KR101954273B1 - 스마트 분전반 시스템 - Google Patents

스마트 분전반 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101954273B1
KR101954273B1 KR1020170009074A KR20170009074A KR101954273B1 KR 101954273 B1 KR101954273 B1 KR 101954273B1 KR 1020170009074 A KR1020170009074 A KR 1020170009074A KR 20170009074 A KR20170009074 A KR 20170009074A KR 101954273 B1 KR101954273 B1 KR 101954273B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
arc
microprocessor
receiving
current
Prior art date
Application number
KR1020170009074A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180085489A (ko
Inventor
김재형
김영진
Original Assignee
창원대학교 산학협력단
(주)오은씨엔아이
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 창원대학교 산학협력단, (주)오은씨엔아이 filed Critical 창원대학교 산학협력단
Priority to KR1020170009074A priority Critical patent/KR101954273B1/ko
Publication of KR20180085489A publication Critical patent/KR20180085489A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101954273B1 publication Critical patent/KR101954273B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
    • G01R31/02—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors

Abstract

본 발명은 스마트 분전반 시스템에 관한 것으로, 그 구성은, 부하와 연결되는 선로에 흐르는 정상 전류를 측정하기 위한 전류측정CT와, 상기 선로 상에 과전류가 접지측에 흐를 때 이의 발생유무를 검출하기 위한 서지측정CT와, 아크발생시 이를 검지하기 위한 아크검출CT와, 상기 전류측정CT, 서지측정CT 및 아크검출CT의 출력전압을 전달받아 필터링하고 증폭한 후 디지털 신호로 변환하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에서 신호를 전달받아 이상증상을 파악하고 처리하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서에서 이상으로 판단시 신호를 전달받아 동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 동력을 전달받아 선로의 전류의 흐름을 차단하는 누전차단부와, 상기 장치들에 전원을 공급하는 전원부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 분전반 시스템{A Smart Cabinet Panel System}
본 발명은 스마트 분전반 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유해아크를 정확하게 구별하여 제어할 수 있는 스마트 분전반 시스템에 관한 것이다.
공동주택의 화재사고는 큰 인명피해뿐만 아니라 막대한 재산적 손실을 유발함으로 이상 징후 발생 시 이를 사전에 인지하여 적합한 대처를 초기에 수행 할 수 있는 시스템의 도입이 필요하다. 국내에서는 매년 4만 건 이상의 화재사고가 발생하고 있으며 이 중 60% 이상이 주거시설 또는 산업시설에서 발생하고 있어 막대한 인명/재산 손실을 유발하고 있는 실정이다.
국내화재 발생원인 중 가장 큰 요인은 부주의와 전기적 요인으로 조사되고 있으며 이는 지능형 방재시스템에 의해 이상 상황을 검지하고 사용자에게 이를 적시에 인지시킬 수 있는 시스템이 정상적으로 가동된다면 상당부분 사고발생을 줄일 수 있다고 판단되며 특히 전기화재의 주요 원인인 과전류 단락 사고 및 접촉 불량 또는 노후화에 따른 아크화재에 대한 대책이 필요한 상황이다.
또한 공동주택, 산업플랜트 뿐만 아니라 문화재, 캠핑 레저 시설에 대해서도 대형 참사가 발생하고 있으며 이에 대한 법규 개정과 상시 모니터링 하고 관리할 수 있는 시스템의 도입이 요구된다.
통신사의 무선 기지국을 비롯해 수도, 가스, 전기 등 공공 기관망 시설에 무인 운영설비가 확대되고 있는 상황에서 낙뢰에 의한 누전차단기의 오동작에 의한 정전사고 및 화재 재난사고 발생시 이를 원격에서 모니터링 하고 전원관리를 하기 위한 시스템의 도입이 필요하다.
지단 단락 사고에 의한 정전 및 낙뢰에 의한 차단기의 오동작 등으로 정전사고 발생 시 양계장, 화훼농가, 양식장 등과 같은 정전 민감 시설물에 조기경보 및 원격 제어를 통해 피해확산방지 및 예방효과가 크다.
