WO2022231376A1 - 지능형 누전차단기 및 이의 제어 방법 - Google Patents

지능형 누전차단기 및 이의 제어 방법 Download PDF

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WO2022231376A1
WO2022231376A1 PCT/KR2022/006180 KR2022006180W WO2022231376A1 WO 2022231376 A1 WO2022231376 A1 WO 2022231376A1 KR 2022006180 W KR2022006180 W KR 2022006180W WO 2022231376 A1 WO2022231376 A1 WO 2022231376A1
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current
earth leakage
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current signal
axis
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PCT/KR2022/006180
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Inventor
배봉수
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제닉스윈 주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • 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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/02—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by earth fault currents

Definitions

  • the present invention relates to an intelligent earth leakage breaker and a control method thereof, and more particularly, to an intelligent earth leakage breaker capable of accurately detecting only leakage current generated in an electric line based on a current waveform analysis and a control method thereof.
  • An earth leakage breaker is a device used to prevent electrical accidents such as fire or electric shock due to leakage in an electric line.
  • the existing earth leakage breaker determines whether there is an earth leakage based on the magnitude of the current, so it is not possible to accurately distinguish between leakage and overcurrent and surge voltage such as lightning. That is, the earth leakage breaker malfunctions and cuts off the power even when noise is generated, such as a surge voltage. In this case, frequent operation of the earth leakage breaker causes interruption of power supply due to an unnecessary power outage and shortens the lifespan of the device.
  • An object to be solved by the present invention is to provide an intelligent earth leakage breaker capable of operating only in the original operation of the earth leakage breaker including leakage current and overcurrent by distinguishing between leakage current and noise and a control method thereof.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an intelligent earth leakage breaker capable of simultaneously detecting abnormal fault currents that may be constantly generated on the power supply side and the load side of the earth leakage breaker, and a control method thereof.
  • the first detection unit is disposed on the power supply side, detecting the current generated in the power supply side; and a second detection unit disposed on the load side and sensing the current generated from the load side; and a power supply unit for supplying power; And, by analyzing the current waveform of the current to separate and detect a leakage current and noise excluding the earth leakage, cut off the supply of the power when the leakage is detected and maintain the supply of the power when the noise is detected.
  • control unit for controlling the power supply unit; Including, wherein the control unit displays the current waveform as a two-dimensional graph composed of an X-axis and a Y-axis, and a first condition on the X-axis and a first condition on the Y-axis for distinguishing the leakage current from the noise. Two conditions are set respectively, and when the first condition and the second condition are simultaneously satisfied, it is determined that the leakage is detected, and when only one of the first condition and the second condition is satisfied, the noise is detected. can judge
  • the X-axis represents time
  • the Y-axis represents the amplitude
  • the control unit the first condition corresponds to the rated sensitivity region, which is a section for determining the degree of change in the amplitude on the current waveform.
  • the second condition may be set such that the degree of change in the amplitude is equal to or greater than a threshold value.
  • control unit may set the rated sensitivity region for each of the upper and lower ends of the current waveform.
  • control unit may set a range within a predetermined phase angle from a phase angle of 90 degrees at which the direction of the current first changes with the maximum amplitude in the current waveform as the rated sensitivity region.
  • the control unit In the intelligent earth leakage breaker, the control unit generates, based on the current waveform, a common-mode current signal having the same phase, a leading-phase current signal having the same phase, and a lag-of-phase current signal having a backward phase, the common-mode current signal and the The rated sensitivity region may be set on the current waveform corresponding to at least one of the leading current signal and the slowing current signal.
  • the control unit displays each of the common current signal, the leading current signal, and the ground current signal as the two-dimensional graph composed of the X-axis and the Y-axis, and the common-mode current signal and the The rated sensitivity region may be set within a range extended by the leading current signal and the lag current signal.
  • the first detection unit includes a first sensor module for detecting a frequency of an arc current and a second sensor module for detecting a flame or light, wherein the control unit includes the first detection unit of the arc When the frequency of the current or at least one of the flame and the light is sensed, it may be determined that the short circuit has been detected.
  • the current waveform is displayed as a two-dimensional graph composed of an X-axis and a Y-axis, and a first condition on the X-axis and a second condition on the Y-axis for distinguishing the leakage current from the noise are respectively If the first condition and the second condition are simultaneously satisfied, it is determined that the leakage is detected, and when either one of the first condition and the second condition is satisfied, it is determined that the noise is detected.
  • the X-axis represents time
  • the Y-axis represents the amplitude
  • the first condition corresponds to the rated sensitivity region, which is a section for determining the degree of change of the amplitude on the current waveform.
  • the second condition may be set such that the degree of change of the amplitude is equal to or greater than a threshold value.
  • the rated sensitivity region may be set for each of the upper and lower ends of the current waveform.
  • a range within a predetermined phase angle from a phase angle of 90 degrees at which the direction of the current is first changed with the maximum amplitude in the current waveform may be set as the rated sensitivity area.
  • a common-mode current signal with the same phase based on the current waveform, a common-mode current signal with the same phase, a leading-phase current signal with an advanced phase, and a lag-of-phase current signal with the phase behind are generated, and the common-mode current signal and the phase-leading signal are generated.
  • the rated sensitivity region may be set on the current waveform corresponding to at least one of a current signal and the ground current signal.
  • each of the common current signal, the leading current signal, and the ground current signal is displayed as the two-dimensional graph composed of the X axis and the Y axis, and the common current signal and the leading current signal
  • the rated sensitivity region may be set within a range extended by the current signal and the ground current signal.
  • the method comprising: detecting at least one of a frequency of an arc current and a flame and light; and determining that the short circuit is detected when the frequency of the arc current or at least one of the flame and the light is sensed.
  • the method comprising: detecting at least one of a frequency of an arc current and a flame and light; and determining that the short circuit is detected when the frequency of the arc current or at least one of the flame and the light is sensed. may further include.
  • the earth leakage breaker by operating only for the original purpose of the earth leakage breaker including leakage and overcurrent except for noise, malfunction of the earth leakage breaker is prevented and unnecessary power failure is prevented by performing uninterrupted electricity supply and high-quality power Supply environment can be established.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an intelligent earth leakage breaker according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control process of an intelligent earth leakage breaker according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment in which an intelligent earth leakage breaker according to the present invention analyzes a current waveform.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining another embodiment in which an intelligent earth leakage breaker according to the present invention analyzes a current waveform.
  • 5A and 5B are diagrams for explaining another embodiment in which an intelligent earth leakage breaker according to the present invention analyzes a current waveform.
  • FIG. 6 is a view showing an external structure of an intelligent earth leakage breaker according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a computing device according to an embodiment of the present invention.
  • 'and/or' includes a combination of a plurality of listed items or any of a plurality of listed items.
  • 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an intelligent earth leakage breaker according to the present invention.
  • the intelligent earth leakage breaker 100 is composed of hardware implemented as a mechanical switching device and software including an electric circuit, and can detect abnormal fault currents that may occur on the power supply side and the load side.
  • the intelligent earth leakage breaker 100 may be configured in module units. In this case, the installation, change and maintenance of the intelligent earth leakage breaker 100 can be easily performed.
  • the intelligent earth leakage breaker 100 includes a first detection unit 110, a second detection unit 120, a third detection unit 130, a power supply unit 140, a communication unit 150, It may be configured to include a protection unit 160 and a control unit 170 .
  • the first detection unit 110 may be disposed on the power supply side to detect a current generated from the power supply side. According to an embodiment, the first detection unit 110 may be a power-side detection unit.
  • the first detection unit 110 may be configured to include a first sensor module (not shown) and a second sensor module (not shown).
  • the first sensor module (not shown) may detect the frequency of the arc abnormal current generated when the primary power side and secondary load side contacts are opened and closed.
  • the frequency of the arc-related abnormal current may be set based on a waveform analysis result of the arc current.
  • the second sensor module (not shown) may detect a flame or light generated due to an arc that may cause a fire.
  • the second sensor module (not shown) may be implemented as a flame detection sensor or an ultraviolet sensor.
