KR20100042379A - 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고장전류를 차단하는 중에 발생되는 아크의 온도를 분광분석법을 이용하여 산출함으로써, 아크의 물리적 특성을 정확히 파악하여 보다 최적화된 고전압 차단기를 설계,제작할 수 있도록 한 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 아크 온도측정 장치는, 고장전류 차단시 발생되는 아크의 광을 집광하는 집광부와; 상기 집광부에 의해 집광된 아크 광을 스펙트럼으로 변환하는 분광기와; 상기 분광기에 의해 변환된 스펙트럼을 전기적 신호로 변환시켜 주는 검출기 및; 상기 검출기에 의해 변환된 전기적 신호를 수신 받아 온도를 계산하는 계산부를 포함하는 구성으로 이루어지는 것이 바람직하며, 아크 온도측정 방법은, 고장전류 차단시 발생되는 아크의 광을 집광하는 단계; 상기 집광된 아크 광을 스펙트럼으로 변환하는 단계; 상기와 같이 변환된 스펙트럼을 전기적 신호로 변환시키는 단계 및; 상기 변환된 전기적 신호를 이용하여 상기 아크의 온도로 산출하여 계산하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
고전압, 차단기, 아크, 집광, 분광기, 광케이블, 볼츠만

Description

고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING OF ARC TEMPERATURE IN HIGH VOLTAGE CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고장전류를 차단하는 중에 발생되는 아크의 온도를 산출함으로써, 아크의 물리적 특성을 정확히 파악하여 보다 최적화된 고전압 차단기를 설계,제작할 수 있도록 한 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차단기는 정상상태에서 선로를 개폐하는 것은 물론, 고장상태 즉, 단락상태에서 계전기와의 조합으로 선로를 자동적으로 개폐하여 기기를 보호하는데 사용된다.
이러한 차단기로는 주로 가정용 배전장치에 연결되는 22.9kv용 변압기에 사용되는 진공차단기(VCB : Vacuum Circuit Breaker)와, 기중차단기(ACB : Air Circuit Breaker) 및 154kv 이상의 송배전선로에 주로 이용되는 가스차단기(GCB : Gas Circuit Breaker)를 들 수 있다.
여기서, 상기 진공차단기는 선로의 차단을 고진공의 용기 속에서 접점을 여닫는 것으로 진공 중의 아크 소호능력을 이용하여 매우 높은 절연내력을 지니고 있어 화재 염려가 없으며 소형, 경량으로 구조가 간단한 것이 특징이다.
또한, 상기 기중차단기의 경우 전기회로에서 접촉자간의 개폐동작이 공기 중에서 이상적으로 행해지는 차단기로서 전류비를 고려하여 적합한 적용을 할 때 전류의 손실이 없도록 과전류를 미리 예측하여 자동적으로 회로를 개방하거나 수동적인 방법으로 회로를 개폐한다.
하지만, 상기 진공차단기 또는 기중차단기의 경우 22.9kv 이상의 고전압 차단기로서는 부적합하므로, 상기한 바와 같이 고전압인 송배전 선로에는 주로 가스차단기가 적용되고 있는 실정이다.
상기 가스차단기는 전기 흐름의 차단이 SF6와 같은 특수한 절연가스, 즉 비활성 기체를 소호 매질로 하여 동작하는 차단기로서, SF6 가스의 물리적, 화학적, 전기적 성질이 매우 우수하여 절연내력이 우수하고, 소호능력이 뛰어나며, 아크(Arc)가 안정적이고, 절연회복이 빨라 고전압 대전류 차단에 적합한 잇점이 있다.
도 1은 종래의 고전압 차단기(10)의 구성을 간략하게 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이, 정상상태에서는 가동전극(12)과 고정전극(14)이 접촉 상태를 이루고 있어서 정격전류를 흘리면 전기가 전달되나, 고장 또는 사고가 발생하면 정상전류 의 약 10배 이상의 고장전류가 흐르게 되고 이를 차단하기 위해 가동전극(12)과 고정전극(14)은 분리되는 구조로 이루어져 있다.
상기와 같이, 고장 또는 사고의 발생으로 정상전류의 약 10배 이상의 고장전류가 흐르게 되면, 두 전극(12,14) 간에는 고온의 아크가 발생하게 되며, 이때 노즐(16) 사이로 SF6 절연가스가 압축되어 분사되면서 아크를 소호하게 된다.
