KR101719315B1 - Adaptive ac arc fault detecting method, apparatus and panel - Google Patents

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KR101719315B1 KR1020160052961A KR20160052961A KR101719315B1 KR 101719315 B1 KR101719315 B1 KR 101719315B1 KR 1020160052961 A KR1020160052961 A KR 1020160052961A KR 20160052961 A KR20160052961 A KR 20160052961A KR 101719315 B1 KR101719315 B1 KR 101719315B1
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Abstract

The present invention provides a method for detecting an adaptive alternating current arc fault which increases accuracy in arc fault detection on an electric system. The method comprises the steps of: generating a sensing value on current or voltage formed in an alternating current wire; generating a component value for each frequency by converting the sensing value in a certain time section with a frequency; determining whether a difference between the component value for each frequency and a pre-calculated component average value satisfies a first condition; increasing a count when the difference does not satisfy the first condition, and determining that an arc occurs when the count exceeds a first threshold value; and updating the component average value by using the component value for each frequency when the difference satisfies the first condition.

Description

적응형 교류 아크 결함 검출 방법, 장치 및 패널{ADAPTIVE AC ARC FAULT DETECTING METHOD, APPARATUS AND PANEL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an adaptive AC arc fault detection method,

본 발명은 아크 결함을 검출하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a technique for detecting arc defects.

접촉되어 있지 않은 2개의 전극 혹은 전선 사이에서 기체를 매개체로 하여 전류가 흐르는 것을 아크(arc)방전이라고 한다.An arc discharge is a phenomenon in which current flows between two electrodes or wires that are not in contact with a gas as a medium.

2개의 전선 사이에서 의도하지 않게 발생하는 아크는 전기기기의 손상이나 전기시스템의 화재로 이어질 수 있다. 아크가 발생하게 되면 전선의 선단이 접촉저항에 의해 과열되게 되는데, 이러한 과열에 의해 전기기기가 손상되거나 전기시스템에 화재가 발생하게 되는 것이다.Unintentional arcing between two wires can lead to electrical equipment damage or electrical system fires. When an arc occurs, the tip of the electric wire is overheated due to the contact resistance. Such overheating may damage the electric device or cause a fire in the electric system.

아크에 의한 이러한 문제를 방지하기 위해 아크 결함 검출 장치(AFCI: Arc Fault Circuit Interrupter)가 개발되고 있다.An arc fault circuit interrupter (AFCI) is being developed to prevent such problems caused by an arc.

아크 결함 검출 장치에 대한 기술을 공개하고 있는 한국공개특허문서 10-2004-0042607을 참조하면 전선에서 발생하는 아크를 검출하는 기술이 공개되어 있다. 한국공개특허문서 10-2004-0042607에 따르면, 아크 결함 검출 장치는 전선에 흐르는 전류를 센싱하고 센싱된 전류를 미리 설정된 전류 특성과 비교한다. 그리고, 비교 결과가 특정 범위를 벗어나는 경우, 해당 전선에 아크가 발생한 것으로 판단한다.KOKAI Publication No. 10-2004-0042607 discloses a technique for detecting an arc defect detection device, a technique for detecting an arc generated in a wire is disclosed. According to Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2004-0042607, an arc defect detection apparatus senses a current flowing through a wire and compares the sensed current with a preset current characteristic. If the comparison result is out of the specified range, it is determined that an arc has occurred in the corresponding wire.

그런데, 이러한 방법에 의하면 특성이 상이한 두 개의 전기시스템에 대해 아크의 검출 확률이 서로 다르게 나올 수 있다. 예를 들어, 이러한 방법은 A 전기시스템에 대해서는 아크 검출의 정확도가 높을 수 있으나 A 전기시스템과 특성이 다른 B 전기시스템에 대해서는 아크 검출의 정확도가 낮을 수 있다.However, according to this method, detection probabilities of arcs may be different from each other for two electrical systems having different characteristics. For example, this method may have a high accuracy of arc detection for the A electrical system, but the accuracy of the arc detection may be low for the B electrical system with different characteristics from the A electrical system.

전류는 아크가 발생하는 전기시스템의 특성(예를 들어, 부하 상태, 배선 상태, 혹은 전력공급 상태 등)에 따라 서로 다른 특성을 가지게 되는데, 한국공개특허문서 10-2004-0042607에 공개된 기술과 같이 센싱된 전류를 고정된 전류 특성과 비교하여 아크를 판단하게 되면 아크를 검출하는 전기시스템의 특성을 반영하지 못하기 때문에 전기시스템마다 아크의 검출 확률이 달라지게 되는 것이다.The current has different characteristics depending on the characteristics of the electrical system in which the arc occurs (for example, the load state, the wiring state, or the power supply state, etc.), and the technology disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2004-0042607 If the arc is judged by comparing the current sensed together with the fixed current characteristic, it can not reflect the characteristic of the electric system for detecting the arc, so that the detection probability of the arc is different for each electric system.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 전기시스템의 특성을 적응적으로 반영하는 아크 결함 검출 기술을 제공하는 것이다. 다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 전기시스템에 대한 아크 결함 검출의 정확도를 제고시키는 기술을 제공하는 것이다.In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide, in one aspect, an arc defect detection technique that adaptively reflects characteristics of an electrical system. In another aspect, it is an object of the present invention to provide a technique for improving the accuracy of arc defect detection for an electrical system.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 교류 배선에 형성되는 전류 혹은 전압에 대한 센싱값을 생성하는 단계; 일정 시구간의 센싱값을 주파수변환하여 주파수별 성분값을 생성하는 단계; 상기 주파수별 성분값과 미리 계산된 성분평균값의 차이가 제1조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 제1조건이 만족되지 않는 경우 카운트를 증가시키고, 상기 카운트가 제1문턱값을 초과하는 경우 아크가 발생한 것으로 판단하는 단계; 및 상기 제1조건이 만족되는 경우 상기 주파수별 성분값를 이용하여 상기 성분평균값을 업데이트하는 단계를 포함하는 적응형 교류 아크 결함 검출 방법을 제공한다. In order to achieve the above object, in one aspect, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: generating a sensing value for a current or a voltage formed in an AC wiring; Generating frequency-dependent component values by frequency-converting the sensed values at predetermined time intervals; Determining whether a difference between the frequency-based component value and the previously calculated component average value satisfies a first condition; Increasing the count if the first condition is not satisfied and determining that an arc has occurred if the count exceeds the first threshold; And updating the component mean value using the frequency-dependent component value when the first condition is satisfied.

