KR102138600B1 - 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치 - Google Patents

전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치는 외부 전원의 전압을 제1 전압으로 변환하는 제1 변압기, 상기 제1 변압기 및 상기 전자개폐기와 연결되고 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐하는 제1 전력 반도체 소자, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 전자개폐기와 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 제2 전압으로 변환하는 제2 변압기, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제2 변압기 및 상기 전자개폐기와 전기적으로 연결되고 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐하는 제2 전력 반도체 소자 및 상기 전자개폐기에 서로 다른 전압이 번갈아 인가되도록 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자의 턴 온, 턴 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치{ELECTRICAL LIFE TEST APPARATUS FOR MAGNETIC SWITCH}
본 발명은 반도체 소자를 사용하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치에 관한 것이다.
전력기기는 IEC, UL, KS 등 공신력 있는 국제 규격에 따라 제품을 개발 및 시험이 이루어진다. 전자개폐기(Magnetic Switch)의 경우 국제 규격 IEC 60947-4-1의 부속서(AC-3급, AC-4급)에 따라 전기적 수명 시험을 진행한다. 도 1은 IEC 60947-4-1에 규격에 따른 전자개폐기의 시험 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 1(a)는 AC-4급의 전기적 수명 시험 특성에 관한 그래프이다. AC-4급이란 IEC 60947-4-1 규격에서 정의하는 전자개폐기의 이용범주 중 하나이며 농형 유도전동기의 기동, 플러깅, 인칭 현상을 모의한다. AC-4급의 경우 전자개폐기의 동작(개방/폐쇄)에 대한 전압/전류가 동일하다.
도 1(b)는 AC-3급의 전기적 수명 시험 특성에 관한 그래프이다. AC-3급이란 상기 AC-4급과 동일한 전자개폐기의 이용범주 중 하나이며 농형 유도전동기의 기동, 운전 중 모터 차단 현상을 모의한다. 상기 AC-4급과 달리 상기 AC-3급은 전자개폐기가 폐쇄 동작을 하는 시점에 투입되는 전압/전류와 개방 동작을 하는 시점의 전압/전류의 값이 다르다. 구체적으로 전자개폐기가 폐쇄 동작(ON)을 하는 경우에는 전압/전류가 Ue/6Ie인 반면, 개방 동작(OFF)을 하는 경우에는 전압/전류가 1/6로 감소된 0.17Ue/Ie이다. 상기 Ue 및 Ie는 국제규격에 따라 전기적 수명 시험을 수행하기 위한 정격 전압 및 정격 전류를 의미한다.
종래 기술은 도 2에 도시된 전력계통도에 따라 상기와 같은 전자개폐기의 전기적 수명 시험을 수행한다. 전자개폐기(50)의 전기적 수명 시험은 전자개폐기(50)가 폐쇄 동작(ON)과 개방 동작(OFF)을 반복함으로서 이루어진다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 전기적 수명 시험 장치는 전원(10), 제1 차단기(20), 변압기(30), 제2 차단기(40), 전자개폐기(50), 제1 스위치(61), 제2 스위치(62), 제1 부하(71) 및 제2 부하(72)를 포함하여 구성된다.
전자개폐기(50)가 폐쇄 동작(ON)을 하는 경우 제1 스위치(61)는 턴 온되고 제2 스위치(62)가 턴 오프된 상태로 유지된다. 전자개폐기(50)에는 제1 부하(71)에 의한 전류가 흐를 수 있다.
전자개폐기(50)가 개방 동작(OFF)을 하는 경우 제2 스위치(62)는 턴 온되고 제1 스위치(61)가 턴 오프된 상태로 유지된다. 전자개폐기(50)에는 제2 부하(72)에 의한 전류가 흐를 수 있다.
상기와 같은 동작을 통해 종래기술은 상기 AC-4급에 따른 전기적 수명 시험을 수행할 수 있다. 그러나 상기 AC-3급의 경우 전류의 변화만을 줄 수 있는 바, 국제규격(IEC-60947-4-1)에 따른 수명시험의 전압 특성을 완벽히 충족시키면서 시험을 수행하는 데에는 한계가 있다.
또한 종래 기술의 경우 전기적 수명 시험이 반복됨에 따라 제1 및 제2 스위치(61, 62)에 물리적 충격이 누적되는 바, 전기적 수명 시험 장치의 내구도가 저하된다. 이러한 문제점을 도 3을 참조하여 이하 설명한다.
도 3에서, S1은 제1 스위치(61)이고 S2는 제2 스위치(62)이다. MS는 전자개폐기(50)이다. 전자개폐기(MS)는 X1 지점에서 폐쇄 동작(ON)을 하고 Y1지점에서 개방 동작(OFF)을 한다.
전기적 수명 시험은 시험대상인 전자개폐기(50)가 상기 X1과 Y1에서의 동작 시 받는 전압/전류에 의한 충격을 반복적으로 가하여 이루어진다. 그러나 제1 스위치(61)와 제2 스위치(62)도 전자개폐기(50)와 동일하게 기계적 동작을 통해 전기적 연결을 개폐하는 바, 제1 스위치(61)는 개방 동작을 하는 A1시점에서 충격을 받으며 제2 스위치(62)는 폐쇄 동작을 하는 B1 시점에서 충격을 받는다.
