KR101573234B1 - 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서 - Google Patents

수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR101573234B1
KR101573234B1 KR1020150056119A KR20150056119A KR101573234B1 KR 101573234 B1 KR101573234 B1 KR 101573234B1 KR 1020150056119 A KR1020150056119 A KR 1020150056119A KR 20150056119 A KR20150056119 A KR 20150056119A KR 101573234 B1 KR101573234 B1 KR 101573234B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
infrared
arc
ray
optical fiber
light
Prior art date
Application number
KR1020150056119A
Other languages
English (en)
Inventor
유실현
문복성
인정현
Original Assignee
주식회사 광명에스지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 광명에스지 filed Critical 주식회사 광명에스지
Priority to KR1020150056119A priority Critical patent/KR101573234B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101573234B1 publication Critical patent/KR101573234B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1218—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using optical methods; using charged particle, e.g. electron, beams or X-rays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서 및 방법이 개시된다. 수배전반에서 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 적외선 광학 렌즈; 상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 출력하는 적외선 반응 형광체; 상기 적외선 반응 형광체에서 출력된 가시 광선을 아크 검출 회로로 전달하는 광 파이버(optical fiber); 상기 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 출력하는 적외선 LED를 구성한다. 상술한 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서 및 방법에 의하면, 수배전반내에서 아크에 의해 주로 발생되는 적외선을 선택적으로 필터링하고 이를 가시광선으로 변환하여 아크 검출을 판단하도록 구성됨으로써, 형광등이나 태양광 등에 의한 가시광선, 자외선 등의 외란광을 제거하고 정확하게 아크를 검출할 수 있는 효과가 있다. 또한, 가시광선을 광 파이버를 통해 아크 검출 회로로 송신하되 아크 검출 센서마다 각각 별도의 단일 광 섬유를 통해 송신하도록 구성됨으로써, 아크가 발생된 위치를 정확하게 인지하고 신속하게 대처할 수 있는 효과가 있다.

