KR20060075806A - 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서지보호기의 특성을 시험하는 장치에 있어서: 교류 입력전원에 따라 피시험품인 서지보호기의 일시 과전압 시험레벨에 해당하는 다양한 전압으로 변환하여 출력하는 단락변압기; 상기 단락변압기의 2차측과 서지보호기의 일측에 직렬 연결되되 서지보호기로 인가되는 대용량의 서지전류를 차단 프로그램에 의해 자동 개폐하는 스위치모듈; 상기 서지보호기로 인가되는 전원의 위상을 검출하여 영점부근에서 스위치모듈을 턴-온시킴과 아울러 설정된 시간이 경과되면 스위치모듈을 자동으로 턴-오프시키는 스위치컨트롤러; 및 상기 스위치컨트롤러와 통신케이블을 통해 연결되어 스위치컨트롤러의 작동을 원격 제어함과 아울러 스위치모듈의 턴-온 유지 시간을 원격으로 설정하는 원격제어컴퓨터;를 구비하고, 이와 같은 일시 과전압 시험 시뮬레이터를 이용하여 서지보호기로 인가되는 일시 과전압에 대한 서지보호기의 특성을 분석할 수 있으며, 서지보호기 회로의 보완 및 평가에 활용할 수 있는 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.

Description

서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템 및 그 제어 방법{TEMPORARY OVERVOLTAGE TEST SIMULATOR OF SURGE PROTECTIVE DEVICE AND THE CONTROL METHOD}
도 1은 본 발명에 의한 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 도 1의 스위치모듈의 세부 구성을 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 도 1의 스위치컨트롤러의 구성을 도시한 세부 회로도이다.
도 4는 도 3의 위상검출부의 동작을 설명하기 위한 입출력신호를 도시한 파형도이다.
도 5는 본 발명에 의한 스위치컨트롤러의 제어 과정을 도시한 플로우챠트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 단락변압기 30: 스위치모듈
31: 제 1 스위치부 33: 제 2 스위치부
Rly: 릴레이 S1,S2: 사이리스터(스위치)
50: 스위치컨트롤러 51: 송수신부
53: 위상검출부 Comp: 비교기
55: 마이크로프로세서 57: 작동표시부
59: 시간표시부 70: 컴퓨터
100: 서지보호기(피시험품)
본 발명은 서지보호기의 일시 과전압을 시험하는 시뮬레이터에 관한 것으로, 특히 서지보호기의 일시 과전압에 대한 특성 및 안전성을 평가하기 위한 서지보호기의 일시과전압 시험 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근 낙뢰에 의해 발생하는 서지 및 임펄스로부터 전자, 통신기기 등을 보호하기 위해 서지보호기의 사용이 증가하고 있는 추세이다.
이들 서지보호기는 선로에 침입하는 서지 또는 임펄스를 피보호기기의 절연내력 이하로 억제하여 기기를 보호하는 역할을 하지만 계통의 지락사고 등에 의해 선로에 정상상태 전압보다 높은 일시과전압이 발생하게 되면 내부의 보호소자가 소손되어 회로를 단락상태로 초래할 수 있다.
이는 서지보호소자가 전압은 높지만 그 발생주기가 수십∼수백㎲로 매우 짧 은 서지나 임펄스에 대해서 보호기능을 가지기 때문이며, 에너지 내량이 큰 60Hz 교류 과전압을 인가시에는 대부분 소손되게 된다.
이러한 회로 단락상태를 방지하기 위해 여러가지 기법을 적용한 서지보호기가 제작되고 있으나, 이들에 대한 일시 과전압 특성 평가는 미미한 실정이다.
IEC 61643-1 등 서지보호기 관련 국제 규격에 따르면 서지보호기는 일시과전압 시험을 통해 계통의 이상시 보호기의 안전성 평가가 수행되어야 한다.
종래에는 이를 위해 마그네틱 스위치를 사용하여 과전압을 인가하였으나, 이는 스위칭 시간을 정밀하게 제어하기 어려우며 보호기의 단락으로 인해 대전류가 흐르고 있는 상태에서 접점의 개폐시 아크가 발생하며 이로 인해 정확한 측정이 곤란하였다.
