KR101874642B1 - 전류 및 전압을 사용하여 아크 플래시 이벤트를 검출하기 위한 방법, 시스템, 및 장치 - Google Patents

전류 및 전압을 사용하여 아크 플래시 이벤트를 검출하기 위한 방법, 시스템, 및 장치 Download PDF

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Abstract

전력 회로 보호 시스템(100)은, 회로(104)의 컨덕터를 통해 흐르는 제 1 전류 레벨을 측정하도록 구성된 전류 센서(106), 상기 회로(104)의 복수의 컨덕터들 양단 간의 제 1 전압 레벨을 측정하도록 구성된 전압 센서(110), 및 상기 전류 센서(106) 및 상기 전압 센서(110)에 통신가능하게 연결된 컨트롤러(116)를 포함한다. 상기 컨트롤러(116)는, 상기 전류 센서(106)로부터 제 1 전류 레벨을 나타내는 제 1 신호를 수신하고, 상기 전압 센서(110)로부터 제 1 전압 레벨을 나타내는 제 2 신호를 수신하도록 구성된다. 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호에 기초하여, 상기 컨트롤러(116)는 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킬지 아니면 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킬지를 결정하도록 구성된다.

Description

전류 및 전압을 사용하여 아크 플래시 이벤트를 검출하기 위한 방법, 시스템, 및 장치{METHODS, SYSTEMS, AND APPARATUS FOR DETECTING ARC FLASH EVENTS USING CURRENT AND VOLTAGE}
본 명세서에 설명되는 실시예들은 일반적으로 아크 플래시(arc flash) 검출 및 완화에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 뉴슨스(nuisance) 검출들을 줄이는데 사용하기 위한 아크 플래시 검출 시스템들에 관한 것이다.
공지된 전력 회로들 및 스위치기어는 일반적으로 공기, 또는 가스 또는 고체 유전체들과 같은 절연체에 의해 분리되는 컨덕터들을 갖는다. 그러나, 컨덕터들이 서로 너무 가까이 위치된다거나, 또는 컨덕터들 간의 전압이 컨덕터들 사이의 절연체의 절연 특성을 초과하면, 아크가 발생할 수 있다. 컨덕터들 사이의 절연체는 이온화될 수 있고, 이러한 이온화에 의해 절연체가 도전성을 갖게 되고 아크 플래시가 생길 수 있게 된다.
아크 플래시는 두 개의 위상(phase) 컨덕터들 사이, 위상 컨덕터와 중간(neutral) 컨덕터 사이, 또는 위상 컨덕터와 접지점 사이의 폴트(fault)에 기인한 에너지의 고속 방출(release)에 기인한다. 아크 플래시 온도는 컨덕터들 및 인접한 장비들을 기화시킬 수 있는 20,000℃에 달하거나 초과할 수 있다. 더욱이, 아크 플래시는 컨덕터들 및 인접한 장비들을 손상시키기에 충분한 열, 강한 광, 압력파(pressure wave)들, 및/또는 음파들의 형태로 상당한 에너지를 방출할 수 있다. 그러나, 아크 방전을 발생시키는 폴트의 전류 레벨은 일반적으로 단락 회로의 전류 레벨보다 더 작은데, 회로 차단기가 아크 폴트 조건을 조절하도록 특별히 설계되지 않는 한 회로 차단기는 지연된 트립(trip)을 작동하거나 나타낼 수 없다. 개인 보호 의류 및 장비의 사용을 위임함으로써 아크 플래시 문제들을 조절하기 위한 기관들 및 표준들이 존재하지만, 아크 플래시를 제거하는 규정에 의해 설립된 디바이스는 없다.
퓨즈들 및 회로 차단기들과 같은 표준 회로 보호 디바이스들은 일반적으로 아크 플래시를 완화하기에 충분할 정도로 빠르게 반응하지 못한다. 충분히 빠른 응답을 보여주는 하나의 공지된 회로 보호 디바이스로서 전기적 "크로바(crowbar)"가 있는데, 이 크로바는 아크 플래시 포인트로부터 전기적 에너지를 전환하기 위해 전기적 "단락 회로"를 의도적으로 생성함으로써 기계적 및/또는 전기-기계적 공정을 이용한다. 그러한 의도적인 단락 회로 폴트는 퓨즈 또는 회로 차단기를 트립함으로써 제거된다. 그러나, 크로바를 사용하여 생성된 의도적인 단락 회로 폴트는 상당한 레벨의 전류가 인접한 전기 장비를 통해 흐르게 하여, 장비에 여전히 손상을 입힐 수 있다.