  • the second detector 120 may be disposed on the load side to detect a current generated from the load side. According to an embodiment, the second detection unit 120 may be a load-side detection unit.
  • the second detector 120 may include an image current transformer (not shown) and a current transformer (not shown).
  • a zero-phase-sequence current transformer may detect a leakage current generated from a power line.
  • a zero phase current transformer (not shown) can monitor the amount of leakage current at the upper and lower sides of the earth leakage breaker.
  • a current transformer may detect an abnormal current.
  • a current transformer may sense a fault current.
  • the current transformer may multiply the overcurrent range and the short-circuit current range by detecting a current value excessively higher than the rated current as an instantaneous value. Multiplier amplification is detected as a protection circuit that limits the actual fault current proportionally, thereby preventing circuit failure, quickly shutting off the power, and preventing human body detection accidents and secondary damage to electrical lines.
  • the third detection unit 130 may detect a mechanical position of the handle.
  • the handle is a mechanism that mechanically cuts off the power supply through the intelligent earth leakage breaker 100 .
  • the third detection unit 130 may include a photosensor.
  • a handle may be positioned between the light emitting module and the light receiving module of the photosensor.
  • the initial installation position is the power-on position.
  • the on-off state of the power supply may be determined.
  • the third detection unit 130 may be a handle position detection unit.
  • the mechanical position information of the handle it is possible to relatively accurately check the power outage state compared to the remote communication method, which has a high incidence of communication errors.
  • the power supply unit 140 supplies power.
  • the power supply unit 140 may cut off the power supply when an electric leakage is detected and maintain the power supply when noise other than the electric leakage is detected.
  • the power supply unit 140 may include a circuit breaker or a trip driving circuit. When the power supply unit 140 cuts off the power supply, the power supply unit 140 may trip the power through a breaker or a trip driving circuit.
  • the communication unit 150 may perform various communications for the operation of the intelligent earth leakage breaker 100 . Specifically, the communication unit 150 may perform internal communication between components included in the intelligent earth leakage breaker 100 or wired/wireless communication between the intelligent earth leakage breaker 100 and an external device. To this end, the communication unit 150 may include various communication modules for internal communication and wired/wireless communication.
  • the communication unit 150 when the intelligent earth leakage breaker 100 detects an earth leakage, may notify the remote server or the manager device. Accordingly, by detecting and notifying the risk of an accident based on a short circuit in advance, it is possible to detect an electrical risk factor in advance to prevent the risk of an accident and an electric shock to the human body, and to protect the electrical equipment.
  • the protection unit 160 may protect the intelligent earth leakage breaker 100 from danger due to leakage current.
  • the protection unit 160 may be configured as a protection circuit or a mechanical switching mechanism.
  • the protection unit 160 may be disposed adjacent to or included in the third detection unit 130 .
  • the controller 170 may analyze the current waveform of the current to distinguish and detect the leakage current and the noise.
  • electric leakage is a phenomenon in which current flows or leaks to a place other than a designated circuit.
  • the noise excludes a short circuit, and may include, for example, a surge, a shock wave current, and the like.
  • a surge is an excessive waveform that appears when power or voltage is increased a lot in a short time and then does not decrease for a certain period of time.
  • the control unit 170 may determine that an earth leakage has been detected.
  • the controller 170 may perform an algorithm for analyzing a current waveform. In this case, it is possible to perform tasks such as parsing or mixing current signals, frequency sampling, frequency calculation, determining whether to cut off power, storing state information, and displaying a hazard notification. For example, the control unit 170 reads a first signal corresponding to a detection result of the power-side detection unit, and analyzes a second signal corresponding to the detection result of the load-side detection unit to read a leakage current. In this case, the controller 170 may determine whether to cut off the current by performing operations such as signal mixing, signal parsing, execution determination, and state information storage with respect to the first signal and the second signal. The control unit 170 may block or not block the current, or display a hazard notification depending on whether the current is cut off.
  • control unit 170 displays the current waveform as a two-dimensional graph composed of an X-axis and a Y-axis, and sets a first condition on the X-axis and a second condition on the Y-axis for distinguishing leakage and noise, respectively.
  • the controller 170 may determine that the leakage is detected if the first condition and the second condition are simultaneously satisfied, and may determine that the noise is detected if only one of the first condition and the second condition is satisfied.
  • the X axis may represent time and the Y axis may represent amplitude.
  • the control unit 170 sets the first condition to correspond to the rated sensitivity region, which is a section for determining the degree of change in amplitude on the current waveform, and sets the second condition to set the degree of change in amplitude to be equal to or greater than a threshold value.
  • the controller 170 may set the rated sensitivity region in various ways according to embodiments.
  • control unit 170 may set the rated sensitivity region for each of the upper and lower ends of the current waveform.
  • the controller 170 may set a range within a predetermined phase angle from a phase angle of 90 degrees at which the direction of the current first changes with the maximum amplitude in the current waveform as the rated sensitivity region.
  • control unit 170 generates a common-mode current signal having the same phase, a leading-phase current signal having an advanced phase, and a lag-of-phase current signal having a backward phase, based on the current waveform, and generating the common-mode current signal and the leading current signal and a rated sensitivity region may be set on a current waveform corresponding to at least one of the ground current signals.
  • control unit 170 displays each of the common current signal, the leading current signal, and the ground current signal as a two-dimensional graph composed of an X axis and a Y axis, and the common current signal, the leading current signal, and the ground current signal.
  • the rated sensitivity area can be set within the range extended by the current signal.
  • control unit 170 analyzes the current waveform to detect the leakage current, thereby preventing malfunction due to noise other than leakage, and by setting the rated sensitivity region as described above, accurate leakage sensitivity current in all sections of the current waveform can be detected.
  • the control unit 170 may process the power-side signal and the load-side signal in parallel.
  • the control unit 170 classifies the risk of the abnormal current according to the priority based on the respective detection results, and , a current blocking operation may be performed in response to the priority.
  • the abnormal current generated in the power supply side (Line) and the load side (Load) of the existing earth leakage breaker is detected by a separate current detection method regardless of whether the power supply side (primary side) and the load side (secondary side) are closed. Current state can be processed in parallel.
  • control unit 170 synthesizes the analog electric signal sensed from the power supply side by the first detector 110 and the analog electric signal sensed by the second detector 120 , and parses the synthesized signal to reduce the leakage current. , and based on this, it is possible to determine whether to cut off the power supply.
  • the control unit 170 may process and store the state information and transmit the processed state information to the communication unit 150 at the same time.
  • the control unit 170 may control the power supply unit 140 to cut off the supply of power when an electric leakage is detected and to maintain the supply of power when noise is detected.
  • the control unit 170 may determine whether there is an electric leakage or noise, generate a control signal based on the determination result, and then transmit the control signal through the communication unit 150 .
  • control unit 170 may be implemented as a microprocessor.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control process of an intelligent earth leakage breaker according to the present invention.
  • the current generated from the power supply side is sensed (S201).
  • the current generated from the load side is sensed (S202).
  • the current waveform of the current is analyzed (S203).
  • the current waveform is displayed as a two-dimensional graph composed of an X-axis and a Y-axis (S204).
  • the X axis may represent time and the Y axis may represent amplitude.
  • the X-axis and the Y-axis may be set in various ways according to the current waveform analysis method, and the present invention is not limited thereto.
  • the current waveform can be analyzed in consideration of various factors in order to accurately distinguish various noises other than leakage current, surge, arc, and other leakage current.
  • Various factors to be considered may be set in consideration of each current characteristic.
  • each waveform of leakage, surge, arc, and other noise may be analyzed and factors affecting the waveform may be extracted.
  • analysis may be performed in consideration of time and amplitude, analysis may be performed in consideration of phase angle and amplitude, or analysis may be performed in consideration of phase angle and time.
  • a first condition on the X-axis and a second condition on the Y-axis for discriminating between an earth leakage and noise excluding the leakage are respectively set (S205).