뿐만 아니라 현재 사용되고 있는 각종 서지보호기들은 서지제한 전압 특성만을 강조하여 계통의 사고시 발생가능한 일시 과전압에 대한 안전성 평가는 다소 미비한 실정인 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 서지보호기(Surge protector)에 일시 과전압을 인가하여 서지보호기의 특성 및 안전성 여부를 평가하기 위해 단락변압기, 대전류 스위치모듈, 마이크로프로세서가 내장된 컨트롤러 등으로 구성된 일시 과전압 시험 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 서지보호기의 소손시 큰 단락전류가 발생하므로 인가 전원을 차단하기 위해 동작속도가 매우 빠르고 응답특성이 양호한 다수의 반도체 스위치소자를 병렬로 접속하여 구성함과 아울러 제로 위상을 검출하여 인가전원의 영점부근에서 스위칭 동작이 이루어지도록 함으로써 스위치의 부담을 줄이고 전류가 한 곳으로 편중되는 것을 방지할 수 있는 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 서지보호기의 특성을 시험하는 장치에 있어서: 교류 입력전원에 따라 피시험품인 서지보호기의 일시 과전압 시험레벨에 해당하는 다양한 전압으로 변환하여 출력하는 단락변압기; 상기 단락변압기의 2차측과 서지보호기의 일측에 직렬 연결되되 서지보호기로 인가되는 대용량의 서지전류를 차단 프로그램에 의해 자동 개폐하는 스위치모듈; 상기 서지보호기로 인가되는 전원의 위상을 검출하여 영점부근에서 스위치모듈을 턴-온시킴과 아울러 설정된 시간이 경과되면 스위치모듈을 자동으로 턴-오프시키는 스위치컨트롤러; 및 상기 스위치컨트롤러와 통신케이블을 통해 연결되어 스위치컨트롤러의 작동을 원격 제어함과 아울러 스위치모듈의 턴-온 유지 시간을 원격으로 설정하는 원격제어컴퓨터;를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 단락변압기의 2차측에 형성된 각 탭에 스위치모듈과 서지보호기가 각각 더 연결된 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 스위치모듈은, 스위치컨트롤러의 출력 제어신호에 따라 온 , 오프되는 릴레이; 상기 입력전원단에 직렬로 연결되어 릴레이의 턴-온에 따라 작동되어 서지보호기로 전원을 공급하는 제 1 스위치부; 및 상기 제 1 스위치부와 역병렬로 연결되어 릴레이의 턴-온에 따라 서지보호기로 전류를 흘리는 제 2 스위치부;로 이루어져 있는 데, 상기 제 1 스위치부는, 상기 입력전원단과 서지보호기의 타측단에 직렬로 연결된 제 1 사이리스터와, 상기 제 1 사이리스터의 입력단과 릴레이의 일측단에 순방향으로 연결된 제 1 다이오드, 및 상기 제 1 사이리스터의 게이트와 릴레이의 타측단에 연결된 제 1 저항을 구비하며, 상기 제 2 스위치부는 상기 제 1 사이리스터와 역병렬로 연결된 제 2 사이리스터와, 상기 제 2 사이리스터의 입력단과 릴레이의 타측단에 순방향으로 연결된 제 2 다이오드, 및 상기 제 2 사이리스터의 게이트와 릴레이의 일측단에 연결된 제 2 저항;을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위치컨트롤러는, 원격제어컴퓨터와 원격제어 데이터 및 시험결과 데이터를 송수신하는 송수신부; 서지보호기로 인가되는 영점 위상을 검출하여 스위치모듈의 대전류 스위칭시 전류편중에 의한 스위치 소손을 방지하는 위상검출부; 및 상기 위상검출부를 통해 선로에 입력되는 전원의 위상을 검출하여 영점부근에서 스위치모듈을 턴-온하되 송수신부를 통해 전달된 스위치 동작 유지시간동안 스위치모듈을 제어하는 마이크로프로세서;로 이루어져 있으며, 상기 스위치컨트롤러는, 