광을 필터링하여 출력하는 단계; 적외선 센서(infrared sensor)가 상기 제1 광학 필터에서 출력된 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 광 및 상기 제2 광학 필터에서 출력된 4.35 ㎛의 파장의 광을 검출하고, 자외선 감지 센서가 자외선을 감지하는 단계; 밴드 패스 필터(band pass filter)가 상기 적외선 센서에서 검출된 광을 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력하고, 펄스 생성 모듈이 상기 자외선 감지 센서에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하고 디지털 신호 처리 모듈이 상기 펄스 생성 모듈에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하는 단계; 아크 발생 판단 모듈이 상기 디지털 신호 처리 모듈에서 디지털 신호가 출력되고 상기 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되면 비 아크(non-arc) 신호를 출력하고, 상기 디지털 신호 처리 모듈에서 디지털 신호가 출력되고 상기 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되지 않으면 아크(arc) 신호를 출력하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.Another object of the present invention is to provide an arc monitoring deterioration diagnosis method for an arc panel by IR / UV detection, wherein a first optical filter has a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆, which is incident through a sapphire window, Filtering and outputting the infrared light of 4.35 mu m through the second optical filter through the sapphire window; An apparatus according to claim 1, wherein an infrared sensor Detecting light having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 and light having a wavelength of 4.35 탆 outputted from the second optical filter and detecting ultraviolet rays by the ultraviolet sensor; A band pass filter outputs a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz in the band of the light detected by the infrared sensor and outputs the pulse signal to the pulse generating module in the ultraviolet ray detected by the ultraviolet ray sensor Generating a discharge pulse and outputting a digital signal by receiving a discharge pulse generated by the pulse generation module; The arc generation determination module outputs a non-arc signal when a digital signal is output from the digital signal processing module and a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz is output from the band pass filter, And outputting an arc signal when a digital signal is output from the signal processing module and a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz is not output from the band pass filter.

이때, 상기 아크 발생 판단 모듈에서 아크가 발생한 것으로 판단한 경우, 알람 출력 모듈이 알람(alarm)을 출력하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.In this case, when the arc generation determination module determines that an arc has occurred, the alarm output module may output an alarm.

그리고 자외선 필터에 의해 상기 적외선 센서(infrared sensor)가 상기 제1 광학 필터에서 출력된 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 광 및 상기 제2 광학 필터에서 출력된 4.35 ㎛의 파장의 광을 검출하고, 자외선 감지 센서가 자외선을 감지하는 단계는, 180 nm 내지 280 nm의 파장 대역을 갖는 상기 아크에 의해 발생되는 자외선을 통과시켜 상기 자외선 감지 센서로 입력되도록 하고, 자연광이나 조명등에 의한 280 nm 내지 400 nm의 파장 대역을 갖는 자외선을 차단시켜 상기 자외선 감지 센서로 입력되지 못하도록 구성될 수 있다.The infrared sensor detects the light having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 outputted from the first optical filter and the light having the wavelength of 4.35 탆 outputted from the second optical filter by an ultraviolet filter, The step of detecting the ultraviolet rays by the detection sensor comprises passing the ultraviolet rays generated by the arc having a wavelength band of 180 nm to 280 nm and inputting the ultraviolet rays to the ultraviolet ray sensor, The ultraviolet ray having a wavelength band is cut off and can not be inputted to the ultraviolet ray detection sensor.

그리고 상기 밴드 패스 필터(band pass filter)가 상기 적외선 센서에서 검출된 광을 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력하고, 펄스 생성 모듈이 상기 자외선 감지 센서에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하고 디지털 신호 처리 모듈이 상기 펄스 생성 모듈에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하는 단계는, 아크 신호 정형 회로부가 상기 생성된 방전 펄스를 정형화하여 출력하고, 아크 신호 카운트부가 상기 아크 신호 정형 회로부에서 변환된 방전 펄스의 개수를 소정 주기마다 카운트하고, 데이터 래치부가 상기 아크 신호 카운트부에서 카운트된 방전 펄스의 개수를 저장하도록 구성될 수 있다.The band pass filter band-pass filters a 5 Hz to 20 Hz flicker frequency signal among the lights detected by the infrared sensor, and when the pulse generating module detects the ultraviolet Wherein the step of generating the discharge pulse according to the ultraviolet light and the digital signal processing module receiving the discharge pulse generated by the pulse generation module and outputting the digital signal is characterized in that the arc signal shaping circuit part shapes and outputs the generated discharge pulse, The arc signal count section counts the number of discharge pulses converted by the arc signal shaping circuit section every predetermined cycle and the data latch section stores the number of discharge pulses counted by the arc signal count section.

그리고 상기 밴드 패스 필터(band pass filter)가 상기 적외선 센서에서 검출된 광을 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력하고, 펄스 생성 모듈이 상기 자외선 감지 센서에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하고 디지털 신호 처리 모듈이 상기 펄스 생성 모듈에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하는 단계는, 펄스폭 변환 회로부가 상기 아크 신호 정형 회로부에서 변환된 방전 펄스의 펄스폭을 일정하게 변환하여 상기 디지털 신호 처리 모듈로 출력하도록 구성될 수 있다.
The band pass filter band-pass filters a 5 Hz to 20 Hz flicker frequency signal among the lights detected by the infrared sensor, and when the pulse generating module detects the ultraviolet Wherein the step of generating a discharge pulse according to ultraviolet light and the digital signal processing module receiving a discharge pulse generated by the pulse generation module and outputting a digital signal includes the steps of: The pulse width may be constantly converted and output to the digital signal processing module.

상술한 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템 및 방법에 의하면, 탄화에 의해 발생되는 적외선 중에서도 특히 화염에 의한 플리커 주파수 특성을 갖는 적외선을 필터링하여 비 아크로 분류함으로써, 태양광과 같은 외란광이나 화염에 의한 비 아크 경보를 줄이고 개선하는 효과가 있다.According to the arc monitoring deterioration diagnosis system and method of the switchboard according to the IR / UV detection described above, infrared rays generated by carbonization, especially those having flicker frequency characteristics due to the flame, are classified into vacancies, There is an effect of reducing and improving non-arc alarm caused by light or flame.

이와 더불어 자외선 신호에 의해 아크 신호를 이중으로 검출하도록 구성됨으로써, 아크 검출 확률을 획기적으로 높이는 효과가 있다.
In addition, since the arc signal is double-detected by the ultraviolet signal, the arc detection probability is remarkably increased.

