KR20110045854A - Apparatus and method for detecting arc fault in power supply networks - Google Patents

Apparatus and method for detecting arc fault in power supply networks Download PDF

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KR20110045854A
KR20110045854A KR1020090102587A KR20090102587A KR20110045854A KR 20110045854 A KR20110045854 A KR 20110045854A KR 1020090102587 A KR1020090102587 A KR 1020090102587A KR 20090102587 A KR20090102587 A KR 20090102587A KR 20110045854 A KR20110045854 A KR 20110045854A
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Abstract

PURPOSE: A device and method for detecting arc in a power distribution line are provided to accurately determine an arc position based on the position of an arc fault circuit interrupter in the power distribution line. CONSTITUTION: A receiver(810) receives whether an arc is detected from a plurality of arc fault circuit interrupter(860,871,881). A fault position determining unit(820) determines the fault position of the distribution line based on the position of the arc fault circuit interrupter.

Description

배전 선로에 발생한 아크를 검출하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ARC FAULT IN POWER SUPPLY NETWORKS}Apparatus and method for detecting arc in distribution line {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ARC FAULT IN POWER SUPPLY NETWORKS}

본 발명은 배전 선로를 관리하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배전 선로에 발생한 고장의 위치를 판단하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for managing a distribution line, and more particularly, to a technique for determining a location of a failure occurring in a distribution line.

누전으로 인한 화재는 막대한 인명 및 재산 피해로 이어진다. 전기로 인한 이 같은 재난을 미연에 방지하기 위해 전기를 사용하는 모든 건물에는 누전 차단기의 설치가 법적 의무사항이다. 한편, 미국 방화 협회(NFPA)의 연구 결과에 따르면, 매년 평균 73,500건의 전기 화재가 발생하며, 이는 평균 591명의 사망자, 2,247명의 부상자, 손해액은 무려 10억불에 이르며, 이중, 아크로 인한 화재는 60,900건으로 무려 82%에 달한다. 아크는 전선의 노후화로 인한 절연 파괴, 햇빛에 의한 전선의 약화, 가구나 문틈에 끼인 전선의 손상, 전선의 지속적인 구부러짐, 플러그의 잘못된 연결 등에 의해 일어나게 된다. 아크에서 발생한 열은 서서히 전선 양극의 절연체를 탄화시켜 절연 파괴를 일으키고, 어느 순간 탄화 경로가 형성되어 순식간에 화재를 일으킨다. 또한, 아크에 의한 직접적인 열, 고압의 가스, 용융된 금속 파편들로 주변의 인화성 물질이나 종이, 톱밥, 의류 등 쉽게 발화 할 수 있는 물질로 열이 전달되어 화재가 일어나기도 한다.Fires caused by short circuits lead to immense loss of life and property. The installation of an earth leakage breaker is mandatory in all buildings that use electricity to prevent such disasters caused by electricity. Meanwhile, according to a study by the National Fire Protection Association (NFPA), an average of 73,500 electrical fires occur every year, with an average of 591 deaths, 2,247 injuries, and a whopping $ 1 billion in damages. That's 82%. Arcs are caused by insulation breakdown due to ageing of the wires, weakening of the wires by sunlight, damage to the wires caught in furniture or doors, continuous bending of the wires, and incorrect connection of the plugs. The heat generated by the arc gradually carbonizes the insulators of the wire anodes, causing dielectric breakdown, and at some point a carbonization path is formed, causing an instant fire. In addition, direct heat from arcs, high-pressure gas, and molten metal fragments transfer heat to easily flammable materials such as surrounding flammable materials, paper, sawdust, clothing, and fire.

아크 차단기(AFCI, Arc Fault Circuit Interrupt)는 일반적으로 전류 계측을 통해 아크 신호를 검출하고, 정해진 시간 내에 회로를 차단하는 기능을 수행한다. 그러나 배전 선로가 계층적으로 구성된 경우, 특정한 전원 라인에서 아크 발생 시 하나의 아크 차단기에서만 아크가 검출되는 것이 아니라 다수의 아크 차단기에서 신호가 검출되고 차단이 되는 문제점을 가지고 있다. 이러한 구성의 경우, 아크가 발생된 정확한 위치 판단으로 해당 아크 차단기만 차단 동작하도록 하여 전체 전원 계통의 피해를 최소화할 필요가 있다.Arc Fault Circuit Interrupt (AFCI) typically detects the arc signal through current measurement and performs the function of breaking the circuit within a specified time. However, when a distribution line is hierarchically configured, when an arc occurs in a specific power line, an arc is not detected in only one arc breaker, but a signal is detected and blocked in a plurality of arc breakers. In such a configuration, it is necessary to minimize the damage of the entire power system by blocking only the corresponding arc breaker by determining the exact position of the arc generation.

본 발명의 목적은 배전 선로에 발생한 고장의 정확한 위치를 판단하는 것이다.An object of the present invention is to determine the exact location of the failure occurred in the distribution line.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 배전 선로의 고장 위치 판단 장치에 있어서, 계층적으로 구성된 복수의 아크 차단기로부터 각각 아크 검출 여부를 수신하는 수신부; 상기 아크 검출 여부를 수신한 아크 차단기의 상기 계층에서의 위치에 기반하여 상기 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 고장 위치 판단부를 포함하는 고장 위치 판단 장치를 제공한다.In order to achieve the above object and to solve the problems of the prior art, the present invention provides a device for determining the location of a failure of a distribution line, comprising: a receiving unit for receiving an arc detection from each of a plurality of hierarchically configured arc breakers; Provided is a failure location determination device including a failure location determination unit for determining a failure occurrence position of the distribution line based on the position in the hierarchy of the arc breaker receiving the detection of the arc.

본 발명의 일측에 따르면 배전 선로에 발생한 아크를 검출하는 검출부, 상기 발생한 아크가 병렬 아크인지 직렬 아크인지 여부를 판단하는 아크 타입 판단부, 상기 아크 타입에 따라서 상기 배전 선로에 대한 전원 공급을 차단하는 차단부를 포함하는 아크 차단기가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a detection unit for detecting an arc generated in a distribution line, an arc type determination unit for determining whether the generated arc is a parallel arc or a serial arc, according to the arc type to cut off the power supply to the power distribution line An arc breaker is provided that includes a breaker.

본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 계층적으로 구성된 복수의 아크 차단기로부터 아크 검출 여부를 각각 수신하는 단계 및 상기 아크 검출 여부를 수신한 아크 차단기의 상기 계층에서의 위치에 기반하여 상기 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 단계를 포함하는 배전 선로의 고장 위치 판단 방법이 제공된다.According to another aspect of the invention, the step of receiving each of the arc detection from a plurality of hierarchically configured arc breakers and the failure of the distribution line based on the position in the layer of the arc breaker receiving the arc detection Provided is a failure location determination method of a distribution line including determining a generation location.

본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 배전 선로에 발생한 아크를 검출하는 단계, 상기 발생한 아크가 병렬 아크인지 직렬 아크인지 여부를 판단하는 단계 및 상 기 아크 타입에 따라서 상기 배전 선로에 대한 전원 공급을 차단하는 단계를 포함하는 배전 선로의 전원 차단 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, detecting an arc generated in a distribution line, determining whether the generated arc is a parallel arc or a series arc and cut off the power supply to the power distribution line according to the arc type Provided is a method for shutting off power of a distribution line including the steps of:

본 발명에 따르면 배전 선로의 복수의 지점에서 아크 발생 여부를 검출하여 고장이 발생한 정확한 위치를 판단할 수 있다.According to the present invention, it is possible to determine whether an arc has occurred at a plurality of points of the distribution line to determine the exact location of the failure.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 계층적으로 구성된 배전 회로에서 고장이 발생하지 않은 경우에, 각 아크 차단기의 동작을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the operation of each arc circuit breaker when a failure does not occur in a hierarchically arranged power distribution circuit.