등록특허 제 10-1464246호
상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명인 스마트 분전반 시스템의 목적은 전기화재 사고 예방을 위한 IoT 기반의 스마트 분전반 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명인 스마트 분전반 시스템의 구성은, 부하와 연결되는 선로에 흐르는 정상 전류를 측정하기 위한 전류측정CT와, 상기 선로 상에 과전류가 접지측에 흐를 때 이의 발생유무를 검출하기 위한 서지측정CT와, 아크발생시 이를 검지하기 위한 아크검출CT와, 상기 전류측정CT, 서지측정CT 및 아크검출CT의 출력전압을 전달받아 필터링하고 증폭한 후 디지털 신호로 변환하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에서 신호를 전달받아 이상증상을 파악하고 처리하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서에서 이상으로 판단시 신호를 전달받아 동력을 발생시키는 모터와, 상기 모터의 동력을 전달받아 선로의 전류의 흐름을 차단하는 누전차단부와, 상기 장치들에 전원을 공급하는 전원부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로프로세서에는, 상기 마이크로프로세서에서 이상으로 판단시 신호를 전달받아 점등되는 엘이디를 더 포함하고, 상기 마이크로프로세서와 외부의 전자기기와 신호를 송수신하는 통신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 신호처리부는, 60Hz의 파를 제 1고조파로, 120Hz의 파를 제 2고조파로, 180Hz의 파를 제 3고조파로, 240Hz의 파를 제 4고조파로 필터링하고 증폭시키는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로프로세서는, 상기 결과 중 상기 제 1고조파가 감소되는지, 상기 제 2 및 제 4고조파가 증가하면 이상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로프로세서의 신호를 전달받아 정보를 디스플레이하는 모니터부와, 상기 통신부와 상기 모니터부와의 신호를 송수신하는 모니터통신부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 스마트 분전반 시스템에서는 다음과 같은 효과가 있다.
유해아크신호의 주파수의 특성을 정확하게 분석한 결과를 획득하여 무해아크 및 유사아크에 대한 오동작 발생을 방지하고 유해아크 발생시 이를 구분 검출하고 차단하여 아크로 인한 전기적 인명 사고 및 화재 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 스마트 분전반 시스템의 구조를 보인 구성도.
도 2는 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 구성하는 아크검출기의 구성을 보인 블럭도.
도 3은 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 구성하는 아크검출기의 신호처리회로를 보인 블럭도.
도 4는 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 capture된 아크파형 재생 및 분석을 위한 SIMULINK 모델.
도 5는 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 저장된 형광등 부하의 유해암크 전압 및 전류의 SIMULINK 재생파형을 보인 그래프.
도 6은 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 SIMULINK 재생 파형의 FFT를 보인 그래프.
도 7은 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 형광등 부하의 아크 발생 후 HPF 출력을 보인 그래프.
도 8은 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 형광등 부하의 아크 발생시 고조파들의 변화를 보인 그래프.
도 9는 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 SIMULINK에서 재생시킨 조광기 부하 전압과 전류의 파형을 보인 그래프.
도 10은 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 조광기 부하 전류 파형의 아크 발생 전후 스펙트럼변화를 보인 그래프.
도 11은 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 조광기 부하 전류에서의 BPF 출력 신호들의 변화를 보인 그래프.
도 12는 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 청소기 부하의 전압 전류 SIMULINK 재생 파형을 보인 그래프.
도 13은 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 청소기 부하의 스펙트럼을 보인 그래프.
도 14는 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 청소기 부하의 고주파 성분 변화를 보인 그래프.
도 15는 본 발명인 스마트 분전반 시스템을 운영하는 알고리즘 시뮬레이션에서 청소기 부하의 고조파 성분 변화를 보인 그래프.