도 1은 에너지원 별 스펙트럼 분포를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 감시 열화 진단 시스템이 적용된 배전반의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 생성 모듈의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자외선 감지 센서의 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자외선 감지 센서의 실 구성 회로도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 CPU와 알람 계전기의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 알고리즘의 흐름도이다.
1 is a graph showing a spectrum distribution by energy source.
2 is a block diagram of an arc monitoring deterioration diagnosis system of an A / V panel by IR / UV detection according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an electric distribution panel to which an arc monitoring deterioration diagnosis system according to an embodiment of the present invention is applied.
4 is a block diagram of a pulse generating module according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram of an ultraviolet ray sensor according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram of an ultraviolet ray sensor according to an embodiment of the present invention.
7A to 7C are circuit diagrams of a control CPU and an alarm relay according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart of an arc monitoring deterioration diagnosis method of an electric distribution panel by IR / UV detection according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart of an arc monitoring deterioration diagnosis algorithm of an A / V panel by IR / UV detection according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템의 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아크 감시 열화 진단 시스템이 적용된 배전반의 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram of an arc monitoring deterioration diagnosis system for an A / V panel by IR / UV detection according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of an arc monitor deterioration diagnosis system according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 IR/UV(infrared/ultraviolet) 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템(이하, ‘아크 감시 열화 진단 시스템’이라 함)(100)은 사파이어 창(sapphire window)(101), 제1 광학 필터(optical filter)(102), 제2 광학 필터(103), 적외선 센서(104), 증폭기(amplifer)(105), 밴드 패스 필터(band pass filter)(106), 자외선 감지 센서(107), 펄스 생성 모듈(108), 디지털 신호 처리 모듈(109), 아크 발생 판단 모듈(110), 알람 출력 모듈(111)을 포함하도록 구성될 수 있다.2 and 3, an arc monitoring deterioration diagnosis system (hereinafter, referred to as an 'arc monitoring deterioration diagnosis system') 100 (hereinafter, referred to as 'an arc inspection deterioration diagnosis system') by IR / UV (infrared / ultraviolet) Includes a sapphire window 101, a first optical filter 102, a second optical filter 103, an infrared sensor 104, an amplifier 105, a band pass filter a band pass filter 106, an ultraviolet ray sensor 107, a pulse generation module 108, a digital signal processing module 109, an arc generation determination module 110 and an alarm output module 111 have.

아크 감시 열화 진단 시스템(100)은 아크 감시를 위해 적외선 감지와 자외선 감지를 동시에 이용한다. 즉, 아크 감시 열화 진단 시스템(100)은 적외선 감지 블록(A)과 자외선 감지 블록(B)의 2개 블록으로 구분될 수 있다.The arc monitoring deterioration diagnosis system 100 simultaneously uses infrared detection and ultraviolet ray detection for arc monitoring. That is, the arc monitoring deterioration diagnosis system 100 can be divided into two blocks, an infrared ray detection block A and an ultraviolet ray detection block B.

아크 감시 열화 진단 시스템(100)은 비 아크 검출로 인한 오 동작을 줄이기 위해 탄화에 의한 적외선 주파수 중에서 플리커(flicker) 주파수를 갖는 신호를 비 아크로 분류하여 비 아크 오경보를 줄이도록 구성된다.In order to reduce erroneous operation due to non-arc detection, the arc monitoring deterioration diagnosis system 100 is configured to classify a signal having a flicker frequency into an arc among infrared rays by carbonization to reduce non-arc false alarms.

플리커 주파수는 주로 화염에 의한 점멸에 의해 적외선 방사량이 늘었다가 줄어드는 주파수를 의미한다.The flicker frequency is the frequency at which the amount of infrared radiation is increased or decreased by flame flickering.

아크 감시 열화 진단 시스템(100)은 플리커 주파수가 검출되지 않고 자외선이 검출될 때 아크 신호를 출력하도록 구성되어 아크를 정확하게 감지해 낸다.The arc monitoring deterioration diagnosis system 100 is configured to output an arc signal when the flicker frequency is not detected and ultraviolet light is detected, thereby accurately detecting the arc.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.

먼저 적외선 감지 블록(A)에 대해 설명한다.First, the infrared ray detection block (A) will be described.

사파이어 창(101)은 적외선을 입사되는 구성으로서 제1 광학 필터(102) 및 제2 광학 필터(103)의 전단에 구비된다.The sapphire window 101 is provided at the front end of the first optical filter 102 and the second optical filter 103 as an infrared ray incident structure.

제1 광학 필터(102)는 사파이어 창(101)을 통해 입사되는 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 적외선을 필터링하여 출력하고, 제2 광학 필터(103)는 사파이어 창(101)을 통해 입사되는 4.35 ㎛의 파장의 광을 필터링하여 출력하도록 구성될 수 있다.The first optical filter 102 filters and outputs infrared rays having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 through the sapphire window 101 and the second optical filter 103 outputs infrared light having a wavelength of 4.35 And outputting the filtered light having a wavelength of [mu] m.

탄소 분광 특성은 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장에서 주로 나타나며, 특히 4.35 ㎛의 파장에서 가장 분광 특성이 나타난다.Carbon spectroscopic characteristics are mainly observed at wavelengths of 4.4 ㎛ to 5.0 ㎛, and especially at wavelengths of 4.35 ㎛.

적외선 센서(104)는 제1 광학 필터(102)에서 출력된 4.4 ㎛ 내지 5.0 ㎛㎛의 파장의 광 및 제2 광학 필터(103)에서 출력된 4.35 ㎛의 파장의 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 즉, 탄소 분광 특성을 갖는 적외선을 따로 검출해내는 것이다.The infrared sensor 104 can be configured to detect the light of the wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 m output from the first optical filter 102 and the light of the wavelength of 4.35 탆 outputted from the second optical filter 103 . That is, infrared rays having carbon spectroscopic characteristics are separately detected.

증폭기(105)는 적외선 센서(104)에서 검출된 광을 증폭하여 증폭 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.The amplifier 105 may be configured to amplify the light detected by the infrared sensor 104 and output an amplified signal.

밴드 패스 필터(105)는 증폭기에서 출력된 증폭 신호 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력한다. 이러한 플리커 주파수의 신호는 아크에 의한 주파수 신호가 아닌 주로 화염이나 태양광과 같은 외란광에 의한 주파수 신호 특성을 갖기 때문에 이러한 주파수 신호를 검출하여 비 아크 신호로 분류해 내기 위한 것이다.The band pass filter 105 band-pass the 5 Hz to 20 Hz flicker frequency signal among the amplified signals output from the amplifier. Such a flicker frequency signal is not a frequency signal due to an arc but mainly has a frequency signal characteristic due to extraneous light such as a flame or sunlight, so that the frequency signal is detected and classified as a non-arc signal.

다음으로, 자외선 감지 블록(B)에 대해 설명한다.Next, the ultraviolet ray detection block B will be described.

자외선 감지 센서(106)는 자외선을 감지하도록 구성될 수 있다.The ultraviolet ray detection sensor 106 may be configured to detect ultraviolet rays.