Description

수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서{ARC DETECTING FIBER OPTIC SENSOR BY TRNASFORMING LIGHT AND METHOD THEREOF IN SWITCHGEAR}
본 발명은 고압반, 저압반, 분전반, 모터제어반을 포함하는 수배전반에서 아크 검출(코로나 검출 포함)센서에 관한 것으로서, 구체적으로는 광 변환 방식에 의한 아크 검출 센서에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 아크에 의해 발생되는 적외선을 가시광선으로 변환하여 아크를 검출하는 아크 검출 센서에 관한 것이다.
수배전반에서 아크(arc) 사고는 큰 대형 화재나 정전 사태 등으로 이어지는 가장 주요한 피해 원인 중의 하나이다.
아크에 의한 피해를 방지하거나 아크를 정확하게 검출하기 위한 다양한 방안이 강구되고 있지만 아직까지도 수배전반의 내부 아크(internal arc)로부터 보호하는 방안은 매우 미흡한 실정이다.
먼저 기존의 보호 계전기의 단락 사고로부터의 보호는 사고 유무를 판단하는데 수십 ms 정도의 시간이 소요되는데 반해 수배전반 아크 사고가 발생하면 짧은 시간 내에 최대치에 도달하게 되어 패널과 내부 기기가 파손되고 정전이 발생하는 등의 2차 피해가 매우 커진다.
또한, 종래의 수배전반에서는 아크 검출을 위해 간접적인 전기적 신호를 검출하는 방식을 주로 이용하는데, 누전 이외의 전기 신호 영향과 같은 외부 전자파 노이즈에 의해 오검출이 잦아진다는 문제점이 있다.
그리고 종래의 아크 검출 방식은 아크 발생 위치와 무관하게 변류기에 의한 전체 전류 신호에 의한 검출에 의존하기 때문에, 아크의 발생 위치를 정확하게 검출할 수 없다는 문제점이 있다.
아울러 부하의 종류 즉, R, L, C 등의 부하에 따라 그 검출되는 전류 파형이 비선형적으로 출력되기 때문에 아크 발생시 정확한 검출에도 한계가 있다는 문제점이 있다.
이와 같이, 아크의 특성상 아크를 신속하게 검출하여 문제 발생 전에 신속하게 조치를 취하는 것이 중요한데, 이를 정확하게 검출하는 것에 한계가 있다.
대한민국 공개특허 제2013-0137370호 (2013.12.17)
본 발명의 목적은 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적에 따른 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서는, 수배전반에서 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 적외선 광학 렌즈; 상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 출력하는 적외선 반응 형광체; 상기 적외선 반응 형광체에서 출력된 가시 광선을 아크 검출 회로로 전달하기 위한 광 파이버(optical fiber)를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 발광하는 적외선 LED를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성될 수 있다.
그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성될 수 있다.
그리고 상기 광 파이버는, 아크 검출 센서별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서의 위치를 확인 가능하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 광 파이버는, 상기 광 섬유의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성될 수 있다.
상기 본 발명의 다른 목적에 따른 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 방법은, 적외선 광학 렌즈가 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 단계; 적외선 반응 형광체가 상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 광 파이버를 통해 송신하는 단계; 적외선 LED가 상기 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 발광하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 출력하는 적외선 LED를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성될 수 있다.
그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성될 수 있다.
그리고 상기 광 파이버는, 아크 검출 센서별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서의 위치를 확인 가능하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 광 파이버는, 상기 광 섬유의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성될 수 있다.
상술한 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서 및 방법에 의하면, 수배전반에서 아크에 의해 주로 발생되는 적외선을 선택적으로 필터링하고 이를 가시광선으로 변환하여 아크 검출을 판단하도록 구성됨으로써, 형광등이나 태양광 등에 의한 가시광선, 자외선 등의 외란광을 제거하고 정확하게 아크를 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 가시광선을 광 파이버를 통해 아크 검출 회로로 송신하되 아크 검출 센서마다 각각 별도의 단일 광 섬유를 통해 송신하도록 구성됨으로써, 아크가 발생된 위치를 정확하게 인지하고 신속하게 대처할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 아크 발생시 아크에 의해 발생되는 광의 분광 스펙트럼 분포도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서의 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서가 구비되는 수배전반의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선-가시광선 변환타입의 출력 오차를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 굴절율/분산의 분포도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 5 mm 두께의 적외선 광학 렌즈의 내부 투과율을 나타내는 표이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 공간 주파수에 따른 MTF 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 필터의 분광 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 분광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이버의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 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.
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.
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.
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.
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.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 아크 발생시 아크에 의해 발생되는 광의 분광 스펙트럼 분포도이다.
도 1을 참조하면, 수배전반에서 아크가 발생할 때 아크에 의해 발생되는 광의 스펙트럼 분포를 나타낸다. 도 1에서 보듯이 아크에 의한 광은 800 nm 내지 860 nm에서 가장 강한 세기를 나타내고 있다. 800 nm 내지 860 nm 파장 대역은 적외선 파장 대역이며, 아크에 의해 적외선이 가장 강하게 나타나고 있음을 알 수 있다.
