KR20210084817A - 직류 배전용 직류 아크사고 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예는, 관심대상주파수대역이 10KHz에서 50KHz 사이의 범위에서 설정되는 단계; 배선에서, 제1측전력시스템 및 제1주파수의 노이즈를 가지는 노이즈원이 연결되는 제1노드와 제2측전력시스템이 연결되는 제2노드 사이의 구간에 적어도 하나의 전류센서가 배치되는 단계; 상기 적어도 하나의 전류센서 중 제1전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류 중 교류성분전류를 측정하는 단계; 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수로부터 제1범위 이내의 주파수성분을 A(A는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키고, 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수의 N(N은 2 이상의 자연수)배에 해당되는 제2주파수로부터 제2범위 이내의 주파수성분을 B(B는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키는 감쇄 단계; 상기 감쇄 단계 이후의 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 관심대상주파수대역의 에너지를 합산하여 아크에너지를 계산하는 단계; 및 상기 아크에너지가 기준치 이상이면, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에서 아크가 발생했다고 판단하는 지표의 값을 증가시키는 단계를 포함하는 아크사고검출방법을 제공한다.

Description

직류 배전용 직류 아크사고 검출 방법{METHOD OF DC ARC FAULT DETECTOR FOR DC DISTRIBUTION SYSTEMS}
본 실시예는 직류 배전용 직류 아크사고 검출 기술에 관한 것이다.
종래에, 일반적으로 각종 전기 기기에 전력을 공급하기 위해 상용전원을 중심으로 한 교류 배전 시스템이 사용되어져 오고 있다. 최근, 직류 부하의 급증, 직류전력을 생산하는 신재생 에너지의 보급 확산이 급격하게 일어나고 있으며, 이에 따라 직류로 생산된 전력을 교류 변환 없이 직류로 사용함으로써 전력 전달 효율을 향상 시킬 뿐 아니라 구성 요소간의 연계를 간단하게 하여 시스템 전체의 효율성을 높일 수 있는 직류배전이 많은 관심을 받고 있다. 이러한 장점을 활용하여 직류 배전 시스템은 인터넷 데이터 센터, 조명, 상용 빌딩 등에 적용을 위해 적극 검토되고 있으며, 최근에는 선체 연비 향상을 위한 선박용 직류 마이크로그리드, 연료 효율성 향상을 위한 군용 직류 마이크로그리드 영역으로의 확장까지 고려되고 있다.
종래의 교류 배전 시스템에 비해 직류 시스템은 아크 사고에 대한 안전성 측면에서 취약하다는 단점을 가진다. 교류 시스템에서 전류는 1초 동안 상용전원의 교류 주파수에 2배수에 해당하는 횟수만큼의 영점 교차가 존재함에 따라 아크사고 발생시에도 자연소호의 가능성이 높아 비교적 사고 발생 가능성이 낮다. 이에 반해, 직류 시스템은 전류에 영점이 존재하지 않기 때문에 아크사고 발생시 자연소호의 가능성이 낮아 교류에서의 아크 사고에 비해 위험성이 훨씬 높다.
또한 직류 아크는 자연소호가 힘들어 위험성이 높을 뿐만 아니라, 사고 검출에 있어서도 어려움이 존재한다. 아크 사고는 선로에 있어서 노화, 커넥터 등에 있어서의 전기적 연결의 약해짐 등에 의해 발생할 수 있는데 이러한 직류 직렬 아크의 경우, 사고 전류가 정상범위 내에 있게 되기 때문에 종래에 설치되는 과전류 차단기나 누전 차단기로 검출이 어렵다. 따라서 직류 시스템의 신뢰성 및 안전성을 확보하기 위해서는 별도의 아크 검출기나 아크 검출기능을 내장한 차단장치가 필요하다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 직류 배선에서의 아크사고를 검출하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 관심대상주파수대역이 10KHz에서 50KHz 사이의 범위에서 설정되는 단계; 배선에서, 제1측전력시스템 및 제1주파수의 노이즈를 가지는 노이즈원이 연결되는 제1노드와 제2측전력시스템이 연결되는 제2노드 사이의 구간에 적어도 하나의 전류센서가 배치되는 단계; 상기 적어도 하나의 전류센서 중 제1전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류 중 교류성분전류를 측정하는 단계; 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수로부터 제1범위 이내의 주파수성분을 A(A는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키고, 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수의 N(N은 2 이상의 자연수)배에 해당되는 제2주파수로부터 제2범위 이내의 주파수성분을 B(B는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키는 감쇄 단계; 상기 감쇄 단계 이후의 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 관심대상주파수대역의 에너지를 합산하여 아크에너지를 계산하는 단계; 및 상기 아크에너지가 기준치 이상이면, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에서 아크가 발생했다고 판단하는 지표의 값을 증가시키는 단계를 포함하는 아크사고검출방법을 제공한다.