따라서 전자개폐기(50)에 대한 전기적 수명 시험이 진행됨에 따라 제1 및 제2 스위치(61,62)도 같이 충격이 누적되는 바, 전기적 수명 시험 장치의 내구도가 저하된다.
제1 및 제2 스위치(61, 62)는 전기적 연결의 개폐를 기계적인 동작을 통해 수행하는 바, 불규칙적인 동작 시간을 갖는다. 그로 인해 전자개폐기(50)에 대한 전기적 수명 시험을 정확하게 수행하기가 어렵다.
구체적으로 제1 및 제2 스위치(61, 62)는 사용되는 제품에 따라 다르나 대략 20~50ms의 물리적인 동작 시간을 갖는다. 이에 따라 제1 및 제2 스위치(61, 62)에 개방 또는 폐쇄 동작을 하도록 하는 제어신호가 전달되더라도 그 시점으로부터 실제 전기적 연결이 이루어지거나 차단되기까지는 20~50ms가 소요된다.
상기 물리적인 동작 시간에 대해 종래 기술은 전자개폐기(50)가 제1 및 제2 스위치(61, 62)가 동작한 시점부터 t11 또는 t12가 경과한 이후에 동작하도록 제어하지만 그러한 제어를 통해서도 국제규격에 따라 요구되는 전자개폐기(50)의 동작 시간을 정확하게 한정하여 제어하기에는 오차가 발생할 수밖에 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 전자개폐기의 개방 동작과 폐쇄 동작시에 서로 다른 전압의 인가를 반복함으로써 전기적 수명 시험을 수행할 수 있는 전기적 수명 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 전자개폐기의 전기적 수명 시험을 수행함에 따라 저하되는 시험 장치의 내구도를 개선하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자개폐기의 전기적 수명 시험의 정확도를 개선하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전자개폐기의 전기적 수명 시험을 수행함에 따라 발생하는 개폐 서지의 영향을 방지하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치는 외부 전원의 전압을 제1 전압으로 변환하는 제1 변압기, 상기 제1 변압기 및 상기 전자개폐기와 연결되고 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐하는 제1 전력 반도체 소자, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 전자개폐기와 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 제2 전압으로 변환하는 제2 변압기, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제2 변압기 및 상기 전자개폐기와 전기적으로 연결되며 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐하는 제2 전력 반도체 소자 및 상기 전자개폐기에 서로 다른 전압이 번갈아 인가되도록 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자의 턴 온, 턴 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압이 강하된 전압이며, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자 중 어느 하나만 턴 온 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 전자개폐기의 전기적 수명 시험은 상기 전자개폐기가 개방, 폐쇄 동작을 반복함으로써 수행되고 상기 제어부는 상기 전자개폐기가 폐쇄되는 시점에 상기 제1 전력 반도체 소자가 턴 온, 상기 제2 전력 반도체 소자는 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하고 상기 전자개폐기가 개방되는 시점에 상기 제2 전력 반도체 소자가 턴 온, 상기 제1 전력 반도체 소자는 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 전력 반도체 소자의 턴 온 동작이 상기 제2 전력 반도체 소자가 턴 오프한 시점부터 기 설정된 제1 시간이 경과된 후에 수행되고 상기 제2 전력 반도체 소자의 턴 온 동작은 상기 제1 전력 반도체 소자가 턴 오프한 시점부터 기 설정된 제2 시간이 경과된 후에 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자는 사이리스터(thyristor)인 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 연결되어 상기 제1 전력 반도체 소자가 동작하는 동안 턴 오프 상태로 유지되는 제1 예비 스위칭 소자 및 상기 제2 전력 반도체 소자와 병렬로 연결되어 상기 제2 전력 반도체 소자가 동작하는 동안 턴 오프 상태로 유지되는 제2 예비 스위칭 소자를 더 포함하며 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자 중에서 적어도 하나의 고장을 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 제1 및 제2 예비 스위칭 소자 중에서 적어도 하나가 턴 온, 턴 오프 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 전력 반도체 소자는 상기 제2 변압기와 상기 전자개폐기의 사이에서 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치는 외부 전원의 전압을 제1 전압으로 변환하는 제1 변압기, 상기 제1 변압기 및 상기 전자개폐기와 연결되고 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐하는 제1 전력 반도체 소자, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 전자개폐기와 전기적으로 연결되어 상기 제1 전압을 제2 전압으로 변환하는 제2 변압기, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제2 변압기와 직렬로 연결되며 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐하는 제2 전력 반도체 소자, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제2 전력 반도체 소자와 상기 전자개폐기 사이에서 전기적으로 연결되며 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐하는 제3 전력 반도체 소자 및 상기 전자개폐기에 서로 다른 전압이 번갈아 인가되도록 상기 제1, 제2 및 제3 전력 반도체 소자의 턴 온, 턴 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압이 강하된 전압이며, 상기 제어부는 상기 제1, 제2 및 제3 전력 반도체 소자 중에서 상기 제1 전력 반도체 소자 또는 제2 및 제3 반도체 소자만 턴 온 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 전자개폐기의 전기적 수명 시험은 상기 전자개폐기가 개방, 폐쇄 동작을 반복함으로써 수행되고 상기 제어부는 상기 전자개폐기가 폐쇄되는 시점에 상기 제1 전력 반도체 소자가 턴 온, 상기 제2 및 제3 전력 반도체 소자는 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하고 상기 전자개폐기가 개방되는 시점에 상기 제2 및 제3 전력 반도체 소자가 턴 온, 상기 제1 전력 반도체 소자는 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 전력 반도체 소자는 사이리스터(thyristor)인 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 연결되어 상기 제1 전력 반도체 소자가 동작하는 동안 턴 오프 상태로 유지되는 제1 예비 스위칭 소자 및 상기 제2 전력 반도체 소자와 병렬로 연결되어 상기 제2 전력 반도체 소자가 동작하는 동안 턴 오프 상태로 유지되는 제2 예비 스위칭 소자를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자 중에서 적어도 하나의 고장을 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 제1 및 제2 예비 스위칭 소자 중에서 적어도 하나가 턴 온, 턴 오프 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제2 변압기가 추가됨으로써 전자개폐기의 개방 동작과 폐쇄 동작 시에 서로 다른 전압이 인가되는 바, IEC 60947-4-1의 AC-3급에 따른 규격에 따른 특성을 충족시키면서 전자개폐기의 전기적 수명 시험을 수행할 수 있다.
