KR102002606B1 - Arc detecting apparatus of power distribution system and the method thereof - Google Patents

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KR102002606B1 KR1020170079519A KR20170079519A KR102002606B1 KR 102002606 B1 KR102002606 B1 KR 102002606B1 KR 1020170079519 A KR1020170079519 A KR 1020170079519A KR 20170079519 A KR20170079519 A KR 20170079519A KR 102002606 B1 KR102002606 B1 KR 102002606B1
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한국에너지기술연구원
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    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015Using arc detectors

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Abstract

본 발명은, 오퍼레이팅에 따른 노이즈의 영향이 제1주파수대역에서 검출되는 시스템의 제1선로에 흐르는 제1전류를 센싱하는 전류센서; 제1시구간 및 제2시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역에 대한 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 생성하는 제1주파수데이터생성부; 및 상기 제1주파수데이터와 상기 제2주파수데이터의 제1비교데이터에 따라 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 판단하는 아크판단부;를 포함하고, 부하량이 일정 크기 이상으로 변동하는 제1부하변동시점을 기준으로 상기 제1시구간은 상기 제1부하변동시점 이전의 시구간이고 상기 제2시구간은 상기 제1부하변동시점 이후의 시구간인 것을 특징으로 하는 아크검출장치를 제공한다. The present invention relates to a current sensor for sensing a first current flowing in a first line of a system in which an influence of noise due to operation is detected in a first frequency band; A first frequency data generator for processing the sensing value for the first current in each of the first time interval and the second time interval to generate first frequency data and second frequency data for the first frequency band; And an arc determination unit for determining an arc occurrence possibility of the system in accordance with first comparison data of the first frequency data and the second frequency data, wherein the first determination unit determines a first load variation time point Wherein the first time period is a time period before the first load change time point and the second time period is a time period after the first load change time point.

Description

배전시스템의 아크검출장치 및 아크검출방법{ARC DETECTING APPARATUS OF POWER DISTRIBUTION SYSTEM AND THE METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an arc detection apparatus and an arc detection method for a power distribution system. [0002] ARC DETECTING APPARATUS OF POWER DISTRIBUTION SYSTEM AND THE METHOD THEREOF [

본 발명은 아크를 검출하는 기술에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 전력을 분배하는 배전시스템에서 아크를 검출하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for detecting an arc. Specifically, the present invention relates to a technique for detecting an arc in a power distribution system.

서로 이격되어 있거나 불완전하게 접촉되어 있는 2개의 전극 사이에서 기체를 매개체로 하여 전류가 흐르는 것을 아크(Arc)라고 한다.Arc is the flow of current between two electrodes that are either in contact with each other or are incompletely in contact with each other.

아크는 크게 하나의 도선에서 발생하는 직렬아크, 두 개의 도선 사이에서 발생하는 병렬아크, 접지와 하나의 도선 사이에서 발생하는 접지아크 및 다른 네트워크 사이에서 발생하는 크로스아크로 분류될 수 있다.Arcs can be largely classified into series arcs that occur in one conductor, parallel arcs that occur between two conductors, ground arcs that occur between one conductor and ground, and cross arcs that occur between other networks.

배전시스템에서 이러한 아크가 발생하면 일부 장치에 고장이 생길 수 있다. 특히, 이러한 아크가 지속적으로 발생하도록 방치하는 경우 아크 방전에 의한 열화 현상에 의해 전기화재가 발생할 수 있기 때문에, 아크 발생을 초기에 감지하고 추가적인 아크가 발생하지 않도록 해당 배전시스템을 인터럽트 하는 것이 필요하다.Such arcing in the distribution system can cause some devices to fail. Particularly, when such an arc is left to be generated continuously, it is necessary to interrupt the distribution system so as to detect an arc at an early stage and prevent further arcing because an electric fire may occur due to deterioration due to an arc discharge .

아크가 발생하면 배전시스템의 선로에는 특정 주파수대역(예, 수십 kHz)의 성분이 발생하므로 이러한 주파수대역의 성분을 분석하여 아크 감지가 가능하다. 그러나 최근 배전시스템들은 스위칭 소자를 사용하는 전력변환장치를 포함하는 경우가 많고, 전력변환장치의 정상적인 동작 시에 발생하는 스위칭 노이즈와 아크에 의한 주파수대역이 유사한 경우가 많아 스위칭 노이즈와 아크를 구분하기 어렵다는 문제가 있다. 이에 따라, 정상적인 오퍼레이팅 상황에서 발생하는 전력변환장치의 노이즈를 아크로 오감지하는 문제가 발생할 수 있다.When an arc occurs, a component of a specific frequency band (for example, several tens of kHz) is generated in the line of the power distribution system, so that it is possible to detect the arc by analyzing the components of this frequency band. However, recent power distribution systems often include power conversion devices using switching devices. In many cases, the switching noise generated during normal operation of the power conversion device is similar to the frequency band due to the arc, so that the switching noise and the arc are distinguished There is a problem that it is difficult. Accordingly, there may arise a problem that the noise of the power converter occurring in a normal operating state may be recognized as an arc.

또한, 최근의 배전시스템들은 싸이리스터(SCR) 등을 사용하여 상용 주파수대역(예, 50Hz ~ 60Hz) 혹은 그 두 배의 주파수대역에서 스위칭 동작을 통해 제어 기능을 수행하는 경우들이 많은데, 이러한 저주파수대역의 스위칭 동작 역시 아크 검출에 혼란을 줄 수 있는 요인이므로, 이를 고려하여 아크 발생 여부를 정확하게 검출할 필요가 있다.In recent years, there are many cases in which power distribution systems perform control functions through switching operation in a commercial frequency band (for example, 50 Hz to 60 Hz) or twice the frequency band using a thyristor (SCR) It is necessary to precisely detect whether or not an arc is generated in consideration of the switching operation.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 아크를 검출하는 기술을 제공하는 것이다.In this context, it is an object of the present invention to provide a technique for detecting an arc.

다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 정상적인 오퍼레이팅에서 발생하는 노이즈와 아크를 구분하는 기술을 제공하는 것이다.In another aspect, an object of the present invention is to provide a technique for distinguishing between noise and arc that arises in normal operation.

또 다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 전력변환장치의 고주파 스위칭 동작뿐만 아니라 싸이리스터 등에 의한 저주파 동작이 있는 경우에도 아크 발생 여부를 정확하게 검출하는 기술을 제공하는 것이다.In another aspect, an object of the present invention is to provide a technique for precisely detecting whether or not an arc is generated, even when there is a low-frequency operation by a thyristor or the like as well as a high-frequency switching operation of the power conversion apparatus.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 오퍼레이팅에 따른 노이즈의 영향이 제1주파수대역에서 검출되는 시스템의 제1선로에 흐르는 제1전류를 센싱하는 전류센서; 제1시구간 및 제2시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역에 대한 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 생성하는 제1주파수데이터생성부; 및 상기 제1주파수데이터와 상기 제2주파수데이터의 제1비교데이터에 따라 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 판단하는 아크판단부;를 포함하고, 부하량이 일정 크기 이상으로 변동하는 제1부하변동시점을 기준으로 상기 제1시구간은 상기 제1부하변동시점 이전의 시구간이고 상기 제2시구간은 상기 제1부하변동시점 이후의 시구간인 것을 특징으로 하는 아크검출장치이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating a semiconductor device including a current sensor for sensing a first current flowing in a first line of a system in which an influence of noise due to operation is detected in a first frequency band; A first frequency data generator for processing the sensing value for the first current in each of the first time interval and the second time interval to generate first frequency data and second frequency data for the first frequency band; And an arc determination unit for determining an arc occurrence possibility of the system in accordance with first comparison data of the first frequency data and the second frequency data, wherein the first determination unit determines a first load variation time point Wherein the first time period is a time period before the first load change time point and the second time period is a time period after the first load change time point.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 아크검출장치는 상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에 비해 긴 시구간을 가지는 제3시구간 및 제4시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역보다 낮은 주파수대역을 포함하는 제2주파수대역에 대한 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 생성하는 제2주파수데이터생성부를 더 포함하고, 상기 아크판단부는 상기 제3주파수데이터와 상기 제4주파수데이터의 제2비교데이터를 더 고려하여 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다. In the arc detection apparatus, the arc detection device processes the sensing value for the first current in each of a third time interval and a fourth time interval having a longer time interval than the first time interval and the second time interval Further comprising a second frequency data generator for generating third frequency data and fourth frequency data for a second frequency band including a frequency band lower than the first frequency band, And the second comparison data of the fourth frequency data may be further considered to determine the possibility of arcing the system.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 제3시구간 및 상기 제4시구간은 각각 상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에 비해 10배 이상일 수 있다. In the arc detection device, the third time period and the fourth time period may be 10 times or more times, respectively, between the first time period and the second time period.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 제1부하변동시점을 기준으로 상기 제3시구간은 상기 제1부하변동시점 이전의 시구간이고 상기 제4시구간은 상기 제1부하변동시점 이후의 시구간일 수 있다. In the arc detection device, the third time period is a time period before the first load change time point, and the fourth time period is a time period after the first load change time point based on the first load change time point have.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 제2주파수대역은 전력계통의 상용주파수 또는 전력계통의 상용주파수의 두 배의 주파수를 포함할 수 있다. In the arc detection apparatus, the second frequency band may include a commercial frequency of the power system or a frequency twice the commercial frequency of the power system.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 제1비교데이터의 분석 결과 아크 가능성이 있다고 판단되는 경우, 상기 제2주파수데이터생성부는 상기 제3주파수데이터 및 상기 제4주파수데이터를 생성하고, 상기 아크판단부는 상기 제2비교데이터를 고려하여 아크 발생 여부를 최종 판단할 수 있다. In the arc detection apparatus, when it is determined that there is an arc possibility as a result of analysis of the first comparison data, the second frequency data generation unit generates the third frequency data and the fourth frequency data, It is possible to finally determine whether or not an arc is generated in consideration of the second comparison data.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 제1주파수데이터생성부는 푸리에변환을 통해 상기 제1주파수대역에 대해 상기 제1주파수데이터 및 상기 제2주파수데이터를 생성할 수 있다. In the arc detection apparatus, the first frequency data generator may generate the first frequency data and the second frequency data for the first frequency band through a Fourier transform.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 제2주파수데이터생성부는 푸리에변환을 통해 상기 제2주파수대역에 대해 상기 제3주파수데이터 및 상기 제4주파수데이터를 생성할 수 있다. In the arc detection apparatus, the second frequency data generator may generate the third frequency data and the fourth frequency data for the second frequency band through a Fourier transform.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 제1전류에 대한 센싱값에 대해 고주파수 성분을 통과시키는 고주파통과필터; 및 상기 고주파통과필터를 거친 센싱값에 대해 상기 제2주파수대역에서의 주파수 성분을 변화시키는 전처리부;를 더 포함할 수 있다. The arc detection device comprising: a high-pass filter for passing a high-frequency component with respect to a sensing value for the first current; And a preprocessor for changing a frequency component in the second frequency band with respect to a sensing value passed through the high-pass filter.

상기 아크검출장치에 있어서, 상기 전처리부는 상기 고주파통과필터를 거친 센싱값이 전처리기준값을 상승 또는 하강하면서 크로스하는 지점마다 제1값과 제2값을 번갈아 가지도록 토글할 수 있다. In the arc detection apparatus, the pre-processing unit may toggle the first value and the second value alternately at every point where the sensing value crossing the high-pass filter crosses the preprocess reference value while raising or lowering the pre-processing reference value.

본 발명의 다른 일 측면은, 오퍼레이팅에 따른 노이즈의 영향이 제1주파수대역에서 검출되는 시스템의 제1선로에 흐르는 제1전류를 센싱하는 제1단계; 제1시구간 및 제2시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역에 대한 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 생성하는 제2단계; 상기 제1주파수데이터와 상기 제2주파수데이터의 제1비교데이터에 따라 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 1차 판단하는 제3단계; 상기 제3단계에서 아크 발생 가능성이 있다고 판단되는 경우, 상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에 비해 긴 시구간을 가지는 제3시구간 및 제4시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역보다 낮은 주파수대역을 포함하는 제2주파수대역에 대한 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 생성하는 제4단계; 및 상기 제3주파수데이터와 상기 제4주파수데이터의 제2비교데이터를 고려하여 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 2차 판단하는 제5단계;를 포함하는 아크검출방법이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a system, comprising: a first step of sensing a first current flowing in a first line of a system in which an influence of noise due to operation is detected in a first frequency band; A second step of processing a sensing value for the first current in each of a first time interval and a second time interval to generate first frequency data and second frequency data for the first frequency band; A third step of determining an arc occurrence possibility of the system according to first comparison data of the first frequency data and the second frequency data; Wherein when it is determined that there is an arcing possibility in the third step, a sensing value for the first current in each of a third time interval and a fourth time interval having a longer time interval than the first time interval and the second time interval, A fourth step of generating third frequency data and fourth frequency data for a second frequency band including a frequency band lower than the first frequency band by processing the fourth frequency data; And a fifth step of secondarily determining an arc occurrence possibility of the system in consideration of second comparison data of the third frequency data and the fourth frequency data.

상기 아크검출방법에 있어서, 부하량이 일정 크기 이상으로 변동하는 제1부하변동시점을 기준으로 상기 제1시구간과 상기 제3시구간은 상기 제1부하변동시점 이전의 시구간이고 상기 제2시구간과 상기 제4시구간은 상기 제1부하변동시점 이후의 시구간일 수 있다. In the arc detection method, the first time period and the third time period are time periods before the first load change time point based on a first load change time point at which the load amount fluctuates beyond a predetermined size, The fourth time period may be a time period after the first load change time point.

상기 아크검출방법에 있어서, 상기 제3시구간 및 상기 제4시구간은 각각 상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에 비해 10배 이상일 수 있다. In the arc detection method, the third time period and the fourth time period may be 10 times or more times, respectively, between the first time period and the second time period.

상기 아크검출방법에 있어서, 상기 제2주파수대역은 전력계통의 주파수 또는 전력계통의 주파수의 두 배의 주파수를 포함할 수 있다. In the arc detection method, the second frequency band may include a frequency of the power system or a frequency twice the frequency of the power system.

상기 아크검출방법에 있어서, 상기 제1주파수데이터, 상기 제2주파수데이터, 상기 제3주파수데이터 및 상기 제4주파수데이터는 푸리에변환을 통해 생성될 수 있다. In the arc detection method, the first frequency data, the second frequency data, the third frequency data, and the fourth frequency data may be generated through a Fourier transform.

상기 아크검출방법에 있어서, 상기 제4단계 이전에 상기 제1전류에 대한 센싱값에 대해 상기 제2주파수대역에서의 주파수 성분을 변화시키는 전처리 단계를 수행할 수 있다. In the arc detection method, a pre-processing step of changing a frequency component in the second frequency band with respect to a sensing value for the first current may be performed before the fourth step.

상기 아크검출방법에 있어서, 상기 전처리 단계는 상기 제1전류에 대한 센싱값이 전처리기준값을 상승 또는 하강하면서 크로스하는 지점마다 제1값과 제2값을 번갈아 가지도록 토글하는 방식으로 수행될 수 있다. In the arc detection method, the preprocessing step may be performed in such a manner that the sensing value for the first current is toggled so as to alternate between the first value and the second value at every point where the preprocessing reference value crosses while raising or lowering the reference value .