여기서, 자외선 센서(106)는 180 nm 내지 280 nm의 파장 대역을 갖는 아크에 의해 발생되는 자외선을 통과시켜 자외선 감지 센서(106)로 입력되도록 하고, 자연광이나 조명등에 의한 280 nm 내지 400 nm의 파장 대역을 갖는 자외선을 차단시켜 자외선 감지 센서로 입력되지 못하도록 구성되는 자외선 필터를 구비하도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the ultraviolet ray sensor 106 is configured to pass ultraviolet rays generated by an arc having a wavelength band of 180 nm to 280 nm, to be input to the ultraviolet ray sensor 106, and to emit ultraviolet rays having wavelengths of 280 nm to 400 nm And an ultraviolet filter configured to block ultraviolet rays having a band and not to be input to the ultraviolet ray detection sensor.

이에, 자연광이나 조명등을 필터링하여 걸러냄으로써, 자연광에 의한 아크 오경보를 줄일 수 있게 된다.Accordingly, natural light or illumination light is filtered and filtered to reduce arc false alarm caused by natural light.

펄스 생성 모듈(107)은 자외선 감지 센서(106)에서 자외선이 감지되면 감지된 자외선에 따른 방전 펄스를 생성하도록 구성될 수 있다.The pulse generation module 107 may be configured to generate a discharge pulse according to the detected ultraviolet ray when the ultraviolet ray sensor 106 detects the ultraviolet ray.

디지털 신호 처리 모듈(108)은 펄스 생성 모듈(107)에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.The digital signal processing module 108 may be configured to receive a discharge pulse generated by the pulse generation module 107 and output a digital signal.

다음으로, 적외선 감지 블록(A)과 자외선 감지 블록(B)에 의해 감지된 결과를 이용하여 아크 발생 판단 모듈(110)이 아크 발생 여부를 판단하도록 구성된다.Next, the arc occurrence determination module 110 is configured to determine whether or not an arc is generated by using the results detected by the infrared ray detection block A and the ultraviolet ray detection block B, respectively.

아크 발생 판단 모듈(110)은 먼저 디지털 신호 처리 모듈(109)에서 디지털 신호가 출력되는지 판단한다. 이때, 디지털 신호가 출력되면, 밴드 패스 필터(105)에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되는지 판단한다.The arc occurrence determination module 110 first determines whether a digital signal is output from the digital signal processing module 109. At this time, when a digital signal is output, it is determined whether a band-pass filter 105 outputs a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz.

이때, 아크 발생 판단 모듈(110)은 자외선도 감지되고 플리커 주파수도 검출되면, 이는 아크보다는 화염에 의한 적외선 방사로 판단하여 비 아크(non-arc) 신호를 출력하도록 구성된다.At this time, when the ultraviolet ray is detected and the flicker frequency is also detected, the arc occurrence determination module 110 is configured to output a non-arc signal by determining the infrared ray emission by the flame rather than the arc.

그리고 아크 발생 판단 모듈(110)은 기 자외선이 감지되나 플리커 주파수가 검출되지 않으면, 아크가 발생한 것으로 판단하여 아크(arc) 신호를 출력하도록 구성된다.The arc occurrence determination module 110 is configured to output an arc signal when it is determined that an arc has occurred when the base ultraviolet ray is detected but the flicker frequency is not detected.

알람 출력 모듈(111)은 아크 발생 판단 모듈(110)에서 아크가 발생한 것으로 판단한 경우, 알람(alarm)을 출력하도록 구성될 수 있다.The alarm output module 111 may be configured to output an alarm when the arc occurrence determination module 110 determines that an arc has occurred.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 생성 모듈의 블록 구성도이다.4 is a block diagram of a pulse generating module according to an embodiment of the present invention.

도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 생성 모듈(120)은 아크 신호 정형 회로부(121), 아크 신호 카운트부(122), 데이터 래치부(123), 펄스폭 변환 회로부(124)를 포함하도록 구성될 수 있다.2B, the pulse generating module 120 according to an embodiment of the present invention includes an arc signal shaping circuit unit 121, an arc signal counting unit 122, a data latch unit 123, a pulse width conversion circuit unit 124 ). ≪ / RTI >

도 2b를 참조하면, 아크 신호 정형 회로부(108a)는 자외선 감지 센서(107)에서 생성된 방전 펄스를 정형화하여 출력하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2B, the arc signal shaping circuit 108a may be configured to form and output a discharge pulse generated by the ultraviolet ray sensor 107. FIG.

아크 신호 정형 회로부(108a)는 방전 펄스 자체가 아날로그 신호로서 왜곡이 심하거나 비정형적이므로, 일정 크기 이상의 신호를 클리핑하거나 정형화하여 출력하도록 구성될 수 있다.The arc signal shaping circuit part 108a can be configured to clipped or form a signal having a predetermined magnitude or more and output it because the discharge pulse itself is an analog signal, which is distorted or irregular.

아크 신호 카운트부(108b)는 아크 신호 정형 회로부(121)에서 변환된 방전 펄스의 개수를 소정 주기마다 카운트하도록 구성될 수 있다.The arc signal counting unit 108b may be configured to count the number of discharge pulses converted by the arc signal shaping circuit unit 121 every predetermined period.

데이터 래치부(108c)는 아크 신호 카운트부(108b)에서 카운트된 방전 펄스의 개수를 저장하도록 구성될 수 있다.The data latch unit 108c may be configured to store the number of discharge pulses counted by the arc signal count unit 108b.

데이터 래치부(108c)는 소정 주기마다 얼마나 자주 아크가 발생하는지 판단하기 위한 메모리 구성이다. 데이터 래치부(108c)에 저장되는 방전 펄스의 개수를 이용하여 알람 출력 모듈(111)이 알람의 발생 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.The data latch unit 108c is a memory structure for determining how often arcs occur every predetermined cycle. The alarm output module 111 may be configured to determine whether or not an alarm is generated by using the number of discharge pulses stored in the data latch unit 108c.

펄스폭 변환 회로부(108d)는 아크 신호 정형 회로부(108a)에서 변환된 방전 펄스의 펄스폭을 일정하게 변환하여 디지털 신호 처리 모듈(109)로 출력하도록 구성될 수 있다.The pulse width conversion circuit portion 108d may be configured to convert the pulse width of the discharge pulse converted by the arc signal shaping circuit portion 108a to a constant value and output it to the digital signal processing module 109. [

디지털 신호 처리 모듈(109)에서는 방전 펄스를 분석하여 다양한 아크 발생 정보를 생성하기 때문에, 아크 신호 정형 회로부(108a)의 방전 펄스의 펄스폭을 일정하게 가공된 상태로 입력받도록 구성된다.The digital signal processing module 109 is configured to receive the pulse widths of the discharge pulses of the arc signal shaping circuit portion 108a in a constantly processed state in order to generate various arc generation information by analyzing the discharge pulses.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자외선 감지 센서의 회로도이다.5 is a circuit diagram of an ultraviolet ray sensor according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 자외선 감지 센서(107) 그 중에서 자외선 포토 다이오드(UV sensor)를 이용한 회로가 도시되어 있다.Referring to FIG. 5, a circuit using an ultraviolet photodiode (UV sensor) among the ultraviolet ray sensor 107 is shown.