이하 본 발명에 의한 스마트 분전반 시스템의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 스마트 분전반 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 아크를 검출하여 전류공급을 차단하는 아크검출기(10)와, 마이크로프로세서의 신호를 전달받아 정보를 디스플레이하는 모니터부(100)와, 상기 통신부와 상기 모니터부와의 신호를 송수신하는 모니터통신부(110)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명에 의한 아크검출기는 유해아크의 발생시 이를 감지하여 유해아크인지 여부를 판별하여 전류의 차단할 수 있는 구성이면 어떤 구성이라도 적용될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
본 발명을 구성하는 아크검출기는, 부하와 연결되는 선로에 흐르는 정상 전류를 측정하기 위한 전류측정CT(12)와, 상기 선로 상에 과전류가 접지측에 흐를 때 이의 발생유무를 검출하기 위한 서지측정CT(14)와, 아크발생시 이를 검지하기 위한 아크검출CT(16)와, 상기 전류측정CT(12), 서지측정CT(14) 및 아크검출CT(16)의 출력전압을 전달받아 필터링하고 증폭한 후 디지털 신호로 변환하는 신호처리부(20)와, 상기 신호처리부(20)에서 신호를 전달받아 이상증상을 파악하고 처리하는 마이크로프로세서(30)와, 상기 마이크로프로세서(30)에서 이상으로 판단시 신호를 전달받아 동력을 발생시키는 모터(40)와, 상기 모터(40)의 동력을 전달받아 선로의 전류의 흐름을 차단하는 누전차단부(50)와, 상기 장치들에 전원을 공급하는 전원부(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명인 스마트 분전반 시스템을 구성하는 아크검출기에는 전류측정CT(12)가 마련된다. 상기 전류측정CT(12)는, 부하(load)와 연결되는 선로에 흐르는 정상전류를 측정하는 역할을 한다.
상기 전류측정CT(12)에는, 소모전류 측정회로가 마련되며, 상기 소모전류 측정회로는 소모전류를 측정하기 위한 회로로 AC 부하 측의 L 선에 삽입된 센서(CT)의 출력을 오피엠프로 비반전증폭기회로를 구성해 프로세서의 ADC에서 측정가능한 전압레벨로 변환하는 회로이다.
그리고, 상기 전압측정센서(13)가 더 마련될 수 있다. 상기 전압측정센서(13)는 AC전압을 측정하기 위한 신호변환회로로 AC 부하측에서 연결된 AC값을 오피엠프로 비반전 증폭기회를 구성해 프로세서의 ACD에서 측정가능한 전압레벨로 변환하는 것이다.
또한, 오프셋전압발생회로가 더 마련될 수 있다. 상기 아크검출기에서 AC전압과 소모전류 측정을 위한 오피엠프 사용 시 효율을 위해 양전원이 아닌 단전원을 사용한다. 단전원으로 AC값을 즉정하기 위해서는 오프셋 전압을 이용해 출력 전압 레벨을 높여주어야 정상적으로 사용이 가능하다.
그리고, 본 발명을 구성하는 아크 검출기에는 서지측정CT(14)가 마련된다. 상기 서지측정CT(14)는 상기 선로 상에 과전류가 접지측으로 흐를 때 이의 발생유무를 검출하는 역할을 한다.
상기 서치측정CT(14)에는 서지검지 회로가 마련되며, 상기 서지검지 회로는 서지를 검지하기 위한 회로로 접지선에 삽입된 CT출력을 검지해 서지로 인해 센서에 출력이 나타나는 경우 이를 브릿지를 통해 DC변환한다. 상기 DC변환된 CT출력을 오피엠프를 이용한 비교기 회로를 통해 특정 임계치를 초과하는 경우 서지 판별 신호를 출력하는 회로이다.