계층 적으로 구성된 배전 회로는 상위 계층과 하위 계층으로 구분된다. 상위 계층은 전원(110)으로부터 배전 노드까지의 배전 회로이고, 하위 계층은 배전 노드로부터 부하(142, 152, 162, 172)까지의 배전 회로이다. 도 1에서는 전원으로부터 배전 노드까지의 브랜치에 하나의 아크 차단기(120)가 설치되고, 배전 노드로부터 각 부하(142, 152, 162, 172)까지의 브랜치 각각에 아크 차단기(141, 151, 161, 171)가 설치되었다. 이하 상위 계층에 설치된 아크 차단기(120)를 상위 계층 아크 차단기라고 하고, 하위 계층에 설치된 아크 차단기(141, 151, 161, 171)를 하위 계층 아크 차단기라고 하기로 한다.The hierarchical distribution circuit is divided into upper layer and lower layer. The upper layer is a distribution circuit from the power supply 110 to the distribution node, and the lower layer is a distribution circuit from the distribution node to the loads 142, 152, 162, 172. In FIG. 1, an arc breaker 120 is installed in a branch from a power supply to a distribution node, and an arc breaker 141, 151, 161, in each branch from a power distribution node to each load 142, 152, 162, and 172. 171 has been installed. Hereinafter, the arc breaker 120 installed in the upper layer will be referred to as the upper layer arc breaker, and the arc breakers 141, 151, 161 and 171 installed in the lower layer will be referred to as the lower layer arc breaker.

각 아크 차단기(120, 141, 151, 161, 171)가 바라보는 전압

Figure 112009065974622-PAT00001
, 전류
Figure 112009065974622-PAT00002
및 임피던스
Figure 112009065974622-PAT00003
에 대하여 하기 수학식 1과 같은 관계가 성립한다.Voltage seen by each arc breaker (120, 141, 151, 161, 171)
Figure 112009065974622-PAT00001
, Current
Figure 112009065974622-PAT00002
And impedance
Figure 112009065974622-PAT00003
With respect to the following relationship is established.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112009065974622-PAT00004
Figure 112009065974622-PAT00004

여기서,

Figure 112009065974622-PAT00005
Figure 112009065974622-PAT00006
의 합성 저항이다.here,
Figure 112009065974622-PAT00005
silver
Figure 112009065974622-PAT00006
Is a synthetic resistance.

한편, 각 하위 계층 아크 차단기(141, 151, 161, 171)가 바라보는 전압

Figure 112009065974622-PAT00007
, 전류
Figure 112009065974622-PAT00008
및 임피던스
Figure 112009065974622-PAT00009
의 관계는 하기 수학식 2와 같다.On the other hand, the voltage seen by each lower layer arc breaker (141, 151, 161, 171)
Figure 112009065974622-PAT00007
, Current
Figure 112009065974622-PAT00008
And impedance
Figure 112009065974622-PAT00009
The relationship of is as shown in Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112009065974622-PAT00010
Figure 112009065974622-PAT00010

수학식 2를 하기 수학식 3과 같이 표현할 수도 있다.Equation 2 may be expressed as Equation 3 below.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112009065974622-PAT00011
Figure 112009065974622-PAT00011

도 2는 계층적으로 구성된 배전 회로의 상위 계층에 직렬 아크가 발생한 경우에 각 아크 차단기의 동작을 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of each arc breaker when a series arc occurs in an upper layer of a hierarchically configured power distribution circuit.

상위 계층에 직렬 아크가 발생한 경우에, 하위 계측 아크 차단기(241, 251, 261, 271)가 바라보는 전압

Figure 112009065974622-PAT00012
및 전류
Figure 112009065974622-PAT00013
, 임피던스
Figure 112009065974622-PAT00014
(242, 252, 262, 272)의 관계는 하기 수학식 4와 같다.Voltage seen by lower instrumentation arc breakers 241, 251, 261 and 271 when a series arc occurs in the upper layer
Figure 112009065974622-PAT00012
And current
Figure 112009065974622-PAT00013
, Impedance
Figure 112009065974622-PAT00014
The relationship of (242, 252, 262, 272) is shown in the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112009065974622-PAT00015
Figure 112009065974622-PAT00015

각 하위 계층 아크 차단기(241, 251, 261, 271)의 배전 선로상의 위치는 유사하므로 이하 제1 하위 계층 아크 차단기(241)에 대해서만 전압, 전류 관계를 살펴보기로 한다.Since the positions on the power distribution lines of the respective lower layer arc breakers 241, 251, 261, and 271 are similar, only the first lower layer arc breaker 241 will be described below.

상위 계층에 직렬 아크가 발생한 경우에, 직렬 아크 임피던스

Figure 112009065974622-PAT00016
가 생성된다. 따라서 직렬 아크 임피던스
Figure 112009065974622-PAT00017
로 인한 전압 강하가 발생한다.Series arc impedance when a series arc occurs in the upper layer
Figure 112009065974622-PAT00016
Is generated. Thus series arc impedance
Figure 112009065974622-PAT00017
Due to the voltage drop.

상위 계층에 직렬 아크가 발생한 경우에 상위 계층 아크 차단기(220)가 바라 보는 전압

Figure 112009065974622-PAT00018
, 전류
Figure 112009065974622-PAT00019
임피던스
Figure 112009065974622-PAT00020
및 직렬 아크 임피던스
Figure 112009065974622-PAT00021
의 관계는 하기 수학식 5와 같다.The voltage seen by the upper tier arc breaker 220 when a series arc occurs in the upper tier
Figure 112009065974622-PAT00018
, Current
Figure 112009065974622-PAT00019
impedance
Figure 112009065974622-PAT00020
And series arc impedance
Figure 112009065974622-PAT00021
The relationship of is as shown in Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112009065974622-PAT00022
Figure 112009065974622-PAT00022

Figure 112009065974622-PAT00023
Figure 112009065974622-PAT00023

상위 계층에 직렬 아크가 발생하지 않은 정상 상태에서 상위 계층 아크 차단기(220)가 바라보는 전압

Figure 112009065974622-PAT00024
및 전류
Figure 112009065974622-PAT00025
를 가정하면 하기 수학식 6의 관계가 있다.Voltage seen by the upper tier arc breaker 220 in the normal state where no series arc occurs in the upper tier
Figure 112009065974622-PAT00024
And current
Figure 112009065974622-PAT00025
If we assume that there is a relationship of the following equation (6).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112009065974622-PAT00026
Figure 112009065974622-PAT00026

Figure 112009065974622-PAT00027
라고 생각할 수 있으므로, 수학식 5는 수학식 6을 참고하여 하기 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009065974622-PAT00027
Equation 5 may be expressed as Equation 7 with reference to Equation 6.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112009065974622-PAT00028
Figure 112009065974622-PAT00028

수학식 7을

Figure 112009065974622-PAT00029
에 대하여 정리한다면 수학식 8과 같이 표현할 수 있다.Equation 7
Figure 112009065974622-PAT00029
In the following, it can be expressed as Equation 8.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112009065974622-PAT00030
Figure 112009065974622-PAT00030

Figure 112009065974622-PAT00031
Figure 112009065974622-PAT00031

여기서,

Figure 112009065974622-PAT00032
라고 정의한다면, 수학식 8은 하기 수학식 9와 같이 표현할 수 있다.here,
Figure 112009065974622-PAT00032
Equation 8 can be expressed as Equation 9 below.