  • the first condition may be set to correspond to the rated sensitivity region, which is a section for determining the degree of change in amplitude on the current waveform
  • the second condition may be set to have the degree of change of amplitude equal to or greater than a threshold value.
  • the first condition and the second condition may be set in various ways according to a method for distinguishing a leakage current and noise, and the present invention is not limited thereto.
  • a specific method of setting the rated sensitivity region may vary according to embodiments.
  • a range within a predetermined phase angle from a phase angle of 90 degrees at which the direction of the current first changes with the maximum amplitude in the current waveform may be set as the rated sensitivity region.
  • the rated sensitivity region may be set for each of the upper and lower ends of the current waveform.
  • a common phase current signal having the same phase, a leading current signal having an advanced phase, and a ground current signal having a phase behind are generated, and at least one of the common phase current signal, the leading current signal, and the phase current signal is generated.
  • the rated sensitivity area can be set on the current waveform corresponding to any one.
  • each of the common current signal, the leading current signal, and the ground current signal is displayed as a two-dimensional graph composed of the X-axis and the Y-axis, and the range extended by the common-mode current signal, the leading current signal, and the ground current signal You can set the rated sensitivity area within the
  • first condition and the second condition are simultaneously satisfied, it is determined that an earth leakage is detected, and if either one of the first condition and the second condition is satisfied, it is determined that the noise is detected, and the leakage and the noise are separately detected (S206) ).
  • the output voltage of the current sensor was detected and only the data exceeding the specified range was filtered using a bandpass filter, etc., and the filtered data was quantified using an A/D converter, and then, based on the quantified data, whether it is a short circuit or an arc. was judged. That is, based on the size of the data, leakage, arc and surge were classified.
  • the arc value is distributed in various ways according to the generation environment, it is difficult to accurately distinguish the arc and the leakage current during actual occurrence, and it is also difficult to distinguish between the surge and the leakage current only by the size of the data. Therefore, there is a problem in that it is difficult to accurately distinguish a leakage current, a surge, and an arc with the existing detection method considering only the data size.
  • the current is detected in parallel at each of the power supply side and the load side.
  • parallel processing real-time monitoring and control are possible, priority can be set to detect priority risk factors.
  • the state of the earth leakage breaker can be known in advance, and the safety protection device is activated when performing malfunction replacement work so that the on-site user can efficiently repair the failure to prevent human electric shock.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment in which an intelligent earth leakage breaker according to the present invention analyzes a current waveform.
  • the intelligent earth leakage breaker 100 may set a rated sensitivity area for each of the upper and lower ends of the current waveform. That is, it is possible to set the detection area (rated sensitivity area) at each of the upper and lower ends of the current waveform, and simultaneously analyze the X and Y axes of the current waveform in the rated sensitivity area.
  • the upper measurement sensitivity region 310 is set at the upper end of the current waveform
  • the lower measurement sensitivity region 320 is set at the lower end of the current waveform.
  • the detection area is set in the phase range from the calculation of the phase of Is (312), which is the start of the leakage current corresponding to the phase measurement sensitivity area 310, to the Ie (314), which is the end of the leakage current, and the detection area is determined.
  • the detection area is determined as the phase range of Ie (324), which is the end of the leakage current, and within the range of the determined detection area Analyze the change trend of amplitude (height) in
  • Is is the start of the current signal to be detected
  • Ie is the end of the current signal to be detected.
  • the waveform shown in FIG. 3 represents the corresponding points of each amplitude magnitude of the current.
  • the time and amplitude of the signal are analyzed at the same time, and any one of leakage, arc, surge, and other noise exists. can determine whether
  • Existing earth leakage breaker is a method of operating the interrupting driver or circuit by detecting only whether or not a waveform of a certain size or more is generated. This conventional method has a problem of causing a malfunction when a trip synchronization signal (noise) having a magnitude similar to that of the leakage current is generated.
  • a trip synchronization signal noise
  • the detection time domain and time point of the upper measurement sensitivity region (ex: phase 45 degrees to 135 degrees) and lower measurement sensitivity region (ex: phase 225 degrees to 315 degrees) signals Trace changes in the duration (t) and amplitude of the signal waveform (that is, the difference in current, the degree of change in current) to analyze the continuity of the normal leakage current and the irregular change in the abnormal current.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining another embodiment in which an intelligent earth leakage breaker according to the present invention analyzes a current waveform.
  • the intelligent earth leakage breaker 100 Since the intelligent earth leakage breaker 100 according to the present invention operates in an alternating current environment in which the direction and intensity of current change with time, the magnitude and phase of voltage and current exist.
  • an abnormal current generated at an arbitrary angle in which the current direction (electrical phase angle) changes is selected.
  • FIG. 4A shows an in-phase circuit of a current signal.
  • the starting position of the maximum current value of the in-phase circuit of the propagation method is 90 degrees.
  • a detection area is set for each of the upper side and the lower side.
  • Fig. 4b shows a forwarding circuit of a current signal.
  • the starting position of the maximum current value of the propagation circuit of the propagation method is 0 degrees.
  • a first upper maximum current value 410 is detected at a phase angle of 0 degrees, and a first lower maximum current value 415 is detected at a phase angle of 180 degrees.
  • a second upper-side maximum current value 420 is detected at a phase angle of 360 degrees, and a second lower-side maximum current value 425 is detected at a phase angle of 540 degrees.
  • Fig. 4c shows the ground circuit of the current signal. Referring to FIG. 4C , the starting position of the maximum current value of the ground circuit of the radio wave type is 180 degrees.
  • the starting position of the maximum current value of the ground circuit of the radio wave type is 180 degrees.
  • a first upper maximum current value 410 is detected at a phase angle of 180 degrees, and a first lower maximum current value 415 is detected at a phase angle of 360 degrees.
  • a second upper-side maximum current value 420 is detected at a phase angle of 540 degrees, and a second lower-side maximum current value 425 is detected at a phase angle of 720 degrees.
  • a current waveform corresponding to any one of an in-phase circuit, a forward circuit, and a lag circuit may be obtained with respect to the current waveform, and the obtained current waveform may be analyzed. Thereby, the leakage current can be detected more quickly and accurately.
  • 5A and 5B are diagrams for explaining another embodiment in which an intelligent earth leakage breaker according to the present invention analyzes a current waveform.
  • the signal detection section can be further expanded. Accordingly, it is possible to improve the detection accuracy of the abnormal current that is instantaneously generated without directionality.
  • FIG. 5A is a graph showing three current signals.
  • a leakage current is sensed by generating a plurality of current signals based on a reference current, tracking the plurality of current signals, and analyzing a current waveform.
  • Detect abnormal current For example, the first detector 110 may analyze a current waveform of the leading current signal 510 , and the second detector 120 may analyze a current waveform of the slow current signal 530 .
  • the current measurement areas 500_U and 500_L are 3 times wider than the detection area of the conventional earth leakage breaker, and +-90 degrees of the measurable phase angle are added.
  • the abnormal current generated at any angle without direction is detected by the radio wave waveform analysis method, the abnormal current can be detected even if the generation position (phase difference) of the current is changed due to the load equipment.
  • FIG. 6 is a view showing an external structure of an intelligent earth leakage breaker according to an embodiment of the present invention.
  • the intelligent earth leakage breaker 100 may be composed of a housing and internal components.
  • the housing constitutes the exterior of the intelligent earth leakage breaker 100 , and may include a main cover 610 , an auxiliary cover 620 , and a base 630 .
  • the internal component may include various parts (not shown) and a function expansion module 640 .
  • the main cover 610 is configured to cover various parts (not shown) to protect it from the outside.
  • the auxiliary cover 620 is configured to cover the function expansion module 640 to protect it from the outside.
  • the auxiliary cover 620 is configured to be separated independently from the main cover 610, and may be detached from the outer housing of the intelligent earth leakage breaker 100 or mounted on the outer housing.
  • the function expansion module 640 is composed of a printed circuit board (PCB) and software. In this case, the function expansion module 640 may be taken out in a state in which the auxiliary cover 620 is detached from the intelligent earth leakage breaker 100 for function update and function expansion. By this configuration, the intelligent earth leakage breaker 100 can improve assembly and maintainability, continuously expand functions, and quickly respond to failures.