그리고, 본 발명을 구성하는 아크 검출기에는 아크검출CT(16)가 마련된다. 상기 아크검출CT(16)에는 아크를 검출하기 위한 회로가 마련되며, 상기 회로는 아크를 검출하기 위한 회로로 AC LOAD측의 L선에 삽입된 CT의 출력을 RC를 이용해 설계한 하이패스필터에 연결했다. 아크발생 시 고주파 성분이 출력되는 경우 필터에서 출력이 발생하고 이를 RC 적분회로를 통해 적분하였다. 아크가 지속적으로 발생해 적분회로 출력이 증가되는 경우 OPAMP 비교기 회로에서 특정 수치를 초과하는 경우 이를 출력 하게끔 설계할 수 있다.
또한, 본 발명을 구성하는 아크 검출기에는 신호처리부(20)가 마련된다. 상기 신호처리부(20)는 상기 전류측정CT(12), 서지측정CT(14) 및 아크검출CT(16)의 출력전압을 전달받아 필터링하고 증폭한 후 디지털신호로 변환하는 역할을 한다.
그리고, 마이크로프로세서(30)가 마련된다. 상기 마이크로프로세서(30)는 본 발명을 구성하는 아크 검출기를 제어하는 것으로 상기 신호처리부(20)에서 신호를 전달받아 이상증상을 파악하고 처리하는 역할을 한다.
상기 신호처리부(20)의 신호처리과정은 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 상기 신호처리부(20)로 유입되는 유해 아크의 전류파형에서 60Hz의 파를 제 1고조파로, 120Hz의 파를 제 2고조파로, 180Hz의 파를 제 3고조파로, 240Hz의 파를 제 4고조파로 구분하고, 상기 파들을 정류시키고, 증폭시키는 역할을 한다.
상기 제 1고조파 내지 상기 제 4고조파는 상기 마이크로프로세서(30)로 전달되고 상기 마이크로프로세서(30)에서는 상기 파들의 이상유무를 파악한다.
상기 마이크로프로세서(30)는 상기 결과 중, 상기 제 1고조파가 감소되는지, 상기 제 2 및 제 4고조파가 증가하면 이상으로 판단한다. 이 부분은 아래에서 실험을 통하여 상세하게 설명한다.
그리고, 본 발명인 스마트 분전반 시스템에는 모터(40)가 마련된다. 상기 모터(40)는 상기 마이크로프로세서(30)에서 이상으로 판단시 신호를 전달받아 동력을 발생시키는 역할을 한다.
상기 모터(40)의 일측에는 누전차단부(50)가 마련된다. 상기 누전차단부(50)는 상기 모터(40)의 동력을 전달받아 선로를 따라 흐르는 전류의 흐름을 차단하는 역할을 한다.
그리고, 본 발명인 스마트 분전반 시스템의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부(60)가 더 마련된다.
또한, 본 발명인 스마트 분전반 시스템에는 엘이디(70)가 더 마련된다. 상기 엘이디(70)는 상기 마이크로프로세서(30)에서 이상으로 판단시 신호를 전달받아 점등되도록 하는 역할을 한다.
그리고, 본 발명인 스마트 분전반 시스템에는 통신부(80)가 더 마련된다. 상기 통신부(80)는 상기 마이크로프로세서(30)와 상기 모니터(100)를 포함하는 외부의 전자기기와 신호를 송수신하는 역할을 한다.
이하 유해아크전류 검출 알고리즘 시물레이션에 대해 상세하게 설명한다.
1) 유해 아크 전류 파형 저장 및 SIMULINK 시뮬레이션
유해 아크 발생 순간을 포함하는 전류 파형을 약 4초간 250KHz로 sampling 하여 파일에 저장한다. 저장된 저류 파형은 MATLAB SIMULINK에서 읽어 들인 후, time flow 시뮬레이션을 수행할 수 있다. SIMULINK time flow 시뮬레이션은 아크발생 순간에서의 고조파 성분들의 변화를 분석함으로써 검출 알고리즘을 개발하는데 이용한다. 도 4는 capture된 아크파형 재생 및 분석을 위한 SIMULINK 모델을 보여준 것이다.