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전력시스템에서 발생하는 아크를 검출하고 이를 바탕으로 전력시스템을 안정적으로 인터럽트할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 정상적인 오퍼레이팅에서 발생하는 노이즈와 아크를 구분하여 아크 오감지의 빈도를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 전력변환장치의 고주파 스위칭 동작뿐만 아니라 싸이리스터 등에 의한 저주파 동작에도 불구하고 아크 발생 여부를 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, an arc generated in the power system can be detected and the power system can be stably interrupted based on the detected arc. In addition, according to the present invention, there is an effect that the frequency of arc detection can be reduced by distinguishing noise and arc generated in normal operation. Further, according to the present invention, it is possible to accurately detect whether or not an arc is generated in spite of a low-frequency operation by a thyristor or the like as well as a high-frequency switching operation of the power conversion apparatus.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크검출장치(110)의 블록도이다.
도 3은 아크 발생시 제1전류의 제1주파수대역 파형을 나타낸 도면이다.
도 4는 제1전류에서 검출된 전력변환장치의 스위칭 노이즈 파형을 나타낸 도면이다.
도 5는 기준주파수 파형과 비교주파수 파형을 나타낸 도면이다.
도 6은 제1전류의 파형에서 제1시구간과 제2시구간을 표시한 도면이다.
도 7은 주파수별 확률적 유사도를 양자화하여 나타낸 도표이다.
도 8은 변곡점으로부터 제1시구간 및 제2시구간을 결정하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 에지데이터생성부를 더 포함하고 있는 아크검출장치의 블록도이다.
도 10은 에지디텍션 처리가 적용되는 예시를 나타내는 도면이다.
도 11은 차동 컨볼루션 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아크검출방법의 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아크검출장치의 블록도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아크검출장치의 블록도이다.
도 15는 센싱된 전류를 고주파통과필터를 사용하여 필터링한 파형 및 아크에 의한 전류 파형을 예시한다.
도 16은 아크가 발생하지 않은 경우 센싱 전류값에 대해 전처리를 수행하는 경우의 파형을 예시한다.
도 17은 아크가 발생하지 않은 경우 센싱 전류값에 대해 전처리를 수행한 후 제2주파수 대역을 분석한 결과를 예시한다.
도 18은 아크가 발생한 경우 센싱 전류값에 대해 전처리를 수행하는 경우의 파형을 예시한다.
도 19는 아크가 발생한 경우 센싱 전류값에 대해 전처리를 수행한 후 제2주파수 대역을 분석한 결과를 예시한다.
도 20는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아크검출방법의 흐름도이다.
1 is a configuration diagram of a power system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an arc detection apparatus 110 according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a first frequency band waveform of a first current when an arc occurs.
4 is a diagram showing a switching noise waveform of the power converter detected at the first current.
5 is a diagram showing a reference frequency waveform and a comparison frequency waveform.
6 is a diagram showing the first time period and the second time period in the waveform of the first current.
FIG. 7 is a chart showing the quantization of the probability similarity by frequency.
8 is a diagram for explaining an example of determining the first time period and the second time period from the inflection point.
9 is a block diagram of an arc detection apparatus further including an edge data generation unit.
10 is a diagram showing an example in which edge detection processing is applied.
11 is a diagram for explaining the differential convolution process.
12 is a flowchart of an arc detection method according to another embodiment of the present invention.
13 is a block diagram of an arc detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
14 is a block diagram of an arc detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 illustrates a waveform obtained by filtering a sensed current using a high-pass filter and a current waveform by an arc.
FIG. 16 illustrates a waveform when pre-processing is performed on the sensing current value when no arc is generated.
FIG. 17 illustrates a result of analyzing the second frequency band after pre-processing the sensing current value when no arc is generated.
18 illustrates waveforms when pre-processing is performed on a sensing current value when an arc occurs.
FIG. 19 illustrates a result of analyzing a second frequency band after pre-processing a sensing current value when an arc occurs.
20 is a flowchart of an arc detection method 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 whenever possible, even if 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 전력시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a power system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전력시스템(100)은 복수의 장치들(110, 120, 130 및 140)을 포함하고 있으며 이러한 장치들(110, 120, 130 및 140)은 선로들에 의해 연결될 수 있다. 일 예로, 제1장치(120)와 제2장치(130) 사이에 하나의 선로(154)가 있고, 제2장치(130)와 제3장치(140) 사이에 다른 하나의 선로(152)가 있다. 설명의 편의상 후자를 제1선로(152)라고 하고, 전자를 제2선로(154)라고 한다.Referring to FIG. 1, a power system 100 includes a plurality of devices 110, 120, 130, and 140, and these devices 110, 120, 130, and 140 may be connected by lines. One line 154 is provided between the first device 120 and the second device 130 and another line 152 is provided between the second device 130 and the third device 140 have. For convenience of explanation, the latter is referred to as a first line 152 and the former is referred to as a second line 154. [

전력시스템(100)의 이러한 선로들(152 및 154)에는 아크가 발생할 수 있다. 도 1에서는 제2선로(154)에 아크가 발생한 것으로 도시되어 있으나 다른 위치에 아크가 발생할 수도 있다.Arcs may occur in these lines 152 and 154 of the power system 100. [ In FIG. 1, an arc is generated in the second line 154, but an arc may be generated in another position.

전력시스템(100)은 이러한 아크를 검출하기 위해 제1선로(152)의 제1전류(i1)를 센싱하고 센싱값을 분석하여 아크 여부를 판단하는 아크검출장치(110)를 포함하고 있다.The power system 100 includes an arc detection device 110 for sensing the first current i1 of the first line 152 to detect such an arc and analyzing the sensed value to determine whether the arc is arc.

아크검출장치(110)는 제1선로(152)에 흐르는 제1전류(i1)를 분석하여 제2선로(154)에 발생한 아크를 검출할 수 있다. 도 1에서는 제1선로(152)와 제2선로(154)가 서로 다른 위치에 있는 것으로 도시되었으나 제1선로(152)와 제2선로(154)는 같은 선로일 수 있다. 다시 말해, 아크검출장치(110)는 제1선로(152)에 흐르는 제1전류(i1)를 분석하여 제1선로(152)에 발생한 아크를 검출할 수 있다.The arc detecting apparatus 110 can detect an arc generated in the second line 154 by analyzing the first current i1 flowing through the first line 152. [ 1, the first line 152 and the second line 154 are shown at different positions, but the first line 152 and the second line 154 may be the same line. In other words, the arc detection device 110 can detect the arc generated in the first line 152 by analyzing the first current i1 flowing through the first line 152. [

또한, 도 1에는 도시되지 않았으나 아크검출장치(110)는 제1선로(152)에 흐르는 제1전류(i1)를 분석하여 다른 선로 혹은 제1장치(120), 제2장치(130) 및 제3장치(140) 내부에서 발생한 아크도 검출할 수 있다.Although not shown in FIG. 1, the arc detecting apparatus 110 analyzes the first current i1 flowing through the first line 152 and outputs the first current i1 to the other line or the first device 120, the second device 130, 3 device 140 can also be detected.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크검출장치(110)의 블록도이다.2 is a block diagram of an arc detection apparatus 110 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 아크검출장치(110)는 전류센서(210), 주파수데이터생성부(220) 및 아크판단부(230) 등을 포함할 수 있다. 도 2에는 도시되지 않았으나 실시예에 따라서 아크검출장치(110)는 추가적인 구성을 더 포함할 수 있다.2, the arc detection apparatus 110 may include a current sensor 210, a frequency data generation unit 220, an arc determination unit 230, and the like. Although not shown in FIG. 2, the arc detection apparatus 110 may further include an additional configuration according to an embodiment.

전류센서(210)는 전력시스템(도 1에서 100)의 일 선로에 흐르는 전류를 센싱할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에 따르면, 전류센서(210)는 도 1에 도시된 제1선로(152)에 흐르는 제1전류(i1)를 센싱할 수 있다.The current sensor 210 can sense the current flowing in one line of the power system (100 in Fig. 1). According to the embodiment shown in Fig. 1, the current sensor 210 can sense the first current i1 flowing through the first line 152 shown in Fig.

주파수데이터생성부(220)는 전류센서(210)의 센싱값을 디지털 프로세싱하여 주파수데이터를 생성할 수 있다.The frequency data generating unit 220 may digitally process the sensed value of the current sensor 210 to generate frequency data.

그리고, 아크판단부(230)는 주파수데이터생성부(220)가 생성한 주파수데이터를 분석하여 전력시스템(도 1의 100)의 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다.The arc determining unit 230 may analyze the frequency data generated by the frequency data generating unit 220 to determine the possibility of arcing of the power system 100 in FIG.

주파수데이터생성부(220)와 아크판단부(230)의 추가적인 실시예를 설명하기 위해 도 3 내지 도 8을 참조한다.Reference is made to FIGS. 3 to 8 to describe additional embodiments of the frequency data generator 220 and the arc determiner 230.

도 3은 아크 발생시 제1전류의 제1주파수대역 파형을 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing a first frequency band waveform of a first current when an arc occurs.

도 3을 참조하면, 제1주파수대역(FB1)에서 제1전류(i1)의 파형(310)이 상승하는 것을 알 수 있다. 다수의 실험에 의해, 아크 발생시 특정 주파수 대역(도 3에서 FB1에 해당되는 주파수 대역)의 파형이 상승된다는 사실이 확인되었다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the waveform 310 of the first current i1 rises in the first frequency band FB1. It has been confirmed by a number of experiments that the waveform of a specific frequency band (the frequency band corresponding to FB1 in Fig. 3) is raised when an arc is generated.

이러한 사실을 기반으로, 주파수데이터생성부(220)는 제1전류(i1)에 대한 제1주파수대역(FB1) 정보가 포함된 주파수데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 아크판단부(230)는 이러한 주파수데이터에 포함된 제1주파수대역(FB1) 정보를 분석하여 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다.Based on this fact, the frequency data generating unit 220 may generate frequency data including the first frequency band FB1 information for the first current i1. The arc determining unit 230 may analyze the first frequency band FB1 included in the frequency data to determine the possibility of arcing.

예를 들어, 주파수데이터생성부(220)는 제1전류(i1)에 대한 제1주파수대역(FB1)의 주파수별 크기 정보가 포함되도록 주파수데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 아크판단부(230)는 이러한 주파수데이터에 포함된 제1주파수대역(FB1)의 주파수별 크기를 제1아크기준값(320)과 비교하여 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다. 구체적으로 아크판단부(230)는 제1주파수대역(FB1)의 주파수별로 크기를 제1아크기준값(320)과 비교하고 제1아크기준값(320)보다 크기가 큰 주파수들의 대역을 제1주파수대역(FB1)으로 나눈 비율이 제1기준비율보다 큰 경우 아크 발생 가능성이 높은 것으로 판단할 수 있다.For example, the frequency data generator 220 may generate the frequency data to include frequency-dependent size information of the first frequency band FB1 with respect to the first current i1. The arc determining unit 230 may compare the magnitude of the frequency of the first frequency band FB1 included in the frequency data with the first arc reference value 320 to determine the possibility of arcing. Specifically, the arc determining unit 230 compares the magnitude of the frequency of the first frequency band FB1 with the first arc reference value 320, and outputs the frequency band of frequencies larger than the first arc reference value 320 to the first frequency band (FB1) is larger than the first reference ratio, it can be judged that the possibility of arcing is high.

여기서 아크 판단의 기준이 되는 제1아크기준값(320)은 주파수별로 다른 값을 가질 수 있다. 그리고, 이러한 제1아크기준값(320)은 설정에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 아크검출장치(110)가 포함된 전력시스템(100)의 특성에 따라 제1아크기준값(320)은 다른 값을 가질 수 있는데, 이러한 제1아크기준값(320)은 오프라인에서 측정하고 사용자의 입력에 따라 다르게 설정될 수 있다.Here, the first arc reference value 320, which serves as a reference for arc determination, may have different values for different frequencies. The first arc reference value 320 may have a different value depending on the setting. For example, depending on the characteristics of the power system 100 including the arc detection device 110, the first arc reference value 320 may have a different value, such that the first arc reference value 320 is measured off-line It can be set differently according to the input of the user.

한편, 도 1에 도시된 전력시스템(100)은 전력변환장치(130)를 포함할 수 있는데, 이러한 전력변환장치(130)에서 생성된 스위칭 노이즈가 도 3에 도시된 제1주파수대역(FB1)에 영향을 미칠 수 있다.The power system 100 shown in FIG. 1 may include a power conversion device 130. The switching noise generated in the power conversion device 130 may be applied to the first frequency band FB1 shown in FIG. . ≪ / RTI >

도 4는 제1전류에서 검출된 전력변환장치의 스위칭 노이즈 파형을 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing a switching noise waveform of the power converter detected at the first current.

도 4를 참조하면, 전력변환장치(130)의 스위칭 주파수(fsw)가 제1주파수대역(FB1)에 해당되고 있다. 이에 따라, 제1전류(i1)의 제1주파수대역(FB1) 파형(410)에 전력변환장치(130)의 스위칭 노이즈가 나타나고 있다. 전력변환장치(130)의 스위칭 노이즈는 부하량에 따라 변할 수 있는데, 특정 부하 조건에서는 도 4에 도시된 것과 같이 스위칭 노이즈의 영향으로 인해 제1전류(i1)의 제1주파수대역(FB1) 파형(410)이 제1아크기준값(320)을 초과할 수 있다.Referring to FIG. 4, the switching frequency fsw of the power inverter 130 corresponds to the first frequency band FB1. Accordingly, the switching noise of the power converter 130 appears in the first frequency band FB1 waveform 410 of the first current i1. The switching noise of the power converter 130 may vary depending on the load. In a specific load condition, the first frequency band FB1 of the first current i1 due to the influence of the switching noise 410 may exceed the first arc reference value 320.

이에 따라, 아크판단부(230)가 제1아크기준값(320)과 제1전류(i1)의 제1주파수대역(FB1) 파형(410)을 비교하여 아크 발생 가능성을 판단하는 경우, 아크가 발생하지 않은 상황(정상적인 오퍼레이팅 상황)에서도 아크가 발생한 것으로 오감지할 수 있다.Accordingly, when the arc determining unit 230 compares the first arc reference value 320 with the first frequency band FB1 waveform 410 of the first current i1 to determine the possibility of arcing, In case of not operating (normal operating condition), it can be detected that an arc has occurred.

이러한 오감지의 문제를 해결하기 위해, 주파수데이터생성부(220)는 비교의 기준이 되는 제1아크기준값(320)을 하나의 값으로 고정시키지 않고 가변적인 값으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 주파수데이터생성부(220)는 전력시스템(100)이 정상적으로 오퍼레이팅하는 상황에서 측정한 데이터에 기반하여 주파수데이터를 생성하고 이러한 주파수데이터를 기준주파수데이터로 생성할 수 있다. 이러한 기준주파수데이터는 제1아크기준값(320)을 대체하는 것으로서 아크판단부(230)는 이러한 기준주파수데이터를 각각의 시점에서 생성한 비교주파수데이터와 비교하여 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다.In order to solve the problem of false detection, the frequency data generator 220 may generate a variable value without fixing the first arc reference value 320, which is a reference of comparison, to one value. For example, the frequency data generating unit 220 may generate frequency data based on data measured in a normal operating state of the power system 100, and may generate the frequency data as reference frequency data. The reference frequency data is a substitute for the first arc reference value 320. The arc determination unit 230 may compare the reference frequency data with the comparison frequency data generated at each time point to determine the possibility of arcing.