  • PCB printed circuit board
  • the computing device TN100 of FIG. 7 may be the intelligent earth leakage breaker 100 described herein.
  • the computing device TN100 may include at least one processor TN110 , a transceiver device TN120 , and a memory TN130 . Also, the computing device TN100 may further include a storage device TN140 , an input interface device TN150 , an output interface device TN160 , and the like. Components included in the computing device TN100 may be connected by a bus TN170 to communicate with each other.
  • the processor TN110 may execute a program command stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140.
  • the processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to an embodiment of the present invention are performed.
  • the processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, and methods described in connection with an embodiment of the present invention.
  • the processor TN110 may control each component of the computing device TN100 .
  • Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110 .
  • Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a nonvolatile storage medium.
  • the memory TN130 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).
  • the transceiver TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal.
  • the transceiver TN120 may be connected to a network to perform communication.
  • the embodiment of the present invention is not implemented only through the apparatus and/or method described so far, and a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded may be implemented. And, such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.

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Abstract

지능형 누전차단기 및 이의 제어 방법이 개시된다. 이에 의한 지능형 누전차단기에 의하면, 전원측에 배치되어, 상기 전원측에서 발생되는 전류를 감지하는 제1 검출부; 와, 부하측에 배치되어, 상기 부하측에서 발생되는 상기 전류를 감지하는 제2 검출부; 와, 전력을 공급하는 전원부; 및 상기 전류의 전류파형을 분석하여 누전과 상기 누전을 제외한 노이즈를 구분하여 검출하고, 상기 누전이 검출되는 경우 상기 전력의 공급을 차단시키고 상기 노이즈가 검출되는 경우 상기 전력의 공급을 유지하도록 상기 전원부를 제어하는 제어부; 를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 전류파형을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시하고, 상기 누전과 상기 노이즈를 구분하기 위한 상기 X축 상에서의 제1조건과 상기 Y축 상에서의 제2조건을 각각 설정하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건을 동시에 만족하면 상기 누전이 검출된 것으로 판단하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건 중 어느 하나만을 만족하면 상기 노이즈가 검출된 것으로 판단할 수 있다.

Description

지능형 누전차단기 및 이의 제어 방법
본 발명은 지능형 누전차단기 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류파형 분석에 기초하여 전기 선로에서 발생하는 누설 전류만을 정확하게 검출할 수 있는 지능형 누전차단기 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
누전차단기는 전기선로에서 누전에 의한 화재나 감전 등의 전기사고를 방지하기 위하여 사용되는 기기로서, 정상상태의 선로에 누전이 발생하였을 경우 부하측의 전원을 차단한다.
기존의 누전차단기는 전류 크기에 기초하여 누전 여부를 판단하므로, 누전 및 과전류와, 낙뢰와 같은 서지(surge) 전압이 발생하는 경우를 정확하게 구분할 수 없다. 즉, 누전차단기는 서지 전압과 같이 노이즈가 발생한 경우에도 오작동하여 전원을 차단하게 된다. 이 경우, 누전차단기의 빈번한 작동은 불필요한 정전 상태로 인한 전력 공급의 중단을 야기하고, 기기의 수명을 단축시킨다는 문제점이 있다.
또한, 전원공급설비가 노후된 시설물에서는 화재가 빈번하게 발생하고 있는데, 이의 주원인으로 아크에 의한 전기화재가 상당한 비중을 차지하고 있다. 그러나, 기존의 누전차단기는 아크를 감지하지 못하거나 아크를 감지하더라도 서지와 구분하지 못하는 경우가 많다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 누설 전류와 노이즈를 구분하여 감지함으로써, 누전 및 과전류를 포함하는 누전차단기의 본래의 동작에만 작동할 수 있는 지능형 누전차단기 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 누전차단기의 전원측과 부하측에서 상시 발생될 수 있는 이상 사고 전류를 병행하여 검출할 수 있는 지능형 누전차단기 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 지능형 누전차단기에 의하면, 전원측에 배치되어, 상기 전원측에서 발생되는 전류를 감지하는 제1 검출부; 와, 부하측에 배치되어, 상기 부하측에서 발생되는 상기 전류를 감지하는 제2 검출부; 와, 전력을 공급하는 전원부; 및, 상기 전류의 전류파형을 분석하여 누전과 상기 누전을 제외한 노이즈를 구분하여 검출하고, 상기 누전이 검출되는 경우 상기 전력의 공급을 차단시키고 상기 노이즈가 검출되는 경우 상기 전력의 공급을 유지하도록 상기 전원부를 제어하는 제어부; 를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 전류파형을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시하고, 상기 누전과 상기 노이즈를 구분하기 위한 상기 X축 상에서의 제1조건과 상기 Y축 상에서의 제2조건을 각각 설정하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건을 동시에 만족하면 상기 누전이 검출된 것으로 판단하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건 중 어느 하나만을 만족하면 상기 노이즈가 검출된 것으로 판단할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기에 있어서, 상기 X축은 시간을 나타내고, 상기 Y축은 진폭을 나타내며, 상기 제어부는, 상기 제1조건은 상기 전류파형 상에서 상기 진폭의 변화정도를 판단하는 구간인 정격감도영역에 해당하는 것으로 설정하고, 상기 제2조건은 상기 진폭의 변화정도가 임계값 이상인 것으로 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전류파형의 상단과 하단 각각에 대하여 상기 정격감도영역을 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전류파형에서 최대 진폭을 가지고 상기 전류의 방향이 가장 처음으로 변하는 위상각 90도로부터 소정 위상각 내의 범위를 상기 정격감도영역으로 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전류파형에 기초하여, 위상이 동일한 동상전류 신호와 상기 위상이 앞선 진상전류 신호 및 상기 위상이 뒤쳐진 지상전류 신호를 생성하고, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 중 적어도 어느 하나에 대응하는 상기 전류파형 상에서 상기 정격감도영역을 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 각각을 상기 X축과 상기 Y축으로 구성된 상기 2차원 그래프로 표시하고, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호에 의해 확장된 범위 내에서 상기 정격감도영역을 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기에 있어서, 상기 제1 검출부는, 아크 전류의 주파수를 감지하는 제1 센서 모듈과 불꽃이나 빛을 감지하는 제2 센서 모듈을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 검출부가 상기 아크 전류의 주파수나 상기 불꽃 및 상기 빛 중 적어도 하나를 감지하면, 상기 누전이 검출된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 지능형 누전차단기의 제어 방법에 의하면, 전원측에서 발생되는 전류를 감지하는 단계; 와, 부하측에 발생되는 상기 전류를 감지하는 단계; 와, 상기 전류의 전류파형을 분석하여 누전과 상기 누전을 제외한 노이즈를 구분하여 검출하는 단계; 및 상기 누전이 검출되는 경우 전력의 공급을 차단시키고 상기 노이즈가 검출되는 경우 상기 전력의 공급을 유지하는 단계; 를 포함하되, 상기 전류파형을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시하고, 상기 누전과 상기 노이즈를 구분하기 위한 상기 X축 상에서의 제1조건과 상기 Y축 상에서의 제2조건을 각각 설정하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건을 동시에 만족하면 상기 누전이 검출된 것으로 판단하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건 중 어느 하나만을 만족하면 상기 노이즈가 검출된 것으로 판단할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기의 제어 방법에 있어서, 상기 X축은 시간을 나타내고, 상기 Y축은 진폭을 나타내며, 상기 제1조건은 상기 전류파형 상에서 상기 진폭의 변화정도를 판단하는 구간인 정격감도영역에 해당하는 것으로 설정하고, 상기 제2조건은 상기 진폭의 변화정도가 임계값 이상인 것으로 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기의 제어 방법에 있어서, 상기 전류파형의 상단과 하단 각각에 대하여 상기 정격감도영역을 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기의 제어 방법에 있어서, 상기 전류파형에서 최대 진폭을 가지고 상기 전류의 방향이 가장 처음으로 변하는 위상각 90도로부터 소정 위상각 내의 범위를 상기 정격감도영역으로 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기의 제어 방법에 있어서, 상기 전류파형에 기초하여, 위상이 동일한 동상전류 신호와 상기 위상이 앞선 진상전류 신호 및 상기 위상이 뒤쳐진 지상전류 신호를 생성하고, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 중 적어도 어느 하나에 대응하는 상기 전류파형 상에서 상기 정격감도영역을 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기의 제어 방법에 있어서, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 각각을 상기 X축과 상기 Y축으로 구성된 상기 2차원 그래프로 표시하고, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호에 의해 확장된 범위 내에서 상기 정격감도영역을 설정할 수 있다.