마이크로프로세서의 제어에 따라 스위치모듈의 온, 오프 상태를 발광 표시하는 스위치작동표시부; 및 상기 마이크로프로세서의 제어에 따라 스위치모듈의 온, 오프 잔여시간을 표시하는 시간표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 위상검출부는, 상기 서지보호기로 입력되는 교류 입력전압을 분압저항을 통해 제공받아 정류하는 정류기; 및 상기 정류기에서 출력되는 맥류와 소정의 기준전압을 비반전단자와 반전단자로 각각 제공받아 비교한 후 마이크로프로세서로 구형파를 발생하는 비교기;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 방법은, 서지보호기의 특성을 시험 제어하는 방법에 있어서: 스위치컨트롤러는 통신망을 통해 원격제어컴퓨터로부터 스위치 온 유지시간관련 데이터를 수신하여 저장하는 단계; 상기 스위치컨트롤러는 위상검출부를 통해 서지보호기로 인가되는 교류전원을 검출하여 현재 위상이 영점 위상인지를 판단하는 단계; 상기 영점 위상이 검출될 경우 스위치컨트롤러는 서지보호기의 입력단에 있는 스위치모듈을 작동시켜 서지보호기로 전원을 인가하는 단계; 상기 서지보호기로 전원을 인가한 상태에서 스위치컨트롤러는 미리 설정된 스위치 온 유지시간이 경과되었는지를 판단하는 단계; 및 상기 스위치 온 유지시간이 경과되면 스위치모듈을 개방시켜 서지보호기로 인가되는 전원을 차단하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 도 1의 스위치모듈의 세부 구성을 도시한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 도 1의 스위치컨트롤러의 구성을 도시한 회로도로서, 단락변압기(10), 스위치모듈(30), 스위치컨트롤러(50), 원격제어 컴퓨터(70) 및 서지보호기(100)로 이루어져 있다.
상기 단락변압기(10)는 1차측으로 입력되는 교류전원에 따라 피시험품인 서지보호기(100)의 일시 과전압 시험레벨에 해당하는 전압으로 변환하여 2차측으로 출력하도록 구성되어 있고, 스위치모듈(30)은 단락변압기(10)의 2차측과 서지보호기(100)의 일측에 직렬 연결되며 서지보호기(100)로 인가되는 대용량의 서지전류를 차단 프로그램에 의해 자동 개폐하도록 구성되어 있고, 스위치컨트롤러(50)는 서지보호기(100)로 인가되는 전원의 위상을 검출하여 영점부근에서 스위치모듈(30)을 턴-온시킴과 아울러 설정된 시간이 경과되면 스위치모듈(30)을 자동으로 턴-오프시키도록 구성되어 있고, 원격제어컴퓨터(70)는 스위치컨트롤러(50)와 통신케이블을 통해 연결되어 스위치컨트롤러(50)의 작동을 원격 제어함과 아울러 스위치모듈(30)의 턴-온 유지 시간을 원격으로 설정하도록 구성되어 있다.
아울러, 상기 단락변압기(10)의 2차측에는 피시험품인 서지보호기(100)의 일시 과전압 시험레벨에 해당하는 다양한 전압으로 변환하는 복수의 탭으로 구성되고, 상기 각 탭에는 스위치모듈(30)과 서지보호기(100)를 더 연결하는 것도 가능하다.
도 1과 같이 구성된 일시과전압 시험 시스템은 단락변압기(10)를 통해 상용 교류전원(AC 220V 또는 380V)을 1차측에 입력받아 2차측을 각각의 서지보호기(100; 피시험품)의 일시 과전압 시험레벨에 해당하는 전압으로 승압하는 데, 이때 서지보호기(100)의 소손시 회로가 단락상태가 될 수 있으므로 단락변압기(10)의 설계시 수백 A이상의 단락전류를 흘릴 수 있도록 고려되어야 한다.
이와 같이 승압된 과전압은 스위치모듈(30)을 거쳐 서지보호기(100)에 인가되며, 스위치의 동작시간 설정 및 제어는 스위치모듈(30)에 연결된 스위치컨트롤러(50)를 통해 컴퓨터(70)에서 원격 제어가 가능하도록 한 것이다.