광 센서들이 아크 플래시동안 방사된 광의 존재를 검출하는데 사용될 수 있다. 그러나, 그러한 센서들은 종종 그 센서들이 비아크 플래시 광(non-arc-flash light)을 검출하고 회로 보호 디바이스의 "뉴슨스 트립(nuisance trip)"를 트리거할 정도로 낮은 광 레벨들에 민감하다. 예를 들면, 전형적인 아크 플래시 이벤트는 그 아크 플래시 이벤트로부터 3 내지 4 피트의 거리에서 약 100,000 lux의 휘도 플럭스를 갖는 광을 발생시킬 수 있는 반면, 공지된 광 센서들은 일반적으로 700 lux 이하에서 포화한다. 트립 동안 회로 차단기에 의해, 공간 발광에 의해 또는 직사 광선에 의해 방사되는 광으로 인해 광 센서가 아크 플래시 이벤트를 허위로 검출할 수 있다. 따라서, 아크 플래시 이벤트들을 신뢰성있게 검출하고 회로 보호 디바이스들의 뉴슨스 트립들을 완화하는 아크 플래시 검출 시스템이 필요하다.
일 양상에서, 전기 회로를 보호하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 회로의 일부를 통해 제 1 전류 레벨을 측정하는 단계, 회로의 그 부분에서 제 1 전압 레벨을 측정하는 단계, 및 전류 레벨 및 전압 레벨에 기초하여, 제 1 회로 보호 디바이스를 활성화시킬지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
다른 양상에서, 전력 회로 보호 시스템은 회로를 통해 흐르는 제 1 전류 레벨을 측정하도록 구성된 전류 센서, 회로의 복수의 컨덕터 양단의 제 1 전압 레벨을 측정하도록 구성된 전압 센서, 및 전류 센서와 전압 센서에 통신가능하게 연결된 컨트롤러를 포함한다. 컨트롤러는, 전류 센서로부터 제 1 전류 레벨을 나타내는 제 1 신호를 수신하고, 전압 센서로부터 제 1 전압 레벨을 나타내는 제 2 신호를 수신한다. 제 1 신호 및 제 2 신호에 기초하여, 프로세서는 제 1 회로 보호 디바이스를 활성화시킬지 또는 제 2 회로 보호 디바이스를 활성화시킬지를 결정하도록 구성된다.
또 다른 양상에서, 컨트롤러는 전력 회로 보호 시스템과 사용하기 위해 제공된다. 컨트롤러는 전류 센서, 전압 센서, 회로 차단기, 및 아크 억제 디바이스에 통신가능하게 연결되도록 구성된다. 컨트롤러는 전류 센서로부터 회로의 컨턱터를 통해 흐르는 제 1 전류 레벨을 나타내는 제 1 신호를 수신하고, 전압 센서로부터 회로의 복수의 컨덕터들 양단 간의 제 1 전압 레벨을 나타내는 제 2 신호를 수신하고, 제 1 신호와 제 2 신호에 기초하여 회로 차단기와 아크 억제 디바이스 중 어느 하나를 활성화할지 여부를 결정하도록 구성된다.
도 1은 예시적 전력 회로 보호 시스템의 개략적 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 전력 회로 보호 시스템을 포함하는 폐쇄형 인클로져(closed enclosure)의 개략도.
도 3은 도 2에 도시된 인클로져의 내부 개략도.
도 4는 도 1에 도시된 전력 회로 보호 시스템을 사용하여 아크 플래시 이벤트를 검출하는 예시적 방법을 도시하는 흐름도.
아크 플래시 이벤트들을 검출하고 완화하는데 사용하기 위한 방법들, 시스템들 및 장치의 예시적 실시예들이 본 명세서에 설명된다. 이들 실시예들은 전류 및 전압뿐만 아니라 전력 분배 장비의 동작 모드와 대응하는 제 3 입력을 사용하여 전력 분배 장비에서 아크 플래시 이벤트들을 신뢰성있게 검출하는 것을 용이하게 한다. 동작 모드 및 전류와 함께 전압을 사용함으로써 시스템은 폴트 포인트들간의 전위 차에 기인한 아크 플래시 이벤트들 및 볼트로 조인(bolted) 폴트들 간을 구별할 수 있다. 더욱이, 기존의 전력 분배 장비는 본 명세서에서 설명되는 시스템들로 개량될 수 있는데, 계속해서 기존 장비의 사용을 가능하게 하고 단기 제조, 설치 및 서비스 비용들을 절감할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 방법들, 시스템들, 및 장치의 예시적인 기술적 효과들은, (a) 전류 및 전압을 사용하여 아크 플래시 이벤트를 검출하고; (b) 아크 플래시 이벤트를 검출하면, 에너지를 재라우팅함으로써 아크 플래시 에너지로부터 전기 장비에의 손상을 완화시키는 아크 억제 디바이스를 활성화시키고 자체에 포함된(self-contained) 디바이스 내에 제어된 아크 플래시 이벤트를 생성하며; (c) 전기 장비의 동작 모드를 사용하여 서비스 기간들 동안 추가의 보호를 위해 전류 및 전압의 임계 레벨들을 감소시키는 것 중 적어도 하나를 포함한다.