상기 지능형 누전차단기의 제어 방법에 있어서, 아크 전류의 주파수와 불꽃 및 빛 중 적어도 하나를 감지하는 단계; 및 상기 아크 전류의 주파수나 상기 불꽃 및 상기 빛 중 적어도 하나를 감지하면, 상기 누전이 검출된 것으로 판단하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 노이즈를 제외하고 누전 및 과전류를 포함하는 누전차단기의 본래의 목적에만 작동함으로써, 누전차단기의 오작동을 방지하고 순단 없는 전기공급을 수행하여 불필요한 정전을 예방하고 양질의 전력공급환경을 구축할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 누설 전류와 노이즈를 구분하여 검출함으로써 전력 차단이 필요한 경우를 정확하게 판단하고 이에 대응하여 누전차단기를 동작 시킬 수 있으며, 이에 의해, 사고의 위험성을 사전에 검출하여 사용자의 인체감전사고를 예방하고, 전기설비의 소손을 예방하여 물질적 손해를 최소화할 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따르면, 전원측과 부하측에서 상시 발생될 수 있는 이상 사고 전류를 병행하여 검출하고 이의 우선 순위에 따라 작동함으로써, 이상 사고 전류의 위험도에 대응하여 즉각적으로 대처할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 지능형 누전차단기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지능형 누전차단기의 제어 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 지능형 누전차단기가 전류파형을 분석하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 지능형 누전차단기가 전류파형을 분석하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 지능형 누전차단기가 전류파형을 분석하는 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 지능형 누전차단기의 외관 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
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.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 지능형 누전차단기의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 지능형 누전차단기(100)는 기구적 개폐 절체 장치로 구현되는 하드웨어와 전기회로를 포함하는 소프트웨어로 구성되어, 전원 측과 부하 측에서 발생될 수 있는 이상사고전류를 감지할 수 있다.
본 발명에 따른 지능형 누전차단기(100)는 모듈 단위로 구성될 수 있다. 이 경우, 지능형 누전차단기(100)의 설치, 변경 및 유지보수를 용이하게 수행할 수 있게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지능형 누전차단기(100)는 제1 검출부(110), 제2 검출부(120), 제3 검출부(130), 전원부(140), 통신부(150), 보호부(160) 및 제어부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 검출부(110)는 전원측에 배치되어, 전원측에서 발생되는 전류를 감지할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제1 검출부(110)는 전원측 검출부일 수 있다.
제1 검출부(110)는 제1 센서 모듈(미도시)과 제2 센서 모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 제1 센서 모듈(미도시)은 1차 전원측과 2차 부하측 접점이 개폐 시 발생되는 아크성 이상전류의 주파수를 감지할 수 있다. 아크성 이상전류의 주파수는 아크 전류의 파형 분석 결과에 기초하여 설정될 수 있다. 제2 센서 모듈(미도시)은 화재 원인이 될 수 있는 아크로 인해 발생하는 불꽃이나 빛을 감지할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서 모듈(미도시)은 불꽃감지 센서나 자외선 센서 등으로 구현될 수 있다.
제2 검출부(120)는 부하측에 배치되어, 부하측에서 발생되는 전류를 감지할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제2 검출부(120)는 부하측 검출부일 수 있다.
제2 검출부(120)는 영상 변류기(미도시)와 변류기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 변류기(zero-phase-sequence current transformer)(미도시)는 전원선에서 발생되는 누설전류를 감지할 수 있다. 예를 들어, 영상 변류기(미도시)는 누전차단기의 상측 및 하측 에서의 누설 전류량을 감시할 수 있다.
변류기(미도시)는 이상전류를 감지할 수 있다. 예를 들어, 변류기(미도시)는 사고 전류를 감지할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 변류기(미도시)는 정격전류보다 과도하게 높은 전류값을 순시값으로 검출하여, 과전류 범위와 단락전류 범위를 배율적으로 증폭할 수 있다. 배율증폭은, 실제 사고 전류에 대하여 비율적으로 제한하는 보호회로로 검출하게 되며, 이에 의해 회로의 고장을 방지하고, 신속하게 전원을 차단하며, 인체감지사고 및 전기 선로에 2차 피해를 방지할 수 있다.
제3 검출부(130)는 핸들의 기계적 위치를 검출할 수 있다. 여기서, 핸들은 지능형 누전차단기(100)를 통해 전력 공급을 기계적으로 차단시키는 기구이다.
일 실시예에 의하면, 제3 검출부(130)는 광센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 핸들의 온(ON) 위치와 오프(OFF) 위치가 변화하는 특성을 이용하여, 지능형 누전차단기(100)가 기계적으로 차단되었는지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해, 광센서의 발광 모듈과 수광 모듈 사이에 핸들을 위치시킬 수 있다. 초기 설치 위치는 전원 온(ON) 위치이다.
제3 검출부(130)에 의해 검출된 핸들의 기계적 위치에 기초하여, 전력 공급의 온 오프 상태를 판단할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제3 검출부(130)는 핸들위치 검출부일 수 있다. 핸들의 기계적인 위치 정보를 이용함으로써, 통신 오류의 발생률이 높은 원격통신 방식과 비교하여 전력의 정전상태를 비교적 정확하게 확인할 수 있게 된다.
전원부(140)는 전력을 공급한다.
구체적으로, 전원부(140)는 후술하는 제어부(170)의 제어에 의해, 누전이 검출되는 경우 전력 공급을 차단하고 누전을 제외한 노이즈가 검출되는 경우 전력 공급을 유지시킬 수 있다.
이를 위해, 전원부(140)는 차단기나 트립 구동 회로를 포함할 수 있다. 전원부(140)는 전력 공급을 차단하는 경우, 차단기나 트립 구동 회로를 통해 전력을 트립시킬 수 있다.
통신부(150)는 지능형 누전차단기(100)의 동작을 위한 다양한 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신부(150)는 지능형 누전차단기(100)에 포함되는 구성요소 간의 내부통신이나, 지능형 누전차단기(100)와 외부 기기간의 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(150)는 내부통신 및 유무선 통신을 위한 다양한 통신 모듈들을 포함할 수 있다.
통신부(150)는, 지능형 누전차단기(100)가 누전을 감지하는 경우, 원격 서버나 관리자 장치에 이를 통지할 수 있다. 이에 의해, 누전에 기초한 사고 위험을 사전에 검출하여 알림으로써, 전기 위험 요소를 사전에 검출하여 사고 위험 및 인체 감전 사고를 예방하고 전기설비를 보호할 수 있다.
보호부(160)는 지능형 누전차단기(100)를 누전 전류에 의한 위험으로부터 보호할 수 있다. 보호부(160)는 보호회로나 기계적 절체 기구로 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 보호부(160)는 제3 검출부(130)와 인접하여 배치되거나 이에 포함될 수 있다.
제어부(170)는 전류의 전류파형을 분석하여 누전과 노이즈를 구분하여 검출할 수 있다. 여기서, 누전(electric leakage)은 지정된 회로 이외의 곳으로 전류가 흐르거나 누출되는 현상이다. 노이즈는 누전을 제외한 것으로서, 예를 들어, 서지, 충격파 전류 등을 포함할 수 있다. 서지(surge)는 전력이나 전압이 짧은 시간에 다량 늘어난 후에 일정 시간 동안 감소되지 못할 때 나타나는 과도한 파형이다.
