KR20170028119A - 아크감지 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

아크감지 시스템이 배전반에 자외선이 발생하였음을 감지하면, 복수의 온도 센서로부터 미리 설정된 주기로 수신한 복수의 온도 정보를 확인하여, 미리 설정한 임계값 이상으로 상승한 온도가 있는지 확인한다. 임계값 이상으로 상승한 온도가 있으면, 온도를 센싱한 온도 센서의 식별 정보를 토대로 위치 정보를 확인하고, 아크 발생 신호와 위치 정보를 디스플레이하여 사용자가 인지할 수 있도록 한다.

Description

아크감지 시스템 및 방법{System and method for ark detection}
본 발명은 아크감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
아크(ark)는 공기중에 전류가 흐르는 상태로, 고압의 전압이 공기 중으로 방전되는 형태를 의미한다. 이러한 아크는 전류의 흐름 변화로 인하여 고전압이 공기중으로 방전됨에 따라 발생한다.
이와 같이 아크에 의한 사고는 고·저전압 배전반, 전동기 제어반, 분전반에서 발생하는 사고 중 큰 사고이며, 지속 시간이 길 경우 장시간의 정전을 유발할 뿐만 아니라 사고 발생 순간 작업자가 아크에 노출될 경우 심각한 인명 피해가 발생하는 등, 아크로 인한 위험성이 항시 존재하게 된다.
따라서 아크 사고 발생시 작업자의 안전이나 수배전반의 내구성을 위하여, 아크 플래시 이벤트를 검출하기 위한 시스템 등이 개발되고 있다. 그러나, 아크 플래시의 정확한 발생 위치의 파악이 불가능하기 때문에, 신속한 보수 및 정전 사고 예방을 위한 조치가 불가능하다는 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 무전원 무선센서 안테나 일체형의 고전압 배전반 아크감지 시스템 및 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 배전반의 아크 발생 여부를 감지하는 아크감지 시스템은,
상기 배전반에 대한 복수의 온도 정보와 자외선 감지 정보를 수신하는 정보 수신 장치; 상기 정보 수신 장치가 수신한 자외선 감지 정보와 온도 정보를 토대로 아크 발생 여부를 감지하고, 아크가 발생한 경우 아크 발생 신호를 생성하는 신호 처리 장치; 및 상기 신호 처리 장치가 생성한 아크 발생 신호와 아크가 발생한 위치 정보를 사용자에게 디스플레이하는 모니터를 포함한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 아크감지 시스템이 복수의 온도 센서를 포함하는 배전반에 아크 발생 여부를 감지하는 방법은,
상기 배전반에 자외선이 발생하였음을 감지하는 단계; 상기 복수의 온도 센서로부터 미리 설정된 주기로 수신한 복수의 온도 정보를 확인하여, 미리 설정한 임계값 이상으로 상승한 온도가 있는지 확인하는 단계; 상기 임계값 이상으로 상승한 온도가 있으면, 상기 온도를 센싱한 온도 센서의 식별 정보를 토대로 위치 정보를 확인하는 단계; 및 아크 발생 신호와 상기 위치 정보를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
상시 아크의 발생을 감지할 뿐만 아니라, UV 센서를 적용하여 적외선 및 가시광선에 영향을 받지 않아 신뢰성이 높은 조기 아크 발생을 탐지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아크감지 시스템의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아크감지 시스템의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아크감지 방법에 대한 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 아크감지 시스템 및 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아크감지 시스템의 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 아크감지 시스템은, 전류를 관리를 하는 장치가 포함되어 있다. 전류를 관리하는 장치는 아크가 발생할 수 있는 배전반 부스바(Busbar)(200)의 고압선 상의 한쪽 측면에 배전반 부스바(200)의 온도를 측정하는 무선 온도 센서(210)가 구비되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 무선 온도 센서(210)만 도시하였으나, 복수의 무선 온도 센서(210)가 배전반 부스바(200)에 구비되어 있다. 그리고 배전반 안에는 적어도 3개의 배전반 부스바가 위치하고 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 배전반에 아크가 발생하는 경우를 배전반 부스바에 아크가 발생하는 것으로 예를 들어 설명한다.
그리고 무선 온도 센서(210)가 센싱한 배전반 부스바(200)의 온도 정보를 수신하거나, 배전반 부스바(200)에 아크 발생시 생성되는 자외선(UV) 빛을 감지하는 정보 수신 장치(110), 정보 수신 장치(110)가 수신한 센싱 정보를 처리하는 신호 처리 장치(120) 및 신호 처리 장치(120)가 처리한 아크 발생 정보를 사용자에게 제공하는 모니터(130)를 포함한다.
정보 수신 장치(110)는 무선 온도 센서(210)로부터 온도 정보를 수신할 뿐만 아니라, 아크 발생시 생성되는 자외선을 감지하기 위한 자외선 센서를 포함한다. 정보 수신 장치(110)와 신호 처리 장치(120)는 연결선(예를 들어 안테나 선과 자외선 센서 신호선 등)으로 연결되어 있으며, 연결선의 종류는 어느 하나로 한정하지 않으며 연결선을 통해 정보 수신 장치(110)와 신호 처리 장치(120)가 연결되는 방법은 이미 알려진 사항으로 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 정보 수신 장치(110), 신호 처리 장치(120) 및 모니터(130)를 포함하여 아크감지 시스템(100)이라 지칭하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다. 이러한 환경에서의 아크감지 시스템(100)의 구조에 대해 도 2를 참조로 설명한다.
아크감지 시스템(100)의 각각의 구조 중 정보 수신 장치(110)는 무선 센서 안테나 일체형으로 신호선을 통해 신호 처리 장치(120)와 연결되어 있을 뿐만 아니라 복수의 무선 온도 센서로부터 온도 정보를 수신하는 것을 예로 하여 설명한다. 그리고 신호 처리 장치(120)는 모니터(130)로 이더넷 통신으로 신호를 전송하는 것을 예로 하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아크감지 시스템의 구조도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 아크감지 시스템(100)은 정보 수신 장치(110), 신호 처리 장치(120) 및 모니터(130)를 포함한다.
무선 온도 센서(210)로부터 온도 정보를 수신할 뿐만 아니라, 아크 발생시 생성되는 자외선을 감지하는 정보 수신 장치(110)는 자외선 센서(111)와 온도 정보 수신부(112)를 포함한다.
자외선 센서(111)는 배전반 부스바(200)에 아크가 발생할 때 생성되는 자외선을 감지하고, 온도 정보 수신부(112)는 복수의 무선 온도 센서(210)가 센싱한 배전반 부스바(200)의 온도 정보를 수신한다. 자외선 센서(111)와 온도 정보 수신부(112)는 각각 미리 설정된 주기에 따라 자외선을 감지하거나 무선 온도 센서(210)로부터 온도 정보를 수신하는 것을 예로 하여 설명한다. 그리고 온도 정보에는 무선 온도 센서(210)의 식별 정보가 포함되어 있다.
정보 수신 장치(110)와 연동하여 자외선의 감지 여부 정보와 온도 정보를 전달받는 신호 처리 장치(120)는 온도 확인부(121) 및 알림부(122)를 포함한다.
온도 확인부(121)는 온도 정보 수신부(112)가 수신한 배전반 부스바(200)의 복수의 온도 정보를 확인한다. 그리고 확인한 복수의 온도 정보 중 미리 설정한 임계값 이상으로 상승하는 온도를 센싱한 무선 온도 센서(210)가 있는지 확인하고, 임계값 이상으로 상승한 온도를 센싱한 무선 온도 센서(210)가 있는 경우 온도 확인부(121)는 해당 무선 온도 센서(210) 주변에 이상이 있음을 감지하고, 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 확인한다.
알림부(122)는 자외선 센서(111)로부터 자외선의 감지 여부를 알리는 알림 신호를 수신하였는지 확인한다. 만약 자외선의 감지 여부를 알리는 알림 신호를 수신하였다면, 온도 확인부(121)가 확인한 이상이 있음을 감지한 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 수신하였는지 확인한다.
자외선의 감지 여부를 알리는 알림 신호와 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 모두 수신하였다면, 알림부(122)는 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 토대로 위치를 확인한다. 그리고 모니터(130)로 제공할 아크 발생 신호 및 무선 온도 센서(210)의 위치 정보를 전달한다.
그러나, 알림 신호는 수신하였으나 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 수신하지 않았다면, 알림부(122)는 오동작 알림 신호를 생성하여 모니터(130)로 전달한다.
모니터(130)는 알림부(122)에서 생성한 오동작 알림 신호 또는 아크 발생 신호와 위치 정보를 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이한다.
이상에서 설명한 아크감지 시스템(100)이 아크 발생 여부를 감지하는 방법에 대해 도 3을 참조로 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아크감지 방법에 대한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 자외선 센서(111)가 배전반 부스바(200)의 임의의 위치에서 발생한 자외선을 감지하여 알림부(122)로 자외선 발생 여부를 전달하면(S100), 알림부(122)는 온도 확인부(121)로부터 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 수신하였는지 확인한다(S110).
즉, 복수의 무선 온도 센서(210)는 배전반 부스바(200)의 온도를 주기적으로 수집하여 온도 확인부(121)로 전달하고, 온도 확인부(121)는 수신한 복수의 온도 정보들 중 미리 설정한 임계값 이상으로 온도가 상승한 구역이 있는지 확인한다. 그리고 임계값 이상으로 온도가 상승한 구역이 있는 경우, 해당 온도를 센싱한 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 알림부(122)로 전달하게 되므로, 알림부(122)는 S100 단계를 통해 자외선 감지를 알리는 신호를 수신하면 S110 단계와 같이 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 수신하여 임계값 이상으로 온도가 상승한 구역이 있는지 확인한다.
만약 알림부(122)가 자외선 발생 신호만 수신하고 무선 온도 센서(210)의 식별 정보는 수신하지 않았다면, 오동작 알림 신호를 발생하여 아크 발생 감지에 오동작이 발생하였음을 알린다(S120). 자외선만 발생하는 경우는 자외선 센서(111)가 고장나는 경우 등을 예로 하여 설명할 수 있다.
그러나, S110 단계에서 확인한 결과 임계값 이상의 온도가 상승한 구역이 있는 것으로 확인하면, 알림부(122)는 무선 온도 센서(210)의 식별 정보를 토대로 위치를 확인하고(S130), 확인한 위치 정보와 함께 아크 발생 신호를 생성하여 모니터(130)를 통해 사용자에게 제공한다(S140).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 배전반의 아크 발생 여부를 감지하는 아크감지 시스템에 있어서,
    상기 배전반에 대한 복수의 온도 정보와 자외선 감지 정보를 수신하는 정보 수신 장치;
    상기 정보 수신 장치가 수신한 자외선 감지 정보와 온도 정보를 토대로 아크 발생 여부를 감지하고, 아크가 발생한 경우 아크 발생 신호를 생성하는 신호 처리 장치; 및
    상기 신호 처리 장치가 생성한 아크 발생 신호와 아크가 발생한 위치 정보를 사용자에게 디스플레이하는 모니터
    를 포함하는 아크감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 수신 장치는,
    상기 배전반 주변에 생성되는 자외선을 감지하는 자외선 센서; 및
    상기 배전반에 설치되는 복수의 온도 센서가 각각 센싱한 상기 배전반의 온도 정보를 수신하는 온도 정보 수신부
    를 포함하는 아크감지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호 처리 장치는,
    상기 온도 정보 수신부가 수신한 복수의 온도 정보 중 미리 설정한 임계값 이상으로 상승한 온도의 여부를 확인하고, 상기 임계값 이상으로 상승한 온도가 있는 경우 온도를 센싱한 온도 센서의 식별 정보를 확인하는 온도 확인부; 및
    자외선 감지 신호와 임계값 이상으로 상승한 온도를 센싱한 온도 센서의 식별 정보를 모두 수신하면, 아크가 발생하였음을 알리는 아크 발생 신호와 온도 센서의 식별 정보를 토대로 확인한 위치 정보를 상기 모니터로 전달하는 알림부
    를 포함하는 아크감지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 알림부는,
    자외선 감지 신호는 수신하였으나 임계값 이상으로 상승한 온도를 센싱한 온도 센서의 식별 정보를 수신하지 않은 경우, 오동작 알림 신호를 생성하여 상기 모니터로 전달하는 아크감지 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정보 수신 장치는 무선 센서 안테나 일체형으로 신호선을 통해 상기 신호 처리 장치와 연결되어 있고, 상기 복수의 무선 온도 센서로부터 온도 정보를 수신하며,
    상기 신호 처리 장치는 상기 모니터로 이더넷 통신으로 신호를 전송하는 아크감지 시스템.
  6. 아크감지 시스템이 복수의 온도 센서를 포함하는 배전반에 아크 발생 여부를 감지하는 방법에 있어서,
    상기 배전반에 자외선이 발생하였음을 감지하는 단계;
    상기 복수의 온도 센서로부터 미리 설정된 주기로 수신한 복수의 온도 정보를 확인하여, 미리 설정한 임계값 이상으로 상승한 온도가 있는지 확인하는 단계;
    상기 임계값 이상으로 상승한 온도가 있으면, 상기 온도를 센싱한 온도 센서의 식별 정보를 토대로 위치 정보를 확인하는 단계; 및
    아크 발생 신호와 상기 위치 정보를 디스플레이하는 단계
    를 포함하는 아크감지 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 임계값 이상으로 상승한 온도가 있는지 확인하는 단계 이후에,
    상기 임계값 이상으로 상승한 온도가 없다면, 오동작 알림 신호를 생성하여 디스플레이하는 단계
    를 포함하는 아크감지 방법.
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