[수학식 9][Equation 9]

Figure 112009065974622-PAT00033
Figure 112009065974622-PAT00033

상기 수학식 9을 참고하면, 상위 계층에서 직렬 아크가 발생한 경우, 상위 계층의 전류

Figure 112009065974622-PAT00034
가 변화하고, 상위 계층의 아크 차단기(220)뿐만 아니라, 하위 계층의 아크 차단기(241)도 아크 발생 여부를 검출할 수 있음을 알 수 있다.Referring to Equation 9, when the series arc occurs in the upper layer, the current of the upper layer
Figure 112009065974622-PAT00034
Is changed, it can be seen that not only the arc breaker 220 of the upper layer but also the arc breaker 241 of the lower layer can detect whether or not an arc is generated.

도 3은 도 2에 도시된 실시예에서 각 아크 차단기의 아크 검출 가능성 및 차단 여부를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating the arc detection possibility and whether or not each arc breaker in the embodiment shown in FIG.

도 3을 참고하면, 상위 계층에서 직렬 아크가 발생한 경우에 상위 계층의 아크 차단기(220)뿐만 아니라, 하위 계층의 아크 차단기(241, 251, 261, 271)도 아크 발생 여부를 검출할 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, when the series arc occurs in the upper layer, not only the arc breaker 220 of the upper layer but also the arc breakers 241, 251, 261, and 271 of the lower layer may detect whether the arc is generated. Able to know.

따라서, 상위 계층의 아크 차단기(220) 및 하위 계층의 아크 차단기(241, 251, 261, 271)에서 아크를 검출한 경우, 상위 계층에서 직렬 아크가 발생했음을 알수 있고, 상위 계층의 아크 차단기가 배전 회로를 차단할 수 있다.Therefore, when an arc is detected by the arc breaker 220 of the upper layer and the arc breakers 241, 251, 261, and 271 of the lower layer, it can be seen that a series arc has occurred in the upper layer, and the arc breaker of the upper layer is distributed. The circuit can be broken.

도 4는 계층적으로 구성된 배전 회로의 하위 계층에 직렬 아크가 발생한 경우에 각 아크 차단기의 동작을 설명하는 도면이다. 도 4에서는 제1 아크 차단 기(441)와 관련된 하위 계층에 직렬 아크가 발생한 실시예가 도시되었다.FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of each arc breaker when a series arc occurs in a lower layer of a hierarchically configured power distribution circuit. In FIG. 4, an embodiment where a series arc is generated in a lower layer associated with the first arc breaker 441 is illustrated.

각 아크 차단기(420, 441, 451, 461, 471)들이 바라보는 전압

Figure 112009065974622-PAT00035
, 전류
Figure 112009065974622-PAT00036
및 임피던스
Figure 112009065974622-PAT00037
의 관계는 하기 수학식 10과 같다.Voltage seen by each arc breaker 420, 441, 451, 461, 471
Figure 112009065974622-PAT00035
, Current
Figure 112009065974622-PAT00036
And impedance
Figure 112009065974622-PAT00037
The relationship of is as shown in Equation 10 below.

[수학식 10][Equation 10]

Figure 112009065974622-PAT00038
Figure 112009065974622-PAT00038

먼저 직렬 아크가 발생한 제1 아크 차단기(441)에 대한 전압

Figure 112009065974622-PAT00039
, 전류
Figure 112009065974622-PAT00040
, 임피던스
Figure 112009065974622-PAT00041
및 아크저항
Figure 112009065974622-PAT00042
의 관계는 하기 수학식 11과 같다.First, the voltage to the first arc breaker 441 where the series arc occurred.
Figure 112009065974622-PAT00039
, Current
Figure 112009065974622-PAT00040
, Impedance
Figure 112009065974622-PAT00041
And arc resistance
Figure 112009065974622-PAT00042
The relationship of is as shown in Equation 11 below.

[수학식 11][Equation 11]

Figure 112009065974622-PAT00043
Figure 112009065974622-PAT00043

여기서,

Figure 112009065974622-PAT00044
은 하기 수학식 12와 같이 정의된다.here,
Figure 112009065974622-PAT00044
Is defined as in Equation 12 below.

[수학식 12][Equation 12]

Figure 112009065974622-PAT00045
Figure 112009065974622-PAT00045

하위 계층 아크 차단기(441, 451, 461, 471) 중에서 직렬 아크가 발생하지 않은 다른 아크 차단기의 전압

Figure 112009065974622-PAT00046
및 전류
Figure 112009065974622-PAT00047
의 관계는 하기 수학식 13과 같다.Voltage of other lower layer arc breakers 441, 451, 461, 471 that no series arc has occurred.
Figure 112009065974622-PAT00046
And current
Figure 112009065974622-PAT00047
Is represented by the following equation (13).

[수학식 13][Equation 13]

Figure 112009065974622-PAT00048
Figure 112009065974622-PAT00048

Figure 112009065974622-PAT00049
Figure 112009065974622-PAT00049

상기 수학식 13을 참고하면, 하위 계층에 직렬 아크가 발생한 경우에도, 직 렬 아크가 발생한 브랜치의 아크 차단기(441)를 제외한 다른 아크 차단기들(451, 461, 471)은 아크 발생 여부를 검출할 수 없음을 알 수 있다.Referring to Equation 13, even when a series arc occurs in a lower layer, other arc breakers 451, 461, and 471 except the arc breaker 441 of the branch in which the serial arc is generated may detect whether an arc is generated. It can be seen that.

또한, 상위 계층의 아크 차단기(420)가 바라보는 전류

Figure 112009065974622-PAT00050
는 하기 수학식 14과 같이 정의할 수 있다.Also, the current seen by the upper layer arc breaker 420.
Figure 112009065974622-PAT00050
May be defined as in Equation 14 below.

[수학식 14][Equation 14]

Figure 112009065974622-PAT00051
Figure 112009065974622-PAT00052
Figure 112009065974622-PAT00051
Figure 112009065974622-PAT00052

Figure 112009065974622-PAT00053
Figure 112009065974622-PAT00053

상기 수학식 14을 참고하면, 하위 계층에서 직렬 아크가 발생한 경우에 상위 계층의 전류가 변화하고, 직렬 아크가 발생한 제1 아크 차단기뿐만 아니라, 상위 계층의 아크 차단기(420)도 아크 발생 여부를 검출할 수 있음을 알 수 있다.Referring to Equation 14, when the series arc occurs in the lower layer, the current of the upper layer changes, and not only the first arc breaker in which the series arc is generated, but also the arc breaker 420 of the upper layer detects whether the arc is generated. It can be seen that.

도 5은 도 4에 도시된 실시예에서 각 아크 차단기의 아크 검출 가능성 및 차단 여부를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating arc detection possibilities of each arc circuit breaker and whether or not the blocks are blocked in the embodiment shown in FIG. 4.