다른 측면에서, 본 발명은, 교류 배선에 형성되는 전기특성치를 센싱하는 센싱부; 일정 시구간마다 전기특성치를 주파수변환하여 주파수별 성분값을 포함하는 주파수데이터를 생성하는 시간주파수변환부; N(N은 자연수)개의 시구간에서 생성된 N개의 상기 주파수데이터에 대하여 주파수별로 성분평균값 및 성분값편차를 포함하는 표준특성치를 생성하는 통계분석부; 및 상기 주파수데이터의 주파수별 성분값과 상기 표준특성치의 유사도에 따라 아크 발생 여부를 판단하는 아크검출부를 포함하는 적응형 교류 아크 결함 검출 장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a sensing unit for sensing an electric characteristic value formed on an AC wiring; A time-frequency conversion unit for frequency-converting the electrical characteristic values every predetermined time interval to generate frequency data including frequency-dependent component values; A statistical analysis unit for generating a standard characteristic value including a component mean value and a component value deviation for each of the N frequency data generated in N (N is a natural number) time periods; And an arc detecting unit for determining whether or not an arc is generated according to the frequency-based component value of the frequency data and the similarity of the standard characteristic value.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 교류 배선이 배치되는 패널에 있어서, 교류 배선에 형성되는 전기특성치를 센싱하는 전기센싱부; 일정 시구간마다 전기특성치를 주파수변환하여 주파수별 성분값을 포함하는 주파수데이터를 생성하는 시간주파수변환부; N(N은 자연수)개의 시구간에서 생성된 N개의 상기 주파수데이터에 대하여 주파수별로 성분평균값 및 성분값편차를 포함하는 표준특성치를 생성하는 통계분석부; 광학센서를 이용하여 상기 패널 내의 섬광을 센싱하는 광센싱부; 및 상기 주파수데이터의 주파수별 성분값과 상기 표준특성치의 유사도가 일정 조건을 만족하고 상기 광센싱부에서 섬광이 센싱되면 아크가 발생한 것으로 판단하는 아크검출부를 포함하는 적응형 교류 아크 결함 검출 패널을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a panel in which an AC wiring is disposed, comprising: an electric sensing unit for sensing an electric property value formed on the AC wiring; A time-frequency conversion unit for frequency-converting the electrical characteristic values every predetermined time interval to generate frequency data including frequency-dependent component values; A statistical analysis unit for generating a standard characteristic value including a component mean value and a component value deviation for each of the N frequency data generated in N (N is a natural number) time periods; An optical sensing unit for sensing a flash in the panel using an optical sensor; And an arc detecting unit for determining that an arc is generated when the frequency characteristic of the frequency data and the standard characteristic value satisfy a predetermined condition and the optical sensing unit senses the flash light, thereby providing an adaptive AC arc defect detection panel do.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전기시스템의 특성을 적응적으로 반영하여 아크 결함을 검출할 수 있게 된다. 이를 통해, 전기시스템의 특성이 달라지더라도 높은 정확도를 유지할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, arc defects can be detected by adaptively reflecting characteristics of an electric system. As a result, high accuracy can be maintained even if the characteristics of the electric system are changed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 결함 검출 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 아크가 발생할 때 교류배선에 형성되는 전류의 파형을 나타내는 도면이다.
도 3은 N개의 시구간별로 주파수별 성분값을 추출하고 추출된 값으로 표준특성치를 생성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 생성된 성분값과 표준특성치의 유사도를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 결함 검출 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널 형태의 실시예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating an apparatus for detecting an arc defect according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a waveform of a current formed in the AC wiring when an arc occurs.
FIG. 3 is a diagram illustrating extraction of frequency-specific component values by N time periods and generation of standard characteristic values by using extracted values.
4 is a diagram for explaining a method of determining the similarity between the generated component value and the standard characteristic value.
5 is a flowchart of an arc defect detection method according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an embodiment of a panel form according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 결함 검출 장치를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating an apparatus for detecting an arc defect according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 아크 결함 검출 장치(100)는 센싱부(110), 시간주파수변환부(120), 통계분석부(130) 및 아크검출부(140) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the arc defect detection apparatus 100 may include a sensing unit 110, a time frequency conversion unit 120, a statistical analysis unit 130, and an arc detection unit 140.

아크 결함 검출 장치(100)는 전기시스템(10)에서 발생하는 아크 결함을 검출할 수 있다. 아크 결함 검출 장치(100)는 전기시스템(10)의 일부분에 형성되는 전기특성치를 센싱하고 이러한 전기특성치를 이용하여 전기시스템(10)의 아크 결함을 검출할 수 있다.The arc defect detection apparatus 100 can detect an arc defect occurring in the electrical system 10. [ The arc defect detection apparatus 100 can sense an electric property value formed in a part of the electric system 10 and can detect an arc defect in the electric system 10 using the electric property value.

센싱부(110)는 전기시스템(10)의 일부분에 형성되는 전기특성치를 센싱하는 구성이다. 전기시스템(10)에는 교류전력(AC)이 공급될 수 있는데, 센싱부(110)는 이러한 교류전력(AC)에 의해 전기시스템(10)에 형성되는 전기특성치를 센싱한다.The sensing unit 110 is configured to sense an electric property value formed in a part of the electric system 10. [ The electric system 10 may be supplied with an alternating-current power (AC), which senses an electric characteristic formed in the electric system 10 by the alternating-current power (AC).

전기특성치는 교류배선(20)에 형성되는 전류일 수도 있고, 교류배선(20)에 형성되는 전압일 수도 있다. 또는 전기특성치는 교류배선(20)에 형성되는 전류의 주파수일 수도 있고, 전기시스템(10)의 역률일 수도 있다. 교류전력(AC)에 의해 전기시스템(10)에 형성되는 전기적인 특성치는 모두 본 발명의 일 실시예에서 설명하는 전기특성치에 해당될 수 있다. 아래에서는 전기특성치가 교류배선(20)에 형성되는 전류인 경우에 대해 설명하나 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다.The electric characteristic value may be a current formed in the AC wiring 20 or a voltage formed in the AC wiring 20. Or the electric characteristic value may be the frequency of the current formed in the AC wiring 20 or may be the power factor of the electric system 10. [ The electrical characteristic values formed in the electric system 10 by the AC power may all correspond to the electric characteristic values described in the embodiment of the present invention. In the following, the case where the electric characteristic value is a current formed in the AC wiring 20 is explained, but the present invention is not limited thereto.

센싱부(110)는 전기시스템(10)의 내부에 위치하는 교류배선(20)에 형성되는 전류를 센싱할 수 있다. 교류배선(20)의 전류를 센싱하기 위해 교류배선(20)에는 전류센서(30)가 배치될 수 있다. 전류센서(30)는 저항센서일 수도 있고, 홀센서일 수도 있다.The sensing unit 110 may sense a current formed in the AC wiring line 20 located inside the electric system 10. A current sensor 30 may be disposed in the AC wiring 20 to sense the current of the AC wiring 20. The current sensor 30 may be a resistance sensor or a hall sensor.

센싱부(110)에서 센싱된 센싱값은 시간주파수변환부(120)로 전달된다. 센싱부(110)는 통신을 이용하여 센싱값을 시간주파수변환부(120)로 전달할 수도 있고, 메모리를 이용하여 센싱값을 시간주파수변환부(120)로 전달할 수도 있다. 예를 들어, 도 1에는 도시되지 않았으나 아크 결함 검출 장치(100)는 메모리를 더 포함하고 있고, 센싱부(110)는 센싱값을 이러한 메모리에 저장할 수 있다. 그리고, 시간주파수변환부(120)는 메모리에 저장된 센싱값을 읽어들이는 방식으로 센싱값을 전달받을 수 있다.The sensing value sensed by the sensing unit 110 is transmitted to the time-frequency conversion unit 120. The sensing unit 110 may transmit the sensing value to the time frequency conversion unit 120 using a communication or may transmit the sensed value to the time frequency conversion unit 120 using the memory. For example, although not shown in FIG. 1, the arc defect detection apparatus 100 further includes a memory, and the sensing unit 110 may store the sensing value in this memory. The time-frequency conversion unit 120 may receive the sensing value by reading the sensing value stored in the memory.