구체적으로, 주파수데이터생성부(220)가 생성한 기준주파수데이터에는 정상적인 오퍼레이팅 상황에서 발생하는 스위칭 노이즈가 포함되어 있을 수 있다. 아크판단부(230)는 이러한 기준주파수데이터와 각각의 시점에서 생성한 비교주파수데이터를 비교함으로써 스위칭 노이즈의 영향에 따른 아크 오감지의 문제를 해결할 수 있다.More specifically, the reference frequency data generated by the frequency data generation unit 220 may include switching noise generated in a normal operating state. The arc determination unit 230 can solve the problem of the arc error due to the influence of the switching noise by comparing the reference frequency data with the comparison frequency data generated at each time point.

도 5는 기준주파수 파형과 비교주파수 파형을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a reference frequency waveform and a comparison frequency waveform.

도 5를 참조하면, 기준주파수 파형(510)과 비교주파수 파형(520)이 도시되어 있다. 여기서 기준주파수 파형(510)은 전력시스템(100)의 정상적인 오퍼레이팅 상황에서 측정된 제1전류(i1)의 제1주파수대역(FB1) 파형이고, 비교주파수 파형(520)은 아크 발생시에 측정된 제1전류(i1)의 제1주파수대역(FB1) 파형일 수 있다.Referring to FIG. 5, reference frequency waveform 510 and comparison frequency waveform 520 are shown. The reference frequency waveform 510 is a first frequency band FB1 waveform of the first current i1 measured in the normal operating state of the power system 100 and the comparison frequency waveform 520 is a waveform 1 < / RTI > current i1.

아크판단부(230)는 이러한 기준주파수 파형(510) 정보를 포함하고 있는 기준주파수데이터와 각각의 시점(특히, 아크 발생 여부를 판단하려는 시점)에서 측정한 비교주파수 파형(520) 정보를 포함하고 있는 비교주파수데이터를 비교함으로써 스위칭 노이즈의 영향에 상관없이 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다.The arc determination unit 230 includes reference frequency data including the reference frequency waveform 510 and comparison frequency waveform 520 information measured at each point in time It is possible to determine the possibility of arcing irrespective of the influence of the switching noise.

앞선 설명에서 전력변환장치(130)의 스위칭 주파수(fsw)가 제1주파수대역(FB1)에 위치하는 경우에 스위칭 노이즈가 제1주파수대역(FB1)에 영향을 미칠 수 있다고 설명하였으나 이러한 상황 이외에도 스위칭 주파수(fsw)의 고조파가 상기 제1주파수대역(FB1)에 해당될 수도 있다.In the foregoing description, it has been described that the switching noise may affect the first frequency band FB1 when the switching frequency fsw of the power conversion apparatus 130 is located in the first frequency band FB1. However, The harmonics of the frequency fsw may correspond to the first frequency band FB1.

또한, 전력변환장치(130)의 스위칭 노이즈 이외에도 전력시스템(100)은 다른 노이즈 소스원을 가질 수 있는데, 이러한 노이즈 소스원에 의한 노이즈도 제1주파수대역(FB1)에 영향을 주어 전술한 내용과 동일한 문제를 일으킬 수 있다.In addition to the switching noise of the power conversion device 130, the power system 100 may have other sources of noise sources, such that noise from the noise source sources also affects the first frequency band FB1, It can cause the same problem.

전력변환장치(130)의 스위칭 노이즈는 부하량에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 예를 들어, 전력변환장치(130)에서 전도 노이즈가 크게 발생하는 경우, 부하량이 감소하면 스위칭 노이즈가 감소할 수 있다. 이에 따라, 부하량이 감소하면 제1주파수대역(FB1)에서 검출되는 스위칭 노이즈의 영향도 감소할 수 있다.The switching noise of the power inverter 130 may vary in size depending on the load. For example, when the conduction noise is largely generated in the power conversion apparatus 130, the switching noise can be reduced when the load is reduced. Accordingly, when the load is reduced, the influence of the switching noise detected in the first frequency band FB1 can also be reduced.

한편, 주파수데이터생성부(220)는 제1시구간에서 센싱된 제1전류(i1)를 이용하여 기준주파수데이터를 생성하고 제2시구간에서 센싱된 제1전류(i1)를 이용하여 비교주파수데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 아크판단부(230)는 이러한 기준주파수데이터와 비교주파수데이터에 대한 비교데이터에 따라 전력시스템(100)의 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다.On the other hand, the frequency data generator 220 generates reference frequency data using the first current i1 sensed in the first time period, and generates the reference frequency data using the first current i1 sensed in the second time period, Data can be generated. The arc determining unit 230 may determine the possibility of arcing of the power system 100 according to the comparison data of the reference frequency data and the comparison frequency data.

도 6은 시간에 따른 제1전류의 파형에서 제1시구간과 제2시구간을 표시한 도면이다.6 is a diagram showing the first time period and the second time period in the waveform of the first current with respect to time.

전력시스템(100)에 아크가 발생하는 경우, 전류 파형에 일정한 변곡점이 생길 수 있다. 아크검출장치(110)는 이러한 변곡점을 기준으로 제1시구간(TI1)과 제2시구간(TI2)을 구분할 수 있다.When an arc occurs in the power system 100, a constant inflection point may occur in the current waveform. The arc detection apparatus 110 can distinguish the first time interval TI1 and the second time interval TI2 based on the inflection point.

도 6을 참조하면, 제1전류(i1)의 파형에서 제1지점(P1)에서 변곡점이 발생하고 있다. 이에 따라, 아크검출장치(110)는 변곡점(P1) 이전 구간에서 제1시구간(TI1)을 설정하고 변곡점(P1) 이후 구간에서 제2시구간(TI2)을 설정할 수 있다. 그리고, 제1시구간(TI1)의 종료시점 혹은 제2시구간(TI2)의 시작시점은 변곡점(P1)이 나타난 시점으로부터 일정 시간 이내에 위치할 수 있다. 이러한 변곡점은 아크의 발생에 의해 생길 수도 있지만 부하량이 일정 크기 이상으로 감소하거나 증가하여 발생할 수도 있다.Referring to Fig. 6, an inflection point occurs at the first point P1 in the waveform of the first current i1. Accordingly, the arc detecting apparatus 110 can set the first time interval TI1 in the section before the inflection point P1 and the second time interval TI2 in the section after the inflection point P1. The end point of the first time period TI1 or the start point of the second time period TI2 may be located within a predetermined time from the point of time when the inflection point P1 appears. Such an inflection point may be caused by the occurrence of an arc, but may occur as the load is reduced or increased to a certain size or more.

한편, 주파수데이터생성부(220)는 제1시구간(TI1)에서 제1주파수데이터를 생성할 수 있고, 제1주파수데이터는 전술한 기준주파수데이터로 이용될 수 있다. 그리고, 주파수데이터생성부(220)는 제2시구간(TI2)에서 제2주파수데이터를 생성할 수 있고, 제2주파수데이터는 전술한 비교주파수데이터로 이용될 수 있다.On the other hand, the frequency data generating unit 220 can generate the first frequency data in the first time period TI1, and the first frequency data can be used as the above-described reference frequency data. The frequency data generating unit 220 may generate the second frequency data in the second time period TI2, and the second frequency data may be used as the above-described comparison frequency data.

제1시구간(TI1)은 다시 세부 시구간으로 구분될 수 있다. 도 6을 참조하면, 제1시구간(TI1)은 제1-1시구간(TI11), 제1-2시구간(TI12), 제1-3시구간(TI13), 제1-4시구간(TI14) 및 제1-5시구간(TI15)으로 세분되고 있다. 주파수데이터생성부(220)는 이러한 세분된 시구간들에서 제1주파수데이터의 서브데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 주파수데이터생성부(220)는 제1-1시구간(TI11)에서 제1주파수데이터의 제1-1서브데이터를 생성할 수 있다. 같은 방식으로, 주파수데이터생성부(220)는 제1-2 내지 제1-5서브데이터도 생성할 수 있다. 주파수데이터생성부(220)는 이러한 제1-1 내지 제1-5서브데이터를 이용하여 제1주파수데이터를 생성할 수 있다. 이러한 서브데이터를 이용하여 주파수데이터를 생성하는 경우, 주파수데이터생성부(220)는 주파수별 크기의 평균뿐만 아니라 주파수별 크기의 분산 등 확률분포데이터도 함께 생성할 수 있다.The first time interval TI1 may be further divided into detailed time periods. Referring to FIG. 6, the first time interval TI1 is a time interval between the first time period TI11, the first time period TI12, the first time period TI13, (TI14) and the 1-5th time zone (TI15). The frequency data generator 220 may generate the sub data of the first frequency data in these subdivided time periods. For example, the frequency data generation unit 220 may generate the first sub data of the first frequency data in the first-time interval TI11. In the same manner, the frequency data generation unit 220 may also generate the 1-2 th to the 1-5 th sub data. The frequency data generation unit 220 may generate the first frequency data using the 1-1 to 1-5 sub data. When frequency data is generated by using such sub data, the frequency data generator 220 may generate probability distribution data such as a variance of frequency-dependent magnitudes as well as an average of frequency-dependent magnitudes.

아크판단부(230)는 제1주파수데이터와 제2주파수데이터의 비교데이터에 따라 아크 발생 가능성을 판단할 수 있는데, 이러한 비교데이터는 제2주파수데이터의 제1주파수데이터에 대한 확률적 유사도를 나타내는 데이터일 수 있다.The arc determining unit 230 may determine the possibility of arcing according to the comparison data of the first frequency data and the second frequency data, and the comparison data may indicate the probability similarity with respect to the first frequency data of the second frequency data. Lt; / RTI >

예를 들어, 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터는 주파수별 크기를 포함할 수 있고, 제1주파수데이터는 전술한 바와 같이 세분된 시구간 데이터를 이용하여 주파수별 크기의 평균, 분산 및 표준편차 등의 확률분포데이터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 아크판단부(230)는 제2주파수데이터의 주파별 크기가 제1주파수데이터의 주파수별 크기의 평균으로부터 N(N은 양의 실수)배의 표준편차 범위 이내에 있는지를 확인할 수 있게 되는데, 이러한 N값에 따라 확률적 유사도를 계산할 수 있게 된다. 아크판단부(230)는 주파수별로 확률적 유사도를 계산하여 비교데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 이러한 비교데이터에 저장된 주파수별 확률적 유사도를 종합하여 유사도가 높으면 아크 발생 가능성이 낮고 유사도가 낮으면 아크 발생 가능성이 높다고 판단할 수 있다.For example, the first frequency data and the second frequency data may include frequency-specific magnitudes, and the first frequency data may include a mean, variance, and standard deviation of the frequency-dependent magnitudes using the time- And the like. Accordingly, the arc determining unit 230 can check whether the frequency of the second frequency data is within the standard deviation of N (N is a positive real number) times the average of the frequency-dependent sizes of the first frequency data , The probability similarity can be calculated according to the N value. The arc determination unit 230 may generate the comparison data by calculating the probability similarity for each frequency. If the degree of similarity is high and the probability of occurrence of arc is low and the degree of similarity is low, it can be judged that the possibility of arcing is high.

좀더 구체적으로 아크판단부(230)는 주파수별로 제1주파수데이터와 제2주파수데이터의 확률적 유사도를 양자화하여 비교데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 아크판단부(230)는 제2주파수데이터의 주파수별 크기가 제1주파수데이터의 주파수별 크기의 평균으로부터 N(N은 양의 실수)배의 표준편차 범위 이내에 해당되는지 여부를 1 혹은 0으로 나타내어 비교데이터를 생성할 수 있다. 여기서, N은 고정된 값일 수 있다.More specifically, the arc determination unit 230 may generate comparison data by quantizing the probability similarities between the first frequency data and the second frequency data for each frequency. For example, the arc determination unit 230 determines whether the frequency-dependent size of the second frequency data falls within the standard deviation range of N (N is a positive real number) times the average of the frequency-dependent sizes of the first frequency data by 1 Or 0 to generate comparison data. Here, N may be a fixed value.

도 7은 주파수별 확률적 유사도를 양자화하여 나타낸 도표이다.FIG. 7 is a chart showing the quantization of the probability similarity by frequency.

도 7을 참조하면, 아크판단부(230)는 제1주파수대역(FB1)을 일정 크기의 주파수 간격(1KHz)으로 세분하고 각 주파수별로 제1주파수데이터와 제2주파수데이터를 비교하여 제2주파수데이터의 주파수별 크기가 제1주파수데이터의 주파수별 크기의 평균으로부터 N배의 표준편차 범위 이내에 해당되는지 여부를 확률적 유사도로서 1 혹은 0으로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 7, the arc determination unit 230 divides the first frequency band FB1 into frequency intervals (1 KHz) of a predetermined size, compares the first frequency data with the second frequency data for each frequency, Whether or not the frequency-dependent size of the data corresponds to the N-fold standard deviation of the frequency-dependent size of the first frequency data can be expressed as a probability similarity of 1 or 0.

여기서, 주파수별 크기는 푸리에변환한 값에 의한 각 주파수별 크기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 주파수데이터생성부(220)는 푸리에변환을 포함하는 디지털 프로세싱에 따라 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 생성하는데, 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터에 포함된 주파수별 크기는 제1전류(i1)의 센싱값을 푸리에변환하여 획득한 주파수별 크기일 수 있다.Here, the frequency-dependent magnitude can represent the magnitude of each frequency by the Fourier-transformed value. For example, the frequency data generating unit 220 generates first frequency data and second frequency data according to digital processing including Fourier transform, wherein the frequency-dependent magnitudes included in the first frequency data and the second frequency data are May be a frequency-dependent magnitude obtained by Fourier transforming the sensing value of the first current i1.