도 5를 참고하면, 하위 계층의 특정 브랜치에서 직렬 아크가 발생한 경우에는 직렬 아크가 발생한 브랜치에 설치된 특정 아크 차단기(441)뿐만 아니라 상위 계층의 아크 차단기(420)도 아크 발생 여부를 검출할 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 직렬 아크가 발생하지 않은 다른 브랜치에 설치된 아크 차단기(251, 261, 271)들은 아크 발생 여부를 검출할 수 없음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, when a series arc occurs in a specific branch of a lower layer, not only the specific arc breaker 441 installed in the branch where the series arc occurs, but also the arc breaker 420 of the upper layer may detect whether an arc occurs. It can be seen. However, it can be seen that the arc breakers 251, 261, and 271 installed in other branches where the series arc does not occur cannot detect whether the arc has occurred.

따라서, 상위 계층의 아크 차단기(420) 및 특정한 하위 계층의 아크 차단기(241)에서 아크를 검출한 경우, 하위 계층에서 직렬 아크가 발생했음을 알수 있다. 따라서, 직렬 아크가 발생한 특정한 브랜치에 설치된 아크 차단기(241)가 배전 회로를 차단할 수 있다.Therefore, when an arc is detected by the arc breaker 420 of the upper layer and the arc breaker 241 of a specific lower layer, it can be seen that a series arc has occurred in the lower layer. Thus, an arc breaker 241 installed at a particular branch in which the series arc has occurred can interrupt the power distribution circuit.

도 6은 아크 차단기의 아크 차단 동작 TC-커브를 도시한 도면이다.Fig. 6 shows the arc breaking action TC-curve of the arc breaker.

TC-커브의 가로축은 배전 선로에 흐르는 전류를 나타내고, TC-커브의 세로축은 아크 제거 시간을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 배전 선로에 큰 전류가 흐르는 경우에 아크 차단기는 회로를 신속히 차단하나, 배전 선로에 흐르는 전류의 크기가 작다면 아크 차단기는 회로를 천천히 차단하는 것을 알 수 있다.The horizontal axis of the TC-curve represents the current flowing through the distribution line, and the vertical axis of the TC-curve represents the arc removal time. Referring to FIG. 6, it can be seen that the arc breaker quickly cuts off the circuit when a large current flows through the distribution line, but the arc breaker slowly cuts off the circuit if the magnitude of the current flowing in the distribution line is small.

아크 차단기들이 도 1, 도 3 및 도 5와 같이 계층적으로 구성된 경우에, 상위 계층의 배전 선로에 흐르는 전류는 하위 계층의 배전 선로에 흐르는 전류보다 더 크다. 따라서, 상위 계층의 아크 차단기는 하위 계층의 아크 차단기보다 먼저 회로를 차단한다.When the arc breakers are hierarchically configured as shown in Figs. 1, 3 and 5, the current flowing in the distribution line of the upper layer is larger than the current flowing in the distribution line of the lower layer. Therefore, the upper layer arc breaker breaks the circuit before the lower layer arc breaker.

상부 계층에서 아크가 발생한 경우, 상위 계층의 아크 차단기뿐만 아니라 하위 계층의 복수의 아크 차단기가 아크 발생 여부를 검출한다. 상위 계층의 아크 차단기가 하위 계층의 아크 차단기보다 먼저 배전 선로를 차단한다. 아크가 발생한 부분에 설치된 아크 차단기가 배전 선로를 차단하므로 바람직한 실시예라고 할 수 있다.When an arc occurs in the upper layer, a plurality of arc breakers in the lower layer as well as the arc breaker in the upper layer detects whether the arc has occurred. The upper layer arc breaker breaks the distribution line before the lower layer arc breaker. An arc breaker installed at the arc generating portion blocks the distribution line, so it can be said to be a preferred embodiment.

하부 계층에서 아크가 발생한 경우, 아크가 발생한 특정 브랜치의 아크 차단기 및 상위 계층의 아크 차단기가 아크 발생 여부를 검출한다. 이 경우에도 상위 계층의 아크 차단기가 먼저 배전 선로를 차단한다. 아크가 하위 계층에 발생한 경우에도 상위 계층을 차단하므로 이는 바람직하지 않다.If an arc occurs in the lower tier, the arc breaker of the particular branch where the arc occurred and the arc breaker of the upper tier detect whether the arc has occurred. In this case too, the upper layer arc breaker first cuts the power distribution lines. This is undesirable because the arc blocks the upper layer even if the arc occurs in the lower layer.

따라서, 배전 선로에 아크가 발생한 경우에, 복수의 아크 차단기들의 배전 선로상에서의 위치에 기반하여 정확한 아크 발생 위치를 판단해야 한다. 또는 복수의 아크 차단기의 배전 선로상에서의 위치에 기반하여 복수의 아크 차단기들 중에서 배전 선로를 차단할 아크 차단기를 선택해야 한다.Therefore, when an arc occurs in the distribution line, it is necessary to determine the exact arc generation position based on the position on the distribution line of the plurality of arc breakers. Or, based on the position of the plurality of arc breakers on the distribution line, it is necessary to select an arc breaker to cut the distribution line among the plurality of arc breakers.

도 7은 하나의 하부 차단기에서 아크를 검출한 경우에, 고장 구간을 확정하는 개념을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a concept of determining a failure section when an arc is detected by one lower breaker.

도 7의 (a)는 여러 개의 유효한 부하 전류가 흐르는 하위 계층 아크 차단기가 존재하는 경우에, 배전 선로의 고장 발생 위치 및 배전 선로를 차단할 아크 차단기를 정확히 결정하는 실시예를 도시한 것이다.FIG. 7A illustrates an embodiment of accurately determining a failure location of a distribution line and an arc breaker to block a distribution line in a case where a lower layer arc circuit breaker through which several effective load currents flow.

반면, 도 7의 (b)는 유효한 부하 전류가 흐르는 하위 계층 차단기가 하나만 존재하고, 해당 아크 차단기에서 아크를 검출한 경우에 고장 발생 위치를 확정할 수 없는 실시예를 도시한 것이다. 이 경우, 하위 계층 아크 차단기가 배전 선로를 차단할 수 있다.On the other hand, Figure 7 (b) shows an embodiment in which there is only one lower layer circuit breaker through which a valid load current flows, and a failure occurrence position cannot be determined when an arc is detected by the arc circuit breaker. In this case, the lower layer arc breaker may interrupt the distribution line.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고장 위치 판단 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 고장 위치 판단 장치(800)는 수신부(810), 고장 위치 판단부(820), 제 어부(830) 및 전송부(840)를 포함한다.8 is a block diagram showing the structure of a fault location determining apparatus according to an embodiment of the present invention. The fault location determining apparatus 800 includes a receiver 810, a fault location determiner 820, a control unit 830, and a transmitter 840.

수신부(810)는 계층적으로 구성된 복수의 아크 차단기(860, 871, 881)로부터 각각 아크 검출 여부를 수신한다. 일실시예에 따르면 복수의 아크 차단기(860, 871, 881)들은 전원(850)과 배전 노드 사이의 아크를 검출하는 상위 계층 차단기(860)를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 아크 차단기(860, 871, 881)들은 배전 노드와 부하(872, 882)사이의 아크를 검출하는 복수의 하위 계층 아크 차단기(871, 881)를 포함할 수 있다.The receiver 810 receives an arc detection from a plurality of hierarchically configured arc breakers 860, 871, and 881. According to one embodiment the plurality of arc breakers 860, 871, 881 may include a higher layer breaker 860 that detects an arc between the power source 850 and the power distribution node. In addition, the plurality of arc breakers 860, 871, 881 may include a plurality of lower layer arc breakers 871, 881 for detecting an arc between the distribution node and the loads 872, 882.