2) 형광등 부하 아크 발생 검출의 SIMULINK 시뮬레이션
도 5(a)는 oscilloscope를 이용하여 저장된 형광등 부하의 유해아크 전압 및 전류파형을 재생시킨 것이다. 1.5sec 에서 아크가 발생한 것을 알 수 있다. 도 5(b)의 상세 파형에서 볼 수 있듯이 고주파 성분의 증가와 파형의 왜곡이 나타나기 때문에 고조파의 변화가 예상이 된다.
도 5의 저장된 형광등 부하의 유해아크 전압 및 전류의 SIMULINK 재생파형 전류 파형에서 예측할 수 있듯이 고주파 성분의 증가도 관측할 수 있었다. 도 6은 SIMULINK 재생 파형을 FFT하여 스펙트럼의 변화를 분석한 결과이다. 유해 아크에 의하여 1KHz 이상의 고주파 성분들이 상승하고 있음을 알 수 있다. 유해 아크의 고주파 성분은 광대역 잡음과 유사한 스펙트럼을 발생 시키고 있다.
SIMULINK에서 재생된 파형은 다음과 같은 필터들을 통과시켜서 응답을 관측하였다.
l. 1.5KHz HPF , 5KHz HPF - 아크의 고주파 성분 검출용
2. 60Hz , 120Hz, 180Hz, 240Hz, 300Hz, 420Hz BPF - 아크에 의한 신호의 왜곡 검출용
1.5KHz, 5KHz HPF는 아크 신호의 고주파 성분을 검출하고 있으며, 도 7은 형광등 부하의 아크 발생 시 HPF의 출력이 증가하는 것을 보여준 것이다.
BPF는 1,2,3,4,5,7 고조파(harmonics)의 변화를 검출하며, 그림 2-19는 형광등 부하의아크 발생 후 고조파들의 변화를 관측한 것이다.
l. 60Hz의 기본파는 아크 발생시 줄어든다.
2. 120Hz, 180Hz, 240Hz 성분이 증가한다.
3) 조광기 부하의 아크 발생 시뮬레이션
조광기 부하의 전류를 4초간 측정하면서 아크를 발생시키고 파형을 저장하였다. 도 8은 SIMULINK에서 재생시킨 조광기 부하 전압과 전류의 파형이다. 2.8 sec에 아크가 발생한 경우이다.
조광기 부하의 전류 파형에 대하여 아크 발생 전후 스펙트럼의 변화를 SIMULINK를 통하여 관측하여 도 9에 나타 내었다. 결과에서 볼 수 있듯이, 광대역 잡음의 형태로 나타나긴 하지만 크기가 작아서 측정의 어려움이 예상된다.
도 9에서 볼 수 있듯이, 조광기 신호의 경우 HPF를 이용하여 아크를 검출 하는 것은 매우 어렵다. 따라서 BPF 출력의 변화를 이용해야 한다. 도 10은 BPF 출력 신호들의 변화를 관측 한 것이다.
1. 기본파 (60Hz)와 3고조파의 감소
2. 2,4 고조파 (120Hz)의 증가
4) 청소기 부하의 아크 발생 시뮬레이션
청소기 부하의 전류를 4초간 측정하면서 아크를 발생시키고 파형을 저장하였다. 도 11은 SIMULINK에서 재생시킨 청소기 부하 전압과 전류의 파형이다. 2.8 sec에 아크가 발생한 경우이다.
청소기 부하의 겨우 아크 발생시 도 11(b)에서관측이 되듯이 파형의 왜곡과 고주파 성분의 증가가 동시에 발생 되는 것을 예상된다. 도 12는 아크 발생에 따른 스펙트럼의 변화를 보여준 것이다. 약 3KHz 이상에서 광대역 잡음 신호가 나타나는 것을 알 수 있다.
청소기 부하의 전류에서 고조파 성분의 변화를 관측하기 위하여, 앞의 예에서와 동일 필터들을 톡과 시키면서 출력의 변화를 측정하였다. 청소기 부하의 경우 HPF에서는 고주파 성분의 변화를 매우 명확하게 볼 수 있으며, 2차 및 4차 고조파의 증가와 기본파의 감소가 다른 부하에서의 변화와 공통적인 현상이라는 것을 알 수 있다.