이에, 적외선이 강하게 감지되면 아크가 발생하고 있다고 판단될 수 있다. 본 발명에서는 적외선이 강하게 감지되는 경우 아크의 발생을 검출하도록 구성된다. 수배전반 내부에서는 외부로부터 입사되는 가시광선은 물론 내부 형광등의 광과 같은 노이즈 광이 상당하게 존재한다. 이에, 가시광선이나 자외선과 같은 노이즈 광을 제거하도록 구성된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서의 구성도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서가 구비되는 수배전반의 구성도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서(이하, ‘아크 검출 센서’라 함)(100)는 적외선 광학 렌즈(110), 적외선 반응 형광체(120), 광 파이버(optical fiber)(130), 적외선 LED(light emitting diode)(140)를 포함하도록 구성될 수 있다.
아크 검출 센서(100)는 아크에 의해 발생되는 적외선, 자외선, 가시광선 중에서 가장 비중이 높은 적외선을 선택적으로 필터링하여 아크를 검출하도록 구성된다.
아크 검출 센서(100)는 적외선을 검출하여 가시 광선으로 변환하고 변환된 가시 광선을 광 파이버(130)를 통해 아크 검출 회로로 송신하도록 구성된다.
광 파이버(130)는 아크 검출 센서(100)별로 하나씩 연결되어 각각의 광 파이버(130)를 통해 가시 광선이 수신되는지 여부에 따라서 아크 검출 센서(100)를 확인할 수 있으며, 이에 의해 아크의 발생 위치를 정확하게 판단하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
적외선 광학 렌즈(110)는 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하도록 구성될 수 있다. 적외선 이외의 자외선이나 가시광선은 차단하도록 구성된다.
여기서, 적외선 광학 렌즈(110)는 800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성될 수 있다. 상기 파장 대역이 아크에 의해 발생되는 주 파장대역이기 때문이다. 그 외의 가시광선과 자외선은 차단하게 된다.
적외선 반응 형광체(120)는 적외선 광학 렌즈(120)에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 출력하도록 구성될 수 있다. 적외선 반응 형광체(120)는 형광 글래스로 구성되며, 적외선을 가시 광선을 변환하여 송신하게 된다.
광 파이버(130)는 적외선 반응 형광체(120)에서 출력된 가시 광선을 아크 검출 회로(미도시)로 전달하기 위한 구성이다. 광 파이버(130)는 가시광선의 소실없이 전달되도록 구성될 수 있다.
광 파이버(130)는 수배전반 내의 복수의 아크 검출 센서(100)마다 각각 연결되도록 구성되며, 광 파이버(130)의 다발이 묶음 형태로 구성되어 아크 검출 회로(미도시)로 연결되도록 구성될 수 있다.
아크 검출 회로(미도시)에서는 광 파이버(130)를 통해 가시광선이 수광되는 경우, 이에 연결되는 아크 검출 센서(100)에 아크가 검출한 것을 알 수 있기 때문에, 아크 검출 센서(100)가 설치된 영역을 쉽게 인지할 수 있다. 종래와 달리 아크의 발생 영역을 정확하게 인지할 수 있다는 장점이 있다.
적외선 LED(140)는 적외선 반응 형광체(120)에서 출력되는 가시광선을 증폭하여 발광하도록 구성될 수 있다. 적외선 LED(140)는 가시광선의 증폭 발광을 통해 해당 지점의 아크 발생 여부를 육안으로 확인 가능하도록 구성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선-가시광선 변환타입의 출력 오차를 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 적외선 파장 대역의 광원에 대한 출력 전압을 나타낸다. 수배전반에는 노이즈 광으로서 자외선과 가시광선 이외에도 적외선이 존재하기 때문에, 기본적으로 존재하는 적외선 노이즈를 인지하여 아크 발생의 여부를 정확하게 판단할 필요가 있다. 그러므로, 태양광 등에 의한 적외선 노이즈는 도 3과 같이 직사 일사광이 입사될 때 출력 0.03 [V]에 상당한다.
그러므로, 아크 검출 센서(100)는 검출 가능한 최소 아크 광의 파워 밀도를 5 ㎼/cm²정도로 설정하여 아크 검출을 판단하도록 구성될 수 있다. 이에, 태양광 노이즈의 영향을 거의 받지 않게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 구조도이다.
도 4는 적외선 광학 렌즈의 레이아웃(lay out)을 예시하고 있다.
여기서, 적외선 광학 렌즈(110)는 최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 굴절율/분산의 분포도를 나타내는 그래프이다.
도 5의 굴절율/분산 분포도를 볼 때, 적외선 광학 렌즈(110)는 굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 5 mm 두께의 적외선 광한 렌즈의 내부 투과율을 나타내는 표이다.
도 6은 적외선 광학 렌즈(110)가 5 mm의 두께를 가질 때 갖게 되는 내부 투과율로서, 800 nm 내지 860 nm의 빛에 대해서는 50% 이상의 투과율을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 공간 주파수에 따른 MTF 특성을 나타내는 그래프이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 필터의 분광 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 적외선 광학 렌즈(110)의 곡안 주파수에 따른 MTF 특성이 나타나 있으며, 적외선 광학 렌즈(110)의 경우 800 nm ~ 860 nm사이의 적외선 영역의 빛은 85% 내지 90% 정도 투과되지만, 타 파장 대역의 빛은 거의 0% 정도의 투과율을 가져 실질적으로 차단됨을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 분광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 9에서 보듯이, 적외선 광학 렌즈(110)에 의해 800 nm 내지 860 nm 파장 대역의 적외선이 그 검출 대상이 되는 것을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이버의 사시도이다.
도 10에서 광 파이버(130)는 아크 검출 센서(100)별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서(100)의 위치를 확인 가능하도록 구성될 수 있다.
광 파이버(130)는 광 섬유(130)의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 방법의 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 먼저 적외선 광학 렌즈(110)가 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력한다(S101).
여기서, 적외선 광학 렌즈(110)는 800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성될 수 있다.
그리고 적외선 광학 렌즈(110)는 굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성될 수 있다.
그리고 적외선 광학 렌즈(110)는 최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성될 수 있다.
다음으로, 적외선 반응 형광체(120)가 적외선 광학 렌즈(110)에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 광 파이버(130)를 통해 송신한다(S102).
다음으로, 적외선 LED(140)가 적외선 반응 형광체(120)에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 발광한다(S103).
여기서, 광 파이버(130)는 아크 검출 센서(100)별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서(100)의 위치를 확인 가능하도록 구성될 수 있다.
그리고 광 파이버(130)는 광 섬유의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성될 수 있다.
이상 실시예를 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.
100 : 아크 검출 센서
110: 적외선 광학 렌즈
120: 적외선 반응 형광체
130: 광 파이버
140: 적외선 LED