고장 위치 판단부(820)는 아크 검출 여부를 수신한 아크 차단기(860, 871, 881)의 계층에서의 위치에 기반하여 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단할 수 있다. 일예로서, 수신부(810)가 상위 계층 아크 차단기(860)뿐만 아니라, 하위 계층 차단기(871, 881) 모두로부터 아크 검출 여부를 수신한 경우에, 고장 위치 판단부(820)는 상위 계층에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The fault location determiner 820 may determine a fault location of the distribution line based on a location in the hierarchy of the arc breakers 860, 871, and 881 that have received the arc detection. As an example, when the receiver 810 receives the arc detection from both the lower layer breakers 871 and 881 as well as the upper layer arc breaker 860, the failure location determining unit 820 may detect that a failure occurs in the upper layer. It can be judged that it occurred.

다른 실시예에 따르면 수신부(810)가 복수의 하위 계층 검출기(871, 881) 중에서 어느 하나의 하위 계층 검출기로부터 아크 검출 여부를 수신하고, 상위 계층 검출기로부터 아크 검출 여부를 수신한 경우에, 고장 위치 판단부(820)는 아크 검출 여부를 수신한 하위 계층 검출기가 설치된 하위 계층에서 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다.According to another exemplary embodiment, when the receiving unit 810 receives arc detection from any one of the lower layer detectors 871 and 881, and detects whether the arc is detected from the upper layer detector, the failure location is determined. The determination unit 820 may determine that a failure has occurred in a lower layer in which the lower layer detector, which receives the arc detection, is installed.

고장 위치 판단부(820)는 고장 발생 위치뿐만 아니라 배전 선로에서 전원 공급을 차단할 위치를 판단할 수 있다.The failure location determination unit 820 may determine a location at which the power supply is cut off from the distribution line as well as the location of the failure.

제어부(830)는 고장 발생 위치에 대한 전원 공급을 차단하는 제어 신호를 생 성한다.The control unit 830 generates a control signal to cut off the power supply to the failure location.

전송부(840)는 제어 신호를 고장 발생 위치와 관련된 아크 차단기로 전송한다.The transmitter 840 transmits a control signal to the arc breaker associated with the failure location.

제어 신호를 수신한 아크 차단기는 제어 신호에 따라서 해당 배전 선로 구간의 전원 공급을 차단한다.Upon receiving the control signal, the arc breaker cuts off power supply to the corresponding power distribution line section according to the control signal.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 아크 차단기의 구조를 도시한 블록도이다.9 is a block diagram showing the structure of an arc breaker according to an embodiment of the present invention.

아크 차단기(900)는 아크 검출부(910), 아크 타입 판단부(920), 전송부(930), 수신부(940) 및 차단부(950)를 포함한다.The arc breaker 900 includes an arc detector 910, an arc type determiner 920, a transmitter 930, a receiver 940, and a breaker 950.

아크 검출부(910)는 배전 선로에 발생한 아크를 검출한다.The arc detector 910 detects an arc generated in the distribution line.

아크 타입 판단부(920)는 아크 검출부(910)가 검출한 아크가 병렬 아크인지 직렬 아크인지 여부를 판단한다.The arc type determiner 920 determines whether the arc detected by the arc detector 910 is a parallel arc or a serial arc.

차단부(950)는 아크 타입에 따라서 배전 선로에 대한 전원 공급을 차단한다.The blocking unit 950 cuts off power supply to the power distribution line according to the arc type.

일예로서, 아크 검출부(910)가 검출한 아크가 병렬 아크인 경우에 차단부(950)는 즉시 배전 선로에 대한 전원 공급을 차단한다.As an example, when the arc detected by the arc detector 910 is a parallel arc, the blocking unit 950 immediately cuts off power supply to the power distribution line.

아크 검출부(910)가 검출한 아크가 직렬 아크인 경우에, 전송부(930)는 아크 검출 여부를 고장 위치 판단 장치(990)로 전송한다.When the arc detected by the arc detector 910 is a serial arc, the transmitter 930 transmits whether the arc is detected to the fault location determining apparatus 990.

고장 위치 판단 장치(990)는 아크 차단기(900)뿐만 아니라, 다른 아크 차단기(971, 972)로부터 아크 검출 여부를 수신할 수도 있다. 아크 차단기(900, 971, 981)들은 배전 선로의 형상에 따라서 계층적으로 구성될 수 있다.The fault location determining apparatus 990 may receive whether the arc is detected from the arc breaker 900 as well as other arc breakers 971 and 972. The arc breakers 900, 971, and 981 may be hierarchically configured according to the shape of the distribution line.

도 9에서는 아크 차단기(900)은 전원(960)과 배전 노드 사이 구간의 아크 발생 여부를 감지하는 상위 계층 아크 차단기이고, 아크 차단기(971, 981)는 배전 노드와 부하(972, 982)사이 구간의 아크 발생 여부를 감지하는 하위 계층 아크 차단기이다.In FIG. 9, the arc breaker 900 is a higher layer arc breaker that detects whether an arc occurs in a section between a power supply 960 and a power distribution node, and the arc breakers 971 and 981 are sections between a power distribution node and a load 972 and 982. A lower layer arc breaker that detects whether an arc has occurred.

고장 위치 판단 장치(990)는 각 아크 차단기(900, 971, 972)의 계층에서의 위치 및 아크 감지 여부에 기반하여 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단한다.The fault location determining apparatus 990 determines a fault occurrence position of the power distribution line based on the position of each arc breaker 900, 971, and 972 and whether the arc is detected.

고장 위치 판단 장치(990)는 각 아크 차단기(900, 971, 972)의 계층에서의 위치에 및 아크 감지 여부에 기반하여 배전 선로의 전원 공급을 차단할 아크 차단기를 결정한다.The fault location determining apparatus 990 determines an arc breaker to cut off the power supply of the distribution line based on the position in the hierarchy of each arc breaker 900, 971, 972 and whether the arc is detected.

고장 위치 판단 장치(900)는 배전 선로의 전원 공급을 차단하는 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 아크 차단기(900, 971, 972)로 전송한다.The fault location determining apparatus 900 generates a control signal that cuts off the power supply of the distribution line, and transmits the generated control signal to the arc breakers 900, 971, and 972.

수신부(940)는 고장 위치 판단 장치(900)로부터 제어 신호를 수신하고, 차단부(950)는 제어 신호에 따라서 배전 선로의 전원 공급을 차단한다.The receiver 940 receives a control signal from the fault location determining apparatus 900, and the cutoff unit 950 cuts off power supply to the power distribution line according to the control signal.

본 발명의 일실시예에 따르면 아크 검출부(910)는 아크 검출 여부에 기반하여 신호 대기 시간을 산출할 수 있다. 만약 아크 검출부(910)가 아크를 검출한 시점으로부터 신호 대기 시간 이내에 수신부(940)가 제어 신호를 수신하지 못한 경우에, 차단부(950)는 제어 신호의 내용과 관계없이 배전 선로의 전원 공급을 차단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the arc detector 910 may calculate a signal waiting time based on whether the arc is detected. If the receiver 940 does not receive the control signal within the signal waiting time from the time when the arc detector 910 detects the arc, the breaker 950 does not supply the power to the power distribution line regardless of the content of the control signal. You can block.