상기 아크사고검출방법은, 상기 적어도 하나의 전류센서 중 제2전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류의 순시치를 측정하는 단계; 및 상기 순시치의 변동성이 미리 설정한 제1조건에 해당되는 경우, 아크가 발생하지 않은 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 아크사고검출방법은, 상기 배선에서, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에 탄소봉과 구리봉으로 구성되는 아크실험기가 직렬로 배치되는 단계; 상기 탄소봉과 상기 구리봉 사이의 이격거리가 증가되도록 제어되면서 상기 탄소봉과 상기 구리봉 사이에 아크가 발생하는 단계; 및 상기 아크가 발생할 때, 측정된 상기 교류성분전류의 주파수분석 결과에 따라 상기 관심대상주파수대역이 조정되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 아크사고검출방법은, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결되지 않은 상태에서 상기 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제1주파수분석 결과를 도출하고, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결된 상태에서 상기 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제2주파수분석 결과를 도출하며, 제1주파수분석 결과와 제2주파수분석 결과의 차이를 이용하여 상기 A%에 해당되는 수치를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 배선의 전류정보를 이용하여 아크사고의 발생 유무를 판단하고 아크사고가 화재 사고로 이어지기 전에 신속하게 검출하여 시스템의 신뢰성 및 안전성을 확보 할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에 의하면, 대부분의 시간동안 정상적으로 동작되는 것을 전제로 하는 시스템에 있어서 중요한 성능 요소인 오동작 방지와 관련하여, 전류의 고주파 교류 성분 뿐 아니라 순시치 정보를 활용하여 오작을 방지 할 수 있게 된다.
도 1은 일 실시예에 따른 전력시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 아크사고검출방법의 흐름도이다.
도 3은 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4는 노이즈 영향을 감쇄시킨 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 5는 아크의 영향을 실험하는 실험시스템의 구성도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 전력시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전력시스템(100)에는 주요하게 제1측전력시스템(130, FRT:first power system), 제2측전력시스템(140, SCD:second power system) 및 배선(LN)이 포함될 수 있다.
제1측전력시스템(130)은 전력원일 수 있다. 예를 들어, 제1측전력시스템(130)은 상용전원일 수 있고, 신재생에너지원-예를 들어, 태양광발전기 등-이거나, 디젤발전기일 수 있다.
제2측전력시스템(140)은 부하일 수 있다. 예를 들어, 제2측전력시스템(140)은 저항부하일 수 있고, 캐패시티브 부하이거나 인덕턴스 부하일 수 있다.
배터리와 같은 에너지저장장치는 제1측전력시스템(130)에 포함될 수도 있고, 제2측전력시스템(140)에 포함될 수도 있다.
전류는 주로, 제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140) 방향으로 흘러나갈 수 있다.
전력시스템(100)에서 사고가 발생하면 전력시스템(100)은 차단기(150)를 이용하여 제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140)으로 흘러나가는 전류를 차단할 수 있다. 사고의 일종으로 아크사고가 발생하면 전력시스템(100)은 차단기(150)를 이용하여 제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140)으로 흘러나가는 전류를 차단하여 2차적인 사고의 발생을 방지할 수 있다.