시간주파수변환부(120)는 센싱값을 주파수변환(예를 들어, 푸리에 변환)하여 주파수별 성분값을 포함하는 주파수데이터를 생성할 수 있다.The time-frequency conversion unit 120 may frequency-convert (e.g., Fourier-transform) the sensing value to generate frequency data including frequency-dependent component values.

시간주파수변환부(120)는 일정한 시간격으로 샘플링된 센싱값을 주파수변환할 수 있다. 이때, 일정한 시간격은 센싱부(110)의 센싱 간격에 해당될 수도 있고, 시간주파수변환부(120)의 센싱값 획득 간격에 해당될 수도 있다. 주파수변환을 위한 센싱값의 시간격을 샘플링 간격이라고 할 때, 샘플링 간격은 교류전력(AC)의 주기보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 교류전력이 60Hz 주파수를 가질 때, 샘플링 간격은 1/60(초)보다 짧을 수 있다. 다른 측면에서, 샘플링 간격의 역수를 샘플링 주파수라고 할 때, 샘플링 주파수는 교류전력의 주파수보다 클 수 있다. 예를 들어, 샘플링 주파수는 60Hz보다 클 수 있다.The time-frequency conversion unit 120 may perform frequency conversion on the sensed values sampled at predetermined time intervals. At this time, the predetermined time interval may correspond to the sensing interval of the sensing unit 110, or may correspond to the sensing value acquisition interval of the time-frequency conversion unit 120. When the time interval of the sensing value for frequency conversion is a sampling interval, the sampling interval may be shorter than the period of the AC power (AC). For example, when the ac power has a frequency of 60 Hz, the sampling interval may be shorter than 1/60 (sec). In another aspect, when the inverse number of the sampling interval is a sampling frequency, the sampling frequency may be larger than the frequency of the AC power. For example, the sampling frequency may be greater than 60 Hz.

시간주파수변환부(120)는 일정 시구간의 센싱값을 주파수변환하여 주파수데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 시간주파수변환부(120)는 1/60(초)의 시구간 동안 생성되는 센싱값을 주파수변환하여 주파수데이터를 생성할 수 있다. 아래에서는 설명의 편의를 위해 이러한 시구간을 주파수변환시구간이라고 한다.The time-frequency conversion unit 120 may generate frequency data by frequency-converting a sensing value between predetermined time points. For example, the time-frequency conversion unit 120 may generate frequency data by frequency-converting a sensing value generated during a time period of 1/60 (second). For convenience of explanation, this time interval is referred to as a frequency conversion time interval.

주파수변환시구간의 길이는 교류전력(AC)의 주기보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 교류전력이 50Hz 주파수를 가질 때, 주파수변환시구간의 길이는 1/50(초)와 같을 수 있다.The length of the section during the frequency conversion may be less than or equal to the period of the ac power (AC). For example, when the AC power has a frequency of 50 Hz, the length of the interval during the frequency conversion may be equal to 1/50 (second).

시간주파수변환부(120)가 주파수변환시구간에서의 센싱값을 주파수변환하여 주파수별 성분값을 포함하는 주파수데이터를 생성하면, 통계분석부(130)는 N(N은 자연수)개의 주파수데이터를 이용하여 주파수별 성분값의 성분평균값 및 성분값편차를 포함하는 표준특성치를 생성할 수 있다.When the time-frequency conversion unit 120 frequency-converts the sensing value in the frequency conversion section to generate frequency data including frequency-dependent component values, the statistical analysis unit 130 uses N (N is a natural number) To produce a standard characteristic value that includes a component mean value and a component value deviation of frequency-dependent component values.

예를 들어, 시간주파수변환부(120)는 N개의 주파수변환시구간에 대한 주파수변환을 통하여 N개의 주파수데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 통계분석부(130)는 이러한 N개의 주파수데이터를 이용하여 주파수별로 성분평균값 및 성분값편차를 포함하는 표준특성치를 생성할 수 있다.For example, the time frequency conversion unit 120 may generate N frequency data through frequency conversion for N frequency conversion time periods. The statistical analysis unit 130 may generate a standard characteristic value including a component mean value and a component value deviation for each frequency using the N frequency data.

이때, 통계분석부(130)가 표준특성치의 생성에 사용하는 N개의 주파수데이터는 아크가 발생하지 않은 것으로 판단되는 시구간에서 생성된 주파수데이터이다. 다시 말해, 통계분석부(130)는 아크가 발생하지 않는 시구간에서의 주파수별 성분값의 평균과 편차를 가지는 표준특성치를 생성한다. 이러한 표준특성치는 전기시스템(10)이 정상적으로 작동되는 경우를 대변하게 된다.At this time, the N frequency data used by the statistical analysis unit 130 to generate the standard characteristic value is frequency data generated in the time domain in which it is determined that no arc occurs. In other words, the statistical analysis unit 130 generates a standard characteristic value having an average and a deviation of frequency-dependent component values in a time period in which no arc occurs. This standard characteristic value represents the case where the electrical system 10 is normally operated.

아크검출부(140)는 현재 주파수변환시구간에서 생성된 주파수데이터와 표준특성치를 비교하여 전기시스템(10)에 아크가 발생하였는지 여부를 판단한다.The arc detector 140 compares the frequency data generated in the current frequency conversion section with the standard characteristic value to determine whether an arc has occurred in the electrical system 10.

전술한 설명에서 통계분석부(130)는 아크가 발생하지 않는 시구간에서의 주파수별 성분값의 평균과 편차를 가지는 표준특성치를 생성한다고 설명하였다. 아크검출부(140)는 이렇게 정상적인 상황을 대변하는 표준특성치와 현재의 주파수 특성을 나타내는 주파수데이터를 비교하여 아크 발생 여부를 판단한다.In the above description, the statistical analysis unit 130 has generated standard characteristic values having mean and variance of frequency-dependent component values in a time period in which arcs are not generated. The arc detector 140 compares the standard characteristic value representing the normal situation with the frequency data representing the current frequency characteristic to determine whether or not an arc is generated.

구체적으로, 현재의 시구간에서 생성한 주파수데이터와 표준특성치가 유사한 경우, 아크검출부(140)는 아크가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 현재의 시구간에서 생성한 주파수데이터와 표준특성치가 유사하지 않은 경우, 아크검출부(140)는 전기시스템(10)에 아크 결함이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Specifically, when the frequency data generated in the current time period is similar to the standard characteristic value, the arc detection unit 140 can determine that no arc has occurred. On the contrary, if the frequency data generated in the current time period is not similar to the standard characteristic value, the arc detection unit 140 can determine that an arc defect has occurred in the electrical system 10.