본 발명에서는, 실시예에 따라 과전류와 아크성 전류가 발생한 경우에도 누전에 해당하는 것으로 판단하여 전력 공급을 차단시킬 수 있다. 이 경우, 제어부(170)는, 제1 검출부(110)가 아크 전류의 주파수나 불꽃 및 빛 중 적어도 하나를 감지하면, 누전이 검출된 것으로 판단할 수 있다.
누전과 노이즈를 구분하여 검출하기 위하여, 제어부(170)는 전류파형을 분석하는 알고리즘을 수행할 수 있다. 이 경우, 전류 신호의 파싱(parsing)이나 혼합, 주파수 샘플링, 주파수 연산, 전력 차단 여부 결정, 상태정보 저장, 위험요소 알림 표시 등의 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 전원측 검출부의 감지 결과에 대응하는 제1신호를 판독하고, 또한 부하측 검출부의 감지 결과에 대응하는 제2신호를 분석하여 누전을 판독한다. 이 경우, 제어부(170)는 제1신호와 제2신호에 대하여, 신호 혼합, 신호 파싱, 수행 결정, 상태정보 저장 등의 동작을 수행하여 전류 차단 여부를 결정할 수 있다. 제어부(170)는 전류 차단 여부에 따라, 전류를 차단하거나 차단하지 않거나, 위험요소 알림을 표시할 수 있다.
구체적으로, 제어부(170)는 전류파형을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시하고, 누전과 노이즈를 구분하기 위한 X축 상에서의 제1조건과 Y축 상에서의 제2조건을 각각 설정할 수 있다. 이 경우, 제어부(170)는 제1조건 및 제2조건을 동시에 만족하면 누전이 검출된 것으로 판단하고, 제1조건 및 제2조건 중 어느 하나만을 만족하면 노이즈가 검출된 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 의하면, X축은 시간을 나타내고, Y축은 진폭을 나타낼 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(170)는, 제1조건은 전류파형 상에서 진폭의 변화정도를 판단하는 구간인 정격감도영역에 해당하는 것으로 설정하고, 제2조건은 진폭의 변화정도가 임계값 이상인 것으로 설정할 수 있다.
제어부(170)는 실시예에 따라 정격감도영역을 다양한 방식으로 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(170)는 전류파형의 상단과 하단 각각에 대하여 정격감도영역을 설정할 수 있다.
다른 실시예에서, 제어부(170)는 전류파형에서 최대 진폭을 가지고 전류의 방향이 가장 처음으로 변하는 위상각 90도로부터 소정 위상각 내의 범위를 정격감도영역으로 설정할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어부(170)는 전류파형에 기초하여, 위상이 동일한 동상전류 신호와 위상이 앞선 진상전류 신호 및 위상이 뒤쳐진 지상전류 신호를 생성하고, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 중 적어도 어느 하나에 대응하는 전류파형 상에서 정격감도영역을 설정할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어부(170)는 동상전류 신호와 진상전류 신호 및 지상전류 신호 각각을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시하고, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호에 의해 확장된 범위 내에서 정격감도영역을 설정할 수 있다.
이와 같이, 제어부(170)는 전류파형을 분석하여 누설 전류를 검출함으로써, 누설 이외의 노이즈에 의한 오작동을 방지하고, 상기와 같이 정격감도영역을 설정함에 따라 전류파형의 모든 구간에서 정확한 누설 감도 전류를 검출할 수 있다.
제어부(170)는 전원측 신호와 부하측 신호를 병행 처리할 수 있다.
구체적으로, 제어부(170)는, 제1 검출부(110)와 제2 검출부(120) 각각에서 병렬적으로 전류를 감지하면, 각각의 감지 결과에 기초하여 이상 전류의 위험도를 우선 순위에 따라 분류하고, 우선 순위에 대응하여 전류 차단 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 기존의 누전차단기의 전원측(Line)과 부하측(Load)에서 각각 발생되는 이상전류를 개폐여부와 관계없이 분리된 전류 검출방식으로 검출하고, 전원측(1차측)과 부하측(2차측)의 전류상태를 병행 처리할 수 있다.
이를 위해, 제어부(170)는 제1 검출부(110)에 의해 전원측으로부터 감지되는 아날로그 전기 신호와, 제2 검출부(120)에서 감지되는 아날로그 전기 신호를 합성하고, 합성된 신호를 파싱하여 누설 전류를 감지하고, 이에 기초하여 전력 공급을 차단시킬 지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(170)는 차단기나 트립 구동 회로를 작동시켜 전류를 차단하도록 결정하는 경우, 상태 정보를 가공하여 저장하고 이와 동시에 가공된 상태 정보를 통신부(150)에 전송할 수 있다.
제어부(170)는 누전이 검출되는 경우 전력의 공급을 차단시키고 노이즈가 검출되는 경우 전력의 공급을 유지하도록, 전원부(140)를 제어할 수 있다.
제어부(170)는 누전 또는 노이즈인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 제어 신호를 생성한 후, 제어 신호를 통신부(150)를 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어부(170)는 마이크로프로세서로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 지능형 누전차단기의 제어 과정을 도시한 도면이다.
전원측에서 발생되는 전류를 감지한다(S201).
부하측에서 발생되는 전류를 감지한다(S202).
전류의 전류파형을 분석한다(S203).
전류파형을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시한다(S204).
일 실시예에 의하면, X축은 시간을 나타내고, Y축은 진폭을 나타낼 수 있다. 그러나, X축과 Y축은 전류파형의 분석 방법에 대응하여 다양하게 설정될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 누전, 서지, 아크, 기타 누전이 아닌 다양한 노이즈 등을 정확하게 구분하기 위하여, 전류파형을 다양한 인자를 고려하여 분석할 수 있다. 고려되는 다양한 인자는 각각의 전류특성을 고려하여 설정될 수 있다. 이 경우, 누전, 서지, 아크, 기타 노이즈 각각의 파형을 분석하고, 파형에 영향을 미치는 인자를 추출할 수 있다. 이들을 서로 구분하기 위하여, 실시예에 따라, 시간과 진폭을 고려하여 분석하거나, 위상각과 진폭을 고려하여 분석하거나, 또는 위상각과 시간을 고려하여 분석할 수 있다.
누전과 상기 누전을 제외한 노이즈를 구분하기 위한 X축 상에서의 제1조건과 Y축 상에서의 제2조건을 각각 설정한다(S205).
일 실시예에 의하면, 제1조건은 전류파형 상에서 진폭의 변화정도를 판단하는 구간인 정격감도영역에 해당하는 것으로 설정하고, 제2조건은 진폭의 변화정도가 임계값 이상인 것으로 설정할 수 있다. 그러나, 제1조건과 제2조건은 누전과 노이즈를 구분하는 방법에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 정격감도영역을 설정하는 구체적인 방법은 실시예에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에 의하면, 전류파형에서 최대 진폭을 가지고 전류의 방향이 가장 처음으로 변하는 위상각 90도로부터 소정 위상각 내의 범위를 정격감도영역으로 설정할 수 있다. 다른 실시예에 의하면, 전류파형의 상단과 하단 각각에 대하여 정격감도영역을 설정할 수 있다. 또 다른 실시예에 의하면, 전류파형에 기초하여, 위상이 동일한 동상전류 신호와 위상이 앞선 진상전류 신호 및 위상이 뒤쳐진 지상전류 신호를 생성하고, 동상전류 신호와 진상전류 신호 및 지상전류 신호 중 적어도 어느 하나에 대응하는 전류파형 상에서 정격감도영역을 설정할 수 있다. 또 다른 실시예에 의하면, 동상전류 신호와 진상전류 신호 및 지상전류 신호 각각을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시하고, 동상전류 신호와 진상전류 신호 및 지상전류 신호에 의해 확장된 범위 내에서 정격감도영역을 설정할 수 있다.
제1조건 및 제2조건을 동시에 만족하면 누전이 검출된 것으로 판단하고, 제1조건 및 제2조건 중 어느 하나만을 만족하면 노이즈가 검출된 것으로 판단하여, 누전과 노이즈를 구분하여 검출한다(S206).