아크사고를 검출하기 위하여, 전력시스템(100)은 아크사고검출기(110, DTR:arc fault detector)를 포함할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 아크사고의 발생여부를 판단하고, 아크사고가 검출되면 제어신호(CTR)를 통해 차단기(150)를 작동시켜 제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140)으로 흘러나가는 전류를 차단할 수 있다.
제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140)으로 흐르는 전류는 배선(LN)을 통과할 수 있다. 그리고, 아크사고검출기(110)는 배선(LN)을 감시하면서 배선(LN)에 아크사고가 발생했는지 여부를 판단할 수 있다.
배선(LN)의 일측 노드인 제1노드(N1)에는 제1측전력시스템(130)이 연결될 수 있다. 그리고, 배선(LN)의 타측 노드인 제2노드(N2)에는 제2측전력시스템(140)이 연결될 수 있다. 그리고, 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 사이에서 배선과 직렬로 차단기(150)가 배치될 수 있다.
아크사고검출기(110)는 배선(LN)에서 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 사이에 흐르는 전류를 감시할 수 있다. 그리고, 그 전류를 분석하여 배선(LN)에 아크사고가 발생했는지 여부를 판단할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 적어도 하나의 전류센서(112)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전류센서(112) 중 제1전류센서는 배선(LN)으로 흐르는 전류 중 교류성분전류를 측정할 수 있다. 제1전류센서는 전류변압기로 구성될 수 있고, 전류변압기는 배선(LN) 측을 1차측으로 하여 1회 감거나 관통하고 2차측을 M(M은 2 이상의 자연수)회 감는 형태의 둥근 코일 혹은 전선으로 이루어질 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 전류센서(112) 중 제2전류센서는 배선(LN)으로 흐르는 전류의 순시치를 측정할 수 있다. 제2전류센서는 저항센서로 구성되거나 홀센서로 구성될 수 있다.
제1전류센서는 대역통과필터를 포함하거나 대역차단필터를 포함할 수 있다. 제1전류센서는 고주파대역에 대한 교류성분전류를 추출하기 위해 고주파대역통과필터를 포함하거나 저주파대역차단필터를 포함할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값을 이용하여 아크사고의 발생여부를 판단하고, 제2전류센서의 측정값을 이용하여 아크사고 판단의 오류를 교정할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값을 푸리에변환하여 주파수분석하고 주파수분석에서 관심대상주파수대역의 에너지합산값이 기준치를 초과하는 경우 배선(LN)에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석에서 아크사고의 발생 여부를 최종적으로 판단하지 않고, 아크사고의 발생에 대한 판단 지표의 값만 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석에 따라 아크가 발생한 것으로 판단되는 경우, 판단 지표의 값을 0에서 1로 변경할 수 있다.
그리고, 아크사고검출기(110)는 제2전류센서의 측정값을 이용하여 아크사고 판단의 오류를 교정할 수 있다. 예를 들어, 아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석에서 아크사고 발생에 대한 판단 지표가 1이지만 제2전류센서의 측정값에 대한 분석 결과가 아크사고가 발생하지 않은 것으로 판단하는 경우, 최종적으로는 아크사고가 발생하지 않은 것으로 결정할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 제2전류센서의 측정값-예를 들어, 일정 시간의 평균측정값-이 증가한 경우, 판단 지표가 1이더라도 최종적으로는 아크사고가 발생하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 아크사고가 발생하면 일반적으로 평균전류는 감소할 수 있는데, 이러한 특성을 고려하여 아크사고검출기(110)는 아크사고가 발생하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 아크사고검출기(110)는 제2전류센서의 측정값에서의 변동성이 변동기준치를 초과하는 경우, 판단 지표가 1이더라도 최종적으로는 아크사고가 발생하지 않은 것으로 결정할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석 결과와 제2전류센서의 측정값에 대한 분석 결과를 AND조건으로 판단할 수도 있고, 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석 결과가 아크사고가 발생한 것으로 나오는 경우에만 제2전류센서의 측정값에 대한 분석 결과를 이용하여 아크사고에 대한 최종 판단을 수행할 수 있다.