Claims (13)

  1. 적외선 이외의 자외선 또는 가시광선은 차단되도록, 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 적외선 광학 렌즈;
    상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시광선으로 변환하여 출력하는 적외선 반응 형광체;
    수배전반 내의 아크 검출 센서마다 각각 연결되도록 구성되며, 상기 적외선 반응 형광체에서 출력된 가시광선을 아크 검출 회로로 전달하기 위한 광 파이버(optical fiber); 및
    상기 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 발광하도록 하여, 해당 지점의 아크 발생 여부를 육안으로 확인가능하도록 하는 적외선 LED;
    를 포함하여 이루어지며,
    아크에 의해 발생되는 적외선, 자외선, 가시광선 중 적외선을 선택적으로 필터링하여 아크를 검출하되,
    자외선 및 가시광선과 함께 노이즈 광에 포함되어 있는 적외선 노이즈의 제거를 위해, 검출 가능한 최소 아크 광의 파워밀도를 5 ㎼/cm²로 설정하여 아크 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 적외선 광학 렌즈는,
    800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020150056119A 2015-04-21 2015-04-21 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서 KR101573234B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150056119A KR101573234B1 (ko) 2015-04-21 2015-04-21 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150056119A KR101573234B1 (ko) 2015-04-21 2015-04-21 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101573234B1 true KR101573234B1 (ko) 2015-12-01