좀더 구체적으로, 아크검출부(140)는 현재의 시구간에서 생성된 주파수데이터의 주파수별 성분값과 표준특성치의 유사도에 따라 아크 발생 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 아크검출부(140)는 주파수별로 현재 생성된 성분값과 표준특성치의 성분평균값을 비교하여 유사도를 판단할 수 있다. 아크검출부(140)는 현재 생성된 성분값과 표준특성치의 성분평균값의 차이가 작으면 유사도가 높은 것으로 판단하고 현재 생성된 성분값과 표준특성치의 성분평균값의 차이가 크면 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다. 이때, 아크검출부(140)는 주파수별로 일정한 차이기준값을 저장하고 있으면서 생성된 성분값과 표준특성치의 성분평균값의 차이가 이러한 차이기준값보다 작으면 유사도가 높고 차이기준값보다 크면 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.More specifically, the arc detection unit 140 can determine whether an arc is generated according to the degree of similarity between standard component values and frequency component values of frequency data generated in the current time period. For example, the arc detection unit 140 may determine the similarity by comparing the component value currently generated for each frequency with the component average value of the standard characteristic value. If the difference between the currently generated component value and the average component value of the standard characteristic value is small, it is determined that the similarity degree is high. If the difference between the currently generated component value and the standard characteristic value difference value is large, have. At this time, the arc detection unit 140 can determine that the degree of similarity is high when the difference between the component value generated while storing the constant difference reference value for each frequency and the average value of the components of the standard characteristic value is smaller than the difference reference value, have.

아크검출부(140)는 성분값편차를 이용하여 이러한 차이기준값을 유동적으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 아크검출부(140)는 k(k는 양의 실수)배의 성분값편차를 차이기준값으로 설정하고, 생성된 성분값과 표준특성치의 성분평균값의 차이가 이러한 차이기준값보다 작으면 유사도가 높고 차이기준값보다 크면 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
The arc detection unit 140 can flexibly generate the difference reference value using the component value deviation. For example, the arc detection unit 140 sets the component value deviation of k (k is a positive real number) times as a difference reference value, and if the difference between the generated component value and the component average value of the standard property value is smaller than this difference reference value, Is higher and is larger than the difference reference value, it can be judged that the degree of similarity is low.

[수학식 1][Equation 1]

유사도 판단식

Figure 112016115417190-pat00007

Similarly,
Figure 112016115417190-pat00007

아크검출부(140)는 주파수별로 수학식1에 기재된 유사도 판단식에 따라 유사도를 판단할 수 있는데, 생성된 성분값과 표준특성치의 성분평균값의 차이의 절대값이 k배의 성분값편차보다 크면 유사도가 낮은 것으로 판단-예를 들어, 유사도를 0으로 설정-하고, 생성된 성분값과 표준특성치의 성분평균값의 차이의 절대값이 k배의 성분값편차 이하이면 유사도가 높은 것으로 판단-예를 들어, 유사도를 1로 설정-할 수 있다.If the absolute value of the difference between the generated component value and the component average value of the standard characteristic value is larger than the component value deviation of k times, the similarity degree can be determined according to the similarity degree determination equation described in Equation (1) The degree of similarity is judged to be high if the absolute value of the difference between the generated component value and the component mean value of the standard characteristic value is less than or equal to the component value deviation of k times - , And the degree of similarity can be set to 1.

그리고, 아크검출부(140)는 유사도가 낮은 주파수의 개수가 유사도개수문턱값보다 크면 전기시스템(10)에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 유사도가 낮은 주파수의 개수가 유사도개수문턱값 이하이면 아크가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.The arc detector 140 may determine that an arc has occurred in the electrical system 10 if the number of frequencies having a low degree of similarity is greater than the threshold number of similarity degrees. On the other hand, if the number of frequencies having a low degree of similarity is less than the threshold number of similarity degrees, it can be determined that no arc occurs.

아크검출부(140)가 특정 시구간의 주파수데이터에 대해 아크가 발생하지 않은 것으로 판단하면, 통계분석부(130)는 이러한 주파수데이터를 이용하여 표준특성치를 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 통계분석부(130)는 N개의 주파수데이터를 이용하여 주파수별로 성분평균값 및 성분값편차를 계산할 수 있는데, 이때, N개의 주파수데이터는 아크검출부(140)에서 아크가 발생하지 않은 것으로 판단된 주파수데이터일 수 있다. N개의 주파수데이터가 메모리에 모두 저장된 후에는 N개의 주파수데이터 중 가장 오래된 주파수데이터가 새로운 주파수데이터로 교체될 수 있다. 통계분석부(130)는 이렇게 새로운 주파수데이터로 교체된 N개의 주파수데이터를 활용하여 주파수별 성분평균값 및 성분값편차를 업데이트할 수 있다.If the arc detection unit 140 determines that an arc does not occur with respect to frequency data between specific time points, the statistical analysis unit 130 may update the standard characteristic value using the frequency data. For example, the statistical analysis unit 130 may calculate a component mean value and a component value deviation for each frequency using N frequency data. At this time, the N frequency data may be generated when an arc is not generated in the arc detecting unit 140 And may be determined frequency data. After the N frequency data are all stored in the memory, the oldest frequency data among the N frequency data can be replaced with the new frequency data. The statistical analysis unit 130 may update the frequency-based component mean value and the component value deviation using the N frequency data replaced with the new frequency data.

도 2 내지 도 4를 참조하여, 아크 결함 검출 장치가 전기시스템에서 아크 발생을 검출하는 과정을 살펴본다.Referring to Figs. 2 to 4, a process of detecting an arc occurrence in an electric system will be described.

도 2는 아크가 발생할 때 교류배선에 형성되는 전류의 파형을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a waveform of a current formed in the AC wiring when an arc occurs.

교류배선에 형성되는 전류는 일정한 주기로 값이 변하는 파형을 가지는데, 전기시스템에 아크가 발생하게 되면, 파형의 일부분이 비특이적으로 변하게 된다.The current formed in the AC wiring has a waveform in which the value changes in a constant cycle. When an arc occurs in the electrical system, a part of the waveform changes nonspecifically.

도 2를 참조하면, 전기시스템에 발생한 아크에 의해, P1, P2 및 P3 부분에서 비특이적으로 파형이 변하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the waveform changes nonspecifically in the P1, P2, and P3 portions due to the arc generated in the electrical system.

일 실시예에 따른 아크 결함 검출 장치는 이러한 비특이적 파형이 아크로부터 유래된 것인지 판단하기 위해 일정한 시구간(T1, T2, T3)마다 센싱된 센싱값을 주파수변환하여 주파수별 성분값을 생성한다. 아크에 의한 파형의 변형은 시간적인 형태로 나타날 수도 있으나 주파수의 형태로 나타나는 것이 일반적이기 때문에 아크 결함 검출 장치는 센싱값을 주파수변환하여 비특이적 파형이 아크로부터 유래된 것인지 판단하게 된다.In order to determine whether the nonspecific waveform is derived from the arc, the arc defect detection apparatus according to an exemplary embodiment frequency-converts the sensed sensed value for each time interval T1, T2, and T3 to generate frequency-specific component values. Since the arc-induced deformation of a waveform may appear in a temporal form, the arc defect detection apparatus frequency-converts the sensing value to determine whether a nonspecific waveform originates from the arc.