여기서, 고장전류를 차단하는 중에 발생하는 아크는 주위의 가스를 고온의 플라즈마 상태로 만들게 되는 등, 차단기의 차단특성에 지대한 영향을 미침에 따라 차단기 설계시에 아크의 물리적 특성을 정확하게 파악하는 것은 차단기의 설계 변수 결정에 중요한 요인이 된다.
즉, 아크의 물리적 특성(온도 등)을 정확히 파악하여야 고장전류 발생시 차단성능을 최적화할 수 있는 차단기를 설계,제작할 수 있는데, 종래에는 아크의 중요한 물리적 특성 중 하나인 온도 값이 수만 도에 이르는 고온인 관계로 직접 측정할 수 있는 기술이 전무한 실정이었는바, 상기한 바와 같이 최적화된 차단기의 설계,제작이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 고장전류를 차단하는 중에 발생되는 아크의 온도를 분광분석법을 이용하여 산출함으로써, 아크의 물리적 특성을 정확히 파악하여 보다 최적화된 고전압 차단기를 설계,제작할 수 있도록 한 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치는, 고장전류 차단시 발생되는 아크의 광을 집광하는 집광부와; 상기 집광부에 의해 집광된 아크 광을 스펙트럼으로 변환하는 분광기와; 상기 분광기에 의해 변환된 스펙트럼을 전기적 신호로 변환시켜 주는 검출기 및; 상기 검출기에 의해 변환된 전기적 신호를 수신 받아 온도를 계산하는 계산부를 포함하는 구성으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 집광부와 분광기는 광케이블에 의해 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고전압 차단기는, 고정전극과 가동전극 및 노즐을 감싸는 밀폐용기를 포함하고, 상기 밀폐용기의 일측에는 관측창이 형성되며, 상기 관측창의 외부에 집광부가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 집광부는, 상기 관측창을 통과하는 아크 광을 모아서 반대방향으로 반사해주는 주반사경과, 상기 주반사경의 전방에 위치하여 주반사경으로부터 반사되는 아크 광을 모아서 상기 광케이블이 위치한 초점으로 반사해주는 부반사경을 포함하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 주반사경과 부반사경의 거리를 조절하면서 육안으로 초점을 맞출 수 있도록 상기 부반사경의 초점면에는 초점면 조절장치가 설치될 수도 있으며, 이 경우 상기 초점면 조절장치는 반투명 재질이 종이인 것이 바람직하다.
또한, 상기 분광기는, 상기 집광부를 통과한 아크 광이 통과되는 슬릿부와, 상기 슬릿부를 통과한 아크 광을 반사하는 제1반사경과, 상기 제1반사경에 의해 반사된 아크 광을 각 파장으로 분리하는 회절발(프리즘)과, 상기 회절발에 의해 분리된 각 파장을 검출기로 반사하는 제2반사경을 포함하여 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치를 이용하여 아크 온도를 측정하는 방법은, (a) 고장전류 차단시 발생되는 아크의 광을 집광하는 단계; (b) 상기 집광된 아크 광을 스펙트럼으로 변환하는 단계; (c) 상기와 같이 변환된 스펙트럼을 전기적 신호로 변환시키는 단계 및; (d) 상기 변환된 전기적 신호를 이용하여 상기 아크의 온도를 계산하여 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 (a) 단계 이전에, 아크 광의 초점면을 조절하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (a) 단계는, 고전압 차단기의 외부에서 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 (d) 단계는, 볼츠만 플롯법에 의하여 온도를 계산하여 산출하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치 및 방법에 따르면, 고장전류를 차단하는 중에 발생되는 매우 고온의 아크 온도를 산출할 수 있게 됨으로써, 아크의 정확한 물리적 특성 파악이 용이하여 결국 최적화된 고전압 차단기의 설계,제작이 가능해지게 되는 매우 유용한 효과가 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
참고로, 본 발명을 설명함에 있어서, 종래에 있어서와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치는, 아크 발생에 따른 플라즈마의 광(光)을 분광기로 집광(集光)해 주는 집광부와, 스펙트럼 분석기인 분광기로 이루어져 있으며, 볼츠만 플롯(Boltzmann plot)에 의해 온도 산출은 PC와 같은 계산부(PC)에서 계산되는 것을 주 원리로 한다.