누전이 검출되는 경우 전력의 공급을 차단시키고, 노이즈가 검출되는 경우 전력의 공급을 유지한다(S207).
기존에는 전류센서의 출력전압을 감지하여 밴드패스 필터 등을 이용해 지정된 범위를 초과하는 데이터만을 필터링하고, 필터링된 데이터를 A/D 변환기를 이용해 수치화한 후, 수치화한 데이터에 기초하여 누전인지 아크인지를 판단하였다. 즉, 데이터의 크기에 기초하여 누전과 아크 및 서지 등을 구분하였다. 그러나, 이 경우, 아크의 값이 발생환경에 따라 다양하게 분포하므로 실제 발생 시 아크와 누전을 정확하게 구분하는 것이 어렵고, 또한 데이터의 크기 만으로는 서지와 누전 간의 구분이 어렵다. 따라서, 데이터 크기만을 고려하는 기존의 검출방법으로는, 누전과 서지 및 아크를 정확하게 구분하기 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 누전, 아크, 서지 및 노이즈를 서로 정확하게 구분하기 위하여, 각각의 전류특성에 따라 다양한 인자를 설정하고, 설정된 다양한 인자에 기초하여 전류파형을 분석한다. 따라서, 데이터 크기 만을 고려하던 기존의 검출 방법에 비해 정확도가 높아진다.
또한, 본 발명에서는 전원측과 부하측 각각에서 병렬적으로 전류를 검출한다. 병행 처리에 의해, 실시간 감시 및 제어가 가능해지고, 우선 순위를 설정하여 우선적인 위험요소를 검출할 수 있고, 양방향 통신을 통해 원인에 대한 해결방안을 통보함으로써 관리자의 효율적인 유지보수를 가능하게 하고, 누전으로 감전사고의 위험이 발생될 때 누전차단기의 상태를 사전에 알 수 있게 되며, 현장 사용자의 효율적인 고장수리가 가능하도록 고장 교체작업 수행 시 안전보호장치를 구동시켜 인체감전사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 지능형 누전차단기가 전류파형을 분석하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
지능형 누전차단기(100)는 전류파형의 상단과 하단 각각에 대하여 정격감도영역을 설정할 수 있다. 즉, 전류파형의 상단과 하단 각각에 검출 영역(정격감도영역)을 설정하고, 정격감도영역에서의 전류파형의 X축과 Y축을 동시에 분석할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전류파형의 상단에 상측정격감도영역(310)이 설정되고, 전류파형의 하단에 하측정격감도영역(320)이 설정된다. 이 경우, 상측정격감도영역(310)에 해당하는 누설전류의 시작인 Is(312)의 위상 계산을 시작으로 누설전류의 끝인 Ie(314)까지의 위상 범위로 검출영역을 설정하고, 정해진 검출영역의 범위내에서 진폭(높이)의 변화 추이를 분석한다. 또한, 하측정격감도영역(320)에 해당하는 누설전류의 시작인 Is(322)의 위상 계산을 시작으로 누설전류의 끝인 Ie(324)의 위상 범위로 검출영역을 정하고, 정해진 검출영역의 범위내에서 진폭(높이)의 변화 추이를 분석한다. 여기서, Is는 검출할 전류신호의 시작이고, Ie는 검출할 전류신호의 끝이다. 도 3에 도시된 파형은 전류의 진폭크기 각각의 대응점들을 나타낸다.
이 경우, 상측정격감도영역(310)과 하측정격감도영역(320) 각각에 해당하는 검출된 전류파형에 대해서, 신호의 시간과 진폭을 동시에 분석하여 누전, 아크, 서지, 기타 노이즈 중 어느 것이 존재하는지 판단할 수 있다.
기존의 누전차단기는 일정 크기 이상의 파형 발생 유무만을 검출하여 차단 구동부나 회로를 동작시키는 방식이다. 이러한 기존의 방식은 누설 전류와 유사한 크기를 가지는 트립 동기 신호(노이즈)가 발생하기만 하면 오동작을 유발시키는 문제점이 존재한다. 따라서, 본 발명에서는 오동작을 정확하게 분석하기 위하여, 상측정격감도영역(ex: 위상 45도~135도)과 하측정격감도영역(ex: 위상 225도~315도)신호의 검출 시간영역과 시간의 관점에서 신호 파형의 지속시간(t) 및 진폭 크기(즉, 전류의 차이, 전류의 변화 정도)의 변화 추이를 추적하여, 정상 누설전류의 연속성 변화, 이상전류의 불규칙적인 변화추이를 분석한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 지능형 누전차단기가 전류파형을 분석하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 지능형 누전차단기(100)는 시간에 따라 전류의 방향과 세기가 달라지는 교류 환경에서 동작하기 때문에, 전압 및 전류의 크기와 위상이 존재한다.
따라서, 이러한 점을 고려하여, 본 실시예에서는, 서지와 아크, 충격파 전류와 같이 방향성 없이 순간적으로 발생하는 이상전류에 대하여, 전류 방향(전기적 위상각)이 변하는 임의의 각도에서 발생되는 이상전류를 기준신호 구간(동상회로)과 앞선 전류신호 구간(진상회로)과 뒤쳐진 전류신호 구간(지상회로)을 동기화 시켜, 종래의 전류의 최고값 영역에서만 누설전류를 측정하던 방식을 개선하였다.
이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 동상회로와 진상회로, 지상회로에서 전류의 검출 시작 각도(방향)를 설명한다.
구체적으로, 도 4a는 전류신호의 동상회로를 도시한다. 도 4a를 참조하면, 전파 방식의 동상회로의 전류 최고값 시작 위치는 90도이다. 이 경우, 상측과 하측 각각에 대해 검출영역이 설정된다.
도 4b는 전류신호의 진상회로를 도시한다. 도 4b를 참조하면, 전파 방식의 진상회로의 전류 최고값 시작 위치는 0도이다. 위상각 0도에서 제1 상측 최고 전류값(410)이 검출되고, 위상각 180도에서 제1 하측 최고 전류값(415)이 검출된다. 또한, 위상각 360도에서 제2 상측 최고 전류값(420)이 검출되고, 위상각 540도에서 제2 하측 최고 전류값(425)이 검출된다.
도 4c는 전류신호의 지상회로를 도시한다. 도 4c를 참조하면, 전파 방식의 지상회로의 전류 최고값 시작 위치는 180도이다.
도 4c를 참조하면, 전파 방식의 지상회로의 전류 최고값 시작 위치는 180도이다. 위상각 180도에서 제1 상측 최고 전류값(410)이 검출되고, 위상각 360도에서 제1 하측 최고 전류값(415)이 검출된다. 또한, 위상각 540도에서 제2 상측 최고 전류값(420)이 검출되고, 위상각 720도에서 제2 하측 최고 전류값(425)이 검출된다.
본 발명에서는 도 4a 내지 도 4c에서와 같이 전류파형에 대해 동상회로, 진상회로 및 지상회로 중 어느 하나에 대응하는 전류파형을 획득하고, 획득한 전류파형을 분석할 수 있다. 이에 의해, 누설전류를 보다 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 지능형 누전차단기가 전류파형을 분석하는 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서는 전류파형의 세가지 전류 신호(즉, 동상회로, 진상회로, 지상회로)를 병합함으로써, 신호 검출구간을 더욱 넓게 확장할 수 있다. 이에 의해, 방향성 없이 순간적으로 발생되는 이상전류의 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 도 5a는 세가지 전류 신호를 도시한 그래프이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 기준 전류에 기초하여 복수개의 전류 신호를 생성하고, 상기 복수개의 전류 신호를 추적하며 전류파형을 분석함으로써 누설전류를 감지한다.