한편, 이러한 전기시스템의 전기특성치 파형은 전기시스템의 특성에 따라 다르게 나타나게 된다.On the other hand, the electrical characteristic value waveform of such an electric system is different depending on the characteristics of the electric system.

예를 들어, 전기시스템의 부하 상태가 변하게 되면 전류의 파형 형태도 달라지게 된다. 구체적으로, 부하가 10kHz로 변동하거나 10kHz의 노이즈를 발생시키는 부하일 때와 부하가 120Hz로 변동하거나 120Hz의 노이즈를 발생시키는 부하일 때, 전류의 파형은 서로 다른 형태를 나타낼 수 있다.For example, if the load condition of the electrical system changes, the waveform of the current will also change. Specifically, when the load is fluctuating at 10 kHz or generating a noise of 10 kHz, and when the load fluctuates at 120 Hz or generates a noise of 120 Hz, the waveform of the current may show different shapes.

이렇게 전기시스템의 특성에 따라 전류의 파형이 다른 형태를 가지게 되는데, 종래 아크 결함 검출 장치는 센싱값 혹은 센싱값을 주파수변환한 값을 고정된 특정값과 비교하여 아크를 판단하였다. 이렇게 되면, 특정 상황에서는 아크를 잘 검출하고 다른 상황에서는 아크를 잘 검출하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 아크가 발생할 때 10kHz 성분의 크기가 증가하는 것을 관측하고 아크 결함 검출 장치에서 10kHz 성분의 크기에 따라 아크를 판단한다고 할 때, 120Hz의 노이즈를 가지고 있는 전기시스템에 대해서는 오류없이 아크를 검출할 수 있지만, 10kHz의 노이즈를 가지고 있는 전기시스템에서는 부하 노이즈와 아크를 구분하지 못하기 때문에 다수의 검출 오류가 발생할 수 있다.Thus, the arc defect detection apparatus compares the sensed value or the sensed value with the fixed specific value to determine the arc. This can lead to the problem of detecting the arc well under certain circumstances and not detecting the arc well under other circumstances. For example, when observing an increase in the magnitude of a 10 kHz component when an arc occurs, and determining an arc according to the magnitude of a 10 kHz component in the arc defect detection apparatus, However, in an electric system having a noise of 10 kHz, a large number of detection errors may occur because the load noise and the arc can not be distinguished from each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 아크 결함 검출 장치는 이러한 문제를 해결하기 위해 적응적으로 아크 발생을 판단할 수 있다.The arc defect detection apparatus according to an embodiment of the present invention may adaptively determine an arc occurrence to solve such a problem.

구체적으로, 일 실시예에 따른 아크 결함 검출 장치는 전기시스템을 가동시키면서 아크가 발생하지 않은 시구간의 주파수데이터를 가지고 표준특성치를 생성한 후 이러한 표준특성치와 현재 시구간에서 생성된 주파수데이터를 비교하여 아크 발생을 검출한다.Specifically, the arc defect detection apparatus according to an embodiment generates a standard characteristic value by using frequency data of an area where arc is not generated while the electric system is operated, and then compares the standard characteristic value with the frequency data generated in the current time interval Arcs occur.

이러한 방법에 의할 경우, 표준특성치가 계속해서 변하게 된다. 아크 결함 검출 장치는 아크가 발생하지 않은 최근의 N개의 주파수데이터를 이용하여 표준특성치를 생성할 수 있는데, 이러한 방법에 의할 경우, 표준특성치가 최근의 부하 상태나 최근의 전기시스템 상태를 그대로 반영할 수 있게 된다.With this method, the standard characteristic value continuously changes. The arc defect detection apparatus can generate a standard characteristic value using the latest N frequency data in which an arc has not occurred. With this method, the standard characteristic value reflects the latest load state or the latest electrical system state .

도 3은 N개의 시구간별로 주파수별 성분값을 추출하고 추출된 값으로 표준특성치를 생성하는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating extraction of frequency-specific component values by N time periods and generation of standard characteristic values by using extracted values.

도 3을 참조하면, 아크 결함 검출 장치-예를 들어, 시간주파수변환부-는 N개의 시구간(T1, T2, ... Tn)에 대해 각각 주파수변환-예를 들어, FFT(Fast Fourier Transforming)-하여 주파수별 성분값을 포함하는 N개의 주파수데이터를 생성한다.Referring to FIG. 3, an arc defect detecting apparatus, for example, a time frequency transforming unit, performs a frequency transformation on each of N time points T1, T2, ..., Tn, for example, Fast Fourier Transform ) - to generate N frequency data including frequency-dependent component values.

그리고, 아크 결함 검출 장치-예를 들어, 통계분석부-는 N개의 주파수데이터에 대해 주파수별로 성분값의 평균값(a(f1), a(f2), a(f3), ... a(fi)) 및 편차(v(f1), v(f2), v(f3), ... v(fi))를 계산한다.The arcing fault detection device (for example, the statistical analysis unit) calculates average values a (f1), a (f2), a (f3), ... a (fi ) And the deviations v (f1), v (f2), v (f3), ... v (fi).

그리고, 아크 결함 검출 장치-예를 들어, 통계분석부-는 주파수별로 성분평균값 및 성분값편차를 포함하는 표준특성치를 생성하게 된다.Then, the arc defect detecting apparatus - for example, the statistical analyzing unit - generates a standard characteristic value including a component mean value and a component value deviation for each frequency.

아크 결함 검출 장치-예를 들어, 아크검출부-는 이러한 표준특성치와 현재 시구간에서 생성된 성분값의 유사도에 따라 아크 발생 여부를 판단할 수 있다.The arc defect detection device, for example, the arc detection part, can determine whether or not an arc is generated according to the similarity between the standard characteristic value and the component value generated in the current time interval.

도 4는 생성된 성분값과 표준특성치의 유사도를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a method of determining the similarity between the generated component value and the standard characteristic value.

성분평균값 및 성분값편차의 계산에 사용되는 주파수데이터의 개수가 충분하면 각 주파수별로 성분값들은 정규분포를 나타낼 가능성이 높다. 다만, 각 주파수별로 성분평균값의 크기나 성분값편차의 크기는 상이할 수 있다.If the number of frequency data used in the calculation of the component mean value and the component value deviation is sufficient, component values for each frequency are likely to exhibit a normal distribution. However, the magnitude of the component mean value and the magnitude of the component value deviation may be different for each frequency.

성분값편차의 크기가 다르기 때문에 아크 결함 검출 장치는 이러한 성분값편차의 크기를 반영하여 유사도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 아크 결함 검출 장치-예를 들어, 아크 검출부-는 특정 주파수에서의 성분값(s)이 성분평균값(a)으로부터 1배의 성분값편차(v) 이내 범위에 있을 때, 유사도가 높은 것으로 판단하고, 1배의 성분값편차(v) 범위 밖에 있을 때, 유사도가 낮은 것으로 판단할 수 있다. 이에 따르면, 도 4에 도시된 예시는 유사도가 낮은 것이다.Since the magnitudes of the component value deviations are different, the arc defect detecting apparatus can determine the degree of similarity by reflecting the magnitude of the component value deviations. For example, when an arc defect detection device (for example, an arc detection section) detects that a component value s at a specific frequency is within a component value deviation v of one component from the component mean value a, It is determined that the degree of similarity is high, and when it is outside the range of the component value deviation (v) of 1 time, it can be judged that the degree of similarity is low. According to this, the example shown in Fig. 4 is a low degree of similarity.