도 1은 예시적인 전력 회로 보호 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 도 1의 예시적 실시예에서, 시스템(100)은 전력 분배 회로와 같은 회로(104)의 민감도 설정의 선택을 가능하게 하는 스위치(102)를 포함한다. 스위치(102)의 예시적 실시예들은, 단지 포함하는 것에 제한받는 것은 아니지만, RELT(reduced-energy let-through) 스위치, 및 움직임 센서, 음향 센서, 도어 센서 또는 근접도 센서 같은 센서를 포함한다. RELT 스위치는 회로(104)가 RELT 모드 또는 유지보수 모드에 있다는 것을 나타내는 제어 신호를 생성하는 사용자-작동가능 스위치이다. 예를 들면, 서비스 요원과 같은 사용자는 회로(104)에 대한 유지보수를 실행할 때 RELT 스위치를 RELT 설정(setting)으로 설정할 수 있다. 모션 센서는 시야 내의 객체 또는 객체들의 벡터 또는 속도의 변화를 측정함으로써 서비스 요원과 연관된 움직임을 검출할 수 있다. 유사하게, 음향 센서는 회로(104)의 특정 거리 내에서 서비스 요원과 연관된 음향을 검출할 수 있다. 도어 센서는 회로(104)로의 액세스를 위해 인클로져 도어(도 1에는 도시되지 않음)가 열리는 때를 검출할 수 있다. 근접도 센서는 임의의 물리적 접촉없이 서비스 요원과 같은 가까운 객체들의 존재를 검출할 수 있다. 예를 들면, 근접도 센서는 전자기장 또는 정전기장을 방사하거나, 전자기 방사 빔(예를 들면, 적외선)을 방사하고 필드에서의 변화들 또는 리턴 신호를 찾는다. 근접도 센서는, 제한적인 것은 아니지만, 용량성 센서, 광전 센서, 또는 유도성 근접 센서일 수 있다. 스위치(102)를 사용하여 선택될 수 있는 예시적인 민감도 설정은 액티브 모드 설정 및 정상 모드 설정을 포함한다. 액티브 모드 설정은 전력 회로의 사실상 보호 동작과 연관될 수 있고, RELT 설정 또는 서비스 작업 동안과 같은 부가의 보호가 요구되는 다른 설정을 포함할 수 있다. 정상 모드 설정은 전력 회로의 정상 동작 모드와 연관된다. 스위치(102)의 민감도 설정은 국부적으로 선택되거나, 또는, 대안으로, 시스템(100)에의 네트워크 접속을 통해 원격적으로 설정될 수 있다.
시스템(100)은 메인 버스(108)를 통하는 등과 같은 회로(104)의 컨덕터를 통해 흐르는 전류 레벨을 측정하는 전류 센서(106)를 또한 포함한다. 더욱이, 전류 센서(106)는 전류 레벨에 비례하여 신호를 생성한다. 전류 센서(106)는 AC 전류를 검출하고 아날로그 출력 신호 또는 감지된 전류의 파형을 복제하는 바이폴라(bipolar) 출력 신호를 생성한다. 대안으로, 전류 센서(106)는 AC 전류를 검출하고 감지된 전류의 평균값 또는 감지된 전류의 RMS값에 비례하는 유니폴라(unipolar) 출력 신호를 생성한다. 더욱이, 전류 센서(106)는 DC 전류를 검출하고, 감지된 전류의 파형을 복제하는 유니폴라 출력 신호를 생성하거나, 감지된 전류가 임의의 임계값을 초과할 때 스위칭하는 디지털 출력을 생성할 수 있다. 예시적인 전류 센서들은, 제한적인 것은 아니지만, 홀 효과 센서(Hall effect sensor), 저항 센서, 또는 전류 레벨을 검출하고 측정된 전류 레벨을 나타내는 출력 신호를 생성하도록 구성되는 임의의 적절한 센서를 포함한다. 더욱이, 시스템(100)은, 메인 버스(108)의 두 개의 위상 라인들 사이, 위상 라인과 접지 또는 중간 라인 사이와 같은, 회로(10)의 복수의 컨덕터들 양단의 전압을 측정하는 전압 센서(110)를 포함한다. 전압 센서(110)는 또한 측정된 전압 레벨에 비례하는 신호를 생성한다.