즉, 본 발명은 분광분석법을 이용하여 아크의 온도를 간접적으로 측정하는 것으로서, 분광분석법은 아크에서 발생하는 광을 스펙트럼으로 변환한 후, 볼츠만 플롯을 이용하여 아크의 온도를 계산하여 산출하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고장전류 차단시 발생되는 아크의 광을 집광하는 집광부(110)와, 집광부에 의해 집광된 아크 광을 스펙트럼으로 변환하는 분광기(120)와, 분광기에 의해 변환된 스펙트럼을 전기적 신호로 변환시켜 주는 CCD(Charge-coupled device)와 같은 검출기(130) 및 이 검출기에 의해 변환된 전기적 신호를 수신 받아 온도를 산출하는 계산부(140)를 포함한다.
여기서, 집광부(110)는 아크의 광을 집광하여 분광기로 보내주기 위한 광케이블(150)에 접속되는데, 이론적으로 광케이블(150)이 아크 표면에 직접 접촉하는 것이 가장 바람직하지만, 아크는 아주 짧은 시간 동안 지속되나 순간온도가 수 만도에 이르기 때문에 직접 접촉이 어려운바, 아크가 발생되는 밀폐용기(18)의 일측에 관측창(102)을 형성한 후, 이 관측창(102)을 사이에 두고 광케이블(150)이 아크 광을 집광하도록 구성된다.
도 3은 관측창을 사이에 두고 아크 광을 광케이블이 수광하는 구성을 간략히 나타낸 구성도로서, 아크 광은 2번의 경로와 같이 직선으로 광케이블(150)에 수광되어야 하나, 실질적으로는 1번과 3번 과 같이 빛이 굴절되어서 광케이블(150)에 수광되거나 또는 2번의 경로를 따라 통과되다가 관측창(102) 내에서 산란에 의해 2-1과 같이 수광되기도 한다.
따라서, 아크 광의 온도를 측정하고자 하는 지점 이외의 지점에서도 아크 광이 수광되어 정확한 온도 값을 산출할 수 없게 됨으로써, 도 4와 같이 본 발명에 따른 아크 온도측정 장치에 적용되는 집광부를 제공하게 되었다.
도 4는 본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치에 적용되는 집광부의 구성을 간략하게 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 관측창(102)을 통과하는 아크 광을 모아서 반대방향으로 반사해주는 주반사경(112)과, 이 주반사경의 전방에 위치하여 주반사경으로부터 반사되는 아크 광을 모아서 다시 반대방향의 광케이블로 반사해주는 부반사경(114)을 포함하여 이루어져 있다.
따라서, 상기 부반사경(114)에 의해 반사되는 아크 광은 광케이블이 위치한 초점면에서 상을 맺게 됨으로써, 광케이블(150)이 아크 표면에 직접적으로 접촉한 것과 동일한 효과를 갖게 된다.
이 경우, 초점면에서 정확하게 아크의 상을 맺게 하는 것이 매우 중요한데, 이를 위하여 초점면에 반투명 재질의 종이(116)와 같은 초점면 조절수단을 포함할 수 있다.
즉, 아크 발생 중에는 초점을 맞추기가 어려우므로 아크 발생 전에 도 5에서와 같이, 초점면에 반투명 재질의 종이(116)와 같은 초점면 조절수단을 갖다 댄 후, 주반사경(112)과 부반사경(114)의 거리를 조절하면서 육안으로 초점을 맞출 수 있다. 이는 아크가 가동전극(12)과 고정전극(14) 간에 발생한다는 점을 이용하여 아크 발생 전에 전극(12,14)의 형상이 또렷하게 종이면에 나타나는지를 확인한 후, 아크가 발생하는 중앙부에 광케이블(150)이 위치되도록 하면 초점을 정확히 맞출 수 있기 때문이다.
한편, 상기와 같은 구성으로 이루어진 집광부(110)에 의해 아크 광이 광케이블(150)에 모이게 되면, 집광된 아크 광은 광케이블을 따라 분광기(120)로 보내진다.
참고로, 빛의 파동설에 의하면 빛은 일정한 속도로 진행하며, 파장과 진동수를 가진다. 아크 광은 가시광선과 자외선 영역의 파장을 가지며, 이는 각 파장대별로 분리될 수 있는바, 빛의 파장을 알기 위해서는 빛을 각 파장대별로 분리시켜 줄 수 있는 프리즘 등의 장치가 필요하다.
도 6은 상기와 같이 빛 즉, 아크 광을 파장대별로 분리할 수 있는 장치로서 단색화 장치(Monochromator) 즉, 분광기의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치의 전체적인 구성도이다.
도시된 바와 같이, 분광기(120)는 집광부(110)에 의해 모인 아크 광을 스펙트럼으로 변환시키기 위한 것으로서, 집광부(110)를 통과한 아크 광이 통과되는 슬릿부(122)와, 상기 슬릿부를 통과한 아크 광을 반사하는 제1반사경(124)과, 상기 제1반사경에 의해 반사된 아크 광을 각 파장으로 분리하는 회절발(프리즘)(126)과, 상기 회절발에 의해 분리된 각 파장을 검출기(130)로 반사하는 제2반사경(128)을 포함하여 이루어져 있다.
따라서, 상기 분광기(120)는 집광부(110)를 통해 모인 아크 광을 각 파장대 별로 분리하여 스펙트럼으로 변환시킨 후, 검출기(130)로 보내는 기능을 담당하게 된다.
아크 광은 상기한 바와 같이 가시광선 이외에도 자외선 영역의 파장대를 가지므로, 상기 광케이블(150)은 자외선 영역의 파장대를 전송할 수 있도록 내부 재질은 석영(Quartz) 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 또한 차단기(10)의 밀폐용기(18) 일측에 형성되는 관측창(102)도 자외선 파장 영역을 투과시킬 수 있도록 석영 재질로 제작하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 집광부(110)에 의해 집광된 후, 광케이블(150)을 통해 전송된 아크 광은 분광기(120)를 거치면서 스펙트럼으로 변환되며, 검출기(130)를 거쳐 PC와 같은 계산부(140)로 출력된다. 계산부(140)에서는 볼츠만 플롯에 의해 온도를 계산하면 되는데, 이러한 볼츠만 플롯에 의한 계산법은 이미 널리 공지된 것이기에 자세한 설명은 생략하고 이하에서 간략하게 설명하고자 한다.
상위 에너지 준위 q에서 하위 에너지 p로 천이할 때 방출되는 특정 파장의 방출선
Figure 112008071974011-PAT00001
에 대한 국부적 방출도 준위 p로의 단위 시간당 천이 확률
Figure 112008071974011-PAT00002
,상위 에너지 준위로 여기되어 있는 입자의 분포
Figure 112008071974011-PAT00003
, 그리고 상위 준위에서 하위준위로 천이 시에 방출되는 광자의 에너지
Figure 112008071974011-PAT00004
에 비례한다. 이때 상위 에너지 준위의 분포를 LTE 플라즈마 하에서는 볼츠만 분포를 따르는데, 이를 식으로 나타내면 다 음과 같다.
Figure 112008071974011-PAT00005
(1)
여기서,
Figure 112008071974011-PAT00006
,
Figure 112008071974011-PAT00007
,
Figure 112008071974011-PAT00008
,
Figure 112008071974011-PAT00009
는 각각 상위 준위에 대한 통계적 가중치, 대상 입자의 파티션 함수(partition function), 대상 입자의 바닥 상태의 초기 밀도, 상위 준위 q에서의 들뜬 에너지를 나타낸다.
위의 (1)식을 이용하여 온도를 구하기 위해서는 파티션 함수, 대상 입자의 바닥상태의 초기밀도에 대해 알고 있어야만 하는데 이를 알기는 매우 어렵다. 따라서 2개 이상의 분광선을 이용하여 파티션 함수와 초기밀도의 정보 없이 온도를 산출할 수 있는 볼츠만 플롯법을 사용한다. 볼츠만 플롯법은 위의 (1)식을 아래의 식과 같이 정리하여 사용한다.
Figure 112008071974011-PAT00010
(2)
이때
Figure 112008071974011-PAT00011
는 방출 선과 관계된 매개 변수를 가지지 않기 때문에 상수로 가정할 수 있다. 분광기의 측정에 의해 여러 방출 선들에 대한 방출도(
Figure 112008071974011-PAT00012
)를 알 수 있고, 나머지 변수
Figure 112008071974011-PAT00013
,
Figure 112008071974011-PAT00014
,
Figure 112008071974011-PAT00015
,
Figure 112008071974011-PAT00016
,
Figure 112008071974011-PAT00017
는 스펙트럼과 관련된 데이터 시트(data sheet)를 보고 찾을 수 있다. 결국 식(2)를 이용하여 x축(
Figure 112008071974011-PAT00018
)과 y축(
Figure 112008071974011-PAT00019
)에 대해 하나의 직선을 그릴 수 있다. 이때 나타나는 직선의 기울기가
Figure 112008071974011-PAT00020
가 되고 볼츠만 상수
Figure 112008071974011-PAT00021
를 알고 있기 때문에 최종적으로 온도를 구할 수 있다. 즉, 여러 방출 선들에 대한 복사강도를 측정한 값과 최소 자승법(LSM)을 이용하여 직선을 구하고 그 직선의 기울기로부터 온도를 구하면 된다.
도 1은 종래의 고전압 차단기의 구성을 간략하게 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치의 개략적인 구성도.
도 3은 관측창을 사이에 두고 아크 광을 광케이블이 수광하는 구성을 간략히 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치에 적용되는 집광부의 구성을 간략하게 나타낸 구성도.
도 5는 광케이블의 초점면에 맺어진 전극의 형상을 나타낸 도면.
도 6은 아크 광을 파장대별로 분리할 수 있는 분광기의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치의 전체적인 구성도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100 : 아크 온도측정 장치 102 : 관측창
110 : 집광부 112 : 주반사경
114 : 부반사경 116 : 반투명재 종이
120 : 분광기 122 : 슬롯
124 : 제1반사경 126 : 회절발
128 : 제2반사경 130 : 검출기
140 : 계산부 150 : 광케이블

Claims (11)

  1. 고장전류 차단시 발생되는 아크의 광을 집광하는 집광부와;
    상기 집광부에 의해 집광된 아크 광을 스펙트럼으로 변환하는 분광기와;
    상기 분광기에 의해 변환된 스펙트럼을 전기적 신호로 변환시켜 주는 검출기 및;
    상기 검출기에 의해 변환된 전기적 신호를 수신 받아 온도를 계산하는 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 집광부와 분광기는 광케이블에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고전압 차단기는, 고정전극과 가동전극 및 노즐을 감싸는 밀폐용기를 포함하고, 상기 밀폐용기의 일측에는 관측창이 형성되며, 상기 관측창의 외부에 집광부가 설치되는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 집광부는, 상기 관측창을 통과하는 아크 광을 모아서 반대방향으로 반사해주는 주반사경과, 상기 주반사경의 전방에 위치하여 주반사경으로부터 반사되는 아크 광을 모아서 상기 광케이블이 위치한 초점으로 반사해주는 부반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 주반사경과 부반사경의 거리를 조절하면서 육안으로 초점을 맞출 수 있도록 상기 부반사경의 초점면에 초점면 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 초점면 조절장치는, 반투명 재질의 종이인 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분광기는, 상기 집광부를 통과한 아크 광이 통과되는 슬릿부와, 상기 슬릿부를 통과한 아크 광을 반사하는 제1반사경과, 상기 제1반사경에 의해 반사된 아크 광을 각 파장으로 분리하는 회절발(프리즘)과, 상기 회절발에 의해 분리된 각 파장을 검출기로 반사하는 제2반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 장치.
  8. 고전압 차단기에서 아크 온도를 측정하는 방법에 있어서,
    (a) 고장전류 차단시 발생되는 아크의 광을 집광하는 단계;
    (b) 상기 집광된 아크 광을 스펙트럼으로 변환하는 단계;
    (c) 상기와 같이 변환된 스펙트럼을 전기적 신호로 변환시키는 단계 및;
    (d) 상기 변환된 전기적 신호를 이용하여 상기 아크의 온도를 계산하여 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에, 아크 광의 초점면을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 고전압 차단기의 외부에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    볼츠만 플롯법에 의하여 온도를 계산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 고전압 차단기에서의 아크 온도측정 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20220145540A (ko) * 2021-04-22 2022-10-31 주식회사 오리온이엔씨 내방사선 불꽃 감지기 및 그 제조 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101631992B1 (ko) * 2015-09-22 2016-06-21 주식회사 케이디파워 프리즘을 이용한 아크 플래시 검출 시스템
CN108303643A (zh) * 2018-01-15 2018-07-20 温州大学苍南研究院 一种小型断路器热时间常数的快速测量方法
CN108333502A (zh) * 2018-01-15 2018-07-27 温州大学苍南研究院 一种测量小型断路器动作温度的方法
CN108303643B (zh) * 2018-01-15 2020-05-05 温州大学苍南研究院 一种小型断路器热时间常数的快速测量方法
CN108333502B (zh) * 2018-01-15 2020-05-05 温州大学苍南研究院 一种测量小型断路器动作温度的方法
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CN109696607B (zh) * 2018-12-12 2021-03-02 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种应用于灭弧实验光学诊断的内窥装置
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