한편, 도 7과 같이 아크판단부(230)는 비교데이터를 생성하고, 확률적 유사도의 총합을 계산한 후 이러한 확률적 유사도의 총합이 제1기준값 이상이거나 제1기준값을 초과하면 전력시스템(100)의 아크 가능성에 대한 제1아크변수를 증가시킬 수 있다. 이러한 과정이 반복되어 제1아크변수의 값이 제2기준값 이상이거나 제2기준값을 초과하면 아크판단부(230)는 전력시스템(100)에서 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.7, the arc determination unit 230 generates comparison data and calculates the sum of the probabilistic similarities. If the sum of the probabilistic similarities exceeds the first reference value or exceeds the first reference value, Lt; RTI ID = 0.0 > arc < / RTI > If the first arc variable is equal to or greater than the second reference value or exceeds the second reference value, the arc determining unit 230 may determine that an arc has occurred in the power system 100. [

제1아크변수를 증가시키기 위해서는 아크판단부(230)가 제1주파수데이터와 제2주파수데이터의 비교데이터를 생성하는 과정이 반복되어야 한다. 이를 위해, 도 6에 도시된 것과 같이 주파수데이터생성부(220)는 제2시구간(TI2)을 세분하여 서브데이터를 생성하고, 아크판단부(230)는 이러한 서브데이터들 각각에 대해 비교데이터를 생성하여 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 6을 다시 참조하면, 제2시구간(TI2)은 제2-1시구간(TI21) 및 제2-2시구간(TI22)으로 세분된다. 그리고, 주파수데이터생성부(220)는 제2-1시구간(TI21) 및 제2-2시구간(TI22)에서 각각 제1주파수대역(FB1)에 대한 주파수별 크기 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 아크판단부(230)는 제2-1시구간(TI21) 및 제2-2시구간(TI22)에서 각각 생성된 제1주파수대역(FB1)에 대한 주파수별 크기 데이터를 제1주파수데이터와 비교하여 비교데이터를 생성할 수 있다.In order to increase the first arc parameter, the arc determination unit 230 repeats the process of generating the comparison data of the first frequency data and the second frequency data. 6, the frequency data generation unit 220 generates sub data by subdividing the second time period TI2, and the arc determination unit 230 generates comparison data for each of the sub data Can be generated to determine the possibility of arcing. For example, referring again to FIG. 6, the second time period TI2 is subdivided into the second-first time period TI21 and the second-second time period TI22. The frequency data generator 220 may generate frequency-specific size data for the first frequency band FB1 in the 2-1th time interval TI21 and the 2-2 hour time interval TI22, respectively. The arc determining unit 230 then outputs frequency-dependent magnitude data for the first frequency band FB1 generated in the second-time period TI21 and the second-time period TI22 to the first frequency data FB1, The comparison data can be generated.

한편, 제1시구간(TI1) 및 제2시구간(TI2)의 시작시점과 종료시점을 결정하는 다양한 실시예가 있을 수 있다.On the other hand, there may be various embodiments for determining the start time and the end time of the first time interval TI1 and the second time interval TI2.

도 8은 변곡점으로부터 제1시구간 및 제2시구간을 결정하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining an example of determining the first time period and the second time period from the inflection point.

도 8을 참조하면, 제1시구간(TI1)의 종료시점(t3)은 변곡점(P1)이 나타난 시점(t1)으로부터 일정 시간 이전에 위치할 수 있다. 그리고, 제2시구간(TI2)의 시작시점(t2)은 변곡점(P1)이 나타난 시점(t1)으로부터 일정 시간 이후에 위치할 수 있다.Referring to FIG. 8, the end point t3 of the first time period TI1 may be located a certain time before the point of time t1 when the inflection point P1 appears. The start time t2 of the second time period TI2 may be located after a certain time from the time point t1 when the inflection point P1 appears.

도 8에 도시되지는 않았으나 제1시구간(TI1)의 시작시점은 전력시스템(100)의 정상 오퍼레이팅 시작시점과 같을 수 있다.Although not shown in FIG. 8, the start time of the first time slot TI1 may be equal to the normal operating start time of the power system 100. [

한편, 제1시구간(TI1)은 연속된 시구간으로 구성되지 않고 여러 개의 시구간의 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2시구간(TI2)의 종료시점에서 아크가 발생하지 않았다고 판단되면 제2시구간(TI2)의 종료시점으로부터 혹은 종료시점으로부터 일정 시간 이후부터 제1시구간(TI1)을 다시 연장할 수 있다. 제1시구간(TI1)은 전력시스템(100)이 정상적으로 오퍼레이팅하는 시구간에 대응될 수 있기 때문에 제2시구간(TI2) 이외의 구간 중 제외되어야하는 시구간을 제외한 나머지 시구간은 모두 제1시구간(TI1)에 포함될 수 있다.On the other hand, the first time interval TI1 may not be constituted by a continuous time period but may be composed of a combination of several time points. For example, if it is determined that an arc has not occurred at the end of the second time period TI2, the first time period TI1 may be restarted from the end time point of the second time period TI2 or after a certain time from the end time point You can extend it. Since the first time interval TI1 can correspond to the time periods normally operated by the power system 100, all the time periods other than the second time period TI2, except for the time periods to be excluded, May be included in the liver TI1.

한편, 제1시구간(TI1)과 제2시구간(TI2)을 구분하기 위해서는 제1시구간(TI1)과 제2시구간(TI2)을 구분하는 변곡점(P1)을 설정하는 것이 중요하다. 이러한 변곡점(P1)을 설정하는 실시예에 대해 좀더 살펴본다.On the other hand, in order to distinguish the first time period TI1 from the second time period TI2, it is important to set an inflection point P1 that distinguishes between the first time period TI1 and the second time period TI2. An embodiment for setting such an inflection point P1 will be further described.

도 9는 에지데이터생성부를 더 포함하고 있는 아크검출장치의 블록도이다.9 is a block diagram of an arc detection apparatus further including an edge data generation unit.

도 9를 참조하면, 아크검출장치(910)는 도 2를 참조하여 설명한 아크검출장치(110)에 포함된 전류센서(210), 주파수데이터생성부(220) 및 아크판단부(230) 이외에 에지데이터생성부(940)를 더 포함할 수 있다.9, the arc detection apparatus 910 includes an arc detection unit 210, a frequency data generation unit 220, and an arc determination unit 230, which are included in the arc detection apparatus 110 described with reference to FIG. And may further include a data generation unit 940.

에지데이터생성부(940)는 제1전류(i1)에 대한 센싱값을 디지털 변환하여 디지털전류데이터를 생성하고 이러한 디지털전류데이터에 대한 에지디텍션(edge detection) 처리를 통해 전류에지데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 전술한 제1시구간(TI1)과 제2시구간(TI2)은 이러한 전류에지데이터에 따라 결정될 수 있다.The edge data generation unit 940 generates digital current data by digitizing the sensed value for the first current i1 and generates current edge data through edge detection processing on the digital current data have. The first time period TI1 and the second time period TI2 described above can be determined according to such current edge data.

에지디텍션 처리는 특정 값의 불연속점을 찾는 처리이다. 에지디텍션 처리는 정상적인 상황에서는 연속된 데이터를 나타내는 특정 값들에서 불연속점을 찾는 처리이다.The edge detection process is a process of finding a discontinuity point of a specific value. The edge detection process is a process of finding a discontinuity at specific values representing successive data under normal circumstances.

도 10은 에지디텍션 처리가 적용되는 예시를 나타내는 도면이다.10 is a diagram showing an example in which edge detection processing is applied.

도 10에서 좌측의 이미지(1010)는 카메라 등의 영상 장치에 의해 획득된 이미지이다. 해당 이미지(1010)에 나타난 물체들(구름, 하늘, 나무 및 산)은 각각 연속된 표면을 가지기 때문에 각 객체의 내부 표면의 영상 데이터는 연속적인 혹은 비교적 유사한 데이터 값을 가지게 된다. 이에 반해, 각 객체들끼리는 서로 다른 영상 데이터들을 가지게 되는데, 이에 따라 각 객체들의 경계에서는 영상 데이터의 불연속점이 나타나게 된다. 이러한 불연속점을 이미지로 표시한 것이 도 10의 우측 이미지(1020)이다. 이렇게 특정 이미지(1010)의 불연속점을 표시하게 되면 도 10의 우측 이미지(1020)와 같이 경계만 표시되는 이미지(1020)를 획득할 수 있게 된다.An image 1010 on the left side in FIG. 10 is an image obtained by a video device such as a camera. Since the objects (clouds, sky, trees, and mountains) shown in the image 1010 each have a continuous surface, the image data of the inner surface of each object has a continuous or relatively similar data value. On the other hand, each object has different image data, so that a discontinuity point of the image data appears at the boundary of each object. This discontinuity point is an image 1020 on the right side of FIG. When the discontinuity point of the specific image 1010 is displayed in this manner, it is possible to acquire the image 1020 in which only the boundary is displayed as shown in the right image 1020 in FIG.

한편, 전력시스템(100)에서 아크가 발생하게 되면 전류 측정값에서 전술한 것과 같은 불연속점이 나타나게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 아크검출장치(910)는 이러한 불연속점을 인식하고 불연속점을 전후로 제1시구간(TI1)과 제2시구간(TI2)를 구분할 수 있다.On the other hand, when an arc is generated in the power system 100, a discontinuity point as described above appears in the current measurement value. The arc detection apparatus 910 according to the embodiment of the present invention can recognize such a discontinuity point and distinguish the first time interval TI1 and the second time interval TI2 before and after the discontinuity point.

에지디텍션 처리로는 데이터들을 미분 처리하는 라플라시안(Laplacian) 필터 처리가 이용될 수 있고, 데이터들의 차이를 계산하는 차동 컨볼루션(difference convolution) 처리가 이용될 수도 있다.The edge detection processing may use a Laplacian filter processing for differentiating data, and a difference convolution processing for calculating a difference of data may be used.

도 11은 차동 컨볼루션 처리를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining the differential convolution process.

도 11을 참조하면, 제1전류(i1)의 시간에 따른 측정치가 제1배열(1110)에 저장될 수 있다. 도 11에서 제1배열(1110)의 우측에 도시된 제1그래프(1112)는 제1배열(1110)을 시간축과 크기축으로 표시한 그래프이다. 제1그래프(1112)를 참조하면 확인할 수 있는 바와 같이 제1전류(i1)는 변곡점(P2)에서 데이터가 불연속하게 혹은 크게 변하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 11, the time-dependent measurements of the first current i1 may be stored in the first array 1110. In FIG. 11, the first graph 1112 shown on the right side of the first array 1110 is a graph in which the first array 1110 is represented by a time axis and a size axis. Referring to the first graph 1112, it can be seen that the first current i1 varies discontinuously or largely at the inflection point P2.

도 11에서 제2배열(1120)은 제1배열(1110)에서 연속된 세 개의 값에 {-1, 0, 1}의 값을 곱하는 차동 컨볼루션을 적용한 배열이다. 제2배열(1120)을 통해 확인할 수 있는 바와 같이 특정 부분의 데이터(제2배열에서 4번째 데이터)가 다른 부분의 데이터보다 높게 나오는데, 이 부분이 변곡점(P2)이 될 수 있다. 도 11에서 제2배열(1120)의 우측에 도시된 제2그래프(1122)는 제2배열(1120)을 시간축과 크기축으로 표시한 그래프이다. 제2그래프(1120)를 참조하면 제1전류(i1)에서의 변곡점(P2)은 시간 t4에서 발생하고 있는 것이 확인된다.11, the second arrangement 1120 is an arrangement in which differential convolution is performed by multiplying three consecutive values in the first array 1110 by {-1, 0, 1}. As can be seen from the second arrangement 1120, the data of the specific portion (the fourth data in the second array) is higher than the data of the other portions, which can be the inflection point P2. In FIG. 11, the second graph 1122 shown on the right side of the second array 1120 is a graph showing the second array 1120 in terms of time and magnitude axes. Referring to the second graph 1120, it is confirmed that the inflection point P2 at the first current i1 occurs at time t4.

도 11을 참조하여 설명한 제1배열(1110)의 값은 전술한 디지털전류데이터의 일 예시이고, 제2배열(1120)은 전류에지데이터의 일 예시가 될 수 있다.The values of the first array 1110 described with reference to FIG. 11 are examples of the digital current data described above, and the second array 1120 may be an example of current edge data.

주파수데이터생성부(220)는 이러한 전류에지데이터와 제1에지기준값을 비교하여 변동시점을 결정하고 이러한 변동시점을 기준으로 제1시구간(TI1)과 제2시구간(TI2)를 결정할 수 있다.The frequency data generation unit 220 may determine the change time point by comparing the current edge data with the first edge reference value and determine the first time period TI1 and the second time period TI2 based on the change time point .

예를 들어, 도 11에서 주파수데이터생성부(220)는 제2배열(1120)에 저장된 전류에지데이터를 제1에지기준값(도 11에서 1130에 해당되는 값)과 비교하여 전류에지데이터가 제1에지기준값(도 11에서 1130에 해당되는 값)보다 크면 해당 전류에지데이터에 대응되는 시점을 변동시점(t4)으로 결정할 수 있다.11, the frequency data generator 220 compares the current edge data stored in the second array 1120 with a first edge reference value (a value corresponding to 1130 in FIG. 11) If it is larger than the edge reference value (the value corresponding to 1130 in FIG. 11), the time corresponding to the current edge data can be determined as the change time point t4.

한편, 주파수데이터생성부(220)는 전류에지데이터 중 음(-)의 값만을 이용하여 변동시점을 결정할 수도 있고, 양(+)의 값만을 이용하여 변동시점을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 주파수데이터생성부(220)가 제1전류(i1)가 급격히 줄어드는 상황에서만 변동시점을 인식하고자 한다면 음(-)의 값만을 이용하여 변동시점을 결정할 수 있고, 제1전류(i1)가 급격히 증가하는 상황에서만 변동시점을 인식하고자 한다면 양(+)의 값만을 이용하여 변동시점을 결정할 수도 있다.On the other hand, the frequency data generation unit 220 may determine the change time point using only the negative (-) value of the current edge data, or may determine the change time point using only the positive (+) value. For example, if the frequency data generation unit 220 only recognizes the change time point in a situation where the first current i1 is sharply reduced, the change time point can be determined using only the negative value, and the first current i1 ), The change point may be determined using only a positive value if the change point is to be recognized.

통상적으로 직렬아크에서는 전류가 급격히 즐어들기 때문에 전류에지데이터 중 음(-)의 값만을 이용하여 변동시점을 결정하는 것이 유리하고, 병렬아크에서는 전류가 급격히 증가하기 때문에 전류에지데이터 중 양(+)의 값만을 이용하여 변동시점을 결정할 수도 있다.In the case of a parallel arc, the current rapidly increases. Therefore, a positive (+) value of the current edge data is used, May be used to determine the point of change.

한편, 주파수데이터생성부(220)는 전류에지데이터를 이용하여 변동시점을 결정할 때, 전류에지데이터들의 평균 및 표준편차에 따라 제1에지기준값을 생성하고 이러한 제1에지기준값을 기준으로 변동시점을 결정할 수 있다. 이때, 주파수데이터생성부(220)가 음(-)의 값만을 이용하여 변동시점을 결정하는 경우, 특정 시구간(제3시구간)에서 획득된 전류에지데이터들 중 음(-)의 전류에지데이터들만을 이용하여 평균과 표준편차를 구할 수도 있다. 여기서, 제1에지기준값은 앞서 계산한 평균에 M(M은 실수)배의 표준편차를 더한 값으로 결정할 수 있다. 다른 한편으로, 주파수데이터생성부(220)는 전류에지데이터의 절대값을 기준으로 변동시점을 결정하거나 제1에지기준값을 생성할 수도 있다.Meanwhile, the frequency data generator 220 generates a first edge reference value according to the average and standard deviation of the current edge data when determining the variation time point using the current edge data. Based on the first edge reference value, You can decide. At this time, when the frequency data generation unit 220 determines the change time point only by using a negative value, the current edge data of the current edge data obtained in the specific time period (the third time interval) The mean and standard deviation can be calculated using only data. Here, the first edge reference value can be determined by adding the standard deviation of M (M is a real number) times to the previously calculated average. On the other hand, the frequency data generation unit 220 may determine the variation time point or generate the first edge reference value based on the absolute value of the current edge data.