또한, 시스템(100)은 제 1 회로 보호 디바이스(112) 및 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 포함한다. 도 1의 예시적 실시예에서, 제 1 회로 보호 디바이스(112)는 플라즈마-트리거된(plasma-triggered) 아크 억제 디바이스이다. 아크 플래시 이벤트가 검출되면 아크 억제 디바이스에 신호가 전송된다. 더욱이, 검출된 아크 플래시와 연관된 에너지는 회로(104)로부터 아크 억제 디바이스로 전환된다. 아크 억제 디바이스 내에 위치된 플라즈마 건(plasma gun)(도시 생략)은 제어되고 억제된 아크 플래시를 시작하여 회로(104)의 전기 컴포넌트들의 보호를 용이하게 하도록 활성화된다.
도 1의 예시적 실시예에서, 제 2 회로 보호 디바이스(114)는 회로 차단기이다. 회로 차단기는 래치를 푸는(release a latch) 트립 솔레노이드 같은 트립 개방 메커니즘을 동작시킨다. 트립 솔레노이드는, 몇몇 고전압 회로 차단기들이 자장식이고 전류 변환기들, 보호 중계기들 및 내부 제어 전력 소스를 포함하지만, 전형적으로 개별 전력 소스에 의해 에너지가 충전된다. 폴트가 검출되면, 회로 차단기 내의 컨택들이 개방되어 회로(104)를 인터럽트한다. 예를 들면, 차단기 내에 포함된, 스프링 또는 압축 공기와 같은 기계적으로 저장된 에너지를 사용하여 컨택들을 분리시킨다. 몇몇 실시예들에서, 요구되는 에너지의 일부는 폴트 전류로부터 얻어질 수 있다.
또한, 도 1의 예시적인 실시예에서, 시스템(100)은, 스위치(102), 전류 센서(106), 전압 센서(110), 제 1 회로 보호 디바이스(112) 및 제 2 회로 보호 디바이스(114)에, 통신가능하게 연결되고 및/또는 동작가능하게 연결되는 것과 같이 연결되는 컨트롤러(116)를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "컨트롤러"는 일반적으로 시스템들 및 마이크로컨트롤러들을 포함하는 임의의 프로그램가능 시스템, RISC(reduced instruction set circuits), ASIC(application specific integrated circuits), 프로그램가능 논리 회로들, 및 본 명세서에서 설명되는 기능들을 실행할 수 있는 임의의 다른 회로 또는 프로세서를 지칭한다. 상기 예는 단지 예시적인 것이고, 따라서, 용어 "컨트롤러"의 정의 및/또는 의미를 어떠한 방식으로든 제한하고자 의도된 것은 아니다.
동작 동안, 컨트롤러(116)는 스위치(102)로부터 회로(104)의 선택된 민감도 설정을 수신한다. 민감도 설정은 스위치(102)가 정상 동작 모드로 설정되어 있는지 또는, 회로(104)의 향상된 안전 설정과 연관된 액티브 동작 모드로 설정되어 있는지를 나타낼 수 있다. 더욱이, 컨트롤러(116)는 전류 센서(106)로부터 전류 레벨을 그리고 전압 센서(110)로부터 전압 레벨을, 주기적으로 수신하는 등과 같이 수신한다. 민감도 설정, 전류 레벨, 및 전압 레벨에 기초하여, 컨트롤러(116)는 제 1 회로 디바이스(112)를 활성화시킬지 또는 제 2 회로 디바이스(114)를 활성화시킬지, 또는 어느 것도 활성화시키지 않을지를 결정한다. 예를 들면, 컨트롤러(116)는 스위치(102)로부터 회로가 RELT 모드같은 액티브 모드에서 동작하고 있다는 것을 나타내는 신호를 수신한다. 다음에, 컨트롤러(116)는 임계 전류 레벨에 대해 전류 레벨을 비교하고 임계 전압 레벨에 대해 전압 레벨을 비교한다. 전류 레벨이 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크지만 전압 레벨이 임계 레벨보다 작으면, 컨트롤러(116)는 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킨다. 전류 레벨이 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크고 전압 레벨이 임계 전압 레벨과 동일하거나 더 크면, 컨트롤러(116)는 아크 플래시 이벤트가 진행중이라는 것을 결정하고 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킨다.