상기 단락변압기(10)와 스위치모듈(30), 스위치컨트롤러(50) 등으로 구성된 일시 과전압 시험 시뮬레이터를 통해 서지보호기(100)의 일시 과전압에 대한 특성분석 및 안전성 평가를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 서지보호기(100)의 회로설계 및 평가에 활용할 수가 있다.
한편, 스위치모듈(30)은, 도 2의 세부 회로도에 도시된 바와 같이 스위치컨트롤러(50)의 출력 제어신호에 따라 온, 오프되는 릴레이(Rly)와, 상기 입력전원단에 직렬로 연결되어 릴레이(Rly)의 턴-온에 따라 작동되어 서지보호기(100)로 전원을 공급하는 제 1 스위치부(31), 및 상기 제 1 스위치부(31)와 병렬로 연결되어 릴레이(Rly)의 턴-온에 따라 서지보호기(100)로 전류를 흘리는 제 2 스위치부(33)로 이루어져 있다.
구체적으로는 상기 제 1 스위치부(31)는, 상기 입력전원단과 서지보호기(100)의 타측단에 직렬로 연결된 제 1 사이리스터(S1)와, 상기 제 1 사이리스터(S1)의 입력단과 릴레이(Rly)의 일측단에 순방향으로 연결된 제 1 다이오드(D1), 및 상기 제 1 사이리스터(S1)의 게이트와 릴레이(Rly)의 타측단에 연결된 제 1 저항(R1)을 구비하며, 상기 제 2 스위치부(33)는 상기 제 1 사이리스터(S1)와 역병렬로 연결된 제 2 사이리스터(S2)와, 상기 제 2 사이리스터(S2)의 입력단과 릴레이(Rly)의 타측단에 순방향으로 연결된 제 2 다이오드(D2), 및 상기 제 2 사이리스터 (S2)의 게이트와 릴레이(Rly)의 일측단에 연결된 제 2 저항(R2)으로 이루어져 있다.
즉, 본 발명은 서지보호기(100)의 교류 과전압에 대한 특성분석 및 안전성을 평가하기 위한 일시 과전압 시험 시뮬레이터에 관한 것으로서, 교류 과전압을 발생하기 위한 단락변압기(10), 스위치모듈(30), 스위치컨트롤러(50) 등으로 구성되며, 서지보호기(100)의 소손시 수백 A이상의 단락전류가 발생하므로 복수개의 대용량의 반도체 사이리스터(S1, S2)를 병렬로 접속하여 구성하였다.
또한, 스위치컨트롤러(50)는 도 3의 세부 회로도와 같이, 원격제어컴퓨터(70)와 원격제어 데이터와 시험결과 데이터를 송수신하는 송수신부(51)와, 서지보호기(100)로 인가되는 영점 위상을 검출하여 스위치모듈(30)의 대전류 스위칭시 전류편중에 의한 스위치(S1, S2)의 소손을 방지하는 위상검출부(53), 및 상기 위상검출부(53)를 통해 선로에 입력되는 전원의 위상을 검출하여 영점부근에서 스위치모듈(30)을 턴-온하되 송수신부(51)를 통해 전달된 스위치 동작 유지시간동안 스위치(S1, S2)를 제어하는 마이크로프로세서(55)로 이루어져 있다.
그리고, 스위치컨트롤러(50)는, 마이크로프로세서(55)의 제어에 따라 스위치모듈(30)의 온, 오프 상태를 발광 표시하는 작동상태표시부(57), 및 상기 마이크로프로세서(55)의 제어에 따라 스위치모듈(30)의 온, 오프 잔여시간을 표시하는 시간표시부(59)를 더 포함하고 있다.
아울러, 위상검출부(53)는, 상기 서지보호기(100)로 입력되는 교류 입력전압을 분압저항을 통해 제공받아 정류하는 정류기(BD), 및 상기 정류기(BD)에서 출력 되는 맥류와 소정의 기준전압을 비반전단자(+)와 반전단자(-)로 각각 제공받아 비교한 후 마이크로프로세서(55)로 구형파를 발생하는 비교기(Comp)로 이루어져 있다.
상기 위상검출부(53)는 서지보호기(100)로 인가되는 인가전압의 위상이 0°부근에서 스위치모듈(30)이 스위칭 동작이 이루어지도록 비교기(Comp)를 이용하고 있으며, 위상검출부(53)와 마이크로프로세서(55)가 내장된 컨트롤러(50)를 통해 스위치모듈(30)의 정밀한 제어가 가능하도록 하였다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 과전압 시험 시스템의 작동 과정을 살펴보면 아래와 같다.
먼저, 스위치모듈(30)로 대용량의 전류를 차단하기 위해 복수의 사이리스터(S1, S2)를 병렬로 접속하여 구성하였는데, 상기 사이리스터(S1, S2)는 방향성을 갖는 반도체소자이기 때문에 교류전원을 스위칭하기 위해서는 도 2와 같이 서로 역병렬로 접속하여야 한다.
즉, 입력단에 교류전원이 인가되어 있는 상태에서 스위치컨트롤러(50)의 신호에 따라 릴레이(Rly)가 턴-온되게 되면 정(+)전압시에는 제 1 다이오드(D1)를 거쳐 제 1 저항(R1)을 통해 제 1 사이리스터(S1)의 게이트로 전류가 흐르게 되고 이에 따라 제 1 사이리스터(S1)가 턴-온되어 서지보호기(100)에 전류를 공급한다.
반대로 부(-)전압시에는 제 2 다이오드(D2)를 거쳐 제 2 저항(R2)을 통해 게이트전류가 흐르게 되고, 이에 따라 제 2 사이리스터(S2)가 턴-온되어 서지보호기(100)에 전류를 흘릴 수 있으며 연속적으로 반복하여 교류전원을 서지보호기(100) 로 인가하게 된다.
정해진 시간 후에 스위치컨트롤러(50)의 신호에 의해 릴레이(Rly)가 오프상태가 되면 사이리스터(S1, S2)의 게이트 전류가 차단됨과 아울러 사이리스터(S1, S2)가 오프 상태로 되어 서지보호기(100)에 공급되는 전원을 차단하게 된다.
여기서 서지보호기(100)에 일시 과전압을 인가시에는 내부소자(MOV; Metal Oxide Varistor)가 소손되어 수백 A이상의 큰 단락전류가 흐르게 된다.
따라서, 한 개의 사이리스터(S1, S2)로는 차단용량이 부족하므로 복수개의 소자(S1, S2)를 병렬로 연결하여 구동하도록 구성한 것이다.
또한, 스위치(S1, S2)에 부담을 줄이고 수명을 유지하기 위해서는 인가전압의 위상이 0°또는 180°인 부근에서 스위치(S1, S2)의 온, 오프 동작이 발생하도록 구성하여야 한다.
만일 90°또는 270°부근에서 스위치(S1, S2)가 동작하게 되면 대전류를 차단시 큰 서지가 발생하며 이로 인해 스위치(S1, S2)의 소손을 초래할 수 있다.
또한, 병렬로 연결된 스위치(S1, S2)의 각각의 특성이 다소 차이를 가지고 있으므로 대전류를 스위칭시 전류의 편중에 의해 스위치(S1, S2)의 소손이 발생하며, 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 비교기(Comp)를 이용하여 현재 인가되는 전원의 위상이 영점근처에 있는지를 판단하고 이에 따라 입력 전원의 위상이 영점 부근에 있을 경우 마이크로프로세서(55)는 스위치(S1, S2)의 온, 오프를 제어하도록 하였다.
상기 위상검출부(53)의 동작 예를 살펴보면, 도 4와 파형도와 같이 먼저 입 력전압은 제 11 저항(R11)과 제 12 저항(R12)에 의해 분압되어 브리지다이오드와 같은 정류기(BD)를 거쳐 제 13 저항(R13)의 양단(ND1)에는 전파 정류된 맥류 파형이 나타난다.
또한, 제 15 저항(R15)에는 즉, 제 2 노드(ND2)에는 제 14 저항(R14)과 제 15 저항(R15)에 의해 분압된 직류전압이 발생한다.
상기 정류기(BD)를 통해 출력되는 신호와 제 2 노드(ND2)에 걸리는 기준전압을 비교기(Comp)를 통해 제공받아 비교한 후 교류전압이 기준전압보다 높으면 '하이'신호를 출력(ND3)하고, 낮으면 '로우'신호를 출력(ND3)하게 된다. 즉, 비교기(Comp)의 기준전압을 낮게 하면 입력전압의 위상이 거의 0°부근에서는 '로우', 그 이외의 부분에서는 '하이'신호를 출력하는 디지털 신호를 얻을 수 있으며, 이 신호를 마이크로프로세서(55)를 통해 입력받아 '로우'신호가 측정되었을 때 릴레이(Rly)를 온시키도록 프로그램한 것이다.
도 5는 마이크로프로세서의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 먼저 모든 상태를 초기화한 후 마이크로프로세서(55)는 컴퓨터(70)로부터 송수신부(51)를 통해 릴레이(Rly), 즉 스위치(S1, S2)의 온 유지시간에 대한 데이터를 입력받고 내부 메모리에 저장한다(S1).
다음으로 마이크로프로세서(55)는 현재 선로에 입력되는 교류전원의 위상을 위상검출부(53)를 통해 검출하게 되는 데(S2), 위상검출부(53)의 비교기(Comp)로부터 '로우'신호가 출력되는지를 체크하여 '로우'신호가 검출될 경우 위상이 영점이라고 판단하며, 위상이 영점 부근일 경우에는 마이크로프로세서(55)는 릴레이(Rly) 를 턴-온시키게 된다(S3, S4). 상기 릴레이(Rly)가 턴-온이 됨에 따라 사이리스터(S1, S2)로 온되어 피시험물인 서지보호기(100)로 과전압 교류전원이 공급된다(S5). 상기 사이리스터(S1, S2)의 동작시간은 사용되는 반도체소자의 특성에 따라 약간의 차이는 있으나, 1ms 이내에서 제어 가능하다.
상기 서지보호기(100)로 전원을 인가하는 상태에서 마이크로프로세서(55)는 메모리에 미리 저장된 스위치 온 유지시간을 카운트하게 되며, 이때 카운트 시간은 시간표시부(59)에 표시된다(S6).
상기에서 설정 시간이 경과될 경우 마이크로프로세서(55)는 릴레이(Rly)로 공급되는 제어신호를 차단하여 릴레이를 턴-오프시키게 되며(S7, S8), 상기 릴레이(Rly)가 오프됨으로써, 자동으로 사이리스터(S1, S2)가 오프되며, 이에 따라 서지보호기(100)로 공급되는 일시 과전압은 차단된다(S9). 이어, 마이크로프로세서(55)는 다른 입력을 받기 위한 대기모드로 돌아간다.
아울러, 마이크로프로세서(55)는 사이리스터(S1, S2)의 동작에 따라 동작표시부(57) 및 잔여시간표시부(59)를 구동하게 되는 데, 예컨대 사이리스터(S1, S2)가 온될 경우 초록색 발광다이오드(57)를 점등시키고, 사이리스터(S1, S2)가 오프될 경우 빨간색 발광다이오드(57)를 점등시키며, 사이리스터(S1, S2)가 온될 경우 스위치 온 유지시간을 7-세그먼트(59)로 디스플레이하여 카운트한다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 스위치모듈 및 제어 회로는 서지보호기뿐만 아니라 각종 전력기기의 특성시험에도 적용 가능함은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
따라서, 본 발명에서는 일시 과전압 시험 시뮬레이터를 이용하여 서지보호기로 인가되는 일시 과전압에 대한 서지보호기의 특성을 분석할 수 있으며, 서지보호기 회로의 보완 및 평가에 활용할 수 있다.
또한, 서지보호기의 소손시 큰 단락전류가 발생하므로 인가전원을 차단하기 위해 동작속도가 매우 빠르고 응답특성이 양호한 다수의 반도체 스위치소자를 병렬로 접속하여 구성함과 아울러 제로(Zero) 위상을 검출하여 인가전원의 영점부근에서 스위칭 동작이 이루어지도록 함으로써 스위치의 부담을 줄이고 전류가 한 곳으로 편중되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 서지보호기의 특성을 시험하는 장치에 있어서:
    교류 입력전원에 따라 피시험품인 서지보호기의 일시 과전압 시험레벨에 해당하는 다양한 전압으로 변환하여 출력하는 단락변압기;
    상기 단락변압기의 2차측과 서지보호기의 일측에 직렬 연결되되 서지보호기로 인가되는 대용량의 서지전류를 차단 프로그램에 의해 자동 개폐하는 스위치모듈;
    상기 서지보호기로 인가되는 전원의 위상을 검출하여 영점부근에서 스위치모듈을 턴-온시킴과 아울러 설정된 시간이 경과되면 스위치모듈을 자동으로 턴-오프시키는 스위치컨트롤러; 및
    상기 스위치컨트롤러와 통신케이블을 통해 연결되어 스위치컨트롤러의 작동을 원격 제어함과 아울러 스위치모듈의 턴-온 유지 시간을 원격으로 설정하는 원격제어컴퓨터;를 구비한 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단락변압기의 2차측에 형성된 각 탭에 스위치모듈과 서지보호기가 각각 더 연결된 것을 특징으로 하는 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치모듈은, 스위치컨트롤러의 출력 제어신호에 따라 온, 오프되는 릴레이; 상기 입력전원단에 직렬로 연결되어 릴레이의 턴-온에 따라 작동되어 서지보호기로 전원을 공급하는 제 1 스위치부; 및 상기 제 1 스위치부와 병렬로 연결되어 릴레이의 턴-온에 따라 서지보호기로 전류를 흘리는 제 2 스위치부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 스위치부는, 상기 입력전원단과 서지보호기의 타측단에 직렬로 연결된 제 1 사이리스터와, 상기 제 1 사이리스터의 입력단과 릴레이의 일측단에 순방향으로 연결된 제 1 다이오드, 및 상기 제 1 사이리스터의 게이트와 릴레이의 타측단에 연결된 제 1 저항을 구비하며,
    상기 제 2 스위치부는, 상기 제 1 사이리스터와 역병렬로 연결된 제 2 사이리스터와, 상기 제 2 사이리스터의 입력단과 릴레이의 타측단에 순방향으로 연결된 제 2 다이오드, 및 상기 제 2 사이리스터의 게이트와 릴레이의 일측단에 연결된 제 2 저항;을 구비한 것을 특징으로 하는 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 스위치컨트롤러는, 원격제어컴퓨터와 원격제어 데이터 및 시험결과 데이터를 송수신하는 송수신부; 서지보호기로 인가되는 영점 위상을 검출하여 스위치모듈의 대전류 스위칭시 전류편중에 의한 스위치의 소손을 방지하는 위상검출부; 및 상기 위상검출부를 통해 선로에 입력되는 전원의 위상을 검출하여 영점부근에서 스위치모듈을 턴-온하되 송수신부를 통해 전달된 스위치 동작 유지시간동안 스위치모듈을 제어하는 마이크로프로세서;로 이루어진 것을 특징으로 하는 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스위치컨트롤러는, 마이크로프로세서의 제어에 따라 스위치모듈의 온, 오프 상태를 발광 표시하는 작동상태표시부; 및 상기 마이크로프로세서의 제어에 따라 스위치모듈의 온,오프 잔여시간을 표시하는 시간표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 위상검출부는, 상기 서지보호기로 입력되는 교류 입력전압을 분압저항 을 통해 제공받아 정류하는 정류기; 및 상기 정류기에서 출력되는 맥류와 소정의 기준전압을 비반전단자와 반전단자로 각각 제공받아 비교한 후 마이크로프로세서로 구형파를 발생하는 비교기;로 이루어진 것을 특징으로 하는 서지보호기의 일시 과전압 시험 시스템.
  8. 서지보호기의 특성을 시험 제어하는 방법에 있어서:
    스위치컨트롤러는 통신망을 통해 원격제어컴퓨터로부터 스위치 온 유지시간관련 데이터를 수신하여 저장하는 단계;
    상기 스위치컨트롤러는 위상검출부를 통해 서지보호기로 인가되는 교류전원을 검출하여 현제 위상이 영점 위상인지를 판단하는 단계;
    상기 영점 위상이 검출될 경우 스위치컨트롤러는 서지보호기의 입력단에 있는 스위치모듈을 작동시켜 서지보호기로 전원을 인가하는 단계;
    상기 서지보호기로 전원을 인가한 상태에서 스위치컨트롤러는 미리 설정된 스위치 온 유지시간이 경과되었는지를 판단하는 단계; 및
    상기 스위치 온 유지시간이 경과되면 스위치모듈을 개방시켜 서지보호기로 인가되는 전원을 차단하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 서지보호기의 일시 과전압 시험 제어방법.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100938460B1 (ko) * 2009-03-12 2010-01-25 (주)서일유니컴 휴대용 서지 보호기 측정 장치
KR101286057B1 (ko) * 2011-11-25 2013-07-19 한국철도기술연구원 전기전자기기의 뇌 서지 손상한계레벨 측정 시스템 및 방법
KR101324086B1 (ko) * 2013-04-15 2013-10-31 한국산업은행 서지 보호 장치의 멀티 모드 tov 시험 시스템
KR101429078B1 (ko) * 2014-05-12 2014-08-13 에이치제이산전(주) 서지 보호 소자 모니터링 장치
WO2014126357A1 (ko) * 2013-02-15 2014-08-21 선광엘티아이(주) 서지보호기의 수명예측 시스템
CN106816291A (zh) * 2017-04-13 2017-06-09 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种模拟绕组短路状态的配电变压器
KR20170110314A (ko) * 2016-03-23 2017-10-11 엘에스산전 주식회사 사이리스터 보호장치 및 그의 보호방법
CN109239502A (zh) * 2018-11-21 2019-01-18 珠海德利和电气有限公司 一种浪涌保护器测试装置
KR20230044828A (ko) * 2021-09-27 2023-04-04 주식회사 유라코퍼레이션 저전압 직류 변환장치의 암전류 차단 장치 및 그 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101027038B1 (ko) 2008-09-02 2011-04-11 두원공과대학산학협력단 서지 보호기용 통신 시스템
CN103018644B (zh) * 2012-12-29 2014-12-17 青岛纳川电气科技有限公司 Spd电流雷击自动化测试系统
FR3075518B1 (fr) * 2017-12-18 2021-01-29 Safran Electronics & Defense Circuit de commutation
KR102441339B1 (ko) 2018-06-21 2022-09-08 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그 제어 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4157496A (en) 1977-11-21 1979-06-05 St Jean Guy Circuit for testing protection devices
US4307342A (en) 1979-07-16 1981-12-22 Western Electric Co., Inc. Method and apparatus for testing electronic devices
JPH10229640A (ja) 1997-02-14 1998-08-25 Ngk Insulators Ltd 送電システムにおける避雷装置の設置方法
KR200257798Y1 (ko) * 1997-12-15 2002-02-19 이구택 보호계전기의 특성진단 장치

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100938460B1 (ko) * 2009-03-12 2010-01-25 (주)서일유니컴 휴대용 서지 보호기 측정 장치
KR101286057B1 (ko) * 2011-11-25 2013-07-19 한국철도기술연구원 전기전자기기의 뇌 서지 손상한계레벨 측정 시스템 및 방법
WO2014126357A1 (ko) * 2013-02-15 2014-08-21 선광엘티아이(주) 서지보호기의 수명예측 시스템
KR101324086B1 (ko) * 2013-04-15 2013-10-31 한국산업은행 서지 보호 장치의 멀티 모드 tov 시험 시스템
KR101429078B1 (ko) * 2014-05-12 2014-08-13 에이치제이산전(주) 서지 보호 소자 모니터링 장치
KR20170110314A (ko) * 2016-03-23 2017-10-11 엘에스산전 주식회사 사이리스터 보호장치 및 그의 보호방법
CN106816291A (zh) * 2017-04-13 2017-06-09 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种模拟绕组短路状态的配电变压器
CN109239502A (zh) * 2018-11-21 2019-01-18 珠海德利和电气有限公司 一种浪涌保护器测试装置
CN109239502B (zh) * 2018-11-21 2023-09-08 珠海德利和电气有限公司 一种浪涌保护器测试装置
KR20230044828A (ko) * 2021-09-27 2023-04-04 주식회사 유라코퍼레이션 저전압 직류 변환장치의 암전류 차단 장치 및 그 방법

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