이 경우, 기준 동상 전류신호와 진상 전류신호 및 지상 전류신호를 병합하여 검출구간을 확장함으로써, 기존에 위상각 90도 와 270도의 최고전류 값에서만 측정하던 방식을 변경하여, 측정영역은 3배 확장하고 발생하는 이상전류의 위상각은 기준신호 = [+ 90도] + [- 90도]가 되어, 방향성 없이 발생되는 이상전류에 대해 두 개의 검출부가 기준신호(520)를 중심으로 앞/뒤에서 유해한 이상전류를 검출한다. 예를 들어, 제1검출부(110)는 진상 전류신호(510)의 전류파형을 분석하고, 제2 검출부(120)는 지상 전류신호(530)의 전류파형을 분석할 수 있다.
도 5b는 세가지 전류 신호를 병합하여 검출구간을 확장하는 경우이다. 도 5b를 참조하면, 기존의 누전차단기의 검출 영역에 비해 전류측정 영역(500_U, 500_L)은 3배 넓어지고, 측정 가능한 위상각은 + - 90도가 가산된다. 이 경우, 방향성 없이 임의의 각에서 발생되는 이상전류를 전파파형 분석 방식으로 검출하므로, 부하 설비로 인한 전류의 발생위치(위상차)가 변경되어도 이상전류를 검출 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 지능형 누전차단기의 외관 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 지능형 누전차단기(100)는 하우징과 내부구성요소들로 구성될 수 있다. 여기서, 하우징은 지능형 누전차단기(100)의 외관을 구성하며, 메인커버(610), 보조커버(620) 및 베이스(630)를 포함할 수 있다. 내부구성요소는 다양한 부품(미도시) 및 기능확장 모듈(640)을 포함할 수 있다.
메인커버(610)는 다양한 부품(미도시)을 덮어 외부로부터 보호하도록 구성된다.
보조커버(620)는 기능확장 모듈(640)을 덮어 외부로부터 보호하도록 구성된다.
보조커버(620)는 메인커버(610)와 독립적으로 분리될 수 있도록 구성되고, 지능형 누전차단기(100)의 외부 하우징으로부터 탈착 되거나 외부 하우징에 장착될 수 있다.
기능확장 모듈(640)은 인쇄회로기판(PCB) 및 소프트웨어로 구성된다. 이 경우, 기능확장 모듈(640)은 기능 업데이트 및 기능 확장을 위해, 보조커버(620)가 지능형 누전차단기(100)로부터 탈착된 상태에서 외부로 꺼내어질 수 있다. 이러한 구성에 의해, 지능형 누전차단기(100)는 조립성과 유지보수성을 높일 수 있고, 기능 확장이 지속적으로 가능하며, 고장 시 신속한 대응이 가능하게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 7의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 지능형 누전차단기(100)일 수 있다.
도 7의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 지능형 누전차단기에 있어서,
    전원측에 배치되어, 상기 전원측에서 발생되는 전류를 감지하는 제1 검출부;
    부하측에 배치되어, 상기 부하측에서 발생되는 상기 전류를 감지하는 제2 검출부;
    전력을 공급하는 전원부; 및
    상기 전류의 전류파형을 분석하여 누전과 상기 누전을 제외한 노이즈를 구분하여 검출하고, 상기 누전이 검출되는 경우 상기 전력의 공급을 차단시키고 상기 노이즈가 검출되는 경우 상기 전력의 공급을 유지하도록 상기 전원부를 제어하는 제어부; 를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 전류파형을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시하고, 상기 누전과 상기 노이즈를 구분하기 위한 상기 X축 상에서의 제1조건과 상기 Y축 상에서의 제2조건을 각각 설정하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건을 동시에 만족하면 상기 누전이 검출된 것으로 판단하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건 중 어느 하나만을 만족하면 상기 노이즈가 검출된 것으로 판단하는, 지능형 누전차단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 X축은 시간을 나타내고, 상기 Y축은 진폭을 나타내며,
    상기 제어부는,
    상기 제1조건은 상기 전류파형 상에서 상기 진폭의 변화정도를 판단하는 구간인 정격감도영역에 해당하는 것으로 설정하고, 상기 제2조건은 상기 진폭의 변화정도가 임계값 이상인 것으로 설정하는, 지능형 누전차단기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류파형의 상단과 하단 각각에 대하여 상기 정격감도영역을 설정하는, 지능형 누전차단기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류파형에서 최대 진폭을 가지고 상기 전류의 방향이 가장 처음으로 변하는 위상각 90도로부터 소정 위상각 내의 범위를 상기 정격감도영역으로 설정하는, 지능형 누전차단기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전류파형에 기초하여, 위상이 동일한 동상전류 신호와 상기 위상이 앞선 진상전류 신호 및 상기 위상이 뒤쳐진 지상전류 신호를 생성하고,
    상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 중 적어도 어느 하나에 대응하는 상기 전류파형 상에서 상기 정격감도영역을 설정하는, 지능형 누전차단기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 각각을 상기 X축과 상기 Y축으로 구성된 상기 2차원 그래프로 표시하고, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호에 의해 확장된 범위 내에서 상기 정격감도영역을 설정하는, 지능형 누전차단기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 검출부는, 아크 전류의 주파수를 감지하는 제1 센서 모듈과 불꽃이나 빛을 감지하는 제2 센서 모듈을 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 검출부가 상기 아크 전류의 주파수나 상기 불꽃 및 상기 빛 중 적어도 하나를 감지하면, 상기 누전이 검출된 것으로 판단하는, 지능형 누전차단기.
  8. 지능형 누전차단기의 제어 방법에 있어서,
    전원측에서 발생되는 전류를 감지하는 단계;
    부하측에서 발생되는 상기 전류를 감지하는 단계;
    상기 전류의 전류파형을 분석하여 누전과 상기 누전을 제외한 노이즈를 구분하여 검출하는 단계; 및
    상기 누전이 검출되는 경우 전력의 공급을 차단시키고 상기 노이즈가 검출되는 경우 상기 전력의 공급을 유지하는 단계; 를 포함하되,
    상기 전류파형을 X축과 Y축으로 구성된 2차원 그래프로 표시하고, 상기 누전과 상기 노이즈를 구분하기 위한 상기 X축 상에서의 제1조건과 상기 Y축 상에서의 제2조건을 각각 설정하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건을 동시에 만족하면 상기 누전이 검출된 것으로 판단하고, 상기 제1조건 및 상기 제2조건 중 어느 하나만을 만족하면 상기 노이즈가 검출된 것으로 판단하는, 지능형 누전차단기의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 X축은 시간을 나타내고, 상기 Y축은 진폭을 나타내며,
    상기 제1조건은 상기 전류파형 상에서 상기 진폭의 변화정도를 판단하는 구간인 정격감도영역에 해당하는 것으로 설정하고, 상기 제2조건은 상기 진폭의 변화정도가 임계값 이상인 것으로 설정하는, 지능형 누전차단기의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전류파형의 상단과 하단 각각에 대하여 상기 정격감도영역을 설정하는, 지능형 누전차단기의 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전류파형에서 최대 진폭을 가지고 상기 전류의 방향이 가장 처음으로 변하는 위상각 90도로부터 소정 위상각 내의 범위를 상기 정격감도영역으로 설정하는, 지능형 누전차단기의 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전류파형에 기초하여, 위상이 동일한 동상전류 신호와 상기 위상이 앞선 진상전류 신호 및 상기 위상이 뒤쳐진 지상전류 신호를 생성하고,
    상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 중 적어도 어느 하나에 대응하는 상기 전류파형 상에서 상기 정격감도영역을 설정하는, 지능형 누전차단기의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호 각각을 상기 X축과 상기 Y축으로 구성된 상기 2차원 그래프로 표시하고, 상기 동상전류 신호와 상기 진상전류 신호 및 상기 지상전류 신호에 의해 확장된 범위 내에서 상기 정격감도영역을 설정하는, 지능형 누전차단기의 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    아크 전류의 주파수와 불꽃 및 빛 중 적어도 하나를 감지하는 단계; 및
    상기 아크 전류의 주파수나 상기 불꽃 및 상기 빛 중 적어도 하나를 감지하면, 상기 누전이 검출된 것으로 판단하는 단계; 를 더 포함하는, 지능형 누전차단기의 제어 방법.
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