Family

ID=54882812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150056119A KR101573234B1 (ko) 2015-04-21 2015-04-21 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101573234B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101695976B1 (ko) 2016-06-10 2017-01-12 (주)한국스카다 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반
CN107015125A (zh) * 2017-02-04 2017-08-04 国网河北省电力公司电力科学研究院 一种基于红外、紫外和可见光的一体化检测方法和装置
CN108333488A (zh) * 2018-02-08 2018-07-27 南京视道信息技术有限公司 基于紫外、红外和光学图像相融合的燃弧检测方法
KR102087085B1 (ko) 2018-12-19 2020-03-10 재단법인 한국탄소융합기술원 Dc 스위치 접점 아크의 광학적 특성 측정 장치
CN112379231A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 国网浙江省电力有限公司信息通信分公司 一种基于多光谱图像的设备检测方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101197021B1 (ko) * 2012-05-25 2012-11-06 아이에스산전 주식회사 아크 플래시 감지 장치가 구비된 고ㆍ저압배전반, 전동기제어반 및 분전반

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101197021B1 (ko) * 2012-05-25 2012-11-06 아이에스산전 주식회사 아크 플래시 감지 장치가 구비된 고ㆍ저압배전반, 전동기제어반 및 분전반

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101695976B1 (ko) 2016-06-10 2017-01-12 (주)한국스카다 아크 검출 기능이 구비된 태양광 접속반
CN107015125A (zh) * 2017-02-04 2017-08-04 国网河北省电力公司电力科学研究院 一种基于红外、紫外和可见光的一体化检测方法和装置
CN108333488A (zh) * 2018-02-08 2018-07-27 南京视道信息技术有限公司 基于紫外、红外和光学图像相融合的燃弧检测方法
CN108333488B (zh) * 2018-02-08 2020-11-24 南京视道信息技术有限公司 基于紫外、红外和光学图像相融合的燃弧检测方法
KR102087085B1 (ko) 2018-12-19 2020-03-10 재단법인 한국탄소융합기술원 Dc 스위치 접점 아크의 광학적 특성 측정 장치
CN112379231A (zh) * 2020-11-12 2021-02-19 国网浙江省电力有限公司信息通信分公司 一种基于多光谱图像的设备检测方法及装置
CN112379231B (zh) * 2020-11-12 2022-06-03 国网浙江省电力有限公司信息通信分公司 一种基于多光谱图像的设备检测方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101573234B1 (ko) 수배전반에서 광 변환 방식에 의한 광섬유 아크 검출 센서
JP6493265B2 (ja) 光学計測装置
CN102589689B (zh) 具有自检验功能的光纤电弧光检测装置及其检测方法
CN101662137A (zh) 电弧光的检测方法及其检测装置
EP0899588A3 (en) Scintillation detection
CN208255350U (zh) 一种利用紫外探测器探测高压线路电晕的监测系统
US20170138999A1 (en) Arc flash detection device having optic fiber sensor
KR101576888B1 (ko) 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템 및 방법
US9476795B1 (en) Optical-detection systems and methods for determining state of engagement of mating connectors, and equipment incorporating same
KR102026452B1 (ko) 전력설비의 아크 발생 위치 검출 장치
CN105044482B (zh) 具有温度测量功能的光纤电弧光传感装置及其测量方法
CN102620761A (zh) 一种基于自外差探测的远距离光纤布拉格光栅传感方法和装置
JP2013024650A (ja) ファイバ測定装置
WO2020014461A3 (en) Enhanced robustness for high sensitivity fiber optic smoke detection
CN106165315B (zh) 利用聚合物波长可调谐激光器的光时域反射仪
KR101250895B1 (ko) 아크 위치 검출 장치
KR102066534B1 (ko) 저압배전반의 아크플래시 검출 광학 시스템
JP2019090836A (ja) 光学計測装置
CA2988258A1 (en) Optical fiber test apparatus
CN108110736A (zh) 一种电弧光保护装置
CN110514413B (zh) 一种光纤围栏断纤快速检测系统
CN102455246B (zh) 具有二次屏蔽的低噪声抗干扰光时域反射仪
CN202533243U (zh) 具有二次屏蔽的低噪声抗干扰光时域反射仪
JPH0759221A (ja) ガス絶縁電力機器の異常検出装置
CN212410760U (zh) 一种监测用电电弧发生的传感器

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 4