본 발명에 따르면 아크 차단기(900)는 아크 검출부(910)가 배전 선로의 아크를 검출한 이후 신호 대기 시간 동안 대기하고, 신호 대기 시간 이후에 배전 선로 를 차단하거나, 신호 대기 시간 이내에 제어 신호에 따라서 배전 선로를 차단한다.According to the present invention, the arc breaker 900 waits for a signal waiting time after the arc detector 910 detects an arc of the power distribution line, blocks the power distribution line after the signal waiting time, or according to the control signal within the signal waiting time. Shut off power distribution lines.

아크 검출부(910)가 배전 선로의 아크를 검출한 경우에도, 아크 차단기(900)가 배전 선로를 차단하는 것이 적절하지 않을 수 있다. 예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하위 계층의 배전 선로에서 아크(480)가 발생한 경우, 상위 계층 아크 차단기(420) 및 제1 하위 계층 아크 차단기(441)가 아크를 검출할 수 있다. 이 경우에, 제1 하위 계층 아크 차단기(441)가 배전 선로를 차단하는 것이 바람직하다.Even when the arc detector 910 detects an arc of the distribution line, it may not be appropriate for the arc breaker 900 to block the distribution line. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, when the arc 480 occurs in the lower distribution line, the upper layer arc breaker 420 and the first lower layer arc breaker 441 may detect the arc. Can be. In this case, it is preferable that the first lower layer arc breaker 441 block the distribution line.

그러나, 도 6을 참고한다면, 상위 계층 아크 차단기(420)가 먼저 배전 선로를 차단한다.However, referring to FIG. 6, the upper layer arc breaker 420 first blocks the distribution line.

따라서, 본 발명에서는 각 아크 차단기(900, 971, 981)가 배전 선로의 아크를 검출한 경우에도, 각 아크 차단기(900, 971, 981)가 즉시 배전 선로를 차단하지 않고, 신호 대기 시간 동안 대기한다. 만약 소정의 신호 대기 시간 이내에 고장 위치 판단 장치(990)로부터 제어 신호를 수신한다면 각 아크 차단기(900, 971, 981)는 해당 구간의 배전 선로를 차단한다.Therefore, in the present invention, even when each arc breaker 900, 971, 981 detects an arc of the distribution line, each arc breaker 900, 971, 981 does not immediately block the distribution line, but waits for a signal waiting time. do. If the control signal is received from the fault location determining apparatus 990 within a predetermined signal waiting time, each of the arc breakers 900, 971, and 981 blocks the distribution line of the corresponding section.

만약 각 아크 차단기(900, 971, 981)가 신호 대기 시간 이내에 제어 신호를 수신하지 못하고, 배전 선로에서 아크가 계속 검출된다면, 각 아크 차단기(900, 971, 981)는 배전 선로의 사고를 방지하기 위하여 즉시 배전 선로의 전원 공급을 차단할 수 있다.If the arc breakers 900, 971 and 981 do not receive the control signal within the signal waiting time and the arc is still detected on the distribution line, the arc breakers 900, 971 and 981 prevent the accident of the distribution line. The power supply to the distribution line can be cut off immediately.

만약 각 아크 차단기(900, 971, 981)가 신호 대기 시간 이내에 제어 신호를 수신하지 못하였고, 배전 선로에서 아크가 더 이상 검출되지 않는다면, 다른 아크 차단기(900, 971, 981)가 제어 신호에 따라서 배전 선로의 전원 공급을 차단하였음을 의미한다. 따라서 이 경우 아크 차단기(900, 971, 981)는 특별한 동작을 수행하지 않는다.If each arc breaker 900, 971, 981 did not receive a control signal within the signal waiting time, and no arcs were detected on the distribution line, then the other arc breakers 900, 971, 981 depend on the control signal. It means that the power supply to the distribution line is cut off. Thus, in this case, the arc breakers 900, 971 and 981 do not perform a special operation.

본 발명의 일실시예에 따르면 아크 차단기(900)은 고장 위치 판단 장치(990)와 일체형으로 구성될 수 있다. 이 경우, 아크 차단기(900)는 하위 계층 아크 차단기(971, 981)로부터 아크 검출 여부를 수신하여 배전 선로의 고장 위치를 판단할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the arc breaker 900 may be integrally formed with the fault location determining apparatus 990. In this case, the arc breaker 900 may determine whether an arc is detected from the lower layer arc breakers 971 and 981 to determine a failure position of the distribution line.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 고장 위치 판단 방법을 단계별로 설명한 순서도 이다.10 is a flowchart illustrating a method for determining a fault location according to an embodiment of the present invention step by step.

배전 선로에 설치된 복수의 아크 차단기는 각 지점에서 배전 선로에 발생한 아크를 검출한다. 각 아크 차단기는 고장 위치 판단 장치로 아크 검출 여부를 전송할 수 있다. 아크 차단기는 배전 선로의 형상에 따라서 계층적으로 구성될 수 있다. 아크 차단기는 전원과 배전 노드 사이의 아크를 검출하는 상위 계층 아크 차단기와 배전 노드와 부하 사이의 아크를 검출하는 복수의 하위 계층 아크 차단기를 포함할 수 있다.A plurality of arc breakers installed on the distribution line detects arcs generated in the distribution line at each point. Each arc breaker can transmit an arc detection to the fault location determination device. The arc breaker may be hierarchically configured according to the shape of the distribution line. The arc breaker may include an upper layer arc breaker that detects an arc between a power supply and a distribution node and a plurality of lower layer arc breakers that detect an arc between the distribution node and a load.

단계(S1010)에서 고장 위치 판단 장치는 복수의 아크 차단기로부터 아크 검출 여부를 각각 수신한다.In operation S1010, the failure location determining apparatus receives whether an arc is detected from the plurality of arc breakers, respectively.

단계(S1020)에서 고장 위치 판단 장치는 아크 검출 여부를 수신한 아크 차단기의 계층에서의 위치에 기반하여 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단한다.In operation S1020, the failure location determining apparatus determines a failure location of the distribution line based on the location in the hierarchy of the arc breaker that receives the detection of the arc.

일실시예에 따르면 단계(S1010)에서 고장 위치 판단 장치는 상위 계층 아크 차단기 및 복수의 하위 계층 아크 차단기 모두로부터 아크 검출 여부를 수신할 수 있다. 이 경우 단계(S1020)에서 고장 위치 판단 장치는 상위 계층 아크 차단기가 위치한 전원과 배전 노드 사이를 고장 발생 위치로 판단할 수 있다.According to an embodiment, in operation S1010, the fault location determining apparatus may receive whether or not an arc is detected from both an upper layer arc breaker and a plurality of lower layer arc breakers. In this case, in operation S1020, the apparatus for determining a failure location may determine a failure location between a power supply and a power distribution node where an upper layer arc breaker is located.

다른 실시예에 따르면 단계(S1010)에서 고장 위치 판단 장치는 복수의 후위 계층 아크 차단기 중에서 어느 하나의 하위 계층 아크 차단기로부터 아크 검출 여부를 수신하고, 상위 계층 아크 차단기로부터 아크 검출 여부를 수신할 수 있다. 이 경우, 단계(S1020)에서 고장 위치 판단 장치는 아크 검출 여부를 수신한 하위 계층 아크 차단기가 위치한 구간을 고장 발생 위치로 판단할 수 있다. 즉, 고장 위치 판단 장치는 아크 검출 여부를 수신한 하위 계층 아크 차단기와 연관된 부하와 배전 노드 사이를 고장 발생 위치로 판단할 수 있다.According to another exemplary embodiment, in operation S1010, the apparatus for determining a failure location may receive whether or not an arc is detected from any one of the lower layer arc breakers among the plurality of lower layer arc breakers, and may receive whether an arc is detected from the upper layer arc breaker. . In this case, in operation S1020, the apparatus for determining a failure location may determine a section in which the lower layer arc breaker, which receives the arc detection, is located as the failure location. That is, the fault location determining apparatus may determine the fault location between the load associated with the lower layer arc breaker that receives the arc detection and the distribution node.

단계(S1030)에서 고장 위치 판단 장치는 고장 발생 위치에 대한 전원 공급을 차단하는 제어 신호를 생성한다.In operation S1030, the failure location determining apparatus generates a control signal to cut off power supply to the failure location.

단계(S1040)에서 고장 위치 판단 장치는 제어 신호를 고장 발생 위치와 관련된 아크 차단기로 전송한다. 고장 위치 판단 장치는 고장 발생 위치에 대한 전원 공급을 차단할 수 있는 아크 차단기들 중에서 전원 차단 범위를 최소화할 수 있는 아크 차단기로 제어 신호를 전송할 수 있다.In operation S1040, the failure location determining apparatus transmits a control signal to the arc breaker associated with the failure location. The fault location determining apparatus may transmit a control signal to an arc breaker capable of minimizing a power interruption range among the arc breakers capable of interrupting the power supply to the fault location.

아크 차단기는 제어 신호에 기반하여 고장이 발생한 위치에 대한 전원 공급을 차단한다.The arc breaker cuts off the power supply to the location where the fault occurred based on the control signal.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 차단 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a step-by-step method of shutting off power according to an embodiment of the present invention.

단계(S1110)에서 아크 차단기는 배전 선로에 발생한 아크를 검출한다.In step S1110, the arc breaker detects an arc generated in the distribution line.

단계(S1120)에서 아크 차단기는 발생한 아크가 병렬 아크인지 직렬 아크인지 여부를 판단한다.In step S1120, the arc breaker determines whether the generated arc is a parallel arc or a series arc.

배전 선로에 발생한 아크가 병렬 아크인 경우, 단계(S1170)에서 아크 차단기는 배전 선로에 대한 전원 공급을 즉시 차단한다.If the arc generated in the distribution line is a parallel arc, in step S1170 the arc breaker immediately cuts off the power supply to the distribution line.

배전 선로에 발생한 아크가 직렬 아크인 경우에, 단계(S1130)에서 아크 차단기는 아크 검출 여부를 고장 위치 판단 장치로 전송한다.If the arc generated in the distribution line is a serial arc, the arc breaker in step S1130 transmits the detection of the arc to the fault location determination device.

단계(S1140)에서 아크 차단기는 신호 대기 시간을 산출한다.In step S1140, the arc breaker calculates a signal waiting time.

단계(S1150)에서 아크 차단기는 제어 신호를 고장 위치 판단 장치로부터 제어 신호를 수신한다. 만약 아크 차단기가 제어 신호를 신호 대기 시간 이내에 수신하지 못한 경우에, 아크 차단기는 단계(S1170)에서 배전 선로에 대한 전원 공급을 차단한다.In step S1150, the arc breaker receives the control signal from the fault location determination device. If the arc breaker does not receive the control signal within the signal waiting time, the arc breaker cuts off the power supply to the power distribution line in step S1170.

만약 단계(S1150)에서 아크 차단기가 제어 신호를 신호 대기 시간 이내에 수신한 경우에, 단계(S1160)에서 아크 차단기는 제어 신호에 따라서 배전 선로의 전원 공급을 차단한다.If the arc breaker receives the control signal within the signal waiting time in step S1150, the arc breaker cuts off the power supply of the power distribution line according to the control signal in step S1160.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

본 발명의 일실시예에 따른 고장 위치 판단 방법 및 배전 선로의 전원 차단 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되 어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method for determining a fault location and a method for shutting off a power distribution line according to an embodiment of the present invention may be implemented in a program command form that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

도 1은 계층적으로 구성된 배전 회로에서 고장이 발생하지 않은 경우에, 각 아크 차단기의 동작을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the operation of each arc circuit breaker when a failure does not occur in a hierarchically arranged power distribution circuit.

도 2는 계층적으로 구성된 배전 회로의 상위 계층에 직렬 아크가 발생한 경우에 각 아크 차단기의 동작을 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of each arc breaker when a series arc occurs in an upper layer of a hierarchically configured power distribution circuit.

도 3은 도 2에 도시된 실시예에서 각 아크 차단기의 아크 검출 가능성 및 차단 여부를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating the arc detection possibility and whether or not each arc breaker in the embodiment shown in FIG.

도 4는 계층적으로 구성된 배전 회로의 하위 계층에 직렬 아크가 발생한 경우에 각 아크 차단기의 동작을 설명하는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of each arc breaker when a series arc occurs in a lower layer of a hierarchically configured power distribution circuit.

도 5은 도 4에 도시된 실시예에서 각 아크 차단기의 아크 검출 가능성 및 차단 여부를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating arc detection possibilities of each arc circuit breaker and whether or not the blocks are blocked in the embodiment shown in FIG. 4.

도 6은 아크 차단기의 아크 차단 동작 TC-커브를 도시한 도면이다.Fig. 6 shows the arc breaking action TC-curve of the arc breaker.

도 7은 하나의 하부 차단기에서 아크를 검출한 경우에, 고장 구간을 확정하는 개념을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a concept of determining a failure section when an arc is detected by one lower breaker.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고장 위치 판단 장치의 구조를 도시한 블록도이다.8 is a block diagram showing the structure of a fault location determining apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 아크 차단기의 구조를 도시한 블록도이다.9 is a block diagram showing the structure of an arc breaker according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 고장 위치 판단 방법을 단계별로 설명한 순서도 이다.10 is a flowchart illustrating a method for determining a fault location according to an embodiment of the present invention step by step.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 차단 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a step-by-step method of shutting off power according to an embodiment of the present invention.

Claims (18)

배전 선로의 고장 위치 판단 장치에 있어서,In the fault position determination device of the distribution line, 계층적으로 구성된 복수의 아크 차단기로부터 각각 아크 검출 여부를 수신하는 수신부;Receiving unit for receiving whether each of the arc detection from a plurality of hierarchically configured arc breaker; 상기 아크 검출 여부를 수신한 아크 차단기의 상기 계층에서의 위치에 기반하여 상기 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 고장 위치 판단부Failure location determination unit for determining the failure occurrence position of the distribution line based on the position in the hierarchy of the arc breaker receiving the detection of the arc 를 포함하는 고장 위치 판단 장치.Failure location determination device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 아크 차단기가 전원과 배전 노드 사이의 아크를 검출하는 상위 계층 검출기와 상기 배전 노드와 부하 사이의 아크를 검출하는 복수의 하위 계층 검출기로 구성된 상태의 고장 위치 판단 장치.And a plurality of upper layer detectors for detecting an arc between a power supply and a distribution node and a plurality of lower layer detectors for detecting an arc between the power distribution node and a load. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신부가 상기 상위 계층 검출기 및 상기 복수의 하위 계층 검출기로부터 아크 검출 여부를 수신한 경우에,When the receiver receives the arc detection from the upper layer detector and the plurality of lower layer detectors, 상기 고장 위치 판단부는 상기 전원과 배전 노드 사이를 상기 고장 발생 위치로 판단하는 고장 위치 판단 장치.The fault location determining unit determines the fault location between the power supply and the power distribution node as the fault location. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신부가 상기 복수의 하위 계층 검출기 중에서 어느 하나의 하위 계층 검출기로부터 상기 아크 검출 여부를 수신하고, 상기 상위 계층 검출기로부터 상기 아크 검출 여부를 수신한 경우에,When the receiving unit receives the arc detection from any one of the lower layer detectors of the plurality of lower layer detectors, and receives the arc detection from the upper layer detector, 상기 고장 위치 판단부는 상기 아크 검출 여부를 수신한 하위 계층 검출기와 연관된 부하와 상기 배전 노드 사이를 상기 고장 발생 위치로 판단하는 고장 위치 판단 장치.The fault location determining unit determines the fault location between the load associated with the lower layer detector receiving the detection of the arc and the power distribution node. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고장 발생 위치에 대한 전원 공급을 차단하는 제어 신호를 생성하는 제어부; 및A controller configured to generate a control signal to cut off power supply to the failure location; And 상기 제어 신호를 상기 고장 발생 위치와 관련된 검출기로 전송하는 전송부Transmitter for transmitting the control signal to the detector associated with the failure location 를 더 포함하는 고장 위치 판단 장치.Failure location determination device further comprising. 배전 선로에 발생한 아크를 검출하는 검출부;A detector for detecting an arc generated in a distribution line; 상기 발생한 아크가 병렬 아크인지 직렬 아크인지 여부를 판단하는 아크 타입 판단부;An arc type determination unit that determines whether the generated arc is a parallel arc or a serial arc; 상기 아크 타입에 따라서 상기 배전 선로에 대한 전원 공급을 차단하는 차단부Blocking unit for cutting off the power supply to the power distribution line according to the arc type 를 포함하는 아크 차단기.Arc breaker comprising a. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 아크가 직렬 아크인 경우에, 상기 아크 검출 여부를 고장 위치 판단 장치로 전송하는 전송부; 및A transmission unit which transmits whether or not the arc is detected to a fault location determining apparatus when the arc is a serial arc; And 상기 아크 검출 여부에 기반하여 생성된 제어 신호를 상기 고장 위치 판단 장치로부터 수신하는 수신부;A receiver configured to receive a control signal generated based on whether the arc is detected from the fault location determining apparatus; 를 더 포함하고,More, 상기 차단부는 상기 제어 신호에 따라서 상기 전원 공급을 차단하는 아크 차단기.The breaker is an arc circuit breaker to cut off the power supply in accordance with the control signal. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 아크 검출부는 상기 아크 검출 여부에 기반하여 신호 대기 시간을 산출하고,The arc detector calculates a signal waiting time based on whether the arc is detected. 상기 신호 대기 시간 이내에 상기 제어 신호를 수신하지 못한 경우에,If the control signal is not received within the signal waiting time, 상기 차단부는 상기 전원 공급을 차단하는 아크 차단기.The breaker is an arc breaker to cut off the power supply. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 아크 차단기는 상기 고장 위치 판단 장치와 일체형으로 구성된 아크 차단기.And the arc breaker is integrated with the fault position determining device. 계층적으로 구성된 복수의 아크 차단기로부터 아크 검출 여부를 각각 수신하는 단계; 및Receiving each of the arc detections from the plurality of hierarchically configured arc breakers; And 상기 아크 검출 여부를 수신한 아크 차단기의 상기 계층에서의 위치에 기반하여 상기 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 단계Determining a failure location of the distribution line based on a position in the hierarchy of the arc breaker that has received the arc detection; 를 포함하는 배전 선로의 고장 위치 판단 방법.Failure location determination method of a distribution line comprising a. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 복수의 아크 차단기는 전원과 배전 노드 사이의 아크를 검출하는 상위 계층 검출기와 상기 배전 노드와 부하 사이의 아크를 검출하는 복수의 하위 계층 검출기를 포함하는 고장 위치 판단 방법.Wherein the plurality of arc breakers comprise an upper layer detector for detecting an arc between a power supply and a distribution node and a plurality of lower layer detectors for detecting an arc between the distribution node and a load. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 수신하는 단계에서 상기 상위 계층 검출기 및 상기 복수의 하위 계층 검출기로부터 아크 검출 여부를 수신한 경우에,In the receiving step, if it is received whether the arc detection from the upper layer detector and the plurality of lower layer detectors, 상기 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 단계는 상기 전원과 배전 노드 사이를 상기 고장 발생 위치로 판단하는 고장 위치 판단 방법.The determining of a failure location of the power distribution line may include determining a failure location between the power supply and the power distribution node as the failure location. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 수신하는 단계에서 상기 복수의 하위 계층 검출기 중에서 어느 하나의 하위 계층 검출기로부터 상기 아크 검출 여부를 수신하고, 상기 상위 계층 검출기 로부터 상기 아크 검출 여부를 수신한 경우에,When receiving the arc detection from any one of the lower layer detector of the plurality of lower layer detector in the receiving step, and whether or not the arc detection from the upper layer detector, 상기 배전 선로의 고장 발생 위치를 판단하는 단계는 상기 아크 검출 여부를 수신한 하위 계층 검출기와 연관된 부하와 상기 배전 노드 사이를 상기 고장 발생 위치로 판단하는 고장 위치 판단 방법.The determining of a failure location of the distribution line may include determining a failure location between a load associated with a lower layer detector receiving the arc detection and the distribution node. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 고장 발생 위치에 대한 전원 공급을 차단하는 제어 신호를 생성하는 단계; 및Generating a control signal to cut off power supply to the failure location; And 상기 제어 신호를 상기 고장 발생 위치와 관련된 검출기로 전송하는 단계Transmitting the control signal to a detector associated with the failure location 를 더 포함하는 고장 위치 판단 방법.Failure location determination method further comprising. 배전 선로에 발생한 아크를 검출하는 단계;Detecting an arc generated in the distribution line; 상기 발생한 아크가 병렬 아크인지 직렬 아크인지 여부를 판단하는 단계; 및Determining whether the generated arc is a parallel arc or a serial arc; And 상기 아크 타입에 따라서 상기 배전 선로에 대한 전원 공급을 차단하는 단계Cutting off power supply to the power distribution line according to the arc type; 를 포함하는 배전 선로의 전원 차단 방법.Power off method of a distribution line comprising a. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 아크가 직렬 아크인 경우에, 상기 아크 검출 여부를 고장 위치 판단 장치로 전송하는 단계; 및If the arc is a serial arc, transmitting whether or not the arc is detected to a fault location determining apparatus; And 상기 아크 검출 여부에 기반하여 생성된 제어 신호를 상기 고장 위치 판단 장치로부터 수신하는 단계;Receiving a control signal generated based on whether the arc is detected from the fault location determining apparatus; 를 더 포함하고,More, 상기 차단하는 단계는 상기 제어 신호에 따라서 상기 전원 공급을 차단하는 배전 선로의 전원 차단 방법.The disconnecting step is a power cut-off method of the power distribution line to cut off the power supply in accordance with the control signal. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 아크 검출 여부에 기반하여 신호 대기 시간을 산출하는 단계;Calculating a signal waiting time based on whether the arc is detected; 를 더 포함하고,More, 상기 수신하는 단계에서 상기 신호 대기 시간 이내에 상기 제어 신호를 수신하지 못한 경우에,If the control signal is not received within the signal waiting time in the receiving step, 상기 차단하는 단계는 상기 전원 공급을 차단하는 배전 선로의 전원 차단 방법.The blocking step is a power cut method of the power distribution line to cut off the power supply. 제10항 내지 제17항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of any one of claims 10 to 17.
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