아크 결함 검출 장치-예를 들어, 아크검출부-는 주파수데이터의 주파수별 성분값과 성분평균값의 차이를 성분값편차와 비교하여 유사도를 판단하고 각 주파수별 유사도가 일정 조건을 만족시키지 못하는 주파수데이터를 카운트하여 아크 발생 여부를 판단할 수 있다.The arc defect detection device (for example, an arc detection section) judges the similarity by comparing the difference between the frequency component value and the component average value of the frequency data with the component value deviation, and obtains frequency data in which the similarity degree of each frequency does not satisfy a predetermined condition It is possible to determine whether or not an arc is generated.

여기서, 일정 조건은 예를 들어, 유사도가 낮은 주파수의 개수가 유사도개수문턱값 이하인 조건일 수 있다. 유사도개수문턱값이 예를 들어, 3이라고 할 때, 아크검출부는 주파수별로 유사도를 판단하고 유사도가 낮은 주파수가 3개이하이면 아크가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.Here, the predetermined condition may be, for example, a condition that the number of frequencies having a low degree of similarity is equal to or less than the threshold number of similarity numbers. For example, when the similarity number count threshold value is 3, the arc detecting unit judges the similarity degree for each frequency, and it can be judged that no arc occurs if the frequency of the similarity degree is 3 or less.

반대로, 아크검출부는 이러한 일정 조건을 만족시키지 못하는 주파수데이터를 카운트하여 카운트된 숫자가 카운트문턱값을 초과하면 전기시스템에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.On the contrary, the arc detecting unit counts frequency data that do not satisfy the predetermined condition, and can determine that an arc has occurred in the electrical system when the counted number exceeds the count threshold value.

그리고, 시간주파수변환부는 주파수별 유사도가 이러한 일정 조건을 만족시키는 주파수데이터를 이용하여 성분평균값 및 성분값편차를 업데이트할 수 있다.Then, the time-frequency conversion unit can update the component mean value and the component value deviation using the frequency data whose frequency-specific similarity satisfies the predetermined condition.

본 발명의 일 실시예를 방법적인 측면에서 살펴본다.One embodiment of the present invention will be discussed in a method aspect.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 결함 검출 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of an arc defect detection method according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 방법은, 도 1을 참조하여 설명한 아크 결함 검출 장치에 의해 수행될 수 있고, 다른 형태의 아크 결함 검출 장치에 의해 수행될 수도 있다.The method shown in Fig. 5 may be performed by the arc defect detecting apparatus described with reference to Fig. 1, or may be performed by another type of arc defect detecting apparatus.

도 5를 참조하면, 아크 결함 검출 장치는 교류배선에 형성되는 전류 혹은 전압에 대한 센싱값을 생성하고, 일정 시구간의 센싱값을 주파수변환하여 주파수별 성분값을 생성할 수 있다(S500).Referring to FIG. 5, the arc defect detection apparatus generates a sensing value for a current or a voltage formed in the AC wiring, and frequency-converts a sensing value between predetermined time periods to generate a frequency-dependent component value at step S500.

여기서, 일정 시구간의 길이는 교류배선에 형성되는 교류전압의 주기보다 작거나 같을 수 있다. 또한, 일정 시구간에서 센싱되는 센싱값의 샘플링 주파수는 교류배선에 형성되는 교류 주파수보다 10배 이상 클 수 있다. 센싱값에 대해 보다 높은 주파수성분을 획득하기 위해서, 아크 결함 검출 장치는 샘플링 주파수를 증가시킬 수 있다.Here, the length of the period may be less than or equal to the period of the AC voltage formed in the AC wiring. In addition, the sampling frequency of the sensing value sensed at a predetermined time interval may be 10 times or more larger than the AC frequency formed in the AC wiring. In order to obtain a higher frequency component for the sensing value, the arc defect detection device may increase the sampling frequency.

주파수별 성분값이 생성되면, 아크 결함 검출 장치는 주파수별 성분값을 필터링처리하여 노이즈를 제거할 수 있다(S502). 일 예로서, 아크 결함 검출 장치는 주파수별 성분값에 대해 무빙에버리지(moving average)를 처리할 수 있다. 이러한 무빙에버리지는 주파수별 성분값에서 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다.When the frequency-dependent component value is generated, the arc defect detection apparatus may filter the frequency-dependent component value to remove the noise (S502). As an example, the arc defect detection apparatus can process moving averages for frequency-dependent component values. In such moving, the discarding function performs a function of removing noise from frequency-dependent component values.

필터링 처리 후, 아크 결함 검출 장치는 주파수별 성분값과 미리 계산된 성분평균값의 차이가 제1조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S504). 여기서, 제1조건은 주파수별 성분값과 성분평균값의 차이에 대한 절대값이 k배의 성분값편차보다 큰 주파수가 제2문턱값 이하인 조건일 수 있다.After the filtering process, the arc defect detection apparatus can determine whether the difference between the frequency-based component value and the previously calculated component average value satisfies the first condition (S504). Here, the first condition may be a condition in which the absolute value of the difference between the frequency-based component value and the component mean value is larger than the component value deviation of k times the second threshold value or less.

이러한 제1조건이 만족되지 않는 경우(S504에서 NO), 카운트가 증가되고, 카운트는 제1문턱값과 비교될 수 있다(S506).If this first condition is not satisfied (NO in S504), the count is increased and the count can be compared with the first threshold value (S506).

카운트가 제1문턱값을 초과하면(S506에서 YES), 아크 결함 검출 장치는 전기시스템에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다(S508).If the count exceeds the first threshold value (YES in S506), the arc defect detection apparatus can determine that an arc has occurred in the electrical system (S508).

카운트가 제1문턱값을 초과하지 않는 경우(S506에서 NO), 아크 결함 검출 장치는 다시 일정 시구간에 대해 주파수별 성분값을 생성하면서 제1조건을 만족시키지 않는 시구간이 더 발생하는지 확인할 수 있다.If the count does not exceed the first threshold value (NO in S506), the arc defect detection apparatus can again generate a frequency-dependent component value for a certain period of time and check whether a time period that does not satisfy the first condition occurs more.

S504에서 제1조건이 만족되는 경우, 아크 결함 검출 장치는 해당 시구간에서는 아크가 검출되지 않은 것으로 판단할 수 있다.If the first condition is satisfied in step S504, the arc defect detection apparatus can determine that no arc is detected in the corresponding time period.