여기에서, 자외선 포토 다이오드는 자외선을 그 양에 비례하는 소전류로 변환하도록 구성되며, 특정 능동 칩 영역(active chip area)에 주어진 광전류(photocurrent)는 다음 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.Here, the ultraviolet photodiode is configured to convert ultraviolet light into a small current proportional to the amount thereof, and a photocurrent given to a specific active chip area can be calculated by the following equation (1).

Figure 112015031447469-pat00001
Figure 112015031447469-pat00001

여기서, lp는 광전류이고, Achip은 능동 칩 영역이고, Schip은 칩의 스펙트럴 감도(spectral sensitivity)이고, Eλ는 UV 광원의 스펙트럴 방사 조도(spectral irradiance)이다.Where lp is the photocurrent, Achip is the active chip area, Schip is the spectral sensitivity of the chip, and E? Is the spectral irradiance of the UV light source.

자외선 포토 다이오드는 소전류를 생성하며 일반적으로 자외선의 세기에 비례하여 수 nA 정도의 전류 정도를 생성한다.An ultraviolet photodiode generates a small current and generally produces a current of the order of a few nA proportional to the intensity of the ultraviolet light.

도 5의 회로는 트랜스임피던스 증폭기(trans-impedance amplifier)의 회로 구성으로서, 이러한 소전류를 적정한 전압으로 변환하는 데 이용되며, 이는 마이크로컨트롤러(microcontroller)의 ADC(analog-to-digital converter)에 의해 전환된다.The circuit of Fig. 5 is a circuit configuration of a trans-impedance amplifier, which is used to convert such a small current to an appropriate voltage, which is controlled by an analog-to-digital converter (ADC) of a microcontroller .

연산 증폭기(operational amplifier)는 자외선 포토 다이오드에 의해 생성된 전류를 저항 Rf에 따른 소정의 전압으로 변환하며, 그 출력 전압은 다음 수학식 2의 값이 된다.The operational amplifier converts the current generated by the ultraviolet photodiode to a predetermined voltage according to the resistance Rf, and the output voltage thereof is the value of the following equation (2).

Figure 112015031447469-pat00002
Figure 112015031447469-pat00002

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자외선 감지 센서의 실 구성 회로도이다.6 is a circuit diagram of an ultraviolet ray sensor according to an embodiment of the present invention.

도 6은 자외선 포토 다이오드가 구비된 회로에서 각 수동 소자의 값을 입력하여 실제 동작 가능한 회로를 나타낸다.6 shows a circuit that can actually be operated by inputting values of passive elements in a circuit provided with an ultraviolet photodiode.

도 6을 참조하면, GUVA-C22SD라는 자외선 포토 다이오드가 이용되고 있다. GUVA-C22SD는 26 nA/UV index의 전류를 전달하며, Rf는 8.2 MΩ Cf는 10 pF이 이용되고 있다.Referring to FIG. 6, an ultraviolet photodiode called GUVA-C22SD is used. GUVA-C22SD carries a current of 26 nA / UV index, with Rf of 8.2 MΩ Cf being 10 pF.

결과적으로, 자외선의 감지량에 따라 출력 전압 Vout이 26 nA*4*8.2에 의해 852.8 mV이므로, 자외선 포토 다이오드 GUVA-C22SD는 4 index의 자외선을 감지한다.As a result, the output voltage Vout is 852.8 mV by 26 nA * 4 * 8.2 according to the detection amount of ultraviolet rays, so the ultraviolet photodiode GUVA-C22SD senses 4 index ultraviolet rays.

한편, 이상적인 연산 증폭기는 존재하지 않으므로, 연산 증폭기는 그 자체의 출력값에 DC 오프셋이 더해진다.On the other hand, since there is no ideal operational amplifier, the operational amplifier adds a DC offset to its own output value.

연산 증폭기의 출력 Vout은 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.The output Vout of the operational amplifier can be expressed by the following equation (3).

Figure 112015031447469-pat00003
Figure 112015031447469-pat00003

결과적으로, 연산 증폭기는 최소한의 입력 전압 오프셋(Vio)를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 도 6의 연산증폭기 OA1MPA는 최대 200 ㎶의 Vio를 제공하므로 바람직하다고 볼 수 있으며, Vio를 고려할 때, Vout은 26nA * 4 * 8.2MΩ ± 200 ㎶이며, Vout의 범위는 852.6mV에서 853mV로서 234ppm의 오차를 갖는다.As a result, it is desirable to configure the operational amplifier to have a minimum input voltage offset Vio. The operational amplifier OA1MPA of FIG. 6 is desirable because it provides Vio of up to 200 V. Considering Vio, Vout is 26 nA * 4 * 8.2 MΩ ± 200 V and Vout is 853.6 V at 853 mV, which is 234 ppm Error.

도 6의 연산 증폭기 OA1MPA는 200 ㎶의 최대 오프셋 전압 Vio를 제공하므로 바람직한 소자로 채택되고 있다. 다소 역설적이나, 피드백 저항 Rf의 값이 클수록 SNR(signal-to-noise ratio)이 향상된다. 저항의 잡음은 열잡음(thermal noise)이며, 열잡음 en_Rf는

Figure 112015031447469-pat00004
로 정의되며, 여기서, K는 볼츠만 상수(Boltzmann’s constant)이고, T는 온도(K)이다.The operational amplifier OA1MPA of FIG. 6 provides a maximum offset voltage Vio of 200 kV and is therefore being adopted as a preferred device. Though somewhat paradoxical, the larger the value of the feedback resistor Rf, the better the signal-to-noise ratio (SNR). The noise of the resistor is thermal noise, and the thermal noise en_Rf is
Figure 112015031447469-pat00004
, Where K is Boltzmann's constant and T is temperature (K).

전체 출력 전류 Vout은 다음의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.The total output current Vout can be expressed by the following equation (4).

Figure 112015031447469-pat00005
Figure 112015031447469-pat00005

도 6의 실 구성 회로에서는 Vout이 26nA * 4 * 8.2MΩ ± 200 ㎶ ± 10pA * 8.2MΩ이 되어 Vout의 범위가 852.5mV 내지 853.1mV가 된다. 여기서, 330ppm의 오차가 발생될 수 있으며, 이는 이론적인 값 234ppm에 필적할 만하다.6, Vout becomes 26 nA * 4 * 8.2 MΩ ± 200 V ± 10 pA * 8.2 MΩ, and the range of Vout becomes 852.5 mV to 853.1 mV. Here, an error of 330 ppm can be generated, which is comparable to the theoretical value of 234 ppm.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 CPU와 알람 계전기의 회로도이다.7A to 7C are circuit diagrams of a control CPU and an alarm relay according to an embodiment of the present invention.

도 7a는 아크 발생 판단모듈(110)의 제어부를 나타낸다.7A shows a control unit of the arc generation judgment module 110. [

제어부의 핀은 다음과 같다.The pins of the control unit are as follows.