도 13은 HPF의 출력신호, 도 14는 LPF로 측정된 고조파 성분들의 변화를 나타 낸 것이다.
5) 유해 아크 검출을 위한 신호처리
측정된 유해아크의 전류 파형을 이용하여, SIMULINK 시뮬레이션을 해본 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
1. 아크 발생 시 모든 부하에 공통적으로 기본파의 RMS가 감소한다.
2. 아크 발생 시 모든 부하에 공통적으로 2,4 고조파가 증가한다. 하지만 2,4 고조파의 크기는 1,3 고조파에 비하여 매우 작은 값을 가진다는 어려움이 있다. 따라서 감도가 매우 높은 검출기를 설계해야 한다.
3. 1KHz 이상의 아크 잡음이 발생하지만, 특정한 부하에서는 고조파에 비하여 매우 낮은 크기를 가지므로, 아크 발생의 기준으로 이용하기는 어렵다.
4. 3 고조파는 부하의 종류에 따라서, 커지거나 작아 질 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 아크검출기 12: 전류검출CT
13: 전압측정센서 14: 서지측정CT
16: 아크검출CT 20: 신호처리부
30: 마이크로프로세서 40: 모터
50: 누전차단기 60: 전원부
70: 엘이디 80: 통신부
100: 모니터 110: 모니터통신부

Claims (5)

  1. 부하와 연결되는 선로에 흐르는 정상 전류를 측정하기 위한 전류측정CT;
    상기 선로 상에 과전류가 접지측에 흐를 때 이의 발생유무를 검출하기 위한 서지측정CT;
    아크발생시 이를 검지하기 위한 아크검출CT;
    상기 전류측정CT, 서지측정CT 및 아크검출CT의 출력전압을 전달받아 필터링하고 증폭한 후 디지털 신호로 변환하는 신호처리부;
    상기 신호처리부에서 신호를 전달받아 이상증상을 파악하고 처리하는 마이크로프로세서;
    상기 마이크로프로세서에서 이상으로 판단시 신호를 전달받아 동력을 발생시키는 모터;
    상기 모터의 동력을 전달받아 선로의 전류의 흐름을 차단하는 누전차단부;
    상기 장치들에 전원을 공급하는 전원부;를 포함하여 구성되고,
    상기 마이크로프로세서에는,
    상기 마이크로프로세서에서 이상으로 판단시 신호를 전달받아 점등되는 엘이디를 더 포함하고,
    상기 마이크로프로세서와 외부의 전자기기와 신호를 송수신하는 통신부
    를 더 포함하여 구성되고,
    상기 마이크로프로세서의 신호를 전달받아 정보를 디스플레이하는 모니터부;
    상기 통신부와 상기 모니터부와의 신호를 송수신하는 모니터통신부;를 더 포함하여 구성되며,
    상기 신호처리부는,
    상기 신호처리부로 유입되는 전류파형에서
    60Hz의 파를 제 1고조파로,
    120Hz의 파를 제 2고조파로,
    180Hz의 파를 제 3고조파로,
    240Hz의 파를 제 4고조파로 구분하고,
    각각의 파들을 정류시키고, 증폭시키며,
    상기 마이크로프로세서는,
    상기 신호처리부에서 전달받은 신호 결과 중
    상기 제 1고조파가 감소되는지, 상기 제 2 및 제 4고조파가 증가하면 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 분전반 시스템.