이 경우(S504에서 YES), 아크 결함 검출 장치는 해당 시구간에서 생성된 주파수별 성분값을 메모리에 저장하고 메모리에 저장된 N개의 주파수별 성분값을 이용하여 성분평균값을 업데이트할 수 있다(S510). 이때, 메모리는 FIFO(First In Fist Out) 구조로 되어 있으면서 오래된 데이터가 새로운 데이터로 교체되는 형태를 가질 수 있다.In this case (YES in S504), the arc defect detection apparatus stores the frequency-specific component values generated in the corresponding time periods in the memory and updates the component mean values using the N frequency component values stored in the memory (S510) . At this time, the memory may have a FIFO (First In Fist Out) structure and old data may be replaced with new data.

한편, 아크 결함 검출 장치는 메모리에 저장된 N개의 주파수별 성분값을 이용하여 주파수별로 성분평균값 및 성분값편차를 생성할 수 있다. 그리고, 아크 결함 검출 장치는 S504 단계에서 성분평균값과 성분값편차를 모두 이용하여 전술한 제1조건의 만족 여부를 판단할 수 있다.On the other hand, the arc defect detection apparatus can generate a component mean value and a component value deviation for each frequency using N frequency component values stored in the memory. In step S504, the arc defect detection apparatus can determine whether the first condition is satisfied by using both the component mean value and the component value deviation.

아크 결함 검출 장치는 교류전력이 공급되는 모두 전기시스템에서 전술한 기술을 이용하여 아크 발생을 검출할 수 있다. 전기시스템은 일반적인 전기기기일 수도 있고, 배전반 혹은 분전반일 수도 있다.The arc defect detection apparatus can detect an arc occurrence by using the above-described technique in an all-electric system in which AC power is supplied. The electrical system may be a general electrical device, or it may be an electrical distribution board or a distribution board.

아래에서는 배전반 형태의 실시예에 대해 살펴본다.An embodiment of the form of a switchboard will be described below.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패널 형태의 실시예를 나타내는 도면이다.6 is a view showing an embodiment of a panel form according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 패널(600)에는 교류배선(20)이 배치되고 교류배선(20)의 일부에는 센서(30)가 위치할 수 있다. 그리고, 패널(600)은 센싱부(610), 시간주파수변환부(120), 통계분석부(130) 및 아크검출부(640) 등을 포함할 수 있다.6, an AC line 20 may be disposed on the panel 600, and a sensor 30 may be disposed on a part of the AC line 20. The panel 600 may include a sensing unit 610, a time frequency conversion unit 120, a statistical analysis unit 130, and an arc detection unit 640.

센싱부(610)는 전기센싱부(611), 광센싱부(612) 및 도어개폐센싱부(613) 등을 포함할 수 있다.The sensing unit 610 may include an electrical sensing unit 611, a light sensing unit 612, a door opening / closing sensing unit 613, and the like.

전기센싱부(611)는 교류배선(20)에 형성되는 전기특성치를 센싱한다. 이러한 전기특성치는 시간주파수변환부(120)로 전달되고 시간주파수변환부(120)는 일정 시구간마다 전기특성치를 주파수변환하여 주파수별 성분값을 포함하는 주파수데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 통계분석부(130)는 N개의 시구간에서 생성된 N개의 주파수데이터에 대하여 주파수별로 성분평균값 및 성분값편차를 포함하는 표준특성치를 생성할 수 있다.The electric sensing unit 611 senses an electric characteristic value formed on the AC wiring 20. The electrical characteristic value may be transmitted to the time-frequency conversion unit 120, and the time-frequency conversion unit 120 may frequency-convert the electrical characteristic values at predetermined time intervals to generate frequency data including frequency-dependent component values. The statistical analysis unit 130 may generate a standard characteristic value including a component mean value and a component value deviation for each frequency of N frequency data generated in N time periods.

광센싱부(612)는 광학센서를 이용하여 패널(600) 내의 섬광을 센싱할 수 있다. 전극에서 아크가 발생하면 전극 사이의 기체로 강한 전류가 흐르면서 섬광이 발생할 수 있다. 광센싱부(612)는 이러한 섬광을 센싱할 수 있다. 다만, 패널(600)의 도어가 열린 상태에 있으면 외부광과 아크에 의한 섬광이 잘 구분되지 않을 수 있다. 이에 따라, 광센싱부(612)의 데이터는 패널(600)의 도어가 닫힌 상태에서 활용가치가 더 높을 수 있다.The optical sensing unit 612 can sense the flash in the panel 600 using an optical sensor. When an arc is generated in the electrode, a strong current may flow in the gas between the electrodes, and flashing may occur. The optical sensing unit 612 can sense such a flash. However, when the door of the panel 600 is in the open state, external light and arc light may not be distinguished from each other. Accordingly, the data of the optical sensing unit 612 may have a higher utilization value when the door of the panel 600 is closed.

도어개폐센싱부(613)는 패널(600)의 도어 개폐를 센싱할 수 있다. 이러한 도어 개폐 상태 센싱 신호는 광센싱부(612)의 감지 신호의 활용 가치를 높이는데 사용될 수 있다.The door opening / closing sensing unit 613 can sense the opening / closing of the door of the panel 600. The door opening / closing state sensing signal can be used to increase the utilization value of the sensing signal of the optical sensing unit 612.

아크검출부(640)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 것과 같이 주파수데이터의 주파수별 성분값과 표준특성치의 유사도가 일정 조건을 만족할 때, 패널(600)에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.The arc detector 640 can determine that an arc has occurred in the panel 600 when the similarity of frequency component values of the frequency data and the standard characteristic value satisfies a certain condition, as described with reference to FIG. 1 to FIG.

다만, 아크 검출의 정확도를 더 높이기 위해, 아크검출부(640)는 주파수데이터의 주파수별 성분값과 표준특성치의 유사도가 일정 조건을 만족하고 광센싱부(612)에서 섬광이 센싱되면 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 아크검출부(640)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 것보다 한 가지의 조건을 더 부가하여 아크를 검출하기 때문에 정확도가 좀더 높을 수 있다.However, in order to further increase the accuracy of arc detection, the arc detection unit 640 generates an arc when the degree of similarity between frequency component values of the frequency data and the standard characteristic value satisfies a certain condition and the light is sensed by the optical sensing unit 612 It can be judged. Here, the arc detecting unit 640 may have a higher accuracy because it detects an arc by adding one more condition than that described with reference to Figs. 1 to 5.