PA0-PA3은 채널별 알람 출력 모듈(170)의 출력, - PA4-PA7은 인터페이스 장치의 SLAVE ID INPUT이고, PB1은 ISP_SCK, - PB5-PB7은 경보 램프 출력이고, PD2는 RXD INPUT이며, PE0-PE2는 RS-485 SERIAL INPUT/OUTPUT이고, PE4-PE7은 SENSOR CONTROL SIGNAL OUTPUT이고, PF2는 COM LED이고, PF4-PF7은 JTAG이다.PA0-PA3 is the output of the channel-specific alarm output module 170, -PA4-PA7 is the SLAVE ID INPUT of the interface device, PB1 is the ISP_SCK, -PB5-PB7 is the alarm lamp output, PD2 is the RXD INPUT, PE2 is RS-485 SERIAL INPUT / OUTPUT, PE4-PE7 is SENSOR CONTROL SIGNAL OUTPUT, PF2 is COM LED, and PF4-PF7 is JTAG.

도 7b는 알람 출력 모듈(111) 즉 계전기 동작부를 나타낸다.7B shows an alarm output module 111, that is, a relay operation unit.

알람 출력 모듈(111)의 동작은 적외선 센서(104)로부터 받은 데이터를 모니터에서 분석하여 동작한다. 계전기는 NC, C, NO 접점을 출력한다. 경보가 발생시 REDx 를 사용한다.The operation of the alarm output module 111 is performed by analyzing the data received from the infrared sensor 104 on the monitor. Relay outputs NC, C, NO contacts. Use REDx when an alarm occurs.

도 7c는 경보 램프의 동작을 나타낸다.7C shows the operation of the alarm lamp.

경보 램프는 2 칼라 램프를 사용하며 녹색, 황색, 적색으로 표시된다. GRN은 녹색 램프 점등, GRN + RED는 황색 램프 점등, RED 적색 램프 점등이다.The alarm lamp uses 2-color lamps and is displayed in green, yellow and red. GRN is green lamp on, GRN + RED is on yellow lamp, RED red lamp is on.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of an arc monitoring deterioration diagnosis method of an electric distribution panel by IR / UV detection according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 먼저 단계 S101에서는 제1 광학 필터(optical filter)(102)가 사파이어 창(sapphire window)(101)을 통해 입사되는 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 적외선을 필터링하여 출력하고, 제2 광학 필터(103)가 사파이어 창(101)을 통해 입사되는 4.35 ㎛의 파장의 광을 필터링하여 출력한다.Referring to FIG. 8, in step S101, a first optical filter 102 filters and outputs infrared rays having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 through a sapphire window 101, And the second optical filter 103 filters and outputs light having a wavelength of 4.35 mu m which is incident through the sapphire window 101. [

다음으로, 단계 S102에서는 적외선 센서(infrared sensor)(104)가 제1 광학 필터(102)에서 출력된 4.4 ㎛ 내지 5.0 ㎛의 파장의 광 및 제2 광학 필터(103)에서 출력된 4.35 ㎛의 파장의 광을 검출한다.Next, in step S102, the infrared sensor 104 converts the light having the wavelength of 4.4 mu m to 5.0 mu m output from the first optical filter 102 and the light having the wavelength of 4.35 mu m output from the second optical filter 103 As shown in FIG.

한편, 적외선 센서(104)와 별도로 자외선 감지 센서(107)가 자외선을 감지한다.On the other hand, the ultraviolet ray sensor 107 detects the ultraviolet ray separately from the infrared ray sensor 104.

이때, 자외선 감지 센서(107)는 자외선 필터에 의해 180 nm 내지 280 nm의 파장 대역을 갖는 아크에 의해 발생되는 자외선을 통과시켜 자외선 감지 센서(107)로 입력되도록 하고, 자연광이나 조명등에 의한 280 nm 내지 400 nm의 파장 대역을 갖는 자외선을 차단시켜 자외선 감지 센서(107)로 입력되지 못하도록 구성될 수 있다.At this time, the ultraviolet ray detection sensor 107 transmits ultraviolet rays generated by an arc having a wavelength band of 180 to 280 nm by the ultraviolet ray filter and is inputted to the ultraviolet ray detection sensor 107, The ultraviolet ray detection sensor 107 may be configured to block ultraviolet rays having a wavelength band of 400 nm to 400 nm and not be input to the ultraviolet ray detection sensor 107.

다음으로, 단계 S103에서는 밴드 패스 필터(band pass filter)(106)가 적외선 센서(104)에서 검출된 광을 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력한다.Next, in step S103, a band pass filter 106 band-pass a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz in the light detected by the infrared sensor 104.

한편, 이와 별도로 펄스 생성 모듈(108)이 자외선 감지 센서(107)에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하고 디지털 신호 처리 모듈(109)이 펄스 생성 모듈(108)에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력한다.Separately, the pulse generation module 108 generates a discharge pulse in accordance with the ultraviolet ray sensed by the ultraviolet ray sensor 107, and the digital signal processing module 109 inputs a discharge pulse generated by the pulse generation module 108 And outputs a digital signal.

이때, 아크 신호 정형 회로부(108a)가 생성된 방전 펄스를 정형화하여 출력하고, 아크 신호 카운트부(108b)가 아크 신호 정형 회로부(108b)에서 변환된 방전 펄스의 개수를 소정 주기마다 카운트하고, 데이터 래치부(108c)가 아크 신호 카운트부(108b)에서 카운트된 방전 펄스의 개수를 저장하도록 구성될 수 있다.At this time, the arc signal shaping circuit part 108a shapes and outputs the generated discharge pulse, the arc signal counting part 108b counts the number of discharge pulses converted by the arc signal shaping circuit part 108b every predetermined cycle, And the latch portion 108c may be configured to store the number of discharge pulses counted in the arc signal count portion 108b.

그리고 펄스폭 변환 회로부(108d)가 아크 신호 정형 회로부(108a)에서 변환된 방전 펄스의 펄스폭을 일정하게 변환하여 디지털 신호 처리 모듈(109)로 출력하도록 구성될 수 있다And the pulse width conversion circuit unit 108d may convert the pulse width of the discharge pulse converted by the arc signal shaping circuit unit 108a to a constant value and output it to the digital signal processing module 109

다음으로, 단계 S104에서는 아크 발생 판단 모듈(110)이 디지털 신호 처리 모듈(109)에서 디지털 신호가 출력되고 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되면 비 아크(non-arc) 신호를 출력한다.Next, in step S104, when the arc generation determination module 110 outputs a digital signal in the digital signal processing module 109 and a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz in the band pass filter, -arc) signal.

그리고 아크 발생 판단 모듈(110)은 디지털 신호 처리 모듈(109)에서 디지털 신호가 출력되고 밴드 패스 필터(105)에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되지 않으면 아크(arc) 신호를 출력한다.When the digital signal processing module 109 outputs a digital signal and the band pass filter 105 outputs a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz, the arc occurrence determination module 110 outputs an arc signal .