한편, 제1노드(N1) 혹은 제2노드(N2)에는 노이즈원(120, NSC:noise source)이 더 연결될 수 있다. 그리고, 이러한 노이즈원(120)에 의한 노이즈(NS(f1))가 제1노드(N1)에서 제2노드(N2)로 흐르는 전류에 영향을 미칠 수 있다.
아크사고검출기(110)는 노이즈(NS(f1))가 아크사고 검출에 영향을 미치는 것을 최소화하기 위해 제1전류센서의 측정값에서 노이즈(NS(f1))성분을 제거하는 작업을 수행할 수 있다.
노이즈(NS(f1))는 제1주파수(f1)로 변동하는 노이즈일 수 있다. 이러한 주기성 노이즈는 전력변환장치-예를 들어, 인버터, 컨버터 등-의 스위칭 노이즈에 기인할 수 있으며, 기타, 주기적으로 신호나 전력을 발생시키는 장치에 기인할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 아크사고검출방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 아크사고검출기에서 관심대상주파수대역이 설정될 수 있다(S200). 관심대상주파수대역은 10KHz에서 50KHz 사이의 범위에서 설정될 수 있다. 예를 들어, 관심대상주파수대역은 12KHz~42KHz의 범위로 설정될 수 있다.
그리고, 배선에서, 제1측전력시스템 및 제1주파수 노이즈를 가지는 노이즈원이 연결되는 제1노드와 제2측전력시스템이 연결되는 제2노드 사이의 구간에 적어도 하나의 전류센서가 배치될 수 있다(S202).
그리고, 적어도 하나의 전류센서 중 제1전류센서에 의해 배선으로 흐르는 전류 중 교류성분전류가 측정될 수 있다(S204).
그리고, 아크사고검출기는 교류성분전류의 주파수성분 중 제1주파수로부터 제1범위 이내의 주파수성분을 A(A는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키고, 교류성분전류의 주파수성분 중 제1주파수의 N(N은 2이상의 자연수)배에 해당되는 제2주파수로부터 제2범위 이내의 주파수성분을 B(B는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시킬 수 있다(S204).
여기서, 제1주파수 및 제2주파수는 관심대상주파수대역에 속할 수 있다. 그리고, A는 50이고, B는 50일 수 있다.
그리고, 아크사고검출기는 제1주파수 주변의 제1범위 및 제2주파수 주변의 제2범위에서 감쇄된 교류성분전류의 주파수성분에 대해 관심대상주파수대역의 에너지를 합산하여 아크에너지를 계산할 수 있다(S208).
그리고, 아크사고검출기는 아크에너지가 기분치를 초과하는 경우(S210에서 YES), 제1노드와 제2노드 사이에서 아크가 발생했다고 판단하는 지표의 값을 증가시킬 수 있다(S210).
이러한 아크사고검출방법은 적어도 하나의 전류센서 중 제2전류센서를 이용하여 배선으로 흐르는 전류의 순시치를 측정하는 단계(미도시) 및 순시치의 변동성이 미리 설정한 제1조건에 해당되는 경우, 아크가 발생하지 않은 것으로 판단하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 이러한 아크사고검출방법은, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결되지 않은 상태에서 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제1주파수분석 결과를 도출하고, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결된 상태에서 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제2주파수분석 결과를 도출하며, 제1주파수분석 결과와 제2주파수분석 결과의 차이를 이용하여 A%에 해당되는 수치를 조정하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내는 도면이고, 도 4는 노이즈 영향을 감쇄시킨 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3에서, 점선은 제1노드로 노이즈원이 연결되지 않은 상태에서의 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내고 실선은 제1노드로 노이즈원이 연결된 상태에서의 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타낸다.
아크사고검출기는 제1노드로 노이즈원이 연결되지 않은 상태와 제1노드로 노이즈원이 연결된 상태에서 제1주파수(f1)의 주파수성분(c(f1))을 비교하여 감쇄할 비율(도 4에서, A)을 결정할 수 있다. 그리고, 아크사고검출기는 제1노드로 노이즈원이 연결되지 않은 상태와 제1노드로 노이즈원이 연결된 상태에서 제2주파수(f2)의 주파수성분(c(f2))을 비교하여 감쇄할 비율(도 4에서, B)을 결정할 수 있다.
한편, 아크사고검출기는 관심대상주파수대역(bw1)의 시작주파수(Fa) 및 종료주파수(Fb), 그리고, 노이즈의 제1주파수(f1) 및 제2주파수(f2)를 비교하고 관심대상주파수대역(bw1)에서의 노이즈의 영향이 최소화되도록 시작주파수(Fa) 및 종료주파수(Fb)를 조정할 수 있다.
도 5는 아크의 영향을 실험하는 실험시스템의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 실험시스템(500)은 배선(LN)의 제1노드(N1)과 제2노드(N2) 사이에서 배선(LN)에 직렬로 연결되는 탄소봉(520)과 구리봉(530)을 포함할 수 있다. 그리고, 실험시스템(500)은 탄소봉(520)과 구리봉(530)의 이격거리(D)를 조절하는 조절기(510)를 포함하고, 배선(LN)의 아크사고를 검출하는 아크사고검출기(110) 및 아크실험결과에 따라 아크사고검출기(110)의 파라미터를 조정하는 아크실험기(540) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 제1노드(N1)로는 제1측전력시스템 및 노이즈원이 연결될 수 있고, 제2노드(N2)로는 제2측전력시스템이 연결될 수 있으며, 적어도 하나의 전류센서(112)가 배선(LN)에 흐르는 교류성분전류의 측정치와 배선(LN)에 흐르는 전류의 순시치를 아크사고검출기(110)로 전달할 수 있다.
아크사고검출기(110)와 아크실험기(540)는 정보를 교류할 수 있다. 아크사고검출기(110)는 전류센서(112)의 측정값 혹은 전류센서(112) 측정값의 주파수분석값을 아크실험기(540)로 전달할 수 있다.
아크실험기(540)는 전류센서(112)의 측정값 혹은 전류센서(112) 측정값의 주파수분석값을 이용하여 아크사고 발생시의 전류의 주파수 특성을 파악하고, 파악된 결과에 따라 관심대상주파수대역을 결정할 수 있다. 그리고, 아크실험기(540)는 결정된 관심대상주파수대역을 아크사고검출기(110)에 설정시킬 수 있다.
아크실험기(540)는 전류센서(112)의 측정값 혹은 전류센서(112) 측정값의 주파수분석값을 이용하여 제1노드로 노이즈원이 연결되지 않은 상태와 제1노드로 노이즈원이 연결된 상태에서의 제1주파수 및 제2주파수의 주파수성분을 비교하고 감쇄율(A, B)을 결정할 수 있다. 그리고, 아크실험기(540)는 감쇄율(A, B)을 아크사고검출기(110)에 설정할 수 있다.
한편, 아크사고검출기(110)는 전류센서(112)의 측정값을 디지털데이터로 변환하는 아날로그디지털변환기를 더 포함할 수 있고, 디지털데이터의 특정 주파수 대역만 필터링하는 윈도우함수처리기를 더 포함할 수 있다. 여기서, 윈도우함수처리기는 해닝윈도우 혹은 해밍윈도우함수를 이용할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 윈도우함수처리기의 출력데이터를 주파수분석하는 주파수분석기를 더 포함할 수 있는데, 주파수분석기는 푸리에변환을 이용하여 주파수분석을 수행할 수 있다.
한편, 아크사고검출기(110)는 교류성분전류의 주파수성분에서 관심대상주파수대역의 노이즈피크를 검색하여 감쇄시킬 수 있다. 아크사고검출기(110)는 관심대상주파수대역의 주파수성분에서 인접값보다 높은 값을 가지는 노이즈피크를 검색하고 노이즈피크로부터 제1범위 및/혹은 제2범위에 해당되는 노이즈대역의 에너지를 A% 혹은 B%로 감쇄시킬 수 있다.
아크사고검출기(110)는 관심대상주파수영역의 시작주파수부터 검색을 시작하여 첫번째로 검색된 노이즈피크의 주파수를 제1주파수로 설정하고, 제1주파수의 배수대역의 노이즈피크를 검색하여 제2주파수를 설정할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 데이터를 누적시켜 아크사고 발생 여부를 판단할 수 있다. 아크사고검출기(110)는 제1시구간의 데이터를 이용하여 아크사고 발생 여부를 판단하여 판단지표를 설정하고, 제K시구간(K는 자연수)까지 반복적으로 아크사고 발생 여부를 판단하여 판단지표를 조정할 수 있다. 그리고, 아크사고검출기(110)는 판단지표가 일정값 이상이 되는 경우, 아크로 판단할 수 있다.
아크사고검출기(110)는 아크사고가 발생한 것으로 최종 판단하면, 리셋제어가 발생하기 전까지 차단기에 대한 제어신호의 송출을 중단시키지 않을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 배선의 전류정보를 이용하여 아크사고의 발생 유무를 판단하고 아크사고가 화재 사고로 이어지기 전에 신속하게 검출하여 시스템의 신뢰성 및 안전성을 확보 할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에 의하면, 대부분의 시간동안 정상적으로 동작되는 것을 전제로 하는 시스템에 있어서 중요한 성능 요소인 오동작 방지와 관련하여, 전류의 고주파 교류 성분 뿐 아니라 순시치 정보를 활용하여 오작을 방지 할 수 있게 된다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 관심대상주파수대역이 10KHz에서 50KHz 사이의 범위에서 설정되는 단계;
    배선에서, 제1측전력시스템 및 제1주파수의 노이즈를 가지는 노이즈원이 연결되는 제1노드와 제2측전력시스템이 연결되는 제2노드 사이의 구간에 적어도 하나의 전류센서가 배치되는 단계;
    상기 적어도 하나의 전류센서 중 제1전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류 중 교류성분전류를 측정하는 단계;
    상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수로부터 제1범위 이내의 주파수성분을 A(A는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키고, 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수의 N(N은 2 이상의 자연수)배에 해당되는 제2주파수로부터 제2범위 이내의 주파수성분을 B(B는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키는 감쇄 단계;
    상기 감쇄 단계 이후의 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 관심대상주파수대역의 에너지를 합산하여 아크에너지를 계산하는 단계; 및
    상기 아크에너지가 기준치 이상이면, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에서 아크가 발생했다고 판단하는 지표의 값을 증가시키는 단계
    를 포함하는 아크사고검출방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전류센서 중 제2전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류의 순시치를 측정하는 단계; 및
    상기 순시치의 변동성이 미리 설정한 제1조건에 해당되는 경우, 아크가 발생하지 않은 것으로 판단하는 단계
    를 더 포함하는 아크사고검출방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배선에서, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에 탄소봉과 구리봉으로 구성되는 아크실험기가 직렬로 배치되는 단계;
    상기 탄소봉과 상기 구리봉 사이의 이격거리가 증가되도록 제어되면서 상기 탄소봉과 상기 구리봉 사이에 아크가 발생하는 단계; 및
    상기 아크가 발생할 때, 측정된 상기 교류성분전류의 주파수분석 결과에 따라 상기 관심대상주파수대역이 조정되는 단계
    를 더 포함하는 아크사고검출방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결되지 않은 상태에서 상기 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제1주파수분석 결과를 도출하고, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결된 상태에서 상기 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제2주파수분석 결과를 도출하며, 제1주파수분석 결과와 제2주파수분석 결과의 차이를 이용하여 상기 A%에 해당되는 수치를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 아크사고검출방법.
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