대체 실시예에서, 컨트롤러(116)는 시스템(100)에서 기존 컨트롤러(도시 생략)를 대체하는데 사용하기 위한 개량 컨트롤러 장치(118)로서 구성될 수 있다. 예를 들면, 기존 컨트롤러는 아크 플래시 이벤트의 발생 가능성을 줄이는데 필요한속도로 스위치 설정, 전류 레벨 및 전압 레벨을 처리할 수 없을 수 있다. 기존 컨트롤러를 컨트롤러(116)로 대체하기 위해, 기존 컨트롤러는 스위치(102), 전류 센서(106), 및/또는 전압 센서(110)로부터 분리된다. 기존 컨트롤러는 또한 제 1 회로 보호 디바이스(112) 및 제 2 회로 보호 디바이스(114)로부터도 분리된다. 다음에, 컨트롤러(116)는 스위치(102), 전류 센서(106), 및/또는 전압 센서(110)에 연결된다. 컨트롤러(116)는 또한 제 1 회로 보호 디바이스(112) 및 제 2 보호 디바이스(114)에도 연결되고 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 동작하도록 구성된다.
대안으로, 기존 컨트롤러는 세 개의 입력을 수신할 수 없고, 세 개의 입력에 기초하여 제 1 회로 보호 디바이스(112) 또는 제 2 보호 디바이스(114) 중 어느 것을 활성화시킬지를 결정할 수 없을 수 있다. 예를 들면, 기존 컨트롤러는 스위치(102), 전류 센서(106), 및 전압 센서(110) 모두보다 적게 연결될 수 있다. 기존 컨트롤러는, 스위치(102), 전류 센서(106), 및 전압 센서(110) 중 단지 몇개를 포함하는 기존 컴포넌트들로부터 연결이 해제될 수 있다. 기존 컨트롤러는 또한 제 1 회로 보호 디바이스(112) 및 제 2 보호 디바이스(114)로부터 연결이 해제될 수 있다. 기존 컨트롤러에 원천적으로 연결되지 않는 하나 이상의 컴포넌트들, 즉, 스위치(102), 전류 센서(106), 또는 전압 센서(106)가 다음에 설치되고 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 동작하도록 구성된다. 컨트롤러(116)는 다음에 스위치(102), 전류 센서(106), 및/또는 전압 센서(110)에 연결된다. 컨트롤러(116)는 또한 제 1 회로 보호 디바이스(112) 및 제 2 보호 디바이스(114)에 연결되고 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 동작하도록 구성된다.
도 2는 전력 분배 장비와 사용하기 위한 폐쇄형 인클로져(200)의 개략도이고, 도 3은 인클로져(200)의 내부(202)의 개략도이다. 복수의 라인 컨덕터(204) 및 메인 버스(108)가 인클로져에 인입되고, 복수의 부하 컨덕터(206)가 장비 인클로져(200)로부터 인출된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전력 장비 보호 시스템(100)은 아크 플래시 이벤트를 보호하는 것을 용이하게 하도록 인클로져(200) 내부에 위치된다. 예를 들면, 전류 센서(106)는 메인 버스(108)를 통해 전류 레벨을 모니터하도록 위치된다. 전압 센서(110)는, 예를 들면, 메인 버스(108)의 두 개의 위상 간의 전압 레벨을 모니터하도록 위치된다. 그러나, 전압 센서(110)는 또한 위상과 접지 또는 중간 사이의 전압 레벨을 모니터할 수도 있다. 부가하여, 스위치(102)는 서비스 요원이 인클로져(200) 내의 (도 1에 도시된) 회로(104)와 같은 컴포넌트의 민감도 설정을 수정할 수 있도록 인클로져(200)의 외부면(208) 상에 위치된다. 아크 억제 디바이스와 같은 제 1 회로 보호 디바이스(112)는 컨트롤러(116)가 아크 플래시 이벤트를 검출할 때 전기 에너지의 재라우팅을 가능하게 하도록 위치된다. 더욱이, 회로 차단기와 같은 제 2 회로 보호 디바이스(114)는 컨트롤러(116)의 제어 하에 메인 버스(108)에서 회로 인터럽션이 개시되도록 위치될 수 있다.
도 4는 (도 1에 도시된) 전력 회로 보호 시스템(100)을 사용하여 아크 플래시 이벤트를 검출하는 예시적 방법을 설명하는 흐름도(300)이다. 예시적 실시예에서, 컨트롤러(116)는 (도 1에 각각 도시된) 전류 센서(106)를 사용하여 회로(104)의 컨덕터를 통해 흐르는 제 1 전류 레벨을 측정한다. 예를 들면, 전류 센서(106)는 (도 1에 도시된) 메인 버스(108)를 통해 흐르는 제 1 전류 레벨을 측정하고 제 1 전류 레벨을 나타내는 제 1 신호를 컨트롤러(116)에 전송한다. 유사하게, 컨트롤러(116)는 (도 1에 도시된) 전압 센서(110)를 사용하여 회로(104)의 두 개의 컨덕터 양단의 제 1 전압 레벨을 측정한다. 예를 들면, 전압 센서(110)는 메인 버스(108)의 두 개의 위상들 간의 제 1 전압 레벨을 측정하고 제 1 전압 레벨을 나타내는 제 2 신호를 컨트롤러(116)에 전송한다.
더욱이, 컨트롤러(116)는 스위치(102)에서 선택된 민감도 설정을 검출한다(306). 예를 들면, (도 1에 도시된) 스위치(102)는 민감도 설정을 나타내는 제 3 신호를 컨트롤러(116)에 전송한다. 정상 동작 동안, 민감도 설정은 일반적으로 정상 모드이다. 그러나, 민감도 설정은 서비스 요원에 의해 수동으로 설정될 때 또는 스위치(102)에 의해 자동으로 설정될 때 액티브 모드일 수 있다.
민감도 설정, 전류 레벨, 및 전압 레벨에 기초하여, 컨트롤러(116)는 아크 플래시 이벤트가 진행중인지를 결정한다. 보다 상세하게, 컨트롤러(116)는 제 1 회로 보호 디바이스(112) 또는 제 2 회로 보호 디바이스(114)(양쪽 모두 도 1에 도시됨) 같은 회로 보호 디바이스를 활성화시킬지를 결정한다. 컨트롤러(116)가 스위치(102)로부터 액티브 동작 모드를 나타내는 신호를 수신할 때(308), 컨트롤러(116)는 전류 레벨을 임계 전류 레벨에 대하여 비교한다(310). 컨트롤러(116)가 전류 레벨이 임계 전류 레벨보다 작다는 것을 결정하면(312), 컨트롤러(116)는 민감도 설정, 전류 레벨 및 전압 레벨을 수신하는 것으로 복귀한다. 컨트롤러(116)가 전류 레벨이 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크다고 결정하면(312), 컨트롤러(116)는 전압 레벨을 임계 전압 레벨에 대해 비교한다. 컨트롤러(116)가 전압 레벨이 임계 전압 레벨보다 작다고 결정하면(316), 컨트롤러(116)는 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킨다(318). 그러나, 컨트롤러(116)가 전류 레벨이 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크다는 것을 결정하고(312) 전압 레벨이 임계 전압 레벨과 동일하거나 더 크다는 것을 결정하면(316), 컨트롤러(116)는 아크 플래시 이벤트가 진행중이라고 결정하고 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킨다(320).
대체 실시예에서, 컨트롤러(116)는 민감도 설정에 기초하여 전류 및 전압에 대해 서로 다른 임계값들을 사용하여 제 1 회로 보호 디바이스(112) 또는 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킬지 여부를 결정한다. 예를 들면, 컨트롤러(116)이 스위치(102)로부터 정상 동작 모드를 나타내는 신호를 수신하면, 컨트롤러(116)는 전류 레벨을 제 1 임계 전류 레벨에 대해 비교하고 전압 레벨을 제 1 임계 전압 레벨에 대해 비교한다. 전류 레벨이 제 1 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크지만, 전압 레벨이 제 1 임계 전압 레벨보다 작으며, 컨트롤러(116)는 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킨다. 전류 레벨이 제 1 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크고 전압 레벨이 제 1 임계 전압 레벨과 동일하거나 더 크면, 컨트롤러(116)는 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킨다. 유사하게, 컨트롤러(116)가 스위치(102)로부터 액티브 동작 모드를 나타내는 신호를 수신하면, 컨트롤러(116)는 전류 레벨을 제 1 임계 전류 레벨에 대해 비교하고 전압 레벨을 제 2 임계 전압 레벨에 대해 비교한다. 전류 레벨이 제 2 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크지만 전압 레벨이 제 2 임계 전압 레벨보다 더 작으면, 컨트롤러(116)는 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킨다. 전류 레벨이 제 2 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크고 전압 레벨이 제 2 임계 전압 레벨과 동일하거나 더 크면, 컨트롤러(116)는 아크 플래시 이벤트가 진행중이라고 결정하고 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킨다. 특히, 액티브 모드에서 동작하는 동안, 제 2 임계 전류 레벨 및 제 2 임계 전압 레벨은 제 1 임계 전류 레벨 및 제 1 임계 전압 레벨보다 각각 더 작다.
제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킬지 여부를 결정할 때, 컨트롤러(116)는 또한, 전류 레벨이 임계 전류 레벨보다 더 크다는 검출과 전압 레벨이 임계 전압 레벨보다 더 크다는 검출 사이의 시간 간격을 사용한다. 예를 들면, 컨트롤러(116)는 전류 레벨이 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크다는 것을 결정할 때(312), 컨트롤러(116)는 타이머를 시작시킬 수 있다(322). 다음에, 컨트롤러(116)는 전압 레벨이 임계 전압 레벨보다 더 작다는 것을 결정하면(316), 컨트롤러(116)는 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킨다(318). 그러나, 컨트롤러(116)는 전류 레벨이 임계 전류 레벨과 동일하거나 더 크다는 것을 결정하고(312) 전압 레벨이 임계 전압 레벨과 동일하거나 더 크다는 결정할 때(316), 컨트롤러(116)는 검출들 간의 시간 간격을 임계 시간 간격에 비교한다(324). 컨트롤러(116)가 시간 간격이 임계 시간 간격보다 더 크다고 결정하면(326), 컨트롤러(116)는 민감도 설정, 전류 레벨, 및 전압 레벨을 수신하는 것으로 복귀한다. 그러나, 컨트롤러(116)는 시간 간격이 임계 시간 간격보다 더 작다고 결정하면(326), 컨트롤러(116)는 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킨다(320). 전술한 대체 실시예에서, 컨트롤러(116)는 스위치 설정이 회로(104)가 정상 동작 모드에 있다는 것을 나타낼 때 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킬지 또는 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킬지 여부를 결정하기 위해 제 1 임계 시간 간격을 사용할 수 있다. 컨트롤러(116)는 또한 스위치 설정이 회로(104)가 액티브 모드에 있다는 것을 나타낼 때 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시킬지 또는 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시킬지 여부를 결정하기 위해 제 2 임계 시간 간격을 사용할 수 있고, 여기서, 제 2 임계 시간 간격은 제 1 임계 시간 간격보다 작은 것과 같은 제 1 임계 시간 간격과는 상이하다.
아크 플래시 이벤트들을 검출하고 완화시키기 위한 방법들, 시스템들 및 장치의 예시적 실시예들이 상기에 상세히 설명되었다. 그러한 방법들, 시스템들 및 장치는 본 명세서에 설명된 특정 실시예들에 제한되는 것이 아니라, 오히려, 방법들의 동작 및/또는 시스템 및/또는 장치의 컴포넌트들이 본 명세서에서 설명된 다른 동작들 및/또는 컴포넌트들과는 독립적으로 분리되어 이용될 수 있다. 또한, 설명된 동작들 및/또는 컴포넌트들이 다른 시스템들, 방법들, 및/또는 장치에 정의될 수 있거나 또는 그들과 결합하여 사용될 수 있고, 단지 본 명세서에서 설명된 시스템들, 방법들 및 저장 매체만을 사용하여 실시되는 것으로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 양상들 또는 실시예들의 구성요소들을 도입할 때, 관사 "a", "an", "the" 및 "상기"는 하나 이상의 구성요소들이라는 것을 의미하고자 의도된 것이다. 용어 "포함하는", "구비하는", 및 "갖는"은 포괄적인 것으로 의도된 것이고 나열된 구성요소들 이외에 부가의 구성요소들이 있을 수 있다는 것을 의미한다.
이러한 쓰여진 설명은 본 발명을 개시하기 위해 최상의 모드를 포함하는 예들을 사용하고, 또한 당업자로 하여금 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제조하고 사용하며 임의의 통합된 방법들을 수행하는 것을 포함하는본 발명을 실시할 수 있게 한다. 본 발명의 특허가능 범위는 청구범위에 의해 정의되고, 당업자에게 일어날 수 있는 다른 예들을 포함할 수 있다. 그러한 다른 예들은, 그들이 청구범위의 그대로의 언어와 다른 구조적 구성요소들을 갖는다거나 또는 그들이 청구범위의 그대로의 언어와 실질적으로 차이가 없는 등가의 구조적 구성요소들을 포함한다면 청구범위 내에 있다는 것을 의도로 한다.