전류에지데이터의 평균 및 표준편차는 계속해서 업데이트될 수 있는데, 예를 들어, 전류에지데이터 중 절대값이 제1에지기준값 이하이거나 제1에지기준값 미만인 전류에지데이터에 따라 평균 및 표준편차가 업데이트될 수 있다.The mean and standard deviation of the current edge data can be continuously updated, e.g., the average and standard deviation are updated according to the current edge data where the absolute value of the current edge data is less than or equal to the first edge reference value .

한편, 에지디텍션 처리는 데이터의 노이즈에 민감하게 반응할 수 있음으로 에지데이터생성부(940)는 제1전류(i1)에 대한 센싱값을 디지털 변환하는 과정에서 가우시안 컨볼루션(Gaussian Convolution)과 같은 필터 처리를 적용할 수 있다.Since the edge detection process may be sensitive to the noise of the data, the edge data generation unit 940 may generate the edge current data by using the Gaussian convolution such as Gaussian convolution in the process of digitizing the sensing value for the first current i1. Filter processing can be applied.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아크검출방법의 흐름도이다.12 is a flowchart of an arc detection method according to another embodiment of the present invention.

도 12의 아크검출방법은 전술한 아크검출장치에 의해 수행될 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니고 다른 형태의 하드웨어에 의해 수행될 수도 있다.The arc detection method of FIG. 12 can be performed by the above-described arc detection device, but is not limited thereto and may be performed by other types of hardware.

도 12을 참조하면, 도 1의 제1선로(152)의 예시와 같은 선로에 흐르는 전류의 센싱값이 디지털 변환되어 디지털전류데이터가 생성된다(S1202).Referring to FIG. 12, a sensing value of a current flowing in a line, such as the example of the first line 152 in FIG. 1, is digitally converted to generate digital current data (S1202).

그리고, 이러한 디지털전류데이터에 대한 에지디텍션 처리에 의해 전류에지데이터가 생성된다(S1204).Current edge data is generated by the edge detection processing on the digital current data (S1204).

전류에지데이터는 제1에지기준값과 비교되는데(S1206), 전류에지데이터가 제1에지기준값보다 작으면 디지털전류데이터는 제1버퍼에 저장된다(S1208). 제1버퍼에 저장된 디지털전류데이터는 푸리에변환 처리를 통해 제1주파수데이터가 생성된다(S1210). 이후 다시 디지털전류데이터 생성 단계(S1202)가 반복된다. 전류에지데이터가 제1에지기준값보다 작다는 것은 전류의 급격한 변화가 없다는 것을 의미하므로 정상적인 동작 상황으로 분류되어 제1주파수데이터가 생성되는 것이다. 이러한 과정을 거치며 제1주파수데이터는 여러 번에 걸쳐 생성될 수 있는데, 이 경우 통계적인 방법으로 처리되어 정상적인 상황의 기준데이터로 사용될 수 있다. The current edge data is compared with the first edge reference value (S1206). If the current edge data is smaller than the first edge reference value, the digital current data is stored in the first buffer (S1208). The digital current data stored in the first buffer is subjected to Fourier transform processing to generate first frequency data (S1210). Thereafter, the digital current data generation step (S1202) is repeated. The fact that the current edge data is smaller than the first edge reference value means that there is no abrupt change of the current, so that the first frequency data is generated by being classified into the normal operation state. Through this process, the first frequency data can be generated several times. In this case, the first frequency data can be processed by a statistical method and used as reference data for a normal situation.

만약, 전류에지데이터가 제1에지기준값 이상이거나 제1에지기준값을 초과하면 전류에 급격한 변화가 있다는 것을 의미하므로 디지털전류데이터는 제2버퍼에 저장되고(S1212), 제2버퍼에 저장된 디지털전류데이터는 푸리에변환 처리를 통해 제2주파수데이터가 생성된다(S1214). 제2주파수데이터는 제1주파수데이터와 비교되어 아크 발생 가능성이 판단된다(S1216).If the current edge data is equal to or greater than the first edge reference value or exceeds the first edge reference value, the digital current data is stored in the second buffer (S1212), and the digital current data stored in the second buffer The second frequency data is generated through the Fourier transform processing (S1214). The second frequency data is compared with the first frequency data to determine the possibility of arcing (S1216).

한편, 전류에지데이터를 생성하는 단계(S1204)에서, 디지털전류데이터에 대해 가우시안(Gaussian) 필터 처리가 수행된 후 제3버퍼에 저장되고 제3버퍼에 저장된 데이터에 대한 에지디텍션 처리에 의해 전류에지데이터가 생성될 수 있다.On the other hand, in the step of generating the current edge data (S1204), after the Gaussian filter processing is performed on the digital current data, the current edge data is stored in the third buffer, Data can be generated.

여기서, 제3버퍼는 3개의 디지털전류데이터가 저장되는 FIFO(first in first out) 버퍼일 수 있다. 그리고, 전류에지데이터를 생성하는 단계(S1204)에서, 3개의 디지털전류데이터를 저장하고 있는 제3버퍼에 대해 차동 컨볼루션(Difference convolution) 벡터를 곱해 전류에지데이터가 생성될 수 있다.Here, the third buffer may be a first in first out (FIFO) buffer in which three pieces of digital current data are stored. In the step of generating current edge data (S1204), current edge data may be generated by multiplying a third buffer storing three digital current data by a differential convolution vector.

한편, 제1버퍼 및 제2퍼버 또한 FIFO(first in first out) 버퍼일 수 있다.The first buffer and the second buffer may also be first in first out (FIFO) buffers.

지금까지 여러가지 실시예를 통해 상술한 아크검출장치는 전류의 급격한 변동이 있고 고주파수대역의 성분이 증가하면 아크가 발생한 것으로 판단하는 방법에 기초하고 있다. 여기서 아크 발생을 감지할 수 있는 고주파수대역은 전력변환장치의 스위칭 노이즈가 발생하는 주파수와 유사한 범위로서 통상 수 kHz에서 수십 kHz 범위일 수 있다.The arc detecting apparatus described above has been based on a method of judging that an arc is generated when there is a sudden change in current and a component in a high frequency band is increased through various embodiments. Here, the high-frequency band capable of detecting the arc generation is a range similar to the frequency at which the switching noise of the power conversion apparatus occurs, and may range usually from several kHz to several tens of kHz.

고주파수 성분에 더하여 전류에지데이터를 사용하여 전류의 급격한 변동이 있는지 여부에 따라 아크를 판단하는 이러한 방법에 의하면 전력변환장치의 스위칭 노이가 존재하는 상황에서도 아크 발생을 좀 더 정확하게 검출할 수 있다는 장점이 있다. This method of determining the arc in accordance with whether there is a sudden change in current using current edge data in addition to the high frequency component has the advantage that the arc occurrence can be detected more accurately even in the presence of the switching noise of the power converter have.

한편, 최근의 배전시스템은 MOSFET, IGBT 등과 같은 고속 스위칭 소자를 사용한 수 kHz ~ 수백 kHz 범위의 고주파 스위칭 동작뿐만 아니라, 싸이리스터(SCR) 등과 같은 저속 스위칭 소자를 사용하여 상용 주파수(예, 50 Hz ~ 60 Hz) 또는 그 두 배의 주파수에서 스위칭 동작을 시키면서 전력을 제어하는 경우가 흔히 있고, 이 경우 싸이리스터 등의 동작에 의해 전류의 급격한 변화 및 노이즈가 발생할 수 있다. 전술한 실시예의 아크검출장치의 경우 정상적인 저주파 스위칭 동작 등에 의한 전류의 급격한 변화 및 스위칭 노이즈를 아크 발생으로 오검출하는 경우가 발생할 수 있다. 이하에서는 저주파 스위칭 동작 등이 있는 경우에도 아크 발생에 대한 오검출을 줄일 수 있는 또 다른 실시예를 설명한다. 아래에서 도 13 내지 도 20를 통해 설명하는 실시예에서는 그 내용과 배치되지 않는 한 전술한 내용, 특히 도 3 내지 도 12를 통해 설명한 아크기준값의 설정, 전류 변곡점과 시구간의 설정 및 에지데이터 생성 등과 관련한 내용은 동일 또는 유사하게 활용될 수 있다.In recent years, the power distribution system has been developed not only in the high frequency switching operation in the range of several kHz to several hundred kHz using the high speed switching device such as MOSFET, IGBT, etc., but also the low frequency switching device such as the thyristor (SCR) To 60 Hz) or twice the frequency of the power supply. In this case, sudden change of current and noise may occur due to the operation of the thyristor or the like. In the case of the arc detecting apparatus of the above-described embodiment, a sudden change in current due to a normal low frequency switching operation or the like and switching noise may be erroneously detected as an arc. Hereinafter, another embodiment will be described in which erroneous detection of an arc occurrence can be reduced even in the presence of a low frequency switching operation. In the embodiments described below with reference to Figs. 13 to 20, the above-described contents, particularly the setting of the arc reference value described in Figs. 3 to 12, the setting between the current inflection point and the time point, and the generation of edge data The related contents can be utilized in the same or similar manner.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아크검출장치의 블록도이다. 도 13을 참조하면, 아크검출장치(1300)는 전류센서(1310), 제1주파수데이터생성부(1320), 아크판단부(1330), 에지데이터생성부(1340), 제2주파수데이터생성부(1350) 및 고주파통과필터(1360) 등을 포함할 수 있다.13 is a block diagram of an arc detection apparatus according to another embodiment of the present invention. 13, the arc detection apparatus 1300 includes a current sensor 1310, a first frequency data generation unit 1320, an arc determination unit 1330, an edge data generation unit 1340, A high-pass filter 1350 and a high-pass filter 1360, and the like.

전류센서(1310)는 전력시스템의 일 선로에 흐르는 전류를 센싱할 수 있다. 전류센서(1310)는 도 1에 예시된 선로(152)에 흐르는 제1전류(i1)을 센싱할 수 있다. The current sensor 1310 can sense the current flowing in one line of the power system. The current sensor 1310 can sense the first current i1 flowing through the line 152 illustrated in Fig.

제1주파수데이터생성부(1320)는 전류센서(1310)의 센싱값을 디지털 프로세싱하여 주파수데이터를 생성할 수 있다. 제1주파수데이터생성부(1320)는 제1시구간에서 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 제1주파수대역에 대한 제1주파수데이터를 생성하고, 제2시구간에서 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 제1주파수대역에 대한 제2주파수데이터를 생성할 수 있다. 제1주파수데이터생성부(1320)는 푸리에변환 처리를 통해 제1주파수대역에 대해 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 생성할 수 있다. 제1시구간 및 제2시구간은 앞서 언급한 바와 같이, 부하량이 일정 크기 이상으로 변동하는 제1부하변동시점을 기준으로 제1시구간은 제1부하변동시점 이전의 시구간이고, 제2시구간은 제1부하변동시점 이후의 시구간일 수 있다. The first frequency data generator 1320 may digitally process the sensed value of the current sensor 1310 to generate frequency data. The first frequency data generator 1320 processes the sensing value for the first current in the first time interval to generate the first frequency data for the first frequency band, Value to generate second frequency data for the first frequency band. The first frequency data generator 1320 may generate the first frequency data and the second frequency data for the first frequency band through the Fourier transform process. As described above, the first time period and the second time period are based on the first load change time point at which the load fluctuates beyond a predetermined size, the first time period is a time period before the first load change time point, The time period may be a time period after the first load change time point.

제2주파수데이터생성부(1350)는 전류센서(1310)의 센싱값을 디지털 프로세싱하여 주파수데이터를 생성할 수 있다. 제2주파수데이터생성부(1350)는 제3시구간에서 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 제2주파수대역에 대한 제3주파수데이터를 생성하고, 제4시구간에서 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 제2주파수대역에 대한 제4주파수데이터를 생성할 수 있다. 제2주파수데이터생성부(1350)는 푸리에변환 처리를 통해 제2주파수대역에 대해 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 생성할 수 있다.The second frequency data generator 1350 may digitally process the sensed value of the current sensor 1310 to generate frequency data. The second frequency data generator 1350 processes the sensing value for the first current in the third time interval to generate third frequency data for the second frequency band, Value to generate fourth frequency data for the second frequency band. The second frequency data generator 1350 may generate the third frequency data and the fourth frequency data for the second frequency band through the Fourier transform process.

제3시구간 및 제4시구간은 제1시구간 및 제2시구간과 마찬가지로, 부하량이 일정 크기 이상으로 변동하는 제1부하변동시점을 기준으로 제3시구간은 제1부하변동시점 이전의 시구간이고, 제4시구간은 제1부하변동시점 이후의 시구간일 수 있다. 제1부하변동시점 이전의 제3시구간은 정상적인 동작에서의 기준데이터를 획득하기 위한 것이고, 제1부하변동시점 이후의 제4시구간은 아크 발생 판단을 위한 비교데이터로 활용될 수 있다. As in the first and second time periods, the third time period and the fourth time period are based on the first load change time point at which the load changes over a certain size, and the third time period is before the first load change time point And the fourth time zone may be a time zone after the first load change time point. The third time interval before the first load variation time point is for obtaining reference data in normal operation and the fourth time interval after the first load variation time point can be utilized as comparison data for arc occurrence judgment.

여기서, 제3시구간 및 제4시구간은 각각 제1시구간 및 제2시구간에 비해 긴 시간을 가지는 구간일 수 있다. 제1시구간 및 제2시구간은 예를 들어 수 kHz ~ 수십 kHz 범위를 주파수성분을 검출하기 위한 것이고 제3시구간 및 제4시구간은 상용주파수대역의 성분을 검출하기 위한 것임을 고려하면 제3시구간 및 제4시구간은 제1시구간 및 제2시구간에 비해 10배 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1시구간 및 제2시구간은 2 ms이고 제3시구간 및 제4시구간은 20 ms일 수 있다.Here, the third time interval and the fourth time interval may be intervals having longer time periods than the first time interval and the second time interval, respectively. Considering that the first time interval and the second time interval are for detecting a frequency component in the range of, for example, several kHz to several tens of kHz, and the third time interval and the fourth time interval are for detecting the components of the commercial frequency band, The 3-hour and 4-hour periods are preferably 10 times or more times longer than the 1-hour and 2-hour periods. For example, the first time interval and the second time interval may be 2 ms, and the third time interval and the fourth time interval may be 20 ms.

제2주파수대역은 제1주파수대역에 비해 낮은 주파수 범위를 포함하는 것으로서, 제2주파수대역은 전력계통의 상용주파수인 50 Hz ~ 60 Hz 범위이거나 또는 상용주파수 및 그 고조파를 포함하는 범위일 수 있다. 즉, 제1주파수데이터생성부(1320)는 제1전류의 고주파수대역을 분석하기 위한 것이고 제2주파수데이터생성부(1350)은 제1전류의 상용주파수를 포함하는 저주파수대역을 분석하기 위한 것이다. 이를 위해 제1주파수데이터생성부(1320)는 상대적으로 짧은 시구간(제1시구간 및 제2시구간)을 샘플링하여 분석하고, 제2주파수데이터생성부(1350)는 제1주파수데이터생성부(1320)에 비해 긴 시구간(제3시구간 및 제4시구간)을 샘플링하여 분석할 수 있다. 제2주파수데이터생성부(1350)가 상용주파수를 포함하는 저주파수대역을 분석하여 상용주파수 및 그 고조파 성분이 많은 것으로 분석될 경우 싸이리스터 등에 의한 정상적인 스위칭 동작인 것으로 판단할 수 있다.The second frequency band includes a lower frequency range than the first frequency band, and the second frequency band may range from 50 Hz to 60 Hz, which is a commercial frequency of the power system, or may be a range including a commercial frequency and its harmonics . That is, the first frequency data generator 1320 analyzes the high frequency band of the first current and the second frequency data generator 1350 analyzes the low frequency band including the commercial frequency of the first current. To this end, the first frequency data generator 1320 samples and analyzes relatively short time periods (the first time interval and the second time interval), and the second frequency data generation unit 1350 samples and analyzes the relatively short time periods (Between the third time interval and the fourth time interval) longer than that of the second time interval 1320 can be sampled and analyzed. The second frequency data generator 1350 may analyze the low frequency band including the commercial frequency and determine that it is a normal switching operation by the thyristor when the commercial frequency and its harmonic components are analyzed to be high.

한편, 제2주파수데이터생성부(1350)는 상용주파수대역을 포함하는 저주파수대역을 분석하는 것이 주된 목적이지만, 반드시 저주파수대역만을 분석하는 것이 아니라 고주파수대역을 함께 분석할 수도 있다. 제2주파수데이터생성부(1350)가 상대적으로 긴 시구간을 샘플링하여 고주파수대역을 분석한 결과는 제1주파수데이터생성부(1320)가 상대적으로 짧은 시구간을 샘플링하여 고주파수대역을 분석한 결과를 보완하여 아크 검출의 정확성을 높이는데 활용될 수 있다. 제1주파수데이터생성부(1320)가 상대적으로 짧은 시구간을 샘플링하여 주파수 성분을 분석하면 전체 주파수 대역에서 실제보다 그 크기가 증가한 것으로 나타나는 경향이 있고, 이로 인해 싸이리스터 등의 스위칭 동작에 따른 노이즈를 아크가 발생한 것으로 오검출하는 문제가 발생할 가능성이 있다. 제2주파수데이터생성부(1350)가 상대적으로 긴 시구간을 샘플링하여 고주파수대역을 분석한 결과는 제1주파수데이터생성부(1320)가 상대적으로 짧은 시구간을 샘플링하여 고주파수대역을 분석한 결과를 보완할 수 있으므로 오검출의 가능성을 줄일 수 있다. On the other hand, the second frequency data generator 1350 analyzes the low frequency band including the commercial frequency band. However, the second frequency data generator 1350 may analyze not only the low frequency band but also the high frequency band. The second frequency data generation unit 1350 samples a relatively long time interval and analyzes the high frequency band. The first frequency data generation unit 1320 samples a relatively short time interval and analyzes the high frequency band. And can be utilized to improve the accuracy of arc detection. When the first frequency data generator 1320 samples a relatively short time interval and analyzes frequency components, the first frequency data generator 1320 tends to show an increase in its size in the entire frequency band than the actual frequency band. As a result, There is a possibility that a problem of erroneously detecting that an arc has occurred may occur. The second frequency data generation unit 1350 samples a relatively long time interval and analyzes the high frequency band. The first frequency data generation unit 1320 samples a relatively short time interval and analyzes the high frequency band. The possibility of erroneous detection can be reduced.

아크판단부(1330)는 제1주파수데이터생성부(1320) 및 제2주파수데이터생성부(1350)가 생성한 주파수데이터를 분석하여 시스템의 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다. 아크판단부(1330)는 상대적으로 짧은 시구간을 샘플링하여 고주파수대역에 대해 분석한 결과인 제1주파수데이터와 제2주파수데이터의 비교데이터, 및 상대적으로 긴 시구간을 샘플링하여 저주파수대역 및/또는 고주파수대역에 대해 분석한 결과인 제3주파수데이터와 제4주파수데이터의 비교데이터를 함께 고려하여 아크 발생 가능성을 판단할 수 있다. 제3주파수데이터와 제4주파수데이터의 비교데이터를 활용하여 저주파수대역을 분석하면, 저주파수대역에서의 변화가 있는지 여부를 검토하여 싸이리스터 등에 의한 정상적인 저주파수 스위칭 동작을 아크 발생으로 잘못 판단할 가능성을 줄일 수 있다. 예를 들어, 정상적인 동작상황에서 검출된 전류를 제1주파수데이터생성부(1320)에서 고주파수대역에 대해 분석하면 싸이리스터 등의 스위칭 동작에 의해 발생하는 펄스 형태의 파형으로 인해 고주파수 성분이 검출될 수 있으므로 1차적으로 아크 가능성이 있다고 판단될 수 있다. 이 경우 제2주파수데이터생성부(1350)에서 저주파수대역에 대해 분석을 하여 상용주파수 및 그 고조파 성분이 다른 주파수 성분에 비해 현저하게 드러날 경우 싸이리스터 등에 의한 정상적인 동작으로 판단함으로써 오검출을 방지할 수 있다. 또한, 제2주파수데이터생성부(1350)에서 제3주파수데이터와 제4주파수데이터의 비교데이터를 활용하여 고주파수대역을 분석하면 상대적으로 짧은 시구간(제1시구간 및 제2시구간)에서 샘플링한 데이터(제1주파수데이터 및 제2주파수데이터)로 고주파수대역을 분석한 결과를 보완하여 고주파수대역에서의 변화를 좀 더 정확하게 판단할 수 있는 장점도 있다.The arc determination unit 1330 may analyze the frequency data generated by the first frequency data generation unit 1320 and the second frequency data generation unit 1350 to determine the arc generation possibility of the system. The arc determination unit 1330 samples the relatively short time interval and samples the comparison data of the first frequency data and the second frequency data as a result of analyzing the high frequency band and a relatively long time interval to generate a low frequency band and / It is possible to determine the possibility of arcing by considering the comparison data of the third frequency data and the fourth frequency data which are the result of analyzing the high frequency band together. By analyzing the low frequency band using the comparison data of the third frequency data and the fourth frequency data, it is examined whether or not there is a change in the low frequency band, thereby reducing the possibility of erroneously judging the normal low frequency switching operation by the thyristor, etc. . For example, if the current detected in the normal operation state is analyzed for the high frequency band in the first frequency data generation unit 1320, the high frequency component can be detected due to the waveform of the pulse shape generated by the switching operation of the thyristor or the like Therefore, it can be judged that there is an arc possibility in the first place. In this case, if the second frequency data generator 1350 analyzes the low frequency band and the commercial frequency and its harmonic components are remarkably revealed compared to other frequency components, the second frequency data generator 1350 determines normal operation by the thyristor or the like, have. When the second frequency data generator 1350 analyzes the high frequency band using the comparison data of the third frequency data and the fourth frequency data, sampling is performed in a relatively short time interval (between the first time interval and the second time interval) There is an advantage that the change in the high frequency band can be more accurately determined by supplementing the result of analyzing the high frequency band with one data (the first frequency data and the second frequency data).

한편, 제1주파수데이터생성부(1320)와 제2주파수데이터생성부(1350)가 동시에 동작하도록 할 수도 있으나, 이와는 달리 전류의 급격한 변동이 있고 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 비교하여 아크 가능성이 있다고 판단되는 경우에만 제2주파수데이터생성부(1350)를 동작시켜 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 비교하여 최종적으로 아크 발생 여부를 판단할 수 있다. 이 경우 부하량이 일정 크기 이상으로 변동하고 제1주파수데이터와 제2주파수데이터를 사용하여 고주파수대역을 비교한 결과 아크 가능성이 예측되는 경우에만 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터의 생성하고 저주파수대역에 대한 처리가 수행되므로, 상대적으로 긴 시구간(제3시구간 및 제4시구간)에 대한 분석 회수 및 시간을 줄이고 하드웨어 자원의 소모를 줄일 수 있으므로 바람직하다.Alternatively, the first frequency data generator 1320 and the second frequency data generator 1350 may operate simultaneously. However, unlike the first frequency data generator 1320 and the second frequency data generator 1350, The second frequency data generator 1350 may be operated to compare the third frequency data and the fourth frequency data to determine whether an arc is finally generated. In this case, when the load fluctuates more than a predetermined magnitude and the high frequency bands are compared using the first frequency data and the second frequency data, the third frequency data and the fourth frequency data are generated only when the arc probability is predicted, It is preferable because it is possible to reduce the number of analysis times and time for a relatively long time interval (the third time interval and the fourth time interval), and reduce the consumption of hardware resources.

아크검출장치(1300)는 전류의 급격한 변화가 있는지 여부를 판단하기 위한 한 방법으로 에지데이터생성부(1340)를 포함할 수 있다. 에지데이터생성부(1340)는 전술한 바와 같은 방식으로 전류의 급격한 변화 여부를 판단하는데 활용될 수 있다.The arc detection apparatus 1300 may include an edge data generation unit 1340 as a method for determining whether there is a sudden change in current. The edge data generation unit 1340 can be used to determine whether the current is abruptly changed in the manner described above.

아크검출장치(1300)는 고주파통과필터(1360, HPF)를 포함하여 센싱된 전류에 대한 필터링을 수행하고, 필터링 처리된 전류값을 사용하여 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 생성할 수 있다. 정상적인 상황에서의 전류의 크기가 아크발생에 의한 전류의 변화량에 비해 매우 큰 경우 제1주파수데이터생성부 및 제2주파수데이터생성부에서 푸리에변환 등의 방법으로 주파수 성분을 분석할 때 아크발생에 의한 전류 성분이 유효하게 검출되지 않는 경우도 있을 수 있다. 고주파통과필터(1360)는 이러한 상황에서 아크발생에 의한 전류 성분이 효율적으로 검출될 수 있도록 하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다.The arc detection apparatus 1300 may include a high-pass filter 1360 (HPF) to perform filtering on the sensed current and generate the first frequency data and the second frequency data using the filtered current values . When the magnitude of the current in a normal situation is much larger than the amount of change in the current due to the arc generation, when the frequency components are analyzed by the first frequency data generation unit and the second frequency data generation unit by a method such as Fourier transform, The current component may not be detected effectively. The high-pass filter 1360 can be selectively used to enable the current component due to arc generation to be efficiently detected in this situation.

이와 같이 아크검출장치(1300)는 제2주파수데이터생성부(1350)에서 생성한 저주파수대역(고주파수대역을 선택적으로 포함 가능)의 성분을 분석하고 아크판단에 활용함으로써 싸이리스터 등에 의한 전류의 급격한 변화 및 노이즈에 의해 아크가 발생하지 않았음에도 아크가 발생한 것으로 잘못 판단하는 경우를 줄일 수 있다.As described above, the arc detection apparatus 1300 analyzes the components of the low frequency band (which can selectively include a high frequency band) generated by the second frequency data generation unit 1350 and uses it for arc determination, And a case where the arc is erroneously determined to have arisen despite the arc not being caused by the noise can be reduced.

한편, 도 13에 예시된 아크검출장치(1300)는 전력을 변환하여 공급하는 전력변환장치가 포함된 전력시스템, 특히 배전시스템에 사용되어 아크가 발생하는지 여부를 검출하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 아크검출장치뿐만 아니라 아크검출장치가 포함된 전력시스템 또는 배전시스템을 포함할 수 있다.On the other hand, the arc detection apparatus 1300 illustrated in FIG. 13 can be used in a power system including a power conversion apparatus that converts and supplies power, and in particular, in a power distribution system to detect whether or not an arc is generated. The present invention can include a power system or an electrical distribution system including an arc detection device as well as an arc detection device.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아크검출장치의 블록도이다. 도 14에 도시된 아크검출장치(1400)는 도 13에 도시된 아크검출장치(1300)에 비해 전처리부(1470)을 더 포함하는 점에서 차이가 있다. 전처리부(1470)는 제2주파수데이터생성부(1360)에서 생성하는 제2주파수대역의 성분이 싸이리스터 등의 동작에 의한 것인지 아크에 의한 것인지를 더욱 정확히 구분할 수 있도록 하기 위해 부가될 수 있다. 이하에서는 전처리부(1470)의 동작에 대해 상세히 설명한다. 14 is a block diagram of an arc detection apparatus according to another embodiment of the present invention. The arc detecting apparatus 1400 shown in FIG. 14 differs from the arc detecting apparatus 1300 shown in FIG. 13 in that it further includes a preprocessing section 1470. The preprocessor 1470 can be added to allow the second frequency data generator 1360 to more accurately distinguish whether the second frequency band component is due to operation of a thyristor or the like. Hereinafter, the operation of the preprocessor 1470 will be described in detail.

먼저, 도 15를 참조하여 전치리부(1470)가 필요한 이유에 대해 설명한다. 도 15의 (a)는 센싱전류파형(1510), (b)는 센싱전류파형(1510)이 고주파통과필터를 거친 후인 필터링된 전류파형(1530), (c)는 아크가 발생한 경우 발생하는 아크전류파형(1550), (d)는 필터링된 전류파형(1530)과 아크전류파형(1550)을 합성한 합성전류파형(1570)을 예시한다. First, the reason why the forwarding unit 1470 is necessary will be described with reference to FIG. 15A shows a sensing current waveform 1510, FIG. 15B shows a filtered current waveform 1530 after a sensing current waveform 1510 passes through a high-pass filter, FIG. 15C shows an arc generated when an arc occurs, The current waveforms 1550 and (d) illustrate the synthesized current waveform 1570 which is a combination of the filtered current waveform 1530 and the arc current waveform 1550.

센싱전류파형(1510)은 싸이리스터 등의 저주파수 스위칭 동작에 의해 상용주파수 또는 그 두 배의 주파수 성분을 가지는 파형일 수 있다. 예를 들어, 싸이리스터 등이 위상제어 정류기로 동작하여 조광기능을 수행하는 경우 도 15(a)와 같이 상용주파수의 위상 일부가 잘린 형태의 전류파형이 센싱될 수 있다. 센싱전류파형(1510)이 고주파통과필터(HPF)를 거치면 도 15(b)의 필터링된 전류파형(1530)과 같이 센싱전류파형(1510)이 급격히 변화하는 부분에서 펄스가 발생하는 형태의 파형이 생성될 수 있다. 도 15(c)는 아크전류파형(1550)을 예시하고 있고, 도 15(d)는 필터링된 전류파형(1530)과 아크전류파형(1550)의 합성전류파형(1570)을 예시한다. 즉, 도 15(b)는 정상적인 동작상황에서의 주파수분석 대상파형이고 도 15(d)는 아크가 발생한 경우의 주파수분석 대상파형이다.The sensing current waveform 1510 may be a waveform having a frequency of a commercial frequency or a frequency component thereof twice or more by a low-frequency switching operation such as a thyristor. For example, when a thyristor or the like operates as a phase control rectifier to perform a dimming function, a current waveform in which a part of the phase of a commercial frequency is cut off can be sensed as shown in FIG. 15 (a). When the sensing current waveform 1510 passes through the high-pass filter HPF, a waveform in which a pulse is generated in a portion where the sensing current waveform 1510 is abruptly changed as in the filtered current waveform 1530 in Fig. 15 (b) Lt; / RTI > FIG. 15 (c) illustrates the arc current waveform 1550, and FIG. 15 (d) illustrates the combined current waveform 1570 of the filtered current waveform 1530 and the arc current waveform 1550. That is, FIG. 15B shows a waveform to be subjected to frequency analysis in a normal operation state, and FIG. 15D shows a waveform to be analyzed when an arc occurs.

