KR20220102413A - Detecting Apparatus for Arc and Deterioration Using Non-Contact Sensing Type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비접촉 센싱 방식으로 아크와 열화를 검출하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for detecting arc and deterioration in a non-contact sensing manner.
일반적으로 전원선로의 안전장치로 배선용 과부하차단기 또는 누전차단기 등이 있으며, 전원선로 또는 전기기기에 이상이 발생할 경우 신속히 전원을 차단하도록 법으로 규정하고 있어 의무적으로 안전장치인 차단기를 전원선로에 설치하고 있다.In general, there are overload circuit breaker or earth leakage circuit breaker for wiring as safety devices for power lines, and the law stipulates that the power should be cut off promptly when an abnormality occurs in the power line or electrical equipment. have.
그러나 이러한 안전장치가 있음에도 전체 화재발생 건수 중에서 전기화재가 차지하는 비중이 매우 높은 수준을 유지하고 있으며 전기화재로 인한 재산피해는 물론 인명피해도 커져가는 추세이다. 즉 전체 화재사고 중 전기화재가 차지하는 비중은 대략 20%를 차지하며, 전기화재중에서 아크(Arc)에 의한 사고가 대략 78%를 차지하고 있다. However, despite these safety devices, the proportion of electric fires in the total number of fires remains at a very high level, and the damage to property as well as human life due to electric fires is increasing. That is, electrical fires account for approximately 20% of all fire accidents, and arc accidents account for approximately 78% of electrical fires.
이렇게 차단기가 설치되어 있음에도 많은 전기화재가 발생하는 이유는 아크형 결함(Arcing type fault)이 빈번하게 발생하기 때문이다. 이러한 아크 결함은 저전류 및 고임피던스이고, 차단기의 열적 문턱값(Thermal threshold) 이하의 평균 실효값(Root Mean Square: RMS)을 갖는 전류를 발생시키기 때문에 배선용 차단기와 누선 차단기를 포함하는 케이블 단절 장치가 결함에 반응하지 않게 되고, 그에 따라 화재가 발생하는 경우가 많아진다.The reason why many electric fires occur even when a circuit breaker is installed is that arcing type faults occur frequently. These arc faults are low current and high impedance, and since they generate a current having an average root mean square (RMS) less than or equal to the thermal threshold of the circuit breaker, a cable disconnection device including a circuit breaker and a leakage circuit breaker does not respond to the fault, and thus fires are more likely to occur.
이러한 아크 결함이 발생하는 원인은 예컨대, 노화, 절연 및 배선 파괴, 과사용 또는 과전류에 의한 기계적 및 전기적 스트레스, 연결 결함 및 절연과 배선에 대한 과도한 기계적 손상 등 매우 다양하다. 또한 아크가 발생하는 경우의 출력 전압과 전기 기기의 기동 시에 발생하는 펄스 전압이 유사하기 때문에 아크를 검출하기가 더욱 어려워진다.The causes of such arc defects are very diverse, for example, aging, insulation and wiring breakdown, mechanical and electrical stress due to overuse or overcurrent, connection defects, and excessive mechanical damage to insulation and wiring. Also, since the output voltage when an arc is generated and the pulse voltage generated when the electric device is started are similar, it becomes more difficult to detect the arc.
또한, 기존의 과부하차단기 및 누전차단기는 일반 부하에서 직렬 아크 혹은 접촉 불량이 발생하는 경우 대부 분의 동작 전류보다 낮은 전류가 흐르므로 케이블 단절의 기능을 수행하지 못하는 한계를 가진다.In addition, the existing overload circuit breaker and earth leakage circuit breaker have a limitation in that they cannot perform the function of disconnecting the cable because a current lower than most of the operating current flows when a series arc or contact failure occurs under a general load.
한편, 열화상 카메라를 이용하여 아크를 방출하는 방식도 소개되는데, 이는 전기안전관리자가 주로 사용하는 장비며 차단기에서 검출하는 방식보다 아크 검출이 보다 용이한 측면이 있다. 그러나, 이러한 방식은 정기적인 관리 방식이기에 순간적으로 발생하는 아크 검출이 어렵고 고가의 장비라 일반적으로 보급하기에는 어려운 측면이 있다.On the other hand, a method of emitting an arc using a thermal imaging camera is also introduced, which is a device mainly used by electrical safety managers, and it is easier to detect an arc than a method to detect an arc from a circuit breaker. However, since this method is a regular management method, it is difficult to detect an instantaneous arc, and since it is expensive equipment, it is difficult to generally disseminate it.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로써, 비접촉 센싱 방식으로 전기설비에 설치하여 전기설비 내의 전기긱의 아크 및 열화를 검출하므로 아크 및 열화 검출이 쉽고 정확하며 저가로 구현할 수 있도록 하는 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above points, and since it is installed in electrical equipment in a non-contact sensing method to detect arcs and deterioration of electric devices in electric equipment, arc and deterioration detection can be implemented easily, accurately, and at low cost An object of the present invention is to provide an arc and deterioration detection apparatus using a non-contact sensing method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치는, 전력설비 설비 내의 적어도 1곳 이상의 주요 화재 감시 포인트인 전력기기 부근에 비접촉식으로 설치되며, 상기 전력기기로부터 발생되는 미세방전(아크(arc) 및 코로나(corona))을 측정하는 자외선 방전센서와, 상기 전력기기로부터 발생되는 미세온도를 측정하는 적외선 온도센서를 포함하는 비접촉식 센서모듈; 상기 비접촉식 센서모듈의 측정 데이터를 제공받아, 데이터를 분석 및 가공하여 온도와 아크 발생 및 연기를 감지함으로써 화재 여부를 감지하는 아크 및 열화 검출부; 및, 상기 아크 및 열화 검출부가 화재 여부를 감지하게 되면, 화재 여부의 진행상태(아크발생 단계, 아크발생 지속단계, 아크초기 불꽃발생 단계, 화재발생 단계)에 따라 필요한 조치를 취할수 있도록 하며, 또한 통신부를 통해 비접촉식 센서모듈의 측정 데이터와 아크 및 열화 검출부의 검출 결과 데이터를 관리 서버에 전송하는 제어부;를 포함한다.The arc and deterioration detection device using a non-contact sensing method according to the present invention for achieving the above object is installed in a non-contact type near a power device, which is at least one main fire monitoring point in a power facility, and is generated from the power device. A non-contact sensor module comprising: an ultraviolet discharge sensor for measuring microdischarges (arc and corona); and an infrared temperature sensor for measuring minute temperature generated from the power device; an arc and deterioration detection unit that receives the measurement data of the non-contact sensor module, analyzes and processes the data, and detects a fire by detecting temperature, arc generation, and smoke; And, when the arc and deterioration detection unit detects whether there is a fire, it is possible to take necessary measures according to the progress of the fire (arc generation stage, arc generation continuation stage, arc initial spark generation stage, fire generation stage), and and a control unit for transmitting the measurement data of the non-contact sensor module and the detection result data of the arc and deterioration detection unit to the management server through the communication unit.
본 발명의 바람직한 일 실시예 의하면, 상기 비접촉신 센서모듈은, 연기농도를 측정하는 연기감지센서와 폭발성 가스를 비롯한 인체에 유해한 가스를 측정하는 가스감지센서를 더 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the non-contact sensor module may further include a smoke sensor for measuring smoke concentration and a gas sensor for measuring gas harmful to the human body, including explosive gas.
또한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 알람부를 통해 알람을 발생할 수 있도록 함으로써 관리자가 조치를 취하게 하거나, 화재가 발생되는 경우 차단부를 통해 상기 전력기기에 전원 공급을 차단할 수 있다.Also, according to a preferred embodiment of the present invention, the control unit can generate an alarm through the alarm unit so that the administrator can take action, or when a fire occurs, the power supply can be cut off to the power device through the blocking unit. .
본 발명에 의하면 화재가 발생할 수 있는 포키싱 영역에 비접속식 센서모듈을 설치하여 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 가지고 아크 및 열화를 검출하며, 이를 토대로 설정값 이상의 센서 데이터가 확인되면 경보를 발생하여 화재발생 여부를 신속히 판단하여 미연에 화재 발생을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 적극적으로 화재 방지에 대처할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, an unconnected sensor module is installed in a forking area where a fire can occur to collect data, and arc and deterioration are detected with the collected data. Thus, it is possible to quickly determine whether a fire has occurred and not only prevent the occurrence of a fire in advance, but also actively respond to fire prevention.
또한, 본 발명은 비접촉식 센서들을 이용하므로 아크 및 열화 검출이 쉽고 정확하며 저가로 장치를 구현할 수 있고, 센서 불량시에 센서의 교체가 용이하고, 센서에 의한 단락 가능성이 없어 센서 오동작 가능성을 방지함으로써 정확한 발화점 및 발화점 주변 실내온도의 센서 데이터를 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention uses non-contact sensors, arc and deterioration detection is easy, accurate, and low-cost device can be implemented, and it is easy to replace the sensor when the sensor is defective, and there is no possibility of a short circuit by the sensor, thereby preventing the possibility of sensor malfunction. It has the effect of acquiring the accurate ignition point and sensor data of the room temperature around the ignition point.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치의 블럭 구성도이다.1 is a block diagram of an arc and deterioration detection apparatus using a non-contact sensing method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, an arc and deterioration detection apparatus using a non-contact sensing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치(100)는, 비접촉식 센서모듈(110), 아크 및 열화 검출부(120), 제어부(130), 차단부(150), 알람부(140) 및 통신부(160)을 포함한다. 1, the arc and
본 발명에 따른 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치(100)는 전기사용시설의 전력설비에 설치되는데, 여기서 상기 전력설비는 저압 및 고압 배전반이나 분전반, 모터 제어반, 태양광 인버터(전력변환장치), 태양광 접속반, ESS 등을 포함하며, 함체상의 본체 내부에 각종 전기적 제어수단 및 이들을 서로 연결하는 전원 케이블 및 상기 제어수단을 콘트롤하기 위한 스위치 및 계측기 등이 형성된 콘트롤 패널이 내장되어 구성될 수 있다.The arc and
비접촉식 센서모듈(110)은 비접촉 센싱 방식을 이용하여 전력설비 내의 전기기기로부터 발생되는 온도(열), 불꽃, 연기 등을 감지한다. 비접촉식 센서모듈(110)은 주요 화재 감시 포인트 부근에 설치되어 주요 화재가 발생하는 곳을 집중적으로 관리가 가능하며, 자외선 방전센서와 적외선 온도센서를 포함한다. 자외선 방전센서는 전력설비 내의 전력기기로부터 미세방전(아크(arc) 및 코로나(corona))을 측정한다. 본 실시예에 의하면 85㎛ 내지 500㎛의 자외선 파장대역을 측정할 수 있다. 적외선 온도센서는 전력기기로부터 발생되는 미세온도를 측정하며, 그 온도 측정범위는 열화가 집중되는 5㎛ 내지 14㎛ 파장대역을 갖는 적외선의 온도를 측정할 수 있다.The
비접촉식 센서모듈(110)은 상기 자외선 방전센서와 적외선 온도센서 이외에, 연기농도를 측정하는 연기감지센서, 폭발성 가스를 비롯한 인체에 유해한 가스를 측정하는 가스감지센서 등을 더 포함할 수 있다. 상기 복수개의 센서로 이루어진 비접촉식 센서모듈(110)은 적어도 하나 이상의 센서가 일체화된 구조로 설계되는 것이 바람직하다. 또한, 비접촉식 센서모듈(110)은 화재가 발생할 수 있는 포커싱 영역에 복수개로 설치 가능하다.The
비접촉식 센서모듈(110)을 통한 측정 데이터는 미도시된 A/D 컨버터를 통해 디지털신호로 변환되어 제어부(130)로 송신되고, 제어부(130)는 이를 수신하여 아크 및 열화 검출부(120)로 보내게 된다. The measurement data through the
아크 및 열화 검출부(120)는 제어부(130)로부터 비접촉식 센서모듈(110)의 측정 데이터를 제공받아, 데이터를 분석 및 가공하여 제어부(130)로 보내게 된다. 또한 아크 및 열화 검출부(120)는 아크 발생 전의 발화점(온도감지센서의 표적위치) 온도와 주변 온도를 비접촉식으로 연속 감시하여 발화점의 급속한 온도의 변화(상승)을 설정 값(발화점 주변 온도)과 비교하고, 또한 아크 발생 및 연기를 감지함으로써 화재 여부를 발화전에 감지할 수 있게 된다.The arc and
제어부(130)는 아크 및 열화 검출부(120)가 화재 여부를 감지하게 되면, 진행상태(아크발생 단계, 아크발생 지속단계, 아크초기 불꽃발생 단계, 화재발생 단계)에 따라 필요한 조치를 취할수 있도록 하게 되는데, 예를 들어 발화전 아크를 감지하는 경우 알람부(140)를 통해 알람을 발생할 수 있도록 함으로써 관리자가 조치를 취하게 하거나, 화재가 발생되는 경우 차단부(150)를 통해 전력기기에 전원 공급을 차단하도록 할 수 있다. When the arc and
또한 제어부(130)는 유무선 통신부(160)을 통해 관리 서버(200)와 통신 가능하며, 따라서 관리 서버(200)는 상기 아크 및 열화 검출장치(100)에서 실시간 전송되는 비접촉식 센서 모듈의 표적위치, 발화점 주변 실내온도, 가스 발생량, 발생 시간, 차단기 동작 등의 모든 데이터를 데이터베이스화하여 그래프로 표현하여 모니터에 출력하고, 과거 데이터와 현재 데이터를 비교하여 설비 및 주변 변화의 진행 상태를 확인할 수 있다. In addition, the
또한 제어부(130)는 아크 및 열화 검출부(120)가 화재 여부를 감지하게 되면, 이에 대한 정보 및 데이터를 관리 서버(200)에 전송하게 되면, 관리 서버(200) 아크가 발생되는 등 각 데이터를 종합하여 화재경보 등을 발생할 수 있고, 이에 따라 스프링 쿨러 등의 소화장치의 동작, 차단기의 차단, 소방관제센터나 경찰서의 호출 등을 지시할 수 있다. 또한 관리 서버(200)는 화재 관련 데이터를 과거 데이터와 비교 분석하여 사고 발생 이전에 설치 상태를 점검 및 수리 보수할 수 있도록 관리자에게 알림으로써 조치할 수 있도록 할 수 있다. In addition, when the arc and
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 화재가 발생할 수 있는 포키싱 영역에 비접속식 센서모듈을 설치하여 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 가지고 아크 및 열화를 검출하며, 이를 토대로 설정값 이상의 센서 데이터가 확인되면 경보를 발생하여 화재발생 여부를 신속히 판단하여 미연에 화재 발생을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 적극적으로 화재 방지에 대처할 수 있는 이점이 있다. As described above, according to the present invention, a non-connected sensor module is installed in a forking area where a fire may occur to collect data, and arc and deterioration are detected with the collected data, and based on this, sensor data greater than or equal to a set value When a fire is confirmed, an alarm is generated to quickly determine whether or not a fire has occurred, so that it is possible to prevent the occurrence of a fire in advance, as well as to actively respond to fire prevention.
또한, 본 발명은 비접촉식 센서들을 이용하므로 아크 및 열화 검출이 쉽고 정확하며 저가로 장치를 구현할 수 있고, 센서 불량시에 센서의 교체가 용이하고, 센서에 의한 단락 가능성이 없어 센서 오동작 가능성을 방지함으로써 정확한 발화점 및 발화점 주변 실내온도의 센서 데이터를 획득할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the present invention uses non-contact sensors, arc and deterioration detection is easy, accurate, and low-cost device can be implemented, and it is easy to replace the sensor when the sensor is defective, and there is no possibility of a short circuit by the sensor, thereby preventing the possibility of sensor malfunction. There is an advantage in that it is possible to acquire sensor data of the accurate ignition point and the room temperature around the ignition point.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. That is, a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make numerous changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications are possible. Equivalents are to be considered as falling within the scope of the present invention.
100. 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치
110. 비접촉식 센서모듈
120. 아크 및 열화 검출부
130. 제어부
150. 차단부
160. 통신부
200. 관리 서버100. Arc and deterioration detection device using non-contact sensing method
110. Non-contact
130.
160.
Claims (3)
상기 비접촉식 센서모듈의 측정 데이터를 제공받아, 데이터를 분석 및 가공하여 온도와 아크 발생 및 연기를 감지함으로써 화재 여부를 감지하는 아크 및 열화 검출부; 및,
상기 아크 및 열화 검출부가 화재 여부를 감지하게 되면, 화재 여부의 진행상태(아크발생 단계, 아크발생 지속단계, 아크초기 불꽃발생 단계, 화재발생 단계)에 따라 필요한 조치를 취할수 있도록 하며, 또한 통신부를 통해 비접촉식 센서모듈의 측정 데이터와 아크 및 열화 검출부의 검출 결과 데이터를 관리 서버에 전송하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치.
An ultraviolet discharge sensor that is installed in a non-contact manner near a power device, which is at least one main fire monitoring point in a power facility, and measures microdischarges (arc and corona) generated from the power device, and the a non-contact sensor module including an infrared temperature sensor for measuring a micro temperature generated from a power device;
an arc and deterioration detection unit that receives the measurement data of the non-contact sensor module, analyzes and processes the data, and detects a fire by detecting temperature, arc generation, and smoke; and,
When the arc and deterioration detection unit detects whether there is a fire, it can take necessary measures according to the progress status of the fire (arc generation stage, arc generation continuation stage, arc initial spark generation stage, fire generation stage), and the communication unit Arc and deterioration detection device using a non-contact sensing method comprising a; a control unit for transmitting the measurement data of the non-contact sensor module and the detection result data of the arc and deterioration detection unit to the management server through the.
연기농도를 측정하는 연기감지센서와 폭발성 가스를 비롯한 인체에 유해한 가스를 측정하는 가스감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치.
The method according to claim 1, The non-contact sensor module,
Arc and deterioration detection device using a non-contact sensing method, characterized in that it further comprises a smoke detection sensor for measuring the smoke concentration and a gas detection sensor for measuring a gas harmful to the human body, including explosive gas.
알람부를 통해 알람을 발생할 수 있도록 함으로써 관리자가 조치를 취하게 하거나, 화재가 발생되는 경우 차단부를 통해 상기 전력기기에 전원 공급을 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 비접촉 센싱 방식을 이용한 아크 및 열화 검출장치.
The method according to claim 1, wherein the control unit,
Arc and deterioration detection device using a non-contact sensing method, characterized in that by enabling an alarm to be generated through the alarm unit, the administrator can take action, or when a fire occurs, the power supply is cut off to the power device through the blocking unit.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210004749A KR20220102413A (en) | 2021-01-13 | 2021-01-13 | Detecting Apparatus for Arc and Deterioration Using Non-Contact Sensing Type |
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ID=82609345
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170078994A (en) | 2015-12-29 | 2017-07-10 | 한국 전기안전공사 | Apparatus for detecting arc and method for detecting parallel arc using acr detecing apparatus |
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2021
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Patent Citations (1)
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