다음으로, 단계 S105에서는 아크 발생 판단 모듈(110)에서 아크가 발생한 것으로 판단한 경우, 알람 출력 모듈(111)이 알람(alarm)을 출력한다.Next, in step S105, when it is determined that an arc has occurred in the arc occurrence determination module 110, the alarm output module 111 outputs an alarm.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 알고리즘의 흐름도이다.9 is a flowchart of an arc monitoring deterioration diagnosis algorithm of an A / V panel by IR / UV detection according to an embodiment of the present invention.

먼저, 아크 발생의 판단은 주파수 신호를 양자화하여 1024개의 레벨 신호로 변환하여 판단하도록 구성될 수 있다. 평상시 적외선 센서(130)의 신호는 주로 800-900 레벨에서 존재한다. 이에, 1024 레벨 이하의 레벨에서는 레벨이 낮아질수록 화원에 반응한다는 의미이다.First, the determination of the occurrence of an arc may be configured to quantize the frequency signal and convert it into 1024 level signals to determine the arc. The signal of the infrared sensor 130 normally exists at the 800-900 level. Therefore, at a level below 1024 level, the lower the level, the more the response to the flower garden.

도 9에서 보듯이, 아크 판단 모듈(110)은 밴드 패스 필터(106)에서 대역 통과되는 20 Hz 내지 1000 Hz의 주파수 신호를 0 레벨 내지 1023 레벨의 디지털 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 9, the arc determination module 110 may be configured to convert a frequency signal of 20 Hz to 1000 Hz band-pass filtered by the band-pass filter 106 into a digital signal of level 0 to level 1023.

그리고 아크 판단 모듈(110)은 앞서 디지털 신호가 사용자 임의의 기준 값 A1 레벨 이하인 경우 또는 A2 레벨 이상인 경우, 아크 판단 모듈은 A1 레벨 이하의 디지털 신호와 A1 레벨과의 차이 값 또는 A2 레벨 이상의 디지털 신호와 A2 레벨과의 차이 값이 편차가 임의값 B1 이상 차이가 나면서 2초 마다 반복되는 경우에는 아크가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.If the digital signal is lower than or equal to the user-specified reference value A1 level or higher than the A2 level, the arc determination module 110 may determine that the arc determination module 110 determines that the difference between the A1 level and the A1 level And A2 level may be configured to determine that an arc has occurred when the deviation is repeated every 2 seconds with a difference of at least a certain value B1.

또한, 아크 판단 모듈(110)은 A1 레벨 이하의 디지털 신호와 A1 레벨과의 차이값 또는 A2 레벨 이상의 디지털 신호와 A2 레벨과의 차이 값이 B1 이상 차이가 나면서 5초마다 연속으로 4회 이상 반복되는 경우에 아크가 발생한 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.The arc determination module 110 repeatedly repeats the difference value between the digital signal of the A1 level or lower and the A1 level or the difference value of the A2 level or more of the A2 level and the A2 level consecutively four times or more every 5 seconds It is determined that an arc has occurred.

좀 더 구체적으로는, 적외선 센서 신호는 마이크로 컨트롤러의 ADC를 통하여 양자화된 레벨로 변하는데 평상 시를 기준으로 1024 이하인 레벨은 A1 레벨에서 그 레벨을 뺀 값을 임시버퍼에 저장하고 1024 이상인 레벨은 그 레벨에서 A2를 뺀 값을 임시버퍼에 저장한다. More specifically, the infrared sensor signal is converted into a quantized level through the ADC of the microcontroller. In the case where the level is 1024 or less based on the normal level, the value obtained by subtracting the level from the A1 level is stored in the temporary buffer. The value obtained by subtracting A2 from the level is stored in the temporary buffer.

평상 시에 적외선 센서 신호는 사용자가 기준 값으로 정한 A1 ~ A2레벨 사이에서 흔들리고 있으며 1024 이하인 레벨은 레벨이 낮아질수록 아크 발생원에 반응 한다는 뜻이므로 최대값을 일률적으로 구하기 위해 1024 이상인 값으로 대체하여 임시버퍼로 저장한다. 임시버퍼의 값이 최대값을 저장하는 버퍼의 값보다 크면 그 값이 최대값이 되는데 이러한 과정을 적외선 센서 신호를 샘플링할 때마다 반복한다.Since the infrared sensor signal is shaken between the levels A1 to A2 set by the user as the reference value and the level lower than 1024 is responding to the arc source as the level is lowered, the value of 1024 or more is substituted for the maximum value, Buffer. If the value of the temporary buffer is larger than the value of the buffer storing the maximum value, the value becomes the maximum value. This process is repeated every time the infrared sensor signal is sampled.

이 과정에서 음수(-)가 나올 수 있는데 레벨의 최대값을 저장하는 버퍼는 프로그램에서 0으로 초기화되어 있어 임의 값 x1 ~ x2 사이의 레벨은 0이 라고 볼 수 있다. 이러한 과정이 반복되면서 2초가 되었을 때 레벨의 최대값이 B1 이상이면 Arc Flag가 일어나고 5초가 되었을 때 Arc Flag가 4번 연속인 경우 아크로 인식한다.In this process, a negative number (-) can be output. The buffer storing the maximum value of the level is initialized to 0 in the program, so that the level between the arbitrary values x1 and x2 is 0. When this process is repeated, when the maximum value of the level is 2 or more, the arc flag occurs. If the arc flag is 4 consecutive times, the arc is recognized.

이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. There will be.

101: 사파이어 창
102: 제1 광학 필터
103: 제2 광학 필터
104: 적외선 센서
105: 증폭기
106: 밴드 패스 필터
107: 자외선 감지 센서
108: 펄스 생성 모듈
109: 디지털 신호 처리 모듈
110: 아크 발생 판단 모듈
111: 알람 출력 모듈
101: Sapphire window
102: first optical filter
103: second optical filter
104: Infrared sensor
105: Amplifier
106: Bandpass filter
107: Ultraviolet sensor
108: Pulse generation module
109: Digital signal processing module
110: an arc occurrence determination module
111: Alarm output module

Claims (10)

사파이어 창(sapphire window);
상기 사파이어 창을 통해 입사되는 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 적외선을 필터링하여 출력하는 제1 광학 필터(optical filter);
상기 사파이어 창을 통해 입사되는 4.35 ㎛의 파장의 광을 필터링하여 출력하는 제2 광학 필터;
상기 제1 광학 필터에서 출력된 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 광 및 상기 제2 광학 필터에서 출력된 4.35 ㎛의 파장의 광을 검출하는 적외선 센서(infrared sensor);
상기 적외선 센서에서 검출된 광을 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 증폭기(amplifier);
상기 증폭기에서 출력된 증폭 신호 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력하는 밴드 패스 필터(band pass filter);
자외선을 감지하는 자외선 감지 센서;
상기 자외선 감지 센서에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하는 펄스 생성 모듈;
상기 펄스 생성 모듈에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하는 디지털 신호 처리 모듈;
상기 디지털 신호 처리 모듈에서 디지털 신호가 출력되고 상기 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되면 비아크(non-arc) 신호를 출력하고, 상기 디지털 신호 처리 모듈에서 디지털 신호가 출력되고 상기 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되지 않으면 아크(arc) 신호를 출력하는 아크 발생 판단 모듈을 포함하는 IR/UV(infrared/ultraviolet) 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템.
Sapphire window;
A first optical filter for filtering and outputting infrared rays having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 through the sapphire window;
A second optical filter for filtering and outputting light having a wavelength of 4.35 mu m incident through the sapphire window;
An infrared sensor for detecting light having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 outputted from the first optical filter and light having a wavelength of 4.35 탆 outputted from the second optical filter;
An amplifier for amplifying the light detected by the infrared sensor and outputting an amplified signal;
A band pass filter for band-passting a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz out of amplified signals output from the amplifier;
An ultraviolet ray detection sensor for detecting ultraviolet rays;
A pulse generation module for generating a discharge pulse according to the ultraviolet ray sensed by the ultraviolet ray sensor;
A digital signal processing module receiving the discharge pulse generated by the pulse generation module and outputting a digital signal;
And outputs a non-arc signal when a digital signal is output from the digital signal processing module and a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz is output from the band pass filter. (Infrared / ultraviolet) detection module that includes an arc generation determination module that outputs an arc signal when a signal of a frequency of 5 Hz to 20 Hz is not output from the band-pass filter, Arc monitoring deterioration diagnosis system for switchboards.
제1항에 있어서,
상기 아크 발생 판단 모듈에서 아크가 발생한 것으로 판단한 경우, 알람(alrarm)을 출력하는 알람 출력 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising an alarm output module for outputting an alarm if an arc is generated in the arc occurrence determination module.
제1항에 있어서, 상기 자외선 센서는,
180 nm 내지 280 nm의 파장 대역을 갖는 상기 아크에 의해 발생되는 자외선을 통과시켜 상기 자외선 감지 센서로 입력되도록 하고, 자연광이나 조명등에 의한 280 nm 내지 400 nm의 파장 대역을 갖는 자외선을 차단시켜 상기 자외선 감지 센서로 입력되지 못하도록 구성되는 자외선 필터를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템.
The ultraviolet ray sensor according to claim 1,
The ultraviolet rays generated by the arc having a wavelength band of 180 nm to 280 nm are transmitted through the ultraviolet ray sensor and blocked by ultraviolet rays having a wavelength band of 280 nm to 400 nm by natural light or illumination light, And an ultraviolet ray filter configured to be prevented from being input to the detection sensor.
제3항에 있어서, 상기 펄스 생성 모듈은,
상기 생성된 방전 펄스를 정형화하여 출력하는 아크 신호 정형 회로부;
상기 아크 신호 정형 회로부에서 변환된 방전 펄스의 개수를 소정 주기마다 카운트하는 아크 신호 카운트부;
상기 아크 신호 카운트부에서 카운트된 방전 펄스의 개수를 저장하는 데이터 래치부를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템.
The apparatus of claim 3, wherein the pulse generation module comprises:
An arc signal shaping circuit for shaping and outputting the generated discharge pulse;
An arc signal counting unit counting the number of discharge pulses converted by the arc signal shaping circuit unit every predetermined cycle;
And a data latch unit for storing the number of discharge pulses counted by the arc signal counting unit.
제4항에 있어서, 상기 펄스 생성 모듈은,
상기 아크 신호 정형 회로부에서 변환된 방전 펄스의 펄스폭을 일정하게 변환하여 상기 디지털 신호 처리 모듈로 출력하는 펄스폭 변환 회로부를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템.
The apparatus of claim 4, wherein the pulse generation module comprises:
Further comprising a pulse width conversion circuit part for converting the pulse width of the discharge pulse converted by the arc signal shaping circuit part into a constant pulse width and outputting the pulse width to the digital signal processing module. Deterioration diagnostic system.
제1 광학 필터(optical filter)가 사파이어 창(sapphire window)을 통해 입사되는 4.4 ㎛ 내지 5.0 ㎛의 파장의 적외선을 필터링하여 출력하고, 제2 광학 필터가 상기 사파이어 창을 통해 입사되는 4.35 ㎛의 파장의 광을 필터링하여 출력하는 단계;
적외선 센서(infrared sensor)가 상기 제1 광학 필터에서 출력된 4.4 ㎛ 내지 5.0 ㎛의 파장의 광 및 상기 제2 광학 필터에서 출력된 4.35 ㎛의 파장의 광을 검출하고, 자외선 감지 센서가 자외선을 감지하는 단계;
밴드 패스 필터(band pass filter)가 상기 적외선 센서에서 검출된 광 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력하고, 펄스 생성 모듈이 상기 자외선 감지 센서에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하고 디지털 신호 처리 모듈이 상기 펄스 생성 모듈에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하는 단계;
아크 발생 판단 모듈이 상기 디지털 신호 처리 모듈에서 디지털 신호가 출력되고 상기 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되면 비 아크(non-arc) 신호를 출력하고, 상기 디지털 신호 처리 모듈에서 디지털 신호가 출력되고 상기 밴드 패스 필터에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호가 출력되지 않으면 아크(arc) 신호를 출력하는 단계를 포함하는 IR/UV(infrared/ultraviolet) 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법.
A first optical filter filters and outputs an infrared ray having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 through a sapphire window and outputs the filtered infrared light having a wavelength of 4.35 탆 through the sapphire window, And outputting the filtered light;
An infrared sensor detects light having a wavelength of 4.4 탆 to 5.0 탆 outputted from the first optical filter and light having a wavelength of 4.35 탆 outputted from the second optical filter, and the ultraviolet sensor detects ultraviolet ;
A band pass filter band-pass filters a 5 Hz to 20 Hz flicker frequency signal in the light detected by the infrared sensor, and the pulse generating module outputs the flicker frequency signal according to the ultraviolet ray detected by the ultraviolet ray sensor Generating a discharge pulse and a digital signal processing module receiving a discharge pulse generated by the pulse generation module and outputting a digital signal;
The arc generation determination module outputs a non-arc signal when a digital signal is output from the digital signal processing module and a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz is output from the band pass filter, An infrared / ultraviolet (IR) / ultraviolet (IR / UV) signal including a digital signal output from the signal processing module and an arc signal if the band-pass filter does not output a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz; Method for diagnosing arc monitoring deterioration of switchboard by detection.
제6항에 있어서,
상기 아크 발생 판단 모듈에서 아크가 발생한 것으로 판단한 경우, 알람 출력 모듈이 알람(alarm)을 출력하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법.
The method according to claim 6,
Further comprising the step of the alarm output module outputting an alarm if the arc occurrence determination module determines that an arc has occurred, wherein the alarm output module outputs an alarm.
제6항에 있어서, 상기 적외선 센서(infrared sensor)가 상기 제1 광학 필터에서 출력된 4.4 ㎛ ~ 5.0 ㎛의 파장의 광 및 상기 제2 광학 필터에서 출력된 4.35 ㎛의 파장의 광을 검출하고, 자외선 감지 센서가 자외선을 감지하는 단계는,
자외선 필터에 의해 180 nm 내지 280 nm의 파장 대역을 갖는 상기 아크에 의해 발생되는 자외선을 통과시켜 상기 자외선 감지 센서로 입력되도록 하고, 자연광이나 조명등에 의한 280 nm 내지 400 nm의 파장 대역을 갖는 자외선을 차단시켜 상기 자외선 감지 센서로 입력되지 못하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법.
7. The apparatus according to claim 6, wherein the infrared sensor detects light having a wavelength of 4.4 mu m to 5.0 mu m outputted from the first optical filter and light having a wavelength of 4.35 mu m outputted from the second optical filter, The ultraviolet ray detecting sensor detects the ultraviolet ray,
The ultraviolet rays generated by the arc having a wavelength band of 180 nm to 280 nm are passed through the ultraviolet ray filter to be input to the ultraviolet ray detecting sensor and the ultraviolet ray having a wavelength band of 280 nm to 400 nm Wherein the ultraviolet ray detecting sensor is configured to block the ultraviolet ray from entering the ultraviolet ray detecting sensor.
제6항에 있어서, 상기 밴드 패스 필터(band pass filter)가 상기 적외선 센서에서 검출된 광 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력하고, 펄스 생성 모듈이 상기 자외선 감지 센서에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하고 디지털 신호 처리 모듈이 상기 펄스 생성 모듈에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하는 단계는,
아크 신호 정형 회로부가 상기 생성된 방전 펄스를 정형화하여 출력하고, 아크 신호 카운트부가 상기 아크 신호 정형 회로부에서 변환된 방전 펄스의 개수를 소정 주기마다 카운트하고, 데이터 래치부가 상기 아크 신호 카운트부에서 카운트된 방전 펄스의 개수를 저장하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법.
7. The apparatus of claim 6, wherein the bandpass filter bandpasses a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz in the light detected by the infrared sensor, Generating a discharge pulse according to the ultraviolet ray sensed by the sensor and receiving a discharge pulse generated by the pulse generation module and outputting the digital signal,
The arc signal shaping circuit part formats and outputs the generated discharge pulse, and the arc signal count part counts the number of discharge pulses converted by the arc signal shaping circuit part every predetermined cycle. When the data latch part counts Wherein the controller is configured to store the number of discharge pulses.
제9항에 있어서, 상기 밴드 패스 필터(band pass filter)가 상기 적외선 센서에서 검출된 광 중에서 5 Hz 내지 20 Hz의 플리커(flicker) 주파수 신호를 대역 통과시켜 출력하고, 펄스 생성 모듈이 상기 자외선 감지 센서에서 감지된 자외선에 따라 방전 펄스를 생성하고 디지털 신호 처리 모듈이 상기 펄스 생성 모듈에 의해 생성된 방전 펄스를 입력받아 디지털 신호를 출력하는 단계는,
펄스폭 변환 회로부가 상기 아크 신호 정형 회로부에서 변환된 방전 펄스의 펄스폭을 일정하게 변환하여 상기 디지털 신호 처리 모듈로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IR/UV 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 방법.
[11] The apparatus of claim 9, wherein the band pass filter bandpasses a flicker frequency signal of 5 Hz to 20 Hz out of the light detected by the infrared sensor, Generating a discharge pulse according to the ultraviolet ray sensed by the sensor and receiving a discharge pulse generated by the pulse generation module and outputting the digital signal,
Wherein the pulse width conversion circuit part converts the pulse width of the discharge pulse converted by the arc signal shaping circuit part into a constant pulse width and outputs the converted pulse width to the digital signal processing module. .
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105425123A (en) * 2015-11-20 2016-03-23 国网福建省电力有限公司泉州供电公司 Method and system for collaboratively detecting power equipment failure through ultraviolet imaging and infrared imaging
CN105527553A (en) * 2016-01-18 2016-04-27 南京中凯光电技术有限公司 Low-light sensor
CN106405347A (en) * 2016-08-31 2017-02-15 南京顺泰科技有限公司 High voltage equipment ultraviolet and infrared imaging online monitoring system and detection method thereof
CN106932692A (en) * 2017-03-07 2017-07-07 北京瑞盈智拓科技发展有限公司 Detection means and detection method based on infrared and ultraviolet visual image fusion
CN107121607A (en) * 2017-04-26 2017-09-01 国网上海市电力公司 It is a kind of based on ultraviolet and infrared image Power System Faults Detection system and method
KR20180076603A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 주식회사 케이디파워 arc flash detection system using the IR and UVC censor
CN110308377A (en) * 2019-07-23 2019-10-08 南京航空航天大学 A kind of arc method for measuring for more electric aircraft DC systems
KR102525869B1 (en) * 2022-12-06 2023-04-26 삼풍전기 주식회사 Optoelectronic sensor with a function to simultaneously detect fire and discharging arc occurring in the switchboard and to find the occuring location and control device thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101112003B1 (en) 2011-09-05 2012-02-24 경인엔지니어링 주식회사 Deterioration detection device of distributing board

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101112003B1 (en) 2011-09-05 2012-02-24 경인엔지니어링 주식회사 Deterioration detection device of distributing board

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105425123A (en) * 2015-11-20 2016-03-23 国网福建省电力有限公司泉州供电公司 Method and system for collaboratively detecting power equipment failure through ultraviolet imaging and infrared imaging
CN105527553A (en) * 2016-01-18 2016-04-27 南京中凯光电技术有限公司 Low-light sensor
CN106405347A (en) * 2016-08-31 2017-02-15 南京顺泰科技有限公司 High voltage equipment ultraviolet and infrared imaging online monitoring system and detection method thereof
KR20180076603A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 주식회사 케이디파워 arc flash detection system using the IR and UVC censor
KR101902286B1 (en) * 2016-12-28 2018-09-28 주식회사 케이디파워 arc flash detection system using the IR and UVC censor
CN106932692A (en) * 2017-03-07 2017-07-07 北京瑞盈智拓科技发展有限公司 Detection means and detection method based on infrared and ultraviolet visual image fusion
CN107121607A (en) * 2017-04-26 2017-09-01 国网上海市电力公司 It is a kind of based on ultraviolet and infrared image Power System Faults Detection system and method
CN110308377A (en) * 2019-07-23 2019-10-08 南京航空航天大学 A kind of arc method for measuring for more electric aircraft DC systems
CN110308377B (en) * 2019-07-23 2021-06-15 南京航空航天大学 Arc detection method for multi-electric-plane direct-current system
KR102525869B1 (en) * 2022-12-06 2023-04-26 삼풍전기 주식회사 Optoelectronic sensor with a function to simultaneously detect fire and discharging arc occurring in the switchboard and to find the occuring location and control device thereof

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