정상적인 동작상황에서의 주파수분석 대상파형인 필터링된 전류파형(1530)을 제1주파수데이터생성부에서 고주파수대역에 대해 분석하면 전류의 급격한 변화가 있을 뿐만 아니라 펄스 형태의 파형으로 인해 고주파수 성분이 검출될 것이므로 일차적으로 아크 가능성이 있다고 판단될 수 있다. 이 경우 제2주파수데이터생성부에서 필터링된 전류파형(1530)에 대해 상대적으로 긴 구간을 샘플링하고 저주파수대역에 대해 분석을 하여 상용주파수 및 그 고조파 성분이 다른 주파수 성분에 비해 현저히 드러날 경우 싸이리스터 등에 의한 정상적인 동작으로 판단함으로써 아크 오검출을 방지할 수 있다. When the first frequency data generator 1530 analyzes the filtered current waveform 1530, which is a frequency analysis target waveform in a normal operation state, not only a sudden change in current occurs but also a high frequency component is detected due to a pulse waveform It can be judged that there is an arc possibility in the first place. In this case, if a relatively long section is sampled with respect to the current waveform 1530 filtered by the second frequency data generation section and analysis is performed on the low frequency band, if the commercial frequency and its harmonic component are significantly exposed to other frequency components, It is possible to prevent the detection of an arc fault.

그러나 필터링된 전류파형(1530)은 도 15(b)에 예시된 바와 같이 펄스 형태이므로 상용주파수대역의 성분을 가지고는 있으되 그 크기가 크지 않을 수 있다. 이 경우 제2주파수데이터생성부에서 필터링된 전류파형(1530)의 저주파수대역을 분석하더라도 상용주파수 및 그 고조파 성분이 명확하게 드러나지 않아 싸이리스터 등에 의한 정상적인 동작에 의한 것인지 여부를 정확하게 판단하기 어려운 경우가 발생할 수 있다. 즉, 제2주파수데이터생성부가 도 15(b)에 예시된 정상상황에서의 파형(1530)과 도 15(d)에 예시된 아크가 발생한 합성전류파형(1570)에 대해 상용주파수 및 그 고조파 대역의 성분을 검출해서 양자의 구분이 가능해야 하는데 필터링된 전류파형(1530)의 펄스폭이 작은 경우 상용주파수 및 그 고조파 성분이 많지 않아서 구분이 곤란한 경우가 발생할 수 있다. 이러한 현상은 필터링된 전류파형(1530)의 펄스폭이 작을수록 상용주파수 및 그 고조파 성분의 크기가 작아지므로 더 문제가 될 수 있다.However, since the filtered current waveform 1530 is in the form of a pulse as illustrated in FIG. 15 (b), it may have a component of a commercial frequency band but may not be large in size. In this case, even if the low frequency band of the current waveform 1530 filtered by the second frequency data generation unit is analyzed, the commercial frequency and its harmonic components are not clearly revealed, and it is difficult to accurately determine whether the current frequency is due to the normal operation by the thyristor Lt; / RTI > That is, the second frequency data generator generates a waveform 1530 in the normal situation illustrated in FIG. 15 (b) and a synthesized current waveform 1570 in which the arc illustrated in FIG. 15 (d) If the filtered current waveform 1530 has a small pulse width, the commercial frequency and its harmonic components are not so large, and it may be difficult to distinguish the components. This phenomenon may be more problematic as the pulse width of the filtered current waveform 1530 is smaller as the commercial frequency and the harmonic component thereof become smaller.

도 14의 전처리부(1470)는 이러한 상황에서 아크가 발생하지 않은 경우의 필터링된 전류파형(1530)과 아크가 발생한 경우의 합성전류파형(1570)이 저주파수대역에서 구분이 가능하도록 하기 위한 것으로서, 도 15(b)에 예시된 필터링된 전류파형(1530)과 같이 상용주파수에서 주기적으로 발생하는 펄스 형태의 신호에 대해서는 상용주파수 성분이 증폭되도록 하면서 도 15(d)에 예시된 합성전류파형(1570)에 대해서는 상용주파수 성분이 상대적으로 작게 검출되도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 이하 도 16 및 도 17을 참조하여 전처리부의 동작에 대해 설명한다.The preprocessor 1470 in FIG. 14 is for enabling the filtered current waveform 1530 in the case where an arc is not generated and the synthesized current waveform 1570 in the case where an arc occurs in such a situation to be distinguishable in a low frequency band, 15 (b), the waveform of the pulse-shaped signal generated periodically at the commercial frequency, such as the filtered current waveform 1530 illustrated in FIG. 15 (b) ), It is possible to perform a function of detecting a relatively small frequency component of the commercial frequency. Hereinafter, the operation of the preprocessing unit will be described with reference to FIGS. 16 and 17. FIG.

도 16은 아크가 발생하지 않은 경우 센싱 전류값에 대해 전처리를 수행하는 경우의 파형을 예시한다. 도 16(a)는 센싱전류파형(1510)을 예시하고, 도 16(b)는 필터링된 전류파형(1530)을 예시하며, 도 16(c)는 전처리를 수행한 후인 전처리후파형(1630)을 예시한다. 도 16(b)의 부호 1620은 전처리기준값을 예시한다.FIG. 16 illustrates a waveform when pre-processing is performed on the sensing current value when no arc is generated. 16 (a) illustrates a sensing current waveform 1510, FIG. 16 (b) illustrates a filtered current waveform 1530, and FIG. 16 (c) illustrates a waveform 1630 after preprocessing, . Reference numeral 1620 in FIG. 16 (b) illustrates a pre-processing reference value.

전처리부는 필터링된 전류파형(1530)을 전처리기준값(1620)과 비교하고, 필터링된 전류파형(1530)이 전처리기준값(1620)을 상승하면서 크로스할 때마다 제1값(예를 들어, '0')과 제2값(예를 들어, '1')의 값을 번갈아 가지도록 토글시킨다. 즉, 전처리후파형(1630)이 '0'의 값을 가진 상태에서 필터링된 전류파형(1530)이 전처리기준값(1620)을 상승하면서 크로스하면 전처리후파형(1630)이 '1'로 변경되고 다시 필터링된 전류파형(1530)이 전처리기준값(1620)을 상승하면서 크로스하면 전처리후파형(1630)이 '0'으로 변경되는 방식이다. 여기서 필터링된 전류파형(1530)이 전처리기준값(1620)을 상승하면서 크로스할 때 토글하는 것을 예시하였으나, 반대로 하강하면서 크로스할 때마다 토글하도록 할 수도 있다. 그러면 도 16(c)에 예시된 전처리후파형(1630)이 생성될 수 있다. 전처리후파형(1630)의 경우 필터링된 전류파형(1530)과 같은 상용주파수 성분을 가지면서도 펄스 형태가 아니므로 필터링된 전류파형(1530)에 비해 상용주파수 성분이 현저하게 드러날 수 있다. 전처리후파형(1630)에 대해 저주파수대역의 성분을 분석해보면 도 17과 같이 상용주파수 및 그 고조파 성분이 명확하게 드러나게 된다. The preprocessing unit compares the filtered current waveform 1530 with the preprocessing reference value 1620 and outputs a first value (e.g., '0') each time the filtered current waveform 1530 crosses the preprocessing reference value 1620, ) And a value of a second value (for example, '1') alternately. That is, if the filtered current waveform 1530 crosses the pre-processing reference value 1620 while the pre-processed waveform 1630 has a value of '0', the preprocessed waveform 1630 is changed to '1' When the filtered current waveform 1530 crosses the preprocess reference value 1620, the preprocessed waveform 1630 is changed to '0'. Here, the filtered current waveform 1530 is shown toggling when crossing while rising the preprocessing reference value 1620, but conversely, it may be toggled each time the crossing is performed while descending. The preprocessed waveform 1630 illustrated in Fig. 16 (c) can then be generated. In the case of the pre-processed waveform 1630, the frequency component is the same as the filtered current waveform 1530, but is not in the form of a pulse, so that the frequency component of the commercial frequency can be significantly displayed compared to the filtered current waveform 1530. Analysis of the components of the low frequency band with respect to the waveform 1630 after the preprocessing clearly reveals the commercial frequency and its harmonic components as shown in FIG.

도 18은 아크가 발생한 경우 센싱 전류값에 대해 전처리를 수행하는 경우의 파형을 예시한다. 도 18(a)는 센싱전류파형을 예시하고, 도 18(b)는 필터링된 전류파형(1870)을 예시하며, 도 18(c)는 전처리를 수행한 후인 전처리후파형(1830)을 예시한다. 센싱전류파형은 싸이리스터 등에 의한 전류파형(1810)과 아크에 의한 전류파형(1850)을 함께 포함하고 있다. 부호 1820은 전처리기준값을 예시한다.18 illustrates waveforms when pre-processing is performed on a sensing current value when an arc occurs. 18 (a) illustrates a sensing current waveform, FIG. 18 (b) illustrates a filtered current waveform 1870, and FIG. 18 (c) illustrates a pre-processing waveform 1830 after pre- . The sensing current waveform includes a current waveform 1810 by a thyristor or the like and a current waveform 1850 by an arc. Reference numeral 1820 denotes a pre-processing reference value.

전처리부는 필터링된 전류파형(1870)을 전처리기준값(1820)과 비교하고, 필터링된 센싱전류파형이 전처리기준값(1820)을 상승하면서 크로스할 때마다 '0'과 '1'의 값을 번갈아 가지도록 토글시킨다. 그러면 도 18(c)의 전처리후파형(1830)이 생성될 수 있다. 도 18(c)에 예시된 전처리후파형(1830)의 경우 싸이리스터 등에 의한 전류성분에 의해서도 토글이 되지만 아크에 의한 성분에 의해서도 토글이 되므로 상용주파수 및 그 고조파 성분이 상대적으로 감소하면서 그 외의 주파수 성분이 상대적으로 증가하게 된다. 도 18(c)에 예시된 전처리후파형(1830)에 대해 저주파수대역의 성분을 분석해보면 도 19와 같이 상용주파수(예, 60 Hz) 성분이 두드러지는 대신 수백 Hz 이하의 주파수 범위에서 다양한 주파수가 혼재되어 나타남을 알 수 있다.The preprocessing unit compares the filtered current waveform 1870 with the preprocessing reference value 1820 so that the filtered sensing current waveform alternates between '0' and '1' each time it crosses the preprocessing reference value 1820 Toggle. Then, a pre-processed waveform 1830 of Fig. 18 (c) can be generated. In the case of the pre-processed waveform 1830 illustrated in FIG. 18 (c), the current component due to the thyristor or the like is also toggled, but the component due to the arc also becomes a toggle so that the commercial frequency and its harmonic components are relatively reduced, The component is relatively increased. Analysis of the components of the low frequency band with respect to the preprocessed waveform 1830 illustrated in FIG. 18 (c) shows that the frequency of the commercial frequency (for example, 60 Hz) It can be seen that they appear mixed.

이와 같이 전처리부는 필터링된 전류파형의 주파수 성분을 변화시키는데, 도 17 및 도 19의 대비를 통해 명백히 파악되는 바와 같이, 정상적인 동작 상황에서 발생하는 상용주파수의 펄스 형태의 파형에 대해서는 해당 상용주파수 성분을 증폭시키되 아크가 발생한 경우에는 상용주파수 성분이 두드러지지 않도록 하여 상용주파수 및 그 고조파 성분이 다른 주파수 성분에 비해 현저히 드러나는지 여부를 분석함으로써 정상적인 동작과 아크 발생을 구분할 수 있도록 한다. 17 and 19, the pre-processor changes the frequency component of the filtered current waveform. For the pulse waveform of the commercial frequency occurring in the normal operating condition, In case of arcing, it is possible to distinguish between the normal operation and the arc generation by analyzing whether the commercial frequency component and the harmonic component thereof are remarkably revealed compared with the other frequency components.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아크검출방법의 흐름도이다. 도 20의 아크검출방법은 전술한 아크검출장치에 의해 수행될 수 있으나 이로 제한되는 것은 아니고 다른 형태의 하드웨어에 의해 수행될 수도 있다.20 is a flowchart of an arc detection method according to another embodiment of the present invention. The arc detection method of FIG. 20 can be performed by the above-described arc detection device, but is not limited thereto, and may be performed by other types of hardware.

도 20를 참조하면, 도 1의 제1선로(152)의 예시와 같은 선로에 흐르는 전류를 검출할 수 있다(S2002). 검출된 전류는 디지털 변환되어 디지털전류데이터 형태로 처리될 수 있다.Referring to FIG. 20, it is possible to detect a current flowing in a line like the example of the first line 152 of FIG. 1 (S2002). The detected current can be digitally converted and processed in the form of digital current data.

다음으로 검출된 전류가 급격한 변동을 수반하는지 여부를 판단할 수 있다(S2004). 전류의 급격한 변동 여부는 전술한 바와 같이 에지디텍션 처리에 의해 전류에지데이터가 생성되고, 전류에지데이터가 에지기준값과 비교되는 방식으로 수행될 수 있다. Next, it can be determined whether or not the detected current involves a sudden change (S2004). The abrupt change of the current can be performed in such a manner that the current edge data is generated by the edge detection process as described above, and the current edge data is compared with the edge reference value.

S2004 단계에서 전류의 급격한 변동이 있다고 판단되면 S2006 단계로 진행하고 전류의 급격한 변동이 없다고 판단되면 다시 S2002 단계로 복귀할 수 있다.If it is determined in step S2004 that there is a sudden change in the current, the process proceeds to step S2006, and if it is determined that there is no abrupt change in the current, the process may return to step S2002.

S2004 단계에서 전류의 급격한 변동이 있다고 판단된 경우, 제1주파수데이터와 제2주파수데이터를 생성하고 비교할 수 있다(S2006). 제1주파수데이터와 제2주파수데이터는 전술한 제1시구간 및 제2시구간을 샘플링하여 상대적으로 높은 주파수대역인 제1주파수대역을 분석한 데이터일 수 있다. If it is determined in step S2004 that there is a sudden change in the current, the first frequency data and the second frequency data may be generated and compared (S2006). The first frequency data and the second frequency data may be data obtained by analyzing the first frequency band which is a relatively high frequency band by sampling the first time interval and the second time interval described above.

다음으로 제1주파수데이터와 제2주파수데이터의 비교 결과에 기반하여 아크 가능성을 1차 판단할 수 있다(S2008). 제1주파수데이터와 제2주파수데이터를 사용하여 아크 가능성을 판단하는 방법에 대해서는 전술한 바 있으므로 여기서 중복되는 설명은 생략한다.Next, based on the comparison result between the first frequency data and the second frequency data, the arc probability can be determined first (S2008). The method of determining the arc probability by using the first frequency data and the second frequency data has been described above, so that a duplicate explanation will be omitted.

S2008 단계에서 아크 가능성이 낮거나 없다고 판단되는 경우 다시 S2002 단계로 복귀하여 다음 전류 검출 단계로 복귀할 수 있다. 이러한 과정을 통해 여러 번에 걸쳐 확보된 제1주파수데이터는 누적되고 통계처리되어 정상적인 동작 상황에서의 기준데이터로 사용될 수 있다.If it is determined in step S2008 that the arc possibility is low or not, the process may return to step S2002 and return to the next current detection step. Through this process, the first frequency data acquired many times can be accumulated and statistically processed and used as reference data in a normal operation situation.

S2008 단계에서 아크 가능성에 대한 1차 판단 결과 아크 가능성이 있다고 판단되는 경우, 전류 데이터에 대한 전처리 과정을 거쳐(S2010) 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 생성하고 비교할 수 있다(S2012). If it is determined in step S2008 that there is an arc possibility as a result of the first determination on the arc possibility, the third frequency data and the fourth frequency data may be generated and compared (S2012) through a preprocessing process on the current data (S2010).

S2010 단계에서 수행되는 전류 데이터에 대한 전처리는 전술한 바와 같이 전류가 전처리기준값을 상승하면서 크로스하는 지점마다 '0'과 '1'의 값을 번갈아 가지도록 토글하는 방식으로 수행될 수 있다.The preprocessing of the current data performed in step S2010 may be performed by toggling the values of '0' and '1' alternately at every point where the current crosses the preprocessing reference value as described above.

제3주파수데이터 및 제4주파수데이터는 전술한 바와 같이 상대적으로 긴 시구간인 제3시구간과 제4시구간을 샘플링하여 상대적으로 낮은 주파수 범위를 포함하는 제2주파수대역을 분석한 데이터일 수 있다. 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터는 전술한 바와 같이 상용주파수 또는 그 두 배의 주파수를 포함하는 저주파수대역에 대한 데이터이거나, 또는 저주파수대역과 고주파수대역을 모두 포함하는 데이터일 수 있다. 제3시구간 및 제4시구간은 부하량이 일정 크기 이상으로 변동하는 제1부하변동시점을 기준으로 제3시구간은 제1부하변동시점 이전의 구간이고, 제4시구간은 제1부하변동시점 이후의 구간일 수 있다. 제3시구간 및 제4시구간은 각각 제1시구간 및 제2시구간에 비해 10배 이상일 수 있다.The third frequency data and the fourth frequency data may be data obtained by analyzing a second frequency band including a relatively low frequency range by sampling the third time interval and the fourth time interval which are relatively long time periods as described above. The third frequency data and the fourth frequency data may be data for a low frequency band including a commercial frequency or a double frequency thereof as described above, or data including both a low frequency band and a high frequency band. The third time zone and the fourth time zone are based on the first load change time point at which the load changes over a predetermined size, the third time zone is before the first load change time, the fourth time zone is the first load change time And may be a section after the time point. The third and fourth time zones may be at least 10 times greater than the first and second zones, respectively.

다음으로 전류의 급격한 변동 여부, 제1주파수데이터와 제2주파수데이터의 비교 결과, 및 제3주파수데이터와 제4주파수데이터의 비교 결과를 종합하여 최종적으로 아크 발생 여부를 판단할 수 있다(S2014). 만약, 최종적으로 아크 발생이 아닌 것으로 판단된 경우 제3주파수데이터는 누적되고 통계처리되어 정상적인 동작 상황에서의 기준데이터로 활용될 수 있다.Next, whether or not an arc is generated can be finally determined by integrating the abrupt change in the current, the comparison result between the first frequency data and the second frequency data, and the comparison result between the third frequency data and the fourth frequency data (S2014) . If it is determined that the arc is not generated finally, the third frequency data may be accumulated and statistically processed and utilized as reference data in a normal operation state.

전류의 급격한 변동이 검출될 때마다 매번 상대적으로 긴 시구간인 제3시구간 및 제4시구간에 대해 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 분석하게 되면 데이터의 분석에 많은 시간이 소모되고 하드웨어 자원의 소모가 클 것이지만, 도 20에 예시된 바와 같이 전류의 급격한 변동 여부 및 상대적으로 짧은 시구간인 제1시구간 및 제2시구간에 대한 제1주파수데이터와 제2주파수데이터를 먼저 분석하고, 그 결과 아크 발생 가능성이 예측되는 경우에만 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 분석하게 되면 불필요한 하드웨어 자원의 소모나 데이터 분석 시간을 줄일 수 있으면서도 오검출을 줄이고 아크 발생의 정확한 검출이 가능하다는 장점이 있다. Analysis of the third frequency data and the fourth frequency data with respect to the third time interval and the fourth time interval, which are relatively long time intervals each time a sudden change in the current is detected, consumes a lot of time for analyzing the data, The first frequency data and the second frequency data between the first time interval and the second time interval which are relatively short time periods and the abrupt change of the current and the second frequency data as shown in Fig. 20 are analyzed first, and as a result, Analyzing the third frequency data and the fourth frequency data only when the probability of occurrence is predicted reduces consumption of unnecessary hardware resources and data analysis time while reducing erroneous detection and accurate detection of arc occurrence.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전력시스템에서 발생하는 아크를 검출하고 이를 바탕으로 전력시스템을 안정적으로 인터럽트할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 정상적인 오퍼레이팅에서 발생하는 노이즈와 아크를 구분하여 아크 오감지의 빈도를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 고주파수대역의 스위칭 노이즈뿐만 아니라 저주파수대역에서의 싸이리스터 등의 동작과 아크 발생을 구분하여 아크 감지의 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, an arc generated in the power system can be detected and the power system can be stably interrupted based on the detected arc. In addition, according to the present invention, there is an effect that the frequency of arc detection can be reduced by distinguishing noise and arc generated in normal operation. According to the present invention, not only the switching noise in the high frequency band but also the operation of the thyristor in the low frequency band and the arc occurrence are distinguished from each other, thereby improving the accuracy of the arc detection.

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 (17)

오퍼레이팅에 따른 노이즈의 영향이 전력변환장치의 스위칭 주파수를 포함하는 제1주파수대역에서 검출되는 시스템의 제1선로에 흐르는 제1전류를 센싱하는 전류센서;
제1시구간 및 제2시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역에 대한 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 생성하는 제1주파수데이터생성부;
상기 제1주파수데이터와 상기 제2주파수데이터의 제1비교데이터에 따라 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 판단하는 아크판단부; 및
상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에 비해 긴 시구간을 가지는 제3시구간 및 제4시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역보다 낮은 주파수대역을 포함하는 제2주파수대역에 대한 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 생성하는 제2주파수데이터생성부를 포함하고,
부하량이 일정 크기 이상으로 변동하는 제1부하변동시점을 기준으로 상기 제1시구간은 상기 제1부하변동시점 이전의 시구간이고 상기 제2시구간은 상기 제1부하변동시점 이후의 시구간이며,
상기 아크판단부는 상기 제3주파수데이터와 상기 제4주파수데이터의 제2비교데이터를 더 고려하여 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 판단하는 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
A current sensor for sensing a first current flowing in a first line of the system in which the influence of noise due to the operation is detected in a first frequency band including a switching frequency of the power inverter;
A first frequency data generator for processing the sensing value for the first current in each of the first time interval and the second time interval to generate first frequency data and second frequency data for the first frequency band;
An arc determination unit for determining an arc occurrence possibility of the system according to first comparison data of the first frequency data and the second frequency data; And
Processing a sensed value for the first current in each of a third time interval and a fourth time interval having a longer time interval than the first time interval and the second time interval to include a frequency band lower than the first frequency band And a second frequency data generator for generating third frequency data and fourth frequency data for the second frequency band,
The first time period is a time period before the first load change time point and the second time period is a time period after the first load change time point based on a first load change time point at which the load changes to a predetermined size or more ,
Wherein the arc determining unit determines an arc occurrence possibility of the system by further considering second comparison data of the third frequency data and the fourth frequency data.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제3시구간 및 상기 제4시구간은 각각 상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에 비해 10배 이상인 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the third time period and the fourth time period are respectively 10 times or more times longer than the first time period and the second time period.
제3항에 있어서,
상기 제1부하변동시점을 기준으로 상기 제3시구간은 상기 제1부하변동시점 이전의 시구간이고 상기 제4시구간은 상기 제1부하변동시점 이후의 시구간인 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
The method of claim 3,
Wherein the third time period is a time period before the first load change time point and the fourth time period is a time period after the first load change time point based on the first load change time point.
제1항에 있어서,
상기 제2주파수대역은 전력계통의 상용주파수 또는 전력계통의 상용주파수의 두 배의 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second frequency band comprises a commercial frequency of the power system or a frequency twice the commercial frequency of the power system.
제1항에 있어서,
상기 제1비교데이터의 분석 결과 아크 가능성이 있다고 판단되는 경우, 상기 제2주파수데이터생성부는 상기 제3주파수데이터 및 상기 제4주파수데이터를 생성하고, 상기 아크판단부는 상기 제2비교데이터를 고려하여 아크 발생 여부를 최종 판단하는 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second frequency data generator generates the third frequency data and the fourth frequency data when it is determined that there is an arc possibility as a result of the analysis of the first comparison data, And an arc determination unit for determining whether or not an arc is generated.
제1항에 있어서,
상기 제1주파수데이터생성부는 푸리에변환을 통해 상기 제1주파수대역에 대해 상기 제1주파수데이터 및 상기 제2주파수데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first frequency data generator generates the first frequency data and the second frequency data for the first frequency band through a Fourier transform.
제1항에 있어서,
상기 제2주파수데이터생성부는 푸리에변환을 통해 상기 제2주파수대역에 대해 상기 제3주파수데이터 및 상기 제4주파수데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second frequency data generator generates the third frequency data and the fourth frequency data for the second frequency band through a Fourier transform.
제1항에 있어서,
상기 제1전류에 대한 센싱값에 대해 고주파 성분을 통과시키는 고주파통과필터; 및
상기 고주파통과필터를 거친 센싱값에 대해 상기 제2주파수대역에서의 주파수 성분을 변화시키는 전처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
The method according to claim 1,
A high-frequency pass filter for passing a high-frequency component with respect to a sensing value for the first current; And
And a preprocessor for changing a frequency component in the second frequency band with respect to a sensing value passed through the high-pass filter.
제9항에 있어서,
상기 전처리부는 상기 고주파통과필터를 거친 센싱값이 전처리기준값을 상승 또는 하강하면서 크로스하는 지점마다 제1값과 제2값을 번갈아 가지도록 토글하는 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 아크검출장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the preprocessing unit operates in such a manner that the sensing value crossing the high-pass filter toggles so that the first value and the second value alternate with each other at a point where the preprocessing reference value crosses while the preprocessing reference value rises or falls.
아크검출장치에 의해 수행되는 아크검출방법으로서,
오퍼레이팅에 따른 노이즈의 영향이 전력변환장치의 스위칭 주파수를 포함하는 제1주파수대역에서 검출되는 시스템의 제1선로에 흐르는 제1전류를 센싱하는 제1단계;
제1시구간 및 제2시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역에 대한 제1주파수데이터 및 제2주파수데이터를 생성하는 제2단계;
상기 제1주파수데이터와 상기 제2주파수데이터의 제1비교데이터에 따라 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 1차 판단하는 제3단계;
상기 제3단계에서 아크 발생 가능성이 있다고 판단되는 경우, 상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에 비해 긴 시구간을 가지는 제3시구간 및 제4시구간 각각에서 상기 제1전류에 대한 센싱값을 처리하여 상기 제1주파수대역보다 낮은 주파수대역을 포함하는 제2주파수대역에 대한 제3주파수데이터 및 제4주파수데이터를 생성하는 제4단계; 및
상기 제3주파수데이터와 상기 제4주파수데이터의 제2비교데이터를 고려하여 상기 시스템의 아크 발생 가능성을 2차 판단하는 제5단계;
를 포함하는 아크검출방법.
An arc detection method performed by an arc detection device,
A first step of sensing a first current flowing in a first line of the system in which an influence of noise due to the operation is detected in a first frequency band including a switching frequency of the power conversion device;
A second step of processing a sensing value for the first current in each of a first time interval and a second time interval to generate first frequency data and second frequency data for the first frequency band;
A third step of determining an arc occurrence possibility of the system according to first comparison data of the first frequency data and the second frequency data;
Wherein when it is determined that there is an arcing possibility in the third step, a sensing value for the first current in each of a third time interval and a fourth time interval having a longer time interval than the first time interval and the second time interval, A fourth step of generating third frequency data and fourth frequency data for a second frequency band including a frequency band lower than the first frequency band by processing the fourth frequency data; And
A fifth step of secondarily determining an arc generation possibility of the system in consideration of second comparison data of the third frequency data and the fourth frequency data;
≪ / RTI >
◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 12 is abandoned due to registration fee. 제11항에 있어서,
부하량이 일정 크기 이상으로 변동하는 제1부하변동시점을 기준으로 상기 제1시구간과 상기 제3시구간은 상기 제1부하변동시점 이전의 시구간이고 상기 제2시구간과 상기 제4시구간은 상기 제1부하변동시점 이후의 시구간인 것을 특징으로 하는 아크검출방법.
12. The method of claim 11,
The first time period and the third time period are time periods before the first load change time point and the second time period and the fourth time period are time periods before the first load change time point, And a time period after the first load change time point.
◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 13 is abandoned due to registration fee. 제12항에 있어서,
상기 제3시구간 및 상기 제4시구간은 각각 상기 제1시구간 및 상기 제2시구간에 비해 10배 이상인 것을 특징으로 하는 아크검출방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the third time period and the fourth time period are respectively 10 times or more times longer than the first time period and the second time period.
◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 14 is abandoned due to registration fee. 제11항에 있어서,
상기 제2주파수대역은 전력계통의 주파수 또는 전력계통의 주파수의 두 배의 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크검출방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the second frequency band comprises a frequency of the power system or a frequency twice the frequency of the power system.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 15 is abandoned due to registration fee. 제11항에 있어서,
상기 제1주파수데이터, 상기 제2주파수데이터, 상기 제3주파수데이터 및 상기 제4주파수데이터는 푸리에변환을 통해 생성되는 것을 특징으로 하는 아크검출방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the first frequency data, the second frequency data, the third frequency data, and the fourth frequency data are generated through Fourier transform.
◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 16 is abandoned due to registration fee. 제11항에 있어서, 상기 제4단계 이전에 상기 제1전류에 대한 센싱값에 대해 상기 제2주파수대역에서의 주파수 성분을 변화시키는 전처리 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 아크검출방법.12. The method of claim 11, wherein a pre-processing step of changing a frequency component in the second frequency band with respect to a sensing value for the first current is performed before the fourth step. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 17 is abandoned due to registration fee. 제16항에 있어서, 상기 전처리 단계는 상기 제1전류에 대한 센싱값이 전처리기준값을 상승 또는 하강하면서 크로스하는 지점마다 제1값과 제2값을 번갈아 가지도록 토글하는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 아크검출방법. 17. The method of claim 16, wherein the preprocessing step is performed by toggling the sensing value for the first current so that the sensing value for the first current alternates between the first value and the second value at each crossing point, Arc detection method.
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