100: 시스템
102: 스위치
104: 회로
106: 전류 센서
108: 메인 버스
110: 전압 센서
112: 제 1 회로 보호 디바이스
114: 제 2 회로 보호 디바이스
116: 컨트롤러
200: 인클로져
202: 내부
204: 컨덕터
206: 부하 컨덕터

Claims (10)

  1. 전력 회로 보호 시스템(100)으로서,
    회로(104)의 컨덕터를 통해 흐르는 제 1 전류 레벨을 측정하도록 구성된 전류 센서(106)와,
    상기 회로(104)의 복수의 컨덕터들 간의 제 1 전압 레벨을 측정하도록 구성된 전압 센서(110)와,
    상기 회로(104)의 민감도 설정(sensitivity settings)을 선택하도록 구성된 스위치(102)와,
    상기 전류 센서(106), 상기 전압 센서(110) 및 상기 스위치(102)에 통신가능하게 연결된 컨트롤러(116)를 포함하되,
    상기 컨트롤러(116)는,
    상기 전류 센서(106)로부터 제 1 신호를 수신 - 상기 제 1 신호는 제 1 전류 레벨을 나타냄 - 하고,
    상기 전압 센서(110)로부터 제 2 신호를 수신 - 상기 제 2 신호는 제 1 전압 레벨을 나타냄 - 하며,
    상기 제 1 전류 레벨을 상기 민감도 설정에 기초하여 선택된 임계 전류 레벨과 비교하고,
    상기 제 1 전압 레벨을 상기 민감도 설정에 기초하여 선택된 임계 전압 레벨과 비교하며,
    상기 제 1 전류 레벨이 상기 임계 전류 레벨보다 더 높다는 것을 결정하는 것과 상기 제 1 전압 레벨이 상기 임계 전압 레벨보다 더 높다는 것을 결정하는 것 사이의 제 1 시간 간격을 측정하고,
    상기 제 1 전류 레벨이 상기 임계 전류 레벨보다 더 높고 상기 제 1 전압 레벨이 상기 임계 전압 레벨보다 더 높을 때, 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시키도록 구성되는
    전력 회로 보호 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 민감도 설정은 RELT(reduced energy let-through) 모드와 정상 모드 간에 선택가능한
    전력 회로 보호 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(116)는 또한
    상기 제 1 전류 레벨이 제 2 임계 전류 레벨보다 더 높을 때, 제 2 회로 보호 디바이스(114)를 활성화시키도록 구성되는
    전력 회로 보호 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 또한
    상기 제 1 시간 간격을 상기 민감도 설정에 기초하여 선택된 사전정의된 시간 간격과 비교하고,
    상기 제 1 시간 간격이 상기 사전정의된 시간 간격보다 작을 때, 상기 제 1 회로 보호 디바이스(112)를 활성화시키도록 구성되는
    전력 회로 보호 시스템.
  7. 전력 회로 보호 시스템(100)에 사용하기 위한 컨트롤러(116)로서,
    전류 센서(106) 및 전압 센서(110)에 통신가능하게 연결되고,
    회로 차단기(114)와 아크 억제 디바이스(112)에 통신가능하게 연결되며,
    스위치(102)에 통신가능하게 연결되고,
    상기 전류 센서(106)로부터 제 1 신호를 수신 - 상기 제 1 신호는 회로(104)의 컨덕터를 통해 흐르는 제 1 전류 레벨을 나타냄 - 하며,
    상기 전압 센서(110)로부터 제 2 신호를 수신 - 상기 제 2 신호는 상기 회로(104)의 복수의 컨덕터들 간의 제 1 전압 레벨을 나타냄 - 하고,
    상기 스위치(102)로부터 제 3 신호를 수신 - 상기 제 3 신호는 상기 회로(104)의 민감도 설정을 나타냄 - 하며,
    상기 제 1 전류 레벨을 상기 민감도 설정에 기초하여 선택된 임계 전류 레벨과 비교하고,
    상기 제 1 전압 레벨을 상기 민감도 설정에 기초하여 선택된 임계 전압 레벨과 비교하며,
    상기 제 1 전류 레벨이 상기 임계 전류 레벨보다 더 높다는 것을 결정하는 것과 상기 제 1 전압 레벨이 상기 임계 전압 레벨보다 더 높다는 것을 결정하는 것 사이의 제 1 시간 간격을 측정하고,
    상기 제 1 시간 간격을 상기 민감도 설정에 기초하여 선택된 사전정의된 시간 간격과 비교하며,
    상기 제 1 전류 레벨이 상기 임계 전류 레벨보다 더 높고, 상기 제 1 전압 레벨이 상기 임계 전압 레벨보다 더 높으며, 상기 제 1 시간 간격이 상기 사전정의된 시간 간격보다 작을 때, 상기 아크 억제 디바이스(112)를 활성화시키도록 구성되는
    컨트롤러.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(116)는 또한
    상기 제 1 전류 레벨이 상기 임계 전류 레벨보다 더 높을 때, 상기 회로 차단기(114)의 트립(trip)을 개시하도록 구성되는
    컨트롤러.
  9. 삭제
  10. 삭제
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