  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020170009074A 2017-01-19 2017-01-19 스마트 분전반 시스템 KR101954273B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170009074A KR101954273B1 (ko) 2017-01-19 2017-01-19 스마트 분전반 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170009074A KR101954273B1 (ko) 2017-01-19 2017-01-19 스마트 분전반 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180085489A KR20180085489A (ko) 2018-07-27
KR101954273B1 true KR101954273B1 (ko) 2019-03-05

Family

ID=63078434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170009074A KR101954273B1 (ko) 2017-01-19 2017-01-19 스마트 분전반 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101954273B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102243030B1 (ko) * 2020-10-07 2021-04-27 디지털파워넷 주식회사 저압 전원의 이상(異常) 감지 및 차단 장치와 이의 구동 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101953683B1 (ko) 2018-11-01 2019-03-04 (주)피디원(Pdone) 아크 감시 장치가 내장된 수배전반
CN111276880B (zh) * 2020-03-12 2022-01-28 河南恒电昌景电力工程有限公司 一种配电柜漏电故障智能检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101007551B1 (ko) 2008-11-03 2011-01-14 주식회사 한세스 배전시스템내의 아크 검출방법 및 이를 이용한 아크 발생 경보시스템
KR101163963B1 (ko) 2011-12-27 2012-07-06 김병학 모니터링 가능한 서지보호장치
KR101350231B1 (ko) * 2013-06-25 2014-01-22 (주)오은씨엔아이 범용 누전차단기 조합형 지능형 아크차단장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100930552B1 (ko) * 2007-10-25 2009-12-09 한국전기연구원 서지보호 장치 및 이를 위한 원격 모니터링 시스템
KR101464246B1 (ko) 2014-03-28 2014-11-21 주식회사 헤코 Ｚｃｔ를 이용한 아크 검출 차단기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101007551B1 (ko) 2008-11-03 2011-01-14 주식회사 한세스 배전시스템내의 아크 검출방법 및 이를 이용한 아크 발생 경보시스템
KR101163963B1 (ko) 2011-12-27 2012-07-06 김병학 모니터링 가능한 서지보호장치
KR101350231B1 (ko) * 2013-06-25 2014-01-22 (주)오은씨엔아이 범용 누전차단기 조합형 지능형 아크차단장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102243030B1 (ko) * 2020-10-07 2021-04-27 디지털파워넷 주식회사 저압 전원의 이상(異常) 감지 및 차단 장치와 이의 구동 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180085489A (ko) 2018-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9435845B2 (en) Method and apparatus for detecting an arc in a DC circuit
CN104614608B (zh) 一种低压并联电弧故障检测装置及方法
KR101954273B1 (ko) 스마트 분전반 시스템
CN109417285B (zh) 直流电气回路保护装置及电弧检测方法
JP6234647B1 (ja) 直流電気回路保護装置およびアーク検出方法
CN104678265A (zh) 一种串联故障电弧检测装置及检测方法
CN102749533A (zh) 一种低压电弧故障检测方法
CN106549366B (zh) 用电安全检测防护电路、开关设备或插座
KR20160089225A (ko) 직류 과부하 겸용 아크 차단장치
CN108183462A (zh) 用于电器设备的电气保护装置及电器设备
CN111398750B (zh) 电弧识别方法和用于电弧识别的系统
CN204044977U (zh) 一种无线近电报警式接地线
CN204330871U (zh) 一种低压并联电弧故障检测装置
CN102570439A (zh) 一种浪涌保护器的内置检测装置
CN101694738A (zh) 一种电气火灾报警方法和系统
CN104749455A (zh) 一种电路或电器检测、监测装置
KR20220145582A (ko) 화재 위험도 예측을 위한 아크 감지기 및 이의 동작 방법
RU2159468C1 (ru) Способ предупреждения пожара при неисправности в электрической сети или электроустановке (варианты) и устройство для его осуществления
CN204575769U (zh) 变电站二次电流回路状态在线监测系统
CN206930741U (zh) 一种嵌入sim卡通信的故障电弧检测装置
CN205333729U (zh) 手持式剩余电流检测仪
CN201937242U (zh) 一种浪涌保护器的监控装置
CN203658502U (zh) 一种电路或电器检测、监测装置
CN107037343A (zh) 一种嵌入sim卡通信的故障电弧检测装置及其方法
CN213069056U (zh) 电力系统及其负载检测电路

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant