KR20120064042A - 차단기 상태를 이용한 아크 이벤트 검출 방법, 시스템 및 장치 - Google Patents

차단기 상태를 이용한 아크 이벤트 검출 방법, 시스템 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120064042A
KR20120064042A KR1020110130327A KR20110130327A KR20120064042A KR 20120064042 A KR20120064042 A KR 20120064042A KR 1020110130327 A KR1020110130327 A KR 1020110130327A KR 20110130327 A KR20110130327 A KR 20110130327A KR 20120064042 A KR20120064042 A KR 20120064042A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit
monitoring device
controller
power equipment
fault
Prior art date
Application number
KR1020110130327A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101849407B1 (ko
Inventor
조지 윌리엄 로스코
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20120064042A publication Critical patent/KR20120064042A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101849407B1 publication Critical patent/KR101849407B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/04—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of dc component by short circuits in ac networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 전력 장비 보호 시스템(102)은 제 1 회로(132)를 모니터링하도록 구성되는 제 1 회로 모니터링 장치(144)와, 상기 제 1 회로(132)에 전기적으로 연결된 제 2 회로(128)를 모니터링하도록 구성되는 제 2 회로 모니터링 장치(140)와, 상기 제 1 모니터링 장치(144) 및 상기 제 2 모니터링 장치(140)에 통신가능하게 연결되는 프로세서(110)를 포함한다. 상기 프로세서(110)는, 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144) 및 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140) 중 적어도 하나로부터 결함을 표시하는 신호를 수신하고, 결함이 상기 제 1 회로(132) 또는 제 2 회로(128)에서 발생하였는 지를 결정하며, 결함이 제 2 회로(128)에서 발생한 경우 결함이 아크 이벤트인 지를 결정하도록 구성된다.

Description

차단기 상태를 이용한 아크 이벤트 검출 방법, 시스템 및 장치{METHOD, SYSTEM, AND APPARATUS FOR DETECTING AN ARC EVENT USING BREAKER STATUS}
여기서 설명되는 실시예는 일반적으로 아크 플래시(arc flash) 검출 및 완화에 관한 것이고, 특히, 검출 오류(nuisance)를 감소시키는데 사용하기 위한 아크 플래시 검출 시스템에 관한 것이다.
알려진 전기 분배 회로 및 개폐 장치(switchgear) 중 적어도 일부는 일반적으로, 공기, 가스, 또는 고체 유전체와 같은 절연체에 의해 분리되는 전도체들을 갖는다. 그러나, 전도체들이 서로 너무 가까이 위치하거나, 전도체 사이의 전압이 전도체들 사이의 절연체의 절연 특성을 넘어설 경우, 아크가 발생할 수 있다. 예를 들어, 전도체 사이의 절연체가 이온화될 수 있고, 이는 절연체가 전도성을 띄게 하고, 아크 플래시(arc flash)의 형성을 가능하게 한다.
아크 플래시는 2개의 상도체(phase conductors) 사이, 상도체와 중성선(netral conductor) 사이, 또는 상도체와 접지점 사이의 결함으로 인한 에너지의 급속한 배출을 포함한다. 아크 플래시 온도는 섭씨 20,000도에 달하거나 이를 넘어설 수 있으며, 이는 전도체 및 인접 장비를 증기화시킬 수 있다. 게다가, 아크 플래시는 전도체 및 인접 장비를 손상시키기에 충분한 열, 강광(intense light), 압력파, 및/또는 음파의 형태로 상당한 에너지를 방출할 수 있다. 그러나, 아크 플래시를 발생시키는 결함의 전류 레벨은 일반적으로 단락 회로의 전류 레벨보다 작아서, 회로 차단기가 아크 결함 상태을 처리하도록 특별히 설계되지 않는 한, 회로 차단기가 트립(trip)되지 않거나 지연된 트립(trip)을 나타낼 수 있다.
아크 플래시 중 방사되는 광의 존재를 검출하기 위해 광 센서를 이용할 수 있다. 그러나, 이러한 센서는 낮은 광 레벨에도 민감한 경우가 자주 있어서, 아크 플래시가 아닌 광을 또한 검출하고 회로 보호 장치의 "오작동"(nuisance trip)을 유발하게 된다. 예를 들어, 전형적인 아크 플래시 이벤트(arc flash event)는 아크 플래시 이벤트로부터 3 내지 4 피트 거리에서 100,000 룩스 수준의 광속(luminous flux)을 갖는 광을 생성할 수 있고, 알려진 광 센서는 일반적으로 700 룩스 또는 그 미만에서 포화된다. 트립 중 회로 차단기에 의해, 공간 조명에 의해, 또는 직사 태양광에 의해 방사되는 광에 의해 광 센서가 아크 플래시 이벤트를 오-검출할 수 있다.
따라서, 아크 플래시 이벤트를 신뢰할 수 있게 검출하고 회로 보호 장치의 오작동(nuisance trip)을 완화시키는 아크 플래시 검출 시스템이 필요하다.
일 형태에서, 전력 장비 보호 시스템은 제 1 회로를 모니터링하도록 구성되는 제 1 회로 모니터링 장치와, 상기 제 1 회로에 전기적으로 연결된 제 2 회로를 모니터링하도록 구성되는 제 2 회로 모니터링 장치와, 상기 제 1 모니터링 장치 및 상기 제 2 모니터링 장치에 통신가능하게 연결되는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는, 상기 제 1 회로 모니터링 장치 및 상기 제 2 회로 모니터링 장치 중 적어도 하나로부터 결함을 표시하는 신호를 수신하고, 결함이 상기 제 1 회로 또는 제 2 회로에서 발생하였는 지를 결정하며, 결함이 제 2 회로에서 발생한 경우 결함이 아크 이벤트인 지를 결정하도록 구성된다.
다른 형태에서, 전력 장비 보호 시스템과 함께 사용하기 위한 컨트롤러가 제공된다. 상기 컨트롤러는, 제 1 회로를 모니터링하도록 구성되는 제 1 회로 모니터링 장치에 통신가능하게 연결되고, 상기 제 1 회로에 전기적으로 연결된 제 2 회로를 모니터링하도록 구성되는 제 2 회로 모니터링 장치에 통신가능하게 연결되도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 상기 제 1 회로 모니터링 장치 및 상기 제 2 회로 모니터링 장치 중 적어도 하나로부터 결함을 표시하는 신호를 수신하고, 상기 결함이 상기 제 1 회로 또는 상기 제 2 회로에서 발생하였는 지를 결정하며, 상기 결함이 상기 제 2 회로에서 발생한 경우, 상기 결함이 아크 이벤트인 지를 결정하도록 또한 구성된다.
다른 형태에서, 적어도 하나의 제 1 회로 및 제 2 회로를 구비한 전력 장비를 보호하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 적어도 하나의 회로 모니터링 장치로부터 결함을 표시하는 신호를 프로세서가 수신하는 단계와, 결함이 적어도 하나의 제 1 회로 또는 제 2 회로에서 발생하였는 지를 결정하는 단계를 포함한다. 결함이 제 2 회로에서 발생한 경우, 프로세서는 제 2 회로의 복수의 전도체 간에 측정되는 전압 레벨에 기초하여 결함이 아크 이벤트인 지를 결정하고, 결함이 아크 이벤트일 경우, 프로세서는 회로 보호 장치를 작동시키기 위한 신호를 발생시킨다.
도 1은 예시적인 전력 시스템의 개략적인 블록도,
도 2는 도 1에 도시되는 전력 시스템과 함께 사용될 수 있는 예시적인 전력 분배 시스템의 개략적인 블록도,
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 전력 시스템과 함께 사용될 수 있는 장비 보호 시스템의 개략적인 도면,
도 5는 도 3 및 도 4에 도시되는 장비 보호 시스템을 이용하여 전력 장비를 보호하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 순서도.
전력 분배 장비 또는 다른 전기 장비를 결함으로부터 보호하는데 사용하기 위한 시스템, 방법, 및 장치의 예시적인 실시예들이 여기서 설명된다. 이러한 실시예들은 장비 보호 시스템의 연속적 작동을 촉진시킨다. 게다가, 이러한 실시예들에 따르면, 분기 회로 상에서 발생하는 통과-결함(through-fault)이 예를 들어, 급전 회로 차단기(feeder circuit breaker)를 이용하여 정상적으로 처리될 수 있다. 여기서 사용되는 "통과-결함"은 보호 구역 외부의 분배 시스템에서 발생되는 결함으로서, 결함 전류의 전부 또는 일부가 보호 구역을 통해 흐른다. 이러한 통과-결함은 일반적으로 아크 플래시 에너지의 전환을 요구하지는 않으며, 아크 플래시 검출을 위해 주-전력 급전을 계속하여 모니터링하면서, 급전 회로 차단기의 트립(trip)에 의해 제거될 수 있다. 여기서 설명되는 실시예에 따르면, 통과-결함이 검출될 수 있고, 회로 보호 장치가 이러한 검출시에 작동할 수 있다. 더욱이, 이러한 실시예에 따르면, 광-기반 검출 시스템에 의해 야기될 수 있는 오작동(nuisance trip)을 감소시키면서, 아크 이벤트(arc event)를 신뢰할 수 있게 검출할 수 있다.
도 1은 장비 보호 시스템(102) 및 분배 시스템(104)을 포함하는 예시적인 전력 시스템(100)의 개략적인 블록도다. 예시적인 실시예에서, 분배 시스템(104)은 복수의 개폐 장치 유닛(switchgear units; 106)을 포함한다. 보호 시스템(102)은 프로세서(110) 및 프로세서(110)에 연결된 메모리 영역(112)을 포함하는 중앙 컨트롤러(108)를 포함한다. 프로세서(110)는 개폐 장치 유닛(106)의 작동을 제어 및/또는 모니터링한다. 특히, 프로세서(110)는 개폐 장치 유닛(106) 내의 복수의 회로 차단기(circuit breakers) 및 트립 유닛(trip units; 도 1에 두 가지 모두 도시되지 않음)의 작동을 제어 및/또는 모니터링한다. 프로세서(110)는 네트워크(114)를 통해 개폐 장치 유닛(106)과 통신한다. 예를 들어, 중앙 컨트롤러(108)는 네트워크(114)를 통해 프로세서(110)와 개폐 장치 유닛(106) 사이에서 데이터 및/또는 명령을 송신 및 수신할 수 있는 중앙 통신 유닛(116)을 포함한다.
"프로세서"라는 용어는 일반적으로, 시스템 및 마이크로컨트롤러(microcontrollers), RISC(Reduced Instruction Set Circuits), 주문형 반도체(ASIC(Application Specific Integrated Circuits)), 프로그래머블 로직 회로, 및 여기서 설명되는 기능들을 실행할 수 있는 임의의 다른 회로 또는 프로세서를 포함하는 임의의 프로그래머블 시스템(programmable system)을 의미한다. 위 예들은 예시적인 사항일 뿐이며, 따라서, "프로세서"라는 용어의 정의 및/또는 의미를 어떤 방식으로도 제한하고자 하는 것이 아니다.
게다가, 메모리 영역(112)은 개폐 장치 유닛(106)을 제어 및/또는 모니터링하기 위해 프로세서(110)에 의해 실행가능한 프로그램 코드 및 명령을 저장한다. 메모리 영역(112)은 하나 또는 둘 이상의 형태의 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 영역(112)은 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있고, RAM은 비휘발성 RAM(NVRAM), 자기 RAM(MRAM), 강유전성 RAM(FeRAM), 및 다른 형태의 메모리를 포함할 수 있다. 메모리 영역(112)은 ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리, 및/또는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)을 또한 포함할 수 있다. 그외 다른 적절한 자기식, 광학식, 및/또는 반도체 메모리가 단독으로, 또는, 다른 형태의 메모리와 조합하여, 메모리 영역(112)에 포함될 수 있다. 메모리 영역(112)은 적절한 카트리지, 디스크, CD-ROM, DVD, 또는 USB 메모리를 포함한, 그러나 이에 제한되지 않는, 탈착가능 또는 제거가능 메모리이거나, 이러한 탈착가능 또는 제거가능 메모리를 포함할 수 있다.
게다가, 도 1의 예시적인 실시예에서, 보호 시스템(102)은 보호 시스템(102)을 이용하여 분배 시스템(104)을 모니터링 및 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 디스플레이 장치(118) 및 사용자 입력 장치(120)를 포함한다. 디스플레이 장치(118)는 모니터, TV 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 기반 디스플레이, 복수 유기 발광 다이어드(OLEDs) 기반 디스플레이, 폴리머 발광 다이오드(PLEDs) 기반 디스플레이, 복수의 표면 전도형 전자 방출 소자(SEDs) 기반 디스플레이, 투사 및/또는 반사 이미지를 포함하는 디스플레이, 또는 그외 다른 적절한 전자 장치 또는 디스플레이 메커니즘을, 제한없이, 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 장치(118)는 터치-스크린을 관련 터치-스크린 컨트롤러와 함께 포함한다. 디스플레이 장치(118)는 정사각형, 장방형, 또는 기다란 장방형과 같은 임의의 적절한 구조의 디스플레이 장치일 수 있다.
더욱이, 장비 보호 시스템(102)은 컨트롤러(108)에 통신가능하게 연결되는 회로 보호 장치(122)를 포함한다. 회로 보호 장치(122)는 분배 시스템(104) 내의 결함 점에서 발생하는 아크 플래시와 같은 제 1 아크로부터 에너지를 전환하기 위해 자체-내장형 장치 내에서 제 2 아크를 개시하는 아크 억제 장치(arc containment device)일 수 있다. 또는, 회로 보호 장치(122)는 분배 시스템(104) 내의 결함 점으로부터 볼티드 폴트(bolted fault)로 에너지를 전환시키는 크로우바(crowbar) 장치일 수 있다.
도 2는 전력 분배 시스템(104)의 개략적인 블록도이다. 특히, 도 2는 개폐 장치 유닛(106)의 개략적인 블록도이다. 예시적인 실시예에서, 개폐 장치 유닛(106)은 복수의 제 1 회로 차단기, 또는, 복수의 급전 회로 차단기(124), 또는 다른 회로 스위치, 또는 인터럽터(interruptors)를 포함한다. 각각의 급적 회로 차단기(124)는 개폐 장치 유닛(106) 내에 탈착가능하게 연결되고, 하나 또는 그 이상의 부하(126)에 대한 전력을 제어하도록 구성된다. 부하(126)는 기계류, 모터, 조명, 및/또는 제작 또는 발전 또는 분배 설비의 그외 다른 전기 및 기계 장비를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 전력은, 제 2 회로 차단기, 또는, 주 회로 차단기(130)에 또한 연결되는 주 급전기(128)와 같은, 제 2 회로로부터 개폐 장치 유닛(106)에 제공된다. 그 후 전력은 전력을 부하(126)에 제공하기 위해 급전 회로 차단기(124)를 이용하여 복수의 제 1 회로, 또는 복수의 분기 회로(132)로 나누어진다.
각각의 급전 회로 차단기(feeder circuit breaker; 124)는 대응하는 급전 트립 유닛(feeder trip unit; 134)에 연결된다. 게다가, 주 회로 차단기(130)는 주 트립 유닛(136)에 연결된다. 예시적인 실시예에서, 급전 트립 유닛(134) 및 주 트립 유닛(136)은 컨트롤러(108)에 통신가능하게 또한 연결된다. 예를 들어, 급전 트립 유닛(136) 및 주 트립 유닛(136)은 컨트롤러(108)와 통신을 위해 직접 연결될 수도 있고, 또는, 통신 유닛(138)을 통해 컨트롤러(108)와 통신을 위해 연결될 수도 있다. 게다가, 급전 트립 유닛(134), 주 트립 유닛(136) 및 컨트롤러(108) 사이의 통신은 배선 통신 링크를 통해, 또는, 무선 통신 링크를 통해 제공될 수 있다. 트립 유닛(134, 136)은 대응하는 회로 차단기에 관한 작동 데이터를 수집한다. 예를 들어, 급전 트립 유닛(134)은 각각의 급전 회로 차단기(124)에 의해 모니터링되는 분기 회로(132)의 각자의 전도체를 통과하는 전류 레벨과, 급전 회로 차단기(124)에 의해 모니터링되는 분기 회로(132)의 복수의 전도체에 걸리는 전압 레벨과, 급전 회로 차단기(124)의 차단기 상태(breaker status)를 획득함으로써, 작동 데이터를 수집할 수 있다. 마찬가지로, 주 트립 유닛(136)은 주 회로 차단기(130)에 의해 모니터링되는 주 급전기(128)의 각자의 전도체를 통과하는 전류 레벨과, 주 회로 차단기(130)에 의해 모니터링되는 주 급전기(128)의 복수의 전도체에 걸리는 전압 레벨과, 주 회로 차단기(130)의 차단기 상태를 획득함으로써, 작동 데이터를 수집할 수 있다. 일부 실시예에서, 급전 트립 유닛(134) 및/또는 주 트립 유닛(136)은 기선택된 주파수에서 작동 데이터를 주기적으로 수신한다. 게다가, 일부 실시예에서, 급전 트립 유닛(134) 및/또는 주 트립 유닛(136)은 소정 시간 동안 작동 데이터를 저장할 수 있는 메모리 영역(도시되지 않음)을 포함한다.
도 3 및 도 4는 장비 보호 시스템(102)의 개략적인 도면이다. 예시적인 실시예에서, 장비 보호 시스템(102)은 컨트롤러(108)와, (도 1 및 도 2에 도시되는) 개폐 장치 유닛(106) 내에서 발생하는 회로 결함을 검출하는데 사용하기 위한 모니터링 장치를 포함한다. 예를 들어, 주 회로 모니터링 장치(140)와 같은 제 2 회로 모니터링 장치는, 주 급전기(128) 및/또는 하나 또는 그 이상의 분기 회로(132)를 통과하는 과전류 상태를 검출하기 위해 주 급전기(128)를 모니터링한다. 주 회로 모니터링 장치(140)는 주 회로 차단기(130) 또는 전류 센서(142)일 수 있다. 마찬가지로, 급전 회로 모니터링 장치(144)와 같은 제 1 회로 모니터링 장치는 과전류 상태를 검출하기 위해 각각의 분기 회로(132)를 모니터링한다. 예시적인 실시예에서, 급전 회로 모니터링 장치(144)는급전 회로 차단기기(124)(도 2에 도시됨)다. 또는, 급전 회로 모니터링 장치(144)는 전류 센서(도시되지 않음)일 수 있다.
장비 보호 시스템(102)은 컨트롤러(108)에 통신가능하게 연결되는 전압 센서(146)를 또한 포함한다. 전압 센서(146)는 주 급전기(128)의 2개의 상 선로(two phase lines) 사이, 또는, 상 선로와 접지선 또는 중성선 사이와 같이, 주 급전기(128)의 복수의 전도체에 걸리는 제 1 전압 레벨과 같은 전압 레벨을 측정한다. 전압 센서(146)는 측정된 전압 레벨에 비례하는 신호를 또한 발생시키고, 이 신호를 컨트롤러(108)에게로 송신한다.
작동 중, 주 회로 모니터링 장치(140) 또는 급전 회로 모니터링 장치(144), 또는 둘 모두가 회로 내 과전류 상태 또는 결함을 검출한다. 예를 들어, 급전 회로 모니터링 장치(144)는 분기 회로(132) 내의 결함(148)을 검출할 수 있다. 또는, 주 회로 모니터링 장치(140)는 분기 회로(132) 내 또는 주 급전기(128) 내 결함(148)을 검출할 수 있다. 주 회로 모니터링 장치(140) 또는 급전 회로 모니터링 장치(144)는 결함 검출을 표시하는 신호를 컨트롤러(108)에 송신한다. 이 신호에 따라, 컨트롤러(108)는 결함(148)이 분기 회로(132)에서 발생하였는 지, 또는, 주 급전기(128)에서 발생하였는 지를 결정한다. 결함(148)이 분기 회로(132)에서 발생한 경우, 컨트롤러(108)는, 예를 들어, 급전 회로 차단기기(124)를 트립(trip)시킬 수 있다. 그러나, 결함(148)이 주 급전기(128)에서 발생한 경우, 컨트롤러(108)는 결함(148)이 아크 이벤트인 지를 결정한다. 컨트롤러(108)는 전압 센서(146)로부터 수신한 신호에 부분적으로 기초하여 결함(148)이 아크 이벤트 인지를 결정한다. 결함(148)이 아크 이벤트라고 결정될 경우, 컨트롤러(108)는 회로 보호 장치(122)를 작동시키기 위한 신호를 제공하여, 아크 이벤트와 관련된 에너지를 결함(148) 위치로부터 제거하고 장비를 보호한다.
도 5는 장비 보호 시스템(102)(도 1 내지 도 4에 도시됨)을 이용하여 개폐 장치(106)(도 1 내지 도 2에 도시됨)와 같은 전력 장비를 보호하기 위한 예시적인 방법을 설명하는 순서도(200)다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 예시적인 실시예에서, 컨트롤러(108)는 결함(148)과 같은 결함이 발생하였음을 표시하는 신호를 수신한다(단계 202). 컨트롤러(108)는 주 회로 모니터링 장치(140)로부터, 또는, 급전 회로 모니터링 장치(144)로부터 신호를 수신할 수 있다. 신호를 수신하면, 컨트롤러(108)가 타이머를 개시한다(단계 204).
게다가, 신호를 수신하면, 컨트롤러(108)는 결함(148)이 주 급전기(128) 상에서 발생하였는 지, 또는, 분기 회로(132) 상에서 발생하였는 지를 결정한다. 예를 들어, 컨트롤러(108)는 주 회로 모니터링 장치(140)가 결함(148)과 관련된 과전류 상태를 검출하는 지를 결정한다(단계 206). 주 회로 모니터링 장치(140)가 과전류 상태를 검출하지 않은 경우, 컨트롤러(108)는 주 회로 차단기(130)를 트립시킬 수 있다(단계 208). 그러나, 주 회로 모니터링 장치(140)가 과전류 상태를 검출할 경우, 컨트롤러(108)는 급전 회로 모니터링 장치(144)가 결함(148)에 관련된 과전류 상태를 검출하는 지를 결정한다(단계 210). 급전 회로 모니터링 장치(144)가 과전류 상태를 검출하는 경우, 컨트롤러(108)는 도 4에 도시되는 바와 같이 결함이 분기 회로(132) 상에서 발생하였다고 결정하고(단계 212), 급전 회로 차단기기(124)(도 2에 도시됨)를 트립시킨다. 선택적으로, 컨트롤러(108)가 다른 결함(148) 제거 방법을 이용할 수 있다.
그러나, 급전 회로 모니터링 장치(144)가 과전류 상태를 검출하지 않은 경우, 컨트롤러(108)는 결함(148)이 도 3에 도시되는 바와 같이, 주 급전기(128) 상에서 발생하였다고 결정한다. 따라서, 컨트롤러(108)는 결함(148)이 아크 이벤트인 지를 결정한다. 예를 들어, 컨트롤러(108)는 주 급전기(128)의 2개의 상 선로 사이, 또는, 상 선로와 접지선 또는 중성선 사이와 같이, 주 급전기(128)의 복수의 전도체에 걸리는 제 1 전압 레벨을 나타내는 신호를 전압 센서(146)로부터 수신한다(단계 214). 컨트롤러(108)는 제 1 전압 레벨을, (도 1에 도시되는) 메모리 영역(112)에 저장될 수 있는, 기선택된 또는 사전결정된, 제 2 임계 전압 레벨과 비교한다(단계 216). 컨트롤러(108)가 제 1 전압 레벨이 제 2 임계 전압 레벨보다 크지 않다(즉, 작거나 같다)고 결정하면(단계 218), 컨트롤러(108)는 계속하여 전압 센서(146)로부터 제 1 전압 레벨의 다음 측정치를 수신한다(단계 214).
그러나, 컨트롤러(108)가 제 1 전압 레벨이 제 2 임계 전압 레벨보다 크다고 결정하면(단계 218), 컨트롤러(108)는 제 1 시간 기간을, 메모리 영역(112)에 저장될 수 있는 제 2 임계 시간 기간에 비교한다(단계 220). 제 1 시간 기간은 컨트롤러(108)가 결함(148) 발생을 표시하는 신호를 수신할 때(단계 202)와, 컨트롤러(108)가 제 1 전압 레벨이 제 2 임계 전압 레벨보다 크다고 결정할 때(단계 218) 사이의 시간 기간에 의해 규정될 수 있다. 제 2 시간 기간은 주 회로 차단기(130) 또는 급전 회로 차단기기(124)의 차단 시간에 기초할 수 있다. 컨트롤러(108)가 제 1 시간 기간이 제 2 임계 시간 기간보다 크지 않다(즉, 작거나 같다)고 결정할 경우(단계 222), 컨트롤러(108)는 주 회로 차단기(130)를 트리핑시킨다(단계 224). 그러나, 컨트롤러(108)가 제 1 시간 기간이 제 2 임계 시간 기간보다 크다고 결정하면(단계 222), 컨트롤러(108)는 회로 보호 장치(122)를 작동(단계 226)시키기 위한 신호를 제공한다. 게다가, 컨트롤러(108)는 주 회로 차단기(130)를 트립시킬 수 있다(단계 224). 예를 들어, 제 1 시간 기간이 제 2 임계 시간 기간보다 작고 제 1 전압 레벨이 제 2 임계 전압 레벨보다 클 경우, 컨트롤러(108)는 결함(148)이 아크 이벤트임을 결정하고 회로 보호 장치(122)를 작동(단계 226)시키기 위한 신호를 제공한다.
전력 분배 장비 또는 다른 전기 장비를 보호하는 데 사용하기 위한 시스템, 방법, 및 장치의 예시적인 실시예들이 위에서 상세하게 설명되었다. 이러한 시스템, 방법, 및 장비는 여기서 설명되는 구체적 실시예에 제한되지 않고, 대신에, 방법의 동작들, 및/또는, 시스템 및/또는 장치의 구성요소들이 여기서 설명되는 다른 동작 및/또는 구성요소들과 달리 개별적으로 이용될 수 있다. 더욱이, 설명되는 동작 및/또는 구성요소들은 다른 시스템, 방법, 및/또는 장치에서도 규정될 수 있고, 다른 시스템, 방법, 및/또는 장치와 조합하여 사용될 수도 있으며, 여기서 설명되는 시스템, 방법, 및 저장 매체만으로 실현되는 것으로 제한되지 않는다.
컨트롤러는, 여기서 설명되는 것과 같이, 적어도 하나의 프로세서 또는 처리 유닛과, 시스템 메모리를 포함한다. 컨트롤러는 일반적으로, 컴퓨터 판독형 매체의 적어도 일부 형태를 갖는다. 예시적인 사항으로서 제한없이, 컴퓨터 판독형 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는, 컴퓨터 판독형 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 다른 데이터와 같은 정보의 저장을 위해 임의의 방법이나 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 탈착식 및 비-탈착식 매체를 포함한다. 통신 매체는 일반적으로 컴퓨터 판독형 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 다른 데이터를, 반송파나 다른 전송 메커니즘과 같이 변조된 데이터 신호에 담으며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. 당 업자는, 그 특징 세트 중 하나 이상을 갖거나, 정보를 인코딩하는 등의 방식으로 변경된, 변조 데이터 신호와 친숙하다. 이들의 조합 역시 컴퓨터 판독형 매체의 범위 내에 또한 포함된다.
본 발명이 예시적인 전력 장비 환경과 연계하여 설명되었으나, 본 발명의 실시예는 수많은 다른 범용 또는 전용 전력 장비 환경이나 구조로도 작동한다. 전력 장비 환경은 본 발명의 임의의 형태의 기능이나 용도의 범위에 관해 어떤 제한사항도 암시하고자 하지 않는다. 게다가, 전력 장비 환경은 예시적인 작동 환경에서 설명된 구성요소, 또는 구성요소들의 조합에 관한 종속성 또는 요건을 갖는 것으로 간주되어서는 안된다.
본 발명의 실시예들은 하나 이상의 컴퓨터나 다른 장치에 의해 실행되는 프로그램 컴포넌트 또는 모듈과 같은, 컴퓨터-실행가능 명령의 일반 범주에서 설명될 수 있다. 본 발명의 형태는 구성요소나 모듈의 임의의 개수 및 조직으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 형태는 도면에 도시되고 여기서 설명되는 구체적 컴퓨터-실행가능 명령, 또는, 구체적 구성요소나 모듈만으로 제한되지 않는다. 본 발명의 대안의 실시예는 여기서 설명되고 도시된 것보다 많거나 적은 기능을 갖는, 다른 컴퓨터-실행가능 명령 또는 구성요소를 포함할 수 있다.
여기서 도시되고 설명되는 본 발명의 실시예의 동작의 성능이나 실행 순서는 달리 명시되지 않을 경우 본질적인 것이 아니다. 즉, 동작들은 달리 명시하지 않는 한 임의의 순서로 실행될 수 있고, 본 발명의 실시예는 여기서 개시되는 것보다 많은 또는 적은 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 동작을 타 동작 전에, 동시에, 또는 후에 실행하거나 수행하는 것은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
본 발명의 형태나 실시예의 요소들을 소개할 때, "일", "하나", "이러한", "상기"라는 표현은 원소들이 하나 이상 존재함을 의미하는 것이다. "포함하는", "구성되는", "가진"이란 표현은 포괄적인 의미로서, 나열된 요소들과는 다른 추가 요소들이 존재할 수 있음을 의미한다.
이러한 서면 설명을 최적 모드를 포함한 예를 이용하여 본 발명을 개시하고, 임의의 장치나 시스템의 제작 및 이용과, 채택된 방법의 실행을 포함하여 당 업자가 본 발명을 실시할 수 있게 한다. 본 발명의 특허가능한 범위는 청구범위에 의해서 규정되며, 당 업자에게 발생하는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는, 청구범위의 글자 그대로의 언어와 다르지 않은 구조적 요소를 가질 경우, 또는, 청구범위의 글자 그대로의 언어와 실질적 차이가 없는 동등한 구조적 요소를 포함할 경우, 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
100 : 전력 시스템 102 : 장비 보호 시스템
104 : 분배 시스템 106 : 개폐 장치 유닛
108 : 중앙 컨트롤러 110 : 프로세서
112 : 메모리 영역 114 : 네트워크
116 : 중앙 통신 유닛 118 : 디스플레이 장치
120 : 사용자 입력 장치 122 : 회로 보호 장치
124 : 급전 회로 차단기기 126 : 부하
128 : 주 급전기 130 : 주 회로 차단기
132 : 분기 회로 134 : 급전 트립 유닛
136 : 주 트립 유닛 138 : 통신 유닛
140 : 주 회로 모니터링 장치 142 : 전류 센서
144 : 급전 회로 모니터링 장치 146 : 전압 센서
148 : 결함

Claims (15)

  1. 전력 장비 보호 시스템(102)에 있어서,
    제 1 회로(132)를 모니터링하도록 구성되는 제 1 회로 모니터링 장치(144)와,
    상기 제 1 회로(132)에 전기적으로 연결된 제 2 회로(128)를 모니터링하도록 구성되는 제 2 회로 모니터링 장치(140)와,
    상기 제 1 모니터링 장치(144) 및 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140)에 통신가능하게 연결되는 프로세서(110)를 포함하며,
    상기 프로세서(110)는,
    - 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144) 및 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140) 중 적어도 하나로부터 결함을 표시하는 신호를 수신하고,
    - 상기 결함이 상기 제 1 회로(132) 또는 제 2 회로(128)에서 발생하였는 지를 결정하며,
    - 상기 결함이 제 2 회로(128)에서 발생한 경우, 상기 결함이 아크 이벤트인 지를 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서(110)는, 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140)가 상기 결함과 상관된 과전류 상태를 검출하는 지와, 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144)가 상기 과전류 상태를 검출하는 지를 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서(110)는, 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140) 및 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144) 모두가 상기 과전류 상태를 검출할 때, 상기 결함이 상기 제 1 회로(132)에서 발생하였음을 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서(110)는, 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140)가 과전류 상태를 검출하고 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144)는 상기 과전류 상태를 검출하지 않았을 때 상기 결함이 상기 제 2 회로(128)에서 발생하였음을 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서(110)에 통신가능하게 연결된 전압 센서(146)를 더 포함하며, 상기 전압 센서(146)는 상기 제 2 회로(128)의 복수의 전도체에 걸리는 전압 레벨을 측정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서(110)는, 상기 전압 센서(146)로부터 측정된 전압 레벨을 표시하는 신호를 수신하고 상기 측정된 전압 레벨을 임계 전압 레벨에 비교하도록 또한 구성되는
    전력 장비 보호 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서(110)는 상기 측정된 전압 레벨이 상기 임계 전압 레벨보다 클 때 상기 결함이 아크 이벤트임을 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서(110)에 통신가능하게 연결되는 회로 보호 장치(122)를 더 포함하며, 상기 프로세서(110)는 상기 결함이 아크 이벤트임을 결정할 때 상기 회로 보호 장치(122)를 작동시키기 위한 신호를 발생시키도록 또한 구성되는
    전력 장비 보호 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 회로 모니터링 장치(144) 및 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140) 중 적어도 하나는 회로 차단기 및 전류 센서 중 하나를 포함하는
    전력 장비 보호 시스템.
  10. 전력 장비 보호 시스템(102)과 함께 사용하기 위한 컨트롤러에 있어서,
    상기 컨트롤러(108)는,
    - 제 1 회로(132)를 모니터링하도록 구성되는 제 1 회로 모니터링 장치(144)에 통신가능하게 연결되고,
    - 상기 제 1 회로(132)에 전기적으로 연결된 제 2 회로(128)를 모니터링하도록 구성되는 제 2 회로 모니터링 장치(140)에 통신가능하게 연결되며,
    - 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144) 및 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140) 중 적어도 하나로부터 결함을 표시하는 신호를 수신하고,
    - 상기 결함이 상기 제 1 회로(132) 또는 상기 제 2 회로(128)에서 발생하였는 지를 결정하며,
    - 상기 결함이 상기 제 2 회로(128)에서 발생한 경우, 상기 결함이 아크 이벤트인 지를 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템과 함께 사용하기 위한 컨트롤러.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(108)는, 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140)가 상기 결함과 상관된 과전류 상태를 검출하는 지와 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144)가 상기 과전류 상태를 검출하는 지를 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템과 함께 사용하기 위한 컨트롤러.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(108)는, 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140) 및 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144) 모두가 상기 과전류 상태를 검출할 때, 상기 결함이 상기 제 1 회로(132)에서 발생하였음을 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템과 함께 사용하기 위한 컨트롤러.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(108)는, 상기 제 2 회로 모니터링 장치(140)가 상기 과전류 상태를 검출하고 상기 제 1 회로 모니터링 장치(144)가 상기 과전류 상태를 검출하지 않을 때 상기 결함이 상기 제 2 회로(128)에서 발생하였음을 결정하도록 구성되는
    전력 장비 보호 시스템과 함께 사용하기 위한 컨트롤러.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(108)는,
    - 상기 제 2 회로(128)의 복수의 전도체에 걸리는 전압 레벨을 측정하도록 구성되는 전압 센서(146)에 통신가능하게 연결되고,
    - 상기 전압 센서(146)로부터 측정된 전압 레벨을 표시하는 신호를 수신하며,
    - 상기 측정된 전압 레벨을 임계 전압 레벨에 비교하고,
    - 상기 측정된 전압 레벨이 임계 전압 레벨보다 클 때 상기 결함이 아크 이벤트임을 결정하도록 추가로 구성되는
    전력 장비 보호 시스템과 함께 사용하기 위한 컨트롤러.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(108)는,
    - 회로 보호 장치(122)에 통신가능하게 연결되고,
    - 상기 결함이 아크 이벤트임을 결정할 때 상기 회로 보호 장치(122)를 작동시키기 위한 신호를 발생시키도록 추가로 구성되는
    전력 장비 보호 시스템과 함께 사용하기 위한 컨트롤러.
KR1020110130327A 2010-12-08 2011-12-07 차단기 상태를 이용한 아크 이벤트 검출 방법, 시스템 및 장치 KR101849407B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/962,771 2010-12-08
US12/962,771 US8575916B2 (en) 2010-12-08 2010-12-08 Method, system, and apparatus for detecting an arc event using breaker status

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120064042A true KR20120064042A (ko) 2012-06-18
KR101849407B1 KR101849407B1 (ko) 2018-04-16

Family

ID=45093512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110130327A KR101849407B1 (ko) 2010-12-08 2011-12-07 차단기 상태를 이용한 아크 이벤트 검출 방법, 시스템 및 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8575916B2 (ko)
EP (1) EP2463975A3 (ko)
JP (1) JP5977507B2 (ko)
KR (1) KR101849407B1 (ko)
CN (2) CN102545140B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101491486B1 (ko) * 2013-10-10 2015-02-11 현대중공업 주식회사 포토 다이오드를 이용한 가스절연 개폐기의 아크 감지 장치 및 방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103235246B (zh) * 2013-05-08 2016-04-20 上海电缆研究所 航空导线耐电弧实验装置及其实验方法
FR3010585B1 (fr) * 2013-09-12 2017-04-28 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de controle et de protection electrique
EP3621166A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-11 ABB Schweiz AG Pressure relief system and a container, building, enclosure or cubicle including a pressure relief system
US11368008B2 (en) * 2019-06-20 2022-06-21 Nexpo Co., Ltd. Arc protection system and method to control arc protection system
DE102019211162A1 (de) * 2019-07-26 2021-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Störlichtbogenüberwachungseinrichtung insbesondere für Niederspannungsschaltanlagen
CN112564035A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 威胜信息技术股份有限公司 一种多路电弧故障检测报警保护系统及电弧保护设备
CN112398104B (zh) * 2020-11-30 2023-05-26 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种配电网绝缘、弧光、选线综合监测保护系统
DE102022202654A1 (de) * 2022-03-17 2023-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Störlichtbogenschutz

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3157691B2 (ja) * 1994-11-25 2001-04-16 東海旅客鉄道株式会社 き電設備の保護装置
US5682101A (en) * 1995-03-13 1997-10-28 Square D Company Arcing fault detection system
US5886861A (en) * 1997-09-15 1999-03-23 Eaton Corporation Apparatus providing response to arc faults in a power distribution cable protected by cable limiters
JP2001045652A (ja) * 1999-07-30 2001-02-16 Matsushita Electric Works Ltd アーク検出器
US20030156367A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-21 Macbeth Bruce F. Arc fault circuit interrupter with upstream impedance detector
US7747354B2 (en) 2003-01-06 2010-06-29 General Electric Company Circuit protection system
US7440245B2 (en) * 2004-09-28 2008-10-21 Eaton Corporation Arc fault circuit interrupter and method of detecting an arc fault
US7292422B2 (en) * 2004-11-29 2007-11-06 Siemens Energy & Automation, Inc. Occupancy-based circuit breaker control
US20070208520A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Siemens Energy & Automation, Inc. Systems, devices, and methods for arc fault management
US7599161B2 (en) * 2006-12-29 2009-10-06 General Electric Company Relay device and corresponding method
US7570471B2 (en) * 2007-02-20 2009-08-04 Utility Relay Company Circuit breaker trip unit with zone selective interlock and system monitoring
US7580232B2 (en) * 2007-12-21 2009-08-25 General Electric Company Arc detection system and method
US20090248329A1 (en) * 2008-03-25 2009-10-01 Siemens Energy & Automation, Inc. Arc fault root-cause finder system and method
US7791846B2 (en) * 2008-07-30 2010-09-07 General Electric Company Arc flash detection system, apparatus and method
US8040644B2 (en) * 2008-12-17 2011-10-18 Gaton Corporation Power distribution system and electrical switching apparatus employing a filter trap circuit to provide arc fault trip coordination
US8207742B2 (en) * 2008-12-31 2012-06-26 General Electric Company Directional zone select interlock method
US8649139B2 (en) * 2010-08-23 2014-02-11 General Electric Company Methods, systems, and apparatus for detecting arc flash events using current and voltage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101491486B1 (ko) * 2013-10-10 2015-02-11 현대중공업 주식회사 포토 다이오드를 이용한 가스절연 개폐기의 아크 감지 장치 및 방법
US9285413B2 (en) 2013-10-10 2016-03-15 Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. Apparatus for and method of sensing arc in gas insulated switchgear using photodiode

Also Published As

Publication number Publication date
US20120146623A1 (en) 2012-06-14
CN102545140B (zh) 2016-08-24
JP5977507B2 (ja) 2016-08-24
JP2012122998A (ja) 2012-06-28
KR101849407B1 (ko) 2018-04-16
EP2463975A2 (en) 2012-06-13
CN102545140A (zh) 2012-07-04
US8575916B2 (en) 2013-11-05
EP2463975A3 (en) 2017-08-16
CN202759212U (zh) 2013-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101849407B1 (ko) 차단기 상태를 이용한 아크 이벤트 검출 방법, 시스템 및 장치
US8649146B2 (en) Capacitance check and current monitoring circuit for use with a circuit protection device
KR101806561B1 (ko) 광 및 시간 판별을 이용하여 아크 플래시 이벤트를 검출하는 방법, 시스템 및 장치
JP5923254B2 (ja) 電流および電圧を用いてアークフラッシュイベントを検出するシステムおよび装置
CN103390880B (zh) 用于保护系统激活和动态标记的方法、系统和设备
US8964344B2 (en) Circuit breaker signaling system for control of an arc fault detection system
US20140192458A1 (en) Power distribution systems and methods of operating a power distribution system including arc flash detection
CN105576619B (zh) 电路保护设备和配电系统中监视保护设备的方法
US9325167B2 (en) Method, system, and apparatus for providing arc flash mitigation
KR101253992B1 (ko) 지진 피해 방지를 위한 배전기기 보호장치
KR20130137370A (ko) 아크, 부분방전 및 온도 감시 통합 수배전반 및 이를 이용한 수배전반 제어방법
KR101806560B1 (ko) 아크 플래시 방지 시스템용 중복 시스템, 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant