TR202014177A2 - Düşük voltajli elektri̇k güç dağitim si̇stemleri̇nde kaçak akim i̇zleme yöntemi̇ ve aparati - Google Patents
Düşük voltajli elektri̇k güç dağitim si̇stemleri̇nde kaçak akim i̇zleme yöntemi̇ ve aparati Download PDFInfo
- Publication number
- TR202014177A2 TR202014177A2 TR2020/14177A TR202014177A TR202014177A2 TR 202014177 A2 TR202014177 A2 TR 202014177A2 TR 2020/14177 A TR2020/14177 A TR 2020/14177A TR 202014177 A TR202014177 A TR 202014177A TR 202014177 A2 TR202014177 A2 TR 202014177A2
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- leakage current
- current
- microcontroller
- analog
- user
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 18
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02H3/16—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 fault current to earth, frame or mass
-
- 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
- H02H3/02—Details
- H02H3/04—Details with warning or supervision in addition to disconnection, e.g. for indicating that protective apparatus has functioned
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
Abstract
Muhit içi, ticari, tıbbi hizmetler ve benzer durumlarda kullanılan güç dağıtım sisteminin tüm koruyucu topraklama (PE) iletkenlerinde kaçak akımları izlemek için mikrokontrolör tabanlı bir kontrol devresi bulunan, kullanıcı için herhangi bir tehlikeye yol açmadan önce elektriksel veya mekanik veya kimyasal olarak bozulmuş yalıtımlardan kaynaklı doğan kaçak akımları erken tespit eden, tüm PE iletkenlerinden geçen kaçak akımın büyüklüğünü devamlı olarak izlediğinden ve tüm besleyicilerin çalışma verilerini sağladığından dolayı hatalı besleyiciyi belirleme ve kusurları tespit etme avantajı sağlayan düşük voltajlı elektrik güç dağıtım sistemlerinde kaçak akım izleme aparatı ve yöntemi ile ilgili olup, özelliği; her bir koruyucu toprak iletkeninin (6) hall etkili akım sensörleri (7) içinden sıralı olarak geçmesi sonucu kaçak akımın tespit edilmesi (100), RC aktif alçak geçim bant filtresi (8) tarafından harici elektriksel parazitler için kaçak akımın filtrelenmesi (200), yükseltici (9) kullanılarak kaçak akıma karşılık gelen analog voltaj sinyalinin yükseltilmesi (300), entegratör (10) ile kaçak akıma karşılık gelen analog voltaj sinyalinin ortalamasının alınması (400), ortalaması alınan sinyallerin analog/dijital çevirici tarafından sayısal forma dönüştürülmesi (500), belirli süre zarfında alınan sinyallerin mikrokontrolör (11) üzerinden tanı testlerinin yapılması (600), verilerin ekranda (13) gösterilmesi ile birlikte sinyallerin ön ayarlardaki değerleri aşması durumunda tehlikeli durumunun kablosuz sinyal iletici (14) tarafından kullanıcılara bildirilmesi (700), bildirimin ardından kullanıcı tarafından belirlenmiş bir süre sonra yeni bir işlem sırasının başlatılması (800), koruyucu toprak iletkenlerinin (6) herhangi birinden geçen kısa devre hatası tespit edilmesi gibi tehlikeli bir durumlarda mikrokontrolörün (11) işlemi durdurması (900), ekranın (13) hatalı besleyicinin numarasını göstermesi (1000) ve kısa devre hatası için kullanıcıya uyarı verilmesi (1100) işlem basamaklarından meydana gelmesidir.
Description
TARIFNAME
DÜSÜK VOLTAJLI ELEKTRIK GÜÇ DAGITIM SISTEMLERINDE KAÇAK
Teknolojik Alan:
Bulus; muhit içi, ticari, tibbi hizmetler ve benzer durumlarda kullanilan güç dagitim
sisteminin tüm koruyucu topraklama (PE) iletkenlerinde kaçak akimlari izlemek için
mikrokontrolör tabanli bir kontrol devresi bulunan, kullanici için herhangi bir tehlikeye
yol açmadan önce elektriksel veya mekanik veya kimyasal olarak bozulmus
yalitimlardan kaynakli dogan kaçak akimlari erken tespit eden, tüm PE iletkenlerinden
geçen kaçak akimin büyüklügünü devamli olarak izlediginden ve tüm besleyicilerin
çalisma verilerini sagladigindan dolayi hatali besleyiciyi belirleme ve kusurlari tespit
etme avantaji saglayan düsük voltajli elektrik güç dagitim sistemlerinde kaçak akim
izleme aparati ve yöntemi ile ilgilidir.
Teknigin Bilinen Durumu:
Kaçak akim röleleri (RCCB), konut, ticarethane ve sanayi kurulumlarinda insanlar ve
konutlar kadar canli hayvanlar içinde güvenlik saglayan önemli bir koruyucu Cihazdir.
bulunmaktadir. Çalisma sekli; kaçak akim olarak bilinen ve yük saglayan faz ve nötr
iletkenler arasindaki akim farkiyla iliskilidir. Iyi korunan sistemlerde PE iletkeninden
sistem topraklama iletkenine dogru akmaktadir. Kaçak akimin baslica kaynaklari sistem
kablolarinin dielektrikleri, elektronik aletleri koruyan süzgeç kondansatörleri, daha uzun
olan kablolarin kapasitanslari, yari iletken ve kondansatörlerin dielektrik
malzemelerindeki hasar veya kusurlar ya da bilesen malzemelerindeki kusurlar ya da
ekipmandaki düzgün olmayan topraklamadir. Akimin olmasi büyük sonuçlara sebebiyet
verebilir; çalisan ekipmandaki erisilebilir iletken parçalarda tehlikeli voltaj
yükselinelerine neden olabilmektedir. Hem hastalar hem de saglik çalisanlari için
olusturabilecegi riskler yüzünden tibbi uygulamalarda daha da kötü durumlar
olabilmektedir. Bu yüzden, büyüklügü izin verilebilir güvenli sinirin altindan
tutulmalidir.
lEC-60960-l ibareli uluslararasi bir standarda göre ev ve büro ekipmanlarinda, 0.25mA
ile sinirli elle kullanilan tasinabilir teçhizatlar haricindeki daimi teçhizatlar için kaçak
akim büyüklügü her zaman 3.5mA7den daha düsük olmalidir. Tibbi cihazlar için bu
limitler 0.5mA ve kritik seviyelere ulasmadan önce farkli çalisma kosullarinda 1mA°dir.
Bu limitler, teçhizatlari açikta kalan inetal kisimlarina dokunan ve temas eden insanlarin
zarar görmemesi için akimin bir seviyeyle sinirlandirilmasini saglamaktadir.
Mevcut uygulamalarda kaçak akim her bir besleyici için ayri ayri, faz ve nötr iletkenleri
kaplayan pens tipi bir ölçme aletiyle ölçülmektedir. Ölçümler aralikli olarak
yapildigindan gerekli düzeltme önlemlerinin alinmasi gecikebilmekte ve bu yöntem
hem zainan almakta hem de maliyetli olmaktadir.
U88605394B2 numarali patent basvurusunda “Elektrik sistemlerinde kaçak akimi
izlemek ve ariza durumlarini tespit etmek için cihaz, yöntem ve sistem” açiklanmistir.
Bu patent çalismasinda, kaçak akimi izlemek için bir yöntem sunulmus ve bir aparat
önerilmistir. Bu basvuruda akim tespiti; güç besleme hatti ve bir nötr iletkenin etrafini
saran sadece tek bir toroidal akim transformatörü ile yapilmaktadir.
Yukarida bahsedilen ve kaçak akimi izlemeye yarayan bu iki yöntem de kusurlu
besleyiciyi aninda tespit etmekten yoksun olmaktadir. Ayrica testlerin yapilmasi için
çaba ve zaman gerekmektedir. Sitemin hassasiyetinin düsük olmasi nedeni ile sonuçlar
daha güvenilir degildir. Üst akim limitleri yüksek olmadigi için tasarimda çok sayida
kolon veya linye içeren dagitim sistemlerine uygulanamamaktadir.
Sonuç olarak yukarida bahsedilen dezavantajlarin üstesinden gelebilen, kullanimi kolay,
maliyeti az, zamandan tasarruf saglayan, kaçak akim verilerini isleyen, güvenli limit
degerleri ile karsilastiran, tehlike durumunda akim degerlerini görüntüleyen ve en yakin
kullaniciyi bilgilendiren yeni bir teknolojiye ihtiyaç duyulmaktadir.
Bulusun Tanimi:
Bu bulus, düsük voltajli elektrik güç dagitim sistemlerinde kaçak akim izleme aparati ve
yöntemi olup, özelligi; kullanimi kolay, maliyeti az, zamandan tasarruf saglayan, kaçak
akim verilerini isleyen, güvenli limit degerleri ile karsilastiran, tehlike durumunda akim
degerlerini görüntüleyen ve en yakin kullaniciyi bilgilendiren yeni bir teknoloji
olmasidir.
Yukarida bahsedilen ve asagida da detayli anlatimdan ortaya çikacak tüm amaçlari
gerçeklestirmek üzere bulus; güvenlik ihlallerini kontrol etmek için tüm PE
iletkenlerinden geçen kaçak akim büyüklügünü devamli olarak izleyen, kaçak akim
ölçümünü her bir PE iletkeninin içinde yaparak erken uyari sinyalleri veren, hatali
besleyicinin taniinlaninasini aninda yapabilen bir sistemi açiklamaktadir.
Bulus konusu sistem; bir elektrik güç dagitimi sisteminin tüm PE iletkenlerinden geçen
kaçak akimin ölçümü ve izlenmesi için bir metodu açiklamaktadir. Kaçak akim röleleri
(RCCB), güvenlik ihlalleri için son koruma teçhizati olarak sayilmaktadir.
Mikrokontrolör tarafindan izlenen akim tespiti ve ölçüm modülleri kolay ve düsük
maliyetli bir teknoloji olmaktadir. Bulus konusu sistemde mikrokontrolör kaçak akim
verisini islemekte ve IEC-60960-1 ibareli uluslararasi bir standarda belirtilen güvenli
limitle karsilastirmaktadir. Bulus herhangi bir ihlal aninda bu degerleri görüntülemekte
ve en yakin kullaniciya bilgilendirme yapmaktadir. Ayrica istenmeyen bir besleyici
hatasinda RCCB kesilmesi durumunda mikrokontrolör islemi durdurrnakta ve hatali
besleyiciyi belirlemektedir. Mikrokontrolör, gereken önlemlerin alinmasi ve güç
kaynaginin devamliliginin sürdürülmesi adina olaylari belli bir sirada sürekli olarak
izlemek için uyarlanabilir bir yazilim kullanmaktadir.
Bulus konusu yöntemin tüm avantajlari asagida verilen sema ve bu semaya atitlar
yapmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net anlasilacaktir ve bu
nedenle degerlendirme de bu sema ve detayli açiklama göz önünde bulundurularak
yapilmasi gerekmektedir.
Sekillerin Açiklanmasi:
Bulus, ilisikteki sekillere atifta bulunularak anlatilacaktir, böylece bulusun özellikleri
daha açikça anlasilacak ve takdir edilecektir, fakat bunun amaci bulusu bu belli
düzenlemeler ile sinirlamak degildir. Tam tersine, bulusun ilisikteki istemler tarafindan
tanimlandigi alani içine dahil edilebilecek bütün alternatifleri, degisiklikleri ve
denkliklerinin kapsanmasi amaçlanmistir. Gösterilen ayrintilar, sadece mevcut bulusun
tercih edilen düzenlemelerinin anlatimi amaciyla gösterildigi ve hem yöntemlerin
sekillendirilmesinin, hem de bulusun kurallari ve kavramsal özelliklerinin en kullanisli
ve kolay anlasilir tanimini saglamak amaciyla sunulduklari anlasilmalidir. Bu
çizimlerde;
Sekil 1. Bulus konusu sistemin devre semasinin görünümüdür.
Sekil 2. Bulus konusu sistemin isleyis inekanizmasinin sematik görünümüdür.
Bu bulusun anlasilmasina yardimci olacak sekiller ekli resimde belirtildigi gibi
numaralandirilmis olup isimleri ile beraber asagida verilmistir.
Referanslarin Açiklanmasi:
RCCB Birimi
Birinci Faz ve Nötr Kablolari
Ikinci Faz ve Nötr Kablolari
Topraklama Iletkeni
Topraklama Ucu
Koruyucu Toprak Iletkeni
Akim Sensörü
Filtre
Yükseltici
. Entegratör
l 1. Mikrokontrolör
12. Ekran Sürücü
13. Ekran
14. Sinyal Iletici
. Konektör
16. Akim tespit modülü
17. Islem Modülü
100. Kaçak Akimin Tespit Edilmesi
200. Kaçak Akimin Filtrelenmesi
300. Analog Voltaj Sinyalinin Yükseltilmesi
400. Voltaj Sinyalinin Ortalamasinin Alinmasi
500. Sayisal Forma Dönüstürülmesi
600. Tani Testlerinin Yapilmasi
700. Bildirilmesi
800. Yeni Bir Islem Sirasinin Baslatilmasi
900. Islemi Durdurmasi
1000. Hatali Besleyicinin Numarasini Göstermesi
l 100. Kullaniciya Uyari Verilmesi
Bulusun Açiklanmasi:
Bulus; modüler RCCB birimine (1) gömülen akim tespit modülü (16) ve islem
modülünden (17) meydana gelmektedir.
Bulus konusu akim tespit modülü (16); en az bir adet koruyucu toprak iletkeninin (6)
içerisinden geçtigi ve kaçak akimi tespit eden en az bir adet hall etkili akim sensörü (7),
yakininda bulunan iletken veya elektronik devrelerden gelen endüklenmis paraziti ve
olasi asiri akim sinyal piklerini ortadan kaldiran filtre (8), sartlandirilmis voltaj
sinyallerini yükselten en az bir adet yükseltici (9), islem modülüne (17) gönderilmeden
önce akim sinyalinin ortalanmasi alan entegratörü (10) içerrnektedir.
Bulus konusu islem modülü (17); verileri analiz eden, depolayan ve ön ayarli degerle
karsilastiran en az bir adet mikrokontrolör (1 l), mikrokontrolörün (11) analog girisine
baglanan en az bir adet analog/dijital çoklayici, kullaniciya ön ayarlar ve herhangi bir
tehlike duruinu hakkinda bilgi veren ekran (13) ve kablosuz sinyal ileticiye (14) sahip
olinaktadir.
Bulus konusu islem modülü (17) kullaniciyi herhangi bir tehlike durumunda
bilgilendiren; bluetooth veya WIFI veya RFID gibi kablosuz veri aktarim özelliklerine
sahip kablosuz sinyal ileticiyi (14) içermektedir.
Bulus; her bir koruyucu toprak iletkeninin (6) hall etkili akim sensörleri (7) içinden
sirali olarak geçmesi sonucu kaçak akimin tespit edilmesi (100), RC aktif alçak geçim
bant filtresi (8) tarafindan harici elektriksel parazitler için kaçak akimin filtrelenmesi
(200), yükseltici (9) kullanilarak kaçak akima karsilik gelen analog voltaj sinyalinin
yükseltilmesi (300), entegratör (10) ile kaçak akima karsilik gelen analog voltaj
sinyalinin ortalamasinin alinmasi (400), ortalamasi alinan sinyallerin analog/dijital
çevirici tarafindan sayisal forma dönüstürülmesi (500), belirli süre zarfinda alman
sinyallerin mikrokontrolör (`11) üzerinden tam testlerinin yapilinasi (600), verilerin
ekranda (13) gösterilmesi ile birlikte sinyallerin ön ayarlardaki degerleri asmasi
durumunda tehlikeli durumunun kablosuz sinyal iletici (14) tarafindan kullanicilara
bildirilmesi (700), bildirimin ardindan kullanici tarafindan belirlenmis bir süre sonra
yeni bir islem sirasinin baslatilmasi (800), koruyucu toprak iletkenlerinin (6) herhangi
birinden geçen kisa devre hatasi tespit edilmesi gibi tehlikeli bir durumlarda
mikrokontrolörün (ll) islemi durdurmasi (900), ekranin (13) hatali besleyicinin
numarasini göstermesi (1000) ve kisa devre hatasi için kullaniciya uyari verilmesi
(1100) islem basamaklarindan meydana gelmesidir.
Bulusun Detayli Açiklanmasi:
Bulus konusu sistemin içerdigi temel unsurlar; modüler RCCB birimi (1), birinci faz ve
nötr kablolari (2), ikinci faz ve nötr kablolari (3), topraklaina iletkeni (4), topraklama
ucu (5), koruyucu toprak iletkeni (6), akim sensörü (7), filtre (8), yükseltici (9),
entegratör (10), mikrokontrolör (11), ekran sürücü (12), ekran (13), kablosuz sinyal
iletici (14), konektör (15), akim tespit modülü (16) ve islem modülü (17) olmaktadir.
Bulus, koruyucu toprak iletkenlerinden (6) geçen kaçak akimin tespit edilmesi (100)
için hall-etkili akim sensörü (7) içeren bir kontrol devresini açiklamaktadir. Her bir
akim sensöründen (7) gelen kaçak akimin tiltrelenmesi (200) alçak geçirimli RC
filtresiyle (8) saglanmaktadir. Ardindan sinyaller mikrokontrollör (11) tarafindan
islenmeden önce akim degerlerine karsilik gelen analog voltaj sinyalinin yükseltilmesi
(300) yükseltici (9) tarafindan yapilmaktadir. Tüm standart olmayan akim büyüklükleri,
ilgili ekran sürücü (12) ile yürütülen 3-basamakli 7-segmanli ekranda (13)
görüntülenmekte ve bir kablosuz sinyal iletici (14) tarafindan kullaniciya iletilmektedir.
Bulusun algoritmasi Sekil 2, ye istinaden; birinciden baslayarak toprak iletkenlerinden
(6) sirayla geçen kaçak akimin akim sensörleri (7) tarafindan kaçak akimin tespit
edilmesine (100) dayanmaktadir. Elektronik veya manyetik endükleinelerden kaynakli
olasi harici elektrik parazitlerinden gelen akim sinyali, bir RC aktif alçak geçirim bant
filtresiyle (8) tiltrelenmektedir. Yükseltici (9) tarafindan kaçak akim sinyaline karsilik
gelen analog voltaj sinyalinin yükseltilmektedir (300). Ardindan mikrokontrolöre (11)
gömülü analog-dijital çevirici ile sinyaller sayisal forma dönüstürülmeden (500) önce
pikleri ortadan kaldirmak ve besleme sistemi periyodu üzerinden ortalamak için
entegratör (10) tarafindan analog voltaj sinyalinin ortalamasi alinmaktadir (400).
Mikrokontrolör (11) elde edilen veriler üzerinde tani testlerinin yapilmasi (600)
saglamaktadir. Kullanici tarafindan ön ayar yapilarak belirlenen limit degerleri üzerinde
kaçak akimin büyüklügünün tespit edilmesi durumunda mikrokontrolör (11) kullaniciya
uyari sinyali göstererek bildirilmesini (700) ainaçlamakta ve ayni zamanda da koruyucu
toprak iletkenlerinin (6) numarasini ve akim büyüklügüne dair veriyi ekran (13)
üzerinde göstermektedir. Belirli bir süre geçtikten sonra bir sonraki ölçüm asamasi için
yeni bir islem sirasi baslatilmaktadir (800). Olaganüstü durumlarda, örnegin koruyucu
toprak iletkenlerinden (6) birinden geçen kisa devre hatasi tespit edilmesinde
mikrokontrolör (11) islemi durdurmakta (900) yeniden hatali besleyicinin numarasini
göstermekte (1000) ve akim degerini sifir olarak göstermesinin ardindan kullaniciya
uyari verilmektedir (1 100).
Bulus ile ilgili Sekil 1`de gösterilen uygulamanin blok diyagramina istinaden, `hem akim
akim tespit modülü (16) hein de islem inodülünden (17) PC karti kaçak akim rölesi
(RCCB) kalipli kasasi içine gömülü olacak sekilde tasarlanmistir. Bu iki modülün
islevleri su sekildedir:
l. Sunulan uygulamada 4-kutuplu bir modüler RCCB birimi (1) kullanilmistir. Dört faz
(L1, L2, L3) ve nötr faz (N) kablolari, yükleri karsilamak için inodüler RCCB biriminin
birinci faz ve nötr kablolari (2) ve ikinci faz ve nötr kablolarinin (3) girislerinin içinden
besleyici yollarina baglanmistir. Yüklerin açikta kalan metal kisimlari koruyucu toprak
iletkenleri (6) ile topraklama ucuna (5) baglanmistir. Topraklama yolu dogrudan
dagitim sisteminin topraklama iletkenine (4) baglanmistir. Bulusun ainaei piyasada
satilan tüm 4-kutuplu RCCB tiplerini bulusun sahip oldugu akim tespit modülü (16) ve
islein modülüne (17) entegre edilerek PC kartlarina uyum saglayacak sekilde
gelistirilmistir.
- Bulusta her bir koruyucu toprak iletkenlerinden (6) geçen kaçak akim, yüksek
geçici akim seviyelerinde bile kesin, güvenilir ve izole bir akim tespiti sunmasi
ile bilinen hall-etkisi akim sensörü (7) ile tespit edilmektedir. Standart 8-bit
tabanli entegre devreler (IC) ile islemi kolaylastirmak için sunulan uygulamada
sekiz adet akim sensörü (7) kullanilmistir. Bunlar akim tespit modülüne (`16)
soket tipi konektörler ( 15) ile baglanmistir.
- Akim tespit modülü (16) üç devreden olusmaktadir. Her bir akim sensöründen
(7) alinan analog voltaj sinyali, islein modülüne (17) aktarilmadan önce Iiltre (8)
ile tiltrelenmekte, yükseltiei (9) ile yükseltilmekte ve entegratör (10) ile
ortalamasi alinmaktadir.
- Sistemde insan hayatini tehlikeye atan olasi frekanslarin kapsanmasi adina lkHz
altindaki akim sinyallerini elemesi için RC alçak-bant sensöründen (7) alinan
analog voltaj sinyali, islem modülüne (17) aktarilmadan önce filtresi (8)
seçilmistir Bu filtre (8) ayni zamanda hatali degerlendirmeye yol açan manyetik
parazitleri ortadan kaldirma amaçli kullanmistir. Filtre (8), birlesik iki dörtlü op-
amp IC biriminden olusmaktadir. Filtrenin (8) bilesenleri lkHz alçak geçis
frekans liinitine yönelik seçilmistir.
- Filtrelenmis voltaj sinyali, filtre (8) devresi ile ayni bilesenlere, yani birlesik iki
dörtlü op-ampa sahip yükseltici (9) ile yükseltilmektedir.
- Entegratörde (10), yükseltilmis voltaj sinyalinin piklerini ortadan kaldirmak ve
islem modülüne (17) iletilmeden önce besleme periyodu üzerinden ortalanmasi
için iki dörtlü IC1 ye gömülü sekiz op-amptan olusmaktadir.
2. Akim islem modülü (17) bir analog/dijital çoklayiei ve bir mikrokontrolör (1 1) ile bir
ekran sürücüsü (12), bir ekran biriini (13) ve kablosuz sinyal iletieiden (14)
olusmaktadir.
- Bu uygulamada mikrokontrolörün (ll) dahili bir analog/dijital dönüstürücü
birimi bulunmaktadir. Mikrokontrolör (11) bu veriyi, Sekil 21de tarif edilen
algoritmaya göre yürütmekle göi'evlidir. Veriyi günlük ya da her önceden belirli
süre zarfinin sonunda izlemekte, depolamakta ve kullaniciya aktarmaktadir.
Asiri kaçak akimlarda (standart limitten fazla) veya RCCB kesintisine yol açan
kisa devre türü hatalarda verinin aktarimi aninda yapilmaktadir.
- Sckizdcn fazla koruyucu toprak ilctkenlcrine (6) sahip dagitim sistemlerinde, bir
genisletme IO birimi olarak mikrokontrolörün (1 l) analog girisine bir
analog/dijital çoklayici baglanabilmektedir.
3. Ekran ( 13) ve bluetooth, WIFI ve RFID gibi kablosuz veri aktarim özelliklerine sahip
kablosuz sinyal iletici (14) hem tüm ön ayarli sürelerde hem de akim büyüklügünün
standart esik ayarindan daha fazla oldugu veya RCCB çalismasina neden olan kisa
devre besleyici hatasi durumunda akim verisini görüntülemek ve iletmekle görevli
olmaktadir.
4. Bulusta her ne kadar sunulan sistem tasarimi sekiz besleyicili koruyucu toprak
iletkenlerine (6) geçen kaçak akim ölçümünü temel aliyor olsa da, sekizden daha fazla
besleyici veya koruyucu toprak iletkenleri (6) olan dagitim sistemleri için de akim tespit
modülü (16) ve islem modüllerine (17) muhtelif IC takimlari ilistirilebilmektedir.
her bir keniginieu lepmk i'letlizeninin mil hell etkili akim eeiieürlen' f?)
içinden sirali ülemk geç nii:'.~:i' sunucu kaçak akimin Tespit edilmesi.
RC` aktif alçak geçim bent Hltrcei IE] nin: f'iiid-:in harici elektriksel
pemiller için kaçak akimin Iîlireleiiii-iesi
yükeehici [En liiLilhiiiiL-irek kaçak akima karsilik. gelim nmlng mltej
sfnyeiffmn yüksel tilmeei.
eiitegreliîii' { lü] 'ile kaçak :iliiimn karsilik. gelen :iiialiig ii-'iillnj
nmlanieei alinan sinyalleri:: aimlngid'ijital çevirici tarafindan sayisal
Ferme dönüstürülmesi:
belirli süre zarfinda alinan aiiiyallei'in mikiiekentrdlür U 1] üzerinden
tani teelleriniii yapilmasi.
vEri'lEri'i'i ekranda { I.'li]i günleühneiii :ile birlikte aiiiyaIIErin iin
ayarlardalii degerleri asmasi durumunda tehlikeli durumunun
kahleeuz sinyal ilel'iei i[ld} tarafindan kullanicilara bildirilmesi.
hildiriniiii aiidiiidan kullanici tarafindan he1irlicnin'is bir süre adina
yeni bir islem airaainin baslatilmasi,
kuruyucii tupruk ili-:ilienleriniii [fi] herhangi birinden geçm k1±ia
dei-re hatasi ieapii edilmesi gibi tehlikeli bir durumlarda
mikrekentreldn'in i[l lJ islemi dui'dui'inaei.
Claims (5)
- l- Bulus, düsük voltajli elektrik güç dagitim sistemlerinde kaçak akim izleme aparati ile ilgili olup, özelligi; modüler RCCB birimine (l) gömülen akim tespit modülü (16) ve islem inodülünden (17) meydana gelmesidir.
- 2- Istem l”de bahsedilen akim tespit modülü (16) ile ilgili, olup özelligi; en az bir adet koruyucu toprak iletkeninin (6) içerisinden geçtigi ve kaçak akimi tespit eden en az bir adet hall etkili akim sensörü (7), yakininda bulunan iletken veya elektronik devrelerden gelen endüklenmis paraziti ve olasi asiri akim sinyal piklerini ortadan kaldiran filtre (8), sartlandirilmis voltaj sinyallerini yükselten en az bir adet yükseltici (9), islem modülüne (17) gönderilmeden önce akim sinyalinin ortalanmasi alan entegratörü (10) içermesi ile karakterize edilmesidir.
- 3- Istem 1”de bahsedilen islem modülü (17) ile ilgili, olup özelligi; verileri analiz eden, depolayan ve ön ayarli degerle karsilastiran en az bir adet mikrokontrolör (11), mikrokontrolörün (11) analog girisine baglanan en az bir adet analog/dijital çoklayici, kullaniciya ön ayarlar ve herhangi bir tehlike durumu hakkinda bilgi veren ekran (13) ve kablosuz sinyal iletieiye (14) sahip olmasi ile karakterize edilmesidir.
- 4- Istem 1 veya Istem 3°de bahsedilen islem modülü (17) ile ilgili, olup özelligi; kullaniciyi herhangi bir tehlike durumunda bilgilendiren; bluetooth veya WIFI veya RFID gibi kablosuz veri aktarim özelliklerine sahip kablosuz sinyal ileticiyi (14) içermesi ile karakterize edilmesidir.
- 5- Bulus, düsük voltaj li elektrik güç dagitim sistemlerinde kaçak akim izleme aparati ve yönteini olup, özelligi; her bir koruyucu toprak iletkeninin (6) hall etkili akim sensörleri (7) içinden sirali olarak geçmesi sonucu kaçak akimin tespit edilinesi (100), RC aktif alçak geçim bant filtresi (8) tarafindan harici elektriksel parazitler için kaçak akimin tiltrelenmesi (200), yükseltici (9) kullanilarak kaçak akima karsilik gelen analog voltaj sinyalinin yükseltilmesi (300), entegratör (10) ile kaçak akima karsilik gelen analog voltaj sinyaliniii ortalamasinin alinmasi (400), ortalamasi alinan sinyallerin analog/dijital çevirici tarafindan sayisal forma dönüstürülmesi (500), belirli süre zarfinda alinan sinyallerin mikrokontrolör (11) üzerinden tani testlerinin yapilmasi (600), verilerin ekranda (13) gösterilmesi ile birlikte sinyallerin ön ayarlardaki degerleri asmasi duruinunda tehlikeli durumunun kablosuz sinyal iletiei (14) tarafindan kullanicilara bildirilmesi (700), bildirimin ardindan kullanici tarafindan belirlenmis bir süre sonra yeni bir islem sirasinin baslatilmasi (800), koruyucu toprak iletkenlerinin (6) herhangi birinden geçen kisa devre hatasi tespit edilmesi gibi tehlikeli bir durumlarda mikrokontrolörün (11) islemi durdurmasi (900), ekranin (13) hatali besleyicinin numarasini göstermesi (1000) ve kisa devre hatasi için kullaniciya uyari verilmesi (1100) islem basamaklarindan meydana gelmesidir.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2020/14177A TR202014177A2 (tr) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | Düşük voltajli elektri̇k güç dağitim si̇stemleri̇nde kaçak akim i̇zleme yöntemi̇ ve aparati |
| EP21867264.0A EP4097496A4 (en) | 2020-09-08 | 2021-09-07 | METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING RESIDUAL CURRENT IN LOW VOLTAGE POWER DISTRIBUTION SYSTEMS |
| PCT/TR2021/050896 WO2022055456A1 (en) | 2020-09-08 | 2021-09-07 | Residual current tracking method and apparatus in low voltage power distribution systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TR2020/14177A TR202014177A2 (tr) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | Düşük voltajli elektri̇k güç dağitim si̇stemleri̇nde kaçak akim i̇zleme yöntemi̇ ve aparati |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TR202014177A2 true TR202014177A2 (tr) | 2020-11-23 |
Family
ID=75527075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TR2020/14177A TR202014177A2 (tr) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | Düşük voltajli elektri̇k güç dağitim si̇stemleri̇nde kaçak akim i̇zleme yöntemi̇ ve aparati |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4097496A4 (tr) |
| TR (1) | TR202014177A2 (tr) |
| WO (1) | WO2022055456A1 (tr) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4837519A (en) * | 1985-09-06 | 1989-06-06 | Southern California Edison Company | Fault detection |
| AU2005288465B2 (en) * | 2005-01-31 | 2009-11-12 | Toyotsugu Atoji | Leak current breaker and method |
| US7834636B2 (en) * | 2006-11-02 | 2010-11-16 | Texas Instruments Incorporated | Methods and apparatus to facilitate ground fault detection with a single coil |
| GB201120295D0 (en) * | 2011-11-24 | 2012-01-04 | Metroic Ltd | Current measurement apparatus |
| US10320177B2 (en) * | 2012-12-13 | 2019-06-11 | Emneve Pty Limited | Power distribution system and method, and circuit breaker for use therein |
| GB2521872A (en) * | 2014-01-07 | 2015-07-08 | Tripco Ltd | An electrical fault protection device |
| US10120012B2 (en) * | 2015-05-05 | 2018-11-06 | Abb Schweiz Ag | Method and apparatus for detecting fault in a mixed configuration power transmission line |
| US10855068B2 (en) * | 2017-06-19 | 2020-12-01 | Paul VIOLO | Ground fault monitoring system and method |
-
2020
- 2020-09-08 TR TR2020/14177A patent/TR202014177A2/tr unknown
-
2021
- 2021-09-07 EP EP21867264.0A patent/EP4097496A4/en active Pending
- 2021-09-07 WO PCT/TR2021/050896 patent/WO2022055456A1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4097496A1 (en) | 2022-12-07 |
| EP4097496A4 (en) | 2024-04-03 |
| WO2022055456A1 (en) | 2022-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101457880B1 (ko) | 화재감지 기능을 갖는 고압반, 저압반, 분전반, 모터제어반 | |
| EP1898225A1 (en) | System and method for detecting leak current | |
| CN104823062B (zh) | 在电系统中具有微接口异常的电连接的检测和定位 | |
| US20170012423A1 (en) | Method for detecting an open-phase condition of a transformer | |
| EP2645512B1 (en) | Faulty protective earth ground circuit detection system and method | |
| KR200401675Y1 (ko) | 저압 전로의 활선 절연감시장치 | |
| EP2888792A1 (en) | An electrical protection device | |
| CN115298554A (zh) | 电路装置 | |
| TR202014177A2 (tr) | Düşük voltajli elektri̇k güç dağitim si̇stemleri̇nde kaçak akim i̇zleme yöntemi̇ ve aparati | |
| CN109375028A (zh) | 一种高压电力电缆护层电流传感器断线识别方法及装置 | |
| KR101510676B1 (ko) | 수배전반용 지능형 방전감시 영상시스템 | |
| CN109038485B (zh) | 一种漏电流故障的检测方法、装置和系统 | |
| JP4279426B2 (ja) | 高圧引込みケーブルのシールドテープ断線検出装置 | |
| US9470730B2 (en) | Self-monitoring power supply cord and operating equipment | |
| JPH05133993A (ja) | 非接触電界磁界センサ | |
| JP2023531801A (ja) | 接続検出回路、警報装置及び基地局 | |
| CN209746073U (zh) | 一种用于配电网接地故障监测的信息采集装置 | |
| CN105375637A (zh) | 防雷的高压带点数字显示及闭锁装置 | |
| GB2577143A (en) | Device for disconnection of electrical vehicle supply equipment in the event of a fault | |
| TWI642948B (zh) | 靜電監控系統 | |
| CN212811280U (zh) | 一种用于缆上控制和保护装置的安全检测模块 | |
| CN205374586U (zh) | 防雷的高压带点数字显示及闭锁装置 | |
| JP2002098726A (ja) | 接地検出装置 | |
| CN216718942U (zh) | 一种室内电力故障快速检测仪 | |
| KR200401672Y1 (ko) | 저압 전로의 활선 절연감시장치 |