또한 본 발명은 전기적 연결의 개폐를 위한 스위칭 소자로서 전력 반도체 소자를 사용하여 수명 시험이 반복되더라도 투입과 차단시의 전류로 인한 충격을 입지 않는 바, 전기적 수명 시험 장치의 내구도가 개선된다.
또한 본 발명은 고속으로 스위칭 하는 전력 반도체 소자를 사용하여 전자개폐기의 동작 시간을 보다 정확하게 산정할 수 있는 바, 전기적 수명 시험의 정확도가 개선된다.
또한 본 발명은 제2 전력 반도체 소자와 전자개폐기 사이에서 전기적으로 연결되어 개폐 서지를 차단하는 제3 전력 반도체 소자가 추가됨으로써, 제1 전력 반도체 소자와 제2 전력 반도체 소자가 동시에 턴 온 되어 쇼트 현상이 일어나는 것을 예방할 수 있다.
도 1은 국제규격에 따른 전자개폐기의 시험 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 전력계통도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 전력계통도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치를 이용하여 수행되는 전기적 수명 시험을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 동작 중 발생할 수 있는 개폐 서지의 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 전력계통도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 전력계통도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치(500)는 IEC-60947-4-1에 따른 규격에 따른 특성을 충족시키면서 전자개폐기의 전기적 수명 시험을 수행할 수 있다. 구체적으로 전기적 수명 시험 장치(500)는 AC-3급 전기적 수명 시험의 특성을 충족하도록 전기적 수명 시험을 수행할 수 있다.
전기적 수명 시험 장치(500)는 전기적 수명 시험을 수행함에 따라 저하되는 내구도 문제를 개선하고 상기 시험의 정확도를 개선할 수 있다. 전기적 수명 시험 장치(500)는 전기적 수명 시험을 수행함에 따라 발생하는 개폐 서지의 영향을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치(500)에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 전력계통도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치(500)는 전원(10), 제1 차단기(20), 제2 차단기(40), 제1 변압기(110), 제2 변압기(120), 제1 전력 반도체 소자(210), 제2 전력 반도체 소자(220), 부하(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 변압기(110, 120)는 전원(10)으로부터 공급받은 전력의 전압을 변환한다. 전원(10)은 전기적 수명 시험을 수행하기 위해 전력을 공급하는 수단으로서 변전소가 이에 해당될 수 있다.
전원(10)에서 보내는 교류전력의 전압은 보통 22.9KV이지만, 국제 규격에 따른 전자개폐기(50)의 전기적 수명 시험의 수행을 위해 직접 사용하기에는 매우 높은 전압이다. 따라서 전원(10)에서 보내는 교류전력의 전압을 낮추기 위해 제1 및 제2 변압기(110, 120)가 사용된다.
제1 및 제2 변압기(110, 120)는 몰드 변압기(Mold transformer)로 구현될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 제1 및 제2 변압기(110, 120)는 공급받은 전력의 전압을 전기적 수명 시험을 위한 전압으로 강하할 수 있는 다른 종류의 변압기로 구현될 수 있다.
제1 변압기(110)는 전원(10)의 전압을 제1 전압으로 변환한다.
구체적으로 제1 변압기(110)는 전원(10)의 전압이 강하된 전압으로서 국제 규격(IEC-60947-4-1)에 따른 전자개폐기(50)의 수명 시험을 위한 제1 전압으로 변환한다. 상기 제1 전압은 전자개폐기(50)의 폐쇄 동작(ON) 시의 전압에 해당할 수 있다.
제1 변압기(110)의 입력단은 전원(10)의 출력단에 연결될 수 있으며, 제1 변압기(110)의 출력단은 상기 제1 전압을 출력한다.
일 실시예에 의하면, 제1 변압기(110)의 보호를 위해 전원(10)의 출력단과 제1 변압기(110)의 입력단 사이에 제1 차단기(20)가 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 차단기(20)는 진공 차단기(VCB: Vacuum Circuit Breaker)일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 제1 차단기(20)는 높은 절연 내력을 갖는 다른 종류의 차단기로 구현될 수 있다.
제2 변압기(120)는 상기 제1 전압을 제2 전압으로 변환한다.
구체적으로 제2 변압기(120)는 상기 제1 전압이 강하된 전압으로서, 국제 규격(IEC-60947-4-1)에 따른 전자개폐기(50)의 수명 시험을 위한 제2 전압으로 변환한다. 일 예로, 제2 변압기(120)는 상기 제1 전압을 1/6배로 강하시킬 수 있다. 상기 제2 전압은 전자개폐기(50)의 개방 동작(OFF) 시의 전압에 해당할 수 있다.
제2 변압기(120)는 제1 전력 반도체 소자(210)와 병렬로 배치되고 전자개폐기(50)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따른 연결 구조로서 제2 변압기(120)의 입력단은 제1 변압기(110)의 출력단에 연결될 수 있고 제2 변압기(120)의 출력단은 후술하는 제2 전력 반도체 소자(220)와 연결될 수 있다. 제2 변압기(120)의 출력단에서 상기 제2 전압이 출력된다.
제2 변압기(120)는 전원(10)의 전압을 한번 더 강하시킨 제2 전압을 출력하는 바, 국제 규격(IEC-60947-4-1)에 따른 AC-3급에 해당하는 전자개폐기(50)의 전기적 수명 시험을 위한 특성을 충족시킬 수 있다.
종래 방식에 따른 스위칭 소자는 마그네틱 스위치로서 전기적 연결의 개폐 시 내부 구성이 기계적으로 동작한다. 따라서 전자개폐기(50)의 전기적 수명 시험이 지속되는 경우 상기 스위칭 소자에는 물리적인 충격이 누적되는 바 내구도가 저하된다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기적 수명 시험 장치(500)는 스위칭 소자로서 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)는 사이리스터(thyristor)로 구현될 수 있다.
사이리스터(thyristor)는 제어단자로부터 음극에 전류를 흘리는 것으로, 양극과 음극 사이를 도통(導通)시킬 수 있는 3단자의 반도체 소자이다. 사이리스터(thyristor)에는 실리콘 제어 정류기(SCR: Silicon Controlled Rectifier), GTO 사이리스터(Gate Turn-off thyristor)가 포함될 수 있다.
다만 이에 한정되지 않으며 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)는 제어 단자를 이용하여 단방향으로 전류가 흐르도록 해주는 다른 종류의 반도체 소자로 구현될 수 있다.
제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)의 경우 제어 단자를 이용하여 반도체 소자 내부의 전자(electron)와 정공(hole)의 배치를 변경함으로써 전기적 연결의 개폐가 이루어지는 바, 수명 시험이 반복되더라도 내구도가 저하되지 않는다.
제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)는 전자개폐기(50)에 전압이 인가되도록 전기적 연결을 개폐할 수 있다.
제1 전력 반도체 소자(210)는 제1 변압기(110) 및 전자개폐기(50)와 연결되어 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐할 수 있다.
구체적으로 제1 전력 반도체 소자(210)의 양극(Anode)은 제1 변압기(110)의 출력단에 연결되고 제1 전력 반도체 소자(210)의 음극(Cathode)은 전자개폐기(50)의 1차측 단자에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 전력 반도체 소자(210)의 동작을 설명하면, 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 온 되는 경우 제1 변압기(110)의 출력에 의한 전압이 전자개폐기(50)에 인가된다. 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 오프 되는 경우 제1 변압기(110)의 출력에 의한 전압의 인가는 차단된다.
제2 전력 반도체 소자(220)는 제1 전력 반도체 소자(210)와 병렬로 배치되고 전자개폐기(50)와 전기적으로 연결되어 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐할 수 있다.
일 실시예 따른 연결 구조로서 제2 전력 반도체 소자(220)는 제2 변압기(120)와 전자개폐기(50)의 사이에서 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로 제2 전력 반도체 소자(220)의 양극(Anode)은 제2 변압기(120)의 출력단에 연결되고 제2 전력 반도체 소자(220)의 음극(Cathode)은 전자개폐기(50)의 1차측 단자에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 전력 반도체 소자(220)의 동작을 설명하면, 제2 전력 반도체 소자(220)는 턴 온 되는 경우 제2 변압기(120)의 출력에 의한 전압이 전자개폐기(50)에 인가된다. 제2 전력 반도체 소자(220)가 턴 오프 되는 경우 제2 변압기(120)의 출력에 의한 전압의 인가는 차단된다.
일 실시예에 의하면 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)의 보호를 위해 제1 변압기(110)의 출력단과 제1 전력 반도체 소자(210)의 양극(Anode) 사이에 제2 차단기(40)가 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 차단기(40)는 기중 차단기(ACB: Air Circuit Breaker)일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 제2 차단기(40)는 저압을 차단할 수 있는 다른 종류의 차단기로 구현될 수 있다.
부하(300)는 전자개폐기(50)에 흐르는 전류를 결정한다. 구체적으로 부하(300)는 병렬 연결된 저항과 인덕터로 구성된 RL부하일 수 있다.
부하(300)는 전자개폐기(50)의 2차측 단자와 연결되며 국제 규격(IEC 60947-4-4)에 따른 전기적 특성을 만족하는 전류가 전자개폐기(50)로 흐르도록 그 구체적인 수치 값이 결정될 수 있다. 부하(300)에는 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)의 동작에 따라 국제 규격에 따른 전기적 수명 시험을 위한 정격 전류 또는 상기 정격 전류의 1/6배의 해당하는 전류가 흐르게 된다.
제어부(400)는 전자개폐기(50)에 서로 다른 전압이 번갈아 인가되도록 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)의 턴 온, 턴 오프 동작을 제어한다. 설명의 편의를 위해 도 4의 전력계통도에서 제어부(400)는 미도시 되었으나 제어부(400)는 내부적으로 전기적 수명 시험장치(500)의 각 구성과 전기적으로 연결되어 있다.
구체적으로 제어부(400)는 전기적 수명 시험을 수행하기 위해 전자개폐기(50)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 제어부(400)는 전자개폐기(50)가 개방 동작(OFF)과 폐쇄 동작(ON)을 반복하도록 제어하는 동시에 상기 개방 동작 및 폐쇄 동작 시에 전자개폐기(50)에 서로 다른 전압이 인가되도록 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)의 턴 온, 턴 오프 동작을 제어한다.
제어부(400)는 PLC(Programmable Logic Controller)로 구현될 수 있다. PLC는 산업 플랜트의 자동 제어 및 감시에 사용되는 제어 장치이다. 다만 이에 한정되지 않고 제어부(400)는 전자개폐기(50)의 전기적 수명 시험을 수행하기 위해 시험 장치(500)의 각 구성에 대한 제어 신호를 생성할 수 있는 다른 종류의 컨트롤러를 이용하여 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따른 제어부(400)의 제어에 따라 수행되는 전자개폐기(50)의 전기적 수명 시험을 전자개폐기(50)의 폐쇄, 개방 동작을 중심으로 시간 순서에 따라 이하 설명한다.
1) 제어부(400)는 제1 전력 반도체 소자(210)는 턴 온 되도록 하고 제2 전력 반도체 소자(220)는 턴 오프 상태로 유지되도록 제어한다.
제1 전력 반도체 소자(210)가 동작을 완료한 이후, 제어부(400)는 전자개폐기(50)가 폐쇄 동작을 하도록 제어한다. 전자개폐기(50)가 폐쇄 동작을 하는 시점에는 제1 변압기(110)의 출력에 의한 전압이 전자개폐기(50)에 인가된다.
전자개폐기(50)에 인가되는 전압은 국제 규격(IEC 60947-4-1)에 따른 전기적 특성을 충족시키는 전압일 수 있다.
2) 제어부(400)는 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 온 되는 시점부터 일정 시간이 경과한 이후에 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 오프 동작하도록 제어한다.
3) 제어부(400)는 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 오프 된 시점부터 기 설정된 제1 시간이 경과한 이후에 제2 전력 반도체 소자(220)가 턴 온 동작하도록 제어한다. 이 때, 제어부(400)는 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 오프 상태로 유지되도록 제어한다. 상기 기 설정된 제1 시간은 제1 전력 반도체 소자(210)와 제2 전력 반도체 소자(220)가 동시에 턴 온 되지 않도록 하기 위한 데드 타임(dead time)이다.
데드 타임(dead time)이란 두 개의 작업이 연속되어 실행되는 경우, 이들 두 개의 작업이 중복되는 것을 예방하기 위하여 각각의 작업 사이에 임의로 작업 지연이 이루어질 수 있도록 첨가된 지연 시간을 의미한다.
4) 제어부(400)는 제2 전력 반도체 소자(210)가 턴 온 동작한 시점부터 일정 시간이 경과한 후 전자개폐기(50)가 개방 동작을 하도록 제어한다. 전자개폐기(50)가 개방 동작을 하는 시점에는 제2 변압기(120)의 출력에 의한 전압이 전자개폐기(50)에 인가된다.
전자개폐기(50)에 인가되는 전압은 국제 규격(IEC 60947-4-1)에 따른 AC-3급의 전기적 특성을 충족시키는 전압으로서 폐쇄 동작 시 인가되는 전압의 1/6배에 해당하는 전압일 수 있다.
5) 제어부(400)는 전자개폐기(50)가 폐쇄 동작을 완료한 이후 제2 전력 반도체 소자(220)가 턴 오프 동작하도록 제어한다. 제어부(400)는 제2 전력 반도체 소자(220)가 턴 오프 한 시점부터 기 설정된 제2 시간이 경과한 이후에 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 온 동작하도록 제어한다. 이후 제어부(400)는 상기 1) 내지 5)에서의 제어 동작을 반복한다.
상기 기 설정된 제2 시간은 제2 전력 반도체 소자(220)가 턴 오프 되기 전에 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 온 되는 것을 방지하기 위한 데드 타임(dead time)이다.
데드 타임(dead time)에 해당하는 상기 기 설정된 제1 및 제2 시간은 100ms일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 상기 기 설정된 제1 및 제2 시간은 해당 제1 전력 반도체 소자(210)와 제2 전력 반도체 소자(220)의 턴 온, 턴 오프 동작(스위칭 동작)에 소요되는 시간과 국제 규격(IEC 60947-4-1)에 따라 전자개폐기(50)가 폐쇄 상태로 유지되어야 하는 시간을 고려하여 각각 서로 다른 길이를 갖는 구체적인 값으로 설정될 수 있다.
상기와 같이 제어부(400)는 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220) 중에서 어느 하나만 턴 온 되도록 제어하는 바, 전자개폐기(50)의 폐쇄, 개방 동작 시점에 제1 변압기(110) 출력에 의한 전압 또는 제2 변압기(120) 출력에 의한 전압이 인가된다.
따라서 본 발명에 따른 전기적 수명 시험 장치(500)는 전자개폐기(50)의 각 동작 시점에 서로 다른 전압이 인가되도록 함으로써 종래 기술에서 충족시킬 수 없었던 국제규격(IEC 60947-4-1)에 따른 수명 시험의 전압 특성을 만족시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 전기적 수명 시험 장치(500)는 제1 전력 반도체 소자(210) 및 제2 전력 반도체 소자(220)의 동작 간에 데드 타임(dead time)으로서 기 설정된 제1 시간과 제2 시간을 두어 제어하는 바, 고속으로 스위칭 하는 두 개의 반도체 소자(210, 220)가 동시에 턴 온 됨에 따라 발생하는 쇼트 현상을 예방할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치를 이용하여 수행되는 전기적 수명 시험을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, D1은 제1 전력 반도체 소자(210)이고 D2는 제2 전력 반도체 소자(220)이다. MS는 전자개폐기(50)이다. 제어부(400)의 제어에 따른 전기적 수명 시험 장치(500)의 각 구성의 동작을 이하 설명한다.
제1 전력 반도체 소자(D1)가 턴 온한 시점부터 일정 시간(t21)이 경과한 후인 X2에서 전자개폐기(MS)가 폐쇄 동작(ON)한다. 이 때 전자개폐기(MS)에 인가되는 전압은 제1 변압기(110)의 출력에 의한 전압이다. 제1 전력 반도체 소자(D1)가 턴 온 동작하는 시점을 기준으로 하면 전자개폐기(MS)는 상기 기준이 되는 시점부터 t21이 경과한 후 폐쇄 동작(ON)한다.
제2 전력 반도체 소자(D2)는 제1 전력 반도체 소자(D1)이 턴 오프 한 시점(A2)부터 기 설정된 제1 시간(DT1) 경과한 이후인 B2에서 턴 온 동작한다.
전자개폐기(MS)는 Y2에서 개방 동작(OFF)한다. 전자개폐기(MS)는 폐쇄 동작한 시점(X2)부터 국제규격에 따라 요구되는 시간이 경과한 이후인 Y2에서 개방 동작(OFF)한다. 제2 전력 반도체 소자(D2)가 턴 온 동작하는 시점(B2)을 기준으로 하면 전자개폐기(50)는 상기 기준이 되는 시점(B2)에서 t22가 경과된 이후에 개방 동작(OFF)한다. 전자개폐기(50)가 개방 동작하는 시점에서 인가되는 전압은 제2 변압기(120)의 출력에 의한 전압이다.
종래 방식의 경우, 수명 시험이 반복됨에 따라 스위칭 소자의 물리적 특성이 변화함에 따라 국제 규격에 따라 요구되는 전자개폐기(50)의 총 동작 시간에 오차가 발생하는 바 수명 시험의 정확도가 상대적으로 낮아지는 면이 있었다.
구체적으로 종래 기술의 경우 스위칭 동작에 소요되는 시간이 20~50ms 범위(밀리 초 단위)에서 불규칙적으로 변한다. 상기 스위칭 동작에 소요되는 시간을 고려하여 전자개폐기(50)가 개방 동작 또는 폐쇄 동작을 하도록 제어하더라도 수명 시험이 반복됨에 따라 전자개폐기(50)의 총 동작시간 산정 시 오차가 누적된다. 따라서 전자개폐기(50)의 전기적 수명 시험의 정확도가 저하된다.
반면, 본 발명에 따른 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)는 고속으로 스위칭(마이크로 초 단위)하며 제어부(400)는 제1 전력 반도체 소자(210)의 턴 온 시점 및 제2 전력 반도체 소자(220)의 턴 오프 시점을 기준으로 기 설정된 시간(t21, t22)이 경과한 후에 전자개폐기(50)가 폐쇄 또는 개방 동작을 하도록 제어할 수 있다.
상기 기 설정된 시간(t21, t22)은 마이크로 초 단위로서 종래 기술에 비해 대략 1/1000분의 배에 해당하는 바, 수명 시험이 반복되더라도 전자개폐기(50)의 총 동작시간 산정 시 누적되는 오차는 그에 비례하여 감소하므로 전기적 수명 시험의 정확도가 개선된다.
따라서 본 발명에 따른 전기적 수명 시험 장치(500)는 국제 규격에 따라 요구되는 전자개폐기(50)의 동작 시간을 충족시킬 수 있고 또한 총 동작시간을 보다 정확하게 산정할 수 있으므로 전기적 수명 시험의 정확도가 개선된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 동작 중 발생할 수 있는 개폐 서지의 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 전력 반도체 소자(210)가 턴 온 동작하여 제1 변압기(110)의 출력이 전자개폐기(50)로 전달되는 순간 저항값이 0에 가까워 정격 전압/전류보다 높은 개폐 서지(SR)가 발생할 수 있다.
서지(Surge)란 전기전자 회로계통에 있어 순간적으로 발생하는 과도성 과전압 또는 과전류를 말한다. 크게 개폐 서지, 사고 서지, 뇌 서지로 구분된다. 개폐 서지(OPENING/CLOSING SURGE)는 스위치의 온/오프에 의하여 발생한다.
도 6(a)를 참조하면, 개폐 서지(SR)는 본래 전류가 흐르는 방향과는 반대로 흘러 들어가서 정상 동작시에 턴 오프 상태로 유지되어야 할 제2 전력 반도체 소자(220)를 강제로 턴 온 시킬 수 있다.
도 6(b)를 참조하면 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)가 동시에 턴 온 상태로 유지되는 바 쇼트 현상이 발생하여 전기적 수명 시험 장치(500)의 고장으로 이어질 수 있다.
상기와 같이 전기적 수명 시험의 정확도 개선과 시험 장치(500)의 내구도 개선을 함께 도모하기 위해서는 시험 반복에 따라 발생하는 개폐 서지의 영향을 차단할 필요가 있는 바 이하 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 전력계통도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치(500)는 제3 전력 반도체 소자(230)를 더 포함할 수 있다. 제어부(400)는 제3 전력 반도체 소자(230)의 턴 온, 턴 오프 동작을 제2 전력 반도체 소자(220)의 동작과 함께 제어한다.
제3 전력 반도체 소자(230)는 제1 전력 반도체 소자(210)와 병렬로 배치되고 제2 전력 반도체 소자(220)와 전자개폐기(50) 사이에서 전기적으로 연결되며 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐할 수 있다.
구체적으로 제3 전력 반도체 소자(230)의 양극(Anode)은 제2 전력 반도체 소자(220)의 음극(Cathode)에 연결되고 제3 전력 반도체 소자(230)의 음극(Cathode)은 전자개폐기(50)의 1차측 단자에 연결될 수 있다. 상기와 같은 구조로 연결됨으로써 제3 전력 반도체 소자(230)는 수명 시험의 반복에 따라 개폐 서지가 발생하는 경우 상기 개폐 서지가 직접적으로 제2 전력 반도체 소자(220)에 영향을 주는 것을 방지한다.
일 실시예에 따른 제2 및 제3 전력 반도체 소자(220, 230)의 동작을 설명하면, 제3 전력 반도체 소자(230)가 먼저 턴 온 또는 턴 오프 동작을 수행한 이후 제2 전력 반도체 소자(220)가 순차적으로 턴 온 또는 턴 오프 동작을 수행할 수 있다. 제2 및 제3 전력 반도체 소자(220, 230)가 턴 온 되는 경우 제2 변압기(120)의 출력에 의한 전압이 전자개폐기(50)에 인가된다. 제2 및 제3 전력 반도체 소자(220, 230)가 턴 오프 되는 경우 제2 변압기(120)의 출력에 의한 전압의 인가는 차단된다.
상기와 같이 제어부(400)는 제1, 제2 및 제3 전력 반도체 소자(210, 220, 230) 중에서 제1 전력 반도체 소자(210) 또는 제2 및 제3 반도체 소자(220, 230)만 턴 온 동작하도록 제어한다.
제3 전력 반도체 소자(230)는 사이리스터(thyristor)로 구현될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며 제3 전력 반도체 소자(230)는 제어 단자를 이용하여 단방향으로 전류가 흐르도록 하여 개폐 서지에 의한 영향을 방지할 수 있는 다른 종류의 반도체 소자로 구현될 수도 있다.
상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치(500)는 제3 전력 반도체 소자(230)를 포함함으로써 개폐 서지 발생에 따라 제1 전력 반도체 소자(210)와 제2 전력 반도체 소자(220)가 동시에 턴 온 되어 쇼트 현상이 일어나는 것을 예방할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치의 전력계통도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 장치(500)는 제1 예비 스위칭 소자(211) 및 제2 예비 스위칭 소자(221)를 더 포함하며 제어부(400)는 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220) 중 적어도 하나의 고장을 감지하고 감지 결과에 따라 제1 및 제2 예비 스위칭 소자(211, 221) 중 적어도 하나가 턴 온, 턴 오프 동작을 하도록 제어한다.
제1 예비 스위칭 소자(211)는 제1 전력 반도체 소자(210)와 병렬로 연결되어 제1 전력 반도체 소자(210)가 소자가 정상 동작하는 동안에는 턴 오프 상태로 유지된다. 제1 전력 반도체 소자(210)에 이상이 발생하여 정상 동작을 할 수 없는 경우 제1 예비 스위칭 소자(211)는 제어부(400)의 제어에 따라 제1 전력 반도체 소자(210) 대신 턴 온 또는 턴 오프 동작을 하여 전기적 연결을 개폐한다.
제2 예비 스위칭 소자(212)는 제2 전력 반도체 소자(220)와 병렬로 연결되어 제2 전력 반도체 소자(220)가 소자가 정상 동작하는 동안에는 턴 오프 상태로 유지된다. 제2 전력 반도체 소자(220)에 이상이 발생하여 정상 동작을 할 수 없는 경우 제2 예비 스위칭 소자(221)는 제어부(400)의 제어에 따라 제2 전력 반도체 소자(220) 대신 턴 온 또는 턴 오프 동작을 하여 전기적 연결을 개폐한다.
제1 및 제2 예비 스위칭 소자(211, 221)는 제1 및 제2 전력 반도체 소자(210, 220)와 동일하게 사이리스터(thyristor)로 구현될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며 제1 및 제2 예비 스위칭 소자(211, 221)는 단방향으로 전류가 흐르도록 해주는 다른 종류의 소자로 구현될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치(500)는 제1 전력 반도체 소자(210)나 제2 전력 반도체 소자(220) 대신 동작할 수 있는 제1 및 제2 예비 스위칭 소자(211, 221)를 포함함으로써 이상 상황이 발생한 경우에도 정상적으로 수명 시험을 수행할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 전원
20: 제1 차단기
30: 변압기
40: 제2 차단기
50: 전자개폐기
61: 제1 스위치
62: 제2 스위치
71: 제1 부하
72: 제2 부하
110: 제1 변압기
120: 제2 변압기
210: 제1 전력 반도체 소자
211: 제1 예비 스위칭 소자
220: 제2 전력 반도체 소자
221: 제2 예비 스위칭 소자
230: 제3 전력 반도체 소자
300: 부하
400: 제어부
500: 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치

Claims (12)

  1. 전자개폐기의 수명을 시험하는 전기적 수명 시험 장치에 있어서,
    외부 전원의 전압을 제1 전압으로 변환하는 제1 변압기;
    상기 제1 변압기 및 상기 전자개폐기와 연결되고 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 상기 제1 변압기 및 상기 전자개폐기 사이의 전기적 연결을 개폐하는 제1 전력 반도체 소자;
    상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제1 전압을 제2 전압으로 변환하는 제2 변압기;
    상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제2 변압기와 직렬 연결되며, 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 상기 제2 변압기 및 상기 전자개폐기 사이의 전기적 연결을 개폐하는 제2 전력 반도체 소자; 및
    상기 전자개폐기로 상기 제1, 2 전압이 번갈아 인가되도록 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자의 턴 온, 턴 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제2 전압은, 상기 제1 전압이 강하된 전압이며,
    상기 제어부는,
    상기 전자개폐기가 폐쇄되는 시점에 상기 제1 전력 반도체 소자를 턴 온 및 상기 제2 전력 반도체 소자를 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하고,
    상기 전자개폐기가 개방되는 시점에 상기 제2 전력 반도체 소자를 턴 온 및 상기 제1 전력 반도체 소자를 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전력 반도체 소자의 턴 온 동작이 상기 제2 전력 반도체 소자가 턴 오프한 시점부터 기 설정된 제1 시간이 경과된 후에 수행되고
    상기 제2 전력 반도체 소자의 턴 온 동작은 상기 제1 전력 반도체 소자가 턴 오프한 시점부터 기 설정된 제2 시간이 경과된 후에 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자는 사이리스터(thyristor)인 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 연결되어 상기 제1 전력 반도체 소자가 동작하는 동안 턴 오프 상태로 유지되는 제1 예비 스위칭 소자; 및
    상기 제2 전력 반도체 소자와 병렬로 연결되어 상기 제2 전력 반도체 소자가 동작하는 동안 턴 오프 상태로 유지되는 제2 예비 스위칭 소자를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자 중에서 적어도 하나의 고장을 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 제1 및 제2 예비 스위칭 소자 중에서 적어도 하나가 턴 온, 턴 오프 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전력 반도체 소자는 상기 제2 변압기와 상기 전자개폐기의 사이에서 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치.
  8. 전자개폐기의 수명을 시험하는 전기적 수명 시험 장치에 있어서,
    외부 전원의 전압을 제1 전압으로 변환하는 제1 변압기;
    상기 제1 변압기 및 상기 전자개폐기와 연결되고 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 상기 제1 변압기 및 상기 전자개폐기 사이의 전기적 연결을 개폐하는 제1 전력 반도체 소자;
    상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제1 전압을 제2 전압으로 변환하는 제2 변압기;
    상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제2 변압기와 직렬 연결되며, 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 상기 제2 변압기 및 상기 전자개폐기 사이의 전기적 연결을 개폐하는 제2 전력 반도체 소자;
    상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 배치되고 상기 제2 전력 반도체 소자와 상기 전자개폐기 사이에서 전기적으로 연결되며 턴 온 또는 턴 오프 동작하여 전기적 연결을 개폐하는 제3 전력 반도체 소자; 및
    상기 전자개폐기에 서로 다른 전압이 번갈아 인가되도록 상기 제1, 제2 및 제3 전력 반도체 소자의 턴 온, 턴 오프 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제2 전압은, 상기 제1 전압이 강하된 전압이며,
    상기 제어부는,
    상기 전자개폐기가 폐쇄되는 시점에 상기 제1 전력 반도체 소자가 턴 온, 상기 제2 및 제3 전력 반도체 소자는 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하고
    상기 전자개폐기가 개방되는 시점에 상기 제2 및 제3 전력 반도체 소자가 턴 온, 상기 제1 전력 반도체 소자는 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 전력 반도체 소자는 사이리스터(thyristor)인 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 전력 반도체 소자와 병렬로 연결되어 상기 제1 전력 반도체 소자가 동작하는 동안 턴 오프 상태로 유지되는 제1 예비 스위칭 소자; 및
    상기 제2 전력 반도체 소자와 병렬로 연결되어 상기 제2 전력 반도체 소자가 동작하는 동안 턴 오프 상태로 유지되는 제2 예비 스위칭 소자를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 전력 반도체 소자 중에서 적어도 하나의 고장을 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 제1 및 제2 예비 스위칭 소자 중에서 적어도 하나가 턴 온, 턴 오프 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자개폐기의 전기적 수명 시험 장치.
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