아크 검출부(640)는 패널(600)의 도어 개폐에 따른 영향을 제거하기 위해 도어개폐센싱부(613)에서 도어가 열린 상태로 판단되면 아크 발생을 판단하지 않을 수 있다.The arc detecting unit 640 may not judge whether an arc is generated if the door is opened in the door opening / closing sensor 613 to remove the influence of the opening and closing of the door of the panel 600. [

이상에서 본 발명의 일부 실시예들에 대해 설명하였다. 종래 아크 결함 검출 장치는 센싱값을 고정된 값과 비교하기 때문에 전기시스템의 특성 변화에 유연하게 반응할 수 없었다. 이에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 아크 결함 검출 장치는 전기시스템의 특성을 반영하는 표준특성치를 운영 중의 주파수데이터로 업데이트하고 이러한 표준특성치와 센싱값(주파수변환된 주파수데이터)과 비교하여 아크 결함을 검출하기 때문에 아크 결함 검출의 정확도가 높아지게 되고 모든 전기시스템에 적응적으로 대처할 수 있게 된다.In the foregoing, some embodiments of the present invention have been described. The conventional arc fault detecting apparatus can not flexibly respond to changes in the characteristics of the electrical system because the sensing value is compared with a fixed value. On the other hand, the arc defect detection apparatus according to the embodiment of the present invention updates the standard characteristic value reflecting the characteristic of the electric system with the frequency data in operation and compares the standard characteristic value with the sensing value (frequency converted frequency data) The accuracy of the arc defect detection is enhanced and it is possible to adaptively cope with all the electric systems.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is to be understood that the terms "comprises", "comprising", or "having" as used in the foregoing description mean that the constituent element can be implanted unless specifically stated to the contrary, But should be construed as further including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (6)

교류 배선에 형성되는 전류 혹은 전압에 대한 센싱값을 생성하는 단계;
일정 시구간의 센싱값을 주파수변환하여 주파수별 성분값을 생성하는 단계;
상기 주파수별 성분값과 미리 계산된 성분평균값의 차이가 제1조건을 만족하는지 판단하는 단계-상기 제1조건은 상기 주파수별 성분값과 상기 성분평균값의 차이에 대한 절대값이 k(k는 양의 실수)배의 성분값편차보다 큰 주파수의 개수가 제2문턱값 이하인 조건-;
상기 제1조건이 만족되지 않는 경우 카운트를 증가시키고, 상기 카운트가 제1문턱값을 초과하는 경우 아크가 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
상기 제1조건이 만족되는 경우, 상기 주파수별 성분값을 메모리에 저장하고, 상기 메모리에 저장된 N(N은 자연수)개의 주파수별 성분값을 이용하여 상기 성분평균값을 업데이트하고 주파수별로 성분값편차를 생성하는 단계
를 포함하는 적응형 교류 아크 결함 검출 방법.Generating a sensing value for a current or a voltage formed in the AC wiring;
Generating frequency-dependent component values by frequency-converting the sensed values at predetermined time intervals;
Determining whether a difference between the frequency-based component value and a previously calculated component average value satisfies a first condition, the first condition being that an absolute value of a difference between the frequency-based component value and the component mean value is k The number of frequencies greater than the component value deviation of the multiplication is less than or equal to the second threshold;
Increasing the count if the first condition is not satisfied and determining that an arc has occurred if the count exceeds the first threshold; And
Wherein if the first condition is satisfied, the frequency-dependent component value is stored in a memory, and the component average value is updated using N (N is a natural number) frequency-specific component values stored in the memory, Steps to create
Wherein the method comprises the steps of: 제1항에 있어서,
상기 아크가 발생한 것으로 판단하는 단계에서,
상기 카운트가 제1문턱값을 초과하고, 광학센서에서 섬광이 센싱되면 아크가 발생한 것으로 판단하는 적응형 교류 아크 결함 검출 방법.The method according to claim 1,
In the step of determining that the arc has occurred,
And determining that an arc has occurred when the count exceeds a first threshold and the optical sensor senses a flash. 제2항에 있어서,
상기 센싱값을 생성하는 단계에서,
상기 교류 배선에 형성되는 전류 혹은 전압의 주파수보다 큰 주파수로 상기 전류 혹은 전압을 샘플링하고,
상기 시구간의 길이는 상기 교류의 주기보다 작거나 같은 적응형 교류 아크 결함 검출 방법.3. The method of claim 2,
In the step of generating the sensing value,
Sampling the current or voltage at a frequency greater than the frequency of the current or voltage formed in the AC wiring,
Wherein the period length is less than or equal to the period of the alternating current. 교류 배선에 형성되는 전기특성치를 센싱하는 센싱부;
일정 시구간마다 전기특성치를 주파수변환하여 주파수별 성분값을 포함하는 주파수데이터를 생성하는 시간주파수변환부;
N(N은 자연수)개의 시구간에서 생성된 N개의 상기 주파수데이터에 대하여 주파수별로 성분평균값 및 성분값편차를 포함하는 표준특성치를 생성하는 통계분석부; 및
상기 주파수데이터의 주파수별 성분값과 상기 표준특성치의 주파수별 성분평균값의 차이가 제1조건-상기 제1조건은 상기 주파수데이터의 주파수별 성분값과 상기 표준특성치의 주파수별 성분평균값의 차이에 대한 절대값이 상기 표준특성치에 포함된 주파수별 성분값편차의 k(k는 양의 실수)배보다 큰 주파수의 개수가 제2문턱값 이하인 조건-을 만족하는지 판단하고, 상기 제1조건을 만족시키지 못하는 주파수데이터를 카운트하고 카운트가 제1문턱값을 초과하는 경우 아크가 발생한 것으로 판단하고, 상기 제1조건을 만족시키는 주파수데이터의 주파수별 성분값을 이용하여 상기 표준특성치의 성분평균값 및 성분값편차를 업데이트하는 아크검출부
를 포함하는 적응형 교류 아크 결함 검출 장치.A sensing unit sensing an electric characteristic value formed in the AC wiring;
A time-frequency conversion unit for frequency-converting the electrical characteristic values every predetermined time interval to generate frequency data including frequency-dependent component values;
A statistical analysis unit for generating a standard characteristic value including a component mean value and a component value deviation for each of the N frequency data generated in N (N is a natural number) time periods; And
A difference between a frequency component value of the frequency data and a frequency component average value of the standard characteristic value is a first condition, and the first condition is a difference between a frequency component value of the frequency data and a frequency component average value of the standard characteristic value A condition that an absolute value is equal to or less than a second threshold value when the number of frequencies whose k-th component value is greater than k (k is a positive real number) of frequency component-value deviations included in the standard characteristic value satisfies the first condition Frequency component values of the frequency data satisfying the first condition are used to calculate a component average value and a component value deviation of the standard characteristic value, Lt; RTI ID = 0.0 >
And an AC arc fault detecting device for detecting an AC arc. 제4항에 있어서,
상기 아크검출부는,
상기 제1조건을 만족시키는 주파수데이터를 메모리에 FIFO(First In First Out) 구조로 저장하여 오래된 주파수데이터가 새로운 주파수데이터로 교체되도록 하는 적응형 교류 아크 결함 검출 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the arc detecting unit comprises:
Wherein the frequency data satisfying the first condition is stored in a memory in a FIFO (First In First Out) structure so that old frequency data is replaced with new frequency data. 제4항에 있어서,
상기 아크검출부는 패널에 배치되고,
상기 아크검출부는,
상기 패널의 도어개폐센싱부에 의해 상기 패널의 도어가 닫힌 상태로 판단되고 광학센서에 의해 상기 패널 내의 섬광이 더 센싱되면 아크가 발생한 것으로 판단하는 적응형 교류 아크 결함 검출 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the arc detecting portion is disposed on a panel,
Wherein the arc detecting unit comprises:
Wherein the controller determines that an arc is generated when the door of the panel is determined to be closed by the door opening and closing sensing unit of the panel and the flash light in the panel is sensed by the optical sensor.
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